2019高考物理二轮复习专题七选考模块第2讲振动和波动光学案

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1、第2讲　振动和波动　光[做真题·明考向]　　　　　　　　　　　　　　　　真题体验　透视命题规律授课提示：对应学生用书第88页[真题再做]1．(2018·高考全国卷Ⅰ，T34)(1)如图，△ABC为一玻璃三棱镜的横截面，∠A＝30°.一束红光垂直AB边射入，从AC边上的D点射出，其折射角为60°，则玻璃对红光的折射率为________．若改用蓝光沿同一路径入射，则光线在D点射出时的折射角________(填“小于”“等于”或“大于”)60°.(2)一列简谐横波在t＝s时的波形图如图(a)所示，P、Q是介质中的两个质点．

2、图(b)是质点Q的振动图象．求：(ⅰ)波速及波的传播方向；(ⅱ)质点Q的平衡位置的x坐标．解析：(1)根据光路的可逆性，在AC面，入射角为60°时，折射角为30°.根据光的折射定律有n＝＝＝.玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，沿同一路径入射时，r角仍为30°不变，对应的i角变大．因此折射角大于60°.(2)(ⅰ)由图(a)可以看出，该波的波长为λ＝36cm①由图(b)可以看出，周期为T＝2s②波速为v＝＝18cm/s③由图(b)知，当t＝s时，Q点向上运动，结合图(a)可得，波沿x轴负方向传播．(ⅱ)设质点P、Q

3、平衡位置的x坐标分别为xP、xQ.由图(a)知，x＝0处y＝－＝Asin(－30°)，因此21xP＝λ＝3cm④由图(b)知，在t＝0时Q点处于平衡位置，经Δt＝s，其振动状态向x轴负方向传播至P点处，由此及③式有xQ－xP＝vΔt＝6cm⑤由④⑤式得，质点Q的平衡位置的x坐标为xQ＝9cm⑥答案：(1)　大于　(2)(ⅰ)18cm/s　沿x轴负方向传播　(ⅱ)9cm2．(2018·高考全国卷Ⅱ，T34)(1)声波在空气中的传播速度为340m/s，在钢铁中的传播速度为4900m/s.一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲

4、击一下桥的一端发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00s．桥的长度为________m．若该声波在空气中的波长为λ，则它在钢铁中的波长为λ的________倍．(2)如图，△ABC是一直角三棱镜的横截面，∠A＝90°，∠B＝60°.一细光束从BC边的D点折射后，射到AC边的E点，发生全反射后经AB边的F点射出．EG垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中点．不计多次反射．(ⅰ)求出射光相对于D点的入射光的偏角；(ⅱ)为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？解析：(1)设声波在钢铁中的传播时间为t，由

5、L＝vt知，340(t＋1.00)＝4900t，解得t＝s，代入L＝vt中解得桥长L＝365m声波在传播过程中频率不变，根据v＝λƒ知，声波在钢铁中的波长λ′＝＝λ.(2)(ⅰ)光线在BC面上折射，由折射定律有sini1＝nsinr1①式中，n为棱镜的折射率，i1和r1分别是该光线在BC面上的入射角和折射角．光线在AC面上发生全反射，由反射定律有i2＝r2②式中i2和r2分别是该光线在AC面上的入射角和反射角．光线在AB面上发生折射，由折射定律有nsini3＝sinr3③21式中i3和r3分别是该光线在AB面上的入射

6、角和折射角．由几何关系得i2＝r2＝60°，r1＝i3＝30°④F点的出射光相对于D点的入射光的偏角为δ＝(r1－i1)＋(180°－i2－r2)＋(r3－i3)⑤由①②③④⑤式得δ＝60°⑥(ⅱ)光线在AC面上发生全反射，光线在AB面上不发生全反射，有nsini2≥nsinC＞nsini3⑦式中C是全反射临界角，满足nsinC＝1⑧由④⑦⑧式知，棱镜的折射率n的取值范围应为≤n＜2⑨答案：(1)365　　(2)(ⅰ)60°　(ⅱ)≤n≤23．(2018·高考全国卷Ⅲ，T34)(1)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t

7、＝0和t＝0.20s时的波形分别如图中实线和虚线所示．已知该波的周期T＞0.20s．下列说法正确的是________．A．波速为0.40m/sB．波长为0.08mC．x＝0.08m的质点在t＝0.70s时位于波谷D．x＝0.08m的质点在t＝0.12s时位于波谷E．若此波传入另一介质中其波速变为0.80m/s，则它在该介质中的波长为0.32m(2)如图，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“·”(图中O点)，然后用横截面为等边三角形ABC的三棱镜压在这个标记上，小标记位于AC边上．D位于AB边上，过D点做AC边

8、的垂线交AC于F.该同学在D点正上方向下顺着直线DF的方向观察，恰好可以看到小标记的像；过O点做AB边的垂线交直线DF于E；DE＝2cm，EF＝1cm.求三棱镜的折射率．(不考虑光线在三棱镜中的反射)解析：(1)因周期T＞0.20s，故波在Δt＝0.20s内传播的距离小于波长λ，由yx图象可知传播距离Δx＝0.08m，故波速v＝＝0.40m/s