2019年高考物理二轮复习 专题七 选考部分 第18讲 振动和波 光学课件.ppt

专题整合突破 专题七选考部分 第18讲振动和波光学 微网构建 高考真题 1 2018 北京 15 用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹 在光源与单缝之间加上红色滤光片后 A 干涉条纹消失B 彩色条纹中的红色条纹消失C 中央条纹变成暗条纹D 中央条纹变成红色 解析 在光源与单缝之间加上红色滤光片后 只透过红光 屏上出现红光 单色光 的干涉条纹 D 2 2018 北京 16 如图所示 一列简谐横波向右传播 P Q两质点平衡位置相距0 15m 当P运动到上方最大位移处时 Q刚好运动到下方最大位移处 则这列波的波长可能是 A 0 60mB 0 30mC 0 20mD 0 15m B AD 图甲 图乙 4 2018 全国 34 1 如图 ABC为一玻璃三棱镜的横截面 A 30 一束红光垂直AB边射入 从AC边上的D点射出 其折射角为60 则玻璃对红光的折射率为 若改用蓝光沿同一路径入射 则光线在D点射出时的折射角 填 小于 等于 或 大于 60 大于 图 a 图 b 5 2018 全国 34 1 声波在空气中的传播速度为340m s 在钢铁中的传播速度为4900m s 一平直桥由钢铁制成 某同学用锤子敲击一下桥的一端发出声音 分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1 00s 桥的长度为 m 若该声波在空气中的波长为 则它在钢铁中的波长为 的 倍 365 2 如图 ABC是一直角三棱镜的横截面 A 90 B 60 一细光束从BC边的D点折射后 射到AC边的E点 发生全反射后经AB边的F点射出 EG垂直于AC交BC于G D恰好是CG的中点 不计多次反射 求出射光相对于D点的入射光的偏角 为实现上述光路 棱镜折射率的取值应在什么范围 2 光线在BC面上折射 由折射定律有sini1 nsinr1 式中 n为棱镜的折射率 i1和r1分别是该光线在BC面上的入射角和折射角 光线在AC面上发生全反射 由反射定律有i2 r2 式中i2和r2分别是该光线在AC面上的入射角和反射角 光线在AB面上发生折射 由折射定律有nsini3 sinr3 式中i3和r3分别是该光线在AB面上的入射角和折射角 由几何关系得i2 r2 60 r1 i3 30 F点的出射光相对于D点的入射光的偏角为 r1 i1 180 i2 r2 r3 i3 由 式得 60 6 2018 全国 34 1 一列简谐横波沿x轴正方向传播 在t 0和t 0 20s时的波形分别如图中实线和虚线所示 已知该波的周期T 0 20s 下列说法正确的是 A 波速为0 40m sB 波长为0 08mC x 0 08m的质点在t 0 70s时位于波谷D x 0 08m的质点在t 0 12s时位于波谷E 若此波传入另一介质中其波速变为0 80m s 则它在该介质中的波长为0 32m ACE 2 10分 如图 某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记 图中O点 然后用横截面为等边三角形ABC的三棱镜压在这个标记上 小标记位于AC边上 D位于AB边上 过D点做AC边的垂线交AC于F 该同学在D点正上方向下顺着直线DF的方向观察 恰好可以看到小标记的像 过O点做AB边的垂线交直线DF于E DE 2cm EF 1cm 求三棱镜的折射率 不考虑光线在三棱镜中的反射 2 过D点作AB边的法线NN 连接OD 则 ODN 为O点发出的光线在D点的入射角 设该光线在D点的折射角为 如图所示 根据折射定律有nsin sin 式中n为三棱镜的折射率 由几何关系可知 60 EOF 30 在 OEF中有EF OEsin EOF 7 2018 江苏 12B 1 梳子在梳头后带上电荷 摇动这把梳子在空中产生电磁波 该电磁波 A 是横波B 不能在真空中传播C 只能沿着梳子摇动的方向传播D 在空气中的传播速度约为3 108m s 2 两束单色光A B的波长分别为 A B 且 A B 则 选填 A 或 B 在水中发生全反射时的临界角较大 用同一装置进行杨氏双缝干涉实验时 可以观察到 选填 A 或 B 产生的条纹间距较大 AD A A 3 一列简谐横波沿x轴正方向传播 在x 0和x 0 6m处的两个质点A B的振动图象如图所示 已知该波的波长大于0 6m 求其波速和波长 解析 1 电磁波是横波 传播方向与振动方向垂直 既能在真空中传播 也能在介质中传播 电磁波在空气中的传播速度约为3 108m s 故选项A D正确 热点聚焦 1 波动图象描述的是在同一时刻 沿波的传播方向上的各个质点偏离平衡位置的位移 在时间上具有周期性 空间上具有重复性和双向性的特点 2 深刻理解波动中的质点振动 质点振动的周期 频率 波源的周期 频率 波的传播周期 频率 3 要画好 用好振动图象 并正确地与实际情景相对应 要正确画出波形图 准确写出波形平移距离 质点振动时间与波长 周期的单一解或多解表达式 热点一振动图象和波动图象的综合 4 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 5 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 找准波动图象对应的质点 多选 2018 安徽省芜湖市高三下学期模拟 某列简谐横波传播的路径上有P Q两质点 图甲所示为质点P的振动图象 乙图所示为t 0 3s时刻的波形图 则由图可知 A 质点简谐运动的振幅A 0 4mB t 0 2s时 质点P的速度大于Q的速度C 简谐波的波速v 20m sD 0 0 3s 质点P通过的路程为0 9mE 0 0 3s 波沿x轴的负方向传播6m 典例1 BCE 类题演练1 2018 河南省郑州市二模 从坐标原点O产生的简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播 t 0时刻波的图象如图所示 此时波刚好传播到M点 x 1m的质点P的位移为10cm 再经 t 0 1s 质点P第一次回到平衡位置 1 求波源的振动周期 2 从t 0时刻起经多长时间位于x 81m处的质点N 图中未画出 第一次到达波峰位置 并求出在此过程中质点P运动的路程 热点二光的折射和反射 3 光的折射和全反射题型的分析思路 1 确定要研究的光线 有时需要根据题意分析 寻找临界光线 边界光线为研究对象 2 找入射点 确认界面 并画出法线 3 明确两介质折射率的大小关系 若光疏 光密 定有反射 折射光线 若光密 光疏 如果入射角大于或等于临界角 一定发生全反射 4 根据反射定律 折射定律列出关系式 结合几何关系 具体求解 典例2 2 若光屏CD上恰好只剩一个光斑 则说明该光束恰好发生全反射 由sinC 1 n得临界角为 C 45 即当 45 时 光屏上只剩下一个光斑 类题演练2 2018 高三下学期最新信息卷 如图所示的装置可用来测定水的折射率 当圆柱形容器内未装水时 从A点沿AB方向能看到对边上的点E 当容器内装满水时 仍沿AB方向看去 恰好看到底面直径CD上的点D 测得容器直径CD 12cm 高BC 16cm DE 7cm 已知光在真空中的传播速度为c 3 0 108m s 求 1 水的折射率n 2 光在水中的传播速度v 1 机械波和光波都能发生干涉 衍射 多普勒效应等现象 是波特有的现象 偏振现象是横波的特有现象 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处 实线和虚线的交点及其连线处为振动减弱处 振动加强点有时位移也为零 只是振幅为两列波的振幅之和 显得振动剧烈 热点三光的波动性 多选 2018 海南省高三下学期高考压轴卷 下列关于光的说法中正确的是 A 雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生全反射形成的B 泊松亮斑的发现支持了光的波动说C 在双缝干涉实验中 用红光代替黄光作为入射光可减小干涉条纹的间距D 在潜水员看来 岸上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里E 光从一种介质进入另一种介质发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同 典例3 BDE 解析 雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生的折射形成的 故选项A错误 泊松亮斑是光照射在很小的圆形障碍物上形成的 影子的中间出现一个亮斑 是光的衍射现象 故选项B正确 双缝干涉实验中 用红光代替黄光后 波长变长 则导致干涉条纹的间距增大 故选项C错误 水面上所有景物发出的光进入水中时经过折射 最大的折射角为全反射临界角 故D选项正确 从一种介质进入另一种介质发生折射是因为光在不同介质的折射率不同 根据c nv可知 传播速度也不同 故E项正确 故选BDE 类题演练3 多选 2018 苏锡常镇四市高三下学期模拟 关于下列四幅图的说法 正确的是 BC A 图甲中C摆开始振动后 A B D三个摆中B摆的振幅最大B 图乙为两列水波在水槽中产生的干涉图样 这两列水波的频率一定相同C 图丙是两种光现象图案 上方为光的干涉条纹 下方为光的衍射条纹D 图丁中飞快行驶的火车车厢中央发出一闪光 地面上的人认为光同时到达前后壁 解析 图甲中C摆开始振动后 因A摆的摆长与C摆的相等 发生共振 则A B D三个摆中A摆的振幅最大 故A项错误 图乙为两列水波在水槽中产生的干涉图样 这两列水波的频率一定相同 故B正确 图丙是两种光现象图案 上方为光的干涉条纹 较多条数内 条纹等间距 下方为光的衍射条纹 中央条纹最宽 越往两侧越狭窄 故C项正确 图丁中飞快行驶的火车车厢中央发出一闪光 地面上的人认为地面是一个惯性系 光向前向后传播的速度相等 向前传播的路程长些 到达前壁的时刻晚些 故D项错误