教案-全国-2019_(通用版)2020版高考物理二轮复习 专题十一 选考部分 第2课时 机械振动和机械波 光讲义.docx
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21第2课时机械振动和机械波光高考命题点命题轨迹情境图机械振动和机械波与光的组合20161卷34,3卷3416(1)34题16(3)34题17(1)34题17(2)34题17(3)34题18(2)34题18(3)34题19(1)34题19(3)34题20171卷34,2卷34,3卷3420182卷34,3卷3420191卷34,3卷34电磁波与机械波的组合20151卷34,2卷3415(1)34题15(2)34题18(1)34题20162卷3420181卷34物理光学与机械波的组合3-4模块实验20192卷3419(2)34题例1(2019·全国卷Ⅰ·34)(1)一简谐横波沿x轴正方向传播,在t=eq\f(T,2)时刻,该波的波形图如图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53°(取sin53°=0.8).已知水的折射率为eq\f(4,3).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)①7m②5.5m解析(1)t=eq\f(T,2)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Q在t=eq\f(T,2)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x1,到P点的水平距离为x2;桅杆距水面的高度为h1,P点处水深为h2;激光束在水中与竖直方向的夹角为θ,由几何关系有eq\f(x1,h1)=tan53°①eq\f(x2,h2)=tanθ②由折射定律有:sin53°=nsinθ③设桅杆到P点的水平距离为x,则x=x1+x2④联立①②③④式并代入题给数据得:x=7m⑤②设激光束在水中与竖直方向的夹角为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x1′,到P点的水平距离为x2′,则:x1′+x2′=x′+x⑦eq\f(x1′,h1)=tani′⑧eq\f(x2′,h2)=tan45°⑨联立⑤⑥⑦⑧⑨式并代入题给数据得:x′=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(6\r(2)-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.答案(1)BDE(2)①eq\r(3)②eq\f(\r(3)-\r(2),2)解析(1)在波的干涉实验中,质点在振动加强区的振幅是两列波振幅之和,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
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