第14讲机械振动和机械波及光学中常考的2个问题主要题型填空作图.doc

第14讲　机械振动和机械波及光学中常考的2个问题 主要题型：填空、作图、计算等．难度档次：中主要考查机械振动与机械波、光现象．一般选取3～4个高频考点组成～3个小题．一般为“关联性综合”．也可“拼盘式组合”．只对考点知识直接使用．只做模块内综合．,高考热点 名师助考判断波的传播方向和质点振动方向的方法上下波法；②特殊点法；③微平移法(波形移动法)．利用波传播的周期性，双向性解题(1)波的图象的周期性：相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形相同，从而使题目的解答出现多解的可能．(2)波传播方向的双向性：在题目未给出传播方向时，要考虑到波可沿x轴正向或负向传播的两种可能性．光线通过平板玻璃砖后，不改变光线行进方向及光束性质，但会使光线发生侧移，侧移量的大小跟对几何光学方面的问题，应用光路图或有关几何图形进行分析与公式配合，将一个物理问题转化为一个几何问题，能够做到直观、形象、易于发现隐含条件．课堂笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 常考问题43　机械振动、机械波与光的折射、全反射的组合【例1】 (2012·课标全国卷，34)(1)一简谐横波沿x轴正向传播，t＝0时刻的波形如图14－1()所示，x＝0.30 处的质点的振动图线如图()所示，该质点在t＝0时刻的运动方向沿y轴________(填“正向”或“负向”)．已知该波的波长大于，则该波的波长为________ 图14－1(2)一玻璃立方体中心有一点状光源．今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体，已知该玻璃的折射率为 ，求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值．解析　(1)依据振动图象描述的是同一t＝0时刻质点运动方向沿y轴正向．因为横波沿x轴正向传播且波长大于0.30 ，则0.3 ＝，解得λ＝0.8 (对应P点)，如下图所示． (2)如图，考虑从玻璃立方体中心O点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃立方体上表面发生折射．根据折射定律有＝式中，n是玻璃的折射率，入射角等于θ，是折射角．现假设A点是上表面由题意，在A点刚好发生全反射，故＝设线段OA在立方体上表面的投影长为R，由几何关系有＝式中a为玻璃立方体的边长．由①②③式得R＝由题给数据得R＝由题意，上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是半径为R的圆．所求的镀膜面积S′与玻璃立方体的表面积S之比为＝由⑤⑥得＝答案　(1)正向　0.8　(2) (1)如图14－2所示，图甲为某一列t＝1.0 时的图象，图乙为参与该波动的P质点的振动图象．试确定波的传播方向；求该波的波速v；在图甲中画出3.5 时的波形图(至少画一个波长)；求再经过3.5 时P质点的路程s和位移． 图14－2 图14－3(2)如图14－3所示，横截面为圆周的柱状玻璃棱镜AOB，其半径为R，有一束单色光垂直于OA面射入棱镜，玻璃的折射率为n＝ ，光在真空中的速度为c.试求：该单色光距离OB至少多远时，它将不能从AB面直接折射出来．满足①问中的单色光在棱镜中传播的时间．借题发挥对波的理解各质点都依次重复波源的简谐振动，但后一质点总要滞后前一质点．波向前传播过程中，波头的形状相同．波的“总体形式”向前做匀速直线运动，即匀速向前传播．任一个质点的起振方向都机械波的波速v取决于介质，与频率无关．巧解波动图象与振动图象相结合的问题求解波动图象与振动图象综合类问题可采用“一分、一看、二找”的方法(1)分清振动图象与波动图象．此问题最简单，只要看清横坐标即可，横坐标为x则为波动图象，横坐标为t则为振动图象．(2)看清横、纵坐标的单位．尤其要注意单位前的数量级．(3)找准波动图象对应的时刻．(4)找准振动图象对应的质点．光的折射和全反射问题的解题技巧(1)在解决光的折射问题时，应根据题意分析光路，即画出光路图，找出入射角和折射角，然后应用公式来求解，找出临界光线往往是解题的关键．(2)分析全反射问题时，先确定光是否由光密介质进入光疏介质、入射角是否大于临界角，若不符合全反射的条件，则再由折射定律和反射定律确定光的传播情况．(3)在处理光的折射和全反射类型的题目时，根据折射定律及全反射的条件准确作出几何光路图是基础，利用几何关系、折射定