吃透《選修3-4》核心三考點，高考增分百分之百

同學們在復習《選修3-4》這部分內容時應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，經過2s，質點P運動了3m的路程

C.從此時刻起，質點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處質點的振動圖像

E.此時刻質點M的振動速度小于質點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，經過2s，質點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，此時刻質點Q向上運動，而質點P將向下運動，故質點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處質點在t=0時刻的狀態相同，故圖乙可能是圖甲中平衡位置在x=2m處質點的振動圖像，選項D正確。質點越靠近平衡位置時的速度越大，則此時刻質點M的振動速度大于質點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量級，找準波動圖像對應的時刻，找準振動圖像對應的質點。

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）及兒何關系的綜合問題。解決此類問題應注意四個方面：一是依據題目條件，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系、三角函數、相似三角形等，確定幾何關系。

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.水面上的油膜呈現彩色是光的衍射現象

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.液晶顯示器應用了光的偏振原理

解析：根據光速不變原理可知，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。水面上的油膜呈現彩色是光的薄膜干涉現象，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，產生多普勒效應，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，故高考對這部分內容的考查形式單一，為五選三的多選題。同學們在復習備考中只要做到回歸教材，認真閱讀理解教材內容，即可實現在高考中增分的目標。

跟蹤訓練

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，結果在玻璃磚右邊豎直光屏上出現相距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，衍射現象越顯著

C.太陽光經過偏振片后，光強度減弱，且和醫院“B超”中的超聲波傳播速度相同

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

E.若側量到來自遙遠星系上某些元素發出的光波波長比地球上這些元素靜止時發出的波長長，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