高中物理選修3-4

1、高中物理選修3-4復習高考題型1機械振動解題方略1簡諧運動的對稱性：振動質點在關于平衡位置對稱的兩點，x、F、a、v、Ek、Ep的大小均相等，其中回復力F、加速度a與位移x的方向相反，而v與x的方向可能相同，也可能相反振動質點來回通過相同的兩點間的時間相等，即tBCtCB.振動質點通過關于平衡位置對稱的等長的兩線段的時間相等，即tBCtBC.如圖1所示圖12簡諧運動的周期性：做簡諧運動的物體，其位移、回復力、加速度、速度都隨時間按“正弦”或“余弦”規(guī)律變化，它們的周期均相同其位移隨時間變化的表達式為：xAsin (t)或xAcos (t)例1(2015·陜西西安交大附中四模)圖2如圖

2、2所示為同一地點的兩單擺甲、乙的振動圖象，下列說法中正確的是()A甲、乙兩單擺的擺長相等B甲擺的振幅比乙擺大C甲擺的機械能比乙擺大D在t0.5 s時有正向最大加速度的是乙擺E由圖象可以求出當?shù)氐闹亓铀俣阮A測1(2015·河南八市模擬)一列簡諧橫波在x軸上傳播，波源處于x0處，在x3 m處的質點P和x6 m處的質點Q的振動圖線分別如圖3甲、乙所示下列說法正確的是()圖3A波長可能是4 mB波的周期一定是12 sC波的振幅一定是8 cmD波的傳播速度一定是1 m/sE波由P傳播到Q歷時可能是9 s預測2(2015·成都模擬)如圖4甲所示是用沙擺演示振動圖象的實驗裝置，沙擺可視

3、為擺長L1.0 m的單擺，沙擺的運動可看做簡諧運動實驗中，細沙從擺動著的漏斗底部均勻漏出，用手沿與擺動方向垂直的方向勻速拉動紙板，漏在紙板上的細沙形成了圖乙所示的粗細變化的一條曲線曲線之所以粗細不均勻，主要是因為沙擺擺動過程中_(選填“位移”、“速度”或“加速度”)大小在變化若圖乙中AB間距離x4.0 m，當?shù)刂亓铀俣萭10 m/s2，則紙板勻速運動的速度大小為_ m/s(結果保留2位有效數(shù)字)圖4高考題型2機械波解題方略1波動圖象描述的是在同一時刻，沿波的傳播方向上的各個質點偏離平衡位置的位移在時間上具有周期性、空間上具有重復性和雙向性的特點2深刻理解波動中的質點振動質點振動的周期(頻率)

4、波源的周期(頻率)波的傳播周期(頻率)3要畫好、用好振動圖象，并正確地與實際情景相對應要正確畫出波形圖，準確寫出波形平移距離、質點振動時間與波長、周期的單一解或多解表達式4分析簡諧運動中各物理量的變化情況時，一定要以位移為橋梁，位移增大時，振動質點的回復力、加速度、勢能均增大，速度、動能均減??；反之，則產生相反的變化另外，各矢量均在其值為零時改變方向5“一分、一看、二找”巧解波動圖象與振動圖象的綜合問題(1)分清振動圖象與波動圖象只要看清橫坐標即可，橫坐標為x則為波動圖象，橫坐標為t則為振動圖象(2)看清橫、縱坐標的單位，尤其要注意單位前的數(shù)量級(3)找準波動圖象對應的時刻(4)找準振動圖象對

5、應的質點例2(2015·新課標全國·34)甲、乙兩列簡諧橫波在同一介質中分別沿x軸正向和負向傳播，波速均為v25 cm/s.兩列波在t0時的波形曲線如圖5所示求：圖5(1)t0時，介質中偏離平衡位置位移為16 cm的所有質點的x坐標；(2)從t0開始，介質中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為16 cm的質點的時間預測3(2015·天門市4月模擬)一列簡諧橫波在t0時刻的波形如圖6所示，質點P此時刻沿y軸方向運動，經過0.1 s第一次到達平衡位置，波速為5 m/s，則下列說法正確的是()圖6A該波沿x軸負方向傳播BQ點的振幅比P點的振幅大CP點的橫坐標為x2.5 mDQ點(

6、橫坐標為x7.5 m的點)的振動方程為y5cos t(cm)Ex3.5 m處的質點與P點振動的位移始終相反預測4(2015·海南省5月模擬)如圖7甲所示為一列沿水平方向傳播的簡諧橫波在時刻t的波形圖，如圖乙所示為質點b從時刻t開始計時的vt圖象若設振動正方向為沿y軸方向，則下列說法中正確的是()圖7A該簡諧橫波沿x軸正方向傳播B該簡諧橫波波速為0.4 m/sC若該波發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，則該波所遇到的障礙物或孔的尺寸一定比4 m大得多D在時刻t，質點a的加速度比質點b的大E再經過2 s，質點a隨波遷移0.8 m高考題型3光的折射和全反射解題方略1折射率：光從真空射入某種介質，入射角的正

7、弦與折射角的正弦之比叫做介質的折射率，公式為n.實驗和研究證明，某種介質的折射率等于光在真空中的傳播速度c跟光在這種介質中的傳播速度v之比，即n.2臨界角：折射角等于90°時的入射角，稱為臨界角當光從折射率為n的某種介質射向真空(空氣)時發(fā)生全反射的臨界角為C，則sin C.3全反射的條件：(1)光從光密介質射向光疏介質(2)入射角大于或等于臨界角4光的幾何計算題往往是光路現(xiàn)象與光的反射、折射、全反射(臨界點)及幾何圖形關系的綜合問題解決此類問題應注意以下四個方面：(1)依據(jù)題目條件，正確分析可能的全反射及臨界角(2)通過分析、計算確定光傳播過程中可能的折射、反射，把握光的“多過程”

8、現(xiàn)象(3)準確作出光路圖(4)充分考慮三角形、圓的特點，運用幾何圖形中的角關系、三角函數(shù)、相似形、全等形等，仔細分析光傳播過程中產生的幾何關系例3(2015·長春四模) 如圖8所示梯形玻璃磚ABCD，A45°，B105°，AB邊長為L.一束平行于AB邊的光線由AD邊入射，經折射后在AB邊中點發(fā)生全反射，直接射到BC邊，且與BC邊成45°角射出玻璃磚求：圖8(1)玻璃磚的折射率；(2)光線在玻璃磚內傳播的時間預測5(2015·新課標全國·34) 如圖9，一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為，經折射后射出a、b

9、兩束光線則_圖9A在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度B在真空中，a光的波長小于b光的波長C玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率D若改變光束的入射方向使角逐漸變大，則折射光線a首先消失E分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距預測6(2015·東北三省四市模擬)一湖面上有一伸向水面的混凝土觀景臺，如圖10所示是一截面圖，觀景臺下表面恰好和水面相平，A為觀景臺右側面在湖底的投影，水深h4 m在距觀景臺右側面x4 m處有一可沿豎直方向上下移動的單色點光源S，點光源S可從距水面高3 m處下移到接近水面，在移動過程中，觀景臺水下被照亮的

10、最遠距離為AC，最近距離為AB，若AB3 m，求：圖10(1)水的折射率n；(2)光能照亮的最遠距離AC(計算結果可以保留根號)高考題型4光的幾種特有現(xiàn)象解題方略1機械波和光波都能發(fā)生干涉、衍射、多普勒效應等現(xiàn)象，是波特有的現(xiàn)象偏振現(xiàn)象是橫波的特有現(xiàn)象要觀察到穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象和明顯的衍射現(xiàn)象需要一定的條件2機械波的干涉圖樣中，實線和實線的交點、虛線和虛線的交點及其連線為振動加強處；實線和虛線的交點及其連線處為振動減弱處振動加強點有時位移也為零，只是振幅為兩列波的振幅之和，顯得振動劇烈3光的雙縫干涉條紋間距x：(1)l、d相同時，x，可見光中的紅光條紋間距最大，紫光最??；(2)間隔均勻，亮度均勻，

11、中央為亮條紋；(3)如用白光做實驗，中間為白色，兩邊為由紫到紅的彩色4光的干涉現(xiàn)象：薄膜干涉(油膜、空氣膜、增透膜、牛頓環(huán))；光的衍射現(xiàn)象：圓孔衍射、泊松亮斑例4(2015·寶雞二模)以下說法中正確的是()圖11A圖11甲是一束復色光進入水珠后傳播的示意圖，其中a束光在水珠中傳播的速度一定大于b束光在水珠中傳播的速度B圖乙是一束單色光進入平行玻璃磚后傳播的示意圖，當入射角i逐漸增大到某一值后不再會有光線從bb面射出C圖丙是雙縫干涉示意圖，若只減小屏到擋板間距離l，兩相鄰亮條紋間距離x將減小D圖丁是用干涉法檢測工件表面平整程度時得到的干涉圖樣，彎曲的干涉條紋說明被檢測的平面在此處是凸起

12、的E圖戊中的M、N是偏振片，P是光屏，當M固定不動、緩慢轉動N時，光屏P上的光亮度將一明一暗交替變化，此現(xiàn)象表明光波是橫波預測7(2015·南昌十校二模)下列有關光現(xiàn)象的說法中正確的是()A雨后天空出現(xiàn)彩虹是光的干涉現(xiàn)象B刮胡須的刀片的影子邊緣模糊不清是光的衍射現(xiàn)象C水的視深比實際深度淺些是光的全反射現(xiàn)象D在太陽光照射下，水面上油膜出現(xiàn)彩色花紋是光的干涉現(xiàn)象E光導纖維絲內芯材料的折射率比外套材料的折射率大預測8(2015·河南實驗中學二調)下列關于光的說法中正確的是()A雨后彩虹是由于太陽光入射到水滴中發(fā)生全反射形成的B“和諧號”動車組高速行駛時，地面上測得其車廂長度將明顯

13、變短C在雙縫干涉實驗中，用紅光代替黃光作為入射光可增大干涉條紋的間距D白光通過雙縫后產生的干涉條紋是彩色的，其原因是不同色光的波長不同E光從一種介質進入另一種介質發(fā)生折射是因為光在不同介質中的傳播速度不同提醒：完成作業(yè)專題八第2講學生用書答案精析第2講機械振動與機械波光高考題型1機械振動例1ABD由題圖看出，兩單擺的周期相同，同一地點g相同，由單擺的周期公式T2知，甲、乙兩單擺的擺長l相等，故A正確；甲擺的振幅為10 cm，乙擺的振幅為7 cm，則甲擺的振幅比乙擺大，故B正確；盡管甲擺的振幅比乙擺大，兩擺的擺長相等，但由于兩擺的質量未知，無法比較機械能的大小，故C錯誤；在t0.5 s時，甲擺經

14、過平衡位置，振動的加速度為零，而乙擺的位移為負的最大，則乙擺具有正向最大加速度，故D正確；由單擺的周期公式T2得g，由于單擺的擺長不知道，所以不能求得重力加速度，故E錯誤預測1ABE預測2速度1.0解析觀察細沙曲線，發(fā)現(xiàn)兩側粗，沙子多，中間細，沙少是因為沙擺在擺動的過程中，經過平衡位置速度最大，最大位移處速度為0，即是由于沙擺擺動過程中速度大小的變化引起的沙擺的周期為：T22 s2 s乙圖記錄了2T時間內的運動情況，則紙板勻速運動的速度大小為：v m/s1.0 m/s.高考題型2機械波例2(1)x(50300n) cm(n0，±1，±2，±3，)(2)0.1 s解

15、析(1)兩列波的振幅均為8 cm，故偏離平衡位置位移為16 cm的質點應為兩列波的波峰相遇處的質點根據(jù)波形圖可知，甲、乙的波長分別為乙60 cm，甲50 cm則甲、乙兩列波的波峰坐標分別為x甲(50k1×50 cm)(k10，±1，±2，±3，)x乙(50k2×60 cm)(k20，±1，±2，±3，)綜上分析，所有波峰和波峰相遇的質點x坐標應為x(50300n) cm(n0，±1，±2，±3，)(2)偏離平衡位置位移為16 cm對應為兩列波的波谷相遇t0時，波谷之差x(50×

16、;60)(50×50)整理可得x10(6n15n2)5波谷之間最小的距離為x5 cm兩列波相向傳播，相對速度為2v50 cm/s所以出現(xiàn)偏離平衡位置位移為16 cm的最短時間t0.1 s.預測3ACD預測4ABD高考題型3光的折射和全反射例3(1)(2)解析(1)光路如圖所示由幾何關系45°105°90°180°，得30°折射定律：n解得：n.(2)設光在玻璃磚中傳播兩段光線長度分別為x1和x2由正弦定理有：x1L，x2L又因為：n，t聯(lián)立解得：t.預測5ABD預測6(1)(2) m解析(1)如圖，當點光源離水面最遠時，恰從觀景臺邊緣經過的光線照射到水底最近處B.sin sin ，水的折射率n，求得n(2)由光源S貼著水面發(fā)出平行水面的光線經觀景臺右邊緣處折射后，照亮水底的距離最遠有：n，AChtan AOC求得AC m.高考題型4光的幾種特有現(xiàn)象例4ACE根據(jù)折射率和光的傳播速度之間的關系n，可知，折射率越大，傳播速度越小，從圖中可以看出，b光線在水