2021届新高考物理二轮复习 专题8 振动和波动　光 课件.pptx

1、第一部分 专题突破方略专题突破方略 专题八专题八 振动和波动振动和波动 光光 1 考情速览 明规律 2 核心知识 提素养 3 命题热点 巧突破 4 专题演练 速提升 返回导航 01 考情速览 明规律 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 高考命高考命 题点题点 命题轨迹命题轨迹 情境图情境图 机械振机械振 动和动和机机 械波械波 2016 卷卷34 卷卷34 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 高考命题点高考命题点 命题轨迹命题轨迹 情境图情境图 机械振动机械振动 和机械波和机械波 2017 卷卷34 卷卷34 返回导航 高考二轮总复习

2、 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 高考命题点高考命题点 命题轨迹命题轨迹 情境图情境图 机械振动机械振动 和机械波和机械波 2018 卷卷34 卷卷34 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 高考命题点高考命题点 命题轨迹命题轨迹 情境图情境图 机械振动机械振动 和机械波和机械波 2019 卷卷34 卷卷34 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 高考命题点高考命题点 命题轨迹命题轨迹 情境图情境图 机械振动机械振动 和机械波和机械波 2020 卷卷34 卷卷34 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光

3、高考命题点高考命题点 命题轨迹命题轨迹 情境图情境图 光的折射光的折射 和全反射和全反射 2016 卷卷34 卷卷34 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 高考命题点高考命题点 命题轨迹命题轨迹 情境图情境图 光的折射光的折射 和全反射和全反射 2017 卷卷34 卷卷34 卷卷34 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 高考命题点高考命题点 命题轨迹命题轨迹 情境图情境图 光的折射光的折射 和全反射和全反射 2018 卷卷34 卷卷34 卷卷34 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 高考命题点高考命题点

4、命题轨迹命题轨迹 情境图情境图 光的折射光的折射 和全反射和全反射 2019 卷卷34 卷卷34 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 高考命题点高考命题点 命题轨迹命题轨迹 情境图情境图 光的折射光的折射 和全反射和全反射 2020 卷卷34 卷卷34 卷卷34 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 高考命题点高考命题点 命题轨迹命题轨迹 情境图情境图 2019 卷卷 34 光光(波波)的特有的特有 现象、电磁波现象、电磁波 2020 卷卷 34 19(2)34 题题 返回导航 02 核心知识 提素养 返回导航 高考二轮总复习 物理 第

5、一部分 专题八 振动和波动 光 一一、机械振动与机械波机械振动与机械波 1知识体系知识体系 “物理观念物理观念”构建构建 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 2波的叠加规律波的叠加规律 (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 为为 xn，振动减弱的条件为，振动减弱的条件为 xn 2.两个振动情况相反的波源形 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成的波，在空间某点振动加强的条件为 xn 2，振动减弱的条件为 ，振动减弱的条件为 xn. (2)振动加强点的位移随

6、时间而改变，振幅最大振动加强点的位移随时间而改变，振幅最大 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 二二、光的折射光的折射、光的波动光的波动 性性、电磁波与相对论电磁波与相对论 1知识体系知识体系 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 2光的波动性光的波动性 (1)光的干涉产生的条件：发生干涉的条件是两光源频率相等，相位光的干涉产生的条件：发生干涉的条件是两光源频率相等，相位 差恒定差恒定 (2)两列光波发生稳定干涉现象时，光的频率相等，相位差恒定，条两列光波发生稳定干涉现象时，光的频率相等，相位差恒定，条 纹间距纹间距 x l d. (3

7、)发生明显衍射的条件是障碍物或小孔的尺寸跟光的波长相差不发生明显衍射的条件是障碍物或小孔的尺寸跟光的波长相差不 多或比光的波长小多或比光的波长小 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 一一、机械振动与机械波机械振动与机械波 1分析简谐运动的技巧分析简谐运动的技巧 (1)物理量变化分析：以位移为桥梁物理量变化分析：以位移为桥梁，位移增大时位移增大时，振动质点的回振动质点的回 复力复力、加速度加速度、势能均增大势能均增大，速度速度、动能均减小；反之动能均减小；反之，则产生相反则产生相反 的变化的变化 (2)矢量方向分析：矢量均在其值为零时改变方向矢量方向分析：矢量均在其

8、值为零时改变方向 “科学思维科学思维”展示展示 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 2波的传播问题中四个问题波的传播问题中四个问题 (1)沿波的传播方向上各质点的起振方向与波源的起振方向一致沿波的传播方向上各质点的起振方向与波源的起振方向一致 (2)传播中各质点随波振动传播中各质点随波振动，但并不随波迁移但并不随波迁移 (3)沿波的传播方向上每个周期传播一个波长的距离沿波的传播方向上每个周期传播一个波长的距离 (4)在波的传播过程中在波的传播过程中，同一时刻如果一个质点处于波峰同一时刻如果一个质点处于波峰，而另一而另一 质点处于波谷质点处于波谷，则这两个质点一定是

9、反相点则这两个质点一定是反相点 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 二二、光的折射和全反射光的折射和全反射 1依据题目条件依据题目条件，正确分析可能的全反射及临界角正确分析可能的全反射及临界角 2通过分析通过分析、计算确定光传播过程中可能的折射计算确定光传播过程中可能的折射、反射反射，把握把握 光的光的“多过程多过程”现象现象 3几何光学临界问题的分析几何光学临界问题的分析 画出正确的光路图画出正确的光路图，从图中找出各种几何关系；利用好光路图中从图中找出各种几何关系；利用好光路图中 的临界光线的临界光线，准确地判断出恰好发生全反射的临界条件准确地判断出恰好发生全

10、反射的临界条件 返回导航 03 命题热点 巧突破 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 1(2020 新课标卷新课标卷)用一个摆长为用一个摆长为80.0 cm的单摆做实验的单摆做实验，要求要求 摆动的最大角度小于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则开始时将摆球拉离平衡位置的距离应不 超过超过_cm(保留保留1位小数位小数)(提示：单摆被拉开小角度的情况下提示：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某同学想设计一个新单摆，要求新单摆摆动要求新单摆摆动10个周

11、期的时间与原个周期的时间与原 单摆摆动单摆摆动11个周期的时间相等个周期的时间相等新单摆的摆长应该取为新单摆的摆长应该取为_cm. 考点一考点一 机械振动和机械波机械振动和机械波 考向考向1 简谐运动简谐运动 单摆单摆 6.9 96.8 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 【解析】【解析】 拉离平衡位置的距离拉离平衡位置的距离 x280 cm 5 360 6.97 cm 题中要求摆动的最大角度小于题中要求摆动的最大角度小于 5 ，且保留，且保留 1 位小数，所以拉离平衡位小数，所以拉离平衡 位置的不超过位置的不超过 6.9 cm； 根据单摆周期公式根据单摆周期公式

12、 T2 L g结合题意可知 结合题意可知 10T11T 代入数据为代入数据为 10 L11 80 解得新单摆的摆长解得新单摆的摆长为为 L96.8 cm 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 2(2019 全国卷全国卷，34(1)如图如图 1，长为，长为 l 的细绳下方悬挂的细绳下方悬挂 一小球一小球 a， 绳的另一端固定在天花板上， 绳的另一端固定在天花板上 O 点处， 在点处， 在 O 点正下方点正下方3 4 l 的的 O处有一固定细铁钉将小球向右拉开，使细绳与竖直方处有一固定细铁钉将小球向右拉开，使细绳与竖直方 向成一小角度向成一小角度(约为约为 2 )后由静

13、止释放， 并从释放时开始计时 当后由静止释放， 并从释放时开始计时 当 小球小球 a 摆至最低位置时，细绳会受到铁钉的阻挡设小球相对摆至最低位置时，细绳会受到铁钉的阻挡设小球相对 于其平衡位置的水平位移为于其平衡位置的水平位移为 x，向右为正下列图像中，能描述，向右为正下列图像中，能描述 小球在开始一个周期内的小球在开始一个周期内的 xt 关系的是关系的是 ( ) 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 【答案答案】 A 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 【解析】【解析】 摆长为摆长为 l 时单摆的周期时单摆的周期 T12 l g，振幅

14、 ，振幅 A1l( 为摆为摆 角角)，摆长为，摆长为1 4l 时单摆的周期 时单摆的周期 T22 1 4l g l g T1 2 ，振幅，振幅 A21 4l( 为摆角为摆角)根据机械能守恒得根据机械能守恒得 mgl(1cos )mg l 4(1 cos )，利用，利用 cos 12sin2 2， ，cos 12sin2 2，以及 ，以及 sin tan ( 很小很小)，解得，解得 2，故，故 A21 2A1，故选项 ，故选项 A 正确正确 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 3(多选多选)(2020 浙江高考真题浙江高考真题)如图所示如图所示，x轴上轴上2 m、1

15、2 m处处 有两个振动周期均为有两个振动周期均为4 s、振幅均为振幅均为1 cm的相同的波源的相同的波源S1、S2，t0时时 刻同时开始竖直向下振动刻同时开始竖直向下振动，产生波长均为产生波长均为4 m沿沿x轴传播的简谐横轴传播的简谐横 波波P、M、Q分别是分别是x轴上轴上2 m、5 m和和8.5 m的三个点的三个点，下列说法正确下列说法正确 的是的是 ( ) A6.0 s时时P、M、Q三点均已振动三点均已振动 B8.0 s后后M点的位移始终是点的位移始终是2 cm C10.0 s后后P点的位移始终是点的位移始终是0 D10.5 s时时Q点的振动方向竖直向下点的振动方向竖直向下 考向考向2 波

16、的传播规律波的传播规律 CD 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 【解析】【解析】 波速为波速为v T 4 4 m/s 1 m/s， 在， 在6 s内两列波传播了内两列波传播了6 m， 则此时则此时 PQ 两质点已振动，但是两质点已振动，但是 M 点还未振动，点还未振动，A 错误；因错误；因 M 点到两点到两 个振源的距离相等，则个振源的距离相等，则 M 是振动加强点，振幅为是振动加强点，振幅为 2 cm，但不是位移始，但不是位移始 终为终为 2 cm，B 错误；错误；P 点到两振源的距离只差为点到两振源的距离只差为 6 cm，为半波长的，为半波长的 3 倍， 则

17、该点为振动减弱点， 振幅为零， 即倍， 则该点为振动减弱点， 振幅为零， 即 10.0 s 后后 P 点的位移始终为零，点的位移始终为零， C 正确；正确； 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 S1波源的振动传到波源的振动传到 Q 点的时间为点的时间为10.5 1 s10.5 s，则，则 10.5 s 时时 Q 点由点由 S1 引起的振动为竖直向下；引起的振动为竖直向下；S2波源的振动传到波源的振动传到 Q 点的时间为点的时间为3.5 1 s3.5 s， 则则 10.5 s 时时 Q 点由点由 S2引起的振动已经振动了引起的振动已经振动了 7 s，此时在最高点，速

18、度，此时在最高点，速度 为零，则为零，则 10.5 s 时刻时刻 Q 点的振动速度为竖直向下，点的振动速度为竖直向下，D 正确故选正确故选 CD 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 4.(2020 新课标卷新课标卷)一振动一振动片以频率片以频率 f 做简谐振动时，固定在振动做简谐振动时，固定在振动 片上的两根细杆同步周期性地触动水面上片上的两根细杆同步周期性地触动水面上 a、b 两点，两波源发出的波两点，两波源发出的波 在水面上形成稳定的干涉图样在水面上形成稳定的干涉图样c 是水面上的一点，是水面上的一点，a、b、c 间的距离间的距离 均为均为 l， 如图所示 已

19、知除， 如图所示 已知除 c 点外， 在点外， 在 ac 连线上还有其他振幅极大的点，连线上还有其他振幅极大的点， 其中距其中距 c 最近的点到最近的点到 c 的距离为的距离为3 8l.求： 求： (1)波的波长；波的波长； (2)波的传播速度波的传播速度 【答案】【答案】 (1)1 4l (2) 1 4fl 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 【解析】【解析】 (1)设与设与 c 点最近的振幅极大点为点最近的振幅极大点为 d，则则 adl3 8l 5 8l bd cd2bc22bccdcos 60 7 8l 根据干涉加强点距离差的关系：根据干涉加强点距离差的关系

20、：xx1x2n bdad1 4l 所以波长为所以波长为1 4l (2)由于受迫振动的频率取决于受迫源的频率由由于受迫振动的频率取决于受迫源的频率由 vf 知，知，v1 4fl 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 考向考向3 振动与波动的图像问题振动与波动的图像问题 5(5 选选 3)(2019 新课标全国卷新课标全国卷)一简谐横波沿一简谐横波沿 x 轴正方向传播，轴正方向传播， 在在 tT 2时刻， 该波的波形图如图 时刻， 该波的波形图如图(a)所示，所示， P、 Q 是介质中的两个质点 图是介质中的两个质点 图 (b)表示介质中某质点的振动图像下列说法正确的是

21、表示介质中某质点的振动图像下列说法正确的是 ( ) 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 A质点质点Q的振动图像与图的振动图像与图(b)相同相同 B在在t0时刻时刻，质点质点P的速率比质点的速率比质点Q的大的大 C在在t0时刻时刻，质点质点P的加速度的大小比质点的加速度的大小比质点Q的大的大 D平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示所示 E在在t0时刻时刻，质点质点P与其平衡位置的距离比质点与其平衡位置的距离比质点Q的大的大 【答案答案】 CDE 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 【解析

22、】【解析】 由图由图(b)可知可知，在，在 tT 2时刻，质点正在向 时刻，质点正在向 y 轴负方向振轴负方向振 动，而从图动，而从图(a)可知，质点可知，质点 Q 在在 tT 2正在向 正在向 y 轴正方向运动，故轴正方向运动，故 A 错误；错误； 由由 tT 2的波形图推知， 的波形图推知，t0 时刻，质点时刻，质点 P 正位于波谷，速率为零；质正位于波谷，速率为零；质 点点 Q 正在平衡位置，故在正在平衡位置，故在 t0 时刻，质点时刻，质点 P 的速率小于质点的速率小于质点 Q，故，故 B 错误；错误； 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 t0时刻时刻，质

23、点质点P正位于波谷正位于波谷，具有沿具有沿y轴正方向最大加速度轴正方向最大加速度，质点质点Q 在平衡位置在平衡位置，加速度为零加速度为零，故故C正确；正确；t0时刻时刻，平衡位置在坐标原平衡位置在坐标原 点处的质点点处的质点，正处于平衡位置正处于平衡位置，沿沿y轴正方向运动轴正方向运动，跟跟(b)图吻合图吻合，故故 D正确；正确；t0时刻时刻，质点质点P正位于波谷正位于波谷，偏离平衡位置位移最大偏离平衡位置位移最大，质点质点 Q在平衡位置在平衡位置，偏离平衡位置位移为零偏离平衡位置位移为零，故故E正确正确故本题选故本题选CDE. 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光

24、 C 6 (2020 天津高考真题天津高考真题)一列简谐横波沿一列简谐横波沿 x 轴正方向传播， 周期为轴正方向传播， 周期为 T， t0 时的波形如图所示时的波形如图所示tT 4时 时 ( ) A质点质点 a 速度方向沿速度方向沿 y 轴负方向轴负方向 B质点质点 b 沿沿 x 轴正方向迁移了轴正方向迁移了 1 m C质点质点 c 的加速度为零的加速度为零 D质点质点 d 的位移为的位移为5 cm 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 【解析】【解析】 经过经过T 4周期， 波向右传播了 周期， 波向右传播了 4， ， 波形如图所示，由图可知，质点波形如图所示，由

25、图可知，质点 a 点恰好运点恰好运 动到平衡位置且沿着动到平衡位置且沿着 y 轴正方向运动，轴正方向运动，A 错错 误；质点误；质点 b 点只在竖直方向上运动不会随波点只在竖直方向上运动不会随波 迁移，迁移，B 错误；质点错误；质点 c 恰好运动到平衡，速恰好运动到平衡，速 度最大，加速度为零，度最大，加速度为零，C 正确；质点正确；质点 d 的位的位 移为移为 5 cm，D 错误故选错误故选 C 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 7(2020 新课标卷新课标卷)如图如图，一列简谐横波平行于一列简谐横波平行于x轴传播轴传播，图中图中 的实线和虚线分别为的实线和虚

26、线分别为t0和和t0.1 s时的波形图时的波形图已知平衡位置在已知平衡位置在x6 m处的质点处的质点，在在0到到0.1 s时间内运动方向不变时间内运动方向不变这列简谐波的周期为这列简谐波的周期为 _s，波速为波速为_m/s，传播方向沿传播方向沿x轴轴_(填填“正方向正方向” 或或“负方向负方向”) 0.4 10 负负方向方向 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 【解析】【解析】 因为因为 x6 m 处的质点在处的质点在 00.1 s 内运动方向不变，所内运动方向不变，所 以该处质点从正向位移最大处经过四分之一个周期向下运动至平衡位以该处质点从正向位移最大处经过四分

27、之一个周期向下运动至平衡位 置处，即置处，即1 4T 0.1 s，解得周期为，解得周期为 T0.4 s，所以波速为，所以波速为 v T 4 m 0.4 s 10 m/s，在虚线上，在虚线上，x6 m 处的质点向下运动，根据同侧法可知波沿处的质点向下运动，根据同侧法可知波沿 x 轴轴 负方向传播负方向传播 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 D 8(2020 山东高考真题山东高考真题)一一 列简谐横波在均匀介质中沿列简谐横波在均匀介质中沿x轴轴 负方向传播，已知负方向传播，已知 x5 4 处质点 处质点 的振动方程为的振动方程为 yAcos(2 T t)，则，则 t

28、3 4T 时刻的波形图正确的是 时刻的波形图正确的是 ( ) 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 【解析】【解析】 根据题意可知，根据题意可知，t3 4T 时，在 时，在5 4 1 4 处的质点处于 处的质点处于 y Acos 2 T t Acos 2 T 3 4T Acos 3 2 0，则此时质点位于平衡位置；下，则此时质点位于平衡位置；下 一时刻，该质点向上运动，远离平衡位置，根据题意，横波沿一时刻，该质点向上运动，远离平衡位置，根据题意，横波沿 x 轴负方轴负方 向传播，根据同侧法判断可知，向传播，根据同侧法判断可知，ABC 错误，错误，D 正确正确 返回导

29、航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 考向考向4 振动与波动的多解性振动与波动的多解性、周期性问题周期性问题 B 9(2018 北京高考真题，北京高考真题，4)如图所示，一列简谐横波向右传播，如图所示，一列简谐横波向右传播，P、 Q 两质点平衡位置相距两质点平衡位置相距 0.15 m当当 P 运动到上方最大位移处时，运动到上方最大位移处时，Q 刚好刚好 运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是 ( ) A0.60 m B0.30 m C0.20 m D0.15 m 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光

30、 【解析】【解析】 由题意，由题意，P、Q 两点之间的距离为两点之间的距离为 2 n0.15 m，n 0,1,2，故，故 n0 时，时，0.30 m，n1 时，时，0.10 m，选项，选项 B 正确，正确， A、C、D 错误错误 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 10(2019 广东深圳市二模广东深圳市二模)如图如图(a)，一列简谐横波沿一列简谐横波沿x轴传播轴传播， 实线和虚线分别为实线和虚线分别为t10时刻和时刻和t2时刻的波形图时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置分别是平衡位置 为为x11.0 m和和x24.0 m的两质点的两质点图图(b)为质点为质点Q的振

31、动图像的振动图像，求：求： 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 (1)波的传播速度和波的传播速度和t2的大小；的大小； (2)质点质点P的位移随时间变化的关系式的位移随时间变化的关系式 【答案答案】 见解析见解析 【解析】【解析】 (1)由图由图(a)知波长知波长 8 m；由图；由图(b)知质点振动周期为知质点振动周期为 T 0.2 s 传播速度传播速度 v T 解得解得 v40 m/s 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 结合图结合图(a)、(b)可知，横波沿正可知，横波沿正 x 方向传播，故从方向传播，故从 t10 到到 t2t

32、时时 刻刻 n2vtvt2解得解得 t20.2n0.05 s(n0,1，2，) (2)质点质点 P 做简谐运动的位移表达式做简谐运动的位移表达式 yAsin 2 T t 由图由图(a)知知 A10 cm，t0 时时 y5 2 cm 且向且向y 方向运动方向运动 解得解得 y10sin 10t3 4 cm 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 1判断波的传播方向和质点振动方向的方法判断波的传播方向和质点振动方向的方法 (1)特殊点法；特殊点法； (2)微平移法微平移法(波形移动法波形移动法) 2周期、波长、波速的计算周期、波长、波速的计算 (1)周期：可根据质点的振动

33、情况计算，若周期：可根据质点的振动情况计算，若 t 时间内，质点完成了时间内，质点完成了 n 次次(n 可能不是整数可能不是整数)全振动，则全振动，则 T t n；还可根据公式 ；还可根据公式 T v计算 计算 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 (2)波长： 可根据波形图确定， 若波长： 可根据波形图确定， 若 l 的距离上有的距离上有 n 个个(n 可能不是整数可能不是整数) 波长，则波长，则 l n；也可根据公式 ；也可根据公式 vT 计算计算 (3)波速：可根据波形传播的时间、距离利用公式波速：可根据波形传播的时间、距离利用公式 vx t 计算；也可计算；

34、也可 根据公式根据公式 v T计算 计算 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 3利用波传播的周期性利用波传播的周期性、双向性解题双向性解题 (1)波的图像的周期性：相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形波的图像的周期性：相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形 相同相同，从而使题目的解答出现多解的可能从而使题目的解答出现多解的可能 (2)波传播方向的双向性：在题目未给出波的传播方向时波传播方向的双向性：在题目未给出波的传播方向时，要考虑要考虑 到波可沿到波可沿x轴正向或负向传播的两种可能性轴正向或负向传播的两种可能性 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振

35、动和波动 光 考点二考点二 光的折射和全反射光的折射和全反射 考向考向1 折射定律的应用折射定律的应用 1(2019 新课标全国卷新课标全国卷)如图，一艘帆船静止在湖面上，帆船的如图，一艘帆船静止在湖面上，帆船的 竖直桅杆顶端高出水面竖直桅杆顶端高出水面 3 m距水面距水面 4 m 的湖底的湖底 P 点发出的激光束，从点发出的激光束，从 水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为为 53 (取取 sin 53 0.8)已知水的折射率为已知水的折射率为4 3. 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光

36、 (1)求桅杆到求桅杆到P点的水平距离；点的水平距离； (2)船向左行驶一段距离后停止船向左行驶一段距离后停止，调整由调整由P点发出的激光束方向点发出的激光束方向， 当其与竖直方向夹角为当其与竖直方向夹角为45时时，从水面射出后仍然照射在桅杆顶端从水面射出后仍然照射在桅杆顶端， 求船行驶的距离求船行驶的距离 【答案答案】 (1)7 m (2)5.5 m 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 【解析】【解析】 (1)设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为 x1，到，到 P 点的水平距离为点的水平距离为 x2；桅杆高度为；桅杆高度为

37、 h1，P 点处水深为点处水深为 h2：激光束在水中与：激光束在水中与 竖直方向的夹角为竖直方向的夹角为 .由几何由几何关系有关系有 x1 h1 tan 53 x2 h2 tan 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 由由折射定律有折射定律有 sin 53nsin 设桅杆到设桅杆到P点的水平距离为点的水平距离为x，则则 xx1x2 联立联立式并代入题给数据得式并代入题给数据得 x7 m 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 (2)设激光束在水中与竖直方向的夹角为设激光束在水中与竖直方向的夹角为45时时，从水面出射的方从水面出射的方 向与竖

38、直方向夹角为向与竖直方向夹角为i，由折射定律有由折射定律有 sin insin 45 设船向左行驶的距离为设船向左行驶的距离为x，此时光束从水面射出的点到桅杆的此时光束从水面射出的点到桅杆的 水平距离为水平距离为x1，到到P点的水平距离为点的水平距离为x2，则则 x1x2xx 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 x1 h1 tan i x2 h2 tan 45 联立联立式并代入题给数据得式并代入题给数据得 x(6 23)m5.5 m 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 考向考向2 光的折射和全反射光的折射和全反射 2.(2020 新课

39、标卷新课标卷)如图，一折射率为如图，一折射率为 3的材料制作的三棱镜，其的材料制作的三棱镜，其 横截面为直角三角形横截面为直角三角形 ABC， A90 ， B30 .一束平行光平行于一束平行光平行于 BC 边从边从 AB 边射入棱镜，不计光线在棱镜内的多次反射，求边射入棱镜，不计光线在棱镜内的多次反射，求 AC 边与边与 BC 边上有光出射区域的长度的比边上有光出射区域的长度的比值值 【答案】【答案】 2 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 【解析解析】 设从设从D点入射的光线经折射后恰好射向点入射的光线经折射后恰好射向C点点，光在光在AB 边上的入射角为边上的入

40、射角为1，折射角为折射角为2，如图所示如图所示 由折射定律有由折射定律有sin 1nsin 2 设从设从DB范围入射的光折射后在范围入射的光折射后在BC边上的入射角为边上的入射角为，由几何由几何 关系有关系有302 代入题中数据解得代入题中数据解得230，60 nsin 1 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 所以从所以从DB范围入射的光折射后在范围入射的光折射后在BC边上发生全反射边上发生全反射，反射光线反射光线 垂直射到垂直射到AC边边，AC边上全部有光射出边上全部有光射出设从设从AD范围入射的光折射后范围入射的光折射后 在在AC边上的入射角为边上的入射角为，

41、如图所示如图所示 由几何关系可知由几何关系可知902 根据已知条件可知根据已知条件可知nsin 1 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 即从即从 AD 范围入射的光折射后在范围入射的光折射后在 AC 边上发生全反射，反射光线垂边上发生全反射，反射光线垂 直射到直射到 BC 边上设边上设 BC 边上有光线射出的部分为边上有光线射出的部分为 CF，由几何关系得，由几何关系得 CFAC sin 30 AC 边与边与 BC 边有光射出区域的长度比值为边有光射出区域的长度比值为AC CF 2 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 3.(2020

42、新课标卷新课标卷)直角棱镜的折射率直角棱镜的折射率n 1.5，其横截面如图所示其横截面如图所示，图中图中C90，A 30.截面内一细束与截面内一细束与BC边平行的光线边平行的光线，从棱从棱 镜镜AB边上的边上的D点射入点射入，经折射后射到经折射后射到BC边上边上 (1)光线在光线在BC边上是否会发生全反射边上是否会发生全反射？说明说明 理由；理由； (2)不考虑多次反射不考虑多次反射，求从求从AC边射出的光线边射出的光线 与最初的入射光线夹角的正弦值与最初的入射光线夹角的正弦值 【答案】【答案】 (1)光线在光线在 E 点发生全反射点发生全反射 (2)sin r2 2 3 4 返回导航 高考二

43、轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 【解析】【解析】 (1)如图，设光线在如图，设光线在 D 点的入射角为点的入射角为 i，折射角为，折射角为 r.折射折射 光线射到光线射到 BC 边上的边上的 E 点设光线在点设光线在 E 点的入射角为点的入射角为 ，由几何关系，由几何关系， 有有 90 (30 r)60 根据题给数据得根据题给数据得 sin sin 60 1 n 即即 大于全反射临界角，因此光线在大于全反射临界角，因此光线在 E 点发生全反射点发生全反射 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 (2)设光线在设光线在 AC 边上的边上的 F 点射出棱

44、镜，光线的入射角为点射出棱镜，光线的入射角为 i，折射，折射 角为角为 r，由几何关系、反射定律及折射定律，有，由几何关系、反射定律及折射定律，有 i30 i90 sin insin r nsin isin r 联立联立式并代入题给数据，得式并代入题给数据，得 sin r2 2 3 4 由几何关系，由几何关系，r即即 AC 边射出的光线与最初的入射光线的夹角边射出的光线与最初的入射光线的夹角 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 光的折射和全反射题型的分析思路光的折射和全反射题型的分析思路 (1)确定要研究的光线确定要研究的光线，有时需根据题意有时需根据题意，分析分

45、析、寻找临界光线寻找临界光线、 边界光线为研究对象边界光线为研究对象 (2)找入射点找入射点，确认界面确认界面，并画出法线并画出法线 (3)明确两介质折射率的大小关系明确两介质折射率的大小关系 若光疏若光疏光密：一定有反射光线和折射光线光密：一定有反射光线和折射光线 若光密若光密光疏：如果入射角大于或等于临界角光疏：如果入射角大于或等于临界角，一定发生全反射一定发生全反射 (4)根据反射定律根据反射定律、折射定律列出关系式折射定律列出关系式，结合几何关系结合几何关系，联立求解联立求解 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 大于大于 考向预测考向预测 1(2018 新

46、课标全国卷新课标全国卷)如图，如图，ABC 为一玻璃为一玻璃三棱镜的横截面，三棱镜的横截面， A30 ，一束红光垂直，一束红光垂直 AB 边射入，从边射入，从 AC 边上的边上的 D 点射出，其折射点射出，其折射 角为角为 60 ， 则玻璃对红光的折射率为， 则玻璃对红光的折射率为 3 .若改用蓝光沿同一路径入射，若改用蓝光沿同一路径入射， 则光线在则光线在 D 点射出时的折射射角点射出时的折射射角_(“小于小于”“”“等于等于”或或“大大 于于”)60 . 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 【解析】【解析】 根据题述和图示可知，根据题述和图示可知，i60 ，r

47、30 ，由折射定律，由折射定律， 玻璃对红光的折射率玻璃对红光的折射率 n sini sinr 3.若改用蓝光沿同一路径入射，由于玻若改用蓝光沿同一路径入射，由于玻 璃对蓝光的折射率大于玻璃璃对蓝光的折射率大于玻璃对红光的折射率， 则光线在对红光的折射率， 则光线在 D 点射出时的折点射出时的折 射角大于射角大于 60 . 返回导航 高考二轮总复习 物理 第一部分 专题八 振动和波动 光 C 2(2020 新课标卷新课标卷)如图所示，圆心为如图所示，圆心为 O、半径为、半径为 R 的半圆形玻的半圆形玻 璃砖置于水平桌面上，光线从璃砖置于水平桌面上，光线从 P 点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形 表面发生全反射； 当入射角表面发生全反射； 当入射角 60