图1图2图3【步步高】2013届高三物理一轮复习高考热点探究(12)机械振动机械波光新人教版一、光的折射波的干涉1.(2010·海南·18)(1)一光线以很小的入射角i射入一厚度为d、折射率为n的平板玻璃,求出射光线与入射光线之间的距离(θ很小时,sinθ=θ,cosθ=1)(2)如图1为某一报告厅主席台的平面图,AB是讲台,S1、S2是与讲台上话筒等高的喇叭,它们之间的相互位置和尺寸如图所示.报告者的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫.为了避免啸叫,话筒最好摆放在讲台上适当的位置,在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消.已知空气中声速为340m/s,若报告人声音的频率为136Hz,问讲台上这样的位置有多少个?二、折射率的计算机械波的传播2.(2010·课标全国·33)(1)如图2所示,一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC,∠A为直角.此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边,进入棱镜后直接射到AC边上,并刚好能发生全反射.该棱镜材料的折射率为________.(填入正确选项前的字母)A.B.C.D.(2)波源S1和S2振动方向相同,频率均为4Hz,分别置于均匀介质中x轴上的O、A两点处,OA=2m,如图3所示.两波源产生的简谐横波沿x轴相向传播,波速为4m/s.已知两波源振动的初始相位相同.求:①简谐横波的波长;②OA间合振动振幅最小的点的位置.3.(2011·全国新课标·34)(1)一振动周期为T、振幅为A、位于x=0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐振动.该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播,波速为v,传播过程中无能量损失.一段时间后,该振动传播至某质点P,关于质点P振动的说法正确的是________.A.振幅一定为AB.周期一定为TC.速度的最大值一定为vD.开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离1图4图6E.若P点与波源距离s=vT,则质点P的位移与波源的相同(2)一半圆柱形透明物体横截面如图4所示,底面AOB镀银(图中粗线),O表示半圆截面的圆心.一束光线在横截面内从M点入射,经过AB面反射后从N点射出.已知光线在M点的入射角为30°,∠MOA=60°,∠NOB=30°.求:(i)光线在M点的折射角;(ii)透明物体的折射率.4.(2011·山东·37)(1)如图5所示,一列简谐波沿x轴传播,实线为t1=0时的波形图,此时P质点向y轴负方向运动,虚线为t2=0.01s时的波形图.已知周期T0.01s.图5①波沿x轴____(填“正”或“负”)方向传播;②求波速.(2)如图6所示,扇形AOB为透明柱状介质的横截面,圆心角∠AOB=60°.一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质,经OA折射的光线恰平行于OB.①求介质的折射率;②折射光线中恰好射到M点的光线________(填“能”或“不能”)发生全反射.2解析(1)由题目中的波形图可知振幅A=10cm,波长λ=4m;由y=10sin(5πt)cm可知,ω=5πrad/s,根据ω=得简谐运动的周期T==s=0.4s;根据v=,得波速v==m/s=10m/s,根据y=10sin(5πt)cm知,t==0.1s时,y=10cm,即质点P位于波峰处,所以t=0时刻时P点向上振动,根据振动方向和波传播方向的关系知该波沿x轴正向传播,综上所述C、D正确.(4分)(2)根据题意画出如图所示的示意图.(i)根据几何知识,知sinθ1=§=0.8(1分)sinθ2==0.6(1分)根据折射定律得折射率n==(1分)(ii)潜水员恰好能看见Q时,有sinC==(1分)又sinC=(2分)代入数据得l=m(2分)答案(1)CD(2)(i)(ii)m试题分析从近几年的试题看,新课标对选修教材3-4的考查主要是对光的折射、全反射和机械振动、机械波两个知识点命题,试题形式有选择题、填空题和计算题,试题难度较小,考查学生基本知识为主,试题立足于对本模块基础知识和基本研究方法的考查.命题特征本模块的重点内容主要是光学、机械振动和机械波.其中光的折射和光的全反射是光学3中的重点考查内容;机械振动、机械波两部分内容往往结合出题,重点内容是对机械振动和机械波的基本概念、两种图象、机械振动的表达式和机械波的干涉与叠加的考查.方法强化光学试题涉及的主要方法有:会画光路图,从光路图分析折射角、入射角,全反射问题中会分析临界角,从光路图确定临界角的几何关系.机械振动与机械波试题涉及的主要方法是:机械振动与机械波都是周期性的,...