人教版物理高考大一轮 教案学案作业

考点内容要求考纲解读简谐运动Ⅰ本章考查的热点有简谐运动的特点及图象、波的图象以及波长、波速、频率的关系，光的折射和全反射，题型以选择题和填空题为主，难度中等偏下，波动与振动的综合及光的折射与全反射的综合，有的考区也以计算题的形式考查．复习时应注意理解振动过程中回复力、位移、速度、加速度等各物理量的变化规律、振动与波动的关系及两个图象的物理意义，注意图象在空间和时间上的周期性，分析几何光学中的折射、全反射和临界角问题时，应注意与实际应用的联系，作出正确的光路图；光和相对论部分，以考查基本概念及对规律的简单理解为主，不可忽视任何一个知识点.简谐运动的公式和图象Ⅱ单摆、单摆的周期公式Ⅰ受迫振动和共振Ⅰ机械波Ⅰ横波和纵波Ⅰ横波的图象Ⅱ波速、波长和频率(周期)的关系Ⅱ波的干涉和衍射现象Ⅰ多普勒效应Ⅰ光的折射定律Ⅱ折射率Ⅰ全反射、光导纤维Ⅰ光的干涉、衍射和偏振现象Ⅰ变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场、电磁波及其传播Ⅰ电磁波的产生、发射和接收Ⅰ电磁波谱Ⅰ狭义相对论的基本假设Ⅰ质速关系、质能关系Ⅰ相对论质能关系式Ⅰ实验：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度实验：测定玻璃的折射率实验：用双缝干涉测光的波长第1课时机械振动导学目标1.理解简谐运动的概念、公式和图象，掌握简谐运动的回复力的特点和描述简谐运动的物理量.2.掌握单摆的振动规律和周期公式.3.理解受迫振动和共振的概念，掌握产生共振的条件．一、简谐运动[基础导引]1．图1是某质点做简谐运动的振动图象．根据图象中的信息，回答下列问题．(1)质点离开平衡位置的最大距离有多大？图1(2)在1.5s和2.5s这两个时刻，质点的位置各在哪里？图1(3)在1.5s和2.5s这两个时刻，质点向哪个方向运动？2．参考图1，在t＝0到t＝4s的范围内回答以下问题．(1)质点相对平衡位置的位移的方向在哪些时间内跟它的瞬时速度的方向相同？在哪些时间内跟瞬时速度的方向相反？(2)质点在第2s末的位移是多少？(3)质点在前2s内走过的路程是多少？3．请根据图1写出这个简谐振动的位移随时间变化的关系式．[知识梳理]1．概念：如果质点的位移与时间的关系遵从________函数的规律，即它的振动图象(x－t图象)是一条________曲线，这样的振动叫简谐运动．2．动力学表达式F＝________.运动学表达式x＝Asin(ωt＋φ)．3．描述简谐运动的物理量(1)位移x：由____________指向______________________的有向线段表示振动位移，是矢量．(2)振幅A：振动物体离开平衡位置的____________，是标量，表示振动的强弱．(3)周期T和频率f：做简谐运动的物体完成____________所需要的时间叫周期，而频率则等于单位时间内完成________________；它们是表示振动快慢的物理量．二者互为倒数关系．4．简谐运动的图象(1)物理意义：表示振动物体的位移随时间变化的规律．(2)从平衡位置开始计时，函数表达式为x＝Asinωt，图象如图2所示．从最大位移处开始计时，函数表达式为x＝Acosωt，图象如图3所示．图2图35．简谐运动的能量简谐运动过程中动能和势能相互转化，机械能守恒，振动能量与________有关，________越大，能量越大．二、单摆[基础导引]图4是两个单摆的振动图象．(1)甲、乙两个摆的摆长之比是多少？(2)以向右的方向作为摆球偏离平衡位置的位移的正方向，从t＝0起，乙第一次到达右方最大位移处时，甲振动到了什么位置？向什么方向运动？图4[知识梳理]图4如图5所示，平衡位置在最低点．(1)定义：在细线的一端拴一个小球，另一端固定在悬点上，如果线的________和________都不计，球的直径比________短得多，这样的装置叫做单摆．图5(2)视为简谐运动的条件：________________.图5(3)回复力：小球所受重力沿________方向的分力，即：F＝G2＝Gsinθ＝eq\f(mg,l)x，F的方向与位移x的方向相反．(4)周期公式：T＝2πeq\r(\f(l,g)).(5)单摆的等时性：单摆的振动周期取决于摆长l和重力加速度g，与振幅和振子(小球)质量都没有关系．注意单摆振动时，线的张力与重力沿摆线方向的分力的合力提供单摆做圆周运动的向心力．重力沿速度方向的分力提供回复力，最大回复力大小为eq\f(mg,l)A，在平衡位置时回复力为零，但合外力等于向心力，不等于零．三、受迫振动和共振[基础导引]如图6所示，张紧的水平绳上吊着A、B、C三个小球．B靠近A，但两者的悬线长度不同；C远离球A，但两者的悬线长度相同．(1)让球A在垂直于水平绳的方向摆动，将会看到B、C球有什么表现？(2)在C球摆动起来后，用手使A、B球静止，然后松手，又将看到A、B球有什么表现？[知识梳理]1．受迫振动：系统在________________作用下的振动．做受迫振动的物体，它的周期(或频率)等于________的周期(或频率)，而与物体的固有周期(或频率)______关．2．共振：做受迫振动的物体，它的固有频率与驱动力的频率越接图7近，其振幅就越大，当二者________时，振幅达到最大，这就是图7共振现象．共振曲线如图7所示.考点一简谐运动图象及运动规律考点解读1．图象的应用(1)确定振动物体在任意时刻的位移．如图8中，对应t1、t2时刻的位移分别为x1＝＋7cm，x2＝－(2)确定振动的振幅．如图振幅是10图8(3)确定振动的周期和频率．振动图象上一个完整的正弦(余图8弦)图形在时间轴上拉开的“长度”表示周期．由图可知，OD、AE、BF的间隔都等于振动周期，T＝0.2s，频率f＝eq\f(1,T)＝5Hz.(4)确定各质点的振动方向．例如图中的t1时刻，质点正远离平衡位置向位移的正方向运动；在t3时刻，质点正向着平衡位置运动．(5)比较各时刻质点加速度的大小和方向．例如在图中t1时刻质点位移x1为正，则加速度a1为负；t2时刻质点位移x2为负，则加速度a2为正，又因为|x1|>|x2|，所以|a1|>|a2|.2．运动规律：公式x＝Asin(ωt＋φ)(1)变化规律位移增大时eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(回复力、加速度变大,\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(速度、动能减小,势能增大))机械能守恒,振幅、周期、频率保持不变))(2)对称规律①做简谐运动的物体，在关于平衡位置对称的两点，回复力、位移、加速度具有等大反向的关系．另外速度的大小、动能也具有对称性，速度的方向可能相同或相反．图9②振动质点来回通过相同的两点间的时间相等，如tBC＝tCB；图9质点经过关于平衡位置对称的等长的两线段时所用的时间相等，如tBC＝tB′C′，如图9所示．典例剖析例1如图10为一弹簧振子的振动图象，求：(1)该振子简谐运动的表达式．(2)在第2s末到第3s末这段时间内弹簧振子的加速度、速度、图10动能和弹性势能各是怎样变化的？图10(3)该振子在前100s的总位移是多少？路程是多少？跟踪训练1一弹簧振子做简谐运动，周期为T，则()A．若t时刻和(t＋Δt)时刻振子运动的位移大小相等、方向相同，则Δt一定等于T的整数倍B．若t时刻和(t＋Δt)时刻振子运动的速度大小相等、方向相反，则Δt一定等于T/2的整数倍C．若Δt＝T，则在t时刻和(t＋Δt)时刻振子运动的加速度一定相等D．若Δt＝T/2，则在t时刻和(t＋Δt)时刻弹簧的长度一定相等考点二单摆的回复力与周期考点解读1．受力特征：重力和细线的拉力(1)回复力：摆球重力沿切线方向上的分力，F回＝－mgsinθ＝－eq\f(mg,l)x＝－kx，负号表示回复力F与位移x的方向相反．(2)向心力：细线的拉力和重力沿细线方向的分力的合力充当向心力，F向＝F－mgcosθ.注意：(1)当摆球在最高点时，F向＝eq\f(mv2,R)＝0，F＝mgcosθ.(2)当摆球在最低点时，F向＝eq\f(mv2,R)，F向最大，F＝mg＋meq\f(v2,R).2．周期公式：T＝2πeq\r(\f(l,g))，f＝eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,l))(1)测重力加速度g.只要测出单摆的摆长l，周期T，就可以根据g＝4π2eq\f(l,T2)，求出当地的重力加速度g.(2)l为等效摆长，表示从悬点到摆球重心的距离，要区分摆长和摆线长，悬点实质为摆球摆动所在圆弧的圆心．(3)g为当地重力加速度．典例剖析例2已知单摆的振动图象如图11所示．(1)读图可知振幅A＝______m，振动频率f＝______Hz；(2)求此单摆的摆长l；图11(3)若摆球质量为0.2kg，在摆动过程中，图11的最大值Fm是多少？(取g＝10m/s2，π2跟踪训练2细长轻绳下端拴一小球构成单摆，在悬挂点正下方eq\f(1,2)摆长处有一个能挡住摆线的钉子A，如图12所示．现将单摆向左方拉开一个小角度然后无初速度释放．对于单摆的运动，下列说法中正确的是()图12A．摆球往返运动一次的周期比无钉子时的单摆周期小图12B．摆球在左右两侧上升的最大高度一样C．摆球在平衡位置左右两侧走过的最大弧长相等D．摆球在平衡位置右侧的最大摆角是左侧的2倍考点三受迫振动和共振的应用考点解读1．受迫振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关．2．当驱动力频率等于物体固有频率时，发生共振现象，振幅最大．典例剖析一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，如图13甲所示，该装置可用于研究弹簧振子的受迫振动．匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动．把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期．若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图乙所示．当把手以某一速度匀速运动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图象如图丙所示．若用T0表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，Y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则：图13(1)稳定后，物体振动的频率f＝________Hz.(2)欲使物体的振动能量最大，需满足什么条件？答：________________________________________________________________________.(3)利用上述所涉及的知识，请分析某同学所提问题的物理依据．“某同学考虑，我国火车第六次大提速时，需尽可能的增加铁轨单节长度，或者是铁轨无接头”．答：________________________________________________________________________.跟踪训练3图14所示是一个单摆做受迫振动时的共振曲线，表示振幅A与驱动力的频率f的关系，下列说法正确的是()A．摆长约为10图14B．摆长约为1图14C．若增大摆长，共振曲线的“峰”将向右移动D．若增大摆长，共振曲线的“峰”将向左移动14.单摆模型的应用例4如图15所示，ACB为光滑弧形槽，弧形槽半径为R，R≫.甲球从弧形槽的球心处自由落下，乙球从A点由静止释放，问：(1)两球第1次到达C点的时间之比．(2)若在圆弧的最低点C的正上方h处由静止释放小球甲，让其自由下落，同时乙球从圆弧左侧由静止释放，欲使甲、乙两球在圆弧最低点C处相遇，则甲球下落的高度h是多少？建模感悟从以上两例看出，单摆模型的构建及应用关键是要看所求实际问题是否具备单摆模型的典型力学特征，这就需要教师引导学生仔细分析研究题目所蕴含的力学条件信息．图16跟踪训练4一个半圆形光滑轨道如图16所示，半径是R，圆心是图16O，如果拿两个物体分别放在O点和B点(B点离A点很近)，同时从静止释放，问这两个物体谁先到达A点？A组简谐运动的振动图象1．一质点做简谐运动的振动图象如图17所示，质点的速度与加速度方向相同的时间段是()A．0～0.3s图17B．0.3s～0.6s图17C．0.6s～0.9sD．0.9s～1.2s2．某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x＝Asineq\f(π,4)tm，则质点()A．第1s末与第3s末的位移相同B．第1s末与第3s末的速度相同C．3s末至5s末的位移方向都相同D．3s末至5s末的速度方向都相同B组单摆问题3．如图18所示，一单摆悬于O点，摆长为L，若在O点的竖直线上的O′点钉一个钉子，使OO′＝eq\f(L,2)，将单摆拉至A处释放，小球将在A、B、C间来回振动，若振动中摆线与竖直方向夹角小于5°，则此摆的周期是()图18A．2πeq\r(\f(L,g))B．2πeq\r(\f(L,2g))图18C．2π(eq\r(\f(L,g))＋eq\r(\f(L,2g)))D．π(eq\r(\f(L,g))＋eq\r(\f(L,2g)))4．做简谐运动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2，则单摆振动的()A．频率、振幅都不变B．频率、振幅都改变C．频率不变、振幅改变D．频率改变、振幅不变图195.(1)将一个电动传感器接到计算机上，就可以测量快速变图19化的力，用这种方法测得的某单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如图19所示．某同学由此图象提供的信息做出的下列判断中，正确的是________．A．t＝0.2s时摆球正经过最低点B．t＝1.1s时摆球正经过最低点C．摆球摆动过程中机械能减小D．摆球摆动的周期是T＝1.4s(2)图20为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，下列说法中正确的是________．A．甲、乙两单摆的摆长相等图20B．甲摆的振幅比乙摆大图20C．甲摆的机械能比乙摆大D．在t＝0.5s时有最大正向加速度的是乙摆

课时规范训练(限时：30分钟)一、选择题1．简谐运动的平衡位置是指()A．速度为零的位置B．回复力为零的位置C．加速度为零的位置D．位移最大的位置2．(2010·全国Ⅰ·21)一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点．t＝0时刻振子的位移x＝－0.1m；t＝eq\f(4,3)s时刻x＝0.1m；t＝4s时刻x＝0.1m．该振子的振幅和周期可能为A．0.1m，eq\f(8,3)sB．0.1m,8C．0.2m，eq\f(8,3)sD．0.2m,83．悬挂在竖直方向上的弹簧振子，周期为2s，从最低点的位置向上运动时开始计时，它的振动图象如图1所示，由图可知()图1A．t＝1.25s时振子的加速度为正，速度为正B．t＝1.7s时振子的加速度为负，速度为负C．t＝1.0s时振子的速度为零，加速度为负的最大值D．t＝1.5s时振子的速度为零，加速度为负的最大值4．图2甲是一个弹簧振子的示意图，在B、C之间做简谐运动，O是它的平衡位置，规定以向右为正方向，图乙是它的速度v随时间t变化的图象．下面的说法中正确的是()甲乙图2A．t＝2s时刻，它的位置在O点左侧4B．t＝3s时刻，它的速度方向向左C．t＝4s时刻，它的加速度为方向向右的最大值D．它的一个周期时间为8s5．如图3所示，小球在B、C之间做简谐运动，O为BC间的中点，B、C间的距离为10cm，则下列说法正确的是(图3A．小球的最大位移是10图3B．只有在B、C两点时，小球的振幅是5cm，在O点时振幅是0C．无论小球在任何位置，它的振幅都是5D．从任意时刻起，一个周期内小球经过的路程都是20图46．如图4所示，将小球甲、乙、丙(都可视为质点)分别从A、B、C三点图4由静止同时释放，最后都到达竖直面内圆弧的最低点D，其中甲是从圆心A出发做自由落体运动，乙沿弦轨道从一端B到达最低点D，丙沿圆弧轨道从C点运动到D，且C点很靠近D点，如果忽略一切摩擦阻力，那么下列判断正确的是()A．甲球最先到达D点，乙球最后到达D点B．甲球最先到达D点，丙球最后到达D点C．丙球最先到达D点，乙球最后到达D点D．甲球最先到达D点，无法判断哪个球最后到达D点二、非选择题图57.有一弹簧振子在水平方向上的B，C之间做简谐运动，已知B，C图5间的距离为20cm，振子在2s内完成了10次全振动振子经过平衡位置时开始计时(t＝0)，经过eq\f(1,4)周期振子有正向最大加速度．(1)求振子的振幅和周期；(2)在图5中作出该振子的位移—时间图象；(3)写出振子的振动方程．8．一质点做简谐运动，其位移和时间关系如图6所示．(1)求t＝0.25×10－2s时的位移；(2)在t＝1.5×10－2s到2×10－2s的振动过程中，质点的位移、回图6复力、速度、动能、势能如何变化？图6(3)在t＝0到8.5×10－2s时间内，质点的路程、位移各多大？

复习讲义基础再现一、基础导引(1)10(2)在1.5s时，质点的位置在7cm处．在2.5s时，质点的位置在－7(3)这两个时刻，质点都向下运动．2．(1)第1s内和第3s内，位移方向跟速度的方向相同．第2s内和第4s内，位移方向跟速度的方向相反．(2)0(3)20cm3．x＝10sineq\f(π,2)tcm知识梳理1.正弦正弦2.－kx3．(1)平衡位置振动质点所在位置(2)最大距离(3)一次全振动全振动的次数5.振幅振幅二、基础导引(1)1∶4(2)见解析解析(2)由图象可以看出，当乙第一次到达右方最大位移处时，t＝2s，振动了eq\f(1,4)周期，甲振动了eq\f(1,2)周期，位移为0.此时甲向左方运动．知识梳理(1)伸长质量摆线(2)摆角小于5°(3)切线三、基础导引(1)B、C球也开始振动，且C球振动的振幅比较大(2)A、B球开始振动，且A球的振幅比较大知识梳理1.周期性驱动力驱动力无2.相等课堂探究例1(1)x＝5sineq\f(π,2)tcm(2)见解析(3)05m解析(2)由题图可知，在t＝2s时，振子恰好通过平衡位置，此时加速度为零，随着时间的延续，位移值不断加大，加速度的值也不断变大，速度值不断变小，动能不断减小，弹性势能逐渐增大，当t＝3s时，加速度的值达到最大，速度等于零，动能等于零，弹性势能达到最大值．跟踪训练1C例2(1)0.10.25(2)4m(3)0.05跟踪训练2AB例3(1)0.25(2)、(3)见解析解析(3)若单节车轨非常长，或无接头，则驱动力周期非常大，从而远离火车的固有周期，使火车的振幅较小，以便来提高火车的车速．跟踪训练3BD例4(1)eq\f(2\r(2),π)(2)eq\f((2n＋1)2π2R,8)(n＝0,1,2，…)跟踪训练4放在O点的物体先到达A点分组训练1．BD2.AD3.D4.C5．(1)AC(2)ABD课时规范训练1．B2．ACD3．C4．BCD5．CD6．A7．(1)A＝10cmT＝0.2s(3)x＝－10sin10πtcm解析(2)由振子经过平衡位置时开始计时，经过eq\f(1,4)周期振子有正向最大加速度，可知振子此时在负方向最大位移处．所以位移—时间图象如图所示．8．(1)－eq\r(2)cm(2)变大变大变小变小变大(3)34cm2cm第2课时机械波导学目标1.理解机械波的概念，会分析横波的图象.2.掌握波速、波长和频率(周期)的关系.3.理解波的干涉和衍射现象，掌握产生干涉和衍射的条件．理解多普勒效应的概念．一、机械波[基础导引]图1是某绳波形成过程的示意图．质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2,3,4，…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端．已知t＝0时，质点1开始向上运动；t＝eq\f(T,4)时，质点1到达最上方，质点5开始向上运动．问：图1(1)t＝eq\f(T,2)时，质点8、12、16的运动状态(是否运动、运动方向)如何？(2)t＝eq\f(3T,4)时，质点8、12、16的运动状态如何？(3)t＝T时，质点8、12、16的运动状态如何？[知识梳理]1．波的形成：机械振动在介质中传播，形成机械波．(1)产生条件：①________；②________.(2)特点①机械波传播的只是振动的________和________，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波________．②介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与________振动周期和频率相同．③各质点开始振动(即起振)的方向均________．④一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为______，位移为________．2．机械波的分类(1)横波：质点的振动方向与波的传播方向相互________的波，有________(凸部)和________(凹部)．(2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在____________上的波，有________和________．3．波长、波速、频率及其关系(1)波长在波动中，振动相位总是________的两个相邻质点间的距离，用λ表示．(2)波速波在介质中的传播速度．由________本身的性质决定．(3)频率由________决定，等于________的振动频率．(4)波长、波速和频率的关系：v＝fλ.特别提醒(1)机械波从一种介质进入另一种介质，频率不变，波速、波长都改变．(2)机械波的波速仅由介质来决定，在固体、液体中波速比在空气中大．波速的计算方法：v＝eq\f(λ,T)或v＝eq\f(Δx,Δt).二、波的图象[基础导引]一列横波某时刻的波形如图2甲所示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图象．图2(1)若波沿x轴的正方向传播，图乙为K、L、M、N四点中哪点的振动图象？(2)若波沿x轴的负方向传播，图乙为K、L、M、N四点中哪点的振动图象？[知识梳理]1．图象在平面直角坐标系中，用横坐标表示介质中各质点的____________；用纵坐标表示某一时刻，各质点偏离平衡位置的________，简谐波的图象是________(或余弦)曲线．2．物理意义：某一时刻介质中________相对平衡位置的位移．三、波特有的现象[基础导引]1．在图3所描述的时刻，M是波峰与波峰相遇的点，是凸起最高的位置之一．图3(1)随着时间的推移，这个凸起最高的位置在向哪个方向移动？图3是不是M质点在向那个方向迁移？M质点在哪个方向上运动？(2)指出图中哪个位置是凹下最低的位置(只需指出一个)．随着时间的推移，这个凹下最低的位置在向哪个方向移动？(3)由图中时刻经过eq\f(T,4)时，M质点的位移为多少？2．火车上有一个声源发出频率一定的乐音．当火车静止、观察者也静止时，观察者听到并记住了这个乐音的音调．以下情况中，观察者听到这个乐音的音调比原来降低的是()A．观察者静止，火车向他驶来B．观察者静止，火车远离他驶去C．火车静止，观察者乘汽车向着火车运动D．火车静止，观察者乘汽车远离火车运动[知识梳理]1．波的干涉(1)产生稳定干涉的条件：频率相同的两列同性质的波相遇．(2)现象：两列波相遇时，某些区域的振动总是________，某些区域的振动总是________，且加强区和减弱区互相间隔．(3)对两个完全相同的波源产生的干涉来说，凡到两波源的路程差为一个波长的____________时，振动加强；凡到两波源的路程差为半个波长的__________时，振动减弱．2．波的衍射(1)产生明显衍射现象的条件：障碍物的尺寸或孔(缝)的宽度跟波长____________，或者比波长________．(2)现象：波绕过障碍物继续传播．3．多普勒效应(1)由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者接收到的波的频率发生变化的现象叫多普勒效应．(2)波源的频率不变，只是观察者接收到的波的频率发生变化．如果二者相互接近，观察者接收到的波的频率变大；如果二者相互远离，观察者接收到的波的频率变小．考点一对波动图象的理解考点解读1．振动图象与波动图象的比较振动图象波动图象研究对象一振动质点沿波传播方向的所有质点研究内容一质点的位移随时间的变化规律某时刻所有质点的空间分布规律图象物理意义表示同一质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移图象信息(1)质点振动周期(2)质点振幅(3)各时刻某一质点的位移(4)各时刻速度、加速度的方向(1)波长、振幅(2)任意一质点在该时刻的位移(3)任意一质点在该时刻的加速度方向(4)传播方向、振动方向的互判形象比喻记录着一个人一段时间内活动的录像带记录着许多人某时刻动作表情的集体照片图象变化随时间推移，图象延续，但已有形状不变随时间推移，波形沿传播方向平移一完整曲线占横坐标的距离表示一个周期表示一个波长2．质点的振动方向与波的传播方向的互判图象方法(1)微平移法：沿波的传播方向将波的图象进行一微小平移，然后由两条波形曲线来判断．例如：波沿x轴正向传播，t时刻波形曲线如图中实线所示．将其沿v的方向移动一微小距离Δx，获得如图中虚线所示的图线．可以判定：t时刻质点A振动方向向下，质点B振动方向向上，质点C振动方向向下.(2)“上、下坡”法：沿着波的传播方向看，上坡的点向下振动，下坡的点向上振动．即“上坡下、下坡上”．例如：图中A点向上振动，B点向下振动，C点向上振动．(3)同侧法质点的振动方向与波的传播方向在波的图象的同一侧．如图所示.典例剖析例1(2010·天津理综·4)一列简谐横波沿x轴正向传播，传到M点时波形如图4所示，再经0.6s，N点开始振动，则该波的振幅A和频率f为()图4A．A＝1mf＝5HzB．A＝0.5mfC．A＝1mf＝2.5HzD．A＝0.5mf跟踪训练1在O点有一波源，t＝0时刻开始向＋y方向振动，形成沿x轴正方向传播的一列简谐横波．距离O点为x1＝3m的质点A的振动图象如图5甲所示；距离O点为x2＝4m的质点B的振动图象如图乙所示；距离O点为x3＝5m的质点C的振动图象如图丙所示图5A．该波的波长为6B．该波的周期为12sC．该波的波速为1D．10s末A点的振动速度大于B点的振动速度例2有一列向右传播的简谐横波，某时刻的波形如图6所示，波速为0.6m/s，P点的横坐标x＝0.96图6此时波刚好传到C点．图6(1)此时刻质点A的运动方向和质点B的加速度方向是怎样的？(2)经过多少时间P点第二次到达波峰？(3)画出P质点开始振动后的振动图象．探究所得1.根据振动图象可以确定某一质点的初始位置和振动方向.2.根据波动图象和波的传播方向可确定出介质中的质点在某时刻的位置和振动方向．跟踪训练2在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点间的距离均为0.1m，如图7(a)所示．一列横波沿该直线向右传播，t＝0时刻到达质点1，质点1开始向下运动，振幅为0.2m，(a)(b)图7(1)求该列横波传播的速度；(2)在图8中画出质点5从t＝0到t＝0.3s的振动图象．图8考点二波的干涉与波的衍射的比较考点解读内容衍射和干涉定义现象可观察到明显现象的条件相同点波的衍射波可以绕过障碍物继续传播的现象波能偏离直线而传到直线传播以外的空间缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不大或者小于波长干涉和衍射是波特有的现象波的干涉频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强、某些区域的振动减弱，而且加强和减弱的区域相间分布的现象会产生振动强弱相间的区域．某些区域总是加强，某些区域总是减弱两列波的频率相同典例剖析例3如图9表示两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇．图中实线表示波峰，虚线表示波谷，c和f分别为ae和bd的中点，则：图9(1)在a、b、c、d、e、f六点中，振动加强的点是__________．振动减弱的点是____________．(2)若两振源S1和S2振幅相同，此时刻位移为零的点是________．(3)画出此时刻ace连线上，以a为起点的一列完整波形，标出e点．方法归纳1．在稳定的干涉图样中，加强区的点始终加强，减弱区的点始终减弱，但加强点的位移时刻在改变，某时刻可能为零，相同的两列波的干涉，减弱区域的点一直静止不动．从干涉图样中区分波峰和波谷，画图象．2．波的特有现象指的是波的干涉、衍射、多普勒效应，掌握好它们发生的条件及特性是关键．跟踪训练3(1)如图10所示，向左匀速运动的小车发出频率为f的声波，车左侧A处的人感受到的声波的频率为f1，车右侧B处的人感受到的声波的频率为f2，则f1、f2与f的关系为________．图10(2)图11如图11所示，横波1沿BP方向传播，B点的振动图象如图12甲所示；图11横波2沿CP方向传播，C点的振动图象如图乙所示．P与B相距40cm，P与C相距50cm，波速都为20cm/s.两横波在振动方向相同，P点振幅为________cm.图1217.忽视波的周期性和双向性造成漏解例4一列简谐横波沿直线传播，已知介质中a、b两质点平衡位置间的距离为2m，a、b两质点的振动情况如图13所示列说法中错误的是()图13A．波长可能为eq\f(8,5)m图13B．波长一定小于eq\f(8,3)mC．波速可能为eq\f(2,47)m/sD．波速可能大于eq\f(2,3)m/s误区警示错解1：由题图可知，质点b比a落后eq\f(3,4)T，因此波长满足2＝(n＋eq\f(3,4))λ，即λ＝eq\f(2×4,4n＋3)m(n＝0,1,2…)，A、B错；波速v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(2×4,4(4n＋3))m/s(n＝0,1,2，…)，C对，D错．故选A、B、D三项．错误的原因是误认为波一定是从a向b传播，忽视了波的传播的双向性．错解2：误认为图象中实线为先，虚线为后，因此认为波由b向a传播，同理解得A、D正确，选B、C两项．正确解析波的传播具有双向性，若波从a向b传播，由题图可知，质点b比a落后eq\f(3,4)T，因此波长满足2＝(n＋eq\f(3,4))λ，即λ＝eq\f(2×4,4n＋3)m(n＝0,1,2，…)；波速v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(2×4,4(4n＋3))m/s(n＝0,1,2，…)．若波由b向a传播，则波长满足2＝(n＋eq\f(1,4))λ，即λ＝eq\f(2×4,4n＋1)m(n＝0,1,2，…)；波速v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(2×4,4(4n＋1))m/s(n＝0,1,2，…)；综上所述可知错误的只有B.答案B正本清源1.造成波动问题多解的主要因素有：,(1)周期性,①时间周期性：时间间隔Δt与周期T的关系不明确.,②空间周期性：波传播距离Δx与波长λ的关系不明确.,(2)双向性,①传播方向双向性：波的传播方向不确定.,②振动方向双向性：质点振动方向不确定.,2.解答此类问题，首先要考虑波传播的“双向性”，例如，nT＋\f(1,4)T时刻向右传播的波形和nT＋\f(3,4)T时刻向左传播的波形相同.其次要考虑波传播的“周期性”，时间、传播距离都要写成周期、波长的整数倍加“零头”的形式.跟踪训练4如图14实线是某时刻的波形图象，虚线是经过0.2s时的波形图象．求：(1)波传播的可能距离；图14(2)可能的周期；图14(3)可能的波速；(4)若波速是35m/s，(5)当0.2s小于一个周期时，传播的距离、周期、波速．A组波的图象的理解及应用图151.在同一地点有两个静止的声源，发出声波1和2在同一空间图15的空气中沿同一方向传播，图15为某时刻这两列波的图象，则下列说法中正确的是()A．波1速度比波2速度大B．相对于同一障碍物，波1比波2更容易发生衍射现象C．这两列波传播的方向上，不会产生稳定的干涉现象D．这两列波传播的方向上，运动的观察者听到的这两列波的频率可以相同图162．如图16所示是一列简谐波在t＝0时的波形图，介质中的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y＝10sin5πtcm.关于这列简谐波，下列说法中正确的是()图16A．这列简谐波的振幅为20B．这列简谐波的周期为5.0sC．这列简谐波在该介质中的传播速度为25D．这列简谐波沿x轴正向传播B组波的图象与振动图象的综合应用3．一列简谐横波在某一时刻的波形图如图17甲所示，图中P、Q两质点的横坐标分别为x1＝1.5m和x2＝4.5m图17在下列四幅图中，Q点的振动图象可能是()4．(2010·北京理综·17)一列横波沿x轴正向传播，a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置．某时刻的波形如图18甲所示，此后，若经过eq\f(3,4)周期开始计时，则图乙描述的是()甲乙图18A．a处质点的振动图象B．b处质点的振动图象C．c处质点的振动图象D．d处质点的振动图象C组波特有现象的应用5．一条弹性绳子呈水平状态，M为绳子中点，两端P、Q同时开始上下振动，一小段时间后产生的波形如图19所示，机械波的传播速度由介质决定，对于绳上各点的振动情况，以下判断正确的是()图19A．波源P的起振方向是向上的B．波源Q产生的波将先到达中点MC．中点M的振动始终是加强的D．M点的位移大小在某时刻可能为零图206．如图20所示，一小型渔港的防波堤两端MN相距约60m，图20后A、B两处有两个小船进港躲避风浪．某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播，下列说法中正确的有()A．假设波浪的波长约为10m，则A、B．假设波浪的波长约为10m，则A、C．假设波浪的波长约为50m，则A、D．假设波浪的波长约为50m，则A、

课时规范训练(限时：30分钟)一、选择题1．医院通过彩超对人体进行体检时，彩超机向人体内发射频率已精确掌握的超声波，超声波经血液反射后被专用仪器接收，然后通过反射波频率变化就可知血液的流速，这一技术主要体现了哪一种物理现象()A．共振B．波的衍射C．多普勒效应D．波的干涉2．关于振动和波的关系，下列说法中正确的是()A．振动是波的成因，波是振动的传播B．振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联系起来呈现的运动现象C．波的传播速度就是质点振动的速度D．波源停止振动时，波立即停止传播3．关于波的衍射现象，下列说法正确的是()A．当孔的尺寸比波长大时，一定不会发生衍射现象B．只有孔的尺寸与波长相差不多时，或者比波长还小时才会观察到明显的衍射现象C．只有波才有衍射现象D．以上说法均不正确4.有一列简谐横波在弹性介质中沿x轴正方向以速率v＝5.0m/s传播，t＝0时刻的波形如图1所示，下列说法中正确的是()图1A．该列波的波长为0.5m，频率为5图1B．t＝0.1s时，波形沿x轴正方向移动0.5C．t＝0.1s时，质点A的位置坐标为(1.25mD．t＝0.1s时，质点A的速度为零图25．如图2所示，S1、S2为两个振动情况完全一样的波源，两列波的图2波长都为λ，它们在介质中产生干涉现象，S1、S2在空间共形成6个振动减弱的区域(图中虚线处)，P是振动减弱区域中的一点，从图中可看出()A．P点到两波源的距离差等于1.5λB．两波源之间的距离一定在2.5个波长到3.5个波长之间C．P点此时刻振动最弱，过半个周期后，振动变为最强D．当一列波的波峰传到P点时，另一列波的波谷也一定传到P点图36．在坐标原点处有一质点O做简谐振动，它形成沿x轴传播的图3简谐横波，波长为16m，在其右侧相距4动图象如图3所示，使用与P质点相同的计时起点，那么当t＝5s时的波动图象是下图中的 ()7．一列简谐横波沿x轴正方向传播，P点振动周期为0.5s，在某一时刻波形如图4所示，可判断()图4A．P点此时刻振动方向沿y轴负方向B．该波波速为8C．在离波源为11m的Q点开始振动时沿D．当Q点达到波峰时，E点也达到波峰二、非选择题8．如图5为一列简谐横波在t＝0时刻的波的图象，A、B、C是介质中的三个质点．已知波是沿x轴正方向传播的，波速为v＝20m图5(1)判断质点B此时的振动方向；图5(2)求出质点A在0～1.65s内通过的路程及t＝1.65s时刻相对于平衡位置的位移．9．某时刻的波形图如图6所示，波沿x轴正方向传播，质点p的坐标x＝0.32m．从此时刻开始计时(1)若每间隔最小时间0.4s重复出现波形图，求波速．图6(2)若p点经0.4s第一次达到正向最大位移，求波速．图6(3)若p点经0.4s到达平衡位置，求波速．

复习讲义基础再现一、基础导引(1)t＝eq\f(T,2)时，质点8开始向上运动，质点12、16没有运动．(2)t＝eq\f(3,4)T时，质点8到达最上方，质点12开始向上运动，质点16没有运动．(3)t＝T时，质点8向下运动，质点12到达最上方，质点16开始向上运动．知识梳理1.(1)①波源②介质(2)①形式能量迁移②波源的③相同④4A零2.(1)垂直波峰(2)同一直线密部疏部3.(1)相同(2)介质(3)波源波源二、基础导引(1)若波沿x轴正方向传播，图乙为点L的振动图象．(2)若波沿x轴负方向传播，图乙为点N的振动图象．知识梳理1.平衡位置位移正弦2．各质点三、基础导引1.(1)凸起的最高点在图中由M向P移动；不是；M在竖直方向上运动．(2)K点；凹下最低的位置由K向Q移动．(3)0.2.BD知识梳理1.(2)加强减弱(3)整数倍奇数倍2.(1)相差不多更小课堂探究例1D跟踪训练1BC例2(1)均沿y轴正方向(2)1.9s(3)见解析图解析(3)P质点振动图象如图所示．跟踪训练2(1)4m/s解析(1)根据题意，说明0.3s＝1.5T，T＝0.2s从图中可以看出，波长λ＝0.8根据波速公式，v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(0.8,0.2)m/s＝4m/s(2)如图所示例3(1)a、c、eb、d、f(2)b、d(3)见解析图解析(2)因为S1、S2振幅相同，振动最强区的振幅为2A，最弱区的振幅为零，位移为零的是b、d.(3)图中对应时刻a处在两波谷的交点上，即此刻a在波谷，同理e在波峰，所以所对应的波形如图所示．跟踪训练3(1)f2<f<f1(2)70跟踪训练4(1)(4n＋3)m或(4n＋1)m，(n＝0、1、2、…)(2)eq\f(0.8,4n＋3)s或eq\f(0.8,4n＋1)s(n＝0、1、2、…)(3)(20n＋15)m/s或(2n＋5)m/s，(n＝0、1、2、…)(4)向左(5)见解析解析(5)若0.2s小于一个周期，说明波在0.2s内传播的距离小于一个波长．则：向左传播时，传播的距离x＝eq\f(3λ,4)＝3m；传播的时间t＝eq\f(3T,4)，得周期T＝0.267s；波速v＝15向右传播时，传播的距离为eq\f(λ,4)＝1m；传播的时间t＝eq\f(T,4)，得周期T＝0.8s；波速v＝5分组训练1．BC2.D3.BC4.B5.AD6.AD课时规范训练1．C2.AB3．BC4．B5．ABD6．C7．BCD8．(1)沿y轴正方向(2)4.4cm9．(1)2m/s(2)0.3m(3)(0.8＋n)m/s(n＝0,1,2,3，…)第3课时光的折射全反射导学目标1.掌握光的折射定律，理解折射率的概念.2.理解全反射的概念，掌握全反射产生的条件．一、光的折射定律和折射率[基础导引]如图1所示，一个储油桶的底面直径与高均为d.当桶内没有油时，从某点A恰能看到桶底边缘的某点B.当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿AB方向看去，恰好看到桶底上的点C，C、B两点相距eq\f(d,4).求油的折射率和光在油中传播的速度．图1[知识梳理]1．折射现象光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向________的现象．2．折射定律(如图2所示)(1)内容：折射光线与入射光线、法线处在____________内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成______比．图2(2)表达式：eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n.图2(3)在光的折射现象中，光路是____的．3．折射率(1)物理意义：折射率是一个反映介质的__________的物理量，折射率大，说明光线从空气射入到该介质时________，反之偏折小．(2)定义式：n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，不能说n与sinθ1成正比、与sinθ2成反比．折射率是由介质本身的________和光的频率决定的．(3)计算公式：n＝eq\f(c,v)，因为v<c，所以任何介质的折射率都大于____．(4)当光从真空(或空气)射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空(或空气)时，入射角小于折射角．二、全反射和临界角[基础导引]如图3所示，在潜水员看来，岸上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里，为什么？这个圆锥的顶角是多大？(sin48.8°＝eq\f(3,4))图3[知识梳理]1．全反射(1)条件：①光从________介质射入________介质．②入射角______________临界角．(2)现象：折射光完全消失，只剩下反射光．2．临界角：折射角等于90°时的入射角，用C表示，sinC＝______.3．应用(1)全反射棱镜．(2)光导纤维．三、光的色散、棱镜[知识梳理]1．光的色散：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象．2．光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其波长的有序排列．3．棱镜(1)含义：截面是__________的玻璃仪器，可以使光发生色散，白光的色散表明各色光在同一介质中的__________不同．(2)三棱镜对光线的作用：改变光的传播方向，使复色光发生色散.考点一折射率的理解考点解读1．某种介质的折射率是指光从真空或空气进入该介质时入射角的正弦值与折射角的正弦值之比．如果是从该介质进入空气或真空，则入射角的正弦值与折射角的正弦值之比等于折射率的倒数．2．折射率的大小反映了介质的光学性质和入射光的频率：(1)折射率越大，说明介质对光的偏折作用越大，光线偏离原来传播方向的程度越厉害．(2)介质对光的折射率越大，说明该光在介质中的传播速度越小．(3)相对于同一介质，折射率越大的光，其频率越大．3．各种色光的比较颜色红橙黄绿蓝靛紫频率ν低→高同一介质中折射率小→大同一介质中速度大→小波长大→小临界角大→小通过棱镜的偏折角小→大典例剖析为测量一块等腰直角三棱镜ABD的折射率，用一束激光沿平行于BD边的方向射向直角边AB边，如图4所示．激光束进入棱图4镜后射到另一直角边AD边时，刚好能发生全反射．该棱镜的折射图4率为多少？图5跟踪训练1如图5所示，一贮液池高为H，某人手持手电筒图5向池中照射时，光斑落在左边池壁上a处，已知a与池底相距h.现保持手电筒照射方向不变，当池中注满液体后光斑恰好落在出液口处，此时液面上的光斑与左边池壁相距L，问：(1)液体的折射率；(2)若光在空气中的速度为c，则光在液体中的速度为多大？考点二全反射现象的理解与应用考点解读1．光密介质和光疏介质是相对而言的．同一种介质，相对于其他不同的介质，可能是光密介质，也可能是光疏介质．2．光从光疏介质射入光密介质时，入射角大于折射角；光从光密介质射入光疏介质时，入射角小于折射角．3．如果光线从光疏介质进入光密介质，则无论入射角多大，都不会发生全反射现象．4．光导纤维(1)结构：光导纤维(简称光纤)，是一种透明的玻璃纤维丝，由内芯和外套两层组成，内芯的折射率大于外套的折射率，即内芯是光密介质，外套是光疏介质．(2)原理：光在光纤的内芯中传播，每次射到内、外层的界面上时，都要求入射角大于临界角，从而发生全反射．典例剖析例2如图6所示，一束截面为圆形(半径为R)的平行白光垂直射向一玻璃半球的平面，经折射后在屏幕S上形成一个圆形彩色亮区．已知玻璃半球的半径为R，屏幕S至球心的距离为d(d>3R)，不考虑光的干涉和衍射，试问：图6(1)在屏幕S上形成的圆形亮区的最外侧是什么颜色？图6(2)若玻璃半球对(1)中色光的折射率为n，请你求出圆形亮区的最大半径．方法归纳此类问题涉及光的折射、光的色散和全反射现象，综合性比较强．(1)各种色光中紫光折射率最大，红光折射率最小，故由折射形成的彩色光带中紫光偏折角最大．(2)利用sinC＝eq\f(1,n)判断临界角，找出临界光线，画出光路图是解答问题的关键．图7跟踪训练2在某科技馆内放置了一个高大的半圆柱形透明物体，其图7俯视图如图7所示，O为半圆的圆心．甲、乙两同学为了估测该透明体的折射率，进行了如下实验．他们分别站在A、O处时，相互看着对方，然后两人贴着柱体慢慢向一侧运动，到达B、C处时，甲刚好看不到乙．已知半圆柱体的半径为R，OC＝0.6R，BC⊥OC，则半圆柱形透明物体的折射率为多少？考点三光的折射对光路的控制考点解读1．玻璃砖对光路的控制两平面平行的玻璃砖，出射光线和入射光线平行，且光线发生了侧移，如图8所示．图82．三棱镜对光路的控制(1)光密三棱镜：光线两次折射均向底面偏折，偏折角为δ，如图9所示．(2)光疏三棱镜：光线两次折射均向顶角偏折．图9(3)全反射棱镜(等腰直角棱镜)，如图10所示．图9图10①当光线从一直角边垂直射入时，在斜边发生全反射，从另一直角边垂直射出(如图10甲)．②当光线垂直于斜边射入时，在两直角边发生全反射后又垂直于斜边射出(如图10乙)，入射光线和出射光线互相平行．特别提醒不同颜色的光的频率不同，在同一种介质中的折射率、光速也不同，发生全反射现象的临界角也不同．典例剖析图11例3雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是由阳光照射图11到空中弥漫的水珠上时出现的现象．在说明这个现象时，需要分析光线射入水珠后的光路，一细束光线射入水珠，水珠可视为一个半径为R＝10mm的球，球心为d＝8mm，水的折射率为n(1)在图11中画出该束光线射入水珠后，第一次从水珠中射出的光路图．(2)求这束光线从射向水珠到第一次射出水珠，光线偏转的角度．跟踪训练3如图12所示，A、B、C为等腰棱镜，a、b两束不同频率的单色光垂直AB边射入棱镜，两束光在AB面上的入射点到OC的距离相等，两束光折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是()A．在真空中，a光光速大于b光光速B．在真空中，a光波长大于b光波长图12C．a光通过棱镜的时间大于b光通过棱镜的时间图12D．a、b两束光从同一介质射入真空的过程中，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角15.平行玻璃砖模型例4如图13所示，两块相同的玻璃等腰三棱镜ABC置于空气中，两者的AC面相互平行放置，由红光和蓝光组成的细光束平行于BC面从P点射入，通过两棱镜后，变为从a、b两点射出的单色光，对于这两束单色光()图13A．红光在玻璃中传播速度比蓝光大图13B．从a点射出的为红光，从b点射出的为蓝光C．从a、b两点射出的单色光不平行D．从a、b两点射出的单色光仍平行，且平行于BC建模感悟平时碰到的两面平行的玻璃砖往往是清清楚楚画出来的，是“有形”的，其折射率大于周围介质的折射率，这时光线的侧移方向也是我们熟悉的．而该题中，未知介质形成的两面平行的“玻璃砖”并未勾勒出来，倒是其两侧的介质(三棱镜)被清楚地勾勒出来了，而且前者的折射率未必大于后者．这就在一定程度上掩盖了两面平行的“玻璃砖”的特征．因此我们不仅要熟悉光学元件的光学特征，而且要会灵活地运用，将新的情景转化为我们熟知的模型．跟踪训练4如图14所示为两块同样的玻璃直角三棱镜ABC，两者的AC面是平行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质．一单色细光束O垂直于AB面入射，在图示的出射光线中，下列说法正确的是()图14A．1、2、3(彼此平行)中的任一条都有可能B．4、5、6(彼此平行)中的任一条都有可能C．7、8、9(彼此平行)中的任一条都有可能D．只能是4、6中的某一条A组折射定律的理解及应用图151．(2010·全国Ⅱ·20)频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同图15一点射入一厚玻璃板后，其光路如图15所示，下列说法正确的是()A．单色光1的波长小于单色光2的波长B．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C．单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间D．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角2．半径为R的玻璃圆柱体，截面如图16所示，圆心为O，在同一截面内，两束相互垂直的单色光射向圆柱面的A、B两点，其中一束沿AO方向，∠AOB＝30°，若玻璃对此单色光的折射率n＝eq\r(3).图16(1)试作出两条光线从射入到第一次射出的光路图，并求出各光图16线射出时的折射角；(当光线射向柱面时，如有折射光线则不考虑反射光线)(2)求两条光线经圆柱体后第一次射出的光线的交点(或反向延长线的交点)与A点的距离．B组全反射现象的理解及应用图173.如图17所示，一细束红光和一细束蓝光平行射到同一个三棱镜图17上，经折射后交于光屏上的同一个点M，若用n1和n2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率，下列说法中正确的是()A．n1<n2，a为红光，b为蓝光B．n1<n2，a为蓝光，b为红光C．n1>n2，a为红光，b为蓝光D．n1>n2，a为蓝光，b为红光4．一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，图18为过轴线的截面图，调整入射角α，使光线恰好在水和空气的界面上发生全反射，已知水的折射率为eq\f(4,3)，求sinα的值．图18

课时规范训练(限时：45分钟)一、选择题1．香港中文大学第三任校长高锟荣获了2009年诺贝尔物理学奖．诺贝尔奖委员会高度评价了高锟的贡献，评委会指出：高锟1966年发现如何通过光学玻璃纤维远距离传输光信号的工作，成为今日电话和高速互联网等现代通信网络运行的基石．下列说法中，正确的是()A．光纤通信具有传输容量大、衰减小、抗干扰性强等优点B．光纤通信、全息照相、数码相机及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理C．实用光导纤维是由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射D．当今，在信号的传输领域中，光纤电缆(“光缆”)已经几乎完全取代了传统的铜质“电缆”，成为传播信息的主要工具，是互联网的骨架，并已联接到普通社区图12．如图1所示，MN是位于竖直平面内的光屏，放在水平面上的半圆图1柱形玻璃砖的平面部分ab与屏平行．由光源S发出的一束白光从半圆沿半径射入玻璃砖，通过圆心O再射到屏上．在水平面内以O点为圆心沿逆时针方向缓缓转动玻璃砖，在光屏上出现了彩色光带．当玻璃砖转动角度大于某一值时，屏上彩色光带中的某种颜色的色光首先消失．有关彩色的排列顺序和最先消失的色光是()A．左紫右红，紫光B．左红右紫，紫光C．左紫右红，红光D．左红右紫，红光3．很多公园的水池底都装有彩灯，当一细束由红、蓝两色组成的灯光从水中斜射向空气时，关于光在水面可能发生的反射和折射现象，下列光路图中正确的是()图24．某物理兴趣小组用实验探究光的色散规律，他们将半圆形玻璃砖放在图2竖直面内，在其左方竖直放置一个很大的光屏P，让一复色光束SA射向玻璃砖的圆心O后，有两束单色光a和b射向光屏P，如图2所示．他们根据实验现象提出了以下四个猜想，你认为正确的是()A．单色光a的波长小于单色光b的波长B．在玻璃中单色光a的传播速度大于单色光b的传播速度C．单色光a通过玻璃砖所需的时间大于单色光b通过玻璃砖所需的时间D．当光束SA绕圆心O逆时针转动过程中，在光屏P上最早消失的是a光5.下列说法正确的是()A．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉的结果B．用光导纤维传送图象信息，这是光的衍射的应用C．眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象D．在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物，可使景像清晰6.一束白光从顶角为θ的一边以较大的入射角i射入并通过三棱镜后，在屏P上可得到彩色光带，如图3所示，在入射角i逐渐减小到零的过程中，假如屏上的彩色光带先后全部消失，则()图3A．红光最先消失，紫光最后消失图3B．紫光最先消失，红光最后消失C．紫光最先消失，黄光最后消失D．红光最先消失，黄光最后消失7．如图4所示，红色细光束a射到折射率为eq\r(2)的透明球表面，入射角为45°，在球的内壁经过一次反射后，从球面射出的光线为b，则入射光线a与出射光线b之间的夹角α为()A．30°B．45°图4C．60°D．75°图48.如图5所示，ABC为等腰棱镜，两束频率不同、宽度均为d的平行光a和b，分别垂直AB边射向棱镜，棱镜的对称轴OC为两束光的分界线，棱镜对a光和b光的折射率分别为n1和n2，且n1<n2，则()A．由玻璃射向真空发生全反射时玻璃对a光的临界角比对b光的小图5B．在玻璃中a光的光速比b光的小图5C．分别从棱镜的BC、AC边射出后，a光的宽度比b光的大D．用同一装置做双缝干涉实验时，a光干涉条纹间距比b光的小9.空气中两条光线a和b从方框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线如图6所示．方框内有两个折射率n＝1.5的玻璃全反射棱镜．下列选项中给出了两棱镜四种放置方式的示意图，其中能产生上述效果的是()二、非选择题图710. 图7是光从介质1进入介质2的折射情况，根据光路图可图7知：两种介质相比较，介质1是______介质，介质2是______介质；光在介质中的波长λ1____λ2(选填“>”、“＝”或“<”)．频率ν1____ν2(选填“>”、“＝”或“<”)．图811.如图8所示是一透明的圆柱体的横截面，其半径R＝20cm图8折射率为eq\r(3)，AB是一条直径，今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体，试求：(1)光在圆柱体中的传播速度；(2)距离直线AB多远的入射光线，折射后经过B点．12．图9夏日晚上，小明去游泳池游泳，他站在池边发现对岸标图9杆上有一灯A，水下池壁上有一彩灯B(B灯在图中未画出)，如图9所示，他调整自己到岸边的距离，直到发现A灯经水面反射所成的像与B灯经水面折射后所成的像重合，此时人到对岸的距离L＝10m，Am，人眼E距水面高为2m，水的折射率为eq\f(4,3).(1)画出小明看到A、B灯的像重合时的光路图；(2)求B灯在水面下的深度．

复习讲义基础再现一、基础导引1.581.9×108知识梳理1.改变2.(1)同一平面正(3)可逆3.(1)光学性质偏折大(2)光学性质(3)1二、基础导引见解析解析岸上所有景物发出的光，射向水面时入射角θ1分布在0°到90°之间，射入水中后的折射角θ2在0°至临界角之间可以求出光从水中射向空气的临界角C.如图所示，几乎贴着水面射入水里的光线，在潜水员看来是从折射角为C的方向射来的，水面上其他方向射来的光线，折射角都小于C.因此认为水面以上所有的景物都出现在顶角为2C的圆锥里．由公式sinC＝eq\f(1,n)和水的折射率n＝1.33，可求得临界角C＝arcsineq\f(1,1.33)≈48.8°设圆锥的顶角为θ，则有θ＝2C知识梳理1.(1)①光密光疏②大于或等于2.eq\f(1,n)三、3．(1)三角形折射率课堂探究例1eq\f(\r(6),2)跟踪训练1(1)eq\r(\f(H2＋L2,(H－h)2＋L2))(2)ceq\r(\f((H－h)2＋L2,H2＋L2))例2(1)紫色(2)deq\r(n2－1)－nR跟踪训练2eq\f(5,3)例3(1)见解析(2)32°解析(1)如图所示．跟踪训练3C例4ABD跟踪训练4B分组训练1．AD2．(1)光路图见解析0°60°(2)(eq\r(3)－1)R解析(1)过A点的光线不偏折，折射角为0°.设过B的光线折射角为θ，则n＝eq\f(sin60°,sinθ)＝eq\r(3)，故θ＝30°经C点发生折射，入射角为30°，同理折射角为60°光路图如图所示．3．B[由题图可知，b光线经过三棱镜后的偏折角较小，因此折射率较小，是红光．故B正确．]4.eq\f(\r(7),3)课时规范训练1．AD2．B3．C4．B5．D6．B7．A8．C9．B10．光密光疏<＝11．(1)eq\r(3)×108m/s(2)10eq\r(3)cm12．(1)见解析图(2)1.89第4课时光的干涉衍射和偏振导学目标1.掌握光的干涉现象产生的条件，特别是双缝干涉中出现明暗条纹的条件及判断方法.2.掌握光产生明显衍射的条件，以及衍射与干涉现象的区别.3.掌握光的偏振现象，了解偏振在日常生活中的应用．一、光的干涉[基础导引]1．在双缝干涉实验中，光屏上某点P到双缝S1、S2的路程差为7.5×10－7m，如果用频率6.0×1014Hz的黄光照射双缝，试通过计算分析P2．描绘地势高低可以用等高线，描绘静电场可以用等势线，薄膜干涉条纹实际上是等厚线，同一干涉条纹上各个地方薄膜的厚度是相等的．利用光的干涉检查平整度时，观察到了干涉条纹的形状，就等于知道了等厚线的走向，因而不难判断被检测平面的凹下或凸出的位置．为什么薄膜干涉条纹是等厚线？[知识梳理]1．双缝干涉：由同一光源发出的光经双缝后形成两束振动情况总是________的相干光波．屏上某点到双缝的路程差是________________时出现亮条纹；路程差是半波长的________时出现暗条纹．相邻的明条纹(或暗条纹)之间的距离Δx与波长λ、双缝间距d及屏到双缝的距离l之间的关系为____________．2．薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂液薄膜)____________反射的光相遇而形成的．图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应的薄膜厚度________．特别提醒1.只有相干光才能形成稳定的干涉图样．2．单色光形成明暗相间的干涉条纹，白光形成彩色条纹．二、光的衍射[基础导引]太阳光照着一块遮光板，遮光板上有一个较大的三角形孔．太阳光透过这个孔，在光屏上形成一个三角形光斑．请说明：遮光板上三角形孔的尺寸不断减小时，光屏上的图形将怎样变化？说出其中的道理．[知识梳理]1．光________________________________的现象叫光的衍射．2．发生明显衍射的条件：只有在障碍物的尺寸比光的波长小或者跟波长相差不多的条件下，才能发生明显的衍射现象．3．泊松亮斑：当光照到不透光的小圆板上时，在圆板的阴影中心出现的亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)．特别提醒1.光的干涉、衍射和光的色散都可出现彩色条纹，但光学本质不同．2．区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可从条纹宽度、条纹间距、亮度等方面加以区分．三、光的偏振[基础导引]市场上有一种太阳镜，它的镜片是偏振片．偏振片与普通的有色玻璃片相比有什么优点？安装镜片时它的透振方向应该沿什么方向？利用偏振眼镜可以做哪些实验、做哪些检测？[知识梳理]1．偏振：光波只沿____________的方向振动，称为光的偏振．2．自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿____________振动的光，而且沿各个方向振动的光波的________都相同，这种光叫做自然光．3．偏振光：在________于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光，叫做偏振光．光的偏振证明光是________．自然光通过偏振片后，就得到了偏振光．特别提醒1.自然光通过偏振片后，就变成了偏振光．2．平时我们所见的光，除直接从光源射来的以外都是不同程度的偏振光.考点一光的干涉考点解读1．明暗条纹的判断方法(1)单色光a．如图1所示，光源S1、S2发出的光到屏上P点的路程差r2－r1＝kλ(k＝0,1,2…)时，光屏上出现明条纹．b．光的路程差r2－r1＝(2k＋1)eq\f(λ,2)(k＝0,1,2…)时，光屏上出现暗条纹．图1(2)白光：光屏上出现彩色条纹．(3)中央条纹为明条纹．2．双缝干涉是等间距的，相邻明条纹(或暗条纹)间的距离与波长成正比(装置已确定的情况下)．利用双缝干涉实验可测量光波的波长．3．薄膜干涉(1)如图2所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形．图2(2)光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA′和后表面BB′分图2别反射出来，形成两列频率相同的光波，并且叠加．(3)原理分析①单色光a．在P1、P2处，两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于波长的整数倍．Δr＝nλ(n＝1,2,3…)，薄膜上出现明条纹．b．在Q处，两列反射回来的光波的路程差Δr等于半波长的奇数倍．Δr＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2,3…)，薄膜上出现暗条纹．②白光：薄膜上出