2019屆高考物理二輪專題復習 專題十 機械振動與機械波 光學課件.ppt

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專題十機械振動與機械波光學 選修3 4模塊 高考領航 真題剖析 備考跨越 高考領航過真題做筆記 真題在線 1 2018 全國 卷 34 如圖 ABC為一玻璃三棱鏡的橫截面 A 30 一束紅光垂直AB邊射入 從AC邊上的D點射出 其折射角為60 則玻璃對紅光的折射率為 若改用藍光沿同一路徑入射 則光線在D點射出時的折射角 填 小于 等于 或 大于 60 答案 大于 內(nèi)容排查 光的折射定律 不同色光的折射率大小關系 心得筆記 2 2018 全國 卷 34 聲波在空氣中的傳播速度為340m s 在鋼鐵中的傳播速度為4900m s 一平直橋由鋼鐵制成 某同學用錘子敲擊一下橋的一端發(fā)出聲音 分別經(jīng)空氣和橋傳到另一端的時間之差為1 00s 橋的長度為m 若該聲波在空氣中的波長為 則它在鋼鐵中的波長為 的倍 內(nèi)容排查 波長 波速和頻率的關系 心得筆記 3 2018 全國 卷 34 一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播 在t 0和t 0 20s時的波形分別如圖中實線和虛線所示 已知該波的周期T 0 20s 下列說法正確的是 填正確答案標號 A 波速為0 40m sB 波長為0 08mC x 0 08m的質點在t 0 70s時位于波谷D x 0 08m的質點在t 0 12s時位于波谷E 若此波傳入另一介質中其波速變?yōu)? 80m s 則它在該介質中的波長為0 32m 答案 ACE 內(nèi)容排查 波的圖像的應用 心得筆記 4 2018 全國 卷 34 如圖 某同學在一張水平放置的白紙上畫了一個小標記 圖中O點 然后用橫截面為等邊三角形ABC的三棱鏡壓在這個標記上 小標記位于AC邊上 D位于AB邊上 過D點作AC邊的垂線交AC于F 該同學在D點正上方向下順著直線DF的方向觀察 恰好可以看到小標記的像 過O點作AB邊的垂線交直線DF于E DE 2cm EF 1cm 求三棱鏡的折射率 不考慮光線在三棱鏡中的反射 解析 過D點作AB邊的法線NN 連接OD 則 ODN 為O點發(fā)出的光線在D點的入射角 設該光線在D點的折射角為 如圖所示 根據(jù)折射定律有nsin sin 式中n為三棱鏡的折射率 60 EOF 30 在 OEF中有EF OEsin EOF 由 式和題給條件得OE 2cm 根據(jù)題給條件可知 OED為等腰三角形 有 30 由 式得n 答案 內(nèi)容排查 光的折射定律 折射率 心得筆記 1 波速及波的傳播方向 答案 1 18cm s沿x軸負方向傳播 2 質點Q的平衡位置的x坐標 答案 2 9cm 內(nèi)容排查 波動圖像和振動圖像的綜合應用 心得筆記 真題剖析析真題得技法 考向一振動和波動的綜合應用 典例1 2018 寧夏銀川三模 如圖 甲 所示 介質中振源位于O點位置 它的振動圖像如圖 乙 所示 P點距離O點8m Q點距離O點5m 振源振動所形成的機械波在傳播過程中兩相鄰波谷之間的距離為0 8m 求 1 振源的振動方程 2 從振源振動開始計時 P點第一次到達波谷時所需要的時間t 3 P點第一次經(jīng)過平衡位置向下運動時Q點的位置以及Q點運動的路程 審題突破 答案 1 y 0 4sin5 t m 2 4 3s 3 平衡位置6 8m 1 簡諧運動具有對稱性和周期性位移x 回復力F 加速度a 速度v都隨時間按 正弦 或 余弦 規(guī)律變化 它們的周期均相同 振動質點來回通過相同的兩點間所用時間相等 振動質點關于平衡位置對稱的兩點 x F a v 動能Ek 勢能Ep的大小均相等 其中F a與x方向相反 v與x的方向可能相同也可能相反 2 深刻理解波動中的質點振動質點振動的周期 頻率 波源的周期 頻率 波的傳播周期 頻率 同一時刻分別處于波峰和波谷的兩個質點振動情況一定相反 規(guī)律總結 3 波的多解性波的周期性 傳播方向的雙向性 波形的隱含性是造成波動問題多解的主要因素 4 一分 一看 二找 巧解波動圖像與振動圖像的綜合問題 1 分清振動圖像與波動圖像 只要看清橫坐標即可 橫坐標為x則為波動圖像 橫坐標為t則為振動圖像 2 看清橫 縱坐標的單位 尤其要注意單位前的數(shù)量級 3 找準波動圖像對應的時刻 4 找準振動圖像對應的質點 預測練1 多選 一列機械波上的A B兩質點在0 0 8s內(nèi)的振動圖像分別如圖 甲 乙 所示 A B相距0 7m 則 填正確答案標號 A 該機械波的周期一定為0 8sB 該機械波的波速可能為0 2m sC 該機械波的波速可能為1m sD 該機械波只能從A向B傳播E 該機械波的波長最長為5 6m 答案 ACE 預測練2 有兩列簡諧橫波a b在同一介質中沿x軸正方向傳播 波速均為v 2 5m s 在t 0時兩列波的波峰正好在x 2 5m處重合 如圖所示 求 答案 1 1s1 6s 1 兩列波的周期Ta和Tb 解析 2 兩列波波長的最小公倍數(shù)為s 20m則t 0時 兩列波的波峰重合的所有位置為x 2 5 20k m k 0 1 2 3 故當k 1 t 0時在沿x軸正方向上的兩列波的下一個波峰重合處的位置為x 2 5 20 m 22 5m 答案 2 x 22 5m 2 t 0時在沿x軸正方向上兩列波的下一個波峰重合處的位置 答案 3 7s 3 從t 0開始計時 至少經(jīng)歷多長時間兩列波的波峰重合出現(xiàn)在x 0處 考向二光的折射和全反射 典例2 2018 全國 卷 34 如圖 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 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 聯(lián)立解得 60 答案 1 60 2 為實現(xiàn)上述光路 棱鏡折射率的取值應在什么范圍 光的折射和全反射題型的分析思路 1 確定要研究的光線 有時需根據(jù)題意 分析 尋找臨界光線 邊界光線為研究對象 2 找入射點 確認界面 并畫出法線 3 明確兩介質折射率的大小關系 光疏 光密 定有反射 折射光線 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 聯(lián)立求解 充分考慮三角形 圓的特點 運用幾何圖形中的角關系 三角函數(shù) 相似形 全等形等 仔細分析光傳播過程中產(chǎn)生的幾何關系 規(guī)律總結 預測練3 2018 黑龍江齊齊哈爾二模 如圖為一透明材料制成的半球形物體 將半球形物體豎直地固定在水平面EF上 且AB FE O點為半球形物體的圓心 虛線OO1為平行于EF的半徑 現(xiàn)有一細光束由半球形物體的右側面斜射到球心O處 光束與OO1的夾角 30 該光束經(jīng)半球形物體色散后 在水平面的EB間形成一彩色光帶 經(jīng)分析可知光帶中各種色光的折射率界于 n 1 6之間 已知半球形物體的半徑為R 10cm sin37 0 60 cos37 0 80 求 1 水平面上的光帶寬度為多少 答案 1 2 5cm 2 現(xiàn)將細光束繞O點逆時針轉動 當 為多少度時水平面上的光帶剛好完全消失 答案 2 45 1 單色光在AB面上入射角 的正弦值 結果可以用根號表示 2 光在透明材料中傳播的時間 不考慮光在BC面的反射 結果可以用根號表示 考向三光的波動性 典例3 某雙縫干涉實驗裝置中的雙縫S1 S2的間距d 0 1mm 雙縫到屏的距離L 1m 用一束單色光照射雙縫 結果屏上相鄰兩亮 暗 條紋的間距為1cm 則單色光的波長為m 如果將整個裝置放在某種液態(tài)透明介質中 結果條紋間距變?yōu)? 7cm 則透明介質對此單色光的折射率為 保留3位有效數(shù)字 答案 1 10 61 43 光的干涉和衍射應注意的幾點1 光的干涉和衍射 1 雙縫干涉和單縫衍射都是疊加的結果 只是干涉條紋是有限的幾束光的疊加 而衍射條紋是極多且復雜的相干光的疊加 在雙縫干涉實驗中 光在通過其中的三個狹縫時 都發(fā)生了衍射而形成三個線光源 所以一般干涉現(xiàn)象中既有干涉又有衍射 2 單縫衍射時 照射光的波長越長 中央亮紋越寬 所以衍射和干涉都能使白光發(fā)生色散現(xiàn)象 且中央白光的邊緣均呈紅色 規(guī)律總結 3 干涉和衍射的圖樣有相似之處 都是明暗相間的條紋 只是干涉條紋中條紋寬度和亮紋亮度基本相同 衍射條紋中條紋寬度和亮紋亮度均不等 中央亮紋最寬最亮 2 分析光的干涉現(xiàn)象的三點注意 1 干涉條件 頻率相同 相位差恒定 振動方向在同一條直線上 2 明暗條紋形成條件 r k k 0 1 2 3 明條紋 r k k 0 1 2 3 暗條紋 2 偏振光的產(chǎn)生方式 自然光通過起偏器 通過兩個共軸的偏振片觀察自然光 第一個偏振片的作用是把自然光變?yōu)槠窆?叫起偏器 第二個偏振片的作用是檢驗光是否為偏振光 叫檢偏器 預測練5 2018 四川瀘州三診 多選 以下關于光學現(xiàn)象的說法中正確的是 填正確答案標號 A 水中藍光的傳播速度比紅光慢B 光導纖維是利用光的衍射原理進行傳播的C 水中的魚看到水面上方昆蟲的位置是在實際昆蟲的上方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E 光的偏振現(xiàn)象說明光是一種縱波 答案 ACD 預測練6 2018 陜西寶雞二模 多選 如圖所示 OMN為玻璃等腰三棱鏡的橫截面 a b兩束可見單色光從空氣垂直射入棱鏡底面MN 兩束光關于OO 對稱 在棱鏡側面OM ON上反射和折射的情況如圖所示 下列說法正確的是 填正確答案標號 A 若光束從玻璃棱鏡中射向空氣 則光束b容易發(fā)生全反射B 在玻璃棱鏡中 a光的傳播速度小于b光的傳播速度C 若保持b光入射點位置不變 將光束b順時針旋轉 則NO面可能有光線射出D 用a b光在同樣的裝置做 雙縫干涉 實驗 a光的條紋間距大E 用a b照射同一狹縫 b光衍射現(xiàn)象更明顯 答案 ACD 備考跨越構網(wǎng)絡練培優(yōu) 網(wǎng)絡構建 培優(yōu)精練 培優(yōu)練1 2018 北京卷 16 如圖所示 一列簡諧橫波向右傳播 P Q兩質點平衡位置相距0 15m 當P運動到上方最大位移處時 Q剛好運動到下方最大位移處 則這列波的波長可能是 A 0 60mB 0 30mC 0 20mD 0 15m 答案 B 培優(yōu)練2 2018 山東煙臺二模 如圖所示是一透明物體的橫截面 橫截面為等腰直角三角形ABC 邊長AB長為a 底面AC鍍有反射膜 今有一條光線垂直AB邊從中點入射 進入透明物體后直接射到底面AC上 并恰好發(fā)生全反射 已知光在真空中的傳播速度為c 求 1 透明物體的折射率和光在透明物體內(nèi)的傳播時間 2 若光線從AB面沿平行于底面的方向射向透明物體 求光線最終離開透明物體時的出射角 答案 2 45 培優(yōu)練3 如圖 甲 所示的單擺在豎直面內(nèi)做簡諧振動 t 0時刻 在A點由靜止釋放小球 小球在A B間做往復振動 其振動圖像如圖 乙 所示 用游標卡尺測得小球的直徑d 1cm 重力加速度g 2m s2 1 寫出小球做簡諧運動的振動方程并求出擺線的長度 答案 1 x 4cos t cm 99 5cm 2 小球振動的速度隨時間變化的規(guī)律為v 12 6sin t cm s 小球的質量為0 1kg 則小球擺到最低點時擺線的張力及此時的回復力為多大 保留兩位有效數(shù)字 答案 2 0 99N0