（全國通用）2018年高考物理二輪復(fù)習(xí) 考前第2天 機械振動和機械波 光 電磁波學(xué)案 選修3-4

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1、 考前第2天　選修3－4　機械振動和機械波　光　電磁波 考 點 提 煉 1.機械振動與機械波 2.光的折射、全反射 (1)折射率：n＝　n＝ (2)全反射：sin C＝ 3.正確分析、處理光的折射和全反射問題的關(guān)鍵點 (1)掌握發(fā)生全反射的條件，理解n＝和sin C＝等公式中各量的物理意義。 (2)正確地畫圖，找準反射角、折射角或臨界角，會熟練應(yīng)用一些幾何知識。 4.電磁波 (1)電磁波譜的順序(按頻率升高)：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。 (2)光的偏振不僅證明光是一種波，而且是橫波。 (3)激光的特點：①強度大；②方向性好；③單色性好；④相

2、干性好；⑤覆蓋波段寬而且可調(diào)諧。 (4)經(jīng)典時空觀：時間與空間、物質(zhì)、慣性系無關(guān)。相對論時空觀：有物質(zhì)才有時間和空間，空間和時間與物體的運動狀態(tài)有關(guān)。 臨 考 必 做 1.(1)如圖1所示為一半圓柱形玻璃磚的橫截面，O點為圓心，半徑為R。頻率相同的單色光a、b垂直于直徑方向從A、B兩點射入玻璃磚。單色光a經(jīng)折射后過M點，OM與單色光的入射方向平行。已知A到O的距離為R，B到O的距離為R，M到O的距離為R，則玻璃磚對單色光的折射率為________，單色光b在第一次到達玻璃磚圓弧面上________(填“能”或“不能”)發(fā)生全反射。 圖1 (2)如圖2所示為一列簡諧橫波在t＝0時刻

3、的波形圖，簡諧橫波沿x軸正方向傳播。從t＝0到t＝1.7 s時間內(nèi)，質(zhì)點P共五次振動到波谷位置，且在t＝1.7 s時質(zhì)點P剛好在波谷位置。求： 圖2 (ⅰ)該簡諧橫波的周期； (ⅱ)這列簡諧橫波從t＝1.7 s開始經(jīng)過多長時間傳到平衡位置在x＝24 cm的質(zhì)點Q處。 解析　(1)根據(jù)幾何關(guān)系可得，單色光a的從半圓柱形玻璃磚射出時，入射角為30°，折射角為60°，根據(jù)光的折射定律有n＝＝，即玻璃磚對單色光的折射率為。由sin C＝可得全反射臨界角的正弦值為，小于單色光b的入射角的正弦值，所以可以發(fā)生全反射。 (2)(ⅰ)簡諧橫波沿x軸正方向傳播，由題圖可知，在圖示時刻質(zhì)點P的振動方

4、向沿y軸負方向，則該波的周期為T，質(zhì)點P經(jīng)過4T時間第五次達到波谷位置，即 4T＝1.7 s 解得T＝0.4 s (ⅱ)由題圖得波長λ＝2 cm 則波速v＝＝5 cm/s 波由題圖所示位置傳到質(zhì)點Q處的位移為 x＝24 cm－2.5 cm＝21.5 cm 所需時間Δt＝－1.7 s＝2.6 s 答案　(1)　能　(2)(ⅰ)0.4 s　(ⅱ)2.6 s 2.在圖3中坐標系的原點處有一波源，圖中a、b、c、d、e五點的橫坐標分別為5 cm、15 cm、18 cm、21 cm、27 cm。該波源在介質(zhì)中形成了一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，從該簡諧波第一次傳到c點開始計時，此時c

5、點的振動方向沿y軸的正方向，經(jīng)時間Δt＝0.6 s時該簡諧波第一次傳到e點，此時c點第一次到達x軸下方的最大位移處，已知該簡諧波的振幅為A。則以下說法正確的是________。(填正確答案標號) 圖3 A.該簡諧波的速度大小為20 cm/s B.該簡諧波的周期為0.8 s C.在Δt＝0.6 s時間內(nèi)，質(zhì)點d通過的路程為3A D.在t＝ s時質(zhì)點a應(yīng)處于平衡位置且沿y軸的負方向振動 E.在t＝0.5 s時質(zhì)點b、c的位移相同 (2)一三棱柱形玻璃磚的橫截面如圖4所示，∠A＝90°、∠C＝60°，已知AC＝l，玻璃磚的折射率為n＝。一細光束從AB邊的中點沿與AB邊成45°角的

6、方向射入玻璃磚。已知光在真空中的速度為c。 圖4 (ⅰ)分析光能否從BC邊射出，并說明理由； (ⅱ)不考慮原路返回的光線，光通過玻璃磚所用時間為多少？ 解析　(1)設(shè)該簡諧波的波長為λ，由題中的條件可知c、e兩點之間的距離為λ，即λ＝9 cm，λ＝12 cm，周期為T，則Δt＝T，所以T＝0.8 s，因此該簡諧波的波速大小為v＝＝ cm/s＝15 cm/s，A錯誤，B正確；該簡諧波的振動形式由c傳到d所需要的時間為t1＝＝ s＝0.2 s，在Δt＝0.6 s的時間內(nèi)質(zhì)點d振動的時間為t2＝Δt－t1＝0.4 s＝，則質(zhì)點d通過的路程為振幅的2倍，即2A，C錯誤；由題中的條件描繪出t

7、＝0時的波形圖，如圖所示，此時質(zhì)點a處于x軸上方且向上振動，原點的振動形式從原點傳播到a點所需的時間為t3＝＝ s＝ s，故t＝ s時，a點處于平衡位置，振動方向沿y軸的 負方向，D正確；0.5 s＝T，則在0～0.5 s內(nèi)質(zhì)點b先由x軸上方最大位移處向下運動到達x軸下方最大位移處，再向上運動到達位移為－A處，質(zhì)點c先由平衡位置向上運動到達x軸上方最大位移處，再向下運動經(jīng)過平衡位置，到達位移為－A處，E正確。 (2)(ⅰ)作出光路圖如圖所示 設(shè)折射光線與BC的交點為E，光束在D點發(fā)生折射時，入射角為i，折射角為r，由折射定律有n＝ 代入數(shù)據(jù)解得r＝30° 由幾何關(guān)系可知，光在E點的入射角θ＝60° 設(shè)全反射的臨界角為C，則sin C＝ 根據(jù)已知條件得C＝45°，因為θ>C，所以光在E點發(fā)生全反射，不能從BC邊射出。 (ⅱ)設(shè)光線的出射點為F，由幾何關(guān)系可知光線垂直AC邊射出玻璃磚 過D點作BC邊的垂線且垂足為G， 由幾何關(guān)系得BC＝2l，AB＝l CE＝2l－2BG，BG＝ABcos 30° 解得CE＝，DE＝BD 光在玻璃磚中的行程為 x＝DE＋EF＝BD＋CEcos 30°＝l 光在玻璃磚中的速度為v＝＝c 則光通過玻璃磚的時間為t＝＝。 答案　(1)BDE　(2)(ⅰ)見解析　(ⅱ) - 5 -