2012高考物理二轮专题学案课件 23振动和波 光学部分(选修3-4)

2012高考物理二轮专题学案课件 23振动和波 光学部分(选修3-4)

学案 23 振动和波

光学部分(选修 3-4)

【高考定位】 1.机械振动和机械波.2.光的反射和折 射.3.光的干涉、衍射等现象.

归纳考点1.(2011· 山东高考)(1)如图 1 所示，一列简谐波沿 x 轴传播， 实线为 t1=0 时的波形图， 此时 P 质点向 y 轴负方向运动， 虚线为 t2=0.01 s 时的波形图.已知周期 T﹥0.01 s.

图1

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①波沿 x 轴____(填“正”或“负”)方向传播； ②求波速. (2)如图 2 所示，扇形 AOB 为 透明柱状介质的横截面，圆心 角∠AOB=60° .一束平行于角 平分线 OM 的单色光由 OA 射 入介质，经 OA 折射的光线恰平行于 OB. ①求介质的折射率； ② 折 射 光 线 中 恰 好 射 到 M 点 的 光 线 ________( 填 “能”或“不能”)发生全反射.

图2

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解析

(1)①正. ① ②

②由题意知，λ=8 m 1 t2-t1= T 8 λ v=T 联立①②式，代入数据解得 v=100 m/s (2)依题意作出光路图 ①由几何知识可知， 入射角 i=60° , 折射角 r=30° 根据折射定律得 ④

③

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n=

sin i sin r

⑤

代入数据解得 n= 3 ②不能.答案 (1)①正 ②100 m/s (2)① 3 ②不能

⑥

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2.(2010· 山东高考)(1)渔船常利用超声波 来探测远处鱼群的方位.已知某超声 波频率为 1.0×105 Hz,某时刻该超 声波在水中传播的波动图象如图 3 所示. ①从该时刻开始计时，画出 x=7.5×10 动的振动图象(至少一个周期); ②现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为 4 s, 求 鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动).-3

图3m 处质点做简谐运

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(2)如图 4 所示，一段横截面为 正方形的玻璃棒，中间部分弯 成四分之一圆弧形状，一细束 单色光由 MN 端面的中点垂直 射入，恰好能在弧面 EF 上发生 全反射，然后垂直 PQ 端面射出. ①求该玻璃棒的折射率； ②若将入射光向 N 端平移，当第一次射到弧面 EF 上 时________(填“能”“不能”或“无法确定能否”) 发生全反射.

图4

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解析

(1)①如图所示-3

②由波形图读出波长 λ=15×10 由波速公式得 v=λ f vt 鱼群与渔船间的距离为 x= 2 联立①②式得 x=3 000 m 由全反射的条件和几何关系得 C=45° 1 由折射定律得 n= sin C 联立④⑤式得 n= 2 ②能 ④ ⑤

m ① ② ③

(2)①如图所示，单色光照射弧面 EF 上时恰好发生全反射.

答案 (1)①见解析 ②3 000 m

(2)① 2 ②能

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规律总结 1.通过弹簧振子和单摆模型理解简谐运动，掌握简谐 运动的特点和图象，理解机械波的形成原理，掌握 机械波的特点和图象，掌握波长、频率和波速的关 系，弄清振动图象与波的图象的区别与联系，掌握 振动图象和波的图象的互求方法， 注意将二者结合 起来复习. 2.加强对折射定律、折射率、

全反射等基本概念和规 律的理解，加强作图规范的训练，强化运用数学解 决物理问题能力的训练和培养， 注意与实际结合的 题目的训练.

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对点探究题型一 机械振动和机械波 例 1 如图 5 所示是 t=0 时刻的波形图， 此时波传到 x=3.0 m 处的 P 点，质点 P 正向 y 轴正方向运动，经 0.3 s 第一次到达 波谷位置.求：

图5(1)波的传播方向及波速； (2)x=5.0 m 处质点 Q 在 0~0.7 s 内通过的路程及 0.7 s 时的 位移.

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解析

(1)由 t=0 时刻质点 P 正向 y 轴正方向运动， 可

得波向 x 轴正方向传播 3 由 T=0.3 s,得周期 T=0.4 s 4 λ 2.0 m 故波速 v= = =5 m/s T 0.4 s (2)波传到 Q 的时间需 0.4 s,在剩下的 0.3 s 内，即 0.75 个周期内，Q 通过的路程 s=4A×0.75= 4×5×0.75 cm=15 cm 0.7 s 时 Q 正处于负向最大位移处，y=-5 cm

答案

(1)沿x轴正向 5 m/s

(2)15 cm

-5 cm

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规律总结 1.分析振动与波的问题时，要注意振动产生波的过程 中，传播振动的质点并没有随波发生迁移，利用波 动图象分析周期与波速等物理量，要特别注意振动 时间与周期之间的关系，并正确结合波速、波长与 周期的关系分析求解. 2.注意有关机械振动和机械波的问题的多解性.尤其 对题设条件模糊、没有明确说明的物理量，一定要 考虑其所有可能性，要培养多解意识.

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针对训练 1 如图 6 所示，a、b 是 一列横波上的两个质点，它们在 x 轴上的距离 s=30 m,波沿 x 轴 正方向传播，经过 3 s,波传播了 30 m,并且 a 经过平衡位置时， b 恰好到达最高点，那么( B.这列波的周期一定是 3 s C.这列波的波长可能是 24 m D.这列波的 …… 此处隐藏：1546字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……