《2018屆高考物理二輪復習 板塊一 專題突破復習 專題八 振動和波 光學學案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018屆高考物理二輪復習 板塊一 專題突破復習 專題八 振動和波 光學學案（20頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題八 振動和波 光學知識建構(gòu)高考調(diào)研1.考查方向：高考對本部分的考查熱點：波的圖象波長、波速和頻率及其相互關系光的折射及全反射光的干涉、衍射及雙縫干涉實驗簡諧運動的規(guī)律及振動圖象電磁波的有關性質(zhì)2.常用的思想方法：波的傳播方向與質(zhì)點振動方向的互判方法波動問題出現(xiàn)多解的處理方法光的全反射問題的處理方法答案(1)自由振動、受迫振動和共振的關系比較(2)波動圖象和振動圖象異同點對比 (3)全反射的條件：光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)；入射角大于或等于臨界角(4)光的干涉和衍射的比較考向一振動與波動的綜合應用歸納提煉求解波動圖象與振動圖象綜合類問題可采用“一分、一看、二找”的方法1分清振動圖象與波動圖象此

2、問題最簡單，只要看清橫坐標即可，橫坐標為x則為波動圖象，橫坐標為t則為振動圖象2看清橫、縱坐標的單位尤其要注意單位前的數(shù)量級3找準波動圖象對應的時刻4找準振動圖象對應的質(zhì)點(多選)(2017全國卷)如圖，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，實線為t0時的波形圖，虛線為t0.5 s時的波形圖已知該簡諧波的周期大于0.5 s關于該簡諧波，下列說法正確的是_A波長為2 mB波速為6 m/sC頻率為1.5 HzDt1 s時，x1 m處的質(zhì)點處于波峰Et2 s時，x2 m處的質(zhì)點經(jīng)過平衡位置解法一：用波向x正方向勻速運動求解思路點撥抓住簡諧橫波在同一均勻介質(zhì)中勻速運動、波形整體向前推進的特點求解。從圖1可知，

3、虛線是左邊實線向x正方向推進所致，從而求出波速和x1 m、x2 m處質(zhì)點在不同時刻的位置解析由圖得波長為4 m，A選項不正確。因該簡諧波的周期T0.5 s，說明波的運動不到一波長由圖1可知，波的位移為x3 m所以波速v m/s6 m/s，選項B正確由v得T s所以，頻率f1.5 Hz，選項C正確由xvt，t1 s時，x6 m，C處的號波谷來到了x1 m的B處，所以x1 m處的質(zhì)點處于波谷，選項D不正確同理，t2 s時，x1vt12 m，距離x2 m左邊12 m的波形(圖中沒有畫出)，來到了x2 m位置，所以x2 m處的質(zhì)點正經(jīng)過平衡位置往y軸正方向運動，選項E正確解法二：用波運動而質(zhì)點只是在平

4、衡位置振動求解思路點撥抓住特殊質(zhì)點振動與波形的對應關系特點求解在波的傳播過程中，質(zhì)點并沒有隨波逐流波向x正方向傳播所需時間剛好是，時間內(nèi)處于波峰的質(zhì)點來到平衡位置向y軸負方向運動.時間波峰處質(zhì)點經(jīng)歷了從波峰到平衡位置，再從平衡位置到波谷，又從波谷到平衡位置向上從而確定各質(zhì)點在各時刻的位置解析由圖2得波長為4 m，選項A不正確因該簡諧波的周期T0.5 s，說明波的運動還不到一個波長由圖可知，波的位移x.所以相應的時間t0.5 s，則T s，頻率f1.5 Hz，選項C正確所以波速v m/s6 m/s，選項B正確t0 s時，x1 m處的質(zhì)點正處于波峰，將要往y軸負方向運動經(jīng)來到平衡位置往y軸負方向運

5、動；經(jīng)到波谷；時來到平衡位置沿y軸正方向運動所以選項D錯誤x2 m處的質(zhì)點在t0 s時，正經(jīng)過平衡位置往y軸正方向運動t2 s，由n可得n3即再經(jīng)過3個整周期，質(zhì)點仍在原位置故選項E正確答案BCE熟練強化1(多選)(2017河北正定模擬)如圖所示，有一列減幅傳播的簡諧橫波，x0與x75 m處的A、B兩個質(zhì)點的振動圖象分別如圖中實線與虛線所示則這列波的()AA點處波長是10 cm，B點處波長是5 cmB周期一定都是2102 sCt0.0125 s時刻，兩質(zhì)點的振動速度方向相反D傳播速度一定是600 m/sEA質(zhì)點的振幅是B質(zhì)點的振幅的2倍解析由A、B兩質(zhì)點的振動圖象可知兩質(zhì)點的周期均為2102

6、s，所以B項正確；再由振動圖象知t0時，質(zhì)點A在平衡位置且向上振動，B處在波峰，則有75 mn(n0、1、2、3)，解得 m(n0、1、2、3)，所以A項錯；在t0.0125 sT時，質(zhì)點A向下振動，B向上振動，所以C項正確；波的傳播速度v m/s(n0、1、2、3)，有多種可能，D項錯；由圖可知質(zhì)點A的振幅為10 cm，質(zhì)點B的振幅為5 cm，所以E項正確答案BCE2(多選)(2017河南六市一聯(lián))某橫波在介質(zhì)中沿x軸傳播，圖甲為t0.75 s時的波形圖，圖乙為P點(x1.5 m處的質(zhì)點)的振動圖象，那么下列說法正確的是()A該波向左傳播，波速為2 m/sB質(zhì)點L與質(zhì)點N的運動方向總相反Ct

7、1.0 s時，質(zhì)點P處于平衡位置，并正在往y軸正方向運動D在0.5 s時間內(nèi)，質(zhì)點P向右運動了1 mE若該波波長增大，則更容易發(fā)生明顯的衍射解析由乙圖可知T2 s，且P質(zhì)點在0.75 s時向y軸負方向運動，結(jié)合甲圖可知該波向左傳播，由圖甲知4 m，則波速v2 m/s，A項正確由圖甲可知，質(zhì)點L和質(zhì)點N的平衡位置相距，則質(zhì)點L與質(zhì)點N的運動方向總相反，B項正確由圖乙可知t1.0 s時，質(zhì)點P處于平衡位置，并正在往y軸負方向運動，C項錯誤波動過程中各質(zhì)點只在各自的平衡位置附近振動，并不隨波遷移，D項錯誤由發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件可知，E項正確答案ABE判斷波的傳播方向和質(zhì)點振動方向的方法考向二光的折

8、射和全反射歸納提煉1求解光的折射問題時應掌握以下幾點(1)光的折射現(xiàn)象遵守折射定律；光從真空射入某種介質(zhì)，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做介質(zhì)的折射率.n，實驗證明：n.(2)光線照射到棱鏡的一個側(cè)面上時，經(jīng)兩個側(cè)面折射后，出射光線向棱鏡的底邊偏折白光通過三棱鏡后，出射光束變?yōu)榧t、橙、黃、綠、藍、靛、紫七色光的光束，這種現(xiàn)象叫光的色散(3)在解決光的折射問題時，應根據(jù)題意作出光路圖，找出入射角和折射角，并注意光路是可逆的靈活運用幾何知識和三角函數(shù)的知識解決幾何光學問題，然后應用公式來求解2分析光的全反射、臨界角問題的一般思路(1)畫出恰好發(fā)生全反射的光路(2)利用幾何知識分析邊、角關系，找

9、出臨界角(3)以剛好發(fā)生全反射的光線為比較對象來判斷光線是否發(fā)生全反射，從而畫出其他光線的光路圖(2017全國卷)如圖，一玻璃工件的上半部是半徑為R的半球體，O點為球心；下半部是半徑為R、高為2R的圓柱體，圓柱體底面鍍有反射膜有一平行于中心軸OC的光線從半球面射入，該光線與OC之間的距離為0.6R.已知最后從半球面射出的光線恰好與入射光線平行(不考慮多次反射)求該玻璃的折射率思路路線 解析如圖，根據(jù)光路的對稱性和光路可逆性，與入射光線相對于OC軸對稱的出射光線一定與入射光線平行這樣，從半球面射入的折射光線，將從圓柱體底面中心C點反射設光線在半球面的入射角為i，折射角為r.由折射定律有sinin

10、sinr由正弦定理有由幾何關系，入射點的法線與OC的夾角為i.由題設條件和幾何關系有sini式中L是入射光線與OC的距離由式和題給數(shù)據(jù)得sinr由式和題給數(shù)據(jù)得n1.43答案1.43光的折射和全反射問題的解題技巧(1)在解決光的折射問題時，應根據(jù)題意分析光路，即畫出光路圖，找出入射角和折射角，然后應用公式來求解，找出臨界光線往往是解題的關鍵(2)分析全反射問題時，先確定光是否由光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)、入射角是否大于臨界角，若不符合全反射的條件，則再由折射定律和反射定律確定光的傳播情況(3)在處理光的折射和全反射類型的題目時，根據(jù)折射定律及全反射的條件準確作出幾何光路圖是基礎，利用幾何關系、折射定

11、律是關鍵熟練強化遷移一折射定律的應用1一直桶狀容器的高為2l，底面是邊長為l的正方形；容器內(nèi)裝滿某種透明液體，過容器中心軸DD、垂直于左右兩側(cè)面的剖面圖如圖所示容器右側(cè)內(nèi)壁涂有反光材料，其他內(nèi)壁涂有吸光材料在剖面的左下角處有一點光源，已知由液體上表面的D點射出的兩束光線相互垂直，求該液體的折射率解析設從光源發(fā)出直接射到D點的光線的入射角為i1，折射角為r1.在剖面內(nèi)作光源相對于反光壁的鏡像對稱點C，連接C、D，交反光壁于E點，由光源射向E點的光線，反射后沿ED射向D點光線在D點的入射角為i2，折射角為r2，如圖所示設液體的折射率為n，由折射定律有nsini1sinr1nsini2sinr2由題

12、意知r1r290聯(lián)立式得n2由幾何關系可知sini1sini2聯(lián)立式得n1.55答案1.55遷移二三棱鏡的折射與全反射的考查2如右圖所示，一玻璃棱鏡的截面為直角三角形ABD，A30，斜邊ABL，現(xiàn)有一條光線從距離B點處的O點垂直BD邊射入，已知玻璃對該光線的折射率n，求光線在AD邊的射出點到A點的距離解析光路如圖所示，光線射到AB界面時的入射角i60全反射臨界角C滿足sinC，可得C45i，故光線在E點發(fā)生全反射又r30C，光線從AD邊上F點射出棱鏡由幾何關系可得BE2BO，AEABBE根據(jù)光的反射定律可知，三角形AEF為等腰三角形，故有AFcos30則AF答案遷移三半圓形玻璃磚的折射與全反射

13、的考查3(2017全國卷)如圖，一半徑為R的玻璃半球，O點是半球的球心，虛線OO表示光軸(過球心O與半球底面垂直的直線)已知玻璃的折射率為1.5.現(xiàn)有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光線能從球面射出(不考慮被半球的內(nèi)表面反射后的光線)求(1)從球面射出的光線對應的入射光線到光軸距離的最大值；(2)距光軸的入射光線經(jīng)球面折射后與光軸的交點到O點的距離解析(1)如圖，從底面上A處射入的光線，在球面上發(fā)生折射時的入射角為i，當i等于全反射臨界角ic時，對應入射光線到光軸的距離最大，設最大距離為l.iic設n是玻璃的折射率，由全反射臨界角的定義有nsinic1由幾何關系有sini聯(lián)立式并利用題給

14、條件，得lR(2)設與光軸相距的光線在球面B點發(fā)生折射時的入射角和折射角分別為i1和r1，由折射定律有nsini1sinr1設折射光線與光軸的交點為C，在OBC中，由正弦定理有由幾何關系有Cr1i1sini1聯(lián)立式及題給條件得OCR2.74R答案(1)R(2)2.74R考向三光的波動性歸納提煉1干涉與衍射的比較光的干涉與衍射現(xiàn)象是光的波動性的表現(xiàn)，也是光具有波動性的證據(jù)兩者的區(qū)別是：光的干涉現(xiàn)象只有在符合一定條件下才發(fā)生；而光的衍射現(xiàn)象卻總是存在的，只有明顯與不明顯之分光的干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象在屏上出現(xiàn)的都是明暗相間的條紋，但雙縫干涉時條紋間隔均勻，從中央到兩側(cè)的明紋亮度不變化；而單縫衍射的條紋

15、間隔不均勻，中央明紋又寬又亮，從中央向兩側(cè)，條紋寬度減小，明紋亮度顯著減弱2光的偏振橫波的振動矢量垂直于波的傳播方向振動時，偏于某個特定方向的現(xiàn)象叫偏振縱波只能沿著波的傳播方向振動，所以不可能有偏振，光的偏振現(xiàn)象證明光是橫波光的偏振現(xiàn)象在科技、生活中的應用有：照相機鏡頭上的偏振片、立體電影等熟練強化角度一光的衍射1(2017常州重點中學第二次聯(lián)合)抽制細絲時可用激光監(jiān)控其粗細，如下圖所示，激光束越過細絲時產(chǎn)生的條紋和它通過遮光板上的一條同樣寬度的窄縫規(guī)律相同，則下列描述正確的是()這是利用光的干涉現(xiàn)象這是利用光的衍射現(xiàn)象如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變粗了如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變細了A

16、 B C D解析上述現(xiàn)象符合光的衍射產(chǎn)生的條件，故正確；由衍射產(chǎn)生的條件，可知絲越細，即障礙物尺寸越小，衍射現(xiàn)象越明顯，故也正確答案B角度二光的干涉2(多選)把一個曲率半徑很大的凸透鏡的彎曲表面壓在另一個玻璃平面上，讓單色光從上方射入，俯視可以觀察到明暗相間的同心圓環(huán)，如圖所示這個現(xiàn)象是牛頓首先發(fā)現(xiàn)的，這些同心圓叫做牛頓環(huán)為了使同一級圓環(huán)的半徑變大(例如從中心數(shù)起的第二條圓環(huán))，則應()A將凸透鏡的曲率半徑變大B將凸透鏡的曲率半徑變小C改用波長更長的單色光照射D改用波長更短的單色光照射解析牛頓環(huán)的形成是利用空氣薄膜干涉原理，為了使同一級圓環(huán)半徑變大，可以使空氣薄膜更薄，或改用波長更長的單色光照

17、射，故選A、C.答案AC角度三光的偏振3(2017皖南八校第二次聯(lián)考)光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波下列現(xiàn)象中不能反映光的偏振特性的是()A一束自然光相繼通過兩個偏振片，以光束為軸旋轉(zhuǎn)其中一個偏振片，透射光的強度發(fā)生變化B一束自然光入射到兩種介質(zhì)的分界面上，當反射光線與折射光線之間的夾角恰好是90時，反射光是偏振光C日落時分，拍攝水面下的景物，在照相機鏡頭前裝上偏振濾光片可以使景物的像更清晰D通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋解析由光的偏振現(xiàn)象的知識，可知A、B、C均反映了光的偏振特性，只有D選項反映了光的衍射現(xiàn)象，故選D.答案D干涉和衍射的比較高考題型預測波的多解問題考點歸納造成波動問題

18、多解的主要因素1周期性(1)時間周期性：時間間隔t與周期T的關系不明確；(2)空間周期性：波傳播距離x與波長的關系不明確2雙向性(1)傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定；(2)振動方向雙向性：質(zhì)點振動方向不確定3對稱性波源的振動，要帶動它左、右相鄰質(zhì)元的振動，波向左、右兩方向傳播對稱性是指波在介質(zhì)中向左、右同時傳播時，關于波源對稱的左、右兩質(zhì)點振動情況完全相同4波形的隱含性形成多解在波動問題中，往往只給出完整波形的一部分，或給出幾個特殊點，而其余信息，均處于隱含狀態(tài)這樣，波形就有多種情況，形成波動問題的多解性典題示例(2017河北六校聯(lián)考)簡諧橫波在均勻介質(zhì)中沿直線傳播，P、Q是傳播方向上相距

19、10 m的兩質(zhì)點波先傳到P，當波傳到Q開始計時，P、Q兩質(zhì)點的振動圖象如圖所示則()A質(zhì)點Q開始振動的方向沿y軸正方向B該波從P傳到Q的時間可能為7 sC該波的傳播速度可能為2 m/sD該波的波長可能為6 m審題指導第一步讀題干提信息題干信息1)P、Q是傳播方向上相距10 m的兩質(zhì)點需確立距離與的關系2)可能此題為多解問題3)振動圖象判斷兩點某時振動方向.第二步審程序順思路解析由圖可知，t0時質(zhì)點Q處于平衡位置，t時運動至波峰，故其起振方向沿y軸正方向，A正確；仍由圖可知，T6 s，質(zhì)點Q比質(zhì)點P到達同一振動狀態(tài)晚了tnTT(6n4) s(n0,1,2，)，此即為該波從P傳到Q所需的時間，當t

20、7 s時n，故B錯誤；由v m/s知，當v2 m/s時n，故C錯誤；再由vT m知，當n1時6 m，故D正確答案AD解決波的多解問題的方法一般采用從特殊到一般再從一般到特殊的思維方法，即首先找出一個周期內(nèi)滿足條件的關系t或x，若此關系為時間，則tnTt(n0,1,2，)；若此關系為距離，則xnx(n0,1,2，)然后結(jié)合題意或附加限制條件從多種可能情況中選出完全符合要求的一種或幾種答案預測題組(多選)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t時刻波形圖如下圖中的實線所示，此時波剛好傳到P點，t0.6 s時刻的波形如圖中的虛線所示，a、b、c、P、Q是介質(zhì)中的質(zhì)點，則下列說法正確的是()A這列波的波速可能

21、為50 m/sB質(zhì)點a在這段時間內(nèi)通過的路程一定小于30 cmC質(zhì)點c在這段時間內(nèi)通過的路程可能為60 cmD若周期T0.8 s，則在t0.5 s時刻，質(zhì)點b、P的位移相同E若周期T0.8 s，從t0.4 s時刻開始計時，則質(zhì)點c的振動方程為x0.1sint(m)解析由波形圖可知波長40 m，且0.6 snTT(n0,1,2，)，解得周期T s(n0,1,2，). 當n0時，T0.8 s，波速v50 m/s，選項A正確；由傳播方向沿x軸正方向可知質(zhì)點a在t時刻向上運動，當n0時，T0.8 s，則質(zhì)點a在這段時間內(nèi)通過的路程小于30 cm，當n1時，T s，質(zhì)點a在這段時間內(nèi)通過的路程大于30 cm，選項B錯誤；若n1，則T s，波傳播到c點所用時間為T,0.6 s，質(zhì)點c振動的時間為TTT，故在這段時間內(nèi)質(zhì)點c通過的路程則為6A60 cm，選項C正確；若T0.8 s，t0.5 s時刻，質(zhì)點b、P的位移均為負值，大小相等，選項D正確；若T0.8 s，從t0.4 s時刻開始計時，則質(zhì)點c的振動方程為y0.1cost(m)，選項E錯誤答案ACD20