高考物理二轮复习 专题整合高频突破 专题八 17 机械振动与机械波 光学课件 选修34.ppt

专题八选修3 4 考情分析 备考定向 第17讲机械振动与机械波光学 5 知识脉络梳理 规律方法导引 6 知识脉络梳理 规律方法导引 2 思想方法 1 物理思想 理想模型思想 类比思想 2 物理方法 图象法 作图法 临界与极值法 7 命题热点一 命题热点二 命题热点三 振动与波动的综合应用常以选择题的形式考查波的图象 波速 波长 频率的关系 例1 多选 一列简谐横波 某时刻的图象如图甲所示 其中p q a是波上的三个质点 从该时刻开始计时 波上质点a的振动图象如图乙所示 则以下说法正确的是 a t 0到t 0 2s 该波向x轴负方向传播了5mb 质点p比质点q先回到平衡位置c 经过 t 0 4s 质点a通过的路程是4md t 0到t 0 2s 这段时间p的速度逐渐减小e 质点a简谐运动的表达式为y 2sin2 5 t m ace 8 命题热点一 命题热点二 命题热点三 9 命题热点一 命题热点二 命题热点三 例2如图所示 实线为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t 0时刻的波形 虚线是该波在t 0 20s时刻的波形 则此列波的周期可能为 a 0 16sb 0 20sc 0 32sd 0 40s a 10 命题热点一 命题热点二 命题热点三 规律方法1 判断波的传播方向和质点振动方向的方法 1 上下坡法 图甲 2 同侧法 图乙 3 微平移法 图丙 11 命题热点一 命题热点二 命题热点三 12 命题热点一 命题热点二 命题热点三 拓展训练1甲 乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播 波速均为v 25cm s 两列波在t 0时的波形如图所示 求 1 t 0时 介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标 2 从t 0开始 介质中最早出现偏离平衡位置位移为 16cm的质点的时间 答案 1 x 50 300n cm n 0 1 2 2 0 1s 13 命题热点一 命题热点二 命题热点三 解析 1 t 0时 在x 50cm处两列波的波峰相遇 该处质点偏离平衡位置的位移为16cm 两列波的波峰相遇处的质点偏离平衡位置的位移均为16cm 从图线可以看出 甲 乙两列波的波长分别为 1 50cm 2 60cm 甲 乙两列波波峰的x坐标分别为x1 50 k1 1 k1 0 1 2 x2 50 k2 2 k2 0 1 2 由 式得 介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标为x 50 300n cm n 0 1 2 14 命题热点一 命题热点二 命题热点三 2 只有两列波的波谷相遇处的质点的位移为 16cm t 0时 两波波谷间的x坐标之差为 式中 m1和m2均为整数 将 式代入 式得 x 10 6m2 5m1 5由于m1 m2均为整数 相向传播的波谷间的距离最小为 x0 5cm从t 0开始 介质中最早出现偏离平衡位置位移为 16cm的质点的时间为代入数值得t 0 1s 15 命题热点一 命题热点二 命题热点三 光的折射和全反射常以计算题的形式考查光的折射和全反射 例3 16 命题热点一 命题热点二 命题热点三 解析 1 在o点左侧 设从e点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角 则oe区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出 如图 17 命题热点一 命题热点二 命题热点三 18 命题热点一 命题热点二 命题热点三 思维导引 19 命题热点一 命题热点二 命题热点三 规律方法光的折射和全反射题型的分析思路 1 确定要研究的光线 有时会分析 寻找临界光线 边界光线作为研究对象 2 找入射点 确认界面 并画出法线 3 明确两介质折射率的大小关系 若光疏 光密 定有反射 折射光线 若光密 光疏 如果入射角大于或等于临界角 一定发生全反射 4 根据反射定律 折射定律列出关系式 结合几何关系等 具体求解 20 命题热点一 命题热点二 命题热点三 光的波动性以选择题的形式考查折射率与光的传播速度 频率的关系 干涉 衍射图样与频率的关系 例4 多选 半圆形玻璃砖横截面如图所示 ab为直径 o点为圆心 在该截面内有a b两束单色可见光从空气中垂直于ab射入玻璃砖 两入射点到o点的距离相等 两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示 则a b两束光 a 在同种均匀介质中传播 a光的传播速度较大b 以相同的入射角从空气斜射入水中 b光的折射角大c a光的波长比b光的波长小d 分别通过同一双缝干涉装置 a光的相邻亮条纹间距大 ad 21 命题热点一 命题热点二 命题热点三 22 命题热点一 命题热点二 命题热点三 思维导引 23 命题热点一 命题热点二 命题热点三 拓展训练2在双缝干涉实验中 分别用红色和绿色的激光照射同一双缝 在双缝后的屏幕上 红光的干涉条纹间距 x1与绿光的干涉条纹间距 x2相比 x1 选填 或 x2 若实验中红光的波长为630nm 双缝与屏幕的距离为1 00m 测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10 5mm 则双缝之间的距离为mm 答案 0 3 24 1 2 3 4 1 关于机械波 下列说法正确的是 a 机械波的传播过程也是传递能量的过程b 机械波的频率与波源振动的频率无关c 机械波不能产生干涉 衍射现象d 机械波能在真空中传播 a 25 1 2 3 4 2 多选 关于下列光学现象 说法正确的是 a 水中蓝光的传播速度比红光快b 光从空气射入玻璃时可能发生全反射c 在岸边观察前方水中的一条鱼 鱼的实际深度比看到的要深d 分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验 用红光时得到的条纹间距更宽 cd 26 1 2 3 4 3 2016 全国 卷 1 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 27 1 2 3 4 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 28 1 2 3 4 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 29 1 2 3 4 30 1 2 3 4 4 1 一列简谐横波 某时刻的波形如图甲所示 从该时刻开始计时 波上质点a的振动图象如图乙所示 该列波沿x轴 选填 正向 或 负向 传播 该列波的波速大小为m s 若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象 则所遇到的波的频率为hz 31 1 2 3 4 2 下图为一透明玻璃半球 在其下面有一平行半球上表面水平放置的光屏 两束关于中心轴oo 对称的激光束从半球上表面垂直射入玻璃半球 恰能从球面射出 当光屏距半球上表面h1 40cm时 从球面折射出的两束光线汇聚于光屏与oo 轴的交点 当光屏距上表面h2 70cm时 在光屏上形成半径r 40cm的圆形光斑 求该半球形玻璃的折射率 32 1 2 3 4 33 玻璃三棱镜中的折射和全反射问题 典例示范 如图所示 直角玻璃三棱镜置于空气中 已知 a 60 c 90 一束极细的光于ac的中点d垂直ac面入射 ad a 棱镜的折射率为n 求 1 此玻璃的临界角 2 光从棱镜第一次射入空气时的折射角 3 光从进入棱镜到它第一次射入空气所经历的时间 设光在真空中的传播速度为c 34 思维流程 35 以题说法光在玻璃三棱镜中的折射和全反射问题 作好规范的光路图是解决问题的关键 特别应注意法线作为辅助线的作用 通过作图构