2022年高考物理二輪專項復習專題五振動與波光學

2022年高考二輪復習專題五振動與波、光學知識網絡考點展望振動與波是歷年高考的必考內容，此中命題率最高的知識點為波的圖象、波長、頻次、波速及其互有關系，特別是波的圖象與振動圖象的關系，一般以選擇題的形式出現，試題信息量大、綜合性強，一道題常常察看多個見解和規(guī)律．此中波的圖象，可以綜合察看對波的理解能力、推理能力和空間想象能力．高考對光學部分的察看主要有：①光的折射現象，全反射；②光的干預、衍射和偏振現象；③平面鏡成像的作圖方法；④雙縫干預實驗測定光的波長；⑤光電效應現象．重點概括一、振動與波單擺1特色：①單擺是理想模型；②單擺的答復力由重力沿圓弧方向的分力供給，當最大擺角

α＜°時，單擺的振動可看做簡諧運動，其振動周期＝π錯誤!．2應用：①計時器；②測定重力加快度，g＝錯誤!．二、振動圖象與顛簸圖象的差別與聯系振動圖象顛簸圖象圖象研究對象一個質點全部質點橫軸上各點表示各個時辰，橫軸上各點表示質點的均衡物理意義圖象表示一個質點各個時辰地點，圖象表示某一時辰各的位移狀況個質點的位移狀況圖象形成的物理過程相當于次序“掃描”的結果相當一次“攝影”的結果直接得出振幅、周期直接得出振幅、波長所能供給的信息可以算出頻次據波速、波長和頻次周期的關系求此中一個量可以判斷出位移、加快度、答復力間的變化關系振動方向和流傳方向的關系三、機械波與電磁波機械波電磁波對象研究力學現象研究電磁現象周期性變化的物理量位移隨時間和空間做周期性變化電場E和磁場B隨時間和空間做周期性變化流傳需要介質，波速與介流傳不需要介質，在真空中波速流傳質有關，與頻次沒關，分橫波和縱波兩種，流傳機老是c，在介質中流傳時，波速與介質及頻次都有關系．電磁波械能都是橫波，流傳電磁能特色v＝錯誤!，都會發(fā)生反射、折射、干預、衍射、多普勒效應無線電波由振蕩電路產生產生由質點波源的振動產生光也是電磁波的一種，由原子能級躍遷發(fā)出四、平面鏡成像1．平面鏡改變光的流傳方向，而不改變光的性質．2．平面鏡成像的特色：等大、正立、虛像，物、像對于鏡面對稱．3．成像作圖要規(guī)范化．射向平面鏡的入射光芒和反射光芒要用實線，而且要用箭頭標出光的流傳方向．反射光線的反向延伸線只好用虛線，虛線上不可以標箭頭．鏡中的虛像是物體射到平面鏡上全部光芒的反射光芒反向延伸后訂交形成的．在成像作圖中，可以只畫兩條光芒來確立像點．法線既與界面垂直，又是入射光芒與反射光芒夾角的均分線．平面鏡轉過一個微小的角度α，法線也隨之轉過角度α，當入射光芒的方向不變時，反射光芒則偏轉2α．五、光的折射定律1．折射率：光從真空射入某種介質發(fā)生折射時，入射角θ1的正弦與折射角θ2的正弦之比為定值，叫做這類介質的折射率，表示為n＝錯誤!．實驗和研究證明，某種介質的折射率等于光在真空中的流傳速度c跟光在這類介質中的流傳速度v之比，即＝錯誤!．2．折射現象中光路是可逆的．六、全反射和臨界角1．全反射的條件：1光從光密介質射向光疏介質；2入射角大于或等于臨界角．2．臨界角：使折射角等于°時的入射角，某種介質的臨界角C用in＝錯誤!計算．七、用折射定律分析光的色散現象在分析、計算光的色散時，要掌握好折射率n的應用及有關數學知識，重視理解兩點：①光的頻次顏色由光源決定，與介質沒關；②在同一介質中，頻次越大的光的折射率越大，再應用n＝錯誤!＝錯誤!等知識，就能正確而快速地判斷有關色光在介質中的流傳速度、波長、入射光芒與折射光芒的偏折程度等問題．八、光的顛簸性1．光的干預1干預條件：兩束光的頻次同樣，并有堅固的相位差．2雙縫干預：兩列光波抵達某點的行程差為波長的整數倍時，該處的光相互增強，出現亮條紋；當抵達某點的行程差為半波長的奇數倍時，該處的光相互削弱，出現暗條紋．相鄰兩條亮條紋或暗條紋的間距Δ＝錯誤!λ．3薄膜干預：從薄膜前后表面反射的兩列波疊加產生的干預．應用：檢查平面的平坦度、增透膜等．2．光的衍射發(fā)生顯然衍射的條件：阻攔物的尺寸跟光的波長周邊或比光的波長還?。獾难苌錀l紋和干預條紋不同樣．泊松亮斑是光的衍射惹起的．3．光的電磁說麥克斯韋提出“光是一種電磁波”的假定，赫茲用實驗考證了電磁說的正確性．九、光的粒子性1．光電效應1現象：在光的照耀下物體發(fā)射電子光電子的現象．2規(guī)律：任何金屬都存在極限頻次，只合用高于極限頻次的光照耀金屬時，才會發(fā)生光電效應．在入射光的頻次大于金屬的極限頻次的狀況下，從光照耀到金屬上到金屬逸出光電子的過程，幾乎是剎時的．光電子的最大初動能隨入射光頻次的增大而增大，與光的強度沒關．單位時間內逸出的光電子數與入射光的強度成正比．2．光電效應方程：錯誤!mvm＝ν－．3．光子說：即空間流傳的光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份的能量等于νν為光子的頻次，每一份叫做一個光子．4．光的波粒二象性：光的干預、衍射現象說明光擁有顛簸性，光電效應表示光擁有粒子性，所以光擁有波粒二象性．5任何一個運動的物體小到電子大到行星都有一個波與它對應，波長λ＝錯誤!1m3m4m24m8m24m32m40m48m328m10m108m108m10[答案]A88m108m/．【談論】正確地畫出光路圖是解決幾何光學識題的重點．●例7一束單色光斜射到厚平板玻璃的一個表面上，經兩次折射后從玻璃板另一個表面射出，出射光芒有對于入射光芒側移了一段距離．在以下狀況下，出射光芒側移距離最大的是[2022年高考·全國理綜卷Ⅱ]．紅光以°的入射角入射．紅光以°的入射角入射．紫光以°的入射角入射．紫光以°的入射角入射【分析】以以下圖，由題意可知，A為偏移距離Δ，有：Δ＝錯誤!·ini－rn＝錯誤!若為同一單色光，即n值同樣．當i增大時，r也增大，但i比r增大得快，ini－r＞0且增大，錯誤!＞0且增大，故、C選項錯誤．若入射角同樣，則：Δ＝dini－錯誤!即當n增大，Δ也增大，應選項B錯誤、D正確．[答案]D【談論】①某束單色光照到介質表面，當入射角增大時，折射角也增大，但入射角比折射角增大得快．②一束復色光經過平板玻璃也會發(fā)生色散現象，即射出光的邊沿出現彩色，但是當玻璃較薄時這個現象不太顯然．●例8一足夠大的水池內盛有某種透明液體，液體的深度為，在水池的底部中央放一點光源，此中一條光芒以°的入射角射到液體與空氣的界面上，它的反射光芒與折射光芒的夾角為°，如圖6－6甲所示，則可知圖6－6甲．液體的折射率為錯誤!．液體的折射率為錯誤!．整個水池表面都有光射出2．液體表面亮斑的面積為πH【分析】由題意知i＋r＝°－°＝°

r＝°－°＝°故折射率n＝錯誤!＝錯誤!該液體的臨界角＝arcin錯誤!＝°可得液體表面亮斑的半徑如圖－6乙所示，r＝H圖6－6乙故亮斑面積為：＝πH2．[答案]AD【談論】利用反射定律、折射定律和幾何知識，解出折射角是解此題的重點．五、干預、衍射與偏振1．干預與衍射的比較光的干預與衍射現象是光的顛簸性的表現，也是光擁有顛簸性的憑證．二者的差別是：光的干預現象只有在符合必定條件下才發(fā)生；而光的衍射現象卻老是存在的，只有顯然與不顯然之分．光的干預現象和衍射現象在屏上出現的都是明暗相間的條紋，但雙縫干預時條紋間隔均勻，從中央到雙側的明紋亮度不變化；而單縫衍射的條紋間隔不平均，中央明紋又寬又亮，從中央向雙側，條紋寬度減小，明紋亮度顯然減弱．2．光的偏振橫波的振動矢量垂直于波的流傳方向振動時，偏于某個特定方向的現象叫偏振．縱波只能沿著波的流傳方向振動，所以不可以能有偏振，光的偏振現象證明光是橫波．光的偏振現象在科技、生活中的應用有：照相機鏡頭上的偏振片、立體電影等．●例9圖6－7所示為一豎直的肥皂膜的橫截面，用單色光照耀薄膜，在薄膜上產生明暗相間的條紋，以下說法正確的選項是圖－7．薄膜上的干預條紋是豎直的．薄膜上的干預條紋是水平的．用藍光照耀薄膜所產生的干預條紋的間距比用紅光照耀時的小．干預條紋是因為光芒在薄膜前后兩表面反射形成的兩列光波疊加的結果【分析】光從肥皂膜的前后表面反射形成有關光，其行程差與薄膜厚度有關；在重力作用下，肥皂膜形成上薄下厚的楔形，在同一水平面上厚度相等，形成亮紋或暗紋．所以，干涉條紋應是水平的．又因藍光的波長小于紅光的波長，所以用藍光照耀薄膜所產生的干預條紋的間距較紅光的?。C上所述，選項、、D正確．[答案]BCD【談論】此題主要察看的是薄膜干預形成的原由，以及干預條紋與入射光波長之間的關系．六、光電效應的規(guī)律與應用●例10如圖6－8所示，用導線將驗電器與干凈鋅板連結，觸摸鋅板使驗電器指示歸零．用紫外線照耀鋅板，驗電器指針發(fā)生顯然偏轉，接著用毛皮摩掠過的橡膠棒接觸鋅板，發(fā)現驗電器的指針張角減小，此現象說明鋅板帶________填“正”或“負”電；若改用紅外線重復以上實驗，結果發(fā)現驗電器指針根本不會發(fā)生偏轉，說明金屬鋅的極限頻次________填“大于”或“小于”紅外線的頻次．[20