吃透《選修3-4》核心三考點，高考增分百分之百

同學(xué)們在復(fù)習(xí)《選修3-4》這部分內(nèi)容時應(yīng)抓住波的傳播特點和圖像分析、光的折射定律和全反射這兩條主線，兼顧光的特性（干涉、衍射、偏振）和光的本性。力求吃透這三大核心考點，實現(xiàn)高考增分百分之百。

核心考點一：機械振動和機械波

例1 如圖1甲所示為某列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=1s時刻的波形圖，如圖1乙所示為參與波動的某一質(zhì)點的振動圖像，則下列說法中正確的是（）。

A.該簡諧橫波的傳播速度為4m/s

B.從此時刻起，經(jīng)過2s，質(zhì)點P運動了3m的路程

C.從此時刻起，質(zhì)點P比Q先回到平衡位置

D.圖乙可能是圖甲中平衡位置在x=2m處質(zhì)點的振動圖像

E.此時刻質(zhì)點M的振動速度小于質(zhì)點Q的振動速度

解析：由圖甲知波長λ=4m，由圖乙知周期T=1s，故該簡諧橫波的傳播速度υ=λ/T=4 m/s，選項A正確。2s=2T，則從此時刻起，經(jīng)過2s，質(zhì)點P運動的路程s=3A=8×0.2cm=1.6cm，選項B錯誤。簡諧橫波沿x軸正方向傳播，此時刻質(zhì)點Q向上運動，而質(zhì)點P將向下運動，故質(zhì)點P比Q先回到平衡位置，選項c正確。由圖乙知t=0時刻質(zhì)點的位移為0，振動方向沿y軸負方向，與圖甲中平衡位置在x=2m處質(zhì)點在t=0時刻的狀態(tài)相同，故圖乙可能是圖甲中平衡位置在x=2m處質(zhì)點的振動圖像，選項D正確。質(zhì)點越靠近平衡位置時的速度越大，則此時刻質(zhì)點M的振動速度大于質(zhì)點Q的振動速度，選項E錯誤。答案為ACD。

增分秘籍：求解波動圖像與振動圖像的綜合問題需要做到“一分、一看、二找”，即根據(jù)橫坐標分清波動圖像與振動圖像（橫坐標為x是波動圖像，橫坐標為t是振動圖像），看清橫、縱坐標的單位，尤其要注意單位前的數(shù)量級，找準波動圖像對應(yīng)的時刻，找準振動圖像對應(yīng)的質(zhì)點。

核心考點二：光的折射和全反射

例2 玻璃半圓柱體的半徑為R，橫截面如圖2所示，圓心為O，A為圓柱面的頂點。兩束單色紅光分別按圖示方向沿截面入射到圓柱體上，光束1指向圓心，方向與半徑AO間的夾角為30°，光束2的入射點為B，方向與底面垂直，∠AOB=60°，已知玻璃對該紅光的折射率。求：

（1）兩條光線經(jīng)柱面和底面折射后的交點到O點的距離d。

（2）若入射的是單色藍光，則距離d將比（1）求得的結(jié)果大還是小？

解析：（1）作出光路圖如圖3所示，光束2在B點折射時，入射角i=60°，由折射定律得

（2）玻璃對藍光的折射率比對紅光的大，藍光經(jīng)玻璃折射后偏折更明顯，故d變小。

增分秘籍：光的幾何計算題往往是光的反射、折射、全反射（臨界點）及兒何關(guān)系的綜合問題。解決此類問題應(yīng)注意四個方面：一是依據(jù)題目條件，正確分析可能的全反射及臨界角;二是通過分析和計算確定在光傳播過程中可能的折射、反射，把握光的“多過程”現(xiàn)象;三是準確作出光路圖;四是充分考慮三角形、圓的特點，運用凡何圖形中的角關(guān)系、三角函數(shù)、相似三角形等，確定幾何關(guān)系。

核心考點三：光的波動性、電磁波和相對論

例3 下列說法中正確的是（）。

A.不管光源與觀察者是否存在相對運動，觀察者觀察到的光速是不變的

B.水面上的油膜呈現(xiàn)彩色是光的衍射現(xiàn)象

C.在雙縫干涉實驗中，若只減小屏到擋板間距離l，則兩相鄰亮條紋間距離△x將減小

D.聲源向靜止的觀察者運動，觀察者接收到的頻率小于聲源的頻率

E.液晶顯示器應(yīng)用了光的偏振原理

解析：根據(jù)光速不變原理可知，不管光源與觀察者是否存在相對運動，觀察者觀察到的光速是不變的，選項A正確。水面上的油膜呈現(xiàn)彩色是光的薄膜干涉現(xiàn)象，選項B錯誤。在雙縫干涉實驗中，若只減小屏到擋板間距離l，則根據(jù)公式△x=l/dλ可知，兩相鄰亮條紋間距離△x將減小，選項C正確。當聲源向靜止的觀察者運動時，產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，則觀察者接收到的頻率大于聲源的頻率，選項D錯誤。液晶顯示器是通過液晶和偏振片共同作用來實現(xiàn)顯示功能的，選項E正確。答案為ACE。

增分秘籍：這個考點在考試大綱中的要求為Ⅰ級目標，即了解和認識層次，故高考對這部分內(nèi)容的考查形式單一，為五選三的多選題。同學(xué)們在復(fù)習(xí)備考中只要做到回歸教材，認真閱讀理解教材內(nèi)容，即可實現(xiàn)在高考中增分的目標。

跟蹤訓(xùn)練

1.一列簡諧橫波沿x軸傳播，在t₁=0和t₂=0.05s時，其波形圖分別用如圖4中的實線和虛線所示，求：

（1）這列波可能的波速。

（2）當波速為280m/s時，波的傳播方向如何？平衡位置在x=8m處的質(zhì)點P從平衡位置運動至波谷所需的最短時間是多少？

2.如圖5所示，上下表面平行玻璃磚的折射率，下表面鑲有銀反射面，一束單色光與上表面成夾角θ=45°射向玻璃磚，結(jié)果在玻璃磚右邊豎直光屏上出現(xiàn)相距h=2cm的光點A和B（圖中未畫出）。

（1）請畫出光路示意圖（請使用刻度尺）。

（2）求玻璃磚的厚度d。

3.下列說法中正確的是（）。

A.若振源停止振動，則在介質(zhì)中傳播的波立即消失

B.用單色平行光照射單縫，縫寬不變，光的波長越長，衍射現(xiàn)象越顯著

C.太陽光經(jīng)過偏振片后，光強度減弱，且和醫(yī)院“B超”中的超聲波傳播速度相同

D.麥克斯韋關(guān)于電磁場的兩個基本觀點是：變化的磁場產(chǎn)生電場和變化的電場產(chǎn)生磁場

E.若側(cè)量到來自遙遠星系上某些元素發(fā)出的光波波長比地球上這些元素靜止時發(fā)出的波長長，則說明該星系正在遠離我們而去

參考答案：

1.（1）若波沿x軸正方向傳播，則波速v=（40+160n）m/s（n=0，1，2，3，…）;若波沿x軸負方向傳播，則波速v'=（120+160n）m/s（n=0，1，2，3，…）。（2）當波速為280m/s時，波沿x軸負方向傳播，質(zhì)點P從平衡位置運動至波谷所需的最短時間約為2.1×10^-2s。

2.（1）如圖6所示，（2）d=cm。

3.BDE