專題七振動(dòng)與波動(dòng)光

專題七振動(dòng)與波動(dòng)光第一頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六熱點(diǎn)視角備考對(duì)策本專題考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)：①波的圖象；②波長(zhǎng)、波速和頻率及其相互關(guān)系；③波的傳播特性；④光的折射及全反射；⑤光的干涉、衍射及雙縫干涉實(shí)驗(yàn)；⑥簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及振動(dòng)圖象；⑦電磁波的有關(guān)性質(zhì).命題形式基本上都是小題的拼盤(pán).在復(fù)習(xí)本部分內(nèi)容時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)基本概念和規(guī)律的理解，抓住波的傳播特點(diǎn)和圖象分析、光的折射定律和全反射這兩條主線，兼顧振動(dòng)圖象和光的特性(干涉、衍射、偏振)、光的本性，強(qiáng)化典型問(wèn)題的訓(xùn)練，力求掌握解決專題內(nèi)容的基本方法.第二頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)1．動(dòng)力學(xué)特征回復(fù)力及加速度與位移大小成正比，方向總是與位移的方向相反,始終指向______位置.其表達(dá)式為：F＝______,a＝_____，回復(fù)力的來(lái)源是物體所受到的合力．2．能量特征：振動(dòng)的能量與______有關(guān)，隨______的增大而增大．振動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，總機(jī)械能守恒．平衡－kx振幅振幅第三頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六3．周期性：做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，其位移、回復(fù)力、加速度、速度都隨時(shí)間按“正弦”或“余弦”的規(guī)律變化，它們的周期T均相同．其位移隨時(shí)間變化的表達(dá)式為：x＝____________或x＝____________(注意動(dòng)能和勢(shì)能的變化周期為T(mén)/2)．4．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在關(guān)于___________對(duì)稱的兩點(diǎn),x、F、a、v、Ek、Ep的______均相等，其中回復(fù)力F、加速度a與位移x的___________，而v與x的方向可能______，也可能______．振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)來(lái)回通過(guò)相同的兩點(diǎn)間的時(shí)間______．Asin(ωt＋φ0)Acos(ωt＋φ0)平衡位置大小方向相反相同相反相等第四頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六5．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)典型模型——彈簧振子與單擺當(dāng)單擺擺動(dòng)的角度α<5°時(shí)，可以看成簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其周期公式為T(mén)＝__________．6．受迫振動(dòng)和共振受迫振動(dòng)是物體在外界周期性驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)．其頻率等于_________頻率,與系統(tǒng)___________無(wú)關(guān)．當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率________固有頻率時(shí)而發(fā)生共振，此時(shí)振幅________．驅(qū)動(dòng)力固有頻率等于最大第五頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六二、機(jī)械波1．機(jī)械波的產(chǎn)生條件：(1)波源；(2)______．2．機(jī)械波的特點(diǎn)(1)機(jī)械波傳播的是振動(dòng)的形式和______，質(zhì)點(diǎn)在各自的平衡位置附近振動(dòng)，并不隨波遷移．實(shí)質(zhì)：通過(guò)傳播振動(dòng)的形式而將振源的能量傳播出去．(2)介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期和波的傳播周期都與_______________相同．(3)機(jī)械波的傳播速度只由______決定．3．波速、波長(zhǎng)、周期、頻率的關(guān)系：v＝_____＝______．介質(zhì)能量波源振動(dòng)周期介質(zhì)f·λ第六頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六某時(shí)刻所有質(zhì)點(diǎn)相對(duì)__________的位移一質(zhì)點(diǎn)______隨時(shí)間的變化規(guī)律沿波傳播方向上的________________振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)4．振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象的比較振動(dòng)圖象波動(dòng)圖象研究對(duì)象圖象意義圖象特點(diǎn)一個(gè)所有質(zhì)點(diǎn)位移平衡位置第七頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六振動(dòng)圖象波動(dòng)圖象圖象信息圖象變化一完整曲線對(duì)應(yīng)橫坐標(biāo)(1)振動(dòng)周期(2)振幅(3)各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)位移、速度、加速度(包括大小、方向)(1)波長(zhǎng)、振幅(2)任意一質(zhì)點(diǎn)此時(shí)刻的位移(3)任意一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻加速度的方向隨時(shí)間推移圖象延續(xù),但原有形狀______隨時(shí)間推移，圖象沿傳播方向______不變平移周期波長(zhǎng)一個(gè)______一個(gè)______第八頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第九頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六三、電磁場(chǎng)和電磁波1．理解麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論恒定的電(磁)場(chǎng)不能產(chǎn)生磁(電)場(chǎng)，均勻變化的電(磁)場(chǎng)產(chǎn)生_______________，非均勻變化的電(磁)場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁(電)場(chǎng),周期性變化的電(磁)場(chǎng)產(chǎn)生________變化的磁(電)場(chǎng)．2．電磁波是橫波E與B的方向彼此______，而且都跟______方向垂直，因此電磁波是______波，電磁波的傳播不需要介質(zhì)，在真空中也能傳播，在真空中的波速為c＝3.0×108m/s.恒定的磁(電)場(chǎng)周期性垂直傳播橫第十頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六四、光及光的本性1．折射率公式(1)光從真空進(jìn)入介質(zhì)時(shí)：n＝________．(2)決定式：n＝______.2.全反射(1)條件：①光從______介質(zhì)進(jìn)入______介質(zhì)．②入射角______或______臨界角．(2)臨界角：sinC＝______．c/v光密光疏大于等于1/n第十一頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六3．光的色散(1)白光通過(guò)三棱鏡后發(fā)生______現(xiàn)象,說(shuō)明白光是________．(2)同種介質(zhì)中對(duì)不同色光的折射率,隨頻率的增大而______．不同色光在同種介質(zhì)中的傳播速度隨色光頻率的增大而______．色散復(fù)色光增大減小第十二頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六雙縫干涉①明條紋：路程差：Δr＝______(k＝0，1，2，…)②暗條紋：Δr＝___________(k＝0，1，2，…)兩光源______相等，_________恒定4．光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象(1)光的干涉頻率相位差kλ產(chǎn)生條件出現(xiàn)明暗條紋條件相鄰明(暗)條紋間距Δx＝λ第十三頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六薄膜干涉反射明暗相間彩色產(chǎn)生原因同一束光分別經(jīng)薄膜的前后表面______的光疊加而成條紋特點(diǎn)彼此平行的____________條紋；若白光入射，得到平行的______條紋應(yīng)

用第十四頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六圓形陰影的外側(cè)是明暗相間的___________，中間是______

(泊松亮斑)(2)光的衍射①產(chǎn)生明顯衍射的條件：障礙物或孔的尺寸跟光的波長(zhǎng)________或者比光的波長(zhǎng)____．②衍射現(xiàn)象單縫衍射圓孔衍射圓板衍射差不多小亮寬暗窄越寬越大

中間條紋_____、_____；兩側(cè)條紋_____、_____；波長(zhǎng)越長(zhǎng)，條紋_____，間距______明暗相間___________的圓形條紋圓形條紋亮斑第十五頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六

(3)光的偏振自然光通過(guò)偏振片后成為_(kāi)________，兩偏振片平行時(shí)透過(guò)的光______，垂直時(shí)透過(guò)的光______．偏振光最強(qiáng)最弱第十六頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六熱點(diǎn)一對(duì)振動(dòng)和波動(dòng)的考查命題規(guī)律：振動(dòng)與波動(dòng)的問(wèn)題是近幾年高考的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，分析近幾年高考命題，命題規(guī)律主要有以下幾點(diǎn)：(1)以選擇題的形式考查，一般考查波動(dòng)圖象和振動(dòng)圖象的相互轉(zhuǎn)換與判斷．(2)根據(jù)波的圖象確定波的傳播方向、傳播時(shí)間及波的相關(guān)參量.(3)波的多解問(wèn)題．第十七頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六(2013·高考四川卷)圖甲是一列簡(jiǎn)諧橫波在t＝1.25s時(shí)的波形圖，已知c位置的質(zhì)點(diǎn)比a位置的晚0.5s起振，則圖乙所示振動(dòng)圖象對(duì)應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)可能位于(

)A．a(chǎn)<x<b

B．b<x<cC．c<x<d D．d<x<eD第十八頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第十九頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六波動(dòng)圖象和振動(dòng)圖象的應(yīng)用技巧求解波動(dòng)圖象與振動(dòng)圖象綜合類問(wèn)題可采用“一分、一看、二找”的方法：(1)分清振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象，此問(wèn)題最簡(jiǎn)單，只要看清橫坐標(biāo)即可，橫坐標(biāo)為x則為波動(dòng)圖象，橫坐標(biāo)為t則為振動(dòng)圖象．(2)看清橫、縱坐標(biāo)的單位，尤其要注意單位前的數(shù)量級(jí)．(3)找準(zhǔn)波動(dòng)圖象對(duì)應(yīng)的時(shí)刻．(4)找準(zhǔn)振動(dòng)圖象對(duì)應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)．第二十頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六拓展訓(xùn)練1

(2013·高考北京卷)一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波，波速為4m/s.某時(shí)刻波形如圖所示，下列說(shuō)法正確的是(

)A．這列波的振幅為4cmB．這列波的周期為1sC．此時(shí)x＝4m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)D．此時(shí)x＝4m處質(zhì)點(diǎn)的加速度為0D第二十一頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第二十二頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六拓展訓(xùn)練2

(2013·高考天津卷)一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線傳播，該直線上平衡位置相距9m的a、b兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如右圖所示．下列描述該波的圖象可能的是(

)AC第二十三頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第二十四頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六熱點(diǎn)二對(duì)光的折射與全反射的考命題規(guī)律：光的折射與全反射為每年高考中的常考內(nèi)容，分析近幾年高考命題，命題規(guī)律主要有以下幾點(diǎn)：(1)光在不同介質(zhì)中傳播時(shí)對(duì)折射定律與反射定律應(yīng)用的考查．(2)光在不同介質(zhì)中傳播時(shí)有關(guān)全反射的考查．(3)光在介質(zhì)中傳播時(shí)臨界光線的考查．第二十五頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六

(2013·高考新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ)如圖,三棱鏡的橫截面為直角三角形ABC,∠A＝30°,∠B＝60°.一束平行于AC邊的光線自AB邊的P點(diǎn)射入三棱鏡，在AC邊發(fā)生反射后從BC邊的M點(diǎn)射出．若光線在P點(diǎn)的入射角和在M點(diǎn)的折射角相等．(1)求三棱鏡的折射率；(2)在三棱鏡的AC邊是否有光線透出？寫(xiě)出分析過(guò)程．(不考慮多次反射)第二十六頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第二十七頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第二十八頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第二十九頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六光的折射和全反射問(wèn)題的解題技巧(1)在解決光的折射問(wèn)題時(shí)，應(yīng)先根據(jù)題意分析光路，即畫(huà)出光路圖，找出入射角和折射角，然后應(yīng)用公式來(lái)求解，找出臨界光線往往是解題的關(guān)鍵．(2)分析全反射問(wèn)題時(shí)，先確定光是否由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)、入射角是否大于臨界角，若不符合全反射的條件，則再由折射定律和反射定律確定光的傳播情況．(3)在處理光的折射和全反射類型的題目時(shí)，根據(jù)折射定律及全反射的條件準(zhǔn)確作出幾何光路圖是基礎(chǔ)，利用幾何關(guān)系、折射定律是關(guān)鍵．第三十頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六拓展訓(xùn)練3

(2013·高考天津卷)固定的半圓形玻璃磚的橫截面如圖，O點(diǎn)為圓心，OO′為直徑MN的垂線．足夠大的光屏PQ緊靠玻璃磚右側(cè)且垂直于MN.由A、B兩種單色光組成的一束光沿半徑方向射向O點(diǎn),入射光線與OO′夾角θ較小時(shí),光屏NQ區(qū)域出現(xiàn)兩個(gè)光斑，逐漸增大θ角，當(dāng)θ＝α?xí)r，光屏NQ區(qū)域A光的光斑消失，繼續(xù)增大θ角，當(dāng)θ＝β時(shí)，光屏NQ區(qū)域B光的光斑消失，則(

)AD第三十一頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第三十二頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第三十三頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六拓展訓(xùn)練4

(2013·高考新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ)如圖所示為一光導(dǎo)纖維(可簡(jiǎn)化為一長(zhǎng)玻璃絲)的示意圖，玻璃絲長(zhǎng)為L(zhǎng)，折射率為n，AB代表端面．已知光在真空中的傳播速度為c.(1)為使光線能從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣?，求光線在端面AB上的入射角應(yīng)滿足的條件；(2)求光線從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣嫠璧淖铋L(zhǎng)時(shí)間.第三十四頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第三十五頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第三十六頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六熱點(diǎn)三對(duì)光的波動(dòng)性的考查命題規(guī)律：該知識(shí)點(diǎn)為近幾年高考的熱點(diǎn)，題型為選擇題，命題角度有以下幾點(diǎn)：(1)單純考查光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象及對(duì)光現(xiàn)象的解釋．(2)結(jié)合光的折射考查不同色光的干涉、衍射情況．(3)考查光的干涉、衍射在實(shí)際中的應(yīng)用．第三十七頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六

(2013·中山二模)如圖所示,兩束單色光a、b從水下射向A點(diǎn)后,光線經(jīng)折射合成一束光c,則下列說(shuō)法中正確的是(

)

A．用同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置分別以a、b光做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距B．用a、b光分別做單縫衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，它們的衍射條紋寬度都是均勻的C．在水中a光的速度比b光的速度小D．a(chǎn)光在水中的臨界角大于b光在水中的臨界角ADAD第三十八頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第三十九頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六拓展訓(xùn)練5

(2013·高考大綱全國(guó)卷)下列現(xiàn)象中，屬于光的衍射的是(

)A．雨后天空出現(xiàn)彩虹B．通過(guò)一個(gè)狹縫觀察日光燈可看到彩色條紋C．海市蜃樓現(xiàn)象D．日光照射在肥皂膜上出現(xiàn)彩色條紋解析：出現(xiàn)彩虹是大氣對(duì)光的散射造成的；海市蜃樓是光的折射與全反射現(xiàn)象造成的；肥皂膜上的彩色條紋是薄膜干涉的結(jié)果；通過(guò)狹縫觀察日光燈看到彩色條紋是光的衍射現(xiàn)象,選項(xiàng)B正確．B第四十頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六拓展訓(xùn)練6光在科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是(

)A．用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象B．用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的衍射現(xiàn)象C．在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖像是利用光的色散現(xiàn)象D．光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象解析：用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的薄膜干涉現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的折射形成的色散現(xiàn)象，B錯(cuò)誤；在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖像是利用光的全反射現(xiàn)象，C錯(cuò)誤；光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象，D正確．D第四十一頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六光學(xué)實(shí)驗(yàn)光學(xué)實(shí)驗(yàn)包括測(cè)折射率和雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，預(yù)計(jì)將成為2014年高考的命題點(diǎn)．第四十二頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六變小變大13.8702.3106.6×102第四十三頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第四十四頁(yè)，共五十頁(yè)，