高考物理二轮复习 专题整合高频突破 专题七 选考模块2 振动和波 光学课件.ppt

第2讲振动和波光学 2 网络构建 要点必备 3 网络构建 要点必备 1 振动和波 1 振动的周期性 对称性 x 2 波的产生和传播 v 2 光的折射和全反射 1 折射定律 光从真空进入介质时 n 2 全反射条件 光从光密介质射入光疏介质 入射角等于或大于临界角c sinc 3 波的干涉 衍射等现象 1 干涉 衍射是波特有的现象 干涉条件 频率相同 相位差恒定 振动方向相同 明显衍射条件 2 明条纹 振动加强区 r 暗条纹 振动减弱区 r k 0 1 2 3 3 光的干涉条纹特点 明暗相间 条纹间距 x asin t d k 4 1 2 1 2017全国 卷 1 如图甲 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乙和图丙所示 两列波的波速均为1 00m 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 选填 加强 或 减弱 点c 0 0 5 处质点的振动相互 选填 加强 或 减弱 5 1 2 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 答案 1 2减弱加强 2 1 43 6 1 2 7 1 2 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 8 1 2 9 1 2 考点定位 机械振动机械波折射率命题能力点 侧重考查理解能力 分析综合能力解题思路与方法 2 画出光路图 根据题目条件 最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行 找几何关系 10 1 2 2 2016 全国 卷 1 多选 关于电磁波 下列说法正确的是 a 电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关b 周期性变化的电场和磁场可以相互激发 形成电磁波c 电磁波在真空中自由传播时 其传播方向与电场强度 磁感应强度均垂直d 利用电磁波传递信号可以实现无线通信 但电磁波不能通过电缆 光缆传输e 电磁波可以由电磁振荡产生 若波源的电磁振荡停止 空间的电磁波随即消失 11 1 2 2 一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播 波长不小于10cm o和a是介质中平衡位置分别位于x 0和x 5cm处的两个质点 t 0时开始观测 此时质点o的位移为y 4cm 质点a处于波峰位置 t s时 质点o第一次回到平衡位置 t 1s时 质点a第一次回到平衡位置 求 简谐波的周期 波速和波长 质点o的位移随时间变化的关系式 答案 1 abc 2 4s7 5cm s30cm 12 1 2 解析 1 电磁波在真空中的传播速度为光速 a选项正确 电磁波是由周期性变化的电场和磁场相互激发产生的 b选项正确 传播速度方向 电场方向 磁场方向三者两两垂直 c选项正确 电磁波可以通过光缆传播 d选项错误 当电磁振荡消失后 电磁波可继续传播 e选项错误 13 1 2 14 1 2 考点定位 电磁波机械振动机械波命题能力点 侧重考查理解能力 分析综合能力解题思路与方法 机械波传播的是振动形式 可以由求得波的波速 质点o的位移随时间变化的关系式y acos t 把时间和位移代入即可求得 15 1 2 命题规律研究及预测近年的高考试题可以看出 光的折射 全反射的计算 机械波的波长 波速和频率 周期 的关系是近年来的高考热点 题型为一个多项选择题 或填空题 和一个计算题 在2018年的备考过程中重视对光的折射定律 波速和频率 周期 的关系的复习 除此之外 多普勒效应 电磁波谱 电磁波等知识点也不能忽视 16 考点一 考点二 考点三 机械振动与波 h 典题1 多选 2017全国 卷 如图 一列简谐横波沿x轴正方向传播 实线为t 0时的波形图 虚线为t 0 5s时的波形 已知该简谐波的周期大于0 5s 关于该简谐波 下列说法正确的是 a 波长为2mb 波速为6m sc 频率为1 5hzd t 1s时 x 1m处的质点处于波峰e t 2s时 x 2m处的质点经过平衡位置 bce 17 考点一 考点二 考点三 18 考点一 考点二 考点三 典题2 多选 下图为同一地点的两单摆甲 乙的振动图象 下列说法正确的是 a 甲 乙两单摆的摆长相等b 甲摆的振幅比乙摆大c 甲摆的机械能比乙摆大d 在t 0 5s时有正向最大加速度的是乙摆e 由图象可以求出当地的重力加速度 abd 19 考点一 考点二 考点三 20 考点一 考点二 考点三 典题3 多选 图甲为一列简谐横波在t 2s时的波形 图乙为媒质中平衡位置在x 1 5m处的质点的振动图象 p是平衡位置为x 2m的质点 下列说法正确的是 a 波速为0 5m sb 波的传播方向向右c 0 2s时间内 p运动的路程为8cmd 0 2s时间内 p向y轴正方向运动e t 7s时 p恰好回到平衡位置 ace 21 考点一 考点二 考点三 22 考点一 考点二 考点三 规律方法 23 考点一 考点二 考点三 光的折射和全反射 h 24 考点一 考点二 考点三 策略3 全反射的条件 1 光从光密介质射向光疏介质 2 入射角大于或等于临界角 策略4 光的几何计算题往往是光路现象与光的反射 折射 全反射 临界点 及几何图形关系的综合问题 解决此类问题应注意以下四个方面 1 依据题目条件 正确分析可能的全反射及临界角 2 通过分析 计算确定光传播过程中可能的折射 反射 把握光的 多过程 现象 3 准确作出光路图 4 充分考虑三角形 圆的特点 运用几何图形中的角关系 三角函数 相似形 全等形等 仔细分析光传播过程中产生的几何关系 25 考点一 考点二 考点三 典题4 2017全国 卷 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 1 从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值 2 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 26 考点一 考点二 考点三 解析 1 如图 从底面上a处射入的光线 在球面上发生折射时的入射角为i 当i等于全反射临界角ic时 对应入射光线到光轴的距离最大 设最大距离为l i ic 设n是玻璃的折射率 由全反射临界角的定义有 27 考点一 考点二 考点三 28 考点一 考点二 考点三 答案 1 1 73 108m s 2 2 10 9s 29 考点一 考点二 考点三 30 考点一 考点二 考点三 规律方法求解光的折射和全反射的思路 31 考点一 考点二 考点三 电磁波和光的几种特有现象 l 典题6 多选 下列说法正确的是 a 光的偏振现象说明光是一种横波 但并非所有的波都能发生偏振现象b 电磁波可以由电磁振荡产生 若波源的电磁振荡停止 空间的电磁波随即消失c 在光的双缝干涉实验中 若仅将入射光由红光改为绿光 则干涉条纹间距变窄d 一束白光从空气射入玻璃三棱镜后形成彩色条纹 是因为玻璃三棱镜吸收了白光中的一些色光e 火车过桥要慢行 目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率 以免发生共振损坏桥梁 ace 32 考点一 考点二 考点三 解析只有横波才能发生偏振现象 a正确 当发射电路的电磁振荡停止了 只是不能产生新的电磁波 但已发出的电磁波不会立即消失 还要继续传播一段时间 b错误 若由红光改为绿光 波长变短了 根据公式可知干涉条纹间距变窄 c正确 一束白光从空气射入玻璃三棱镜后形成彩色条纹是因为光的折射 不是因为三棱镜吸收了光 d错误 火车过桥要慢行 目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率 以免发生共振损坏桥 故e正确 33 考点一 考点二 考点三 规律方法1 机械波和光波都能发生干涉 衍射 多普勒效应等现象 是波特有的现象 偏振现象是横波的特有现象 要观察到稳定的干涉现象和明显的衍射现象需要一定的条件 2 机械波的干涉图样中 实线和实线的交点 虚线和虚线的交点及其连线为振动加强处 实线和虚线的交点及其连线处为振动减弱处 振动加强点有时位移也为零 只是振幅为两列波的振幅之和 显得振动剧烈 3 对光的双缝干涉条纹间距分析 1 l d相同时 x 可见光中的红光条纹间距最大 紫光最小 2 间隔均匀 亮度均匀 中央为亮条纹 3 如用白光做实验 中间为白色 两边为由紫到红的彩色 4 光的干涉现象 薄膜干涉 油膜 空气膜 增透膜 牛顿环 5 光的衍射现象 圆孔衍射 泊松亮斑 34 1 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 答案 1 acd 2 1 55 35 解析 1 设双缝间的距离为d 屏幕离双缝间的距离为l 两相邻亮条纹的间距为 x 照射光的波长为 由可知 要增大两相邻条纹的间距 可以改用红光或减小双缝间距或将屏幕向远离双缝的位置移动 故选项a c d正确 选项b错误 将光源向远离双缝的位置移动 屏幕和双缝间的距离保持不变 所以两相邻亮条纹的间距不变 故选项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 36 37 2 2017辽宁本溪模拟 1 多选 如图所示 o1o2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线 a b是关于o1o2轴等距且平行的两束不同单色细光束 从玻璃体右方射出后的光路如图所示 mn是垂直于o1o2放置的光屏 沿o1o2方向不断左右移动光屏 可在屏上得到一个光斑p 根据该光路图 下列说法正确的是 a 该玻璃体对a光的折射率比对b