高考物理二轮复习 专题七 选考部分 第18讲 振动与波动、光学案-人教版高三全册物理学案.docx

第18讲振动与波动、光主干体系知识核心再现及学科素养1.振动和波．(1)振动的周期性、对称性：x＝Asinωt.(2)波的产生和传播：v＝eq\f(λT).2.光的折射和全反射．(1)折射定律：光从真空进入介质时：n＝eq\f(sinⅰsinr).(2)全反射条件：光从光密介质射入光疏介质；入射角等于或大于临界角CsinC＝eq\f(1n).3.波的干涉、衍射等现象(1)干涉、衍射是波特有的现象．干涉条件：频率相同、相位差恒定振动方向相同；明显衍射条件：d≤λ.(2)明条纹(振动加强区)：Δr＝kλ；暗条纹(振动减弱区)：Δr＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(k＋\f(12)))λ.(k＝0123…)(3)光的干涉条纹特点：明暗相间条纹间距Δx＝eq\f(ld)λ.1．(2018·高考全国卷Ⅰ34)(1)如图△ABC为一玻璃三棱镜的横截面∠A＝30°.一束红光垂直AB边射入从AC边上的D点射出其折射角为60°则玻璃对红光的折射率为________．若改用蓝光沿同一路径入射则光线在D点射出时的折射角________(填“小于”“等于”或“大于”)60°.(2)一列简谐横波在t＝eq\f(13)s时的波形图如图(a)所示P、Q是介质中的两个质点．图(b)是质点Q的振动图像．求(ⅰ)波速及波的传播方向；(ⅱ)质点Q的平衡位置的x坐标．解析(1)根据光路的可逆性在AC面入射角为60°时折射角为30°.根据光的折射定律有m＝eq\f(sinisinr)＝eq\f(sin60°sin30°)＝eq\r(3).玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大沿同一路径入射时r角仍为30°不变对应的i角变大．因折射角大于60°.(2)(ⅰ)由图(a)可以看出该波的波长为λ＝36cm①由图(b)可以看出周期为T＝2s②波还为v＝eq\f(λT)＝18cm/s③由图(b)知当t＝eq\f(13)s时Q点向上运动结合图(a)可得波沿x轴负方向传播．(ⅱ)设质点P、Q平衡位置的x坐标分别为xp、xQ.由图(a)知x＝0处y＝－eq\f(A2)＝Asin(－30°)因此x＝eq\f(30°360°)λ＝3cm④由图(b)知在t＝0地Q点处于平衡位置经Δt＝eq\f(13)s其振动状态x轴负方向传播至P点处由此及③式有xQ－xP＝vΔt＝6cm⑤由④⑤式得质点Q的位移位置的x坐标为xQ＝9cm答案(1)eq\r(3)大于(2)(ⅰ)18cm/s沿x轴负方向传播(ⅱ)9cm2．(2018·高考全国卷Ⅱ34)(1)声波在空气中的传播速度为340m/s在钢铁中的传播速度为4900m/s.一平直桥由钢铁制成某同学用锤子敲击一下桥的一端发出声音分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00s．桥的长度为________m．若该声波在空气中的波长为λ则它在钢铁中的波长为λ的________倍．(2)如图△ABC是一直角三棱镜的横截面∠A＝90°∠B＝60°.一细光束从BC边的D点折射后射到AC边的E点发生全反射后经AB边的F点射出．EG垂直于AC交BC于GD恰好是CG的中点．不计多次反射．(ⅰ)求出射光相对于D点的入射光的偏角；(ⅱ)为实现上述光路棱镜折射率的取值应在什么范围？命题点(1)声波的波速、传播时间与传播距离的关系及v＝λf的应用；(2)光路分析反射定律、折射定律及全反射．解析(1)设声波在钢铁中的传播时间为t由L＝vt知340(t＋1.00)＝4900t解得t＝eq\f(17228)s代入L＝vt中解得桥长L＝365m声波在传播过程中频率不变根据v＝λf知声波在钢铁中的波长λ′＝eq\f(v铁λv声)＝eq\f(24517)λ.(2)(ⅰ)光线在BC面上折射由折射定律有sini1＝nsinr1①式中n为棱镜的折射率i1和r1分别是该光线在BC面上的入射角和折射角．光线在AC面上发生全反射由反射定律有i2＝r2②式中i2和r2分别是该光线在AC面上的入射角和反射角．光线在AB面上发生折射由折射定律有nsini3＝sinr3式中i3和r3分别是该光线在AB面上的入射角和折射角．由几何关系得i2＝r2＝60°r1＝i3＝30°④F点的出射光相对于D点的入射光的偏角为δ＝(r1－i1)＋(180°－i2－r2)＋(r3－i3)⑤由①②③④⑤式得δ＝60°⑥(ⅱ)光线在AC面上发生全反射光线在AB面上不发生全反射有nsini2≥nsinC>sini3⑦式中C是全反射临界角满足nsinC＝1⑧由④⑦⑧式知棱镜的折射率n的取值范围应为e