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1、 必须掌握的概念、公式或规律必须理解的 9 个关键点必须明确的 8 个易错易混点1.10 个重要概念简谐运动、回复力、共振、机械波、横波、纵波、波的干涉、波的衍射、折射率、全反射1.简谐运动的受力特征、运动特征、周期特征、对称特征和能量特征2.简谐运动的图象信息1.回复力是效果力，不是什么特别的力2.回复力公式 Fkx 中的 k不一定是弹簧的劲度系数2.7 个公式xAsin(t)、T2、vf 、n 、nlgTcv、sin C 、x sin 1sin 21nld3.机械波的图象信息4.造成波动问题条件的主要因素5.波的干涉现象中加强点、减弱点的判断3.简谐运动中的位移均是以平衡位置为起点的4.机
2、械波的频率由波源决定，与介质无关5.机械波传播时，波的频率不变，波长和波速可以变化3.6 个规律简谐运动的规律受迫振动的规律机械波的传播规律光的折射定律全反射的条件光的波动规律6.公式 n中 1、2的物理意sin 1sin 2义7.同一介质的折射率也与光的颜色有关8.光的干涉条纹、衍射条纹的区别9.自然光与偏振光的不同.6.机械波传播时，振动不随波迁移7.波的衍射没有条件，但明显的衍射有条件8.当入射角达到临界角时，折射光线的强度减弱到零.第 1 节 机械振动真题回放1(2013新课标全国卷)如图 1211，一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由 a、b 两个小物块粘在一起
3、组成的图 1211物块在光滑水平面上左右振动，振幅为 A0，周期为 T0.当物块向右通过平衡位置时，a、b 之间的粘胶脱开；以后小物块 a 振动的振幅和周期分别为 A 和 T，则 A_A0(填“”、 “”、 “a此光线在 N 点发生全反射，三棱镜的 AC 边没有光线透出【答案】 () ()没有光线透出；分析过程见解析33(2013山东高考)如图 1233 所示，ABCD 是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由 O 点垂直 AD 边射入已知棱镜的折射率 n，ABBC8 cm，OA2 2cm，OAB60.图 1233求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向；第一次的出射点距 C_c
4、m.【解析】 设发生全反射的临界角为 C，由折射定律得sin C1n代入数据得C45光路图如图所示，由几何关系可知光线在 AB 边和 BC 边的入射角均为 60，均发生全反射设光线在 CD 边的入射角为 ，折射角为 ，由几何关系得 30，小于临界角，光线第一次射出棱镜是在 CD边，由折射定律得nsin sin 代入数据得45由于 AO2 cm、ABBC8 cm，由几何关系得 AEBEBFCF4 cm，所以 CGCFtan30cm4 33【答案】 见解析 4 33考向分析1.考纲展示(1)光的折射定律(2)折射率(3)全反射、光导纤维(4)实验：测定玻璃的折射率2.命题趋势该部分中的高考命题比较
5、灵活，但重点突出，基本都是关于光的折射定律的应用，光的全反射分析和计算，以后命题的方向不会改变3.选材特点设计不同形状的玻璃砖，考查光的传播路径，分析光的折射，光的全反射 并计算有关物理量考点一 光的折射和全反射一、对折射率的理解1公式 n中，不论是光从真空射入介质，还是从介质射入真空，1总是真空中的光线与法sin 1sin 2线间的夹角，2总是介质中的光线与法线间的夹角2折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关3折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质，光疏介质不是指密度小的介质4折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速
6、度越小5同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同6折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小 v .cn二对全反射现象的理解1光必须从光密介质射入光疏介质，例如从水中或玻璃中射入空气中2入射角必须大于或等于临界角3全反射现象可以从能量的角度去理解：当光由光密介质射向光疏介质时，在入射角逐渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，当入射角等于临界角时，折射光的能量已经减弱为零，这时就发生了全反射【例 1】 考向：光的折射定律的应用(2014江苏高考)Morpho 蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅膀的
7、鳞片上发生了干涉电子显微镜下鳞片结构的示意图如图 1234. 图 1234一束光以入射角 i 从 a 点入射，经过折射和反射后从 b 点出射设鳞片的折射率为 n，厚度为 d，两片之间空气层厚度为 h.取光在空气中的速度为 c，求光从 a 到 b 所需的时间 t.【解析】 设光在鳞片中的折射角为 ，折射定律 sin insin 在鳞片中传播的路程 l1，传播2dcos 速度 v ，传播时间 t1cnl1v解得 t12n2dc n2sin2 i同理，在空气中的传播时间 t22hc cos i则 tt1t22n2dc n2sin2 i2hc cos i【答案】 2n2dc n2sin2 i2hc c
8、os i【反思总结】三种常用光学器件对光路的控制作用平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折圆界面的法线是过圆心的直线，经过两次折射后向圆心偏折【例 2】 考向：全反射现象的应用(2014新课标全国卷)一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为 R 的半圆，AB 为半圆的直径，O 为圆心，如图 1235 所示玻璃的折射率为 n.2图 1235()一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在 AB 上的最大宽度为多少？()一细束光线在 O 点左侧与 O 相距R 处垂直于 AB
9、 从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的32位置【解析】 ()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，由全反射条件有sin 1n由几何关系有 OERsin 由对称性可知，若光线都能从上表面射出，光束的宽度最大为l2OE联立式，代入已知数据得lR2()设光线在距 O 点R 的 C 点射入后，在上表面的入射角为 ，由几何关系及式和已知条件得3260光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最后由 G 点射出，如图，由反射定律和几何关系得OGOCR32射到 G 点的光有一部分被反射，沿原路返回到达
10、C 点射出【答案】 ()R ()光线从 G 点射出时，OGOCR，射到 G 点的光有一部分被反射，沿232原路返回到达 C 点射出【例 3】 考向：光的折射与全反射的综合应用 (2014山东高考)如图 1236，三角形 ABC 为某透明介质的横截面，O 为 BC 边的中点，位于截面所在平面内的一束光线自 O 以角 i 入射，第一次到达AB 边恰好发生全反射已知 15，BC 边长为 2L，该介质的折射率为.求：2图 1236()入射角 i；()从入射到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的速度为 c，可能用到：sin 75或 tan 152)6 243【解析】 ()根据全反射规律可知，光线在
11、 AB 面上 P 点的入射角等于临界角 C，由折射定律得sin C1n代入数据得C45设光线在 BC 面上的折射角为 r，由几何关系得r30由折射定律得nsin isin r联立式，代入数据得i45()在OPB 中，根据正弦定理得OPsin 75Lsin 45设所用时间为 t，光线在介质中的速度为 v，得vtOPvcn联立式，代入数据得tL.6 22c【答案】 ()45 () 6 2L2c【反思总结】解决全反射问题的一般方法：(1)确定光是从光密介质进入光疏介质(2)应用 sin C 确定临界角1n(3)根据题设条件，判定光在传播时是否发生全反射(4)如发生全反射，画出入射角等于临界角时的临界
12、光路图(5)运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析、判断、运算，解决问题考点二 光的色散现象1.光的色散(1)现象：一束白光通过三棱镜后在屏上会形成彩色光带图 1237(2)成因：棱镜材料对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，红光通过棱镜后的偏折程度最小，对紫光的折射率最大，紫光通过棱镜后的偏折程度最大，从而产生色散现象图 12382各种色光的比较颜色红橙黄绿青蓝紫频率 低高同一介质中的折射率小大同一介质中的速度大小波长大小通过棱镜的偏折角小大临界角大小双缝干涉时的条纹间距大小【例 4】 (2013海南高考)如图 1239，三棱镜的横截面为直角三角形 ABC，A30，AC 平行
13、于光屏 MN，与光屏的距离为 L.棱镜对红光的折射率为 n1，对紫光的折射率为 n2.一束很细的白光由棱镜的侧面 AB 垂直射入，直接到达 AC 面并射出画出光路示意图，并标出红光和紫光射在光屏上的位置求红光和紫光在光屏上的位置之间的距离图 1239【解析】 光路如图所示：红光和紫光在 AC 面上的入射角相同，设为 i，折射角分别为 r1和 r2，它们射到屏上的位置离 O 点的距离分别为 d1和 d2.由折射定律得n1sin isin r1n2sin isin r2由几何关系得：iAd1Ltan r1d2Ltan r2联立以上各式并利用题给条件得，红光和紫光在光屏上的位置之间的距离为d2d1L
14、()n24n2 2n14n2 1【答案】 L()n24n2 2n14n2 1突破训练雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹设水滴是球形的，图 12310 中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d 代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是( )图 12310A紫光、黄光、蓝光和红光B紫光、蓝光、黄光和红光C红光、蓝光、黄光和紫光D红光、黄光、蓝光和紫光【解析】 四种光线红、黄、蓝、紫的频率为 f红0)现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值(n，故 nAnB，选项 A 正确；根1nA1nB据 n ，得 vAn2.求两束单色光从下表面射出时出射
15、点之间的距离图 9【解析】 光路图如图所示，则 n1sin sin r1n2sin sin r2tan r1x1dtan r2x2dxx2x1联立各式解得 xdsin (1n2 2sin21n2 1sin2 )【答案】 dsin (1n2 2sin21n2 1sin2 )第 4 节 光的波动性 电磁波 相对论真题回放1(2012大纲全国卷)(多选)在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有( )A改用红光作为入射光B改用蓝光作为入射光C增大双缝到屏的距离D增大双缝之间的距离【解析】 根据 x ，要增大条纹间距 x，将 L、 增大或将 d 减小均可以，红光比黄光波长大，ld故 A 选项正确；而蓝光比黄光波长小，故 B 选项错误；增大双缝到屏的距离 L，则 x 增大，故 C 选项正确；增大双缝间距 d，则 x 变小，故 D 选项错误【答案】 AC2(2011天津
