还剩52页未读，
继续阅读
（新高考适用）2023版高考物理二轮总复习 第1部分 专题突破方略 专题5 近代物理初步 热学 振动与波 光学 第3讲 振动与波 光学课件PPT
展开
这是一份（新高考适用）2023版高考物理二轮总复习 第1部分 专题突破方略 专题5 近代物理初步 热学 振动与波 光学 第3讲 振动与波 光学课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了真题速练·明考情，核心知识·固双基，命题热点·巧突破，核心知识•固双基，命题热点•巧突破，答案15，解析1，ACD，×10－7，暗条纹等内容，欢迎下载使用。
专题五 近代物理初步 热学 振动与波 光学
第3讲 振动与波 光学
1. (多选)(2022·山东，9,4分)一列简谐横波沿x轴传播，平衡位置位于坐标原点的质点振动图像如图所示．当t＝7 s时，简谐波的波形可能正确的是( )
2. (2022·辽宁卷)完全失重时，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮.2021年12月，在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向水球中注入空气形成了一个内含气泡的水球．如图所示，若气泡与水球同心，在过球心O的平面内，用单色平行光照射这一水球．下列说法正确的是( )A．此单色光从空气进入水球，频率一定变大B．此单色光从空气进入水球，频率一定变小C．若光线1在M处发生全反射，光线2在N处一定发生全反射D．若光线2在N处发生全反射，光线1在M处一定发生全反射
3. (多选)(2022·浙江6月高考)位于x＝0.25 m的波源p从t＝0时刻开始振动，形成的简谐横波沿x轴正负方向传播，在t＝2.0 s时波源停止振动，t＝2.1 s时的部分波形如图所示，其中质点a的平衡位置xa＝1.75 m，质点b的平衡位置xb＝－0.5 m．下列说法正确的是( )A．沿x轴正负方向传播的波发生干涉B．t＝0.42 s时，波源的位移为正C．t＝2.25 s时，质点a沿y轴负方向振动D．在0到2 s内，质点b运动总路程是2.55 m
(1)tan θ的值；(2)B位置到水面的距离H.
〔备考策略〕命题特点：1.以选择题、填空题形式的命题涉及面比较广，常考查机械振动、机械波的综合问题，光的折射、全反射现象，近年对光的干涉考查的热度有所增加，也常对其他概念、现象进行拼盘式的命题考查．2．以计算题形式的命题以考查波的传播、光的折射和全反射现象为主．常用到的思想方法有：图像法、微平移法、特殊点法、作图法．
一、机械振动与机械波1.知识体系
二、光的折射、光的波动性、电磁波与相对论1.知识体系
“关键能力”构建一、机械振动与机械波1.分析简谐运动的技巧(1)物理量变化分析：以位移为桥梁，位移增大时，振动质点的回复力、加速度、势能均增大，速度、动能均减小；反之，则产生相反的变化．(2)矢量方向分析：矢量均在其值为零时改变方向．
2.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．(2)传播中各质点随波振动，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．(4)在波的传播过程中，同一时刻如果一个质点处于波峰，而另一质点处于波谷，则这两个质点一定是反相点．
二、光的折射和全反射1.依据题目条件，正确分析可能的全反射及临界角．2.通过分析、计算确定光传播过程中可能的折射、反射，把握光的“多过程”现象．3.几何光学临界问题的分析画出正确的光路图，从图中找出各种几何关系；利用好光路图中的临界光线，准确地判断出恰好发生全反射的临界条件．
1. (2022·浙江6月高考)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.套在杆上的小球从中点以初速度v向右运动，小球将做周期为T的往复运动，则( )
考点一 机械振动和机械波
3. (多选)(2022·浙江1月高考)两列振幅相等、波长均为λ、周期均为T的简谐横波沿同一绳子相向传播，若两列波均由一次全振动产生，t＝0时刻的波形如图1所示，此时两列波相距λ，则( )
4. (2022·广东高考)如图所示，某同学握住软绳的一端周期性上下抖动，在绳上激发了一列简谐波．从图示时刻开始计时，经过半个周期，绳上M处的质点将运动至_____ (选填“N”“P”或“Q”)处．加快抖动，波的频率增大，波速_______(选填“增大”“减小”或“不变”)．
【解析】 经过半个周期，波向右传播半个波长，而M点只在平衡位置附近上下振动，恰好运动到最低点P点．波速是由介质决定的，与频率无关，波的频率增大，而波速仍保持不变．
5. (多选)(2022·重庆高三阶段练习)如图甲所示为一列简谐横波在t＝0.5 s时的波形图，图乙为介质中P处质点的振动图像，则关于该波的说法正确的是( )A．这列波沿x轴正方向传播B．波速为16 m/sC．P处质点振动的频率为1 HzD．P处质点在5 s末的位移为0.5 m
6. (2022·辽宁模拟预测)一列简谐横波沿x轴传播，t＝0时的波形如图中实线所示，t＝0.6 s时的波形如图中虚线所示，则其波速大小的可能值是( )A．15 m/s B．25 m/sC．30 m/s D．45 m/s
将四个选项中波速值代入③⑥中，可知只有D项使⑥式的n有整数解．故选D.
(1)求简谐波的传播方向和速度；(2)写出质点P的振动方程．
【解析】 (1)根据质点Q的振动图像可知，在t＝0时刻向上振动，所以简谐波向左传播．
〔方法技巧〕1.判断波的传播方向和质点振动方向的方法(1)特殊点法．(2)微平移法(波形移动法)．
3.利用波传播的周期性、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相同，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，要考虑到波可沿x轴正向或负向传播的两种可能性．
1. (多选)(2022·山东泰安一模)如图所示，四边形ABCD是一块玻璃砖的横截面示意图，∠A＝75°，∠D＝90°，DO垂直AB于O.一束单色光从O点射入玻璃砖，入射角为i＝45°时，AD和CD面都恰好没有光线射出．下列说法正确的是( )
考点二 光的折射和全反射
B．玻璃砖对该单色光的折射率为2C．单色光从AB边射出时折射角为45°D．单色光从AB边射出时折射角为60°
【解析】 光线进入玻璃砖后两次发生全反射，其光路与对应的角度，如图由于光在AD面和CD面都恰好没有光线射出，即恰好发生全反射，则
α＝β＝C(C是临界角)由几何关系得α＋β＝90°所以α＝β＝C＝45°
2. (2022·河北高考卷)如图，一个半径为R的玻璃球，O点为球心．球面内侧单色点光源S发出的一束光在A点射出，出射光线AB与球直径SC平行，θ＝30°.光在真空中的传播速度为c.求：(1)玻璃的折射率；(2)从S发出的光线经多次全反射回到S点的最短时间．
【解析】 (1)根据题意将光路图补充完整，如图所示根据几何关系可知i1＝θ＝30°，i2＝60°根据折射定律有nsin i1＝sin i2
(1)光线AB与底面的夹角α的值；(2)光束②的折射率；(3)光束②从A点射到C点的过程中在玻璃砖内传播的时间．
【解析】 (1)如图所示由几何关系可知入射角i＝2α
A．仅有a光B．仅有b光C．a、b光都可以D．a、b光都不可以
6. (2022·湖南，16(2)，8分)如图所示，某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对像素单元可视角度θ的控制(可视角度θ定义为某像素单元发出的光在图示平面内折射到空气后最大折射角的2倍)．透明介质的折射率n＝2，屏障间隙l＝0.8 mm.发光像素单元紧贴屏下，位于相邻两屏障的正中间．不考虑光的衍射．
(1)若把发光像素单元视为点光源，要求可视角度θ控制为60°，求屏障的高度d；(2)若屏障高度d′＝1.0 mm，且发光像素单元的宽度不能忽略，求像素单元宽度x最小为多少时，其可视角度θ刚好被扩为180°(只要看到像素单元的任意一点，即视为能看到该像素单元)．
(1)请画出光路示意图，标出两个亮斑的大致位置，说明亮斑的颜色；(2)求两个亮斑间的距离．
1. (2022·天津一模)汽车的自适应巡航功能能够帮助驾驶员减轻疲劳，毫米波雷达是其中一个重要部件．毫米波的波长比短波波长短，比红外线波长长，则( )A．这三种电磁波，红外线最容易发生明显的衍射绕过粉尘B．这三种电磁波在真空中传播，短波的传播速度最小C．毫米波比红外线更容易发生明显衍射绕过粉尘D．这三种电磁波，短波频率最高
考点三 光(波)的特有现象、电磁波
【解析】 这三种电磁波中，短波的波长最长，最容易发生明显的衍射，而毫米波比红外线更容易发生明显衍射绕过粉尘，故A错误，C正确；这三种电磁波在真空中传播时速度相同，都为光速，故B错误；由公式c＝λf可知，波长越小，频率越高，则红外线波的频率最高，故D错误．
2. (多选)(2022·山东，10,4分)某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝S1、S2的宽度可调，狭缝到屏的距离为l.同一单色光垂直照射狭缝．实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样．下列描述正确的是( )
A．图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射B．遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大C．照射两条狭缝时，增加l，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大D．照射两条狭缝时，若光从狭缝S1、S2到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹
3. (2022·广西联考)在双缝干涉实验中，光屏上某点P到双缝S1、S2的路程差为7.5×10－7 m，如果用频率为6.0×1014Hz的黄光照射双缝，该黄光的波长是___________m；P点出现_________(填“亮条纹”或“暗条纹”)；若保持双缝之间的距离以及双缝到屏的距离保持不变，将黄光换成波长为750 nm的红光，则光屏上条纹的宽度_______(填“变大”“变小”或“不变”)．
专题五 近代物理初步 热学 振动与波 光学
第3讲 振动与波 光学
1. (多选)(2022·山东，9,4分)一列简谐横波沿x轴传播，平衡位置位于坐标原点的质点振动图像如图所示．当t＝7 s时，简谐波的波形可能正确的是( )
2. (2022·辽宁卷)完全失重时，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮.2021年12月，在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向水球中注入空气形成了一个内含气泡的水球．如图所示，若气泡与水球同心，在过球心O的平面内，用单色平行光照射这一水球．下列说法正确的是( )A．此单色光从空气进入水球，频率一定变大B．此单色光从空气进入水球，频率一定变小C．若光线1在M处发生全反射，光线2在N处一定发生全反射D．若光线2在N处发生全反射，光线1在M处一定发生全反射
3. (多选)(2022·浙江6月高考)位于x＝0.25 m的波源p从t＝0时刻开始振动，形成的简谐横波沿x轴正负方向传播，在t＝2.0 s时波源停止振动，t＝2.1 s时的部分波形如图所示，其中质点a的平衡位置xa＝1.75 m，质点b的平衡位置xb＝－0.5 m．下列说法正确的是( )A．沿x轴正负方向传播的波发生干涉B．t＝0.42 s时，波源的位移为正C．t＝2.25 s时，质点a沿y轴负方向振动D．在0到2 s内，质点b运动总路程是2.55 m
(1)tan θ的值；(2)B位置到水面的距离H.
〔备考策略〕命题特点：1.以选择题、填空题形式的命题涉及面比较广，常考查机械振动、机械波的综合问题，光的折射、全反射现象，近年对光的干涉考查的热度有所增加，也常对其他概念、现象进行拼盘式的命题考查．2．以计算题形式的命题以考查波的传播、光的折射和全反射现象为主．常用到的思想方法有：图像法、微平移法、特殊点法、作图法．
一、机械振动与机械波1.知识体系
二、光的折射、光的波动性、电磁波与相对论1.知识体系
“关键能力”构建一、机械振动与机械波1.分析简谐运动的技巧(1)物理量变化分析：以位移为桥梁，位移增大时，振动质点的回复力、加速度、势能均增大，速度、动能均减小；反之，则产生相反的变化．(2)矢量方向分析：矢量均在其值为零时改变方向．
2.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．(2)传播中各质点随波振动，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．(4)在波的传播过程中，同一时刻如果一个质点处于波峰，而另一质点处于波谷，则这两个质点一定是反相点．
二、光的折射和全反射1.依据题目条件，正确分析可能的全反射及临界角．2.通过分析、计算确定光传播过程中可能的折射、反射，把握光的“多过程”现象．3.几何光学临界问题的分析画出正确的光路图，从图中找出各种几何关系；利用好光路图中的临界光线，准确地判断出恰好发生全反射的临界条件．
1. (2022·浙江6月高考)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.套在杆上的小球从中点以初速度v向右运动，小球将做周期为T的往复运动，则( )
考点一 机械振动和机械波
3. (多选)(2022·浙江1月高考)两列振幅相等、波长均为λ、周期均为T的简谐横波沿同一绳子相向传播，若两列波均由一次全振动产生，t＝0时刻的波形如图1所示，此时两列波相距λ，则( )
4. (2022·广东高考)如图所示，某同学握住软绳的一端周期性上下抖动，在绳上激发了一列简谐波．从图示时刻开始计时，经过半个周期，绳上M处的质点将运动至_____ (选填“N”“P”或“Q”)处．加快抖动，波的频率增大，波速_______(选填“增大”“减小”或“不变”)．
【解析】 经过半个周期，波向右传播半个波长，而M点只在平衡位置附近上下振动，恰好运动到最低点P点．波速是由介质决定的，与频率无关，波的频率增大，而波速仍保持不变．
5. (多选)(2022·重庆高三阶段练习)如图甲所示为一列简谐横波在t＝0.5 s时的波形图，图乙为介质中P处质点的振动图像，则关于该波的说法正确的是( )A．这列波沿x轴正方向传播B．波速为16 m/sC．P处质点振动的频率为1 HzD．P处质点在5 s末的位移为0.5 m
6. (2022·辽宁模拟预测)一列简谐横波沿x轴传播，t＝0时的波形如图中实线所示，t＝0.6 s时的波形如图中虚线所示，则其波速大小的可能值是( )A．15 m/s B．25 m/sC．30 m/s D．45 m/s
将四个选项中波速值代入③⑥中，可知只有D项使⑥式的n有整数解．故选D.
(1)求简谐波的传播方向和速度；(2)写出质点P的振动方程．
【解析】 (1)根据质点Q的振动图像可知，在t＝0时刻向上振动，所以简谐波向左传播．
〔方法技巧〕1.判断波的传播方向和质点振动方向的方法(1)特殊点法．(2)微平移法(波形移动法)．
3.利用波传播的周期性、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相同，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，要考虑到波可沿x轴正向或负向传播的两种可能性．
1. (多选)(2022·山东泰安一模)如图所示，四边形ABCD是一块玻璃砖的横截面示意图，∠A＝75°，∠D＝90°，DO垂直AB于O.一束单色光从O点射入玻璃砖，入射角为i＝45°时，AD和CD面都恰好没有光线射出．下列说法正确的是( )
考点二 光的折射和全反射
B．玻璃砖对该单色光的折射率为2C．单色光从AB边射出时折射角为45°D．单色光从AB边射出时折射角为60°
【解析】 光线进入玻璃砖后两次发生全反射，其光路与对应的角度，如图由于光在AD面和CD面都恰好没有光线射出，即恰好发生全反射，则
α＝β＝C(C是临界角)由几何关系得α＋β＝90°所以α＝β＝C＝45°
2. (2022·河北高考卷)如图，一个半径为R的玻璃球，O点为球心．球面内侧单色点光源S发出的一束光在A点射出，出射光线AB与球直径SC平行，θ＝30°.光在真空中的传播速度为c.求：(1)玻璃的折射率；(2)从S发出的光线经多次全反射回到S点的最短时间．
【解析】 (1)根据题意将光路图补充完整，如图所示根据几何关系可知i1＝θ＝30°，i2＝60°根据折射定律有nsin i1＝sin i2
(1)光线AB与底面的夹角α的值；(2)光束②的折射率；(3)光束②从A点射到C点的过程中在玻璃砖内传播的时间．
【解析】 (1)如图所示由几何关系可知入射角i＝2α
A．仅有a光B．仅有b光C．a、b光都可以D．a、b光都不可以
6. (2022·湖南，16(2)，8分)如图所示，某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对像素单元可视角度θ的控制(可视角度θ定义为某像素单元发出的光在图示平面内折射到空气后最大折射角的2倍)．透明介质的折射率n＝2，屏障间隙l＝0.8 mm.发光像素单元紧贴屏下，位于相邻两屏障的正中间．不考虑光的衍射．
(1)若把发光像素单元视为点光源，要求可视角度θ控制为60°，求屏障的高度d；(2)若屏障高度d′＝1.0 mm，且发光像素单元的宽度不能忽略，求像素单元宽度x最小为多少时，其可视角度θ刚好被扩为180°(只要看到像素单元的任意一点，即视为能看到该像素单元)．
(1)请画出光路示意图，标出两个亮斑的大致位置，说明亮斑的颜色；(2)求两个亮斑间的距离．
1. (2022·天津一模)汽车的自适应巡航功能能够帮助驾驶员减轻疲劳，毫米波雷达是其中一个重要部件．毫米波的波长比短波波长短，比红外线波长长，则( )A．这三种电磁波，红外线最容易发生明显的衍射绕过粉尘B．这三种电磁波在真空中传播，短波的传播速度最小C．毫米波比红外线更容易发生明显衍射绕过粉尘D．这三种电磁波，短波频率最高
考点三 光(波)的特有现象、电磁波
【解析】 这三种电磁波中，短波的波长最长，最容易发生明显的衍射，而毫米波比红外线更容易发生明显衍射绕过粉尘，故A错误，C正确；这三种电磁波在真空中传播时速度相同，都为光速，故B错误；由公式c＝λf可知，波长越小，频率越高，则红外线波的频率最高，故D错误．
2. (多选)(2022·山东，10,4分)某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝S1、S2的宽度可调，狭缝到屏的距离为l.同一单色光垂直照射狭缝．实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样．下列描述正确的是( )
A．图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射B．遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大C．照射两条狭缝时，增加l，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大D．照射两条狭缝时，若光从狭缝S1、S2到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹
3. (2022·广西联考)在双缝干涉实验中，光屏上某点P到双缝S1、S2的路程差为7.5×10－7 m，如果用频率为6.0×1014Hz的黄光照射双缝，该黄光的波长是___________m；P点出现_________(填“亮条纹”或“暗条纹”)；若保持双缝之间的距离以及双缝到屏的距离保持不变，将黄光换成波长为750 nm的红光，则光屏上条纹的宽度_______(填“变大”“变小”或“不变”)．
相关课件
适用于新高考新教材广西专版2024届高考物理二轮总复习专题5振动与波光学第1讲振动与波课件： 这是一份适用于新高考新教材广西专版2024届高考物理二轮总复习专题5振动与波光学第1讲振动与波课件，共42页。PPT课件主要包含了内容索引，体系构建•真题感悟，高频考点•探究突破，知识网络构建，高考真题再练，命题点点拨，BCD等内容，欢迎下载使用。
新教材适用2024版高考物理二轮总复习第1部分核心主干复习专题专题5机械振动和机械波光学电磁波第14讲光学电磁波课件： 这是一份新教材适用2024版高考物理二轮总复习第1部分核心主干复习专题专题5机械振动和机械波光学电磁波第14讲光学电磁波课件，共39页。PPT课件主要包含了核心知识·固双基，命题热点·巧突破，核心知识•固双基，命题热点•巧突破，题型1光的折射，题型2光的全反射，题型3光的波动性，各种色光的比较等内容，欢迎下载使用。
2023高考物理二轮总复习 专题微课6-5 “振动与波、热学、光学实验”专题评价(习题课) 课件PPT： 这是一份2023高考物理二轮总复习 专题微课6-5 “振动与波、热学、光学实验”专题评价(习题课) 课件PPT，共24页。
