高考物理考点解读+命题热点突破专题15振动和波动光学

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2022年高考物理二轮专项复习专题五振动与波、光学

2022年高考二轮复习专题五振动与波、光学知识网络考点预测振动与波是历年高考的必考内容，其中命题率最高的知识点为波的图象、波长、频率、波速及其相互关系，特别是波的图象与振动图象的关系，一般以选择题的形式出现，试题信息量大、综合性强，一道题往往考查多个概念和规律．其中波的图象，可以综合考查对波的理解能力、推理能力和空间想象能力．高考对光学部分的考查主要有：①光的折射现象，全反射；②光的干涉、衍射和偏振现象；③平面镜成像的作图方法；④双缝干涉实验测定光的波长；⑤光电效应现象．要点归纳一、振动与波单摆1特点：①单摆是理想模型；②单摆的回复力由重力沿圆弧方向的分力提供，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＝2π错误!．2应用：①计时器；②测定重力加速度g，g＝错误!．二、振动图象与波动图象的区别与联系振动图象波动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情况横轴上各点表示质点的平衡位置，图象表示某一时刻各个质点的位移情况图象形成的物理过程相当于顺序“扫描”的结果相当一次“拍照”的结果所能提供的信息直接得出振幅、周期直接得出振幅、波长可以算出频率据波速、波长和频率周期的关系求其中一个量可以判断出位移、加速度、回复力间的变化关系振动方向和传播方向的关系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传播传播需要介质，波速与介质有关，与频率无关，分横波和纵波两种，传播机械能传播不需要介质，在真空中波速总是c，在介质中传播时，波速与介质及频率都有关系．电磁波都是横波，传播电磁能特性v＝错误!，都会发生反射、折射、干涉、衍射、多普勒效应产生由质点波源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1．平面镜改变光的传播方向，而不改变光的性质．2．平面镜成像的特点：等大、正立、虚像，物、像关于镜面对称．3．成像作图要规范化．射向平面镜的入射光线和反射光线要用实线，并且要用箭头标出光的传播方向．反射光线的反向延长线只能用虚线，虚线上不能标箭头．镜中的虚像是物体射到平面镜上所有光线的反射光线反向延长后相交形成的．在成像作图中，可以只画两条光线来确定像点．法线既与界面垂直，又是入射光线与反射光线夹角的平分线．平面镜转过一个微小的角度α，法线也随之转过角度α，当入射光线的方向不变时，反射光线则偏转2α．五、光的折射定律1．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＝错误!．实验和研究证明，某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度c跟光在这种介质中的传播速度v之比，即n＝错误!．2．折射现象中光路是可逆的．六、全反射和临界角1．全反射的条件：1光从光密介质射向光疏介质；2入射角大于或等于临界角．2．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in C＝错误!计算．七、用折射定律分析光的色散现象在分析、计算光的色散时，要掌握好折射率n的应用及有关数学知识，着重理解两点：①光的频率颜色由光源决定，与介质无关；②在同一介质中，频率越大的光的折射率越大，再应用n＝错误!＝错误!等知识，就能准确而迅速地判断有关色光在介质中的传播速度、波长、入射光线与折射光线的偏折程度等问题．八、光的波动性1．光的干涉1干涉条件：两束光的频率相同，并有稳定的相位差．2双缝干涉：两列光波到达某点的路程差为波长的整数倍时，该处的光互相加强，出现亮条纹；当到达某点的路程差为半波长的奇数倍时，该处的光互相削弱，出现暗条纹．相邻两条亮条纹或暗条纹的间距Δ＝错误!λ．3薄膜干涉：从薄膜前后表面反射的两列波叠加产生的干涉．应用：检查平面的平整度、增透膜等．2．光的衍射发生明显衍射的条件：障碍物的尺寸跟光的波长相近或比光的波长还小．光的衍射条纹和干涉条纹不同．泊松亮斑是光的衍射引起的．3．光的电磁说麦克斯韦提出“光是一种电磁波”的假设，赫兹用实验验证了电磁说的正确性．九、光的粒子性1．光电效应1现象：在光的照射下物体发射电子光电子的现象．2规律：任何金属都存在极限频率，只有用高于极限频率的光照射金属时，才会发生光电效应．在入射光的频率大于金属的极限频率的情况下，从光照射到金属上到金属逸出光电子的过程，几乎是瞬时的．光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，与光的强度无关．单位时间内逸出的光电子数与入射光的强度成正比．2．光电效应方程：错误!mv m2＝hν－W．3．光子说：即空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份的能量等于hνν为光子的频率，每一份叫做一个光子．4．光的波粒二象性：光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应表明光具有粒子性，因此光具有波粒二象性．5．物质波：任何一个运动的物体小到电子大到行星都有一个波与它对应，波长λ＝错误!1 m3 m 4 m2A2A4 m8 m24 m32 m40 m48 m32 m108m108 m108 m108 m108 m/．[答案] A【点评】准确地画出光路图是解决几何光学问题的关键．●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，出射光线相对于入射光线侧移了一段距离．在下列情况下，出射光线侧移距离最大的是[2022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【解析】如图所示，由题意可知，O2A为偏移距离Δ，有：Δ＝错误!·in i－rn＝错误!若为同一单色光，即n值相同．当i增大时，r也增大，但i比r增大得快，in i－r＞0且增大，错误!＞0且增大，故A、C选项错误．若入射角相同，则：Δ＝d in i1－错误!即当n增大，Δ也增大，故选项B错误、D正确．[答案] D【点评】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，即射出光的边缘出现彩色，只是当玻璃较薄时这个现象不太明显．●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，其中一条光线以30°的入射角射到液体与空气的界面上，它的反射光线与折射光线的夹角为105°，如图6－6甲所示，则可知图6－6甲A．液体的折射率为错误!B．液体的折射率为错误!C．整个水池表面都有光射出D．液体表面亮斑的面积为πH2【解析】由题意知i＋r＝180°－105°＝75°r＝75°－30°＝45°故折射率n＝错误!＝错误!该液体的临界角C＝arcin错误!＝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【点评】利用反射定律、折射定律和几何知识，解出折射角是解本题的关键．五、干涉、衍射与偏振1．干涉与衍射的比较光的干涉与衍射现象是光的波动性的表现，也是光具有波动性的证据．两者的区别是：光的干涉现象只有在符合一定条件下才发生；而光的衍射现象却总是存在的，只有明显与不明显之分．光的干涉现象和衍射现象在屏上出现的都是明暗相间的条纹，但双缝干涉时条纹间隔均匀，从中央到两侧的明纹亮度不变化；而单缝衍射的条纹间隔不均匀，中央明纹又宽又亮，从中央向两侧，条纹宽度减小，明纹亮度显著减弱．2．光的偏振横波的振动矢量垂直于波的传播方向振动时，偏于某个特定方向的现象叫偏振．纵波只能沿着波的传播方向振动，所以不可能有偏振，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，用单色光照射薄膜，在薄膜上产生明暗相间的条纹，下列说法正确的是图6－7A．薄膜上的干涉条纹是竖直的B．薄膜上的干涉条纹是水平的C．用蓝光照射薄膜所产生的干涉条纹的间距比用红光照射时的小D．干涉条纹是由于光线在薄膜前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果【解析】光从肥皂膜的前后表面反射形成相干光，其路程差与薄膜厚度有关；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，形成亮纹或暗纹．因此，干涉条纹应是水平的．又因蓝光的波长小于红光的波长，所以用蓝光照射薄膜所产生的干涉条纹的间距较红光的小．综上所述，选项B、C、D正确．[答案] BCD【点评】本题主要考查的是薄膜干涉形成的原因，以及干涉条纹与入射光波长之间的关系．六、光电效应的规律与应用●例10如图6－8所示，用导线将验电器与洁净锌板连接，触摸锌板使验电器指示归零．用紫外线照射锌板，验电器指针发生明显偏转，接着用毛皮摩擦过的橡胶棒接触锌板，发现验电器的指针张角减小，此现象说明锌板带________填“正”或“负”电；若改用红外线重复以上实验，结果发现验电器指针根本不会发生偏转，说明金属锌的极限频率________填“大于”或“小于”红外线的频率．[2022年高考·上海物理卷]图6－8【解析】因锌板被紫外线照射后发生光电效应，验电器指针带正电荷而偏转；毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，与锌板接触时，电子与验电器指针上的正电荷中和，而使张角减小；用红外线照射锌板时，验电器指针的偏角不变，锌板未发生光电效应，说明锌板的极限频率大于红外线的频率．[答案] 正大于【点评】光电效应在物理学史上具有较重要的意义，需要熟记其现象、清楚地理解其产生的机制．。

高考物理波动知识点与光学题型剖析

高考物理波动知识点与光学题型剖析在高考物理中，波动和光学部分一直是重要的考点，这部分知识不仅需要我们理解相关的概念和原理，还需要能够熟练运用这些知识解决各种题型。

下面我们就来详细剖析一下高考物理中波动知识点与光学题型。

一、波动知识点1、机械波的产生和传播机械波的产生需要有振源和介质。

介质中的质点在各自的平衡位置附近做往复运动，随着波源的振动，质点依次被带动，形成机械波。

机械波传播的是振动的形式和能量，质点并不随波迁移。

在理解机械波的传播时，要注意波长、波速和频率的关系。

波长是相邻两个同相质点间的距离，波速由介质决定，频率由波源决定，三者的关系为：波速＝波长×频率。

2、横波和纵波横波是质点的振动方向与波的传播方向垂直的波，如电磁波。

纵波是质点的振动方向与波的传播方向平行的波，如声波。

横波的特点是有波峰和波谷，纵波的特点是有疏部和密部。

在高考中，可能会通过图象来考查对横波和纵波的理解。

3、波的图象波的图象是描述某一时刻各个质点相对平衡位置的位移情况。

通过波的图象，可以直观地看出波长、振幅等信息。

要能够根据波的图象判断质点的振动方向，或者根据质点的振动方向画出波的图象。

同时，还要能够结合波的传播方向和时间，分析质点的位移、速度等变化情况。

4、波的干涉和衍射波的干涉是两列频率相同、相位差恒定的波相遇时，某些区域振动加强，某些区域振动减弱的现象。

振动加强区和振动减弱区相互间隔，且加强区和减弱区的位置是固定不变的。

波的衍射是波绕过障碍物继续传播的现象。

当障碍物或孔隙的尺寸比波长小或与波长相差不多时，衍射现象比较明显。

5、声波和超声波声波是我们日常生活中常见的机械波，它在空气中的传播速度约为340 米/秒。

超声波具有频率高、波长短、方向性好等特点，在医疗、工业检测等领域有广泛的应用。

二、光学知识点1、光的直线传播光在同种均匀介质中沿直线传播。

小孔成像、日食、月食等现象都是光沿直线传播的例证。

2、光的反射光的反射遵循反射定律：反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。

精品高考物理考点解读命题热点突破专题15振动和波动光学

【最新】2019年高考物理考点解读+命题热点突破专题15振动和波动光学【命题热点突破一】对振动和波动的考查例1、【2016·全国卷Ⅰ】【物理——选修34】(1)某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8 m/s的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近．该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s．下列说法正确的是________．A．水面波是一种机械波B．该水面波的频率为6 HzC．该水面波的波长为3 mD．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去E．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移【变式探究】(2015·高考海南卷)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在 t＝0时刻的波形如图所示，质点P的x坐标为3 m．已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4 s．下列说法正确的是( )A．波速为4 m/sB．波的频率为1.25 HzC．x坐标为15 m的质点在t＝0.6 s时恰好位于波谷D．x坐标为22 m的质点在t＝0.2 s时恰好位于波峰E．当质点P位于波峰时，x坐标为17 m的质点恰好位于波谷解析：任意振动质点连续两次通过平衡位置的过程所用时间为半个周期，即T＝0.4 s，T＝0.8 s，f＝＝1.25 Hz，选项B正确；由题图知：该波的波长λ＝4 m，波速v＝＝5 m/s，选项A错误；画出t＝0.6 s时的波形图如图所示，因15 m＝3λ＋λ，故x坐标为15 m的质点与x＝3 m处的质点振动情况一样，即在平衡位置向下振动，选项C错误；画出t＝0.2 s时波形图如图所示，因22 m＝5λ＋λ，故x＝22 m处的质点与x＝2 m处的质点振动情况一样，即在波峰位置，选项D正确；因质点P与x＝17 m处质点的平衡位置间距离Δx＝14 m＝3λ＋λ，故两质点振动步调相反，选项E正确．答案：BDE。

2022-2023年高考物理一轮复习振动和波动光课件(重点难点易错点核心热点经典考点)

考点一机械振动和机械波
考向1 简谐运动单摆
1．用一个摆长为80.0 cm的单摆做实验,要求摆动的最大角度小于 5°,则开始时将摆球拉离平衡位置的距离应不超过_______cm(保留1 位小数)6．.9(提示：单摆被拉开小角度的情况下,所求的距离约等于摆球沿圆弧移动的路程．)
某同学想设计一个新单摆,要求新单摆摆动10个周期的时间与原单摆摆动11个周期的时间相等．新单摆的摆长应该取为___9_6_._8__cm.
振动和波动光
“物理观念”构建
一、机械振动与机械波 1．知识体系
2．波的叠加规律 (1)两个振动情况相同的波源形成的波，在空间某点振动加强的条件为 Δx＝nλ，振动减弱的条件为 Δx＝nλ＋2λ.两个振动情况相反的波源形成的波，在空间某点振动加强的条件为 Δx＝nλ＋2λ，振动减弱的条件为 Δx＝nλ. (2)振动加强点的位移随时间而改变，振幅最大．
【解析】拉离平衡位置的距离 x＝2π×80 cm×3560°°＝6.97 cm 题中要求摆动的最大角度小于 5°，且保留 1 位小数，所以拉离平衡位置的不超过 6.9 cm；根据单摆周期公式 T＝2π Lg结合题意可知 10T′＝11T 代入数据为 10 L′＝11 80 解得新单摆的摆长为 L′＝96.8 cm
S1 波源的振动传到 Q 点的时间为101.5 s＝10.5 s，则 10.5 s 时 Q 点由 S1 引起的振动为竖直向下；S2 波源的振动传到 Q 点的时间为31.5 s＝3.5 s，则 10.5 s 时 Q 点由 S2 引起的振动已经振动了 7 s，此时在最高点，速度为零，则 10.5 s 时刻 Q 点的振动速度为竖直向下，D 正确．故选 CD．
()
CD
A．6.0 sLeabharlann P、M、Q三点均已振动B．8.0 s后M点的位移始终是2 cm C．10.0 s后P点的位移始终是0

专题16 振动和波动光学高考物理热点难点专题突破(原卷版)

专题16 振动和波动光学一、振动图象与波动图象的比较二、光及光的本性(1)光的折射率公式①光从真空进入介质时:n=。

②决定式:n=。

(2)光的全反射①产生条件:光从光密介质进入光疏介质,入射角大于或等于临界角。

②临界角公式:sin C=。

(3)光的色散白光通过三棱镜后发生色散现象,说明白光是复色光,白光由七种单色光组成。

(4)光的波动性①发生干涉的条件:两光源频率相等,相位差恒定。

同相位时,出现明暗条纹的条件:Δr=kλ(k=0,1,2,…),为明条纹;Δr=λ(k=0,1,2,…),为暗条纹。

相邻明(暗)条纹间距:Δx=λ。

②光发生明显衍射的条件:d≤λ。

③光的偏振现象证明光是横波,偏振光平行透过偏振片时光最强,垂直时光最弱。

关于振动和波综合问题的计算与判断方法1.求周期:机械波的周期可根据振动图象观察,也可由波上某质点的振动情况计算,如t时间内完成的全振动的次数为n,则周期T=。

周期也可根据波长λ、波速v计算,即T=。

2.求波长:机械波的波长可根据波动图象观察,也可根据两质点间的距离和波长数计算,如两点振动情况始终相反,即两点间相距n+(n=0,1,2,…)个波长,并且两点间距离为l,则λ=(n=0,1,2,…)。

波长也可根据周期T、波速v计算,即λ=vT。

3.求波速:机械波传播的速度可根据波的传播距离l和传播时间t计算,有v=;也可根据波长λ、周期T计算,有v=。

4.判断起振方向:各质点的起振方向都和振源的起振方向相同。

1.(2018·全国卷Ⅰ)一列简谐横波在t= s 时的波形图如图甲所示,P、Q是介质中的两个质点,图乙是质点Q的振动图象。

求:(1)波速及波的传播方向。

(2)质点Q的平衡位置的x坐标。

1.(2018·湖北二模)一列简谐横波,在t=0.6 s时刻的图象如图甲所示,此时,P、Q两质点的位移均为-1 cm,波上A质点的振动图象如图乙所示,则以下说法正确的是。

A.这列波沿x轴负方向传播B.这列波的波速是 m/sC.这列波的频率为 HzD.从t=0.6 s开始,紧接着的Δt=0.6 s时间内,A质点通过的路程为10 mE.从t=0.6 s开始,质点P比质点Q早0.4 s回到平衡位置2.如图甲所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,P是参与波动的、离原点x1=2 m 处的质点,Q是参与波动的、离原点x2=4 m 处的质点。

高考物理波动与光学基础考点与常见题型剖析

高考物理波动与光学基础考点与常见题型剖析在高考物理中，波动与光学是重要的组成部分。

这部分知识既包含了抽象的理论概念，又涉及到实际的应用和计算，对于考生来说具有一定的难度和挑战性。

下面我们就来详细剖析一下高考物理中波动与光学的基础考点以及常见题型。

一、波动基础考点1、机械波的产生和传播机械波的产生需要有波源和介质。

波源振动时，带动相邻的介质质点依次振动，从而将振动形式由近及远传播出去。

考生需要理解波的传播是振动形式和能量的传递，而介质质点本身并不随波迁移。

2、波长、频率和波速的关系波长是相邻两个波峰或波谷之间的距离；频率是波源振动的频率，等于单位时间内波源振动的次数；波速则取决于介质的性质。

它们之间的关系为：波速＝波长×频率。

这是解决波动问题的关键公式，考生必须熟练掌握并能灵活运用。

3、横波和纵波横波是质点振动方向与波的传播方向垂直的波，如电磁波；纵波是质点振动方向与波的传播方向平行的波，如声波。

考生需要了解它们的特点和区别，能够根据给定的情况判断是横波还是纵波。

4、波的图像波的图像反映了在某一时刻介质中各个质点偏离平衡位置的位移情况。

通过波的图像，考生可以获取波长、振幅等信息，还可以判断质点的振动方向和波的传播方向。

二、光学基础考点1、光的折射和反射光从一种介质斜射入另一种介质时，会发生折射现象，同时在两种介质的界面上还会发生反射现象。

折射定律（斯涅耳定律）是解决折射问题的重要依据，即入射角的正弦与折射角的正弦之比等于两种介质的折射率之比。

2、折射率折射率是反映介质光学性质的物理量，它等于真空中的光速与该介质中光速之比。

考生需要知道不同介质的折射率大小关系，以及折射率与光的频率、波长的关系。

3、全反射当光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于临界角时，会发生全反射现象。

考生要理解全反射的条件和临界角的计算方法。

4、光的干涉和衍射光的干涉和衍射现象证明了光具有波动性。

干涉现象中，两列相干光叠加会形成明暗相间的条纹；衍射现象则是光绕过障碍物传播的现象。

高考物理二轮复习：振动与波动、光(含答案解析)

振动与波动、光2015高考导航热点视角备考对策本讲考查的重点和热点：①波的图象；②波长、波速和频率及其相互关系；③波的传播特性；④光的折射及全反射；⑤光的干涉、衍射及双缝干涉实验；⑥简谐运动的规律及振动图象；⑦电磁波的有关性质．命题形式基本上都是小题的拼盘. 在复习本部分内容时应加强对基本概念和规律的理解，抓住波的传播特点和图象分析、光的折射定律和全反射这两条主线，兼顾振动图象和光的特性(干涉、衍射、偏振)、光的本性，强化典型问题的训练，力求掌握解决本部分内容的基本方法.一、简谐运动 1．动力学特征回复力及加速度与位移大小成正比，方向总是与位移的方向相反，始终指向平衡位置．其表达式为：F ＝－kx ，a ＝－k mx ，回复力的来源是物体所受到的合力．2．能量特征：振动的能量与振幅有关，随振幅的增大而增大．振动系统的动能和势能相互转化，总机械能守恒．3．周期性：做简谐运动的物体，其位移、回复力、加速度、速度都随时间按“正弦”或“余弦”的规律变化，它们的周期T 均相同．其位移随时间变化的表达式为：x ＝A sin(ωt ＋φ0)或x ＝A cos(ωt ＋φ0)(注意动能和势能的变化周期为T /2)． 4．对称性振动质点在关于平衡位置对称的两点，x 、F 、a 、v 、E k 、E p 的大小均相等，其中回复力F 、加速度a 与位移x 的方向相反，而v 与x 的方向可能相同，也可能相反．振动质点来回通过相同的两点间的时间相等．5．两个模型——弹簧振子与单摆当单摆摆动的角度α<5°时，可以看成简谐运动，其周期公式为T ＝2πl g. 6．受迫振动和共振受迫振动是物体在外界周期性驱动力作用下的振动．其频率等于驱动力频率，与系统固有频率无关．当驱动力频率等于固有频率时发生共振，此时振幅最大．二、机械波1．机械波的产生条件：(1)波源；(2)介质． 2．机械波的特点(1)机械波传播的是振动的形式和能量，质点在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移． (2)介质中各质点的振动周期和波的传播周期都与波源振动周期相同． (3)机械波的传播速度只由介质决定．3．波速、波长、周期、频率的关系：v ＝λT＝f ·λ.4．波的现象(1)波的叠加、干涉、衍射、多普勒效应． (2)波的干涉①必要条件：频率相同．②设两列波到某一点的波程差为Δx .若两波源振动情况完全相同，则⎩⎪⎨⎪⎧Δx ＝n λ n ＝0，1，2，… ，振动加强Δx ＝n λ＋λ2 n ＝0，1，2，… ，振动减弱③加强区始终加强，减弱区始终减弱．加强区的振幅A ＝A 1＋A 2，减弱区的振幅A ＝|A 1－A 2|. ④若两波源的振动情况相反，则加强区、减弱区的条件与上述相反．三、光1．折射率公式(1)光从真空进入介质时：n ＝sin θ1sin θ2.(2)决定式：n ＝c /v .(同种介质对不同色光的折射率，随色光频率的增大而增大．不同色光在同种介质中的传播速度随色光频率的增大而减小)． 2．全反射(1)条件：①光从光密介质进入光疏介质． ②入射角大于或等于临界角． (2)临界角：sin C ＝1/n .3．光的干涉、衍射和偏振现象(1)发生干涉的条件：两光源频率相等，相位差恒定；出现明暗条纹的条件：Δr ＝k λ，明条纹，Δr ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫k ＋12λ，暗条纹，k ＝0,1,2，… 相邻明(暗)条纹间距：Δx ＝l dλ.(2)光明显衍射条件：d ≤λ.(3)光的偏振现象证明光是横波，偏振光平行透过偏振片时光最强，垂直时最弱．热点一对振动和波动的考查命题规律：振动与波动的问题是近几年高考的重点和热点，分析近几年高考命题，命题规律主要有以下几点：(1)以选择题的形式考查，一般考查波动图象和振动图象的相互转换与判断． (2)根据波的图象确定波的传播方向、传播时间及波的相关参量． (3)波的多解问题．1.(2013·高考北京卷)一列沿x 轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4 m/s.某时刻波形如图所示，下列说法正确的是( )A ．这列波的振幅为4 cmB ．这列波的周期为1 sC ．此时x ＝4 m 处质点沿y 轴负方向运动D ．此时x ＝4 m 处质点的加速度为0 [解析] 由题图可得，这列波的振幅为2 cm ，选项A 错误；由题图可得，波长λ＝8 m ，由T ＝λv得T ＝2 s ，选项B 错误；由波动与振动的关系得，此时x ＝4 m 处质点沿y 轴正方向运动，且此质点正处在平衡位置，故加速度a ＝0，选项C 错误，选项D 正确．[答案] D2.(2014·高考新课标全国卷Ⅰ)图甲为一列简谐横波在t ＝2 s 时的波形图，图乙为媒质中平衡位置在x ＝1.5 m 处的质点的振动图象，P 是平衡位置为x ＝2 m 的质点．下列说法正确的是( )A ．波速为0.5 m/sB ．波的传播方向向右C ．0～2 s 时间内，P 运动的路程为8 cmD ．0～2 s 时间内，P 向y 轴正方向运动E ．当t ＝7 s 时，P 恰好回到平衡位置[解析] 由题图甲读出波长λ＝2 m ，由题图乙读出周期T ＝4 s ，则v ＝λT＝0.5 m/s ，选项A 正确；题图甲是t ＝2 s 时的波形图，题图乙是x ＝1.5 m 处质点的振动图象，所以该点在t ＝2 s 时向下振动，所以波向左传播，选项B 错误；在0～2 s 内质点P 由波峰向波谷振动，通过的路程s ＝2A ＝8 cm ，选项C 正确，选项D 错误；t ＝7 s 时，P 点振动了74个周期，所以这时P 点位置与t ＝34T ＝3 s 时位置相同，即在平衡位置，所以选项E 正确．[答案] ACE3.(2014·高考四川卷)如图所示，甲为t ＝1 s 时某横波的波形图象，乙为该波传播方向上某一质点的振动图象，距该质点Δx ＝0.5 m 处质点的振动图象可能是( )[解析] 根据波形图象可得波长λ＝2 m ，根据振动图象可得周期T ＝2 s ．两质点之间的距离Δx ＝0.5 m ＝14λ.根据振动和波动之间的关系，则另一质点相对该质点的振动延迟14T ，如图丙所示，或者提前14T ，如图丁所示．符合条件的只有选项A.[答案] A[方法技巧] 波动图象和振动图象的应用技巧求解波动图象与振动图象综合类问题可采用“一分、一看、二找”的方法：1 分清振动图象与波动图象，此问题最简单，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 找准振动图象对应的质点.)热点二对光的折射与全反射的考查命题规律：光的折射与全反射为每年高考中的常考内容，分析近几年高考命题，命题规律主要有以下几点：(1)光在不同介质中传播时对折射定律与反射定律应用的考查． (2)光在不同介质中传播时有关全反射的考查． (3)光在介质中传播时临界光线的考查．1.(2014·高考福建卷)如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O 点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路的是( )[解析] 光从玻璃砖射向空气时，如果入射角大于临界角，则发生全反射；如果入射角小于临界角，则在界面处既有反射光线，又有折射光线，但折射角应大于入射角，选项A 正确，选项C 错误．当光从空气射入玻璃砖时，在界面处既有反射光线，又有折射光线，且入射角大于折射角，选项B 、D 错误． [答案] A2.(2014·唐山二模)如图所示，某透明介质的截面为直角三角形ABC ，其中∠A ＝30°，AC 边长为L ，一束单色光从AC 面上距A 为L3的D 点垂直于AC 面射入，恰好在AB 面发生全反射．已知光速为c .求： (1)该介质的折射率n ；(2)该光束从射入该介质到第一次穿出经历的时间t .[解析] (1)由于光线垂直于AC 面射入，故光线在AB 面上的入射角为30°，由题意知，光线恰好在AB 面上发生全反射，由全反射条件可求得：n ＝1sin θ解得n ＝2.(2)由图可知，DF ＝AD tan 30°＝3L9FE ＝2DF ＝23L9EG ＝EC cos 30°＝3L 6故光在介质中的传播距离为：s ＝DF ＋FE ＋EG ＝3L2光在该介质中的传播速度：v ＝c n ＝c2光在介质中的传播时间：t ＝s v＝3Lc.[答案] (1)2 (2)3Lc3.(2014·高考新课标全国卷Ⅰ)一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R 的半圆，AB 为半圆的直径，O 为圆心，如图所示．玻璃的折射率为n ＝ 2.(1)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB 上的最大宽度为多少？(2)一细束光线在O 点左侧与O 相距32R 处垂直于AB 从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置．[解析] (1)在O 点左侧，设从E 点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角θ，则OE 区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出，如图，由全反射条件有sin θ＝1n①由几何关系有OE ＝R sin θ②由对称性可知，若光线都能从上表面射出，光束的宽度最大为l ＝2OE ③ 联立①②③式，代入已知数据得l ＝2R .④(2)设光线在距O 点32R 的C 点射入后，在上表面的入射角为α，由几何关系及①式和已知条件得α＝60°>θ⑤光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最后由G 点射出，如图，由反射定律和几何关系得OG ＝OC ＝32R ⑥射到G 点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C 点射出．[答案] (1)2R (2)光线从G 点射出时，OG ＝OC ＝32R ，射到G 点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C 点射出[方法技巧] 光的折射和全反射问题的解题技巧1 在解决光的折射问题时，应先根据题意分析光路，即画出光路图，找出入射角和折射角，然后应用公式来求解，找出临界光线往往是解题的关键.2 分析全反射问题时，先确定光是否由光密介质进入光疏介质、入射角是否大于临界角，若不符合全反射的条件，则再由折射定律和反射定律确定光的传播情况.3 在处理光的折射和全反射类型的题目时，根据折射定律及全反射的条件准确作出几何光路图是基础，正确利用几何关系、折射定律是关键.)热点三对光的波动性的考查命题规律：该知识点为近几年高考选考的热点，题型为选择题，命题角度有以下几点： (1)单纯考查光的干涉、衍射和偏振现象及对光现象的解释． (2)结合光的折射考查不同色光的干涉、衍射情况． (3)考查光的干涉、衍射在实际中的应用．1.光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是( ) A ．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象 B ．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象 C ．在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象 D ．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象E ．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄[解析] 用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉现象，A 错误；用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的折射形成的色散现象，B 错误；在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象，C 正确；光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，D 正确；由Δx ＝l dλ知E 正确．[答案] CDE2.(2014·中山二模)如图所示，两束单色光a 、b 从水下射向A 点后，光线经折射合成一束光c ，则下列说法中正确的是( )A ．用同一双缝干涉实验装置分别以a 、b 光做实验，a 光的干涉条纹间距大于b 光的干涉条纹间距B ．用a 、b 光分别做单缝衍射实验时，它们的衍射条纹宽度都是均匀的C ．在水中a 光的速度比b 光的速度小D ．a 光在水中的临界角大于b 光在水中的临界角E ．a 光的频率小于b 光的频率[解析] 由题图可判断a 光的折射率小，频率小，波长长，因此同一装置的干涉条纹间距大，故A 、E 正确．衍射条纹都是不均匀的，故B 错．由v ＝c n知，a 光在水中的传播速度大，故C 错．由sin C ＝1n知，a 光临界角大，故D 正确．[答案] ADE3.(2014·成都摸底)如图所示为条纹总宽度相同的4种明暗相间的条纹，其中有两种是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样，还有两种是黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(灰黑色部分表示亮纹)．则图中从左向右排列，亮条纹的颜色依次是( )A ．红黄蓝紫B ．红紫蓝黄C ．蓝紫红黄D ．蓝黄红紫 [解析] 由双缝干涉条纹间距公式可知，左侧第一个是红光通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样，第三个是蓝光通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样；由单缝衍射可知，左侧第二个是紫光通过同一个单缝形成的衍射图样，左侧第四个是黄光通过同一个单缝形成的衍射图样，所以选项B 正确． [答案] B光学实验命题规律：光学实验包括测折射率和双缝干涉实验，对折射定律结合几何知识计算折射率以及与双缝干涉实验相关问题的考查，预计将成为2015年高考的命题点．[解析] (1)由Δx ＝ldλ知：增大双缝间距d ，Δx 将变小；绿光换为红光，即增大λ，Δx 将变大．(2)螺旋测微器的读数时应该：先读整数刻度，然后看半刻度是否露出，最后看可动刻度．图乙读数为13.870 mm ，图甲读数为 2.320 mm ，所以相邻条纹间距Δx ＝13.870－2.3205mm ＝2.310 mm由条纹间距公式Δx ＝l d λ得：λ＝d Δxl代入数值得：λ＝6.6×10－7 m ＝6.6×102nm.[答案] (1)变小变大 (2)13.870 2.310 6.6×102最新预测1 如图所示，有一圆柱形容器，底面半径为R ，在容器底面的中心O 处有一点光源S ，点光源S 发出的光经时间t 可以传到容器的边缘P .若容器内倒满某液体，点光源S 发出的光经时间2t 可以传到容器的边缘P 且恰好发生全反射(光在空气中的传播速度可近似等于光在真空中的传播速度)．求：(1)液体的折射率n ； (2)容器的高度h .解析：(1)设O 、P 之间的距离为d ，光在空气中的传播速度为c ，光在该液体中的传播速度为v ，则d ＝ct ，d ＝2vt 液体的折射率n ＝c v所以n ＝2.(2)如图所示，光线在P 处恰好发生全反射时，入射角设为C ，则sin C ＝1n＝12所以C ＝30° 得h ＝Rtan 30°＝3R .答案：(1)2 (2)3R最新预测2 某同学设计了一个测定激光波长的实验装置，如图甲所示，激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端装双缝、另一端装有感光片的遮光筒，感光片的位置上出现一排等距的亮点，图乙中的黑点代表亮点的中心位置．(1)通过量出相邻光点的距离可算出激光的波长．据资料介绍：若双缝的缝间距离为a ，双缝到感光片的距离为L ，感光片相邻两光点间的距离为b ，则光的波长λ＝ab L.该同学测得L ＝1.000 0 m ，双缝间距a ＝0.220 mm ，用带十分度游标的卡尺测感光片上的点间距离时，尺与点的中心位置如图乙所示．图乙中第1个光点到第4个光点的距离是________mm.实验中激光的波长λ＝________m ．(保留两位有效数字)(2)如果实验时将红激光换成蓝激光，屏上相邻两光点间的距离将________．解析：(1)由乙图可知第1个光点到第4个光点间的距离b ′＝8.6 mm ，b ＝b ′3＝2.9 mmλ＝a L ·b ＝0.220×10－31.000 0×2.9×10－3m≈6.4×10－7m.(2)如果实验时将红激光换成蓝激光，λ变小了，由b ＝L λa可得，屏上相邻两光点的间距将变小．答案：(1)8.6 6.4×10－7(2)变小1．对如图所示的图片、示意图或实验装置图，下列判断准确无误的是( )A ．甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”B ．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度C ．丙图是双缝干涉原理图，若P 到S 1、S 2的路程差是半波长的偶数倍，则是亮纹D ．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹E ．戊图是波的振动图象，其振幅为8 cm ，振动周期为4 s解析：选BCE.甲图是小孔衍射的图样，但不是“泊松亮斑”，故A 错．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，但其干涉条纹应为水平的，故D 错．2．(2014·高考福建卷)在均匀介质中，一列沿x 轴正向传播的横波，其波源O 在第一个周期内的振动图象如右图所示，则该波在第一个周期末的波形图是( )解析：选D.由波的形成规律可知，一个周期内x ＝0处，质点刚好完成一次全振动，结合振动图象知，质点在平衡位置向下运动；x ＝14λ(λ为该波波长)处，质点振动了34个周期，质点位于正向最大位移处；x ＝34λ处的质点，振动了14个周期，质点位于负向最大位移处．选项D 正确．3．(2014·高考北京卷)一简谐机械横波沿x 轴正方向传播，波长为λ，周期为T .t ＝0时刻的波形如图甲所示，a 、b 是波上的两个质点．图乙是波上某一质点的振动图象．下列说法正确的是( )A ．t ＝0时质点a 的速度比质点b 的大B ．t ＝0时质点a 的加速度比质点b 的小C ．图乙可以表示质点a 的振动D ．图乙可以表示质点b 的振动解析：选D.图甲为波的图象，图乙为振动图象．t ＝0时刻，a 质点在波峰位置，速度为零，加速度最大；b 质点在平衡位置，加速度为零，速度最大，故选项A 、B 错；在波的图象中，根据同侧法由传播方向可以判断出质点的振动方向，所以t ＝0时刻，b 点在平衡位置且向下振动，故选项C 错D 对．4．一列简谐横波沿直线由A 向B 传播，A 、B 相距0.45 m ，如图是A 处质点的振动图象．当A 处质点运动到波峰位置时，B 处质点刚好到达平衡位置且向y 轴正方向运动，这列波的波速可能是( )A ．4.5 m/sB ．3.0 m/sC ．1.5 m/sD ．0.9 m/sE ．0.5 m/s 解析：选ADE.横波是由A 向B 传播的，而且在A 到达波峰的时刻，B 处于平衡位置向上运动，则：A 、B 相距l ＝n λ＋14λ，所以λ＝4l4n ＋1(n ＝0,1,2，…)根据v ＝λT ＝4l T 4n ＋1 ＝4.54n ＋1m/s(n ＝0,1,2，…)当n ＝0时v ＝4.5 m/s ，当n ＝1时v ＝0.9 m/s ，当n ＝2时v ＝0.5 m/s 等，正确答案为ADE.5．(2014·高考重庆卷)打磨某剖面如图所示的宝石时，必须将OP 、OQ 边与轴线的夹角θ切磨在θ1<θ<θ2的范围内，才能使从MN 边垂直入射的光线，在OP 边和OQ 边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP 边并反射到OQ 边后射向MN 边的情况)，则下列判断正确的是( ) A ．若θ>θ2，光线一定在OP 边发生全反射 B ．若θ>θ2，光线会从OQ 边射出 C ．若θ<θ1，光线会从OP 边射出D ．若θ<θ1，光线会在OP 边发生全反射解析：选D.题图中，要使光线可在OP 边发生全反射，图中光线在OP 边上的入射角大于90°－θ2.从OP 边上反射到OQ 边的光线，入射角大于90°－(180°－3θ1)＝3θ1－90°可使光线在OQ 边上发生全反射．若θ>θ2，光线不能在OP 边上发生全反射；若θ<θ1，光线不能在OQ 边上发生全反射，综上所述，选项D 正确．6．(2014·高考北京卷)以往，已知材料的折射率都为正值(n >0)．现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值(n <0)，称为负折射率材料．位于空气中的这类材料，入射角i 与折射角r 依然满足sin isin r＝n ，但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)．现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出．若该材料对此电磁波的折射率n ＝－1，正确反映电磁波穿过该材料的传播途径的示意图是( )解析：选B.由题意知，折射线和入射线位于法线的同一侧，n ＝－1，由折射定律可知，入射角等于折射角，所以选项B 正确．7．(1)一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6 m ，且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐波可能的波长为________．A ．4 mB ．6 mC ．8 mD ．10 mE ．12 m(2)两束平行的细激光束，垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上，如图所示．已知其中一条光线沿直线穿过玻璃，它的入射点是O ；另一条光线的入射点为A ，穿过玻璃后两条光线交于P 点．已知玻璃截面的圆半径为R ，OA ＝R 2，玻璃材料的折射率为3，求OP 的长度．解析：(1)根据题意，两质点之间的波峰只有一个，可能情况有：①12λ＝6 m ，λ＝12 m ②λ＝6 m③32λ＝6 m ，λ＝4 m ，故选项ABE 正确．(2)画出如图所示光路图．自A 点入射的光线在B 点发生折射：n ＝sin r sin i且sin i ＝OA /OB ＝12得∠r ＝60°可知∠OPB ＝∠POB ＝30°故OP ＝2R cos 30°＝3R .答案：(1)ABE (2)3R8.(1)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示．他改变的实验条件可能是________．A ．减小光源到单缝的距离B ．减小双缝之间的距离C ．增大双缝到光屏之间的距离D ．换用频率更高的单色光源E ．换用频率更低的单色光源(2)太空教师王亚平在“天宫一号” 中授课时做了一个“水球”实验．现在我们借用王亚平的“水球”来研究另一个光学问题：设“水球”的半径为R ，折射率为n ＝3，AB 是“水球”的一条直径，现有一细光束沿与AB 平行的方向在某点射入“水球”，经过一次折射后恰好经过B点，则入射光束到AB 的距离是多少？解析：(1)在双缝干涉中，相邻明条纹间的距离Δx ＝l dλ，由题图知干涉条纹间距变宽，故可增大l 、λ或减小d .根据c ＝λν知要增大λ，应减小ν.选项B 、C 、E 正确，选项A 、D 错误．(2)设光线P 经C 折射到B 点，光路如图所示．根据折射定律n ＝sin αsin β＝ 3 由几何关系得：α＝2β联立上式得：α＝60°，β＝30°所以CD ＝R sin 60°＝32R . 答案：(1)BCE (2)32R9．(2014·湖北八校联考)(1)在t ＝0时刻向平静水面的O 处投下一块石头，水面波向东西南北各个方向传播开去，当t ＝1 s 时水面波向西刚刚传到M 点(图中只画了东西方向，南北方向没画出)，OM 的距离为1m ，振动的最低点N 距原水平面15 cm ，如图所示，则以下分析正确的是________．A ．t ＝1 s 时O 点的运动方向向上B ．该水面波的波长为2 mC ．振动后原来水面上的M 点和N 点永远不可能同时出现在同一水平线上D ．t ＝1.25 s 时刻M 点和O 点的速度大小相等方向相反E ．t ＝2 s 时刻N 点处于平衡位置(2)如图所示，在MN 的下方足够大的空间是玻璃介质，其折射率为n ＝3，玻璃介质的上边界MN 是屏幕．玻璃中有一正三角形空气泡，其边长l ＝40 cm ，顶点与屏幕接触于C 点，底边AB 与屏幕平行．一束激光a 垂直于AB 边射向AC 边的中点O ，结果在屏幕MN 上出现两个光斑．①求两个光斑之间的距离L ；②若任意两束相同激光同时垂直于AB 边向上入射进入空气泡，求屏幕上相距最远的两个光斑之间的距离．解析：(2)①画出光路图如图甲所示在界面AC ，a 光的入射角θ1＝60°由光的折射定律有：sin θ1sin θ2＝n 代入数据求得折射角θ2＝30°由光的反射定律得反射角θ3＝60°由几何关系易得：△ODC 是边长为l /2的正三角形，△COE 为等腰三角形，CE ＝OC ＝l /2，故两光斑之间的距离L ＝DC ＋CE ＝40 cm.②光路图如图乙所示，屏幕上相距最远的两个光斑之间的距离为PQ ＝2l ＝80 cm. 答案：(1)ABD (2)①40 cm ②80 cm10．(2014·西城区二模)(1)铺设钢轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行的列车经过轨端接缝处时，车轮就会受到一次冲击．由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动．普通钢轨长为12.6 m ，列车固有振动周期为0.315 s ．下列说法正确的是________．A ．列车的危险速率为40 m/sB ．列车过桥需要减速，是为了防止列车发生共振现象C ．列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的D ．列车运行的振动频率总等于其驱动力的频率E ．增加钢轨的长度有利于列车高速运行(2)一半径为R 的半圆形玻璃砖横截面如图所示，O 为圆心，一束平行光线照射到玻璃砖MO ′面上，中心光线a 沿半径方向射入玻璃砖后，恰在O 点发生全反射，已知∠aOM ＝45°.求：①玻璃砖的折射率n ；②玻璃砖底面MN 出射光束的宽度是多少？(不考虑玻璃砖MO ′N 面的反射)解析：(1)列车在行驶过程中与钢轨间隙的碰撞，给列车施加了一个周期性的驱动力，要使列车不发生危险，应使驱动力的周期远离列车的固有周期，因固有周期T 0＝0.315 s ，所以驱动力周期T ＝T 0＝0.315 s 时使列车发生共振，振幅最大，最为危险，则由T ＝L v得危险速度v ＝L T ＝12.6 m 0.315 s＝40 m/s ，所以A 项正确．列车过桥时应防止桥梁发生共振导致桥梁坍塌，而不是防止列车发生共振，基本的做法是减小列车速度，所以B 项错误．物体受迫振动时的振动频率总等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关，所以C 项错误，D 正确．增加钢轨的长度，使驱动力频率远离列车的固有频率，是提高列车车速的一种措施，所以E 项正确．(2)①由n ＝1sin C得n ＝1sin 45°＝ 2. ②分析可知：进入玻璃砖入射到MO 的光线均发生全反射，从O ′点入射的光的路径如图所示．由n ＝sin αsin θ＝sin 45°sin θ得θ＝30°，可知θ′＝30°、α′＝45°，出射光束平行OD ＝R tan 30°＝33R 出射光束的宽度d ＝OD sin 45°＝66R . 答案：(1)ADE (2)① 2 ②66R。

高考物理二轮复习专题突破(考情预览+易错辨析+核心突破)振动和波光学课件

1．(2013·福建省泉州市质检)折射率 n＝ 2的直角玻璃三棱镜截面如图 8－6 所示，一条光线从 AB 面入射，入射角为 i(图中末标出)，ab 为其折射光线，ab 与 AB 面的夹角 θ＝ 60°.则( )
图 8－6
A．i＝45°，光在 AC 面上不发生全反射 B．i＝45°，光在 AC 面上发生全反射 C．i＝30°，光在 AC 面上不发生全反射 D．i＝30°，光在 AC 面上发生全反射【解析】由折射定律，n＝sin i/sin r，r＝30°，解得 i ＝45°.光在 AC 面入射角为 60°，大于全反射临界角 sin C＝ 1/n，发生全反射，选项 B 正确．【答案】 B
研析考情
考向定位 (1)本专题是高考命题选考的必考内容． (2)考查内容：一是振动图象和波形图，波长、频率、波速的关系；二是折射定律、全反射． (3)从题型上看，经常是选择、计算、分析做图等灵活考查．
知识概览
研析考情应考策略 (1)注意振动图象和波动图象相结合的题型． (2)掌握波长、频率和波速的关系，提高波传播的推理能力和空间想象能力． (3)折射问题和全反射问题要重点练习、熟练掌握.
C．若该波波源从 0 点沿 x 轴正方
向运动，则在 x＝2 000 m 处接收到的波
的频率将小于 50 Hz
图 8－3
D．若该波传播中遇到宽约 3 m 的障
碍物，则能发生明显的衍射现象
【解析】波沿 x 轴正方向传播，a、b 都向下运动，故 a 先到达平衡位置，A 错．T＝vλ＝0.02 s，t＝0.01 s＝T2，则质点 b 通过的路程 s＝0.4 m，B 对．f＝vλ＝50 Hz，波源与观察者发生相对运动时，发生多普勒效应，C 错．由图象得 λ＝4 m，障碍物的尺寸和波长差不多，故能发生明显的衍射现象， D 正确．

高考物理波动与光学基础考点与常见题型剖析

高考物理波动与光学基础考点与常见题型剖析在高考物理中，波动与光学是重要的知识板块，涵盖了一系列基础考点和常见题型。

理解和掌握这些内容，对于在高考中取得优异成绩至关重要。

一、波动基础考点1、机械波的产生与传播机械波的产生需要有振源和介质。

介质中的质点并不随波迁移，而是在各自的平衡位置附近做往复运动。

波传播的是振动的形式、能量和信息。

在考查这一考点时，通常会涉及到判断质点的振动方向、波的传播方向以及波长、频率等基本概念。

2、波长、频率和波速的关系波长是相邻两个振动情况完全相同的质点之间的距离。

频率由振源决定，与介质无关。

波速由介质决定，公式为 v ＝λf 。

在题目中，可能会给出波的图像，要求计算波速、波长或频率。

3、横波和纵波横波中质点的振动方向与波的传播方向垂直，例如电磁波。

纵波中质点的振动方向与波的传播方向平行，比如声波。

这一考点常出现在对波的类型的判断以及对横波、纵波特性的理解上。

4、波的干涉和衍射波的干涉是两列频率相同的波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，且振动加强和减弱的区域相互间隔。

衍射则是波绕过障碍物继续传播的现象。

干涉和衍射现象是波具有波动性的有力证明，在考题中可能会通过给定的条件判断是否发生干涉或衍射，或者计算干涉加强或减弱区域的位置。

二、光学基础考点1、光的折射和反射当光从一种介质进入另一种介质时，会发生折射现象，折射定律为n ＝sinθ₁／sinθ₂。

反射遵循反射定律，反射角等于入射角。

在处理相关题目时，通常需要根据光路图计算折射角、入射角以及折射率等。

2、全反射当光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于临界角时，会发生全反射现象。

全反射在光纤通信、光学仪器等领域有广泛应用，考题可能会涉及临界角的计算以及全反射条件的判断。

3、光的色散不同颜色的光在同一介质中的折射率不同，导致它们的折射角不同，从而在折射时发生色散现象。

通过三棱镜可以将白光分解为七种颜色的光。

这一考点常与折射定律结合，考查对不同颜色光的折射率和波长等特性的理解。

高中物理复习知识点总结15---振动和波动光

高中物理复习知识点总结高中物理复习知识点总结十五十五、、振动和波动振动和波动光知识点1 机械振动和机械波机械振动和机械波基础回扣(一)机械振动 1.简谐运动的两种模型③在弹簧弹性限度内①摆线为不可伸缩的轻细线 5°摆球重力沿与摆线垂直方向(即切向)的分力说明:振动中的位移x 都是以平衡位置为起点的,方向从平衡位置指向末位置,大小为这两位置间的线段的长度。

加速度与回复力的变化一致,在两个“端点”最大,在平衡位置为零,方向总是指向平衡位置。

当物体靠近平衡位置时,a、F、x 都减小,v 增大;当物体远离平衡位置时,a、F、x 都增大,v 减小。

2.简谐运动的表达式(1)动力学表达式:F=-kx,其中“-”表示回复力与位移的方向相反。

(2)运动学表达式:x=A sin(ωt+φ),其中A 代表振幅,ω=2πf 表示简谐运动的快慢,(ωt+φ)代表简谐运动的相位,φ叫做初相。

3.简谐运动的图像(1)从平衡位置开始计时,函数表达式为x=A sin ωt,图像如图甲所示。

(2)从最大位移处开始计时,函数表达式为x=A cos ωt,图像如图乙所示。

4.自由振动、受迫振动和共振的比较自由振动受迫振动共振受力情况受回复力受周期性驱动力受周期性驱动力振动周期或频率由系统本身性质决定,即固有周期或固有频率由驱动力的周期或频率决定,即T=T 驱或f=f 驱T 驱=T 固或f 驱=f 固振动能量振动物体的机械能不变由产生驱动力的物体提供,机械能不守恒振动物体获得的能量最大常见例子弹簧振子或单摆(摆角θ<5°)机器工作时底座发生的振动共振筛、转速计等(二)机械波 1.机械波的传播特点(1)波传到任意一点,该点的起振方向都和波源的起振方向相同。

(2)介质中每个质点都做受迫振动,因此,任一质点的振动频率和周期都和波源的振动频率和周期相同。

(3)波从一种介质进入另一种介质,由于介质的情况不同,它的波长和波速可能改变,但频率和周期都不会改变。

2022-2023年高考物理二轮复习振动和波、光学课件(重点难点易错点核心热点经典考点)

规律
波的反射角等于入射角，且波长、频率、波速
反射不变
波的折射
折射中频率不变，波速及波长发生变化
sin sin
θθ12＝vv12＝λλ12
• (2)波的叠加原理(独立传播原理)
• 在两列波相遇的区域里，每个质点都将参与两列波引起的振动，其位移是两列波分别引起位移的矢量和．相遇后仍保持原来的运动状态．波在相遇区域里，互不干扰，有独立性．
时刻的瞬时速度方向向上，求可能的波速； • (3)若0.01 s<T<0.02 s，且从t1时刻起，图
中Q质点比R质点先回到平衡位置，求可能的
• (3)波的衍射与干涉
现象
条件
一切波都能发生衍射，但当障碍
衍射
物或孔的尺寸比波长小，或者跟波长相差不大时，能发生明显衍
射
(1)频率相同
(2)设两列波到某一点的波程差为 Δx，若两波源的振动情况完全相干涉同，则
三、光及光的本性 1．折射率公式：n＝ssiinn γi＝cv＝λλ′＝sin1C0 2．临界角公式：光线从某种介质射向真空(或空气)时的临界
• (一)弹簧振子
• 1．周期与振幅无关，只由振子质量和弹簧的劲度系数决定．
• 2．可以证明，竖直放置的弹簧振子的振动也是简谐运动．这个结论可以直接使用．
• 3．在水平方向上振动的弹簧振子的回复力是弹簧的弹力；在竖直方向上振动的弹簧振子的回复力是弹簧弹力和重力的合力．
• 【例1】如图1所示，质量为m的小球放在劲度为k的轻弹簧上，使小球上下振动而又始终未脱离弹簧．
振动和波光学
热点熟记 ——写个公式得2分
一、简谐运动
1．简T＝2π
L g

高考物理深化复习命题热点提分专题15振动和波动光学

专题15 振动和波动光学1.下列说法中正确的是( )A.光的偏振现象说明光波是纵波B.波从一种介质进入另一种介质时，频率保持不变C.雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生全反射形成的D.鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率比该波源的振动频率大E.在双缝干涉实验中，用红光代替黄光作为入射光可增大干涉条纹的间距答案 BDE2.《梦溪笔谈》是中国科学技术史上的重要文献，书中对彩虹作了如下描述：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”.如图1所示是彩虹成因的简化示意图，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a 、b 是两种不同频率的单色光.下列说法正确的是( )图1A.雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹B.水滴对a 光的临界角大于对b 光的临界角C.在水滴中，a 光的传播速度大于b 光的传播速度D.在水滴中，a 光的波长小于b 光的波长E.a 、b 光分别通过同一双缝干涉装置，a 光的相邻亮条纹间距较小答案 ADE解析雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生折射时不同色光偏折程度不同而形成的，即发生色散形成的.故A 正确；分析可知，第一次折射时，b 光的折射角较大，而入射角相等，根据折射率公式n ＝sini sinr得知，b 光的折射率较小，由sin C ＝1n可得：水滴对a 光的临界角小于对b 光的临界角.故B 错误；由公式v ＝c n得知，在水滴中，a 光的传播速度小于b 光的传播速度.故C 错误；a 光的折射率大于b 光的折射率，则a光的频率大于b光的频率，a光的波长小于b光的波长.故D正确；干涉条纹的间距与波长成正比，则a 光的相邻亮条纹间距较小，故E正确.3.振动周期为T，振幅为A，位于x＝0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐运动，该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播，波速为v，传播过程中无能量损失，一段时间后，该振动传播至某质点P，关于质点P振动的说法正确的是( )A.振幅一定为AB.周期一定为TC.速度的最大值一定为vD.开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离E.若P点与波源距离s＝vT，则质点P的位移与波源的相同答案ABE4.如图2所示，半圆形玻璃砖按图中实线位置放置，直径与BD重合.一束激光沿着半圆形玻璃砖的半径从圆弧面垂直BD射到圆心O点上.使玻璃砖绕O点逆时针缓慢地转过角度θ(0°<θ<90°)，观察到折射光斑和反射光斑在弧形屏上移动.在玻璃砖转动过程中，以下说法正确的是( )图2A.折射光斑在弧形屏上沿C→F→B方向移动B.折射光斑的亮度逐渐变暗C.折射角一定大于反射角D.反射光线转过的角度为θE.当玻璃砖转至θ＝45°时，恰好看不到折射光线.则此玻璃砖的折射率n＝ 2。

新高考新教材高考物理二轮复习第一编核心专题突破专题5振动与波光学第一讲振动与波pptx课件

点位移大小是A点的 3 倍,质点经过A点时开始计时,t时刻第二次经过B点,
该振动的振幅和周期可能是( BC )
A.
2
,3t
3-1
B.
2
,4t
3-1
C.
2 12
,
t
3+1 5
D.
2 12
, t
3+1 7
解析质点经过 A 点时开始计时,t 时刻第二次经过 B 点,设平衡位置在 A 和
B 之间,则有 x=Asin
四点,其中A、B、C三点位于同一直线上,AC=BC=4 m,DC=3 m,DC垂直AB。
t=0时,位于A、B、C处的三个完全相同的横波波源同时开始振动,振动图
像均如图乙所示,振动方向与平面ABD垂直,已知波长为4 m。下列说法正
确的是( C )
A.这三列波的波速均为2 m/s
B.t=2 s时,D处的质点开始振动
水中振动;图丁是总质量为m、横截面积为S的木棒在煤油(已知煤油的密
度是水的密度的 4 )中振动。T1、T2、T3、T4分别表示图甲、图乙、图丙、
5
图丁中木棒的振动周期,下列判断正确的是(
)
A.T2>T1>T4>T3
B.T4>T2>T1>T3
C.T2>T4>T3>T1
D.T2>T4>T1>T3
答案 D
π
x=sin t
4
(cm),D 正确。
分层演练——拿高分
练真题·明考向
1.(命题角度1)(2022浙江6月选考)如图所示,一根固定在墙上的水平光滑杆,
两端分别固定着相同的轻弹簧,两弹簧自由端相距x。套在杆上的小球从

高二物理波动与光学知识点精讲

高二物理波动与光学知识点精讲在高二物理的学习中，波动与光学是非常重要的一部分内容。

它不仅是高考的重点考点，也是我们理解自然界中许多现象的关键。

下面我们就来详细地梳理一下这部分的知识点。

一、机械波1、机械波的产生机械波是由机械振动在介质中的传播而形成的。

要产生机械波，首先要有做机械振动的波源，其次要有能够传播这种振动的介质。

2、机械波的分类机械波可以分为横波和纵波。

横波中质点的振动方向与波的传播方向垂直，例如绳子上传播的波；纵波中质点的振动方向与波的传播方向平行，比如声波。

3、波长、频率和波速波长是指相邻两个波峰或波谷之间的距离。

频率是指波源每秒振动的次数，它由波源决定，与介质无关。

波速则是波在介质中传播的速度，它由介质的性质决定，公式为 v ＝λf （其中 v 是波速，λ 是波长，f 是频率）。

4、波的图像波的图像能够直观地反映出某一时刻波的形状和各质点的位移情况。

通过波的图像，我们可以判断出波长、振幅等信息，还可以根据质点的振动方向来判断波的传播方向，或者根据波的传播方向来判断质点的振动方向。

二、波的衍射和干涉1、波的衍射波能够绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射。

衍射现象是否明显，取决于障碍物或孔隙的尺寸与波长的相对大小。

当障碍物或孔隙的尺寸比波长小或相差不多时，衍射现象比较明显。

2、波的干涉频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，而且振动加强和振动减弱的区域相互间隔，这种现象叫做波的干涉。

产生干涉的条件是两列波的频率相同、相位差恒定、振动方向相同。

三、光的折射和全反射1、光的折射光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生改变，这种现象叫做光的折射。

折射定律为：入射角的正弦与折射角的正弦之比等于两种介质中的光速之比，即 n ＝ sin i ／ sin r （其中 n 为折射率，i为入射角，r 为折射角）。

2、折射率折射率是反映介质光学性质的物理量，它等于光在真空中的速度与光在该介质中的速度之比。

高考物理考点解读+命题热点突破专题15振动和波动光学

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