2019版高考物理二轮复习 专题七 选考部分 第18讲 振动与波动、光学案

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1、第18讲振动与波动、光主干体系知识核心再现及学科素养1.振动和波．(1)振动的周期性、对称性：x＝Asinωt.(2)波的产生和传播：v＝.2.光的折射和全反射．(1)折射定律：光从真空进入介质时：n＝.(2)全反射条件：光从光密介质射入光疏介质；入射角等于或大于临界角C，sinC＝.3.波的干涉、衍射等现象(1)干涉、衍射是波特有的现象．干涉条件：频率相同、相位差恒定，振动方向相同；明显衍射条件：d≤λ.(2)明条纹(振动加强区)：Δr＝kλ；暗条纹(振动减弱区)：Δr＝λ.(k＝0,1,2,3，…)(3)光的干涉条纹特点：明暗相间，条纹间距Δx＝λ.1．(2018·

2、高考全国卷Ⅰ，34)(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．图(b)是质点Q的振动图像．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m＝＝＝.玻璃对蓝光的折射率比

3、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波还为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x＝λ＝3cm④由图(b)知，在t＝0地Q点处于平衡位置，经Δt＝s，其振动状态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的位移位置的x坐

4、标为xQ＝9cm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，34)(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

5、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？命题点　(1)声波的波速、传播时间与传播距离的关系及v＝λf的应用；(2)光路分析，反射定律、折射定律及全反射．解析　(1)设声波在钢铁中的传播时间为t，由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＝λf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

6、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＝sinr3式中i3和r3分别是该光线在AB面上的入射角和折射角．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>sini3⑦式中C是全反射临界角，满足nsinC＝1⑧由

7、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，34)(1)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝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________．(填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)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