大周作业 振动和波

第5章 振动和波动5-1 解：（1）)s rad (105.050===m kωmax 222max 100.040.4(m/s)100.044(m/s )v A a A ωω==⨯===⨯=(2) 设cos()x A t ωϕ=+，则d sin()d xv A t tωωϕ==-+ 2222d cos()d x a A t x t ωωϕω==-+=-当x=0.02m 时，cos()1/2,sin()3/2t t ωϕωϕ+=+=±，所以20.230.346(m/s)2(m/s )1(N)v a F ma =⨯==-==-(3) 作旋转矢量图，可知：π2ϕ=-π0.04c o s (10)2x t =-5 解：A=0.04(m) 0.7(rad/s)0.3(rad)10.11(Hz)8.98(s)2πT ωϕωνν==-====5-3 证明：如图所示的振动系统的振动频率为1212πk k mυ+=式中12,k k 分别为两个弹簧的劲度系数，m为物体的质量。

解： 以平衡位置为坐标原点，水平向右为x 轴正方向。

设物体处在平衡位置时，弹簧1的伸长量为10x ,弹簧2的伸长量为20x ，则应有0202101=+-x k x k当物体运动到平衡位置的位移为x 处时，弹簧1的伸长量就为x x +10，弹簧2的伸长量就为x x -20，所以物体所受的合外力为11022012()()()F k x x k x x k k x =-++-=-+由牛顿第二定律得 2122d ()d xm k k x t =-+即有 2122()d 0d k k x x t m++=上式表明此振动系统的振动为简谐振动，且振动的圆频率为12k k x mω+=振动的频率为 1212π2πk k mων+==5-4解：以平衡时右液面位置为坐标原点，向上为x 轴正方向，建立坐标系。

右液面偏离原点为至x 时，振动系统所受回复力为：22ππ242d d g F x g x ρρ=-⋅⋅=-振动角频率 2π2d gm ρω=振动周期 222ππmT d gρ=5-5解：弹簧、滑轮、物体和地球组成的系统不受外力作用，非保守内力作功之和为零，系统机习题5-4 图械能守恒，以物体的平衡位置为坐标原点向下为x 轴正方向，建立坐标系。

第1节机械振动基础必备1.如图所示,弹簧振子在B,C间振动,O为平衡位置,BO=OC=5 cm,若振子从B到C的运动时间是1 s,则下列说法中正确的是( D )A.振子从B经O到C完成一次全振动B.振动周期是1 s,振幅是10 cmC.经过两次全振动,振子通过的路程是20 cmD.从B起先经过3 s,振子通过的路程是30 cm解析:振子从B→O→C仅完成了半次全振动,所以周期T=2×1 s=2 s,振幅A=BO=5 cm.振子在一次全振动中通过的路程为4A=20 cm,所以两次全振动中通过的路程为40 cm,3 s的时间为1.5T,所以振子通过的路程为30 cm.2.(多选)单摆是为探讨振动而抽象出的志向化模型,其志向化条件是( ABC )A.摆线质量不计B.摆线长度不行伸缩C.摆球的直径比摆线长度短得多D.只要是单摆的运动就是一种简谐运动解析:单摆由摆线和摆球组成,摆线只计长度不计质量,摆球只计质量不计大小,且摆线不行伸缩.但把单摆作为简谐运动来处理是有条件的,只有在摆角很小(θ≤5°)的状况下才能视单摆运动为简谐运动.故正确答案为A,B,C.3.铺设钢轨时,每两根钢轨接触处都必需留有肯定的间隙,做匀速运动的列车每次经过轨道接缝处,车轮就会受到一次冲击.由于每一根钢轨长度相等,所以这个冲击力是周期性的,列车受到周期性的冲击做受迫振动.一般钢轨长为12.6 m,列车的固有周期为0.315 s,下列说法正确的是( A )A.列车的危急速率为40 m/sB.列车过桥需减速,只是为了防止列车与钢轨发生共振现象C.列车运动的振动频率和列车的固有频率总是相等的D.钢轨长度越短,对应的危急速度越大解析:由共振条件:驱动力频率等于系统的固有频率,有=T,可算得危急车速是40 m/s,且l越大时v越大,A选项正确,D选项错误;列车过桥需减速,是为了防止桥与列车发生共振现象,选项B错误;列车做受迫振动,其频率由驱动力频率确定,列车速度不同,则振动频率不同,C选项错误.4.(多选)如图所示,弹簧下端悬挂一钢球,上端固定,它们组成一个振动的系统.用手把钢球向上托起一段距离,然后释放,钢球便上下振动起来,若以竖直向下为正方向,下列说法正确的是( BC )A.钢球的最低处为平衡位置B.钢球原来静止时的位置为平衡位置C.钢球振动到距原静止位置下方3 cm处时位移为3 cmD.钢球振动到距原静止位置上方2 cm处时位移为2 cm解析:钢球的平衡位置为钢球静止时的位置,故A错误,B正确;振动中的位移为从平衡位置指向某时刻钢球所在位置的有向线段,据题意可推断C正确,D错误.5.如图所示为某物体做简谐运动的图象,下列说法中正确的是( A )A.由P→Q,位移在增大B.由P→Q,速度在增大C.由M→N,速度始终在增大D.由M→N,加速度始终在减小解析:由图可知,由P→Q,位移在增大,速度在减小,故A正确,B错误;由M→N,中间越过了平衡位置,速度先增大后减小,加速度先减小后增大,故C,D错误.6.(多选)如图所示,在一根张紧的水平绳上,悬挂有a,b,c,d,e五个单摆,让a摆略偏离平衡位置后无初速度释放,在垂直纸面的平面内振动,接着其余各摆也起先振动.下列说法中正确的是( AB )A.各摆的振动周期与a摆相同B.各摆的振幅大小不同,c摆的振幅最大C.各摆的振动周期不同,c摆的周期最长D.各摆均做自由振动解析:a摆做的是自由振动,周期就等于a摆的固有周期,其余各摆均做受迫振动,所以振动周期均与a摆相同,故A正确,C,D错误;c摆与a摆的摆长相差不多,所以c摆所受驱动力的频率与其固有频率非常接近,故c摆的振幅最大,B正确.7.两个弹簧振子,甲的固有频率是100 Hz,乙的固有频率是400 Hz,若它们均在频率是300 Hz 的驱动力作用下做受迫振动,则振动稳定后( B )A.甲的振幅较大,振动频率是100 HzB.乙的振幅较大,振动频率是300 HzC.甲的振幅较大,振动频率是300 HzD.乙的振幅较大,振动频率是400 Hz解析:振动稳定后,受迫振动的频率等于驱动力频率,选项A,D错误;由于乙的固有频率更接近驱动力频率,所以乙的振幅较大,选项B正确,C错误.8.一个质点做简谐运动,它的振动图象如图所示,则( C )A.图中的曲线部分是质点的运动轨迹B.有向线段OA是质点在t1时间内的位移C.有向线段OA在x轴的投影是质点在t1时间内的位移D.有向线段OA的斜率是质点在t1时刻的瞬时速率解析:图中的曲线是质点位移与时间的对应关系,不是运动轨迹,A错误;质点在t1时间内的位移,应是曲线在t1时刻的纵坐标,故B错误,C正确;质点在t1时刻的瞬时速率应是曲线在t1时刻所对应的曲线切线的斜率,D错误.9.弹簧振子的质量是2 kg,当它运动到平衡位置左侧2 cm时,受到的回复力是4 N,当它运动到平衡位置右侧4 cm时,它的加速度是( D )A.2 m/s2,向右B.2 m/s2,向左C.4 m/s2,向右D.4 m/s2,向左解析:由振动的对称性知右侧4 cm处回复力为8 N,由a=-=-知a=4 m/s2,方向向左.实力培育10.如图(甲)所示,弹簧振子以O点为平衡位置,在A,B两点之间做简谐运动,取向右为正方向,振子的位移x随时间t的改变如图(乙)所示,下列说法正确的是( A )A.t=0.8 s时,振子的速度方向向左B.t=0.2 s时,振子在O点右侧6 cm处C.t=0.4 s和t=1.2 s时,振子的加速度完全相同D.t=0.4 s到t=0.8 s的时间内,振子的速度渐渐减小解析:从t=0.8 s起,再过一段微小时间,振子的位移为负值,因为取向右为正方向,故t=0.8 s 时,速度方向向左,A正确;由图象得振子的位移x=12sin t cm,故t=0.2 s时,x=6 cm,故B 错误;t=0.4 s和t=1.2 s时,振子的位移方向相反,由a=-知,加速度方向相反,C错误;t=0.4s到t=0.8 s的时间内,振子的位移渐渐减小,故振子渐渐靠近平衡位置,其速度渐渐增大,故D 错误.11.一弹簧振子A的位移x随时间t改变的关系式为x=0.1sin(2.5πt)m,位移x的单位为m,时间t的单位为s.则( D )A.弹簧振子的振幅为0.2 mB.弹簧振子的周期为1.25 sC.在t=0.2 s时,振子的运动速度最大D.质点在0.1 s末与0.3 s末的位移相同解析:由振动方程为x=0.1sin(2.5πt)m,可读出振幅A=0.1 m,ω=2.5π rad/s,故周期T==s=0.8 s,故A,B错误;在t=0.2 s时,振子的位移最大,故速度最小,为零,故C错误;表达式对应的振动图象如图所示.依据图象的对称性,质点在0.1 s末与0.3 s末的位移相等,故D正确.12.如图所示,长为L的细线一端系于O点,另一端系一小球,在O点正下方P点有一钉子.现将小球拉至A点由静止释放,小球摆至最低点B后接着向右摆至最高点C.整个过程中,小球摆角始终小于5°.下列说法正确的是( D )A.小球在C点时回复力最小B.小球在B点时合力为零C.小球从A点摆至B点的时间等于从B点摆至C点的时间D.若将钉子的位置上移,则小球从A点摆至C点的时间变长解析:设OA,PC与竖直方向的夹角分别为α和β;由于细线的拉力始终与小球的速度垂直,对小球不做功,所以小球的机械能守恒,依据机械能守恒得知,小球到达右侧的最大高度等于左侧的最大高度;由几何关系可知,α<β;依据单摆的特点可知,小球离开平衡位置的位移越大,则回复力越大,所以在AO之间A点的回复力最大,在OC之间C点的回复力最大;而小球在A点或C点受到的合力是由重力与细线的拉力供应,如C点的受力如图所示,则F=mgsin β,同理,在A点:F'=mgsin α,所以F>F',综合可知,小球在C点受到的回复力最大,故A项错误;小球运动的轨迹是圆周运动的一部分,则小球在最低点B点受到的合外力供应向心力,故B项错误;小球做单摆运动的周期T=2π,由于AO的长度大于CP的长度,所以小球在AB段运动的时间大于小球在BC段运动的时间,故C项错误;小球做单摆运动的周期T=2π,将钉子的位置上移,则小球的周期增大,所以从A点摆至C点的时间变长,故D项正确.13.如图所示的几个相同的单摆在不同的条件下,关于它们的周期关系,推断正确的是( C )A.T1>T2>T3>T4B.T1<T2=T3<T4C.T1>T2=T3>T4D.T1<T2<T3<T4解析:单摆的周期与重力加速度有关.即图示(3)中单摆周期为T3=2π.当单摆处于(1)图所示的条件下,摆球偏离平衡位置后,重力平行斜面的重量mgcos θ相当于“重力”,重力加速度小于g.依据周期公式T=2π,周期T1>T3;对于(2)图所示的条件,带正电的摆球在振动过程中要受到天花板上带正电小球的斥力,但是两球间的斥力与运动的方向总是垂直,只增加沿绳方向的拉力,故单摆的周期不变,T2=T3;在(4)图所示的条件下,单摆与升降机一起做加速上升的运动,也就是摆球在该升降机中超重,相当于摆球的重力增大,“重力加速度”g'增大,故周期变小,T4<T3.故C正确,A,B,D错误.14.有一弹簧振子在水平方向上的B,C之间做简谐运动,已知B,C间的距离为20 cm,振子在2 s 内完成了10次全振动.若从某时刻振子经过平衡位置时起先计时(t=0),经过周期振子有正向最大加速度.(1)求振子的振幅和周期.(2)在图中作出该振子在一个周期内的振动图象.(3)写出振子的振动方程.解析:(1)振幅A==10 cm,周期T= s=0.2 s.(2)振子在周期时具有正的最大加速度,故有负向最大位移,其振动图象如图所示.(3)设振动方程为y=Asin(ωt+φ)当t=0时,y=0,则sin φ=0得φ=0或φ=π,此后较短时间y为负值,所以φ=π而ω==10π rad/s则振动方程为y=10sin(10πt+π)cm.答案:(1)10 cm 0.2 s (2)见解析图(3)y=10sin(10πt+π)cm15.如图所示,倾角为α的斜面体(斜面光滑且足够长)固定在粗糙的水平地面上,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时将物块由静止起先释放.(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,沿斜面对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.解析:(1)设物块在斜面上平衡时,弹簧伸长量为ΔL,有mgsin α-kΔL=0,得到ΔL=,此时弹簧的长度为L+ΔL=L+.(2)当物块位移为x时,弹簧伸长量为x+ΔL,物块所受合力为F合=mgsin α-k(x+ΔL)联立以上各式解得F合=-kx,故该物体的回复力与偏离平衡位置的位移大小成正比,且方向相反,可知物块做简谐运动.(3)物块做简谐振动的振幅为A=+由对称性可知,最大伸长量为+.答案:(1)L+(2)见解析(3)+。

震动和波动周期性运动和波的传播震动和波动是物理学中重要的概念和现象。

它们在自然界和科学研究中扮演着至关重要的角色。

本文将讨论震动和波动的特性以及它们的周期性运动和传播。

一、震动的特性震动是指物体在时间和空间上周期性地来回振动。

它可以是机械波中的一部分，也可以是由其他因素引起的，如声音和光。

1. 震动的周期震动的周期是指物体完成一次完整振动所需要的时间。

通常用符号T来表示。

周期的单位是秒。

2. 震动的频率震动的频率是指在单位时间内发生的振动次数。

它的倒数即为周期。

频率用符号f来表示，单位是赫兹（Hz）。

3. 震动的幅度震动的幅度是指物体振动时达到的最大偏离位置。

它是描述振动强度和能量的重要指标。

二、波动的特性波动是能量传递的一种形式，它通过介质的振动传播。

波可以是机械波、电磁波、声波等。

1. 波长波长是指在一个完整的周期中，波从一个点传播到相邻点所需要的距离。

波长通常用符号λ表示，单位是米（m）。

2. 波速波速是指波传播的速度。

它可以通过波长和波的周期计算得出。

波速通常用符号v表示，单位是米每秒（m/s）。

3. 波的传播方向波动的传播方向是波的传播路径所指的方向。

它可以是沿着直线的传播，也可以是以圆形或球形扩散。

三、周期性运动周期性运动是指物体在一定时间内按照固定的规律重复出现的运动。

震动和波动都属于周期性运动。

1.简谐振动简谐振动是指物体在弹簧等恢复力作用下进行的周期性振动。

它具有以下特点：振动频率为恢复力常数和物体质量的函数；振动周期与振幅无关；振动轨迹为正弦曲线。

2. 波的周期性波的周期性是指波沿传播方向重复出现的规律性。

波可以是机械波，如水波、声波等，也可以是非机械波，如电磁波等。

波的周期性表现为波的形状、频率和幅度的重复性。

四、波的传播波的传播是指波从一个地点传递到另一个地点的过程。

波在传播过程中会遵循一定的物理规律。

1. 机械波的传播机械波传播需要介质的存在。

在机械波传播中，介质的振动会传递能量，并通过相邻分子或粒子的相互作用传播到其他地区。

《机械振动和机械波》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本次作业旨在帮助学生巩固机械振动和机械波的基本概念，加深对波动现象的理解，提高分析和解决问题的能力。

二、作业内容1. 简述机械振动的概念，并列举生活中的实例。

2. 描述简谐运动的特征，并尝试用数学公式表示。

3. 理解波的产生原理，包括波的传播和干涉现象。

4. 描述波的特性（如波速、频率、周期等）并尝试用公式表示。

5. 讨论波在传播过程中，介质质点是否随波迁移。

6. 分析多普勒效应在实际中的应用。

三、作业要求1. 独立完成作业，不得抄袭。

2. 针对每个问题，尽量提供详细的分析过程和解答。

3. 鼓励使用图表和公式辅助说明，增强理解。

4. 作业提交形式可为文本、图片或视频等多媒体形式。

四、作业评价1. 评价标准：作业完成质量、回答的正确率以及是否运用了多种方式进行分析。

2. 评价方式：老师将对学生提交的作业进行批改，并结合课堂表现给出总分。

3. 评价反馈：对于普遍存在的问题，将在课堂上进行统一讲解；对于个性问题，将向学生提供反馈和建议，以便他们进行改进。

五、作业反馈1. 请同学们认真对待作业，确保正确理解并应用所学知识。

2. 请在规定时间内提交作业，以便老师能够及时批改和反馈。

3. 鼓励同学们积极提出问题，如有疑问，请及时与老师沟通。

4. 请根据批改后的作业，对自己的薄弱环节进行加强学习和复习。

通过本次作业，希望同学们能够进一步巩固机械振动和机械波的基本概念，加深对波动现象的理解，为后续物理课程的学习打下坚实的基础。

同时，也希望同学们能够积极运用所学知识，分析问题和解决问题，提高自己的综合素质。

最后，请同学们在完成作业后，对作业中的问题进行总结和归纳，以便更好地掌握和理解机械振动和机械波的知识。

作业设计方案（第二课时）一、作业目标通过本次作业，学生应能够：1. 熟练掌握机械振动和机械波的基本概念和性质；2. 能够应用机械振动和机械波的理论解决实际问题；3. 培养观察、分析和解决问题的能力。

《机械振动和机械波》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本次作业旨在帮助学生巩固机械振动和机械波的基本概念，加深对波动现象的理解，并能够运用所学知识解决简单的实际问题。

二、作业内容1. 理论题：a. 简述什么是机械振动？请列举两种不同的简谐振动。

b. 解释简谐振动的周期、频率和振幅的含义，并说明它们之间的关系。

c. 简述波动现象，并列举两种不同的机械波。

d. 解释波速、波长和频率的含义，并说明它们之间的关系。

2. 实践题：a. 制作一个简单的弹簧振子模型，观察并记录其振动过程，分析振动的周期、频率等特征。

b. 在一个线波的传播过程中，观察并记录波的传播方向和速度。

尝试用所学知识解释波速与介质的关系。

3. 思考题：a. 思考在共振现象中，如何利用机械振动和机械波的知识来避免共振对结构造成的损害？b. 在实际生活中，有哪些应用机械振动和机械波知识的例子？三、作业要求1. 理论题部分需独立完成，答案应清晰明了。

2. 实践题部分建议在小组内合作完成，通过实验观察和分析，总结出相应的结论。

3. 思考题部分需结合所学知识，积极思考并尝试用所学知识解释生活中的现象。

4. 作业应在规定时间内提交，鼓励学生对作业中的疑惑和问题提出反馈。

四、作业评价1. 评价标准：根据学生提交的作业答案，结合课堂讲解内容，对学生的理解和运用能力进行评价。

2. 评价方式：教师评价为主，学生互评为辅。

教师对普遍存在的问题进行课堂讲解，确保学生理解。

3. 成绩评定：根据学生作业的完成情况、回答的正确性和积极性，结合课堂表现，给予相应的成绩评定。

4. 反馈建议：对于难度较大的题目，教师可在作业反馈中给出相应的提示和指导，帮助学生更好地理解和掌握知识。

五、作业反馈1. 学生应认真阅读作业评价结果，针对自己的疑惑和不足进行改进，积极寻求教师的指导。

2. 学生可针对作业中存在的问题和教师的建议，提出自己的反馈意见和建议，促进师生之间的交流和互动。

2021年高考物理二轮复习专题十五振动和波动光学课时作业新人教版一、单项选择题1．用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象．图(a)是点燃的酒精灯(在灯芯上洒些盐)，图(b)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈．将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是( )A．当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°B．当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°C．当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°D．干涉条纹保持原来状态不变解析：金属丝圈的转动，改变不了肥皂液膜的上薄下厚的形状，由干涉原理可知干涉条纹与金属丝圈在该竖直平面内的转动无关，仍然是水平的干涉条纹，A、B、C错误，D正确．答案：D2．(xx·四川卷)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 Hz B．波长是3 mC．波速是1 m/s D．周期是0.1 s解析：据题意知，f＝0.5 Hz，λ＝2 m，则v＝λf＝1 m/s，T＝2 s，C项正确．答案：C3．(xx·四川卷)直线P 1P 2过均匀玻璃球球心O ，细光束a 、b 平行且关于P 1P 2对称，由空气射入玻璃球的光路如图．a 、b 光相比( )A ．玻璃对a 光的折射率较大B ．玻璃对a 光的临界角较小C ．b 光在玻璃中的传播速度较小D ．b 光在玻璃中的传播时间较短解析：由题图可知n a <n b ，故A 错误；由sin C ＝1n 知C a >C b ，故B 错误；由n ＝c v知v a >v b ，故C 正确；a 光在玻璃中的传播距离比b 光小，由t ＝s v知t a <t b ，D 错误．答案：C二、多项选择题4．某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移x 随时间t 变化的关系为x ＝A sin ωt ，振动图象如图所示，下列说法正确的是( )A ．弹簧在第1 s 末与第3 s 末的长度相同B ．简谐运动的圆频率是π4rad/s C ．第3 s 末振子的位移大小为22A D ．从第3 s 末到第5 s 末，振子的速度方向发生变化解析：由振动图象可知，弹簧在第1 s 末与第3 s 末的位移相同，弹簧长度相同，选项A 正确；由振动图象可知，振动周期为8 s ，简谐运动的圆频率是ω＝2πT ＝π4rad/s ，选项B 正确；第3 s 末振子的位移大小为x ＝A sin ωt ＝A sin(π4·3)＝22A ，选项C 正确；从第3 s 末到第5 s 末，振子的速度方向不发生变化，选项D 错误．答案：ABC5．固定的半圆形玻璃砖的横截面如图，O 点为圆心，OO ′为直径MN 的垂线．足够大的光屏PQ 紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN .由A 、B 两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O 点，入射光线与OO ′夹角θ较小时，光屏NQ 区域出现两个光斑，逐渐增大θ角，当θ＝α时，光屏NQ 区域A 光的光斑消失，继续增大θ角，当θ＝β时，光屏NQ 区域B 光的光斑消失，则( )A ．玻璃砖对A 光的折射率比对B 光的大B ．A 光在玻璃砖中传播速度比B 光的大C ．α<θ<β时，光屏上只有1个光斑D ．β<θ<π2时，光屏上只有1个光斑 解析：当θ较小时，屏上NQ 区域有两个光斑，这是两种单色光折射后折射程度不同的结果，当θ＝α时NQ 区域A 光消失，说明A 光发生了全反射，A 光发生全反射的临界角为α，同理，B 光发生全反射的临界角为β，由于β>α，由n ＝1sin C 可知，B 光的折射率小，A 项正确；由v ＝cn 可知，B 光在半圆形玻璃砖中传播速度较大，B 项错误；α<θ<β时，NQ区域只有一个光斑，而由于光的反射，在NP 区域还有一个光斑，β<θ<π2时，两种单色光全部发生全反射， 在NQ 区域没有光斑，在NP 区域有一个由全反射形成的光斑，D 项正确．答案：AD6．以下关于光的说法中正确的是( )A ．分别用红光和紫光在同一装置上做干涉实验，相邻红光干涉条纹间距小于相邻紫光干涉条纹间距B ．雨后天空出现的彩虹是光的衍射现象C ．水面油膜呈现彩色条纹是光的干涉现象D ．医学上用光导纤维制成内窥镜，用来检查人体内脏器官的内部．它利用了光的全反射原理解析：根据Δx ＝L d λ，因红光波长较长，故相邻红光条纹间距大，A 错；雨后天空出现的彩虹是光的折射和色散综合的结果，B 错；水面油膜呈现彩色条纹是白光在油膜前后两表面的反射光相遇叠加的结果，属于干涉，故C 正确；医学上用光导纤维制成内窥镜，应用的是全反射原理，D 正确．答案：CD三、五选三型选择题7．光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传播情形可知________．A ．折射现象的出现不能说明光是纵波B ．光总会分为反射光和折射光C ．折射光与入射光的传播方向可能是相同的D ．发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同E ．光的反射光线、折射光线与入射光线不可能同线解析：光属于电磁波，是一种横波，另外光的折射现象的出现不能说明光是纵波，故A 选项正确；当光从光密介质射向光疏介质，且入射角足够大时，会在分界面处发生全反射现象，此时只有反射光线而折射光线消失，故B 选项错误；当光垂直射到两种不同介质的分界面时，折射光线与入射光线的传播方向是相同的，光的反射光线、折射光线与入射光线同线，故C 选项正确、E 选项错误；当光射到两种不同介质的分界面时会发生折射现象，这是因为不同介质对光的(绝对)折射率n ＝c v不同，即光在不同介质中的传播速度不同，故D 选项正确．答案：ACD8．下列选项与多普勒效应有关的是________．A ．科学家用激光测量月球与地球间的距离B ．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速C ．技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡D ．交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度E ．科学家通过比较星球与地球上同种元素发出光的频率来计算星球远离地球的速度 解析：多普勒效应是指波源或观察者发生移动，而使两者间的位置发生变化，使观察者接收到的频率发生了变化，根据此定义可判断选项B 、D 、E 符合要求．答案：BDE四、计算题9．用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P 1、P 2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P 1的像被P 2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P 3和P 4，使P 3挡住P 1和P 2的像，P 4挡住P 3以及P 1和P 2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中O 为两圆弧圆心，图中已画出经过P 1、P 2点的入射光线．(1)在图上补画出所需的光路．(2)为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图中的AB 分界面上画出这两个角．(3)用所测物理量计算折射率的公式为n ＝________.(4)为了保证在弧面CD 得到出射光线，实验过程中，光线在弧面AB 的入射角应适当________(填“小一些”、“无所谓”或“大一些”)．(5)多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图象，由图象可知该玻璃的折射率n ＝________.解析：(1)连接P 3、P 4与弧CD 交于一点，此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置，由于P 1、P 2的连线与弧AB 的交点即为光线进入玻璃砖的位置，连接两交点即可作出玻璃砖中的光路，如图所示．(2)连接O 点与光线在AB 面上的入射点即为法线，作出入射角和折射角如图中i 、r 所示．(3)由折射定律可得n ＝sin i sin r. (4)为了保证能在弧面CD 上有出射光线，实验过程中，光线在弧面AB 上的入射角应适当小一些，才不会使光线在CD 面上发生全反射．(5)图象的斜率k ＝sin i sin r＝n ，由题图乙可知斜率为1.5，即该玻璃的折射率为1.5. 答案：(1)见解析图 (2)见解析图(3)sin i sin r(4)小一些 (5)1.510．(xx·山东卷)半径为R 、介质折射率为n 的透明圆柱体，过其轴线OO ′的截面如图所示．位于截面所在平面内的一细束光线，以角i 0由O 点入射，折射光线由上边界的A 点射出．当光线在O 点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的B 点恰好发生全反射．求A 、B 两点间的距离．解析：当光线在O 点的入射角为i 0时，设折射角为r 0，由折射定律得sin i 0sin r 0＝n ① 设A 点与左端面的距离为d A ，由几何关系得sin r 0＝Rd 2A ＋R 2②若折射光线恰好发生全反射，则在B 点的入射角恰好为临界角C ，设B 点与左端面的距离为d B ，由折射定律得sin C ＝1n③ 由几何关系得sin C ＝d B d 2B＋R 2④ 设A 、B 两点间的距离为d ，可得d ＝d B －d A ⑤联立①②③④⑤式得d ＝(1n 2－1－n 2－sin 2i 0sin i 0)R ⑥ 答案：(1n 2－1－n 2－sin 2i 0sin i 0)R 11．(xx·新课标全国卷Ⅱ)平衡位置位于原点O 的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平x 轴传播，P 、Q 为x 轴上的两个点(均位于x 轴正向)，P 与O 的距离为35 cm ，此距离介于一倍波长与二倍波长之间．已知波源自t ＝0时由平衡位置开始向上振动，周期T ＝1 s ，振幅A ＝5 cm.当波传到P 点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5 s ，平衡位置在Q 处的质点第一次处于波峰位置．求：(1)P 、Q 间的距离；(2)从t ＝0开始到平衡位置在Q 处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过的路程．解析：(1)由题意，O 、P 两点间的距离与波长λ之间满足OP ＝54λ①波速v 与波长的关系为v ＝λT② 在t ＝5 s 的时间间隔内，波传播的路程为vt .由题意有vt ＝PQ ＋λ4③ 式中，PQ 为P 、Q 间的距离．由①②③式和题给数据，得PQ ＝133 cm.④ (2)Q 处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动的时间为t 1＝t ＋54T ⑤波源从平衡位置开始运动，每经过T 4，波源运动的路程为A .由题给条件得t 1＝25×T4⑥ 故t 1时间内，波源运动的路程为s ＝25A ＝125 cm.⑦答案：(1)133 cm (2)125 cm 1kR21146 529A 劚e{38197 9535 锵923101 5A3D 娽I+pp。

《机械振动和机械波》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本次作业旨在帮助学生进一步理解机械振动和机械波的基本概念，掌握振动和波动的特征，并通过实际操作加深对波动现象的理解。

二、作业内容1. 课堂笔记整理：要求学生回顾并整理课堂所学的主要概念和公式，包括机械振动、波动的定义、周期、频率、波速等。

2. 理论题：包括选择题、填空题和简答题，以测试学生对机械振动和机械波基本概念的理解。

3. 实际操作：要求学生设计一个简单的实验，用于观察和记录波动的现象，如水波、声波等，并记录观察到的数据和现象。

三、作业要求1. 理论题需认真解答，确保答案准确。

2. 实际操作需真实记录实验过程和结果，并附上照片或视频以供评估。

3. 作业应在规定时间内提交，鼓励学生在讨论区提出疑问，与同学和老师进行交流。

四、作业评价1. 评价标准：根据学生提交的理论题答案和实验报告，结合课堂表现，给出相应的分数。

2. 分值分配：理论题（60分）：选择题20分，填空题20分，简答题20分；实验报告（40分）：实验设计20分，数据记录与处理20分。

3. 评价方式：教师评估为主，结合学生互评和讨论区反馈进行综合评价。

五、作业反馈1. 学生提交作业后，教师将在第一时间给予反馈，包括解答疑问、指出错误和提供建议等。

2. 对于普遍存在的问题，教师将在课堂上进行集中讲解，确保所有学生都能理解并掌握相关知识。

3. 鼓励学生在讨论区积极讨论，提出疑问，分享学习心得，互相学习，共同进步。

通过本次作业，我们期望学生能够：1. 加深对机械振动和机械波基本概念的理解；2. 学会运用所学知识设计并完成一个简单的实验；3. 学会观察、记录和分析实验数据；4. 提高自己的学习主动性和合作精神，通过讨论区与同学和老师进行交流和学习。

作业设计方案（第二课时）一、作业目标通过本次作业，学生应能够：1. 深入理解机械振动和机械波的基本概念和原理；2. 掌握简谐振动的特征和表达方式；3. 理解波的传播规律和影响因素；4. 能够应用所学知识解决实际物理问题。