内容正文:
素养提升课(十六)
振动、波动和光学知识在高考中的应用
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A.这列波的波长是4 m
B.这列波的传播速度是1.25 m/s
C.M点以后的各质点开始振动时的方向都沿-y轴方向
D.质点Q经过8 s时,第一次到达波峰
E.在0~16 s内,质点Q经过的路程为1.6 m
[答案] ACD
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(1)玻璃砖的折射率n;
(2)若平行光束的一小束光从AC射入经AB边反射后从BC边中点射出,求该光在玻璃砖中传播的时间(已知光在真空中的速率为c)。
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1.分析近几年的高考试题,本讲命题热点主要有以下特点:(1)在考查机械波的形成和传播时,往往以考查振动图象和波动图象为主,主要涉及的知识为波速、波长和频率(周期)的关系。
(2)光学部分以考查光的折射定律和全反射以及用双缝干涉测光的波长等知识为主。
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2.2024年高考命题形式变化不大,仍为一道选择题(或填空题)加一道计算题,选择题(或填空题)侧重考查对机械波或光学知识的理解,计算题主要考查光的折射、全反射的综合应用,也可能会考查振动和波的综合应用。
3.本部分内容应加强对基本概念和规律的理解,抓住波的传播特点和图象分析、光的折射定律和全反射这两条主线,兼顾振动图象和光的特性(干涉、衍射、偏振)、光的本性,强化典型问题的训练,力求掌握解决本部分内容的基本方法。
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A.甲、乙两波的波速大小相等
B.从此时刻开始计时,x=6 m处的质点在一个周期内运动的路程一定为4 m
C.甲、乙两波的传播周期之比为3∶2
D.甲、乙两波相遇后能形成稳定的干涉
E.图示时刻x=3 m和x=6 m的两质点的运动方向相反
答案: ACE
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①单色光在玻璃中传播的时间t;
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②从界面AC出射的光线与入射到界面AB上的光线的夹角θ。
答案: 30°
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2.(1)如图所示,一简谐横波在某区域内沿x轴传播,实线a为t=0时刻的波形图线,虚线b为t=Δt时刻的波形图线。已知该简谐横波波源振动的频率f=2.5 Hz, 虚线b与x轴交点P的坐标xP=1 m,则下列说法正确的是________。
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A.这列波的传播速度大小为20 m/s
B.这列波一定沿x轴正向传播
C.可能有Δt=1.25 s
D.可能有Δt=1.45 s
E.若该列波遇到宽度为6 m的障碍物能发生明显的衍射现象
答案: ACE
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①此玻璃的折射率;
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②当θ变为多大时,两光斑恰好变为一个。
答案: 45°
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3.(1)下列说法正确的是________。
A.在水中的鱼斜向上看岸边的物体时,看到的物体将比物体所处的实际位置高
B. 全息照相主要是利用了光的衍射现象
C.水中的气泡看起来特别明亮是因为光从气泡射向水中时,一部分光在界面上发生了全反射
D. 光纤通信是一种现代通信手段,光纤内芯的折射率比外壳的大
E.沙漠蜃景和海市蜃楼主要是光的全反射现象
ADE
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解析:岸边物体的光斜射到水面上,会发生折射现象,当光进入水中后靠近法线,射入鱼的眼睛,而鱼眼由于错觉,认为光始终沿直线传播,逆着光的方向看上去而形成的虚像,所以比实际位置高,故A正确;全息照相利用光的干涉现象,故B错误;水中的气泡,看起来特别明亮,是光线从水射入气泡发生全发射的缘故,故C错误;发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质,所以光纤的内芯折射率大于外壳的折射率,故D正确;海市蜃楼、沙漠蜃景都是由于光的折射和全反射而产生的,故E正确。
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(2)如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,图中的实线和虚线分别是该波在t=0.02 s和t′=0.08 s时刻的波形。
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①在t=0.02 s时,求x=0.9 m处质点的振动方向及该波的最大周期;
答案:沿y轴负方向 0.08 s
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②若波传播的周期为T,且8T< t′≤9T,求该波传播的波速大小。
答案: 135 m/s
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4.(1)下列说法正确的是________。
A.只有在发生共振的时候,受迫振动的频率才等于驱动力的频率
B.机械波的频率由波源决定,与介质无关
C.声波能发生多普勒效应,其他类型的波也可以
D.只要有机械振动的振源,就一定有机械波
E.电磁波的传播不需要介质
BCE
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解析:受迫振动的频率总是等于驱动力的频率,当驱动力的频率等于物体的固有频率时才发生共振,选项A错误