通用版2020版高考物理二轮复习专题十一部分第2课时机械振动和机械波光讲义.pdf

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1、第2课时机械振动和机械波光高考命题命题轨迹情境图点16(1)34题16(3)34题1卷34,20163卷3417(1)34题机械振动和机械波1卷34,与光的组20172卷34,合3卷3417(2)34题2卷34,201817(3)34题3卷3418(2)34题1卷34,32019卷3418(3)34题19(1)34题19(3)34题1卷34,20152卷3420162卷3415(1)34题15(2)34题电磁波与机械波的组合20181卷3418(1)34题物理光学与机械波的组合3－4模块20192卷34实验19(2)34题T例1(2019·全国卷Ⅰ·34)(1)一简谐横

2、波沿x轴正方向传播，在t＝时刻，该波的波形2图如图1(a)所示，P、Q是介质中的两个质点．图(b)表示介质中某质点的振动图像．下列说法正确的是________(填正确答案标号)．图1A．质点Q的振动图像与图(b)相同B．在t＝0时刻，质点P的速率比质点Q的大C．在t＝0时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大D．平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示E．在t＝0时刻，质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大(2)如图2，一艘帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3m．距水面4m的湖底P点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为

3、453°(取sin53°＝0.8)．已知水的折射率为.3图2①求桅杆到P点的水平距离；②船向左行驶一段距离后停止，调整由P点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为45°时，从水面射出后仍照射在桅杆顶端，求船行驶的距离．答案(1)CDE(2)①7m②5.5mT解析(1)t＝时刻，题图(b)表示介质中的某质点从平衡位置向下振动，而题图(a)中质点Q2T在t＝时刻从平衡位置向上振动，平衡位置在坐标原点的质点从平衡位置向下振动，所以质2点Q的振动图像与题图(b)不同，平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如题图(b)所示，选项A错误，D正确；在t＝0时刻，质点P处在波谷位置，速率为

4、零，与其平衡位置的距离最大，加速度最大，而质点Q运动到平衡位置，速率最大，加速度为零，即在t＝0时刻，质点P的速率比质点Q的小，质点P的加速度比质点Q的大，质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大，选项B错误，C、E正确．(2)①设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为x，到P点的水平距离为x；桅杆距水面12的高度为h，P点处水深为h；激光束在水中与竖直方向的夹角为θ，由几何关系有12x1＝tan53°①h1x2＝tanθ②h2由折射定律有：sin53°＝nsinθ③设桅杆到P点的水平距离为x，则x＝x＋x④12联立①②③④式并代入题给数据得：x＝7m⑤②设激光束在水中与竖直

5、方向的夹角为45°时，从水面出射的方向与竖直方向夹角为i′由折射定律有：sini′＝nsin45°⑥设船向左行驶的距离为x′，此时光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为x′，到P点的1水平距离为x′，则：x′＋x′＝x′＋x⑦212x′1＝tani′⑧h1x′2＝tan45°⑨h2联立⑤⑥⑦⑧⑨式并代入题给数据得：x′＝(62－3)m≈5.5m⑩拓展训练1(2019·全国卷Ⅲ·34)(1)水槽中，与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上．振动片做简谐振动时，两根细杆周期性触动水面形成两个波源．两波源发出的波在水面上相遇，在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样．关于两列波重

6、叠区域内水面上振动的质点，下列说法正确的是________．A．不同质点的振幅都相同B．不同质点振动的频率都相同C．不同质点振动的相位都相同D．不同质点振动的周期都与振动片的周期相同E．同一质点处，两列波的相位差不随时间变化(2)如图3，直角三角形ABC为一棱镜的横截面，∠A＝90°，∠B＝30°.一束光线平行于底边BC射到AB边上并进入棱镜，然后垂直于AC边射出．图3①求棱镜的折射率；②保持AB边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到BC边上恰好有光线射出．求此时AB边上入射角的正弦．3－2答案(1)BDE(2)①3②2解析(1)在波的干涉实验中，质点在振动加强区的振幅

7、是两列波振幅之和，质点在振动减弱区的振幅是两列波振幅之差，A项错误；沿波的传播方向上，波不停地向外传播，故各质点的相位不都相同，C项错误；两波源振动频率相同，其他各质点均做受迫振动，故频率均与振源频率相同，周期均与振动片的周期相同，B、D项正确；同一质点到两波源的距离确定，故波程差恒定，即相位差保持不变，E正确．(2)①光路图及相关量如图所示．光束在AB边上折射，由折射定律得sini＝n①sinα式中n是棱镜的折射率．由几何关系可知α＋β＝60°②由几何关系和反射定律得β＝β′＝∠B③联立①②③式，并代入i＝60°得n＝3④②设改变后的入