高考物理复习资料专题十机械振动与机械波光学选修市赛课公开课一等奖省课获奖课件

专题十机械振动与机械波光学(选修3—4模块)1/39定位

五年考情分析Ⅰ卷T34(1)振动图像,波干涉机械波传输双缝干涉振动图像与波动图像机械波传输T34(2)光折射光折射与全反射机械波传输与叠加光折射与全反射光全反射,光导纤维2/39Ⅱ卷T34(1)双缝干涉电磁波光折射、色散、干涉振动图像与波动图像简谐运动T34(2)光折射机械波传输机械波传输光折射与全反射光折射与全反射Ⅲ卷T34(1)机械波传输与图像机械波传输T34(2)光折射与全反射光折射3/39专题定位本专题处理两大类问题:一是机械振动和机械波;二是光和电磁波.作为选考模块之一,高考试题中独立于其它模块而单独命题.命题方式是由两个小题组合而成.常考知识点有:①波动图像;②波长、波速和频率及其相互关系;③光折射、全反射及对应几何关系;④光干涉、衍射及双缝干涉试验;⑤简谐运动规律及振动图像;⑥电磁波相关性质.应考提议加强对基本概念和规律了解,抓住波传输和图像、光折射定律这两条根本,强化训练,提升对经典问题分析能力4/39整合突破实战5/39整合网络关键点重温【网络构建】6/39【关键点重温】1.振动和波(1)振动周期性、对称性:x=

.(2)波产生和传输:v=

.

2.光折射和全反射(1)折射定律:光从真空进入介质时:=n.(2)全反射条件:光从光密介质射入光疏介质;入射角等于或大于临界角C,sinC=

.Asinωt7/39【关键点重温】3.波干涉、衍射等现象(1)干涉、衍射是波特有现象.干涉条件:频率相同、相位差恒定,振动方向相同;显著衍射条件:

.

.缝、孔宽度或障碍物尺寸跟波长相差不多,或者比波长更小(3)光干涉条纹特点:明暗相间,条纹间距Δx=

.8/39热点考向一振动和波动综合应用【关键提炼】1.简谐运动含有对称性和周期性位移x、回复力F、加速度a、速度v都随时间按“正弦”或“余弦”规律改变,它们周期均相同;振动质点往返经过相同两点间所用时间相等;振动质点关于平衡位置对称两点,x,F,a,v,动能Ek,势能Ep大小均相等,其中F,a与x方向相反,v与x方向可能相同也可能相反.突破热点考向聚焦9/392.深刻了解波动中质点振动质点振动周期(频率)=波源周期(频率)=波传输周期(频率).同一时刻分别处于波峰和波谷两个质点振动情况一定相反。3.波多解性波周期性、传输方向双向性,波形隐含性是造成波动问题多解主要原因.4.“一分、一看、二找”巧解波动图像与振动图像综合问题(1)分清振动图像与波动图像.只要看清横坐标即可,横坐标为x则为波动图像,横坐标为t则为振动图像.(2)看清横、纵坐标单位,尤其要注意单位前数量级.(3)找准波动图像对应时刻.(4)找准振动图像对应质点.10/39【典例1】(·全国Ⅲ卷,34)(多项选择)如图,一列简谐横波沿x轴正方向传输,实线为t=0时波形图,虚线为t=0.5s时波形图.已知该简谐波周期大于0.5s.关于该简谐波,以下说法正确是(

)A.波长为2mB.波速为6m/sC.频率为1.5HzD.t=1s时,x=1m处质点处于波峰E.t=2s时,x=2m处质点经过平衡位置BCE11/3912/39【预测练习1】(·河北衡水三模)(多项选择)简谐横波在均匀介质中沿直线传输,P,Q是传输方向上相距为16m两个质点,波先传到P点,从波传到Q点开始计时,P,Q两质点振动图像如图所表示.以下说法正确是(

)A.质点P开始振动方向沿y轴正方向B.该波从P传到Q时间可能为10sC.该波波长可能为16mD.该波传输速度可能为1m/sABD13/3914/39热点考向二光折射和全反射【关键提炼】光折射和全反射题型分析思绪(1)确定要研究光线,有时需依据题意,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)明确两介质折射率大小关系.①若光疏→光密:定有反射、折射光线.②若光密→光疏:假如入射角大于或等于临界角,一定发生全反射.15/39(4)依据反射定律、折射定律列出关系式,结合几何关系,联立求解.充分考虑三角形、圆特点,利用几何图形中角关系、三角函数、相同形、全等形等,仔细分析光传输过程中产生几何关系.16/39【典例2】(·全国Ⅲ卷,34)如图,二分之一径为R玻璃半球,O点是半球球心,虚线OO′表示光轴(过球心O与半球底面垂直直线).已知玻璃折射率为1.5.现有一束平行光垂直入射到半球底面上,有些光线能从球面射出(不考虑被半球内表面反射后光线).求:17/39(1)从球面射出光线对应入射光线到光轴距离最大值;18/39(2)距光轴入射光线经球面折射后与光轴交点到O点距离.19/3920/39(1)出射光线与AB面夹角;答案:(1)45°21/39(2)光在棱镜中传输所用时间(光在真空中速度为c).22/39热点考向三光波动性【关键提炼】1.光色散(1)在同一介质中,不一样频率光折射率不一样,频率越高,折射率越大.(2)光频率越高,在介质中波速越小,波长越小.2.光衍射和干涉(1)光衍射是无条件,但发生显著衍射现象是有条件.(2)两列光波发生稳定干涉现象时,条纹间隔均匀,亮度均匀,中央为亮条纹.3.狭义相对论主要结论(1)在任何惯性系中观察光速均为c.(2)相对观察者运动物体长度变短.(3)相对观察者运动时钟变慢.23/39【典例3】(·天津卷,2)明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载:“凡宝石面凸,则光成一条,有数棱则必有一面五色”,表明白光经过多棱晶体折射会发生色散现象.如图所表示,一束复色光经过三棱镜后分解成两束单色光a,b,以下说法正确是(

)A.若增大入射角i,则b光先消失B.在该三棱镜中a光波长小于b光C.a光能发生偏振现象,b光不能发生D.若a,b光分别照射同一光电管都能发生光电效应,则a光遏止电压低D24/3925/39【预测练习3】(·山西大学附中二模)(多项选择)如图所表示,一束由两种色光混合复色光沿PO方向射向一上、下表面平行厚玻璃平面镜上表面,得到三束光线Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,若平面镜上下表面足够宽,以下说法正确是(

)A.光束Ⅰ仍为复色光,光束Ⅱ,Ⅲ为单色光B.玻璃对光束Ⅲ折射率大于对光束Ⅱ折射率C.改变α角,光线Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ仍保持平行D.经过相同双缝干涉装置,光束Ⅱ产生条纹宽度大于光束ⅢE.在真空中,光束Ⅱ速度等于光束Ⅲ速度ACE26/39解析:光束Ⅰ为在玻璃平面镜上表面反射光,光束Ⅱ,Ⅲ为先在玻璃上表面折射,再在下表面反射,然后再在上表面折射出去光线,A正确;玻璃对光束Ⅱ折射率大于玻璃对光束Ⅲ折射率,B错误;改变α角,光束Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ仍保持平行,C正确;光束Ⅱ波长短,因而形成干涉条纹窄,D错误;在真空中,单色光速度均为光速c,E正确.27/39实战高考真题演练1.(·全国Ⅰ卷,34)(1)如图(a),在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动点波源S1(0,4)和S2(0,-2).两波源振动图线分别如图(b)和图(c)所表示,两列波波速均为1.00m/s.两列波从波源传输到点A(8,-2)旅程差为

m,两列波引发点B(4,1)处质点振动相互

(填“加强”或“减弱”),点C(0,0.5)处质点振动相互

(填“加强”或“减弱”).

28/39解析:(1)由几何关系可知AS1=10m,AS2=8m,所以旅程差为2m;同理可求BS1=BS2=0,为波长整数倍,由振动图像知两振源振动方向相反,故B点为振动减弱点,CS1-CS2=1m,波长λ=vT=2m,所以C点振动加强.答案:(1)2减弱加强29/39(2)如图,一玻璃工件上半部是半径为R半球体,O点为球心;下半部是半径为R、高为2R圆柱体,圆柱体底面镀有反射膜.有一平行于中心轴OC光线从半球面射入,该光线与OC之间距离为0.6R.已知最终从半球面射出光线恰好与入射光线平行(不考虑屡次反射).求该玻璃折射率.30/39答案:(2)1.4331/392.(·全国Ⅱ卷,34)(1)在双缝干涉试验中,用绿色激光照射在双缝上,在缝后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间距,可选取方法是

(填正确答案标号).

A.改用红色激光B.改用蓝色激光C.减小双缝间距D.将屏幕向远离双缝位置移动E.将光源向远离双缝位置移动32/39答案:(1)ACD33/39(2)一直桶状容器高为2l,底面是边长为l正方形;容器内装满某种透明液体,过容器中心轴DD′、垂直于左右两侧面剖面图如图所表示.容器右侧内壁涂有反光材料,其它内壁涂有吸光材料.在剖面左下角处有一点光源,已知由液体上表面D点射出两束光线相互垂直,求该液体折射率.34/39答案:(2)1.5535/393.(·海南卷,16)(1)如图,空气中有两块材质不一样、上下表面平行透明玻璃板平行放置;一细光束从空气中以某一角度θ(0<θ<90°)入射到第一块玻璃板上表面.以下说法正确是(

)A.在第一块玻璃板下表面一定有出射光B.在第二块玻璃板下表面一定没有出射光C.第二块玻璃板下表面出射光方向一定与入射光方向平行D.第二块玻璃板下表面出射光一定在入射光延长线左侧E.第一块玻璃板下表面出射光一定在入射光延长线右侧36/39解析:光线从第一块玻璃板上表面射入,在第一块玻璃板中上表面折射角和下表面入射角相等,依据光可逆性原理可知,光在第一块玻璃板下表面一定有出射光,同理,在第二个玻璃板下表面也一定有出射光,故A正确,B错误.因为光在玻璃板中上表面折射角和下表面入射角相等,依据光可逆性原理知,从下表面出射光折射角和开始在上表面入射角相等,即两光线平行,所以第二块玻璃板下表面出射光方向一定与入射光方向平行,故C正确