2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題七 選考模塊 第2講 振動(dòng)和波動(dòng) 光課件.ppt

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建體系?記要點(diǎn),研考向?提能力,做真題?明考向,4,限訓(xùn)練?通高考,,專(zhuān)題七選考模塊,第2講振動(dòng)和波動(dòng)光,1．(2018高考全國(guó)卷Ⅰ，T34)(1)如圖，△ABC為一玻璃三棱鏡的橫截面，∠A＝30.一束紅光垂直AB邊射入，從AC邊上的D點(diǎn)射出，其折射角為60，則玻璃對(duì)紅光的折射率為_(kāi)_______．若改用藍(lán)光沿同一路徑入射，則光線在D點(diǎn)射出時(shí)的折射角________(填“小于”“等于”或“大于”)60.,2．(2018高考全國(guó)卷Ⅱ，T34)(1)聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，在鋼鐵中的傳播速度為4900m/s.一平直橋由鋼鐵制成，某同學(xué)用錘子敲擊一下橋的一端發(fā)出聲音，分別經(jīng)空氣和橋傳到另一端的時(shí)間之差為1.00s．橋的長(zhǎng)度為_(kāi)_______m．若該聲波在空氣中的波長(zhǎng)為λ，則它在鋼鐵中的波長(zhǎng)為λ的________倍．,(2)如圖，△ABC是一直角三棱鏡的橫截面，∠A＝90，∠B＝60.一細(xì)光束從BC邊的D點(diǎn)折射后，射到AC邊的E點(diǎn)，發(fā)生全反射后經(jīng)AB邊的F點(diǎn)射出．EG垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中點(diǎn)．不計(jì)多次反射．(ⅰ)求出射光相對(duì)于D點(diǎn)的入射光的偏角；(ⅱ)為實(shí)現(xiàn)上述光路，棱鏡折射率的取值應(yīng)在什么范圍？,(2)(ⅰ)光線在BC面上折射，由折射定律有sini1＝nsinr1①式中，n為棱鏡的折射率，i1和r1分別是該光線在BC面上的入射角和折射角．光線在AC面上發(fā)生全反射，由反射定律有i2＝r2②,式中i2和r2分別是該光線在AC面上的入射角和反射角．光線在AB面上發(fā)生折射，由折射定律有nsini3＝sinr3③式中i3和r3分別是該光線在AB面上的入射角和折射角．由幾何關(guān)系得i2＝r2＝60，r1＝i3＝30④F點(diǎn)的出射光相對(duì)于D點(diǎn)的入射光的偏角為δ＝(r1－i1)＋(180－i2－r2)＋(r3－i3)⑤由①②③④⑤式得δ＝60⑥,3．(2018高考全國(guó)卷Ⅲ，T34)(1)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，在t＝0和t＝0.20s時(shí)的波形分別如圖中實(shí)線和虛線所示．已知該波的周期T＞0.20s．下列說(shuō)法正確的是_____．A．波速為0.40m/sB．波長(zhǎng)為0.08mC．x＝0.08m的質(zhì)點(diǎn)在t＝0.70s時(shí)位于波谷D．x＝0.08m的質(zhì)點(diǎn)在t＝0.12s時(shí)位于波谷E．若此波傳入另一介質(zhì)中其波速變?yōu)?.80m/s，則它在該介質(zhì)中的波長(zhǎng)為0.32m,(2)如圖，某同學(xué)在一張水平放置的白紙上畫(huà)了一個(gè)小標(biāo)記“”(圖中O點(diǎn))，然后用橫截面為等邊三角形ABC的三棱鏡壓在這個(gè)標(biāo)記上，小標(biāo)記位于AC邊上．D位于AB邊上，過(guò)D點(diǎn)做AC邊的垂線交AC于F.該同學(xué)在D點(diǎn)正上方向下順著直線DF的方向觀察，恰好可以看到小標(biāo)記的像；過(guò)O點(diǎn)做AB邊的垂線交直線DF于E；DE＝2cm，EF＝1cm.求三棱鏡的折射率．(不考慮光線在三棱鏡中的反射),(2)過(guò)D點(diǎn)作AB邊的法線NN′，連接OD，則∠ODN＝α為O點(diǎn)發(fā)出的光線在D點(diǎn)的入射角；設(shè)該光線在D點(diǎn)的折射角為β，如圖所示．根據(jù)折射定律有nsinα＝sinβ①式中n為三棱鏡的折射率．由幾何關(guān)系可知β＝60②∠EOF＝30③在△OEF中有EF＝OEsin∠EOF④由③④式和題給條件得OE＝2cm⑤,■命題特點(diǎn)與趨勢(shì)——怎么考1．分析近幾年的高考試題，本講命題熱點(diǎn)主要有以下特點(diǎn)：(1)在考查機(jī)械波的形成和傳播時(shí)，往往以考查振動(dòng)圖象和波動(dòng)圖象為主，主要涉及的知識(shí)為波速、波長(zhǎng)和頻率(周期)的關(guān)系．(2)光學(xué)部分以考查光的折射定律和全反射等知識(shí)為主．2．2019年高考命題形式變化不大，仍為一選擇題(或填空題)加一計(jì)算題，選擇題(或填空題)側(cè)重考查對(duì)機(jī)械波或光學(xué)知識(shí)的理解，計(jì)算題主要考查光的折射、全反射的綜合應(yīng)用，也可能會(huì)考查振動(dòng)和波的綜合應(yīng)用．,■解題要領(lǐng)——怎么做本部分內(nèi)容應(yīng)加強(qiáng)對(duì)基本概念和規(guī)律的理解，抓住波的傳播特點(diǎn)和圖象分析、光的折射定律和全反射這兩條主線，兼顧振動(dòng)圖象和光的特性(干涉、衍射、偏振)、光的本性，強(qiáng)化典型問(wèn)題的訓(xùn)練，力求掌握解決本部分內(nèi)容的基本方法．,1．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)具有對(duì)稱(chēng)性和周期性位移x、回復(fù)力F、加速度a、速度v都隨時(shí)間按“正弦”或“余弦”規(guī)律變化，它們的周期均相同；振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)來(lái)回通過(guò)相同的兩點(diǎn)間所用時(shí)間相等；振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)關(guān)于平衡位置對(duì)稱(chēng)的兩點(diǎn)，x、F、a、v、動(dòng)能Ek、勢(shì)能Ep的大小均相等，其中F、a與x方向相反，v與x的方向可能相同也可能相反．2．深刻理解波動(dòng)中的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期(頻率)＝波源的周期(頻率)＝波的傳播周期(頻率)，同一時(shí)刻分別處于波峰和波谷的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況一定相反．,3．波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的互判方法(1)“上下坡”法：沿波的傳播速度的正方向看，“上坡”的點(diǎn)向下振動(dòng)，“下坡”的點(diǎn)向上振動(dòng)，簡(jiǎn)稱(chēng)“上坡下，下坡上”．(2)同側(cè)法：在波的圖象上的某一點(diǎn)，沿縱軸方向畫(huà)出一個(gè)箭頭表示質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向，并設(shè)想在同一點(diǎn)沿x軸方向畫(huà)個(gè)箭頭表示波的傳播方向，那么這兩個(gè)箭頭總是在曲線的同側(cè)．,4．波動(dòng)問(wèn)題出現(xiàn)多解的主要原因(1)波傳播的周期性：在波的傳播方向上相距波長(zhǎng)整數(shù)倍的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況相同，因此質(zhì)點(diǎn)的位移、加速度、振動(dòng)方向和波的形狀出現(xiàn)了周期性的變化．(2)波傳播具有雙向性：當(dāng)波沿x軸方向傳播時(shí)，波既可以沿x軸正方向傳播，也可以沿x軸負(fù)方向傳播，導(dǎo)致多解．,1．一列沿著x軸正方向傳播的橫波，在t＝0時(shí)刻的波形圖如圖甲所示，圖乙為K、L、M、N四個(gè)質(zhì)點(diǎn)中某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，下列說(shuō)法正確的是(),A．該波的波速為1m/sB．圖乙表示質(zhì)點(diǎn)N的振動(dòng)圖象C．t＝8.0s時(shí)質(zhì)點(diǎn)M的正向位移最大D．質(zhì)點(diǎn)L經(jīng)過(guò)1.0s沿x軸正方向移動(dòng)0.5mE．在4.0s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)K所經(jīng)過(guò)的路程為6.4m,答案：ABE,2．如圖所示，一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，實(shí)線為t＝0時(shí)刻的波形圖，虛線為t＝0.6s時(shí)的波形圖，波的周期T>0.6s，則下列說(shuō)法正確的是()A．波的周期為2.4sB．波速為10m/sC．在t＝0.9s時(shí)，P點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)D．從t＝0.6s起的0.4s內(nèi)，P點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為0.4mE．在t＝0.5s時(shí)，Q點(diǎn)到達(dá)波峰位置,在t＝0.6s時(shí)P點(diǎn)位于波峰，故從t＝0.6s起的0.4s內(nèi)，P點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為2A＝0.4m，故D正確；在t＝0時(shí)Q點(diǎn)的橫坐標(biāo)為5m，由于波沿x軸負(fù)方向傳播，故在t＝0.5s時(shí)波沿x軸負(fù)方向傳播的距離x＝vt＝100.5m＝5m，故在t＝0.5s時(shí)，Q點(diǎn)振動(dòng)情況和t＝0時(shí)距離坐標(biāo)原點(diǎn)10m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況相同，而t＝0時(shí)距離坐標(biāo)原點(diǎn)10m處的質(zhì)點(diǎn)在波峰，則在t＝0.5s時(shí)，Q點(diǎn)到達(dá)波峰位置，故E正確．答案：BDE,3.(2017高考全國(guó)卷Ⅰ)如圖(a)，在xy平面內(nèi)有兩個(gè)沿z方向做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的點(diǎn)波源S1(0,4)和S2(0，－2)．兩波源的振動(dòng)圖線分別如圖(b)和圖(c)所示．兩列波的波速均為1.00m/s.兩列波從波源傳播到點(diǎn)A(8，－2)的路程差為_(kāi)_____m，兩列波引起的點(diǎn)B(4,1)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相互______(選填“加強(qiáng)”或“減弱”)，點(diǎn)C(0,0.5)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相互_______(選填“加強(qiáng)”或“減弱”)．,解析：點(diǎn)波源S1(0,4)的振動(dòng)形式傳播到點(diǎn)A(8，－2)的路程為L(zhǎng)1＝10m，點(diǎn)波源S2(0，－2)的振動(dòng)形式傳播到點(diǎn)A(8，－2)的路程為L(zhǎng)2＝8m，兩列波從波源傳播到點(diǎn)A(8，－2)的路程差為ΔL＝L1－L2＝2m．由于兩列波的波源到點(diǎn)B(4,1)的路程相等，路程差為零，且t＝0時(shí)兩列波的波源的振動(dòng)方向相反，所以兩列波到達(dá)點(diǎn)B時(shí)振動(dòng)方向相反，引起的點(diǎn)B處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相互減弱．由振動(dòng)圖線可知，波動(dòng)周期為T(mén)＝2s，波長(zhǎng)λ＝vT＝2m．由于兩列波的波源到點(diǎn)C(0,0.5)的路程分別為3.5m和2.5m，路程差為1m，而t＝0時(shí)兩列波的波源的振動(dòng)方向相反，所以兩列波到達(dá)點(diǎn)C時(shí)振動(dòng)方向相同，引起的點(diǎn)C處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相互加強(qiáng)．答案：2減弱加強(qiáng),[方法技巧]“一分、一看、二找”巧解波動(dòng)圖象與振動(dòng)圖象的綜合問(wèn)題(1)分清振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象．只要看清橫坐標(biāo)即可，橫坐標(biāo)為x則為波動(dòng)圖象，橫坐標(biāo)為t則為振動(dòng)圖象．(2)看清橫、縱坐標(biāo)的單位，尤其要注意單位前的數(shù)量級(jí)．(3)找準(zhǔn)波動(dòng)圖象對(duì)應(yīng)的時(shí)刻．(4)找準(zhǔn)振動(dòng)圖象對(duì)應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)．,[方法技巧]光學(xué)綜合問(wèn)題的求解思路光的幾何計(jì)算題往往是光的反射、折射、全反射(臨界點(diǎn))及幾何圖形關(guān)系的綜合問(wèn)題，解決此類(lèi)問(wèn)題應(yīng)注意以下四個(gè)方面：(1)依據(jù)題目條件，正確分析可能的全反射及臨界角；(2)通過(guò)分析、計(jì)算確定光傳播過(guò)程中可能的折射、反射，把握光的“多過(guò)程”現(xiàn)象；(3)準(zhǔn)確作出光路圖；(4)充分考慮三角形、圓的特點(diǎn)，運(yùn)用幾何圖形中的邊角關(guān)系、三角函數(shù)、相似三角形等，仔細(xì)分析光傳播過(guò)程中產(chǎn)生的幾何關(guān)系．,(1)若h＝0.6m，容器直徑足夠大，則液面被照亮的區(qū)域面積為多大？(π＝3.14，結(jié)果取兩位有效數(shù)字)(2)已知容器直徑L＝2H，若在容器底部安裝一塊平面鏡，從液面上方觀察，要使S發(fā)出的光照亮整個(gè)液體表面，h應(yīng)該滿足什么條件？,(2)點(diǎn)光源S通過(guò)平面鏡所成的像為S′，如圖所示，要使S發(fā)出的光照亮整個(gè)液體表面，即相當(dāng)于像S′發(fā)出的光在液面處不發(fā)生全反射，則：,(1)透明半球體對(duì)該單色光的折射率n；(2)該光在半球體內(nèi)傳播的時(shí)間．,解析：(1)光從光源S射出經(jīng)半球體到達(dá)水平桌面的光路如圖．,1．機(jī)械波和光波都能發(fā)生的干涉、衍射、多普勒效應(yīng)等現(xiàn)象，是波特有的現(xiàn)象．偏振現(xiàn)象是橫波的特有現(xiàn)象．要觀察到穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象和明顯的衍射現(xiàn)象需要滿足一定的條件.2．機(jī)械波的干涉圖樣中，實(shí)線和實(shí)線的交點(diǎn)、虛線和虛線的交點(diǎn)及其連線為振動(dòng)加強(qiáng)處；實(shí)線和虛線的交點(diǎn)及其連線處為振動(dòng)減弱處．振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)有時(shí)位移也為零，只是振幅為兩列波的振幅之和，顯得振動(dòng)劇烈．,7．以下說(shuō)法正確的是(),A．圖甲是一束復(fù)色光進(jìn)入水珠后傳播的示意圖，其中a束光在水珠中傳播的速度一定大于b束光在水珠中傳播的速度B．圖乙是一束單色光進(jìn)入平行玻璃磚后傳播的示意圖，當(dāng)入射角i逐漸增大到某一值后不再會(huì)有光線從bb′面射出C．圖丙是雙縫干涉示意圖，若只減小屏到擋板間的距離l，兩相鄰亮條紋間距離Δx將減小D．圖丁是用干涉法檢測(cè)工件表面平整程度時(shí)得到的干涉圖樣，彎曲的干涉條紋說(shuō)明被檢測(cè)的平面在此處是凸起的E．圖戊中的M、N是偏振片，P是光屏，當(dāng)M固定不動(dòng)、緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)N時(shí)，光屏P上的光亮度將一明一暗交替變化，此現(xiàn)象表明光波是橫波,答案：ACE,8．關(guān)于波的現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的有()A．當(dāng)波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，頻率不會(huì)發(fā)生變化B．光波從空氣進(jìn)入水中后，更容易發(fā)生衍射C．波源沿直線勻速靠近一靜止接收者，則接收者接收到波信號(hào)的頻率會(huì)比波源頻率低D．不論機(jī)械波、電磁波，都滿足v＝λf，式中三個(gè)參量依次為波速、波長(zhǎng)、頻率E．電磁波具有偏振現(xiàn)象,解析：由波的性質(zhì)可知，A項(xiàng)正確；光波從空氣進(jìn)入水中，波速變小，波長(zhǎng)變短，故不容易發(fā)生衍射，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由多普勒效應(yīng)可判斷，波源靠近接收者的過(guò)程中，接收者接收到波信號(hào)的頻率會(huì)比波源頻率高，C項(xiàng)錯(cuò)誤；波速的計(jì)算公式v＝λf(v是波速，λ是波長(zhǎng)，f是頻率)對(duì)機(jī)械波和電磁波通用，D項(xiàng)正確；光波具有偏振現(xiàn)象，光波是電磁波，E項(xiàng)正確．答案：ADE,9．關(guān)于光現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是()A．用光導(dǎo)纖維傳送圖象信息，這是光的全反射的應(yīng)用B．肥皂泡看起來(lái)常常是彩色的，屬于色散現(xiàn)象C．3D電影的播放和觀看利用了光的偏振D．全息照片的拍攝主要利用了光的干涉E．在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若用白光做光源，則不能觀察到干涉圖樣,解析：光導(dǎo)纖維傳播信號(hào)利用了光的全反射原理，故A說(shuō)法正確；肥皂泡看起來(lái)常常是彩色的，是由于肥皂膜上、下表面反射回來(lái)的光發(fā)生干涉，不是色散現(xiàn)象，故B說(shuō)法錯(cuò)誤；3D電影應(yīng)用了光的偏振原理，故C說(shuō)法正確；全息照片的拍攝利用了光的干涉原理，故D說(shuō)法正確；在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若用白光做光源，白光含有七種不同的色光，七種色光波長(zhǎng)不同，干涉后的條紋間距不同，可得到彩色條紋，故E說(shuō)法錯(cuò)誤．答案：ACD,