2020版高考物理总复习第十四章章末总结提高教学案新人教版.docx

章末总结提高知 识 网 络【p251】光光解题思路与方法【p251】1关于振动和波这一部分，要注重下列几点：(1)简谐运动过程中的回复力、位移、速度、加速度、动能、势能的变化规律，要抓住简谐运动的周期性和对称性解题(2)要深刻理解波的形成过程，牢记“波动中各质点都在各自的平衡位置附近做周期性振动，不会随波迁移”，“波动所传播的只是运动形式(振动)和能量”(3)能正确识别振动图象和波动图象，并能从中挖掘信息作为解题的已知条件，如振幅、周期、波长等，并依时间和空间的周期性列方程解答多种问题(4)波的干涉和衍射现象波的衍射现象是普遍存在的，只有明显和不明显的差别当障碍物或孔的尺寸与波长相差不多或还要小时，衍射现象非常明显，若障碍物或孔的尺寸比波长大得多时，衍射现象不明显干涉现象中，振动加强的点只是振幅大了，并非任一时刻的位移都大，振动减弱的点只是振幅小了，也并非任一时刻的位移都是零当然对两列振幅相等的波来说，振动最弱点的振幅为零，也就是不再振动，位移始终为零，但这是特例振动步调一致的两相干波源产生的波的干涉中振动最强(或最弱)点的个数可按如下的简易方法确定：在波的传播范围内，找出s的最大值smax和最小值smin.若与两个值对应的点为振动最强点，则必满足sminnsmax.由此可解出振动最强点的个数n若与这两个值对应点为振动最弱的点，则必满足smin(2n1)smax.由此可解出振动最弱点的个数n如果s不是连续变化，中间有极值或间断点，需要分段求2关于光学部分，要注意下列几点：(1)分析光的反射、折射时，一般要作出光路示意图，以便运用反射、折射规律及光路图中提供的几何关系来求解(2)全反射问题关键是抓住发生全反射的条件，并运用几何知识进行分析讨论(3)用折射定律分析光的色散现象分析、计算时要掌握好n的应用及有关数学知识，着重理解两点：其一，光的频率(颜色)由光源决定，与介质无关；其二，同一介质中，频率越大的光折射率越大再应用n等知识，就能准确而迅速地判断有关色光在介质中的传播速度、波长、折射光线偏折程度等问题(4)光的波动性部分的知识脉络是循着历史发展的线索，通过对光的干涉和衍射现象的观察分析、了解光的波动性，通过对麦克斯韦电磁理论的认识，认识光是一种电磁波(5)关于相对论，只要求了解经典时空观和相对论时空观的区别，掌握狭义相对论的两个基本假设，了解“同时”的相对性、长度的相对性、时间间隔的相对性、质量的相对性，掌握质能方程体 验 高 考【p252】1(2017天津)手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意如图绳上有另一质点P，且O、P的平衡位置间距为L.t0时，O位于最高点，P的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确的是()A该简谐波是纵波B该简谐波的最大波长为2LCt时，P在平衡位置上方Dt时，P的速度方向竖直向上【解析】绳波中质点的振动方向与波的传播方向垂直，属于横波，纵波的传播方向和质点的振动方向在同一直线上，故A错误，根据波形图和波的传播方向可知，位移恰好为零且速度方向竖直向上的质点与O点的距离应为L，其中n0、1、2、，波长，可知当n0时有波长的最大值，为m4L，故B错误；0内P由平衡位置振动到波峰，内P由波峰回到平衡位置，可知t时P在平衡位置上方向上振动，t时P在平衡位置上方向下振动，故C正确，D错误【答案】C2(2017北京)某弹簧振子沿x轴的简谐运动图象如图所示，下列描述正确的是() At1 s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值Bt2 s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值Ct3 s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零Dt4 s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值【解析】在t1 s和t3 s时，振子偏离平衡位置最远，速度为零，回复力最大，加速度最大，方向指向平衡位置，A正确，C错误；在t2 s和t4 s时，振子位于平衡位置，速度最大，回复力和加速度均为零，B、D错误【答案】A3(2017北京)物理学原理在现代科技中有许多重要应用例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝两天线同时都发出波长为1和2的无线电波飞机降落过程中，当接收到1和2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道下列说法正确的是()A天线发出的两种无线电波必须一样强B导航利用了1与2两种无线电波之间的干涉C两种无线电波在空间的强弱分布稳定D两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合【解析】波源S1和波源S2同时发出波长为1和2的两种波，在波源连线的中垂线上，对于1和2都是振动最强区域，与相干的两种波的强弱无关，A错误；1和2两种波不可能发生干涉，B错误；根据波的独立传播原理和相干原理，S1发出的1和S2发出的1相干涉后在空间的强弱分布稳定；S1发出的2和S2发出的波长2相干涉后在空间的强弱分布也稳定，即两种无线电波在空间的强弱分布都稳定，C正确；两种无线电波除两波源连线的中垂线上加强区域重合外，其他区域强弱分布一般不重合，D错误【答案】C4(2018全国卷)如图，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“”(图中O点)，然后用横截面为等边三角形ABC的三棱镜压在这个标记上，小标记位于AC边上D位于AB边上，过D点作AC边的垂线交AC于F.该同学在D点正上方向下顺着直线DF的方向观察恰好可以看到小标记的像；过O点作AB边的垂线交直线DF于E；DE2 cm，EF1 cm.求三棱镜的折射率(不考虑光线在三棱镜中的反射)【解析】过D点作AB边的法线NN，连接OD，则ODN为O点发出的光线在D点的入射角；设该光线在D点的折射角为，如图所示根据折射定律有nsin sin 式中n为三棱镜的折射率由几何关系可知60EOF30在OEF中有EFOEsinEOF由式和题给条件得OE2 cm根据题给条件可知，OED为等腰三角形，有30由式得n5(2017北京)如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光如果光束b是蓝光，则光束a可能是()A红光 B黄光 C绿光 D紫光【解析】根据题意作出完整光路图，如图所示，a光进入玻璃砖时光线偏折角较大，根据光的折射定律可知玻璃砖对a光的折射率较大，因此a光的频率应高于b光，故选D.【答案】D6(2017海南)(1)(多选)如图，空气中有两块材质不同、上下表面平行的透明玻璃板平行放置；一细光束从空气中以某一角度(090)入射到第一块玻璃板的上表面下列说法正确的是()A在第一块玻璃板下表面一定有出射光B在第二块玻璃板下表面一定没有出射光C第二块玻璃板下表面的出射光方向一定与入射光方向平行D第二块玻璃板下表面的出射光一定在入射光延长线的左侧E第一块玻璃板下表面的出射光线一定在入射光延长线的右侧(2)从两个波源发出的两列振幅相同、频率均为5 Hz的简谐横波，分别沿x轴正、负方向传播，在某一时刻到达A、B点，如图中实线、虚线所示两列波的波速均为10 m/s.求：()质点P、O开始振动的时刻之差；()再经过半个周期后，两列波在x1 m和x5 m之间引起的合振动振幅极大和极小的质点的x坐标【解析】(1)光线从第一块玻璃板中的上表面射入，在第一块玻璃板中上表面的折射角和下表面的入射角相等，根据光的可逆原理可知，光在第一块玻璃板下表面一定有出射光，同理，在第二个玻璃板下表面也一定有出射光，故A正确，B错误因为光在玻璃板中的上表面的折射角和下表面的入射角相等，根据光的可逆原理知，从下表面出射光的折射角和开始在上表面的入射角相等，即两光线平行，所以第二块玻璃板下表面的出射光方向一定与入射光方向平行，故C正确根据光线在玻璃板中发生偏折，由于折射角小于入射角，可知第二块玻璃板下表面的出射光一定在入射光延长线的左侧，故D正确，E错误(2)()该波的周期为 T s0.2 s由图知，质点P、O开始振动的时刻之差为t0.05 s()该波的波长为 vT100.2 m2 m根据波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，当波峰与波谷相遇时振动减弱，可知，两列波在x1 m和x5 m之间引起的合振动振幅极大的质点的x坐标为：2 m、3 m、4 m、5 m合振动振幅极小的质点的x坐标为1.5 m、2.5 m、3.5 m、4.5 m.【答案】(1)ACD(2)()质点P、O开始振动的时刻之差为0.05 s.()两列波在x1 m和x5 m之间引起的合振动振幅极大的质点的x坐标为：2 m、3 m、3 m、4 m、5 m合振动振幅极小的质点的x坐标为1.5 m、2.5 m、3.5 m、4.5 m.7(2017全国卷)(1)如图(a)，在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1(0，4)和S2(0，2)两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示，两列波的波速均为1.00 m/s.两列波从波源传播到点A(8，2)的路程差为_m，两列波引起的点B(4，1)处质点的振动相互_(填“加强”或“减弱”)，点C(0，0.5)处质点的振动相互_(填“加强”或“减弱”)(2)如图，一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体，O点为球心；下半部是半径为R、高为2R的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入，该光线与OC之间的距离为0.6R.已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射)求该玻璃的折射率【解析】(1)S1A10 m，S2A8 m所以光程差s2 m，从图(b)和图(c)知，两振源振动反相，T1T22 s，所以波长vT2 m，两列波从波源传播到点B的路程差为0，所以互相减弱，两列波从波源传播到点C的路程差为1 m，等于，所以互相加强(注意初相相反)(2)如图，根据光路的对称性和光路可逆性，与入射光线相对于OC轴对称的出射光线一定与入射光线平行这样，从半球面射入的折射光线，将从圆柱体底面中心C点反射设光线在半球面的入射角为i，折射角为r.由折射定律有sin insin r由正弦定理有由几何关系，入射点的法线与OC的夹角为i.由题设条件和几何关系有sin i式中L是入射光线与OC的距离由式和题给数据得sin r由式和题给数据得n1.43【答案】(1)2减弱加强(2)1.438(2017全国卷)(1)(多选)在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是()A改用红色激光B改用蓝色激光C减小双缝间距D将屏幕向远离双缝的位置移动E将光源向远离双缝的位置移动(2)一直桶状容器的高为2l，底面是边长为l的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率【解析】(1)根据条纹间距表达式x可知：因红光的波长大于绿光的波长，则改用红色激光可增大条纹间距，选项A正确；因蓝光的波长小于绿光的波长，则改用蓝色激光可减小条纹间距，选项B错误；减小双缝间距d可增加条纹间距，选项C正确；将屏幕向远离双缝的位置移动，即增加l可使条纹间距变大，选项D正确；光源与双缝间的距离不影响条纹间距，选项E错误(2)设从光源发出直接射到D点的光线的入射角为i1，折射角为r1.在剖面内作光源相对于反光壁的镜像对称点C，连接C、D，交反光壁于E点，由光源射向E点的光线，反射后沿ED射向D点光线在D点的入射角为i2，折射角为r2，如图所示设液体的折射率为n，由折射定律有nsin i1sin r1nsin i2sin r2由题意知r1r290联立式得n2由几何关系可知sin i1sin i2联立式得n1.55【答案】(1)ACD(2)1.559(2017全国卷)(1)(多选)如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t0时的波形图，虚线为t0.5 s时的波形图已知该简谐波的周期大于0.5 s关于该简谐波，下列说法正确的是_A波长为2 mB波速为6 m/sC频率为1.5 HzDt1 s时，x1 m处的质点处于波峰Et2 s时，x2 m处的质点经过平衡位置(2)如图，一半径为R的玻璃半球，O点是半球的球心，虚线OO表示光轴(过球心O与半球底面垂直的直线)已知玻璃的折射率为1.5.现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线)求：()从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；()距光轴的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离【解析】(1)由图可以读出，波长为4 m，故A错；由于周期大于0.5 s，所以周期T s s；波速v6 m/s，B对；频率f1.5 Hz，C对；t1 s时，经过了1.5个周期，x1 m处质点处于波谷，D错；t2 s时，经过了3个周期，x2 m处质点处于平衡位置，E对(2)()如图，设最大距离为d，入射角为i，折射角为，折射率为n，由光的折射定律：当光恰能折射出时，90，即：得：sin i由几何关系可知：sin i则：dRsin i即：dR()如图所示，由几何关系得：sin i代入可得：sin 即：30由三角形外角与内角关系，可得：180i根据正弦定理：联立得：LRR【答案】(1)BCE(2)(i)R(ii)R10(2017江苏)(1)(多选)接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟，飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢，下列说法正确的有()A飞船上的人观测到飞船上的钟较快B飞船上的人观测到飞船上的钟较慢C地球上的人观测到地球上的钟较快D地球上的人观测到地球上的钟较慢(2)野生大象群也有自己的“语言”研究人员录下象群“语言”交流时发出的声音，发现以2倍速度快速播放时，能听到比正常播放时更多的声音播放速度变为原来的2倍时，播出声波的_(选填“周期”或“频率”)也变为原来的2倍，声波的传播速度_(选填“变大”“变小”或“不变”)(3)人的眼球可简化为如图所示的模型，折射率相同、半径不同的两个球体共轴，平行光束宽度为D，对称地沿轴线方向射入半径为R的小球，会聚在轴线上的P点取球体的折射率为，且DR，求光线的会聚角.(示意图未按比例画出)【解析】(1)飞船相对地球高速运动，所以地球上的人观测飞船上的时钟较慢，而地球相对飞船高速运动，所以飞船上的人认为地球上的时钟较慢，所以A、C正确；B、D错误(2)频率由波源决定，播放速度变为原来的2倍时，播出声波的频率变为原来两倍，传播速度由介质决定，所以传播速度不变(3)由几何关系sin i，解得i45则由折射定律n，解得r30且ir，解得30.【答案】(1)AC(2)频率不变(3)30 11.(多选)(2018全国卷)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t0和t0.20 s时的波形分别如图中实线和虚线所示己知该波的周期T0.20 s下列说法正确的是()A波速为0.40 m/sB波长为0.08 mCx0.08 m的质点在t0.70 s时位于波谷Dx0.08 m的质点在t0.12 s时位于波谷E若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s，则它在该介质中的波长为0.32 m【解析】根据波形图可知，波长16 cm0.16 m，选项B错误；根据t0时刻和t0.20 s时刻的波形图和该波的周期T0.20 s可知，该波的周期T0.40 s，波速v0.40 m/s，选项A正确；简谐波沿x轴正方向传播，x0.08 m的质点在t0时刻沿y轴正方向运动，在t0.70 s时位于波谷，在t0.12 s时位于y0的某位置(不是位于波谷)，选项C正确，D错误；若此波传入另一介质中，周期T不变，其波速变为v0.80 m/s，由vT可得它在该介质中的波长为0.800.4 m0.32 m，选项E正确【答案】ACE12(2018全国卷)声波在空气中的传播速度为340 m/s，在钢铁中的传播速度为4 900 m/s.一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一铁桥的一端而发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00 s桥的长度为_m，若该波在空气中的波长为，则它在钢铁中波长为的_倍【解析】(1)设桥的长度为s则声音在钢铁中传播的时间t声音在空气中的传播时间为t根据题意ttt1解得：s365 m.(2)，f不变.【答案】(1)365(2)13(2018全国卷)如图，ABC是一直角三棱镜的横截面，A90，B60，一细光束从BC边的D点折射后，射到AC边的E点，发生全反射后经AB边的F点射出EG垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中点不计多次反射(1)求出射光相对于D点的入射光的偏角；(2)为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？【解析】(1)光线在BC面上折射，由折射定律有sin i1nsin r1式中，n为棱镜的折射率，i