创新方案2014年高考物理精品教学案（章末专题与达标验收）第12章 波与相对论（选修3-4）（19页Word）

创新方案2014年高考物理精品教学案（章末专题与达标验收）第12章 波与相对论（选修3-4）（19页Word）内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 、波动图象包含的八大信息图 1从简谐波的图象中可知下列物理信息：(1)该时刻各质点的位移。 (2)质点振动的振幅 A。 (3)波长。 (4)若知道波的传播方向，可判断各质点的振动方向。 如图 1 所示，设波向右传播，则1、4 质点沿y 方向运动；2、3 质点沿y 方向运动，并可画出各质点的振动图象。 (5)若知道该时刻某质点的运动方向，可判断波的传播方向。 如图所示，若质点 4 向上运动，则可判定该波向左传播。 (6)若知波速 v 的大小，可求频率 f 或周期 T，即 f。 1T )若知频率 f 或周期 T，可求波速 v，即 vf。 T(8)若知波速 v 的大小和方向 2、，可画出后一时刻的波形图，波在均匀介质中做匀速运动，t 时间后各质点的运动形式，沿波的传播方向平移 xv t，从而判定某质点何时处于波峰(谷)，计算质点在 t 时间内通过的位移和路程。 围绕波的图象中体现的信息命题是目前高考中的热点。 典例 1(2013济宁模拟)最近两年以来，地震在世界各地频频出现，让人感觉地球正处于很“活跃”的时期。 地震波既有横波，也有纵波，若我国地震局截获了一列沿 x 轴正方向传播的地震横波，在 t(图中实线)与 t0.4 s(图中虚线) 两个时刻 x 轴上33 间内的波形图如图 2 所示，则下列说法正确的是_。 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 该地震波的波长为 3 点 3、振动的最大周期为 0.8 地震波最小波速为 5 km/ t 时刻开始计时，x2 的质点比 x2.5 的质点先回到平衡位置E在 t0.2 s 时刻，x 2 的质点位移不一定为 0解析由波形图可知，该地震波的波长为 4 错误；因为 t(图中实线)与 t0.4 s(图中虚线)两个时刻的波形正好相反，故 0.4 s(n )T，所以该地震波的最大周期为 2s，B 正确；由 v 可知，该地震波的最小波速为 5 km/s，C 正确；因为地震波沿 x 轴正方图可知，此时 x2.5 的质点正沿 y 轴正方向振动，所以 D 正确；在t0.2 s 时刻，x 2 的质点位移一定为 0，E 错误。 答案量折射率的几种方法 4、1利用 n 测折射率 12测定透明液体的折射率。 实验器材：圆柱形杯(或桶)一个，细直铁丝一根，直尺一根，短尺一根 (小于杯子的截面内直径)。 图 3实验步骤：(1)把细直铁丝 端斜插入桶内底面边缘，另一端置于桶上边缘，把短尺沿底面直光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，使铁丝和底面直径 同一竖直平面内，如图 3 所示；(2)铁丝位置固定，把待测液体装满杯子，眼睛沿铁丝的 向观察，可以看到底面短尺的 B 点；(3)用尺子量出 C、短尺上读出 出 B ；(4)则 1A， 2 n1/2 得出折射率 n。 2利用全反射测折射率(1)测定半圆形玻璃砖的折射率。 实验器材：半圆形玻璃砖，激光器，量角器，白 5、纸。 实验步骤：如图 4 所示，把半圆形玻璃砖平放于白纸上，激光垂直于玻璃砖弧形侧面射入，在圆心 O 所在的直边界面上发生反射和折射。 逐渐增大光在该界面上的入射角(保持入射点在圆心 O 处不变)。 直至折射光消失，发生全反射。 用量角器量出此时的入射角 C(即临界角)，由 n1/C 得玻璃的折射率 n。 图 4(2)测定水的折射率。 实验器材：装满水的脸盆一个，圆木塞，大头针，尺子。 实验步骤：量出圆木塞的半径 r，在圆木塞的圆心处垂直于圆木塞插一枚大头针，让木塞浮于水面上。 调整大头针插入的深度，直至从液面上方各个方向观察，恰好看不到大头针，如图5 所示。 量出大头针的高度 h，算出 界角 C 的正弦 r/ 6、 n1/C 得水的折射率。 图 53用视深法估测折射率光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (1)水的垂直视深度与实际深度的关系。 如图 6 所示，水下物 S 成像于 S，物 S 的实际深度为 h，垂直视深度为 h，物 S 发出的光线在水与空气的界面上的入射角和折射角分别为 2 和 1。 1 ， 2 ，因垂直于水面向下观察， 1 和 2 很小，12所以有 1 1，2 2得 12 12所以 S 的垂直视深度为 hn ，求得水的折射率。 2)估测水的折射率。 图 7实验器材：装满水的透明圆柱形玻璃杯一只，尺子，两枚相同的硬币。 实验步骤：把一枚硬币投入杯底右侧，如图 7 所示，双眼垂直向下观察该枚硬币的像， 7、同时手持另一枚硬币紧靠杯右侧外壁，上下慢慢移动，直至两者无水平视差。 用直尺测出硬币的垂直视深度 h和实际深度 h。 由 nh/h式求出水的折射率。 典例 2如图 8 所示，扇形 透明柱状介质的横截面，圆心角0。 一光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，经 射的光线恰平行于 8(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。 解析(1)由题意画出光路图如图所示，可得入射角 1 60，折射角 230，由折射定律可得此介质的折射率为 n 12 00 3(2)由题意画出恰好经过 M 点的折射光线如图所示，可得出此时射向 M 点的入射角为1803090303 8、0 ，全反射的临界角 0 ，故不能发生全反射。 1n 33 12答案(1) (2)不能3专题小测验x 轴传播的波，在 时刻的波形如图 9 中的实线和虚线所示，设波速v2 m/s ，则图中质点 P 在这段时间内通过的路程可能是( )图 9A10 B20 0 D40 中并没有告诉波的传播方向，所以 P 质点在 可能向下振动。 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 t 2t 1内，P 点可能完成 ( n)个全振动，也可能完成( n)个全振动，14 34所以通过的路程可能为 0(n ) 40(n ) n0,1,2)，34当 n0 时，s 110 cm，s 230 、C 项正确。 知某超声波频率为 05 时 9、刻该超声波在水中传播的波动图象如图 10 所示。 图 10(1)从该时刻开始计时，画出 x0 3 m 处质点做简谐运动的振动图象 (至少一个周期)。 (2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为 4 s，求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)。 解析：(1)如图所示。 (2)由波形图读出波长 1510 3 f鱼群与渔船的距离为x 2联立式，代入数据得x3 000 m答案：(1)见解析图(2)3 000 列简谐波沿 x 轴方向传播，已知 x 轴上 和 m 两处质点的振动图象分光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，求此波的传播速度。 图 11解析：由所给出的振动图象可知周期 T410 3 10、 s。 由图象可知 t0 时刻，x 10 的质点 P 在正最大位移处，x 2 1 m 的质点 Q 在平衡位置向 y 轴负方向运动，所以当简谐波沿 x 轴正向传播时 距离为 ，当波沿 x 轴负方向传播时，距离为 14。 因为( n )11，所以 1 ；同理因为 1，所以 2。 因此可24 34 43 4n 24 41 4n得，波沿 x 轴正向传播时的波速 m/s(n0,1,2，)，1T 1033 4x 轴负向传播时的波速 m/s(n0,1,2，) 2T 1031 4波沿 x 轴正方向传播 m/s(n0,1,2，)1033 4x 轴负方向传播 m/4n(n0,1,2，)4. (2013山西四校联考)如 11、图 12 所示，一块截面为正方形的玻璃砖，正方形的边长为 30 一束很强的细光束 到玻璃砖的 上，入射点为 B，该光束从B 点进入玻璃砖后再经 反射沿 向射出。 其中 B 为 中点，0，0。 试在原图上准确画出该光束在玻璃砖内的光路图，并求出该玻光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址。 图 12解析：找出 B 点关于界面 对称点 E，连接 F 点，即光束在 F 点发生反射，所以其光路图如图所示。 由几何关系得 15 37.5 r n 路图见解析3 所示，A、B 为一直光导纤维，A、B 之间距离为 s，使一光脉冲信号从光导纤维中间入射，射入后在光导纤维与空气的界面上恰好发生全反射，由 A 点传输到 12、B 点所用时间为 t，求光导纤维所用材料的折射率 n。 图 13解析：光脉冲信号由 A 点进入光导纤维后，沿 向照射到 O 点，此时入射角 恰好等于临界角。 光在此介质中的速度为 v，而沿水平方向的分速度为 ，沿水平方向传播的距离为 s。 设介质的折射率为 n，则有 ， 1 ， ， 由三式解得t ，所以 n。 n n 师用书独具)(时间：50 分钟满分：100 分)一、选择题(本题共 12 小题，每小题 5 分，共 60 分，每小题至少有一个选项正确，选对但选不全得 3 分，有错选或不答的得 0 分)1(2012开封模拟)下列说法正确的是 ()AX 射线的频率比无线电波的频率高B做简谐运动的单摆摆长增大为原来的 2 倍，其周期也增。