20三维总复习--选考物理---第十五单元 机械振动 机械波(A、B卷)---(附解析)

2018版高考物理一轮复习第15章机械振动与机械波光电磁波与相对论第2讲机械波模拟新人教版选修3-4编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2018版高考物理一轮复习第15章机械振动与机械波光电磁波与相对论第2讲机械波模拟新人教版选修3-4）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为2018版高考物理一轮复习第15章机械振动与机械波光电磁波与相对论第2讲机械波模拟新人教版选修3-4的全部内容。

机械波1．（多选）(2016·全国卷Ⅰ）某同学漂浮在海面上,虽然水面波正平稳地以1。

8 m/s的速率向着海滩传播,但他并不向海滩靠近。

该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s.下列说法正确的是错误!（ACE ）A．水面波是一种机械波B．该水面波的频率为6 HzC．该水面波的波长为3 mD．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去E．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移［解析］水面波是机械波，选项A正确。

根据第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15s可得，该水面波的周期为T＝错误!s＝错误!s，频率为f＝错误!＝0。

6Hz,选项B 错误。

该水面波的波长为λ＝vT＝1。

8×错误!m＝3m,选项C正确。

水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时介质中的质点只在平衡位置附近振动，不会随波迁移，但能量会传递出去,选项D错误，E正确.2．(多选)（2016·全国卷Ⅲ)由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。

波源振动的频率为20 Hz，波速为16 m/s.已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，且P、Q和S的平衡位置在一条直线上,P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8 m、14。

第2讲 机械波时间：45分钟 满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分。

其中1～4为单选，5～10为多选)1．[2015·四川高考]平静湖面传播着一列水面波(横波)，在波的传播方向上有相距3 m 的甲、乙两小木块随波上下运动。

测得两小木块每分钟都上下30次。

甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰，这列水面波( )A ．频率是30 HzB ．波长是3 mC ．波速是1 m/sD ．周期是0.1 s答案 C解析 由题意知甲、乙两小木块间的距离x ＝3 m ＝32λ，故波长λ＝2 m 。

又知两小木块都是每分钟振动30次，故周期T ＝2 s ，频率f ＝0.5 Hz ，则波速v ＝λT＝1 m/s 。

故选项C 正确。

2．[2016·淮北模拟]2014年2月12日在新疆于田县附近发生7.3级左右地震，震源深度12千米。

如果该地震中的简谐横波在地球中匀速传播的速度大小为4 km/s 。

已知x 轴正方向指向地面，某时刻刚好传到x ＝120 m 处。

如图所示，则( )A ．从波源开始振动到波源迁移到x ＝120 m 处需要经过0.03 s 时间B ．从波传到x ＝120 m 处开始计时，经过t ＝0.06 s 位于x ＝360 m 处的质点开始振动C ．波动图象上M 点此时速度方向沿y 轴正向，动能在减小D ．此刻波动图象上除M 点外与M 点势能相同的质点有5个答案 B解析 波上所有质点并不随波迁移，故A 错误；由题意可知该波的周期为：T ＝λv＝0.015 s ，从波传到x ＝120 m 处开始计时，经过t ＝0.06 s ，恰好完成了4个周期，位于x ＝360 m处的质点在平衡位置刚好起振，B 正确；由“上下坡”法，可得M 点的速度方向沿y 轴负向，正在往平衡位置运动，速度增大、动能增大，C 错误；由简谐运动的对称性可得，除M 点外与M 点势能相同的质点有7个，D 错误。

专题15.3 机械波的传播1.（5分）（2020金考卷）一列沿着x轴正方向传播的简谐横波，在t＝0时刻的波形如图甲所示，图甲中某质点的振动图像如图乙所示。

下列说法正确的是___________。

（填正确答案标号。

选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每错选一个扣3分，最低得分为0分）A．图乙表示质点L的振动图像B．该波的波速为0. 5m/sC．t＝8s时质点M的位移为零D．质点K在0~4s内所经过的路程为3.2mE．质点L在0~1s内沿x轴正方向移动0.5m【参考答案】ABD（5分）【命题意图】本题考查振动图像、波动图像、机械波传播及其相关的知识点。

2．(2020·河北保定调研)(1)(5分)一列简谐机械横波沿x轴正方向传播，波速为2 m/s。

某时刻波形如图所示，a、b两质点的平衡位置的横坐标分别为x a＝2.5 m，x b＝4.5 m，则下列说法中正确的是________。

(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．质点b振动的周期为4 sB．平衡位置x＝10.5 m处的质点(图中未画出)与质点a的振动情况总相同C．此时质点a的速度比质点b的速度大D．质点a从图示时刻开始在经过1/4个周期的时间内通过的路程为2 cmE．如果该波在传播过程中遇到尺寸小于8 m的障碍物，该波可发生明显的衍射现象【参考答案】ABE3．(2020·湖南十三校联考)一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4 m/s。

某时刻波形如图所示，下列说法正确的是( )A．这列波的振幅为4 cmB．这列波的周期为1 sC．此时x＝4 m处质点沿y轴负方向运动D．此时x＝4 m处质点的加速度为0【参考答案】D【名师解析】由题图可知，这列波的振幅为2 cm，波长λ＝8 m，而波速v＝4 m/s，知周期T＝λv＝84s＝2 s，则A、B项错误；根据振动方向与波传播方向的关系，可知此时x＝4 m处的质点沿y轴正方向运动，其加速度为0，则C项错误，D项正确。

专题15.5 机械波计算题1.（2020江西赣中南五校联考）一列简谐横波在介质中沿 x 轴正向传播,波长不小于 10 cm 。

O 和 A 是介质中平衡位置分别位于x =0 和 x =5 cm 处的两个质点。

t=0 时开始观测,此时质点 O 的位移为 y =4 cm,质点 A 处于波峰位置;t= 1/3 s 时,质点 O 第一次回到平衡位置,t=1 s 时,质点 A 第一次回到平衡位置。

求： (i)简谐波的周期、波速和波长; (ii)质点 O 的位移随时间变化的关系式。

【参考答案】(i) T=4 s v=7.5 cm/s λ=30 cm (ii)y=8sin(2πt+56π)cm【命题意图】本题考查机械波的传播及其相关的知识点，意在考查运用相关知识解决实际问题的能力。

2.(10分)如图所示，虚线是一列简谐横波在t ＝0时刻的波形，实线是这列波在t ＝1 s 时刻的波形．①若波沿x 轴正向传播，则t ＝1 s 时刻，x ＝3 m 处的质点第一次回到平衡位置需要的时间最长可能为多少？②若波速大小为75 m/s ，波速方向如何？ 【名师解析】①由图象可知：波长λ＝8 m当波沿x 轴正向传播时，波在Δt＝1 s 内传播距离： Δs＝(nλ＋5) m ＝(8n ＋5) m ，(其中n ＝0,1,2…) v ＝ΔsΔt＝(8n ＋5) m/s ，(其中n ＝0,1,2…) t ＝1 s 时刻，x ＝3 m 处的质点第一次回到平衡位置需要的时间，即为波沿x 轴传播1 m 距离需要的时间，最长时间t ＝Δx v min ＝15s ＝0.2 s当波沿x 轴负方向传播时，波在Δt＝1 s 内传播距离： s ＝(nλ＋3) m ＝(8n ＋3) m(其中n ＝0,1,2…)若波速大小为75 m/s ，则1 s 内波传播的距离s ＝vt ＝75×1 m＝75 m 因为s ＝75 m ＝(9λ＋3) m ，所以波向左传播．3.(10分)在一列沿水平直线传播的简谐横波上有相距4 m 的A 、B 两点， 图甲、乙分别是A 、B 两质点的振动图象，已知该波波长大于2 m ，求这列波可能的波速．【名师解析】由振动图象得质点振动周期T ＝0.4 s若波由A 向B 传播，B 点比A 点晚振动的时间Δt＝nT ＋34T(n ＝0,1,2,3，…)所以A 、B 间的距离Δs＝nλ＋34λ(n＝0,1,2,3，…)，则波长λ＝4Δs 4n ＋3＝164n ＋3因为λ＞2 m ，所以n ＝0或1，当n ＝0时，λ1＝163 m ，v 1＝λ1T ＝403 m/s当n ＝1时，λ2＝167 m ，v 2＝λ2T ＝407m/s若波由B 向A 传播，A 点比B 点晚振动时间Δt＝nT ＋14T(n ＝0,1,2,3，…)所以A 、B 间的距离Δs＝nλ＋14λ(n＝0,1,2,3，…)，则波长λ＝4Δs 4n ＋1＝164n ＋1因为λ＞2 m ，所以n ＝0或1，当n ＝0时，λ1＝16 m ，v 1＝40 m/s 当n ＝1时，λ2＝165 m ，v 2＝405m/s.4．(2020·东北三校联考)一列沿x 轴正向传播的简谐横波在t ＝0时刻的波的图象如图所示，经0.1 s ，质点M 第一次回到平衡位置，求：(1)波传播的速度；(2)质点M 在1.2 s 内走过的路程。

专题15 机械振动和机械波【2022高考真题】1．如图所示，一列简谐横波向右传播，P、Q两质点平衡位置相距0.15 m。

当P运动到上方最大位移处时，Q刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是A. 0.60 mB. 0.30 mC. 0.20 mD. 0.15 m【来源】2022年全国普通高等学校招生统一考试物理（北京卷）【答案】 B【解析】可以画出PQ之间的最简单的波形，如图所示：点睛：解决机械波的题目关键在于理解波的周期性，即时间的周期性或空间的周期性，得到波长的通项，再求解处波长的特殊值。

2．（多选）一振子沿x轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点。

t=0时振子的位移为-0.1 m，t=1 s时位移为0.1 m，则A. 若振幅为0.1 m，振子的周期可能为B. 若振幅为0.1 m，振子的周期可能为C. 若振幅为0.2 m，振子的周期可能为4 sD. 若振幅为0.2 m，振子的周期可能为6 s【来源】2022年全国普通高等学校招生统一考试理科综合物理试题（天津卷）【答案】 AD②，或者③，对于①式，只有当n=0时，T=2s，为整数；对于②式，T不为整数；对于③式，当n=0时，T=6s，之后只会大于6s，故C错误D正确【点睛】t=0时刻振子的位移x=-0.1m，t=1s时刻x=0.1m，关于平衡位置对称；如果振幅为0.1m，则1s为半周期的奇数倍；如果振幅为0.2m，分靠近平衡位置和远离平衡位置分析．3．（多选）两列频率相同、振幅均为A的简谐横波P、Q分别沿+x和-x轴方向在同一介质中传播，两列波的振动方向均沿y轴，某时刻两波的波面如图所示，实线表示P波的波峰，Q波的波谷；虚线表示P波的波谷、Q波的波峰。

a、b、c为三个等间距的质点，d为b、c中间的质点。

下列判断正确的是A. 质点a的振幅为2AB. 质点b始终静止不动C. 图示时刻质点c的位移为0D. 图示时刻质点d的振动方向沿-y轴【来源】浙江新高考2022年4月选考科目物理试题【答案】 CD【解析】AC、质点a和c是两列波的波峰与波谷相遇点，两列波的振幅相等，所以a和c位移始终为0，即静止不动，故A错误，C正确；B、在经过四分之一周期，两列波各向前传播四分之一波长，P波a处的波谷和Q波在c处的波谷刚好传播到b点，所以b点是波谷与波谷相遇，振幅为2A，为振动加强点，故B错误；D、图示时刻，d点在P波的平衡位置与波峰之间，振动方向沿y轴的负方向，同时d点在Q波的波谷与平衡位置之间，振动方向沿y轴的负方向，所以d点的振动方向沿y轴的负方向，故D正确；故选CD。

2019版高考物理总复习专题十五机械振动和机械波考题帮编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2019版高考物理总复习专题十五机械振动和机械波考题帮）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为2019版高考物理总复习专题十五机械振动和机械波考题帮的全部内容。

专题十五机械振动和机械波题组1简谐运动规律和图象描述1。

[2017北京高考,15，6分］某弹簧振子沿x轴的简谐运动图象如图所示，下列描述正确的是 (）A.t=1 s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值B.t=2 s时,振子的速度为负，加速度为正的最大值C.t=3 s时,振子的速度为负的最大值,加速度为零D。

t=4 s时,振子的速度为正，加速度为负的最大值2.[2014浙江高考,17，6分]一位游客在千岛湖边欲乘坐游船,当日风浪较大,游船上下浮动.可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动,振幅为20 cm,周期为3.0 s。

当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。

地面与甲板的高度差不超过10 cm时，游客能舒服地登船。

在一个周期内，游客能舒服登船的时间是（）A。

0.5 s B。

0。

75 s C.1。

0 sD.1.5 s3.[2013安徽高考,24,20分］如图所示,质量为M、倾角为α的斜面体（斜面光滑且足够长）放在粗糙的水平地面上,底部与地面的动摩擦因数为μ，斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为L的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为m的物块。

压缩弹簧使其长度为L时将物块由静止开始释放，且在物块以后的运动中,斜面体始终处于静止状态。

重力加速度为g.(1）求物块处于平衡位置时弹簧的长度；（2)选物块的平衡位置为坐标原点，沿斜面向下为正方向建立坐标轴,用x表示物块相对于平衡位置的位移,证明物块做简谐运动；（3)求弹簧的最大伸长量;(4)为使斜面体始终处于静止状态,动摩擦因数μ应满足什么条件(假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力）？题组2机械波的形成与传播4.［2017天津高考，5,6分]手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动,带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播,示意如图.绳上有另一质点P,且O、P的平衡位置间距为L。

高考物理力学知识点之机械振动与机械波知识点总复习含答案(6)一、选择题1．已知在某时刻的波的图像如图所示，且M点的振动方向向上，下述说法正确的是：（）A．A点振动落后于M点，波向右传播B．A点振动落后于M点，波向左传播C．B点振动落后于M点，波向右传播D．B点振动落后于M点，波向左传播2．一质点做简谐运动，则下列说法中正确的是（）A．若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值B．质点通过平衡位置时，速度为零，加速度最大C．质点每次通过平衡位置时，加速度不一定相同，速度也不一定相同D．质点每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同3．如图所示，从入口S处送入某一频率的声音。

通过左右两条管道路径SAT和SBT，声音传到了出口T处，并可以从T处监听声音。

右侧的B管可以拉出或推入以改变B管的长度，开始时左右两侧管道关于S、T对称，从S处送入某一频率的声音后，将B管逐渐拉出，当拉出的长度为l时，第一次听到最弱的声音。

设声速为v，则该声音的频率（）A．B．C．D．4．一列波在传播过程中遇到一个障碍物，发生了一定程度的衍射，一定能使衍射现象更明显的措施是A．增大障碍物尺寸，同时增大波的频率。

B．缩小障碍物尺寸，同时增大波的频率。

C．增大障碍物尺寸，同时减小波的频率。

D．缩小障碍物尺寸，同时减小波的频率。

5．在简谐运动中，振子每次经过同一位置时，下列各组描述振动的物理量总是相同的是A．速度、加速度、动能B．动能、冋复力、对平衡位置的位移C．加速度、速度、势能D ．速度、动能、回复力6．如图所示，一单摆在做简谐运动，下列说法正确的是A ．单摆的幅度越大，振动周期越大B ．摆球质量越大，振动周期越大C ．若将摆线变短，振动周期将变大D ．若将单摆拿到月球上去，振动周期将变大7．两个弹簧振子，甲的固有频率是100Hz ，乙的固有频率是400Hz ，若它们均在频率是300Hz 的驱动力作用下做受迫振动，则 （ ）A ．甲的振幅较大，振动频率是100HzB ．乙的振幅较大，振动频率是300HzC ．甲的振幅较大，振动频率是300HzD ．乙的振幅较大，振动频率是400Hz8．如图所示，一列简谐横波向右传播，P 、Q 两质点平衡位置相距0.15 m 。

机械振动和机械波一、知识结构周期性运动阻尼特征变加速运动振动机械能守恒机械振简谐弹簧振子描写物理量振幅 A 、频率f、周期T动振动单摆描述方法图象法振动受迫振动振动在媒质中传共振周期公式（测）g递形成与特征描写物理量波动特征简谐波波形、图象周期、频率机械波波的干涉波速λ=vT=v/f传播规律波的衍射波长二、重点知识回顾1 机械振动（一）机械振动物体（质点）在某一中心位置两侧所做的往复运动就叫做机械振动，物体能够围绕着平衡位置做往复运动，必然受到使它能够回到平衡位置的力即回复力。

回复力是以效果命名的力，它可以是一个力或一个力的分力，也可以是几个力的合力。

产生振动的必要条件是：a、物体离开平衡位置后要受到回复力作用。

b、阻力足够小。

（二）简谐振动1. 定义：物体在跟位移成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动叫简谐振动。

简谐振动是最简单，最基本的振动。

研究简谐振动物体的位置，常常建立以中心位置（平衡位置）为原点的坐标系，把物体的位移定义为物体偏离开坐标原点的位移。

因此简谐振动也可说是物体在跟位移大小成正比，方向跟位移相反的回复力作用下的振动，即F=－kx，其中“－”号表示力方向跟位移方向相反。

2. 简谐振动的条件：物体必须受到大小跟离开平衡位置的位移成正比，方向跟位移方向相反的回复力作用。

3. 简谐振动是一种机械运动，有关机械运动的概念和规律都适用，简谐振动的特点在于它是一种周期性运动，它的位移、回复力、速度、加速度以及动能和势能（重力势能和弹性势能）都随时间做周期性变化。

（三）描述振动的物理量，简谐振动是一种周期性运动，描述系统的整体的振动情况常引入下面几个物理量。

11. 振幅：振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，常用字母“ A ”表示，它是标量，为正值，振幅是表示振动强弱的物理量，振幅的大小表示了振动系统总机械能的大小，简谐振动在振动过程中，动能和势能相互转化而总机械能守恒。

2. 周期和频率，周期是振子完成一次全振动的时间，频率是一秒钟内振子完成全振动的次数。

2024高考物理复习重难点解析—机械振动与机械波、光、电磁波（全国通用）机械振动和机械波经常结合振动图像和波的图像一起考查，对机械振动的特点和机械波的传播规律是考查的重点。

几何光学主要考查光电折射定律和全反射，物理光学主要考查光的干涉和光的衍射、偏转等现象。

掌握各个频率段的电磁波电磁波的特点，要了解它们的应用。

例题1. (多选)一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，图甲为t＝2 s时的波形图，图乙为x＝2 m处的质点P的振动图像，质点Q为平衡位置x＝3.5 m的质点．下列说法正确的是()A．波沿x轴正方向传播B．波的传播速度为1 m/sC．t＝2 s时刻后经过0.5 s，质点P通过的路程等于0.05 mD．t＝3.5 s时刻，质点Q经过平衡位置答案ABD解析由题图乙可知，t＝2 s时质点P向上振动，根据“微平移法”，结合题图甲可知波沿x轴正方向传播，A正确；根据振动图像可知，波的周期为T＝4 s，根据波形图可知，波长λ＝4 m，所以波速v＝λT＝1 m/s，B正确；t＝2 s时刻，质点P位于平衡位置处，再经0.5 s＝18T ，质点P 通过的路程s >A2＝0.05 m ，C 错误；Δt ＝1.5 s ，Δx ＝v Δt ＝1.5 m ＝PQ ，根据波的传播方向可知，t ＝3.5 s 时刻，质点Q 经过平衡位置，D 正确．例题2. 如图，一长方体透明玻璃砖在底部挖去半径为R 的半圆柱，玻璃砖长为L .一束单色光垂直于玻璃砖上表面射入玻璃砖，且覆盖玻璃砖整个上表面．已知玻璃的折射率为2，则半圆柱面上有光线射出( )A ．在半圆柱穹顶部分，面积为πRL 2B ．在半圆柱穹顶部分，面积为πRLC ．在半圆柱穹顶两侧，面积为πRL2D ．在半圆柱穹顶两侧，面积为πRL 答案 A解析 光线经过玻璃砖上表面到达下方的半圆柱面出射时可能发生全反射，如图．设恰好发生全反射时的临界角为C ，由全反射定律得n ＝1sin C ，解得C ＝π4，则有光线射出的部分圆柱面的面积为S ＝2CRL ，解得S ＝12πRL ，故选A.一、对简谐运动的理解受力特点回复力F ＝－kx，F(或a)的大小与x的大小成正比，方向相反运动特点靠近平衡位置时，a、F、x都减小，v增大；远离平衡位置时，a、F、x都增大，v减小能量振幅越大，能量越大．在运动过程中，动能和势能相互转化，系统的机械能守恒周期性做简谐运动的物体的位移、回复力、加速度和速度均随时间做周期性变化，变化周期就是简谐运动的周期T；动能和势能也随时间做周期性变化，其变化周期为T2对称性(1)如图所示，做简谐运动的物体经过关于平衡位置O对称的两点P、P′(OP ＝OP′)时，速度的大小、动能、势能相等，相对于平衡位置的位移大小相等(2)物体由P到O所用的时间等于由O到P′所用时间，即t PO＝t OP′(3)物体往复过程中通过同一段路程(如OP段)所用时间相等，即t OP＝t PO(4)相隔T2或(2n＋1)T2(n为正整数)的两个时刻，物体位置关于平衡位置对称，位移、速度、加速度大小相等，方向相反二、振动图像和波的图像的比较比较项目振动图像波的图像研究对象一个质点波传播方向上的所有质点研究内容某质点位移随时间的变化规律某时刻所有质点在空间分布的规律图像横坐标表示时间表示各质点的平衡位置物理意义某质点在各时刻的位移某时刻各质点的位移振动方向的判断(看下一时刻的位移)(同侧法)Δt后的图形随时间推移，图像延伸，但已有形状不变随时间推移，图像沿波的传播方向平移，原有波形做周期性变化联系(1)纵坐标均表示质点的位移(2)纵坐标的最大值均表示振幅(3)波在传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动三、光的折射1．对折射率的理解(1)折射率的大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在该介质中传播速度的大小v＝c n.(2)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关．①同一种介质中，频率越大的光折射率越大，传播速度越小．②同一种光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同．2．光路的可逆性在光的折射现象中，光路是可逆的．如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射．3．平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制特点平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)对光线的作用通过平行玻璃砖的光线不通过三棱镜的光线经两次圆界面的法线是过圆心的直线，光线经过两次折射改变传播方向，但要发生侧移折射后，出射光线向棱镜底面偏折后向圆心偏折四、全反射1．光密介质与光疏介质介质光密介质光疏介质折射率大小光速小大相对性若n甲＞n乙，则甲相对乙是光密介质若n甲＜n丙，则甲相对丙是光疏介质2.全反射(1)定义：光从光密介质射入光疏介质时，当入射角增大到某一角度，折射光线消失，只剩下反射光线的现象．(2)条件：①光从光密介质射向光疏介质．②入射角大于或等于临界角．(3)临界角：折射角等于90°时的入射角．若光从介质(折射率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，由n＝sin 90°sin C，得sin C＝1n.介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小．3．光导纤维光导纤维的原理是利用光的全反射(如图)．五、光的干涉1．双缝干涉(1)条纹间距：Δx＝ldλ，对同一双缝干涉装置，光的波长越长，干涉条纹的间距越大．(2)明暗条纹的判断方法：如图所示，相干光源S1、S2发出的光到屏上P′点的路程差为Δr＝r2－r1.当Δr＝nλ(n＝0,1,2…)时，光屏上P′处出现明条纹．当Δr＝(2n＋1)λ2(n＝0,1,2…)时，光屏上P′处出现暗条纹．2．薄膜干涉(1)形成原因：如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形．光照射到薄膜上时，从膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射回来，形成两列频率相同的光波，并且叠加．(2)明暗条纹的判断方法：两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于薄膜厚度的2倍，光在薄膜中的波长为λ.在P1、P2处，Δr＝nλ(n＝1,2,3…)，薄膜上出现明条纹．在Q处，Δr＝(2n＋1)λ2(n＝0,1,2,3…)，薄膜上出现暗条纹．(3)应用：增透膜、检查平面的平整度．六、光的衍射和干涉的比较1．单缝衍射与双缝干涉的比较单缝衍射双缝干涉不同点条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻条纹间距不等各相邻条纹等间距亮度情况中央条纹最亮，两边变暗条纹清晰，亮度基本相同相同点干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹2．光的干涉和衍射的本质从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，光的干涉和衍射都属于光波的叠加，干涉是从单缝通过两列频率相同的光波在屏上叠加形成的，衍射是由来自单缝上不同位置的光在屏上叠加形成的．（建议用时：30分钟）一、单选题1．一复色光a沿如图所示方向从空气射向玻璃球，在球内分为b、c两束，O为球心．下列判断正确的是()A．c光在球中的传播时间长B．b光在球中传播速度小C．b光的频率小于c光D．增大a光入射角，b光可能在玻璃球内发生全反射答案B解析因b光的偏折程度比c光大，可知玻璃对b光的折射率较大，则b光的频率较大，根据v＝cn可知b光在球中传播速度小，而b光在球中传播的距离较大，可知b光在球中的传播时间长，选项A、C错误，B正确；根据光路可逆可知，增大a光入射角，两种光都不能在玻璃球内发生全反射，选项D错误．2．如图所示的4种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)．在下面的4幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是()A．红黄蓝紫B．红紫蓝黄C．蓝紫红黄D．蓝黄红紫答案B解析双缝干涉条纹是等间距的，而单缝衍射条纹除中央亮条纹最宽、最亮之外，两侧条纹亮度、宽度都逐渐减小，因此1、3为双缝干涉条纹，2、4为单缝衍射条纹．相邻亮条纹间距Δx＝ldλ，红光波长比蓝光波长长，则红光干涉条纹间距大于蓝光干涉条纹间距，即1、3分别对应红光和蓝光．而在单缝衍射中，当单缝宽度一定时，波长越长，衍射越明显，即中央条纹越宽越亮，黄光波长比紫光波长长，即2、4分别对应紫光和黄光．综上所述，1、2、3、4四个图中亮条纹的颜色依次是：红、紫、蓝、黄，B正确．3．某质点的振动图像如图所示，下列说法正确的是()A．1 s和3 s时刻，质点的速度相同B．1 s到2 s时间内，质点的速度与加速度方向相同C．简谐运动的表达式为y＝2sin (0.5πt＋1.5π) cmD．简谐运动的表达式为y＝2sin (0.5πt＋0.5π) cm答案D解析y－t图像上某点的切线的斜率表示速度；1 s和3 s时刻，质点的速度大小相等，方向相反，故A错误；1 s到2 s时间内，质点做减速运动，故加速度与速度反向，故B错误；振幅为2 cm ，周期为4 s ，ω＝2πT ＝2π4 rad/s ＝0.5π rad/s ，t ＝0时，y ＝2 cm ，则φ＝0.5π，故简谐运动的表达式为y ＝A sin (ωt ＋φ)＝2sin (0.5πt ＋0.5π) cm ，故C 错误，D 正确．4．如图所示为两列沿绳传播的(虚线表示甲波，实线表示乙波)简谐横波在某时刻的波形图，M 为绳上x ＝0.2 m 处的质点，则下列说法中正确的是( )A ．甲波的传播速度小于乙波的传播速度B ．甲波的频率小于乙波的频率C ．质点M 的振动减弱D ．质点M 此时正向y 轴负方向振动 答案 D解析 由于两列波是同一绳子中传播的相同性质的机械波，所以它们的波速大小是相等的，故A 错误；从题图中可看出，两列波的波长相等，根据v ＝λf 得知它们的频率相等，故B 错误；两列波的频率相等，能发生稳定的干涉现象，质点M 的位置是两列波的波峰与波峰、波谷与波谷相遇处，所以质点M 的振动是加强的，故C 错误；在题图时刻，甲波(虚线)是向右传播的，根据波形平移法知这时它引起质点M 的振动方向是向下的，乙波(实线)是向左传播的，这时它引起质点M 的振动方向也是向下的，所以质点M 的振动方向是向下的，即质点M 此时正向y 轴负方向振动，故D 正确．二、多选题5．学校实验室中有甲、乙两单摆，其振动图像为如图所示的正弦曲线，则下列说法中正确的是( )A ．甲、乙两单摆的摆球质量之比是1∶2B ．甲、乙两单摆的摆长之比是1∶4C ．t ＝1.5 s 时，两摆球的加速度方向相同D ．3～4 s 内，两摆球的势能均减少 答案 BCD解析 单摆的周期与振幅与摆球的质量无关，无法求出甲、乙两单摆摆球的质量关系，A 错误；由题图图像可知甲、乙两单摆的周期之比为1∶2，根据单摆的周期公式T ＝2πlg可知，周期与摆长的二次方根成正比，所以甲、乙两单摆的摆长之比是1∶4，B 正确；由加速度公式a ＝F 回m ＝－kx m ，t ＝1.5 s 时，两摆球位移方向相同，所以它们的加速度方向相同，C 正确；3～4 s 内，两摆球均向平衡位置运动，两摆球的势能均减少，D 正确．6．如图所示为两个单摆做受迫振动的共振曲线，则下列说法正确的是( )A ．若两个受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线B ．若两个受迫振动是在地球上同一地点进行，则两个摆长之比L Ⅰ∶L Ⅱ＝25∶4C ．若摆长均约为1 m ，则图线Ⅰ是在地面上完成的D ．若两个单摆在同一地点均发生共振，图线Ⅱ表示的单摆的能量一定大于图线Ⅰ表示的单摆的能量 答案 AB解析 题图图线中振幅最大处对应的频率应与做受迫振动的单摆的固有频率相等，从图线上可以看出，两摆的固有频率f Ⅰ＝0.2 Hz ，f Ⅱ＝0.5 Hz.当两摆在月球和地球上分别做受迫振动且摆长相等时，根据公式f ＝12πg L可知，g 越大，f 越大，所以g Ⅱ>g Ⅰ，又因为g 地>g 月，因此可推知图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线，A 正确；若在地球上同一地点进行两次受迫振动，g 相同，摆长长的f 小，且有f Ⅰf Ⅱ＝0.20.5，所以L ⅠL Ⅱ＝254，B 正确；因为f Ⅱ＝0.5 Hz ，若图线Ⅱ是在地面上完成的，根据f ＝12πg L，可计算出L Ⅱ约为1 m ，C 错误；单摆的能量除与振幅有关，还与摆球质量有关，D 错误．三、解答题7．某透明介质的截面图如图所示，直角三角形的直角边BC 与半圆形直径重合，∠ACB ＝30°，半圆形的半径为R ，一束光线从E 点射入介质，其延长线过半圆形的圆心O ，且E 、O 两点距离为R ，已知光在真空中的传播速度为c ，介质折射率为 3.求：(1)光线在E 点的折射角并画出光路图；(2)光线从射入介质到射出圆弧传播的距离和时间．答案 (1)30° 光路图见解析 (2)3R 3R c解析 (1)由题OE ＝OC ＝R ，则△OEC 为等腰三角形，∠OEC ＝∠ACB ＝30°所以入射角：θ1＝60°由折射定律：n ＝sin θ1sin θ2可得：sin θ2＝12，θ2＝30°由几何关系：∠OED ＝30°，则折射光平行于AB 的方向，光路图如图：(2)折射光线平行于AB 的方向，所以：ED ＝2R cos 30°＝3R 光在介质内的传播速度：v ＝c n传播的时间：t ＝ED v联立可得：t ＝3R c. 8．一列简谐横波在t ＝13 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：(1)波速及波的传播方向；(2)质点Q 的平衡位置的x 坐标．答案 (1)18 cm/s 沿x 轴负方向传播 (2)9 cm 解析 (1)由题图(a)可以看出，该波的波长为 λ＝36 cm ①由题图(b)可以看出，周期为T ＝2 s ②波速为v ＝λT＝18 cm/s ③由题图(b)知，当t ＝13s 时，Q 点向上运动，结合题图(a)可得，波沿x 轴负方向传播． (2)设质点P 、Q 平衡位置的x 坐标分别为x P 、x Q .由题图(a)知，x ＝0处y ＝－A 2＝A sin (－30°)，因此x P ＝30°360°λ＝3 cm ④ 由题图(b)知，在t ＝0时Q 点处于平衡位置，经Δt ＝13s ，其振动状态向x 轴负方向传播至P 点处，由此及③式有x Q －x P ＝v Δt ＝6 cm ⑤ 由④⑤式得，质点Q 的平衡位置的x 坐标为 x Q ＝9 cm.。

1、一列简谐横波沿x轴传播，周期为T，t=0时刻的波形如图所示.此时平衡位置位于x=3 m处的质点正在向上运动，若a、b两质点平衡位置的坐标分别为x a=2.5 m, x b=5.5 m，则（）A.当a质点处在波峰时，b质点恰在波谷B.t=T/4时，a质点正在向y轴负方向运动C.t=3T/4时，b质点正在向y轴负方向运动D.在某一时刻，a、b两质点的位移和速度可能相同答案：C2 一列简谐横波沿直线由a向b传播，相距10.5m的a、b两处的质点振动图象如图中a、b所示，则（）A．该波的振幅可能是20cm B．该波的波长可能是8.4mC．该波的波速可能是10.5 m/s D．该波由a传播到b可能历时7s答案：D 3如图所示，实线和虚线分别为某种波在t时刻和t＋Δt时刻的波形曲线。

B 和C是横坐标分别为d和3d的两个质点，下列说法中正确的是（）A．任一时刻，如果质点B向上运动，则质点C一定向下运动B．任一时刻，如果质点B速度为零，则质点C的速度也为零C．如果波是向右传播的，则波的周期可能为76ΔtD．如果波是向左传播的，则波的周期可能为136Δt答案：C解析：由波动图象可判定B、C两质点振动方向不一定同时改变。

故A、B错；该波的波长为3d，当波向右传播时，有vΔt＝3nd＋d2，其中v＝λT，所以周期T＝6Δt6n＋1，当n＝1时，T＝67Δt，C对；同理，波向左传播时，T＝6Δt6n＋5，故D错。

4图1所示为一列简谐横波在t＝20秒时的波形图，图2是这列波中P点的振动图线，那么该波的传播速度和传播方向是BA．v＝25cm/s，向左传播B．v＝50cm/s，向左传播C．v＝25cm/s，向右传播D．v＝50cm/s，向右传播答案：B5 一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图中实线所示，t=0.2s 时刻的波形如图中的虚线所示，则（）Ａ．质点P的运动方向向右Ｂ．波的周期可能为0.27sＣ．波的频率可能为1.25Hz Ｄ．波的传播速度可能为20m/s答案：C6图中实线和虚线分别是x轴上传播的一列简谐横波在t=0和t=0.03s时刻的波形图，x=1.2m处的质点在t=0.03s时刻向y轴正方向运动，则（）Ａ．该波的频率可能是125H ZＢ．该波的波速可能是10m/sＣ．t=0时x=1.4m处质点的加速度方向沿y轴正方向Ｄ．各质点在0.03s内随波迁移0.9m答案：A7一列横波沿x轴正向传播，ａ，ｂ，ｃ，ｄ为介质中的沿波传播方向上四个质点的平衡位置。