《2018年高考物理大二轮复习 专题十 选考部分 第2讲 机械振动和机械波 光课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018年高考物理大二轮复习 专题十 选考部分 第2讲 机械振动和机械波 光课件（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2讲 机械振动和机械波 光,专题十 选考部分(3-3 3-4),高考题型2 光的折射和全反射,高考题型3 电磁波和光的几种特有现象,高考题型1 机械振动和机械波,高考题精选精练,机械振动和机械波,高考题型1,A.质点振动的周期T0.2 s B.波速v20 m/s C.因一个周期质点运动0.8 m，所以波长0.8 m D.从该时刻起经过0.15 s，波沿x轴的正方向传播了3 m E.从该时刻起经过0.25 s时，质点Q的加速度大于质点P的加速度,例1 (2017陕西咸阳市二模)如图1甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象.则由图可知_.,答案,解析,图1,
2、解析 由乙图知质点振动周期T0.2 s，由图甲知波长4 m，则v 20 m/s.,由xvt，经0.15 s波沿x轴正方向传播了3 m，t0.25 s1 T，质点P恰位于负的最大位移处，加速度最大.,1.“一分、一看、二找”巧解波动图象与振动图象的综合问题 (1)分清振动图象与波动图象.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. 2.分析简谐运动中各物理量的变化情况时，一定要以位移为桥梁，位移增大时，振动质点的回复力、加速度、势能均增大，速度、动能均减
3、小；反之，则产生相反的变化.另外，各矢量均在其值为零时改变方向.,3.波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向相同. 4.振源经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离，所以有v f. 5.质点振动nT(波传播n)时，波形不变. 6.相隔波长整数倍的两个质点，振动状态总相同；相隔半波长奇数倍的两个质点，振动状态总相反.,1.(2017山东菏泽市二模)如图2所示是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4为绳上的一系列等距离的质点，相邻两质点间的距离均为10 cm，绳处于水平方向；质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐振动，带动2、3、4各个质点依次上下振动，振动从绳的左端传到右
4、端，t0时质点1开始竖直向上运动，t0.1 s时质点1在最大位移20 cm处，这时质点3开始运动，以向上为正方向，下列说法正确的是_.,对点拓展练,2,1,图2,A.该波的波速一定是2 m/s B.该波的波长一定是0.8 m C.质点3振动后的周期可能是0.08 s D.质点3开始运动时运动方向一定向上 E.质点3的振动方程一定是y20sin 5t(cm),答案,2,1,解析,2,1,x130.2 m(n )，故波长不一定是0.8 m，B错误；,又t0.1 s(n )T，故n1时，T0.08 s，C正确；,质点3的起振方向与波源1的起振方向相同，一定向上，D正确； 由于周期的多值，E不一定正确
5、.,2.(2017全国卷34(1)如图3(a)，在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1(0,4)和S2(0，2).两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示.两列波的波速均为1.00 m/s.两列波从波源传播到点A(8，2)的路程差为_m，两列波引起的点B(4,1)处质点的振动相互_(填“加强”或“减弱”)，点C(0,0.5)处质点的振动相互_(填“加强”或“减弱”).,答案,2,1,解析,图3,2,减弱,加强,解析 波长vT2 m，两列波的波长相等.,2,1,初相相差，B点为振动减弱点. 两波源到C点的路程差x3.5 m2.5 m1 m ，初相相差，C点为振动加强点.,光的折射和
6、全反射,高考题型2,例2 (2017山东枣庄市模拟)如图4所示，用折射率n 的玻璃做成一个外径为 R的半球形空心球壳.一束与OO平行的平行光，射向此半球的外表面.若让一个半径为R的圆形遮光板的圆心过OO轴，并且垂直该轴放置，则球壳内部恰好没有光线射入.问：,图4,答案,(1)临界光线射入球壳时的折射角r为多大？,解析,答案 30,解析 设入射角为i，由题图和几何知识得,设折射角为r，由折射率的定义得：n,解得r30.,答案,(2)球壳的内径R为多少？,解析,答案 设临界角为C，对临界光线，有：,sin C,解得C45. 在如图Oab中，由正弦定理得：,1.折射率：光从真空射入某种介质，入射角的
7、正弦与折射角的正弦之比叫做介质的折射率，公式为n .实验和研究证明，某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度c跟光在这种介质中的传播速度v之比，即n . 2.临界角：折射角等于90时的入射角，称为临界角.当光从折射率为n的某种介质射向真空(空气)时发生全反射的临界角为C，则sin C . 3.全反射的条件： (1)光从光密介质射向光疏介质. (2)入射角大于或等于临界角.,4.光的几何计算题往往是光路现象与光的反射、折射、全反射(临界点)及几何图形关系的综合问题.解决此类问题应注意以下四个方面： (1)依据题目条件，正确分析可能的全反射及临界角. (2)通过分析、计算确定光传播过程中可能的折射
8、、反射，把握光的“多过程”现象. (3)准确作出光路图. (4)充分考虑三角形、圆的特点，运用几何图形中的角关系、三角函数、相似形、全等形等，仔细分析光传播过程中产生的几何关系.,波通过空气与这种材料的界面时，传播规律仍然不变，入射角和折射角的大小关系仍遵从折射定律(此时折射角取负值)，但折射波线与入射波线位于法线的同一侧.现有一束电磁波从空气中以i60的角度射入由负折射率材料制成、厚度d10 cm的长方体并从下表面射出，已知该材料对电磁波的折射率n ，电磁波在真空中的速度c3108 m/s.,3.(2017湖北黄冈市质检)一般常见材料的折射率都为正值(n0)，现针对某些电磁波设计的人工材料，
9、其折射率可为负值(n0)，称为负折射率材料，电磁,对点拓展练,4,3,图5,(1)在图5中大致画出电磁波穿过该材料的示意图；,答案,4,3,解析,图5,答案 见解析图,解析 光路图如图所示.,(2)求电磁波穿过该材料时的传播时间和在传播方向的侧移量.,故该电磁波在介质中传播方向刚好与入射方向垂直.,4,3,答案,解析,4.(2017全国卷34(2)如图6，一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体，O点为球心；下半部是半径为R、高为2R的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜.有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入，该光线与OC之间的距离为0.6R.已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射
10、).求该玻璃的折射率.,4,3,答案,解析,图6,解析 如图，根据光路的对称性和可逆性，与入射光线相对于OC轴对称的出射光线一定与入射光线平行.这样，从半球面射入的折射光线，将从圆柱体底面中心C点反射. 设光线在半球面的入射角为i，折射角为r.由折射定律有 sin insin r 由正弦定理有,4,3,由几何关系，入射点的法线与OC的夹角为i.由题设条件和几何关系有,4,3,式中L是入射光线与OC的距离，L0.6R.,电磁波和光的几种特有现象,高考题型3,例3 (2017全国卷34(1)在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样.若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距
11、，可选用的方法是_. A.改用红色激光 B.改用蓝色激光 C.减小双缝间距 D.将屏幕向远离双缝的位置移动 E.将光源向远离双缝的位置移动,答案,解析,解析 根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距x 可知，要使x增大，可以增大波长或增大双缝到屏的距离或缩小双缝间的距离，所以选项A、C、D正确，B、E错误.,1.机械波和光波都能发生干涉、衍射、多普勒效应等波特有的现象.偏振现象是横波特有的现象.要观察到稳定的干涉现象和明显的衍射现象需要一定的条件. 2.机械波的干涉图样中，实线和实线的交点、虚线和虚线的交点及其连线为振动加强点；实线和虚线的交点及其连线为振动减弱点.振动加强点有时位移也为零，只是振幅为
12、两列波的振幅之和，显得振动剧烈.,3.光的双缝干涉条纹间距x ： (1)l、d相同时，x，可见光中的红光条纹间距最大，紫光最小； (2)间隔均匀，亮度均匀，中央为亮条纹； (3)如用白光做实验，中间为白色，两边为由紫到红的彩色. 4.光的干涉现象：薄膜干涉(油膜、空气膜、增透膜、牛顿环)；光的衍射现象：圆孔衍射、泊松亮斑. 5.电磁波的特点：(1)横波；(2)传播不需要介质；(3)真空中传播速度等于光速.,5.(2017四川成都市第二次诊断性考试)下列说法正确的是_. A.频率越高，振荡电路向外辐射电磁波的本领越大 B.高级照相机镜头在阳光下呈现淡紫色是光的偏振现象 C.玻璃中的气泡看起来特别
13、明亮是光的干涉现象 D.a、b两束光分别照射同一双缝干涉装置，在屏上得到的干涉图样中， a光的相邻亮条纹间距比b光小，由此可知，在同种玻璃中b光传播速 度比a光大 E.让黄光、蓝光分别以相同角度斜射向同一平行玻璃砖，光从对侧射 出时，两种光的偏转角都为零，但蓝光的侧移量更大,对点拓展练,答案,6,5,解析,6,5,解析 频率高，电磁波的能量大，发射电磁波的本领越大，A正确； 照相机的镜头呈现淡紫色是光的干涉现象，B错误； 玻璃中的气泡看来特别明亮是光的全反射现象产生的，C错误； 由x 知a光波长短，频率大，玻璃对a光的折射率大，由v 知，a光传播速度小，D正确； 蓝光的折射率大，侧移量大，E正
14、确.,6.(2017新疆维吾尔自治区模拟)以下说法中正确的是_. A.光在任何介质中的传播速度都相同 B.光从光密介质射向光疏介质时一定会发生全反射 C.太阳光下看到肥皂泡呈彩色是光的干涉现象 D.可见光是电磁波的一种，其中红光的波长最长 E.激光全息照相利用了激光的高度相干性,答案,6,5,高考题精选精练,题组 全国卷真题精选 1.(2016全国卷34)(1)关于电磁波，下列说法正确的是_. A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关 B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 C.电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度 均垂直 D.利用电磁波传递信号可以实现
15、无线通信，但电磁波不能通过电缆、 光缆传输 E.电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁 波随即消失,答案,1,2,解析,解析 电磁波在真空中的传播速度均为光速，与频率无关，A正确； 电磁波是变化的电场和变化的磁场互相激发得到的，B正确； 电磁波传播方向与电场方向、磁场方向均垂直，C正确； 光是一种电磁波，光可在光导纤维中传播，D错误； 电磁振荡停止后，电磁波仍会在介质或真空中继续传播，E错误.,1,2,(2)一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于10 cm.O和A是介质中平衡位置分别位于x0和x5 cm处的两个质点.t0时开始观测，此时质点O的位移为y4 cm，质点A处于波峰位置；t s 时，质点O第一次回到平衡位置，t1 s时，质点A第一次回到平衡位置.求： 简谐波的周期、波速和波长；,答案,解析,答案 4 s 7.5 cm/s 30 cm,1,2,解析 设振动周期为T.由于质点A在0到1 s内由最大位移处第一次回到平衡位置，经历的是 个周期，由此可知T4 s 由于质点O与A的距离x5 cm小于半个波长，且波沿x轴正向传播，O在t s时回到平衡位置，而A在t1 s时回到平衡位置，时间相差t s，可得波的速度 v 7.5 cm/s 由vT得，简谐波的波长 30
