高考物理专题16选修34

1、专题16选修3-4,第一部分知识专题复习,网络构建,考题二光的折射和全反射,考题三光的几种特性,栏目索引,考题一机械振动和机械波,考题一机械振动和机械波,1.判断波的传播方向和质点振动方向的方法 (1)特殊点法；(2)微平移法(波形移动法). 2.周期、波长、波速的计算 (1)周期：可根据质点的振动情况计算，若t时间内，质点完成了n次(n可能不是整数)全振动，则T ；还可根据公式T 计算. (2)波长：可根据波形图确定，若l的距离上有n个(n可能不是整数)波长，则 ；也可根据公式vT计算. (3)波速：可根据波形传播的时间、距离计算v ；也可根据公式v 计算.,方法指导,3.利用波传播的周期性

2、、双向性解题 (1)波的图象的周期性：相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形相同，从而使题目的解答出现多解的可能. (2)波传播方向的双向性：在题目未给出波的传播方向时，要考虑到波可沿正向或负向传播的两种可能性.,答案,例1一列简谐横波，沿x轴正向传播.t0时刻的波形图如图1甲所示，图乙是图甲中某质点的振动图象.则该波的波速为_m/s；图乙表示甲图中_(选填 “A”、“ B”、“C”、“ D”)质点的振动图象.,图1,典例剖析,10,B,解析,解析从图甲中可得波长为2 m，从图乙中可得周期为T0.2 s，故波速为v 10 m/s，图乙中的质点在0时刻从平衡位置向上振动，根据走坡法可得图甲中的A点

3、在波峰，将向下运动，B点在平衡位置向上运动，C点在波谷，将向上运动，D点在平衡位置向下运动，故图乙为图甲中B点的振动图象.,1.如图2所示，甲为一列简谐横波在t0时刻的波形图，图乙为质点P的振动图象.则该机械波的传播速度为_ m/s；在t0.25 s时质点Q的加速度_(填“大于”或“小于”)质点P的加速度.,变式训练,1,2,3,图2,答案,解析,20,小于,4,1,2,3,4,2.如图3所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆，其中A、B的摆长相等.当A摆振动的时候，通过张紧的绳子给B、C、D摆施加驱动力，使其余各摆做受迫振动.观察B、C、D摆的振动发现_. A.C摆的频率最小 B.D摆的周期最大

4、C.B摆的摆角最大 D.B、C、D的摆角相同,解析,图3,1,2,3,4,解析由A摆摆动从而带动其它3个单摆做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，故其它各摆振动周期跟A摆相同，频率也相等.故A、B错误； 受迫振动中，当固有频率等于驱动力频率时，出现共振现象，振幅达到最大，由于B摆的固有频率与A摆的相同，故B摆发生共振，振幅最大，故C正确，D错误.,1,2,3,4,3.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t0时刻的波形如图4所示(此时波恰好传播到x6 m处).质点a平衡位置的坐标xa2.5 m，该质点在8 s内完成了4次全振动，则该列波的波速是_ m/s；位于x20 m处的质点再经_ s将第一次

5、经过平衡位置向y轴负方向运动.,图4,2,8,答案,解析,1,2,3,4,解析由题图可以知道波长4 m，而且质点a在8 s内完成了4次全振动， 故周期为T2 s，,故需要时间为tt1t28 s.,1,2,3,4,4.如图5所示，实线是某时刻的波形图象，虚线是0.2 s后的波形图象，质点P位于实线波的波峰处.,解析答案,图5,(1)若波向右以最小速度传播，求经过t4 s质点P所通过的路程；,1,2,3,4,解析若波向右传播：,经过时间t4 s， 即经过15个整周期， 故质点P通过的路程为s154A1.2 m 答案1.2 m,1,2,3,4,(2)若波速为35 m/s，求波的传播方向.,返回,解析

6、答案,解析若波向右传播：,波速为35 m/s，所以波可以向右传播,当n取0或其他任何正整数时， 波速都不为35 m/s， 所以波不会向左传播.,答案向右传播,1,2,3,4,1.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.,考题二光的折射和全反

7、射,知识精讲,4.明确两介质折射率的大小关系. (1)若光疏光密：定有反射、折射光线. (2)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.,例2如图6所示，玻璃棱镜ABC可以看成是由ABE、AEC两个直角三棱镜组成的，有关角度如图.一束频率为5.31014 Hz的单色细光束从AB面入射，在棱镜中的折射光线如图中ab所示，ab与AB面的夹角60.已知光在真空中的速度c3108 m/s，玻璃的折射率n 1.5. (1)求光在棱镜中的波长；,解析答案,典例剖析,图6,答案3.77107 m,(2)该束光线能否从AC面射出，请通过计算说明. 解析光路如图所示，ab光线在AC面的入射角为45

8、 设玻璃的临界角为C，,解析答案,因sin 450.67，故光线ab在AC面会发生全反射，不能从AC面射出. 答案见解析,5.如图7所示，一个正方体玻璃砖的边长为a，折射率n1.5，立方体中心有一个小气泡.为使从立方体外面各个方向都看不到小气泡，必须在每个面上都贴一张纸片，求每张纸片的最小面积. 解析设纸片的最小半径为r，玻璃砖的临界角为C，,解析答案,5,6,变式训练,7,图7,6.一半圆柱形透明物体横截面如图8所示，底面AOB镀银(图中粗线)，O表示半圆截面的圆心.一束光线在横截面内从M点的入射角为30，MOA60，NOB30.(已知sin 15 )求： (1)光线在M点的折射角；,图8,

9、解析答案,5,6,7,解析如图，透明物体内部的光路为折线MPN，Q、M点相对于底面EF对称，Q、P和N三点共线. 设在M点处，光的入射角为i，折射角为r，OMQ，PNF. 根据题意有30,由几何关系得，PNOPQOr，则有：r60 且r 联立式得：r15 答案15,5,6,7,(2)透明物体的折射率. 解析根据折射率公式有 sin insin r,解析答案,5,6,7,7.如图9所示，AOB是截面为 圆形、半径为R的玻璃砖，现让一束单色光在横截面内从OA靠近O点处平行OB射入玻璃砖，光线可从OB面射出；保持光束平行OB不变，逐渐增大入射点与O的距离，当入射点到达OA的中点E时，一部分光线经AB

10、面反射后恰好未从OB面射出.不考虑多次反射，求玻璃的折射率n及OB上有光射出的范围.,返回,图9,解析答案,5,6,7,返回,解析设光线经E点射到AB面时入射角为，因E点为OA的中点 由几何知识可知入射角：30 设临界角为C，则有C30,解得：n2 由题意可知，光从OE间入射时，可从OB上射出，则从E点入射时出射点距O最远，设为F，,5,6,7,考题三光的几种特性,知识精讲,1.光的干涉现象和衍射现象证明了光的波动性，光的偏振现象说明光波为横波.相邻两亮条纹(或暗条纹)间的距离与波长成正比，即x ，利用双缝干涉实验可测量光的波长. 2.干涉和衍射的产生条件 (1)双缝干涉产生亮、暗条纹的条件：

11、屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍时，该点干涉加强，出现亮条纹；当光程差等于半波长的奇数倍时，该点干涉减弱，出现暗条纹. (2)发生明显衍射的条件：障碍物或小孔的尺寸跟光的波长相差不多或比光的波长小.,典例剖析,例32016年，科学家利用激光干涉方法探测到由于引力波引起的干涉条纹的变化，这是引力波存在的直接证据.关于激光，下列说法中正确的是() A.激光是自然界中某种物质直接发光产生的，不是偏振光 B.激光相干性好，任何两束激光都能发生干涉 C.用激光照射不透明挡板上小圆孔时，光屏上能观测到等间距的光环 D.激光全息照片是利用光的干涉记录下物体三维图象的信息,解析,解析激光是人造光，也是偏

12、振光，故A错误； 激光相干性好，只有频率相同的两束激光才会发生干涉，故B错误； 用激光照射不透明挡板上小圆孔时，光屏上能观测到衍射条纹，间距不等，故C错误； 激光全息照片是利用光的干涉记录下物体三维图象的信息，故D正确. 故选D.,8.如图10所示，光源S从水面下向真空斜射一束由红光和蓝光组成的复色光，在A点分成a、b两束，则下列说法正确的是() A.a光是蓝光 B.射出水面前a光的传播速度大，射出水面 后二者传播速度一样大 C.逐渐增大入射角，a光最先发生全反射 D.b光比a光更容易发生衍射现象,解析,8,9,变式训练,10,11,图10,解析由图知，两光束的入射角i相同，折射角的关系为 r

13、arb，根据折射定律n 得：折射率关系为nanb，由于蓝光的折射率比红光的大.则知a光是红光，b光是蓝光，故A错误； 射出水面前a光的传播速度大，射出水面后，所有色光在真空传播速度都相同，都为c3108 m/s，故B正确； a光的折射率小，根据临界角公式sin C ，可知，b光的临界角较小，则逐渐增大入射角时，b光的入射光先达到其临界角，最先发生全反射，故C错误； b光的折射率比a光的大，则b光的频率比a光的大，波长比a光的小，则a光比b光更容易发生衍射现象，故D错误.,8,9,10,11,故选B.,9.下列说法中正确的是() A.雷达是利用声波的反射来测定物体的位置 B.照相机镜头表面的镀膜是光的干涉现象的应用 C.在双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则相邻干涉条纹 间距变窄 D.天空出现彩虹是由光的干涉产生的,8,9,10,11,10.下列说法中正确的是_. A.眼镜镜片的表面上镀有增透膜，利用了光的干涉原理 B.用照相机拍摄较小物体时，物体的边缘轮廓模糊，这是光的衍射现象 C.戴3D眼镜看立体电影，利用了光的折射现象 D.为了更有效地发射电磁波，应该采用波长较长的电磁波发射,解析,8,9,10,11,解析戴3D眼镜看立体电影，利用了光的偏振现象，故选项C错误； 如果发射电磁波的目的是使能量更大，不至于被损失殆尽，应采用频