2019高考物理大二輪復習 專題八 機械振動與機械波 光學 17 機械振動與機械波 光學課件.ppt

第17講機械振動與機械波光學 考情分析 備考定向 知識脈絡梳理 規(guī)律方法導引 知識脈絡梳理 規(guī)律方法導引 知識脈絡梳理 規(guī)律方法導引 2 思想方法 1 物理思想 理想模型思想 類比思想 2 物理方法 圖象法 作圖法 臨界與極值法 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 振動與波動的綜合應用常以選擇題的形式考查波的圖象 波速 波長 頻率的關系 例1 多選 一列簡諧橫波 某時刻的圖象如圖甲所示 其中P Q A是波上的三個質(zhì)點 從該時刻開始計時 波上質(zhì)點A的振動圖象如圖乙所示 則以下說法正確的是 A t 0到t 0 2s 該波向x軸負方向傳播了5mB 質(zhì)點P比質(zhì)點Q先回到平衡位置C 經(jīng)過 t 0 4s 質(zhì)點A通過的路程是4mD t 0到t 0 2s 這段時間P的速度逐漸減小E 質(zhì)點A簡諧運動的表達式為y 2sin2 5 t m ACE 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 思維導引 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 例2如圖所示 實線為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t 0時刻的波形 虛線是該波在t 0 20s時刻的波形 則此列波的周期可能為 A 0 16sB 0 20sC 0 32sD 0 40s A 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 思維導引 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 規(guī)律方法1 判斷波的傳播方向和質(zhì)點振動方向的方法 1 上下坡法 圖甲 2 同側法 圖乙 3 微平移法 圖丙 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 拓展訓練1 2018 全國卷 一列簡諧橫波在t s時的波形如圖甲所示 P Q是介質(zhì)中的兩個質(zhì)點 圖乙是質(zhì)點Q的振動圖象 求 1 波速及波的傳播方向 2 質(zhì)點Q的平衡位置的x坐標 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 答案 1 0 18m sx軸負方向 2 9cm 其振動狀態(tài)向x軸負方向傳播至P點處 由此及v 18cm s式有xQ xP v t 6cm則質(zhì)點Q的平衡位置的x坐標為xQ 9cm 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 光的折射和全反射常以計算題的形式考查光的折射和全反射 例3 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 解析 1 在O點左側 設從E點射入的光線進入玻璃磚后在上表面的入射角恰好等于全反射的臨界角 則OE區(qū)域的入射光線經(jīng)上表面折射后都能從玻璃磚射出 如圖 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 思維導引 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 規(guī)律方法光的折射和全反射題型的分析思路 1 確定要研究的光線 有時會分析 尋找臨界光線 邊界光線作為研究對象 2 找入射點 確認界面 并畫出法線 3 明確兩介質(zhì)折射率的大小關系 若光疏 光密 定有反射 折射光線 若光密 光疏 如果入射角大于或等于臨界角 一定發(fā)生全反射 4 根據(jù)反射定律 折射定律列出關系式 結合幾何關系等 具體求解 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 光的波動性以選擇題的形式考查折射率與光的傳播速度 頻率的關系 干涉 衍射圖樣與頻率的關系 例4 多選 半圓形玻璃磚橫截面如圖所示 AB為直徑 O點為圓心 在該截面內(nèi)有a b兩束單色可見光從空氣中垂直于AB射入玻璃磚 兩入射點到O點的距離相等 兩束光在半圓邊界上反射和折射的情況如圖所示 則a b兩束光 A 在同種均勻介質(zhì)中傳播 a光的傳播速度較大B 以相同的入射角從空氣斜射入水中 b光的折射角大C a光的波長比b光的波長小D 分別通過同一雙縫干涉裝置 a光的相鄰亮條紋間距大 AD 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 思維導引 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 拓展訓練2在雙縫干涉實驗中 分別用紅色和綠色的激光照射同一雙縫 在雙縫后的屏幕上 紅光的干涉條紋間距 x1與綠光的干涉條紋間距 x2相比 x1 選填 或 x2 若實驗中紅光的波長為630nm 雙縫與屏幕的距離為1 00m 測得第1條到第6條亮條紋中心間的距離為10 5mm 則雙縫之間的距離為mm 答案 0 3 1 2 3 4 1 關于機械波 下列說法正確的是 A 機械波的傳播過程也是傳遞能量的過程B 機械波的頻率與波源振動的頻率無關C 機械波不能產(chǎn)生干涉 衍射現(xiàn)象D 機械波能在真空中傳播 A 解析 機械波的傳播過程也是傳遞能量的過程 選項A正確 機械波的頻率與波源振動的頻率相同 選項B錯誤 機械波能產(chǎn)生干涉 衍射現(xiàn)象 選項C錯誤 機械波不能在真空中傳播 只能在介質(zhì)中傳播 選項D錯誤 1 2 3 4 2 多選 關于下列光學現(xiàn)象 說法正確的是 A 水中藍光的傳播速度比紅光快B 光從空氣射入玻璃時可能發(fā)生全反射C 在岸邊觀察前方水中的一條魚 魚的實際深度比看到的要深D 分別用藍光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉實驗 用紅光時得到的條紋間距更寬 CD 1 2 3 4 3 2016 全國卷 1 關于電磁波 下列說法正確的是 A 電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關B 周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā) 形成電磁波C 電磁波在真空中自由傳播時 其傳播方向與電場強度 磁感應強度均垂直D 利用電磁波傳遞信號可以實現(xiàn)無線通信 但電磁波不能通過電纜 光纜傳輸E 電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生 若波源的電磁振蕩停止 空間的電磁波隨即消失 1 2 3 4 2 一列簡諧橫波在介質(zhì)中沿x軸正向傳播 波長不小于10cm O和A是介質(zhì)中平衡位置分別位于x 0和x 5cm處的兩個質(zhì)點 t 0時開始觀測 此時質(zhì)點O的位移為y 4cm 質(zhì)點A處于波峰位置 t s時 質(zhì)點O第一次回到平衡位置 t 1s時 質(zhì)點A第一次回到平衡位置 求 簡諧波的周期 波速和波長 質(zhì)點O的位移隨時間變化的關系式 答案 1 ABC 2 4s7 5cm s30cm 1 2 3 4 解析 1 電磁波在真空中的傳播速度為光速 A選項正確 電磁波是由周期性變化的電場和磁場相互激發(fā)產(chǎn)生的 B選項正確 傳播速度方向 電場方向 磁場方向三者兩兩垂直 C選項正確 電磁波可以通過光纜傳播 D選項錯誤 當電磁振蕩消失后 電磁波可繼續(xù)傳播 E選項錯誤 1 2 3 4 1 2 3 4 4 2018 全國卷 如圖所示 ABC是一直角三棱鏡的橫截面 A 90 B 60 一細光束從BC邊的D點折射后 射到AC邊的E點 發(fā)生全反射后經(jīng)AB邊的F點射出 EG垂直于AC交BC于G D恰好是CG的中點 不計多次反射 1 求出射光相對于D點的入射光的偏角 2 為實現(xiàn)上述光路 棱鏡折射率的取值應在什么范圍 1 2 3 4 解析 1 光線在BC面上折射 由折射定律有sini1 nsinr1 式中 n為棱鏡的折射率 i1和r1分別是該光線在BC面上的入射角和折射角 光線在AC面上發(fā)生全反射 由反射定律有i2 r2 式中i2和r2分別是該光線在AC面上的入射角和反射角 光線在AB面上發(fā)生折射 由折射定律有nsini3 sinr3 式中i3和r3分別是該光線在AB面上的入射角和折射角 由幾何關系得i2 r2 60 r1 i3 30 F點的出射光相對于D點的入射光的偏角為 r1 i1 180 i2 r2 r3 i3 由 式得 60 1 2 3 4 2 光線在AC面上發(fā)生全反射 光線在AB面上不發(fā)生全反射 有nsini2 nsinC nsini3 式中C是全反射臨界角 滿足nsinC 1 由 式知 棱鏡的折射率n的取值范圍應為 玻璃三棱鏡中的折射和全反射問題 典例示范 如圖所示 直角玻璃三棱鏡置于空氣中 已知 A 60 C 90 一束極細的光于AC的中點D垂直AC面入射 AD a 棱鏡的折射率為n 求 1 此玻璃的臨界角 2 光從棱鏡第一次射入空氣時的折射角 3 光從進入棱鏡到它第一次射入空氣所經(jīng)歷的時間 設光在真空中的傳播速度為c 思維流程 以題說法光在玻璃三棱鏡中的折射和全反射問題 作好規(guī)范的光路圖是解決問題的關鍵 特別應注意法線作為輔助線的作用 通過作圖構建幾何三角形 然后利用三棱鏡的角度關系和幾何知識求解 針對訓練如圖所示的等腰直角三角形ABC為某透明介質(zhì)的橫截面 O為BC邊的中點 位于O點處的點光源在透明介質(zhì)的該橫截面內(nèi)向各個方向發(fā)射光線 其中從AC邊上的D點射出的光線平行于BC 從E點射出的光線垂直于BC向上 已知BC邊長為2l DOC 15 求 1 該光在介質(zhì)中發(fā)生全反射的臨界角的大小