XX届高考物理轮复习资料007

XX届高考物理轮精编复习资料007振动与波、光学知识网络考点展望振动与波是历年高考的必考内容，此中命题率最高的知识点为波的图象、波长、频次、波速及其相互关系，特别是波的图象与振动图象的关系，如XX年高考北京理综卷第17题、全国理综卷Ⅰ第20题、福建理综卷第17题，一般以选择题的形式出现，试题信息量大、综合性强，一道题常常考查多个观点和规律．此中波的图象，能够综合考察对波的理解能力、推理能力和空间想象能力．高考对光学部分的考察主要有：①光的折射现象，全反射；②光的干预、衍射和偏振现象；③平面镜成像的作图方法；④双缝干预实验测定光的波长；⑤光电效应现象．重点概括一、振动与波单摆特色：①单摆是理想模型；②单摆的答复力由重力沿圆弧方向的分力供给，当最大摆角α＜10°时，单摆的振动可看做简谐运动，其振动周期T＝2πLg．应用：①计时器；②测定重力加快度g，g＝4π2LT2．二、振动图象与颠簸图象的差别与联系振动图象颠簸图象图象研究对象一个质点所有质点物理意义横轴上各点表示各个时刻，图象表示一个质点各个时刻的位移状况横轴上各点表示质点的均衡地点，图象表示某一时刻各个质点的位移状况图象形成的物理过程相当于次序“扫描”的结果相当一次“摄影”的结果所能供给的信息直接得出振幅、周期直接得出振幅、波长能够算出频次据波速、波长和频次的关系求此中一个量能够判断出位移、加快度、答复力间的变化关系振动方向和流传方向的关系三、机械波与电磁波机械波电磁波对象研究力学现象研究电磁现象周期性变化的物理量位移随时间和空间做周期性变化电场E和磁场B随时间和空间做周期性变化流传流传需要介质，波速与介质相关，与频次没关，分横波和纵波两种，流传机械能流传不需要介质，在真空中波速老是c，在介质中流传时，波速与介质及频次都相关系．电磁波都是横波，流传电磁能特征v＝λT，都会发生反射、折射、干预、衍射、多普勒效应产生由质点的振动产生无线电波由振荡电路产生光也是电磁波的一种，由原子能级跃迁发出四、平面镜成像．平面镜改变光的流传方向，而不改变光的性质．．平面镜成像的特色：等大、正立、虚像，物、像对于镜面对称．．成像作图要规范化．射向平面镜的入射光芒和反射光芒要用实线，而且要用箭头标出光的流传方向．反射光芒的反向延伸线只好用虚线，虚线上不可以标箭头．镜中的虚像是物体射到平面镜上所有光芒的反射光芒反向延伸后订交形成的．在成像作图中，能够只画两条光芒来确立像点．法线既与界面垂直，又是入射光芒与反射光芒夹角的均分线．平面镜转过一个细小的角度α，法线也随之转过角度α，当入射光芒的方向不变时，反射光芒则偏转2α．五、光的折射定律．折射率：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角θ1的正弦与折射角θ2的正弦之比为定值n，叫做这种介质的折射率，表示为n＝sinθ1sinθ2．实验和研究证明，某种介质的折射率等于光在真空中的流传速度c跟光在这种介质中的流传速度v之比，即n＝cv．．折射现象中光路是可逆的．六、全反射和临界角．全反射的条件：光从光密介质射向光疏介质；入射角大于或等于临界角．．临界角：使折射角等于90°时的入射角，某种介质的临界角c用sinc＝1n计算．七、用折射定律剖析光的色散现象在剖析、计算光的色散时，要掌握好折射率n的应用及相关数学知识，侧重理解两点：①光的频次由光源决定，与介质没关；②在同一介质中，频次越大的光的折射率越大，再应用n＝cv＝λ0λ等知识，就能正确而快速地判断相关色光在介质中的流传速度、波长、入射光芒与折射光芒的偏折程度等问题．八、光的颠簸性．光的干预干预条件：两束光的频次同样，并有稳固的相位差．双缝干预：两列光波抵达某点的行程差为波长的整数倍时，该处的光相互增强，出现亮条纹；当抵达某点的行程差为半波长的奇数倍时，该处的光相互削弱，出现暗条纹．相邻两条亮条纹的间距x＝Ldλ．薄膜干预：从薄膜前后表面反射的两列波叠加产生的干预．应用：检查平面的平坦度、增透膜等．．光的衍射发生显然衍射的条件：阻碍物的尺寸跟光的波长邻近或比光的波长还小．光的衍射条纹和干预条纹不一样．泊松亮斑是光的衍射惹起的．．光的电磁说麦克斯韦提出“光是一种电磁波”的假定，赫兹用实验考证了电磁说的正确性．九、光的粒子性．光电效应现象：在光的照耀下物体发射电子的现象．规律：任何金属都存在极限频次，只实用高于极限频次的光照耀金属时，才会发生光电效应．在入射光的频次大于金属的极限频次的状况下，从光照耀到金属上到金属逸出光电子的过程，几乎是刹时的．光电子的最大初动能随入射光频次的增大而增大，与光的强度没关．单位时间内逸出的光电子数与入射光的强度成正比．．光电效应方程：12v2＝hν－．．光子说：即空间流传的光是不连续的，而是一份一份的，每一份的能量等于hν，每一份叫做一个光子．．光的波粒二象性：光的干预、衍射现象说明光拥有波动性，光电效应表示光拥有粒子性，所以光拥有波粒二象性．．物质波：任何一个运动的物体都有一个波与它对应，波长λ＝hp．热门、重点、难点一、简谐运动的动力学识题图6－1●例1如图6－1所示，一个弹簧振子在圆滑水平面上的A、B两点之间做简谐运动．当振子经过最大位移处时，有块胶泥落在它的上面，并随其一同振动，那么以后的振动与本来对比较A．振幅的大小不变B．加快度的最大值不变c．速度的最大值变小D．弹性势能的最大值不变【分析】当振子经过最大位移处时，胶泥落在它的上面，在此过程中，胶泥减少的重力势能所有转变成内能，振子在B点的速度仍为零，则其仍以o点为均衡地点做简谐运动，且振幅的大小不变．于是，最大答复力和最大弹性势能不变．因为质量增大，则其最大加快度变小，在均衡地点的速度变小．综上可知，选项A、c、D正确．[答案]AcD【评论】解决此题的重点在于正确理解简谐运动的特色，认识简谐运动中各个物理量的变化，找到“振幅的大小不变”这一打破口，从而剖析求解．简谐运动拥有以下规律．①在均衡地点：速度最大、动能最大、动量最大，位移最小、答复力最小、加快度最小、势能最小．②在位移大小等于振幅处：速度最小、动能最小、动量最小，位移最大、答复力最大、加快度最大、势能最大．③振动中的位移x都是以均衡地点为起点的，方向从均衡地点指向末地点，大小为这两地点间的直线距离．加快度与答复力的变化一致，在两个“端点”最大，在均衡地点为零，方向老是指向均衡地点．二、简谐运动的图象、波的图象●例2一列简谐横波以1/s的速度沿绳索由A向B流传，质点A、B间的水平距离为3，如图6－2甲所示．若t＝0时质点A刚从均衡地点开始向上振动，其振动图象如图6－2乙所示，则B点的振动图象为图6－2丙中的图6－2【分析】由题意知，λ＝v?T＝4故lAB＝34λ，经过t＝34T＝3s时间B点开始振动．又由波的流传特征可知，每点开始振动的方向与振源的起振方向同样，故知B点的振动图象为B．[答案]B【评论】本例固然只需求B的振动图象，但分析过程必须弄清楚波的流传过程，可画出t＝3s时刻以及t′＝3s＋时刻AB方向波的图象图6－2丁所示．图6－2丁●例3两列振幅、波长均同样的简谐横波，以同样的速率沿相反方向在同一介质中流传．图6－3所示为某一时刻两波的波形图，此中实线为向右流传的波，虚线为向左传播的波，a、b、c、d、e为五个等距离的质点．则在两列波流传的过程中，以下说法中正确的选项是图6－3A．质点a、b、c、d、e一直静止不动B．质点b、d一直静止不动c．质点a、c、e一直静止不动D．质点

a、c、e

以振幅

2A做简谐运动【分析】由波的叠加原理可知，图示时刻质点

a、b、c、d、e的位移都为零．此中两列波在a、c、e上惹起的振动方向同样，在b、d两点惹起的振动方向老是相反，故b、d始终静止不动，

a、c、e

以振幅

2A做简谐运动．[

答案]

BD【评论】①两列波流传至某点时，两列波惹起的振动“步调”同样时，干预增强；惹起的振动“步伐”相反时，干预减弱，不该仅考虑波峰、波谷的相遇．②振动增强的点与振动减弱的点有规律地相互间隔．③注：干预图样不是固定不动的，增强的点在做更大振幅的振动．三、平面镜成像问题●例4某物体左右双侧各有一竖直搁置的平面镜，两平面镜相互平行，物体距离左镜4，右镜8，如图6－4甲所示．物体在左镜所成的像中从右向左数的第三个像与物体的距离是[XX年高考?全国理综卷Ⅰ]图6－4甲A．24B．32c．40D．48【分析】物体在左镜中所成的各像如图6－4乙所示，可知左镜中从右向左的第三个像是个像在右镜中的像再在左镜中成的像，即看见像时为光芒在左镜反射一次后在右镜反射一次再在左镜反射一次进入眼睛，由平面镜成像的对称性可得：d＝32．图6－4乙[答案]B【评论】光芒经过平面镜反射进入眼睛，眼睛逆着光芒确立光源，感觉光是从“虚像”发出．四、光的折射与全反射光学器械是由透明介质制成的，当光芒从空气照耀到这些透明体的表面时，折射进入透明体，而后再发生其余的光学现象．解这种问题用到的光学知识主假如反射定律、折射定律、全反射知识和数学中的几何知识．．视深问题●例5某水池的实质深度为h，若某人垂直水面往下看时，水池的视深为多少？【分析】如下图，作两条从水底S发出的折射光芒，一条垂直射出水面，另一条入射角很小，这两条折射光芒反向延伸线的交点S′就是看到的S的像．在△AS′o中，tanα＝Aoh′在△ASo中，tanγ＝Aoh则tanαtanγ＝hh′因为α、γ很小，所以sinα≈tanα，sinγ≈tanγ得：h′＝sinγsinαh＝hn．[答案]hn【评论】此题考察光的折射定律在实质中的应用．正确画出光路图，并运用近似理论是求解此类问题的重点．．奇妙运用光路图解题和光学作图问题解决几何光学的基本方法是：画出光路图，理解相关概念，灵巧运用数学知识求解．在反射和折射现象中，“光路可逆”是解决较复杂问题常用的思想方法．注意：光路图的作法一定按照反射和折射定律．因为同一介质对不一样色光的折射率不一样，致使光的色散现象．利用光的折射定律解决的问题主要有“视深”和棱镜等．正确画出光路图是求解此类问题的重点．作图法是解决几何光学识题的主要方法之一．达成光路图的依照是光的流传规律，作图时经常要运用逆向思想——先由像确立反射光芒，再确立入射光芒．解题中经常要巧用光路可逆规律剖析问题，在实像的地点换上物点，必然在原来物点处成像，即像、物交换．此外，波及相关范围的问题，确立相关界限光芒是解决问题的重点．●例6图6－5甲所示为一个储油圆柱桶，其底面直径与桶高相等．当桶中无油时，贴着桶的上面沿上的A点恰能看到桶底边沿上的B处；当桶内油的深度等于桶高的一半时，眼所处的地点不变，在桶外沿AB方向看去，恰能看到桶底上的c点，且Bc的距离是桶底直径的四分之一．据此可估算出该油的折射率n和光在这种油中的流传速度v分别为图6－5甲A．1.6、1.9×108/sB．2.0、1.6×108/sc．2.2、2.2×108/sD．1.6、1.6×108/s【分析】当油的深度为桶高的一半时，眼睛看见

c点的光路图如图

6－5

乙所示，可得：图6－5

乙n＝sinisinr

＝1.6又因为

n＝cv可得

v＝1.9

×108/s

．[答案]A【评论】正确地画出光路图是解决几何光学识题的重点．●例7一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上，经两次折射后从玻璃板另一个表面射出，出射光芒相对于入射光芒侧移了一段距离．在以下状况下，出射光芒侧移距离最大的是[XX年高考?全国理综卷Ⅱ]A．红光以30°的入射角入射B．红光以45°的入射角入射c．紫光以30°的入射角入射D．紫光以45°的入射角入射【分析】如下图，由题意可知，o2A为偏移距离x，有：x＝dcosr?sinn＝sinisinr若为同一单色光，即n值同样．当i增大时，r也增大，但i比r增大得快，sin＞0且增大，dcosr＞0且增大，故A、选项错误．若入射角同样，则：x＝dsini即当

n增大，

x也增大，应选项

B错误、

D正确．[

答案]

D【评论】①某束单色光照到介质表面，当入射角增大时，折射角也增大，但入射角比折射角增大得快．②一束复色光经过平板玻璃也会发生色散现象，即射出光的边沿出现彩色，不过当玻璃较薄时这个现象不太显然．●例8一足够大的水池内盛有某种透明液体，液体的深度为H，在水池的底部中央放一点光源，此中一条光芒以30°的入射角射到液体与空气的界面上，它的反射光芒与折射光芒的夹角为105°，如图6－6甲所示，则可知图6－6甲A．液体的折射率为2B．液体的折射率为22c．整个水池表面都有光射出D．液体表面亮斑的面积为πH2【分析】由题意知i＋r＝180°－105°＝75°＝75°－30°＝45°故折射率n＝sinrsini＝2该液体的临界角c＝arcsin1n＝45°可得液体表面亮斑的半径如图6－6乙所示，r＝H图6－6乙故亮斑面积为：S＝πH2．[答案]AD【评论】利用反射定律、折射定律和几何知识，解出折射角是解此题的重点．五、干预、衍射与偏振．干预与衍射的比较光的干预与衍射现象是光的颠簸性的表现，也是光拥有颠簸性的凭证．二者的差别是：光的干预现象只有在切合必定条件下才发生；而光的衍射现象却老是存在的，只有显然与不显然之分．光的干预现象和衍射现象在屏上出现的都是明暗相间的条纹，但双缝干预时条纹间隔平均，从中央到双侧的明纹亮度不变化；而单缝衍射的条纹间隔不平均，中央明纹又宽又亮，从中央向双侧，条纹宽度减小，明纹亮度明显减弱．．光的偏振横波的振动矢量垂直于波的流传方向振动时，偏于某个特定方向的现象叫偏振．纵波只好沿着波的流传方向振动，所以不行能有偏振，光的偏振现象证明光是横波．光的偏振现象在科技、生活中的应用有：照相机镜头上的偏振片、立体电影等．●例9图6－7所示为一竖直的肥皂膜的横截面，用单色光照耀薄膜，在薄膜上产生明暗相间的条纹，以下说法正确的是图6－7A．薄膜上的干预条纹是