专题七振动与波动光

专题七振动与波动光第1页，课件共50页，创作于2023年2月热点视角备考对策本专题考查的重点和热点：①波的图象；②波长、波速和频率及其相互关系；③波的传播特性；④光的折射及全反射；⑤光的干涉、衍射及双缝干涉实验；⑥简谐运动的规律及振动图象；⑦电磁波的有关性质.命题形式基本上都是小题的拼盘.在复习本部分内容时应加强对基本概念和规律的理解，抓住波的传播特点和图象分析、光的折射定律和全反射这两条主线，兼顾振动图象和光的特性(干涉、衍射、偏振)、光的本性，强化典型问题的训练，力求掌握解决专题内容的基本方法.第2页，课件共50页，创作于2023年2月一、简谐运动1．动力学特征回复力及加速度与位移大小成正比，方向总是与位移的方向相反,始终指向______位置.其表达式为：F＝______,a＝_____，回复力的来源是物体所受到的合力．2．能量特征：振动的能量与______有关，随______的增大而增大．振动系统的动能和势能相互转化，总机械能守恒．平衡－kx振幅振幅第3页，课件共50页，创作于2023年2月3．周期性：做简谐运动的物体，其位移、回复力、加速度、速度都随时间按“正弦”或“余弦”的规律变化，它们的周期T均相同．其位移随时间变化的表达式为：x＝____________或x＝____________(注意动能和势能的变化周期为T/2)．4．简谐运动的对称性振动质点在关于___________对称的两点,x、F、a、v、Ek、Ep的______均相等，其中回复力F、加速度a与位移x的___________，而v与x的方向可能______，也可能______．振动质点来回通过相同的两点间的时间______．Asin(ωt＋φ0)Acos(ωt＋φ0)平衡位置大小方向相反相同相反相等第4页，课件共50页，创作于2023年2月5．简谐运动的两个典型模型——弹簧振子与单摆当单摆摆动的角度α<5°时，可以看成简谐运动，其周期公式为T＝__________．6．受迫振动和共振受迫振动是物体在外界周期性驱动力作用下的振动．其频率等于_________频率,与系统___________无关．当驱动力频率________固有频率时而发生共振，此时振幅________．驱动力固有频率等于最大第5页，课件共50页，创作于2023年2月二、机械波1．机械波的产生条件：(1)波源；(2)______．2．机械波的特点(1)机械波传播的是振动的形式和______，质点在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移．实质：通过传播振动的形式而将振源的能量传播出去．(2)介质中各质点的振动周期和波的传播周期都与_______________相同．(3)机械波的传播速度只由______决定．3．波速、波长、周期、频率的关系：v＝_____＝______．介质能量波源振动周期介质f·λ第6页，课件共50页，创作于2023年2月某时刻所有质点相对__________的位移一质点______随时间的变化规律沿波传播方向上的________________振动质点4．振动图象与波动图象的比较振动图象波动图象研究对象图象意义图象特点一个所有质点位移平衡位置第7页，课件共50页，创作于2023年2月振动图象波动图象图象信息图象变化一完整曲线对应横坐标(1)振动周期(2)振幅(3)各时刻质点位移、速度、加速度(包括大小、方向)(1)波长、振幅(2)任意一质点此时刻的位移(3)任意一质点在该时刻加速度的方向随时间推移图象延续,但原有形状______随时间推移，图象沿传播方向______不变平移周期波长一个______一个______第8页，课件共50页，创作于2023年2月第9页，课件共50页，创作于2023年2月三、电磁场和电磁波1．理解麦克斯韦的电磁场理论恒定的电(磁)场不能产生磁(电)场，均匀变化的电(磁)场产生_______________，非均匀变化的电(磁)场产生变化的磁(电)场,周期性变化的电(磁)场产生________变化的磁(电)场．2．电磁波是横波E与B的方向彼此______，而且都跟______方向垂直，因此电磁波是______波，电磁波的传播不需要介质，在真空中也能传播，在真空中的波速为c＝3.0×108m/s.恒定的磁(电)场周期性垂直传播横第10页，课件共50页，创作于2023年2月四、光及光的本性1．折射率公式(1)光从真空进入介质时：n＝________．(2)决定式：n＝______.2.全反射(1)条件：①光从______介质进入______介质．②入射角______或______临界角．(2)临界角：sinC＝______．c/v光密光疏大于等于1/n第11页，课件共50页，创作于2023年2月3．光的色散(1)白光通过三棱镜后发生______现象,说明白光是________．(2)同种介质中对不同色光的折射率,随频率的增大而______．不同色光在同种介质中的传播速度随色光频率的增大而______．色散复色光增大减小第12页，课件共50页，创作于2023年2月双缝干涉①明条纹：路程差：Δr＝______(k＝0，1，2，…)②暗条纹：Δr＝___________(k＝0，1，2，…)两光源______相等，_________恒定4．光的干涉、衍射和偏振现象(1)光的干涉频率相位差kλ产生条件出现明暗条纹条件相邻明(暗)条纹间距Δx＝λ第13页，课件共50页，创作于2023年2月薄膜干涉反射明暗相间彩色产生原因同一束光分别经薄膜的前后表面______的光叠加而成条纹特点彼此平行的____________条纹；若白光入射，得到平行的______条纹应

用第14页，课件共50页，创作于2023年2月圆形阴影的外侧是明暗相间的___________，中间是______

(泊松亮斑)(2)光的衍射①产生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸跟光的波长________或者比光的波长____．②衍射现象单缝衍射圆孔衍射圆板衍射差不多小亮宽暗窄越宽越大

中间条纹_____、_____；两侧条纹_____、_____；波长越长，条纹_____，间距______明暗相间___________的圆形条纹圆形条纹亮斑第15页，课件共50页，创作于2023年2月

(3)光的偏振自然光通过偏振片后成为_________，两偏振片平行时透过的光______，垂直时透过的光______．偏振光最强最弱第16页，课件共50页，创作于2023年2月热点一对振动和波动的考查命题规律：振动与波动的问题是近几年高考的重点和热点，分析近几年高考命题，命题规律主要有以下几点：(1)以选择题的形式考查，一般考查波动图象和振动图象的相互转换与判断．(2)根据波的图象确定波的传播方向、传播时间及波的相关参量.(3)波的多解问题．第17页，课件共50页，创作于2023年2月(2013·高考四川卷)图甲是一列简谐横波在t＝1.25s时的波形图，已知c位置的质点比a位置的晚0.5s起振，则图乙所示振动图象对应的质点可能位于(

)A．a<x<b

B．b<x<cC．c<x<d D．d<x<eD第18页，课件共50页，创作于2023年2月第19页，课件共50页，创作于2023年2月波动图象和振动图象的应用技巧求解波动图象与振动图象综合类问题可采用“一分、一看、二找”的方法：(1)分清振动图象与波动图象，此问题最简单，只要看清横坐标即可，横坐标为x则为波动图象，横坐标为t则为振动图象．(2)看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数量级．(3)找准波动图象对应的时刻．(4)找准振动图象对应的质点．第20页，课件共50页，创作于2023年2月拓展训练1

(2013·高考北京卷)一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4m/s.某时刻波形如图所示，下列说法正确的是(

)A．这列波的振幅为4cmB．这列波的周期为1sC．此时x＝4m处质点沿y轴负方向运动D．此时x＝4m处质点的加速度为0D第21页，课件共50页，创作于2023年2月第22页，课件共50页，创作于2023年2月拓展训练2

(2013·高考天津卷)一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9m的a、b两质点的振动图象如右图所示．下列描述该波的图象可能的是(

)AC第23页，课件共50页，创作于2023年2月第24页，课件共50页，创作于2023年2月热点二对光的折射与全反射的考命题规律：光的折射与全反射为每年高考中的常考内容，分析近几年高考命题，命题规律主要有以下几点：(1)光在不同介质中传播时对折射定律与反射定律应用的考查．(2)光在不同介质中传播时有关全反射的考查．(3)光在介质中传播时临界光线的考查．第25页，课件共50页，创作于2023年2月

(2013·高考新课标全国卷Ⅱ)如图,三棱镜的横截面为直角三角形ABC,∠A＝30°,∠B＝60°.一束平行于AC边的光线自AB边的P点射入三棱镜，在AC边发生反射后从BC边的M点射出．若光线在P点的入射角和在M点的折射角相等．(1)求三棱镜的折射率；(2)在三棱镜的AC边是否有光线透出？写出分析过程．(不考虑多次反射)第26页，课件共50页，创作于2023年2月第27页，课件共50页，创作于2023年2月第28页，课件共50页，创作于2023年2月第29页，课件共50页，创作于2023年2月光的折射和全反射问题的解题技巧(1)在解决光的折射问题时，应先根据题意分析光路，即画出光路图，找出入射角和折射角，然后应用公式来求解，找出临界光线往往是解题的关键．(2)分析全反射问题时，先确定光是否由光密介质进入光疏介质、入射角是否大于临界角，若不符合全反射的条件，则再由折射定律和反射定律确定光的传播情况．(3)在处理光的折射和全反射类型的题目时，根据折射定律及全反射的条件准确作出几何光路图是基础，利用几何关系、折射定律是关键．第30页，课件共50页，创作于2023年2月拓展训练3

(2013·高考天津卷)固定的半圆形玻璃砖的横截面如图，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线．足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN.由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点,入射光线与OO′夹角θ较小时,光屏NQ区域出现两个光斑，逐渐增大θ角，当θ＝α时，光屏NQ区域A光的光斑消失，继续增大θ角，当θ＝β时，光屏NQ区域B光的光斑消失，则(

)AD第31页，课件共50页，创作于2023年2月第32页，课件共50页，创作于2023年2月第33页，课件共50页，创作于2023年2月拓展训练4

(2013·高考新课标全国卷Ⅰ)如图所示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面．已知光在真空中的传播速度为c.(1)为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，求光线在端面AB上的入射角应满足的条件；(2)求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间.第34页，课件共50页，创作于2023年2月第35页，课件共50页，创作于2023年2月第36页，课件共50页，创作于2023年2月热点三对光的波动性的考查命题规律：该知识点为近几年高考的热点，题型为选择题，命题角度有以下几点：(1)单纯考查光的干涉、衍射和偏振现象及对光现象的解释．(2)结合光的折射考查不同色光的干涉、衍射情况．(3)考查光的干涉、衍射在实际中的应用．第37页，课件共50页，创作于2023年2月

(2013·中山二模)如图所示,两束单色光a、b从水下射向A点后,光线经折射合成一束光c,则下列说法中正确的是(

)

A．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距B．用a、b光分别做单缝衍射实验时，它们的衍射条纹宽度都是均匀的C．在水中a光的速度比b光的速度小D．a光在水中的临界角大于b光在水中的临界角ADAD第38页，课件共50页，创作于2023年2月第39页，课件共50页，创作于2023年2月拓展训练5

(2013·高考大纲全国卷)下列现象中，属于光的衍射的是(

)A．雨后天空出现彩虹B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹C．海市蜃楼现象D．日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹解析：出现彩虹是大气对光的散射造成的；海市蜃楼是光的折射与全反射现象造成的；肥皂膜上的彩色条纹是薄膜干涉的结果；通过狭缝观察日光灯看到彩色条纹是光的衍射现象,选项B正确．B第40页，课件共50页，创作于2023年2月拓展训练6光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是(

)A．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C．在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象解析：用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉现象，A错误；用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的折射形成的色散现象，B错误；在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象，C错误；光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，D正确．D第41页，课件共50页，创作于2023年2月光学实验光学实验包括测折射率和双缝干涉实验，预计将成为2014年高考的命题点．第42页，课件共50页，创作于2023年2月变小变大13.8702.3106.6×102第43页，课件共50页，创作于2023年2月第44页，课件