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2015高考物理二轮复习精品资料专题13 机械振动、机械波【2015老纲解读】本专题解决两大类问题：一是机械振动和机械波；二是光和电磁波,作为选修模块之一,每年高考试题中都独立于其他模块而单独命题,《考试说明》中除对波的图像、波速公式的应用和折射率要求较高外,其它内容要求都较低,命题方式仍然是小题的拼盘，高考对本部分内容考查的重点和热点有以下几方面：1 波的图像；2波长、波速和频率及其相互关系；3光的折射及全反射；4光的干涉、衍射及双缝干涉实验；5简谐运动的规律及振动图像；6电磁波的有关性质，机械波是高中物理的一个比较重要的知识,也是每年高考的必考内容, 高考中的热点内容主要包括振动和波的关系；波长、频率和波速的关系；波的图象及其应用等. 高考中机械波相关试题的特点是:(1)试题容量大、综合性强,一道题往往要考查多个概念或多个规律；(2)用图象考查理解能力和推理能力,特别是对波的图象的理解和应用，本章所占的分值约为全卷总分的5%,个别年份将达到10 %以上,因此要认真对待,熟练掌握相关内容，【重点知识整合】一、机械振动1．简谐运动的对称性(1)振动质点经过关于平衡位置对称的两点时,位移x 、回复力F 、速度v 、加速度a 、动能E k 、势能E p 的大小都相等,其中回复力F 、加速度a 与位移x 方向相反,速度与位移x 的方向可能相同,也可能相反．(2)振动质点通过关于平衡位置对称的两段等长线段的时间相等．2．简谐运动的周期性(1)周期性：简谐运动的位移x 、速度v 、加速度a 、回复力F 、动能E k 和势能E p 都随时间作周期性变化,x 、v 、a 、F 的变化周期为T ,E k 和E p 的变化周期为T 2. (2)质点在任意时刻开始计时的一个周期内通过的路程s ＝4A (A 为振幅),半个周期内通过的路程s ＝2A .但从不同时刻开始计时的四分之一周期内,路程不一定等于振幅A .二、机械波1．波长、波速与频率(周期)的关系 v ＝λf ＝λT波的频率(周期)等于振源的频率(周期),与介质无关,波从一种介质进入另一种介质,频率(周期)是不变的；波在介质中的传播速度v 由介质的性质决定；波长等于波在一个周期内向外传播的距离,其大小取决于波的频率及介质的性质(波速v )．波速也可用公式v ＝Δx Δt计算,其中Δx 为Δt 时间内波沿传播方向传播的距离． 2．振动图象与波的图象的比较振动图象反映了一个质点的位移x (位置坐标)随时间t 变化的关系,波动图象反映了一系列质点在某一时刻相对其平衡位置的位移随质点的平衡位置变化的关系；由振动图象可确定周期T 、振幅A 、各时刻的位移及速度方向,由波动图象可确定波长λ、振幅A 、波峰和波谷的位置、各个质点的位置及速度方向(结合传播方向)．注意：(1)简谐运动与其在介质中的传播形成的简谐波的振幅、频率均相同．(2)简谐振动和简谐波的图象均为正弦(或余弦)曲线．(3)振动和波动的图象中质点振动方向判断方法不同．3．波的干涉：频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱,而且振动加强的区域和振动减弱的区域互相隔开,这种现象叫波的干涉．路程差Δx ＝2n ＋12λ(n ＝0,1,2…)的点为振动减弱点；路程差Δx ＝nλ(n ＝0,1,2…)的点为振动加强点．4．波的衍射：波绕过障碍物继续传播的现象．发生明显衍射的条件是,波长大于障碍物、小孔的尺寸或差不多．三、光1．光的折射定律：光从真空(或空气)射入透明介质时,sin θ1sin θ2＝n ；光从透明介质射入真空(或空气)时,sin θ1sin θ2＝1n. 2．折射率n ：n ＝c v (v 为透明介质中的光速),折射率是表征透明介质的光学性质的物理量．3．全反射和临界角(1)发生全反射的条件：①光从光密介质进入光疏介质；②入射角不小于临界角．(2)临界角C ：sin C ＝1n . 【高频考点突破】考点一 基本概念和规律的理解例1 有以下说法A．在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中,为减小偶然误差,应测出单摆作n次全振动的时间t,利用T＝tn求出单摆的周期B．如果质点所受的合外力总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动C．变化的磁场一定会产生变化的电场D．图1振荡电路中的电容器正处于放电状态E．X射线是比紫外线频率低的电磁波F．只有波长比障碍物的尺寸小的时候才会发生明显的衍射现象G．在同种均匀介质中传播的声波,频率越高,波长越短其中正确的是________．题型2 波动和振动关系的应用例2 、在O点有一波源,t＝0时刻开始向上振动,形成向右传播的一列横波．t1＝4 s 时,距离O点为3 m的A点第一次达到波峰；t2＝7 s时,距离O点为4 m的B点第一次达到波谷．则以下说法正确的是( )A．该横波的波长为2 mB．该横波的周期为4 sC．该横波的波速为1 m/sD．距离O点为1 m的质点第一次开始向上振动的时刻为6 s末解析：设波速为v,横波波长为λ,周期为T,则x1 v ＋T4＝t1 ①x2 v ＋3T4＝t2 ②解①②得v＝1 m/s,T＝4 s则λ＝vT＝4 m,距O点1 m的质点第一次开始向上振动的时刻为1 s末．答案：BC题型3 两种图象和波速公式的理解及应用例3 、渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位,已知某超声波的频率为1.0×105Hz,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＝7.5×10－3 m处质点做简谐运动的振动图象(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的时间为4 s,求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)．图3解析：①因为超声波的频率为f ＝1.0×105 Hz,所以质点振动周期T ＝1f ＝10－5 s x ＝7.5×10－3 m 处的质点在图示时刻处于波谷,所以可画出该质点做简谐运动的图象如图所示．②因为超声波的频率为f ＝1.0×105 Hz,由波的图象可知超声波的波长λ＝15×10－3m,由v ＝λf 可得超声波的速度v ＝λf ＝15×10－3×1.0×105 m/s ＝1 500 m/s 所以鱼群与渔船间的距离x ＝vt 2＝1 500×42m ＝3 000 m 答案：①见解析中图 ②3 000 m【难点探究】难点一 振动图象与波动图象问题1．由振动图象判定质点在某时刻的振动方向振动图象中质点在某时刻的振动方向可根据下一个时刻(远小于T4)质点的位移(位置坐标)确定,也可根据图象中该时刻对应的曲线斜率的正负确定．2．波动图象中质点的振动方向与波的传播方向(1)“上下坡法”：将波形想象成一段坡路,沿着波传播的方向看,位于“上坡”处的各质点振动方向向下,位于“下坡”处的各质点振动方向向上．(2)微平移法：波的传播过程其实是波形沿传播方向的平移,作出微小时间Δt 后的波形,可确定各质点经Δt 后到达的位置,由此可确定各质点的振动方向．3．振动图象与波动图象结合解答振动图象和波动图象结合的问题,应注意两种图象意义的理解,波动图象是某时刻一系列质点的振动情况的反映,振动图象是某一质点在不同时刻的振动情况的反映；其次要从一种图象中找到某一质点的振动信息,由此结合题设条件及相应的振动或波动规律推导另一种图象的相关情况．关键提醒：要特别关注波动图象是哪个时刻的图象,振动图象是哪个质点的图象．例1、介质中坐标原点O处的波源在t＝0时刻开始振动,产生的简谐波沿x轴正向传播,t0时刻传到L处,波形如图5－12－1所示．图5－12－2中能描述x0处质点振动的图象是( )图5－12－1A BC D图5－12－2【答案】C【解析】由波动图象知,L处质点的振动方向沿y轴负方向,故x0处质点起振方向沿y 轴负方向,A、B错误；又由波动图象知,t0时刻x0处质点沿y轴负方向运动,C正确,D错误．【点评】解答本题的关键是,明确振动图象是波动图象中x0处质点的振动图象,波动图象是t＝t0时的波动图象．解题时应根据波动图象中x0处质点的振动方向确定振动图象t＝0及t＝t0时刻的振动情况．下面的变式题则是根据振动图象中某时刻质点的振动情况确定波动图象中某位置质点的振动方向．【变式探究】如图5－12－3甲所示,一条水平张紧的弹性长绳上有等间距的Q ′、P ′、O 、P 、Q 等质点,相邻两质点间距离为1 m,t ＝0时刻质点O 从平衡位置开始沿y 轴正方向振动,并产生分别向左、向右传播的简谐横波,质点O 振动图象如图乙所示．当质点O 第一次到达正方向最大位移时刻,质点P 刚开始振动,则下列说法正确的是( )甲 乙图5－12－3A ．这列波的波长为2 m,传播速度为2 m/sB ．当质点O ′第二次达到正向最大位移时,质点O 已经走过35 cm 路程C ．t ＝3 s 时,质点P 、P ′均在平衡位置且向上运动D ．t ＝2 s 时,质点P 位于波峰,质点P ′则位于波谷【变式探究】一列简谐横波沿x 轴传播,波长为1.2 m,振幅为A .当坐标为x ＝0处质元的位移为－ 32A 且向y 轴负方向运动时,坐标为x ＝0.4 m 处质元的位移为 32A .当坐标为x ＝0.2 m 处的质元位于平衡位置且向y 轴正方向运动时,x ＝0.4 m 处质元的位移和运动方向分别为( )A ．－12A 、沿y 轴正方向B ．－12A 、沿y 轴负方向 C ．－ 32A 、沿y 轴正方向 D ．－ 32A 、沿y 轴负方向 【答案】C【解析】 根据题意,画出此时坐标的波形图,可以看到,此时坐标为x ＝0.2 m 处的质元正在平衡位置且向y 轴负方向运动．再经过半个周期, 坐标为x ＝0.2 m 处的质元回到平衡位置且向y 轴正方向运动,在这半个周期当中,坐标为x ＝0.4 m 处的质元已经过了波谷且正在向着平衡位置运动,根据简谐运动的对称性,此时的位移与半个周期之前的位移大小相等．所以C 正确．【历届高考真题】【2012高考】（2012·大纲版全国卷）20.一列简谐横波沿x 轴正方向传播,图（a ）是t=0时刻的波形图,图（b ）和图（c ）分别是x 轴上某两处质点的振动图像，由此可知,这两质点平衡位置之间的距离可能是A. 31mB. 32mC.1mD. 34m【答案】B【解析】根据题述及波形图和两处质点的振动图像,图（b ）所示质点在t=0时在正向最大位移处,图（c ）所示质点在t=0时,x=-0.05m,,运动方向沿y 轴负方向,结合波形图找到对应的点,如图所示，若图（c ）所示质点为图中左侧波峰上的点,这两质点平衡位置之间的距离是λ/2+λ/6=2λ/3=34m,选项D 正确；若图（c ）所示质点若为图中右侧波峰上的点,这两质点平衡位置之间的距离可能是λ/4+λ/12=λ/3=32m,选项B 正确， 【考点定位】考查波图象、振动图象及其相关知识，18. 模块3-4试题（12分）（1）（2012·海南）某波源s 发出一列简谐横波,波源s 的振动图像如图所示，在波的传播方向上有A 、B 两点,它们到s 的距离分别为45m 和55m ，测得A 、B 两点开始振动的时间间隔为1.0s ，由此可知①波长λ=m，②当B点离开平衡位置的位移为+6cm时,A点离开平衡位置的位移是cm，（2012·福建）13、.一列简谐波沿x轴传播,t=0时刻的波形如图甲所示,此时质点P正沿y轴负方向运动,其振动图像如图乙所示,则该波的传播方向和波速分别是A．沿x轴负方向,60m/s B．沿x轴正方向,60m/sC．沿x轴负方向,30 m/s D．沿x轴正方向,30m/s【答案】A【解析】从甲图的波动图像可知,质点P向y轴负方向运动说明波沿x轴负方向传播, 从图中还可在波长为24m,周期为0.4秒,可得到波速为60m/s;所以答案选A【考点定位】波动图像和振动图像,会读图和处理波长、波速、周期三者的关系，较容易，（2012·浙江）16、用手握住较长软绳的一端连续上下抖动,形成一列简谐横波，某一时刻的波形图如图所示,绳上a、b两质点均处于波锋位置，下列说法正确的是A. a、b两点之间的距离为半个波长B. a、b两点开始时刻相差半个周期C. b点完成全振动的次数比a点多一次D. b点完成全振动的次数比a点少一次【答案】D【解析】由图可知：A、B之间距离为一个波长,开始时刻相差1个周期,a点振动先于b点,所以D正确，【考点定位】振动和波、波的基本特征（2012·天津）7．沿x轴正方向传播的一列简谐横波在t= 0时刻的波形如图所示,M 为介质中的一个质点,该波的传播速度为40m/s,则t =s时A．质点M对平衡位置的位移一定为负值B．质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C．质点M的加速度方向与速度方向一定相同D．质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反（2012·四川）19．在xoy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速为2m/s,振幅为A，M、N是平衡位置相距2m的两个质点,如图所示，在t = 0时,M通过其平衡位置沿y轴正方向运动,N位于其平衡位置上方最大位移处，已知该波的周期大于1s，则A．该波的周期为sB．在t = s时,N的速度一定为2m/sC．从t = 0到t = 1s,M向右移动了2mD．从t = s到t = s,M的动能逐渐增大【答案】D【解析】在t = 0时,M通过其平衡位置沿y轴正方向运动,N位于其平衡位置上方最大位移处,且该波的周期大于1s，则,可得,周期T = = s,A错误，质点振动速度不同于波的传播速度,B错误，质点不随波的传播而迁移,C错误，从t = s到t = s,M由最大位移处向平衡位置移动,速度逐渐增大,动能逐渐增大,D正确，【考点定位】本题考查机械波，（2012·北京）17．一个弹簧振子沿x轴做简谐运动,取平衡位置O为x轴坐标原点，从某时刻开始计时,经过四分之一的周期,振子具有沿x轴正方向的最大加速度，能正确反映振子位移x与时间,关系的图像是【答案】A【解析】弹簧振子所受回复力F = —k x,加速度,与偏离平衡位置的位移方向相反,四分之一周期时,振子具有沿x轴正方向的最大加速度,偏离平衡位置的位移为负方向最大值,所以A正确，【考点定位】本题考查弹簧振子做简谐运动时,位移、回复力、加速度的关系,属简单题，（2012·全国新课标卷）34.[物理——选修3-4]（15分）（1）（6分）一简谐横波沿x轴正向传播,t=0时刻的波形如图（a）所示,x=0.30m处的质点的振动图线如图（b）所示,该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴_________（填“正向”或“负向”），已知该波的波长大于0.30m,则该波的波长为_______m，（2）（9分）一玻璃立方体中心有一点状光源，今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜,以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体，已知该玻璃的折射率为2,求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值，【答案】（1）正向0.8 （2）π/4【解析】（1）根据振动图像可知在t=0后的很小一段时间内,位移增大,故物体在t=0时向上运动；由图（a）、图（b）及题意可知21/2=2sin3π/4,所以此质点距O点距离为波长的3/8,即3/8λ=0.30m；得λ=0.8m（2012·上海）24．如图,简谐横波在t时刻的波形如实线所示,经过Δt=3s,其波形如虚线所示，己知图中x1与x2相距1m,波的周期为T,且2T<Δt<4T ，则可能的最小波速为____________m/s,最小周期为____________s，（2012·安徽）15.一列简谐被沿X轴正方向传播,在t=0j时波形如图1所示,已知波速度为10m/s，则t=0.1s时正确的波形应是图2中的（）【答案】C【解析】由波形图知波长为4.0m,波长除以波速的周期为0.4s,所以0.1s是四分之一周期,则用质点振动法结合波形图中上下坡法判断0.1s时的波形图应为c，【考点定位】机械振动和机械波（2012•重庆）装有砂粒的试管竖直静浮于水面,如图所示．将试管竖直提起少许,然后由静止释放并开始计时,在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动．若取竖直向上为正方向,则以下描述试管振动的图象中可能正确的是()【答案】D【解析】根据题中规定的正方向,开始计时时刻位移为正的最大值,由于简谐运动的图象是正弦或余弦曲线,可知D 正确．【考点定位】机械振动 【2011高考】1.（全国）一列简谐横波沿x 轴传播,波长为1.2 m,振幅为A ，当坐标为x = 0处质元的位移为-32 A 且向y 轴负方向运动时,坐标为x =0.4 m 处质元的位移为32A ，当坐标x =0.2m 处的质元位于平衡位置且向y 轴正方向运动时,x =0.4 m 处质元的位移和运动方向分别为（ ）A ．-12 A 、沿y 轴正方向B ．-12 A 、沿y 轴负方向C ．-32A 、沿y 轴正方向 D ．-32A 、沿y 轴负方向【答案】C【解析】由波长m 2.1=λ,某时刻在波的传播方向上相距λ314.0==∆m x ,坐标分别为x=0和x=0.4m的两质元位移分别为A和A ,画出草图,结合三角函数知识可以判定该时刻的波形图具有唯一性,且根据坐标为x=0处质元向y 轴负方向运动,可确定波的传播方向为x 轴正方向,且此时坐标为x=0.2m 处的质元正位于平衡位置向y 轴负方向运动,直到当坐标为x=0.2m 处的质元位于平衡位置且向y 轴正方向运动时,其间历时()⋯=+=∆2,1,0,212n Tn t ,根据简谐运动的对称性,x=0.4m 处质元的位移和运动方向分别为2A -、沿y 轴正方向 ,C 项正确 2．（北京）介质中有一列简谐机械波传播,对于其中某个振动质点（ ）A．它的振动速度等于波的传播速度B．它的振动方向一定垂直于波的传播方向C．它在一个周期内走过的路程等于一个波长D．它的振动频率等于波源的振动频率答案：D解析：介质中某个振动质点做简谐运动,其速度按正弦（或余弦）规律变化,而在同一介质中波的传播速度是不变的,振动速度和波的传播速度是两个不同的速度,A错误；在横波中振动方向和波的传播方向垂直,在纵波中振动方向和波的传播方向在一条直线上,B错误；振动质点在一个周期内走过的路程为4个振幅,C错误；波在传播的过程中,频率不变为波源的频率,D正确，3.（重庆）介质中坐标原点0处的波源在t=0时刻开始振动,产生的简谐波沿x轴正向传播,t0时刻传到L处,波形如题17图所示，下列能描述x0处质点振动的图象是（）4．（浙江）关于波动,下列说法正确的是（）A.各种波均会发生偏振现象B.用白光做单缝衍射与双缝干涉实验,均可看到彩色条纹C.声波传播过程中,介质中质点的运动速度等于声波的传播速度D.已知地震波得纵波速度大于横波速度,此性质可用于横波的预警【答案】BD【解析】只有横波才能发生偏振现象,故A错误；用白光做单缝衍射与双缝衍射,都可以观察到彩色条纹,故B正确；声波在传播过程中,介质中质点的速度并不等于声波的传播速度,故C错误；已知地震波的纵波波速大于横波波速,此性质可用于横波的预警,故D正确，5．（天津）位于坐标原点处的波源A沿y轴做简谐运动,A刚好完成一次全振动时,在介质中形成的简谐横波的波形如图所示,B是沿波传播方向上介质的一个质点,则（）A．波源A开始振动时的运动方向沿y轴负方向B．此后14周期内回复力对波源A一直做负功C．经半个周期时间质点B将向右迁移半个波长D．在一个周期时间内A所受回复力的冲量为零【解析】由A刚好完成一次全振动时的图线可知波源A的起振方向沿y轴负方向,A选项正确；经过14周期之后质点A将向负向最大位移运动,回复力做负功,B正确；质点不随波迁移,C选项错误；由简谐运动的对称性可知回复力在一个周期内的冲量为零,D选项正确，【答案】ABD6．（四川）如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时的波形图,当Q点在t=0时的振动状态传到P点时,则（）A.1cm ＜x ＜3cm 范围内的质点正在向y 轴的负方向运动B.Q 处的质点此时的加速度沿y 轴的正方向C. Q 处的质点此时正在波峰位置D. Q 处的质点此时运动到p 处7．（上海）两个相同的单摆静止于平衡位置,使摆球分别以水平初速1v 、2v (12v v >)在竖直平面内做小角度摆动,它们的频率与振幅分别为12,f f 和12,A A ,则（ ）(A) 12f f >,12A A = (B) 12f f <,12A A = (C) 12f f =,12A A > (D) 12f f =,12A A < 【答案】C.【解析】根据单摆的周期公式glT π2=,两单摆的摆长相同则周期相同,频率相同,又因为12v v >,所以最低点动能21k k E E >,根据机械能守恒,在最高点的重力势能21p p E E >,即振幅12A A >,所以C 选项正确.8．（上海）两波源12S S 、在水槽中形成的波形如图所示,其中实线表示波峰,虚线表示波谷,则（ ）(A)在两波相遇的区域中会产生干涉 (B)在两波相遇的区域中不会产生干涉 (C) a 点的振动始终加强 (D) a 点的振动始终减弱【答案】B.【解析】从图中看,两列水波的波长相不同,波在水中的速度都相等,根据vT λ=,可知两列波的周期不相等,不满足相干条件,在两波相遇的区域中不会产生干涉现象,B 正确.9．（上海）两列简谐波沿x 轴相向而行,波速均为0.4/v m s =,两波源分别位于A 、B 处,0t =时的波形如图所示，当 2.5t s =时,M 点的位移为 cm,N 点的位移为 cm ，【答案】2,0【解析】2.5s 内,两列波传播的距离m m t v x 15.24.0=⨯=∆=∆,当A 波向右传播1m 时,A 波如图中的虚线所示,Ｂ波如图中的实线所示,所以,Ｍ点位移为2cm,Ｎ点位移为零,【2010高考】 一、选择题1．2010·重庆·14一列简谐波在两时刻的波形如题14图中实践和虚线所示,由图可确定这列波的（ ）A ．周期B ．波速C ．波长D ．频率 【答案】C【解析】只能确定波长,正确答案C ，题中未给出实线波形和虚线波形的时刻,不知道时间差或波的传播方向,因此无法确定波速、周期和频率，2．2010·全国卷Ⅰ·21一简谐振子沿x 轴振动,平衡位置在坐标原点， 0t =时刻振子的位移0.1m x =-；4s 3t =时刻0.1m x =；4s t =时刻0.1m x =，该振子的振幅和周期可能为 （ ）A ．0. 1 m,8s 3B ．0.1 m, 8sC ．0.2 m,8s 3D ．0.2 m,8s8．2010·北京·17一列横波沿x 轴正向传播,a 、b 、c 、d 为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置，某时刻的波形如图1所示,此后,若经过34周期开始计时,则图2描述的是（ ） A.a 处质点的振动图象 B.b 处质点的振动图象 C.c 处质点的振动图象D.d 处质点的振动图象【答案】B【解析】由波的图像经过43周期a 到达波谷,b 到达平衡位置向下运动,c 到达波峰,d 到达平衡位置向上运动,这是四质点在0时刻的状态,只有b 的符合振动图像,答案B ，9. 2010·上海物理·16如右图,一列简谐横波沿x 轴正方向传播,实线和虚线分别 表示＜时的波形,能正确反映37.5t s =时波形的是图（ ）答案：D解析：因为t 2＜T,可确定波在0.5s 的时间沿x 轴正方向传播14λ,即10.54T s =,所以T=2s,337.534t s T ==,波峰沿x 轴正方向传播34λ,从14λ处到λ处,选D ， 10. 2010·上海物理·20如图,一列沿x 轴正方向传播的简谐横波,振幅为2cm ,波速为2m s ,在波的传播方向上两质点,a b 的平衡位置相距0.4m （小于一个波长）,当质点a 在波峰位置时,质点b 在x 轴下方与x 轴相距1cm 的位置,则（A ）此波的周期可能为0.6s （B ）此波的周期可能为1.2s（C ）从此时刻起经过0.5s ,b 点可能在波谷位置 （D ）从此时刻起经过0.5s ,b 点可能在波峰位置解析：如上图,110.4412λ⎛⎫+=⎪⎝⎭, 1.2λ=，根据v T λ=, 1.20.62T s v λ===,A 正13．2010·海南物理·18(2)右图为某一报告厅主席台的平面图,AB 是讲台,1S 、2S 是与讲台上话筒等高的喇叭,它们之间的相互位置和尺寸如图所示．报告者的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫．为了进免啸叫,话筒最好摆放在讲台上适当的位置,在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消，已知空气中声速为340m/s,若报告人声音的频率为136Hz,问讲台上这样的位置有多少个？【答案】4【解析】相应于声频136Hz f =的声波的波长是2.5m f λ==v①式中340m/s =v 是空气中的声速，在右图中,O 是AB 的中点,P 是OB 上任一点，将12S P S P -表示为122S P S P kλ-=②式中k 为实数,当0,2,4,k =L 时,从两个喇叭来的声波因干涉而加强；当1,3,5k =L 时,从两个喇叭来的声波因干涉而相消，由此可知,O 是干涉加强点；对于B 点,1220m 15m 42S B S B λ-=-=③所以,B 点也是干涉加强点，因而O 、B 之间有两个干涉相消点,由对称性可知,AB 上有4个干涉相消点，【2009高考】 一、选择题1.（09·全国Ⅰ·20）一列简谐横波在某一时刻的波形图如图1所示,图中P 、Q 两质点的横坐标分别为x=1.5m 和x=4.5m ，P 点的振动图像如图2所示，在下列四幅图中,Q点的振动图像可能是（）答案：BC2.（09·全国卷Ⅱ·14）下列关于简谐振动和简谐波的说法,正确的是（）A．媒质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等B．媒质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等C．波的传播方向一定和媒质中质点振动的方向一致D．横波的波峰与波谷在振动方向上的距离一定是质点振幅的两倍答案：AD。
第14讲机械振动和机械波光电磁波相对论1.(2012·江苏卷，12B)(1)如图6－14－1所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P 和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧．旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是________．图6－14－1A．A、B均不变B．A、B均有变化C．A不变，B有变化D．A有变化，B不变图6－14－2(2)“测定玻璃的折射率”实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B，在另一侧再竖直插两个大头针C、D.在插入第四个大头针D时，要使它________．图6－14－2是在白纸上留下的实验痕迹，其中直线a、a′是描在纸上的玻璃砖的两个边．根据该图可算得玻璃的折射率n＝________.(计算结果保留两位有效数字) (3)地震时，震源会同时产生两种波，一种是传播速度约为3．5 km/s的S波，另一种是传播速度约为7.0 km/s的P波．一次地震发生时，某地震监测点记录到首次到达的P波比首次到达的S波早3 min.假定地震波沿直线传播，震源的振动周期为1.2 s，求震源与监测点之间的距离x和S波的波长λ.解析(1)白炽灯光包含各方向的光，且各个方向的光强度相等，所以旋转偏振片P时各方向透射光强度相同，故A 点光的强度不变；白炽灯光经偏振片P 后为偏振光，当Q 旋转时，只有与P 的偏振方向一致时才有光透过Q ，因此B 点的光强有变化，选项C 正确．(2)确定出射光线时应使D 挡住C 和A 、B 的像，作图如图所示，以O 为圆心，OO ′为半径作圆交AB 于E 点，根据n ＝sin i sin r 得n ＝EF O ′P，测量EF 和O ′P 长度得n ＝1.8.(1.6～1.9均正确、方法亦有多种)(3)设P 波的传播时间为t ，则x ＝v P t ，x ＝v S (t ＋Δt )解得x ＝v P v S v P －v SΔt ，代入数据得x ＝1 260 km 由λ＝v S T ，解得λ＝4.2 km.答案 (1)C (2)挡住C 及A 、B 的像 1.8(1.6～1.9都算对) (3)1 260 km 4.2 km图6－14－32．(2013·江苏卷·12B)(1)如图6－14－3所示的装置，弹簧振子的固有频率是4 Hz.现匀速转动把手，给弹簧振子以周期性的驱动力，测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1 Hz ，则把手转动的频率为________．A ．1 HzB ．3 HzC ．4 HzD ．5 Hz(2)如图6－14－4所示，两艘飞船A 、B 沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为v (v 接近光速c )．地面上测得它们相距为L ，则A 测得两飞船间的距离________(选填“大于”“等于”或“小于”)L .当B 向A 发出一光信号，A 测得该信号的速度为________．图6－14－4(3)图6－14－5为单反照相机取图6－14－5景器的示意图，ABCDE 为五棱镜的一个截面，AB ⊥BC .光线垂直AB 射入，分别在CD 和EA 上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC 射出．若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是多少？(计算结果可用三角函数表示)解析 (1)根据受迫振动的频率等于驱动力的频率，选项A 正确．(2)根据长度的相对性得L ＝L 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2 所以A 测得两飞船间的距离L 0＝L1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2>L . 根据狭义相对论的基本假设，光信号的速度为光速c .(3)光线在棱镜中的光路图如图所示，根据反射定律和题设条件，得4α＝90° 所以入射角α＝22.5°根据全反射规律，sin C ＝1n 故sin 22.5°≥1n所以n ≥1sin 22.5°，即折射率的最小值为1sin 22.5°.答案(1)A(2)大于c(或光速)(3)1sin 22.5°3. (2014·江苏卷，12C)(1)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如6－14－6(甲)图所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如(乙) 图所示．他改变的实验条件可能是________．图6－14－6A．减小光源到单缝的距离B．减小双缝之间的距离C．减小双缝到光屏之间的距离D．换用频率更高的单色光源(2)在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中，某同学准备好相关实验器材后，把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，同时按下秒表开始计时，当单摆再次回到释放位置时停止计时，将记录的这段时间作为单摆的周期．以上操作中有不妥之处，请对其中两处加以改正．(3)Morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉．电子显微镜下鳞片结构的示意图见6－14－7图．一束光以入射角i从a点入射，经过折射和反射后从b点出射．设鳞片的折射率为n，厚度为d，两片之间空气层厚度为h.取光在空气中的速度为c，求光从a到b所需的时间t.图6－14－7解析(1)改变条件后亮条纹之间的间距变大，由公式Δx＝ldλ可知，要使Δx增大，可增大双缝到光屏之间的距离l ，C 错误；减小双缝之间的距离d ，B 对；换用波长更长，即频率更低的单色光，D 错；改变光源到单缝的距离不会改变Δx ，A 错．(2)见答案．(3)设光在鳞片中的折射角为γ，由折射定律sin i ＝n sin γ在鳞片中传播的路程l 1＝2d cos γ，传播速度v ＝c n ，传播时间t 1＝l 1v解得t 1＝2n 2d c n 2－sin 2i， 同理，在空气中的传播时间t 2＝2h c cos i则t ＝t 1＋t 2＝2n 2d c n 2－sin 2i ＋2h c cos i. 答案 (1)B(2)①应在摆球通过平衡位置时开始计时；②应测量单摆多次全振动的时间，再计算出周期的测量值．(或在单摆振动稳定后开始计时)(3)2h c cos i ＋2n 2d c n 2－sin 2i从近三年江苏省高考试题来看，本专题考查的题型相当稳定和集中．从题型看，试题都是3个小题组合而成，有选择题、有填空题和计算题．从知识点上看，知识点分布较广．高考热点简谐振动的特点、振动图象、光的偏振、光的干涉、相对论、光的折射定律、全反射及测定玻璃的折射率．命题预测2015年高考，机械振动、机械波、光的衍射和干涉等知识点将以选择题和填空题形式出现，光的折射、全反射的知识点主要以计算题形式出现，但知识点以记忆理解为主，难度不大．1．机械振动与机械波2．光(1)光的折射、全反射①折射率：n ＝sin i sin r n ＝c v②全反射：sin C ＝1n题组一光的基本规律与机械振动和机械波的组合1．(2014·无锡市高三期末)(1)观看2012年底热门3D立体电影《少年派的奇幻漂流》时所带的特制眼镜实际上是一对偏振片．立体电影技术的理论基础是________．A．光的传播不需要介质B．光是横波C．光能发生衍射D．光有多普勒效应(2)一个等腰直角三棱镜的截面ABC如图6－14－8甲所示，一细束绿光从AB面的P点沿平行底面BC方向射入棱镜后，经BC面反射，再从AC面的Q点射出，且有PQ∥BC(图中未画光在棱镜内的光路)．若棱镜对绿光的折射率是3，则绿光在棱镜中的传播速度是________m/s；如果将一束蓝光沿同样的路径从P点射人三棱镜，也有光线从AC射出，请在图乙中定性作出出射光线(虚线表示绿光的出射光线)．图6－14－8(3)一列简谐波沿x轴传播，t＝0时刻的波形如图6－14－9，此时质点P振动方向为＋y,6 s后P第一次处于波谷，求简谐波传播的速度大小和方向．图6－14－9解析 (1)偏振片式立体电影技术的原理是光的偏振，利用的是横波的特点，B 正确．(2)在介质中光的传播速度为v ＝c n ＝3×1083m/s ＝3m/s ，因蓝光的折射率大于绿光的折射率，所以其偏折程度更大，光路图如图所示．(3)由P 点的振动方向可以判断波沿－x 方向传播由题图知，P 点由平衡位臵向上运动，第一次到达波谷用时为34T ＝6 s ，得周期T ＝8 s波长4 m ，则v ＝λT ＝48m/s ＝0.5 m/s.答案 (1)B(2)3×108 光路图见解析(3)0.5 m/s －x 方向2．(2014·南通市、扬州市、泰州市、宿迁市高三第二次调研)(1)关于物理原理在技术上的应用，下列说法中正确的是________．A ．激光全息照相是利用了激光相干性好的特性B ．3D 电影是利用了光的干涉特性C ．摄影机镜头镀膜增透是利用了光的衍射特性D ．红外遥感是利用了红外线具有显著热效应的特性(2)某同学测量玻璃砖的折射率，准备了下列器材：激光笔、直尺、刻度尺、一面镀有反射膜的平行玻璃砖．如图6－14－10所示，直尺与玻璃砖平行放置，激光笔发出的一束激光从直尺上O 点射向玻璃砖表面，在直尺上观察到A 、B 两个光点，读出OA 间的距离为20.00 cm ，AB 间的距离为5.77 cm ，测得图中直尺到玻璃砖上表面距离d 1＝10.00 cm ，玻璃砖厚度d 2＝5.00 cm.玻璃的折射率n ＝________，光在玻璃中的传播速度v ＝________m/s(光在真空中传播速度c ＝3.0×108 m/s ，tan 30°＝0.577)．图6－14－10图6－14－11(3)一列简谐波沿＋x 轴方向传播，t 0＝0时刻波的图象如图6－14－11所示，此刻波刚好传播至x 1＝10 m 处，在此后2 s 时间内x 1＝10 m 处的质点通过的总路程是20 cm.求：①波沿x 轴传播速率v ；②x 轴上x 2＝16 m 处的质点何时开始振动？开始振动时的方向如何？解析 全息照片的拍摄利用了光的干涉原理，而激光具有相干性好的特点，激光全息照相正是利用了激光的这一特性，选项A 正确；3D 电影利用了光的偏振，选项B 错误；摄影机镜头镀膜增透利用了薄膜干涉，选项C 错误；红外线遥感主要是利用红外线穿透云雾能力强的特点，选项D 错误．(2)作出光路图，如图所示．由图可知，tan θ1＝OA 2d 1＝1，故θ1＝45°，而tan θ3＝AB 2d 2＝0.577，故θ3＝30°，且θ2＝θ3，故玻璃的折射率n ＝sin θ1sin θ2＝2；由v ＝c n 可得，光在玻璃中传播速度为v ＝3.0×1082m/s ≈2.12×108 m/s.(3)①简谐波的周期T＝2 s波速v＝λT＝4 m/s②设t时刻x2＝16 m处质点开始振动，则有t＝x2－x1v＝1.5 s开始振动方向沿＋y方向(或向上)答案(1)A(2)1.41(或2) 2.12×108(3)①4 m/s②1.5 s＋y方向(或向上)3．[2014·苏、锡、常、镇四市高三调研(二)](1)关于电磁波及其应用下列说法正确的是________．A．麦克斯韦首先通过实验证实了电磁波的存在B．电磁波是横波且能够发生干涉和衍射现象C．电磁波的接收要经过调谐和调制两个过程D．微波能使食物中的水分子热运动加剧从而实现加热的目的图6－14－12(2)如图6－14－12所示为某同学利用方格坐标纸测定半圆形玻璃砖折射率实验的记录情况，虚线为半径与玻璃砖相同的圆，在没有其他测量工具的情况下，只需由坐标纸即可测出玻璃砖的折射率．则玻璃砖所在位置为图中的________(填“上半圆”或“下半圆”)，由此计算出玻璃砖的折射率为________．(3)某均匀介质中的质点A做简谐运动，t＝0时刻起其振动图象如图6－14－13所示，t＝10 s时，距A质点10 m处的B质点开始振动．求：图6－14－13①该波的波速大小v ；②该波的波长λ.解析 (1)麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹首先通过实验证实了电磁波的存在，故选项A 错误；电磁波能发生偏振现象，电磁波是横波，干涉和衍射是波特有的现象，故选项B 正确；电磁波的接收要经过调谐和解调两个过程，故选项C 错误；微波炉的工作应用了一种电磁波—微波．食物中的水分子在微波的作用下加剧了热运动，内能增加，温度升高，故选项D 正确．(2)由图可知，实粗线为界面，光从玻璃射向空气时，折射秀大于入射角，因此玻璃砖所在位臵为图中的上半圆，设玻璃砖的半径为R ，根据折射定律和图中坐标格数可知，当光由玻璃射向空气时有n ＝sin r sin i ＝6/R 4/R ＝1.5.(3)①波速v ＝s t ＝1 m/s②波长λ＝v T ＝4 m答案 (1)BD(2)上半圆 1.5(3)①1 m/s ②4 m振动、波动图象要先读取信息再找关联规律(1)振动图象，能读出质点各时刻的位移、某段时间内质点运动的位移、振幅A 、周期T ，间接判定各时刻的回复力、加速度、速度等．(2)波动图象：能读出波长λ、质点振动的振幅A 、该时刻各质点的位移等，再结合其他题给条件，运动v ＝λT 等公式和规律进一步计算出波速、周期．题组二 基本规律与光的折射、全反射的组合4．(2014·南京市、盐城市高三第一次模拟考试)(1)列车上安装一个声源，发出一定频率的乐音．当列车与观察者都静止时，观察者记住了这个乐音的音调．在以下情况中，观察者听到这个乐音的音调比原来降低的是________．A．观察者静止，列车向他驶来B．观察者静止，列车离他驶去C．列车静止，观察者靠近列车D．列车静止，观察者远离列车(2) 一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的图象如图6－14－14所示．周期T＝0.01 s，介质中质点P位于x＝2 m处．则该列波传播的速度大小为________m/s.t ＝0.15 s时质点P振动沿________(填“＋y”或“－y”)方向．图6－14－14(3)水下光源在水面上形成一个半径为2 m的圆形亮区，水的折射率为 2.试确定光源离水面的距离．解析(1)当波源和观察者相对远离时，观察者接收到的频率小于声源发出的频率，B、D正确，A、C错误．(2)由图象得波长为4 m．结合周期T＝0.01 s得波速v＝λT ＝400 m/s；波向右传播，0时刻P点位于平衡位臵沿y轴正向运动，时间和周期的关系tT＝15，经过整数倍的周期，P点仍在平衡位臵沿y轴正向运动．(3)光线刚好发生全反射n＝1sin C＝2C＝45°所以光源位于水面下方h＝2 m处答案(1)BD(2)400＋y(3)2 m5．(2014·扬州市高三第四次调研)(1)关于下列四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是________．图6－14－15A ．甲图中，沙漠中的“蜃景”现象是光的衍射现象引起的B ．乙图中，演示简谐运动的图象实验中，若匀速拉动木板的速度较大，则由图象测得简谐运动的周期较大C ．丙图中，可利用薄膜干涉检查样品的平整度D ．丁图中，由图可知当驱动力的频率f 跟固有频率f 0相差越大，振幅越大 (2)图6－14－16某同学用DIS 系统在实验室做“单摆的周期T 与摆长L 的关系”实验，通过计算机描绘出两次实验中的单摆的振动图象，由图6－14－16可知，两次实验中单摆的频率之比f a f b ＝________；两单摆摆长之比L a L b＝________. (3)如图6－14－17所示，半圆形玻璃砖的半径R ＝10 cm ，AB 与屏幕垂直并接触于A 点，激光束a 射向半圆形玻璃砖的圆心O ，激光束a 对准O 点从图示位置在纸面内顺时针方向旋转，当转过角度为30°时，光屏上有两个光斑，当转过的角度刚好过45°时，光屏上恰好只有一个光斑，求：图6－14－17①玻璃砖的折射率n ；②当转过角度为30°时，光屏上两个光斑之间的距离L .解析 (1)沙漠中的“蜃景”现象是光的折射现象引起的，A 错误；沙摆做简谐运动的周期与拉板的快慢无关，B 错误；可利用薄膜干涉形成的干涉条纹疏密是否均匀检查样品的平整度，C 正确；驱动力的频率f 跟固有频率f 0越接近，振幅越大，D 错误．(2)根据振动图象知两单摆的周期之比为3∶4，故频率之比为4∶3，由T ＝2πL g 可得摆长之比为9∶16.(3)①n ＝sin 90°sin 45°＝ 2②光路如图所示n ＝sin r sin 30°＝2，r ＝45°又i ′＝30°两个光斑S 1、S 2之间的距离为L ＝R tan 45°＋R tan 60°＝10＋103(cm)．答案 (1)C (2)4∶3 9∶16 (3)n ＝2 L ＝10＋103(cm)6．[2014·苏、锡、常、镇 四市高三教学情况调研(一)]图6－14－18如图6－14－18所示为两列简谐横波在同一绳上传播时某时刻的波形图，甲波的速度为v 1，乙波的速度为v 2，质点M 的平衡位置为x ＝0.2 m ．则下列说法中正确的是________．A．这两列波发生干涉现象，且质点M的振动始终加强B．由图示时刻开始，再经过1/4甲波周期，M将位于波峰C．甲波的速度v1与乙波的速度v2一样大D．因波的周期未知，故两列波波速的大小无法比较(2)相对论认为时间和空间与物体的速度有关．在高速前进中的列车的中点处，某乘客突然按亮电灯，使其发出一道闪光，该乘客认为闪光向前、向后传播的速度相等，都为c；站在铁轨旁边地面上的观察者认为闪光向前、向后传播的速度________(填“相等”或“不等”)．车上的乘客认为，电灯的闪光同时到达列车的前、后壁：地面上的观察者认为电灯的闪光先到达列车的________(填“前”或“后”)壁．图6－14－19(3)如图6－14－19所示，折射率为2的两面平行的玻璃砖，下表面涂有反射物质，右端垂直地放置一标尺MN.一细束光以45°角度入射到玻璃砖的上表面，会在标尺上的两个位置出现光点，若两光点之间的距离为a(图中未画出)，则光通过玻璃砖的时间是多少？(设光在真空中的速度为c)解析(1)该时刻甲波和乙波引起M点运动方向都向下且速度最大，其合速度最大，振动加强，由于两波周期相同，过1/4周期由两列波引起的位移同时达到负方向最大，依次类推，两列波引起M的振动方向始终相同，M点的振动始终加强，故A 正确；此时M点向下运动，经1/4甲波周期，M点将位于波谷，故B错误；机械波的传播速度只与介质有关，与波的周期无关，甲波和乙波在同种介质中传播，速度相同，故C正确，D错误．(2)由爱因斯坦相对论的光速极限知，相对任何参照系，光速都相等为c；由相对运动可得传到车前后壁的时间分别为t前＝lc－v，t后＝lc＋v，其中l为列车长度的一半，v为列车速度，t前＞t后，可知光先传到后壁．(3)如图由光的折射定律n ＝sin sin r 得r ＝30°所以在玻璃砖内的光线与玻璃砖的上面构成等边三角形，其边长等于a光在玻璃中的速度为v ＝c n ＝2c 2t 玻＝2a v ＝22a c答案 (1)AC (2)相等 后 (3)22a c7．(2014·宿迁市高三摸底)(1)关于下列四幅图的说法，正确的是________．图6－14－20A ．甲图中，一条张紧的绳子上挂四个摆，A 、C 的摆长相等，C 摆振动驱动其余三个摆，当它们起振后，可发现A 、B 、D 三个摆中，A 摆的振幅最小B ．乙图为两列水波在水槽中产生的干涉图样，这两列水波的频率一定相同C ．丙图是两种光现象图案，上方为光的干涉条纹、下方为光的衍射条纹D ．丁图中，一列火车飞快地匀速行驶，车厢中央有一光源发出一闪光，站在地面上的观测者认为光同时到达该车厢前、后壁图6－14－21(2)如图6－14－21，蛇形摆是演示单摆周期与摆长关系的实验装置．现将10个摆球由平衡位置沿x轴正方向移动相同的一小位移，然后同时释放，摆球整体看上去像舞动的蛇．从左向右，10个摆的振动周期依次________(填“增大”“减小”或“不变”)；若摆长最长的摆为秒摆(周期为2 s)，则其摆长为________m(取g＝9.80 m/s2，结果保留1位有效数字)．图6－14－22(3)如图6－14－22用某种折射率较大的透光物质制成的直角三棱镜ABC，其中∠B ＝30°.在垂直AC面的直线MN上插两枚大头针P1、P2，在AB面的左侧通过棱镜观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P1的像被P2的像挡住，再在观察的这一侧先后插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，记下P3、P4和三棱镜的位置，移去大头针和三棱镜，过P3、P4作直线与AB 面交于D，量出该直线与AB面间的夹角为45°.①在图中画出完整的光路图；②求该物质的折射率．解析(1)A、B、D三摆做受迫振动，其中A摆和C摆发生共振，其振幅最大，选项A错误；发生干涉的条件是两列水波具有相同的频率，选项B正确；双缝干涉图样中的条纹是等间距的，单缝洐射图样中的条纹是间距不等的，其中中央亮纹最宽，选项C正确；地面上的观测者认为光先到达后壁，后到达前壁，选项D错误．(2)由单摆周期公式T＝2πlg知，振动周期随摆长减小而减小，因此，从左向右，10个摆的周长逐渐减小；当周期T＝2 s时，由T＝2πlg可解得摆长为l＝1 m.(3)①如图所示②n ＝sin 45°sin 30°＝ 2答案 (1)BC (2)减小 1 (3)①见解析 ② 2光的几何计算题往往是光路现象与光的反射、折射、全反射(临界点)及几何图形关系的综合问题．解决此类问题应注意以下几方面：(1)依据题目条件，正确分析可能的全反射及临界角．(2)通过分析、计算确定光传播过程中可能的折射、反射，把握光的“多过程”现象．(3)准确做出光路图．(4)充分考虑三角形、圆的特点，运用几何图形中的角关系、三角函数、相似形、全等形等，仔细分析光传播过程中产生的几何关系．1．(2014·镇江市高三模拟)(1)下列有关光现象的说法中正确的是________．A ．无影灯是利用光的衍射原理B ．刮胡刀刀片的影子边缘模糊不清是光的衍射现象C ．水的视深比实际深度浅是光的全反射现象D ．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减少反射光的强度图6－14－23(2)如图6－14－23所示，某车沿水平方向高速行驶，车厢中央的光源发出一个闪光，闪光照到了车厢的前、后壁，则地面上的观察者认为该闪光________(填“先到达前壁”“先到达后壁”或“同时到达前后壁”)，同时他观察到车厢的长度比静止时变________(填“长”或“短”)了．(3)光线从折射率n＝2的玻璃进入真空中，当入射角为30°时，折射角为多少？当入射角为多少时，刚好发生全反射？解析(1)无影灯是利用光的直线传播，本影小于半影，选项A错误；刮胡刀片边缘模糊不清是光的衍射现象的结果，选项B正确；水的视深比实际深度浅是光的折射现象，选项C错误；拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减少反射光的强度，使照片清晰，选项D正确．(2)光传播方向与高速列车速度方向相反的先到达，故先到达后壁；又运动的杆具有尺缩效应，故在静止参考系中观察会缩短．(3)由光的折射定律可知n sin 30°＝1×sin αα＝45°n sin C＝1×sin 90°C＝45°答案(1)BD(2)先到达后壁短(3)45°45°2．(2014·苏北四市高三第一次调研)(1)下列说法中正确的是________．A．简谐运动为匀变速直线运动B．受迫振动的周期取决于驱动力的周期C．未见其人先闻其声，是因为声波波长较长，容易发生衍射现象D．声波频率的大小取决于在某种介质中传播的速度和波长的大小(2)如图6－14－24所示，图6－14－24S1、S2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同．实线和虚线分别表示某一时刻两列波的波峰和波谷．a、b、c、d四点中振动减弱的点为________，经四分之一周期，不在平衡位置的点为________．(3)如图图6－14－25所示，图6－14－25一透明介质制成的直角三棱镜，顶角∠A ＝30°，一束光由真空垂直射向AC 面，经AB 面射出后的光线偏离原来方向15°.已知光在真空中的传播速度为c .求： ①该介质对光的折射率；②光在介质中的传播速度．解析 (1)简谐运动的加速度大小与方向均时刻在变化，为变加速往复运动，故A 错误；受迫振动的周期取决于驱动力的周期，与固有周期无关，当振动周期等于固有周期时，出现共振现象，故B 正确；未见其人先闻其声，是因为声波波长较长，绕过障碍物，继续向前传播，发生衍射现象，故C 正确；声波频率的大小取决于产生声波的振源频率，故D 错误．(2)a 质点处是两列波波峰与波谷叠加的地方，振动始终是最弱的，图示时刻在平衡位臵，以后将处于平衡位臵不动；b 质点处是两列波波峰与波峰叠加的地方，但随着时间推移，可以是波谷与波谷叠加的地方，但振动始终是最强的；c 质点处是两列波波谷与波谷叠加的地方，但随着时间推移，可以是波峰与波峰叠加的地方，但振动始终是最强的；d 处是平衡相遇点，由于振动方向相同，因此是振动加强点，所以振动减弱的点只有a ；图示时刻a 、d 在平衡位臵，b 在波峰，c 在波谷，再过T 4后的时刻a 、b 、c 三个质点都将处于各自的平衡位臵，但d 不在平衡位臵． (3)①光在AB 面发生折射时的光路图如图，由几何知识知：i ＝45°，r ＝30°.根据折射定律得n ＝sin i sin r ＝sin 45°sin 30°＝ 2②v ＝c n ＝c 2＝22 c 答案 (1)BC (2)a d (3)①2 ②22c3．(2014·扬州市高三期末检测)(1)下列说法正确的是________．A ．透过一块偏振片去看平静湖面反射的光，当转动偏振片时，会看出明暗的变化B ．激光全息照相利用了激光的方向性好的特点C．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变宽D．马路上积水表面的油膜呈现彩色图样是光的衍射现象(2)图6－14－26如图6－14－26所示是一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图，质点P 的振动方程为y＝－6sin 4πt(cm)，则这列波的传播速度为________m/s，传播方向为沿________轴方向(填“＋x”或“－x”)图6－14－27(3)“道威棱镜”广泛地应用在光学仪器当中，如图，将一等腰直角棱镜截去棱角，使其截面平行于底面，可制成“道威棱镜”，这样就减小了棱镜的重量和杂散的内部反射．如图6－14－27所示，从M点发出的一束平行于底边CD的单色光从AC 边射入，已知棱镜玻璃的折射率n＝ 2.求光线进入“道威棱镜”时的折射角，并通过计算判断光线能否从CD边射出．解析(1)透过一块偏振片去看平静湖面反射的光，当转动偏振片时，透过的光的能量会变化，会看出明暗的变化；激光全息照相利用了激光的相干性好的特点，在光的双缝干涉实验中，干涉条纹间距与波长成正比，即Δx＝ldλ，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄；马路上积水表面的油膜呈现彩色图样是光的干涉现象．(2)由y＝－6sin 4πt(cm)可知，0时刻P处质点向y轴负向运动，周期为T＝2πω＝0.5s，因此波沿x轴负向传播，波速为v＝λT＝40.5m/s＝8 m/s(3)由折射定律得n＝2＝sin 45°sin r光线进入“道威棱镜”时的折射角r＝30°。
