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时间:2019-11-14
《2019版高考物理二轮复习 专题七 选考模块 第2讲 机械振动和机械波 光 电磁波学案》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第2讲 机械振动和机械波 光 电磁波网络构建1.机械振动和机械波2.光 电磁波[规律方法]1.分析简谐运动的技巧(1)物理量变化分析:以位移为桥梁,位移增大时,振动质点的回复力、加速度、势能均增大,速度、动能均减小;反之,则产生相反的变化。(2)矢量方向分析:矢量均在其值为零时改变方向。2.波的传播方向与质点的振动方向判断方法(1)“上下坡”法:沿波的传播方向,“上坡”时质点向下振动,“下坡”时质点向上振动。(2)“同侧”法:波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧。(3)“微平移”法:将波形沿传播方向进行微小的平移,再通过因波形平移引起质
2、点的运动方向来确定。3.几何光学临界问题的分析画出正确的光路图,从图中找出各种几何关系;利用好光路图中的临界光线,准确地判断出恰好发生全反射的临界条件。4.数学知识(1)平行线、三角形、圆等有关几何定理。(2)三角函数知识。(3)相似三角形的性质。(4)勾股定理。(5)正弦、余弦定理。5.数理转化几何光学的求解通常要画出临界光线与边界光线,用相关的几何知识与数学方法进行求解。 振动(或波动)与光的折射、全反射的组合【典例1】(2018·全国卷Ⅱ,34)(1)(5分)声波在空气中的传播速度为340m/s,在钢铁中的传播速度为4900m/s。一平直桥由钢
3、铁制成,某同学用锤子敲击一下桥的一端发出声音,分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00s。桥的长度为________m。若该声波在空气中的波长为λ,则它在钢铁中的波长为λ的________倍。(2)(10分)如图1,△ABC是一直角三棱镜的横截面,∠A=90°,∠B=60°。一细光束从BC边的D点折射后,射到AC边的E点,发生全反射后经AB边的F点射出。EG垂直于AC交BC于G,D恰好是CG的中点。不计多次反射。图1(ⅰ)求出射光相对于D点的入射光的偏角;(ⅱ)为实现上述光路,棱镜折射率的取值应在什么范围?解析 (1)设声波在钢铁中的传播时间为t
4、1、传播速度为v1,在空气中的传播时间为t2、传播速度为v2,桥长为l,则l=v1t1=v2t2,而t2-t1=1.00s,代入数据解得l≈365m。又λ=,声波频率不变,所以=,得λ钢=λ空=λ。(2)(ⅰ)光线在BC面上折射,由折射定律有sini1=nsinr1①式中,n为棱镜的折射率,i1和r1分别是该光线在BC面上的入射角和折射角。光线在AC面上发生全反射,由反射定律有i2=r2②式中i2和r2分别是该光线在AC面上的入射角和反射角。光线在AB面上发生折射,由折射定律有nsini3=sinr3③式中i3和r3分别是该光线在AB面上的入射角和折
5、射角。由几何关系得i2=r2=60°,r1=i3=30°④F点的出射光相对于D点的入射光的偏角为δ=(r1-i1)+(180°-i2-r2)+(r3-i3)⑤由①②③④⑤式得δ=60°⑥(ⅱ)光线在AC面上发生全反射,光线在AB面上不发生全反射,有nsini2≥nsinC>nsini3⑦式中C是全反射临界角,满足nsinC=1⑧由④⑦⑧式知,棱镜的折射率n的取值范围应为≤n<2⑨答案 (1)365 (2)(ⅰ)60° (ⅱ)≤n<2【典例2】(2018·全国卷Ⅲ,34)(1)(5分)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0和t=0.20s时的波形分别
6、如图2中实线和虚线所示。已知该波的周期T>0.20s。下列说法正确的是________。(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)图2A.波速为0.40m/sB.波长为0.08mC.x=0.08m的质点在t=0.70s时位于波谷D.x=0.08m的质点在t=0.12s时位于波谷E.若此波传入另一介质中其波速变为0.80m/s,则它在该介质中的波长为0.32m(2)(10分)如图3,某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“·”(图中O点),然后用横截面为等边三角形ABC的三棱镜压在这个标记上
7、,小标记位于AC边上。D位于AB边上,过D点做AC边的垂线交AC于F。该同学在D点正上方向下顺着直线DF的方向观察,恰好可以看到小标记的像;过O点做AB边的垂线交直线DF于E;DE=2cm,EF=1cm。求三棱镜的折射率。(不考虑光线在三棱镜中的反射)图3解析 (1)根据波形图可知,波长λ=16cm=0.16m,选项B错误;根据t=0时刻和t=0.20s时刻的波形图和该波的周期T>0.20s可知,该波的周期T=0.40s,波速v==0.40m/s,选项A正确;简谐波沿x轴正方向传播,x=0.08m的质点在t=0时刻沿y轴正方向振动,在t=0.70s时
8、位于波谷,在t=0.12s时位于y>0的某位置(不是位于波谷),选项C正确,D错误;若此波传入另一介质中,周
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