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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 光学课件课件_图文

明 考 向 · 考 情 预 览
析 考 点 · 核 心 突 破
菜单

二轮专题复习 ·物理
辨 误 区 · 易 错 例 析
高 考 冲 关

明 考

研析考情



考向定位

·

考 (1)本专题是高

情 考命题选考的

预 览

必考内容.

(2)考查内容:一

是振动图象和



波形图,波长、

考 频率、波速的关

点 ·

系;二是折射定

核 律、全反射.

心 (3)从题型上看,

突 破

经常是选择、计

算、分析做图等

灵活考查.

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二轮专题复习 ·物理

知识概览







·









高 考 冲 关

研析考情

明 应考策略

考 向

(1)注意振动图

· 象和波动图象

考 情

相结合的题型.

预 览

(2)掌握波长、频

率和波速的关

系,提高波传播

析 考

的推理能力和

点 ·

空间想象能力.

核 心

(3)折射问题和

突 全反射问题要


重点练习、熟练

掌握.

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知识概览
辨 误 区 · 易 错 例 析
高 考 冲 关

二轮专题复习 ·物理

振动图象和波动图象的应用问题





考 向

1.振动图象与波动图象的比较

误 区

· 考

振动图象

波动图象

·















图象





点 ·

(1)振动周期

核 心

图象 (2)振幅

突 破

信 (3)各时刻质点位移

息 (4)各时刻质点速度及

加速度的方向

(1)波长、振幅 (2)任意质点在该时刻的位移 (3)任意质点在该时刻的加速
度方向
(4)传播方向、振动方向的互 相判定

高 考 冲 关

菜单

二轮专题复习 ·物理

2.解答振动、波动问题的注意事项





考 向

(1)理解简谐运动的运动特征,注意其周期性、对称性、

误 区

·

·

考 情

多解性.

易 错







(2)理解波的传播时质点振动情况与波的传播情况之间 析

的关系,如质点振动方向与波的传播方向、波长、波速与周



考 点

期的关系等.



·



核 心

(3)注意波动问题的多解性,解决波动问题一定要考虑波 冲 关



破 传播的“周期性”和“双向性”.

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(2013·四川高考)图 8-1 甲是一列简谐横波在 t

明 考

=1.25 s 时的波形图,已知 c 位置的质点比 a 位置的晚 0.5 s

辨 误


· 起振,则图 8-1 乙所示振动图象对应的质点可能位于(




























点 ·

图 8-1

高 考





心 突

A.a<x<b

B.b<x<c





C.c<x<d

D.d<x<e

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二轮专题复习 ·物理

【解析】 由 c 位置的质点比 a

明 位置的晚 0.5 s 起振可知,波沿 x 轴正




向 方向传播,由波的图象知,a、c 相距

误 区

·

·

考 情 预 览

半个波长,故T2=0.5 s,周期 T=1 s,故在 t=1.25 s 内波沿

易 错 例 析

析 传播方向传播的距离 Δx=54λ.故 t=0 时的波形图和各质点的



点 振动方向如图所示.由题中 y-t 图象知 t=0 时刻,质点沿 y 高

·



核 心

轴正方向振动,故振动图象对应的质点可能位于 O 与 a 之间

冲 关



破 或 d 与 e 之间.故选项 D 正确,选项 A、B、C 错误.

【答案】 D

菜单

二轮专题复习 ·物理

巧解波动图象与振动图象相结合的问题





考 向

求解波动图象与振动图象综合类问题可采用“一分、一

误 区

·

·

考 情

看、二找”的方法

易 错







(1)分清振动图象与波动图象.此问题最简单,只要看清 析

横坐标即可,横坐标为 x 则为波动图象,横坐标为 t 则为振



考 点

动图象.



·



核 心

(2)看清横、纵坐标的单位,尤其要注意单位前的数量级.

冲 关





(3)找准波动图象对应的时刻;找准振动图象对应的质

点.

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1.(2012·福建高考)一列简谐波沿 x 轴传播,t=0 时刻的 辨





向 ·

波形如图 8-2 甲所示,此时质点 P 正沿 y 轴负方向运动,其

区 ·


情 振动图象如图乙所示,则该波的传播方向和波速分别是

易 错







(

)析







·











高 考 冲 关


图 8-2

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二轮专题复习 ·物理

A.沿 x 轴负方向,60 m/s



B.沿 x 轴正方向,60 m/s







向 ·

C.沿 x 轴负方向,30 m/s

区 ·





情 预

D.沿 x 轴正方向,30 m/s

错 例





【解析】 由题图甲知,波长 λ=24 m,由题图乙知 T

析 考 点

=0.4 s.根据 v=Tλ 可求得 v=60 m/s,故 C、D 项错误.根



·



核 据“同侧法”可判断出波的传播方向沿 x 轴负方向,故 A 项 冲





突 破

正确,B 项错误.

【答案】 A

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2.(多选)(2013·甘肃省兰州市诊断考试)如图 8-3 所示,

沿 x 轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲


考 线,其波速为 200 m/s,下列说法正确的是( )

辨 误





· 考

A.从图示时刻开始,质点 b 比质点 a 先到平衡位置

· 易







B.从图示时刻开始,经 0.01 s







质点 b 通过的路程为 0.4 m



C.若该波波源从 0 点沿 x 轴正方



点 ·

向运动,则在 x=2 000 m 处接收到的波

高 考


心 的频率将小于 50 Hz

图 8-3

冲 关





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

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【解析】 波沿 x 轴正方向传播,a、b 都向下运动,故





考 向 · 考

a 先到达平衡位置,A 错.T=vλ=0.02 s,t=0.01 s=T2,则质

误 区 · 易





预 览

点 b 通过的路程 s=0.4 m,B 对.f=vλ=50 Hz,波源与观察

例 析

析 者发生相对运动时,发生多普勒效应,C 错.由图象得 λ=4


点 m,障碍物的尺寸和波长差不多,故能发生明显的衍射现象, 高

·



核 心

D 正确.

冲 关

突 破

【答案】 BD

菜单

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3.(2012·南昌一模)如图 8-4 所示是一列简谐横波上 A、

明 B 两质点的振动图象,该波由 A 传向 B,两质点沿波的传播 辨





向 ·

方向上的距离 Δx=4.0 m,波长大于 3.0 m,求这列波的波速.

区 ·

























·













A 质点

B 质点



图 8-4

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【解析】 由振动图象可知,质点振动周期 T=0.4 s,

取 t=0 时刻分析,质点 A 经平衡位置向上振动、质点 B

明 考

处于波谷.设波长为 λ 则

辨 误





· 考 情

Δx=nλ+14λ(n=0、1、2、3…)

· 易 错







所以该波波长为 λ=44nΔ+x1=4n1+6 1 m



析 考

因为有 λ>3.0 m 的条件,所以取 n=0,1





· 核 心

当 n=0 时,λ1=16 m,波速 v1=λT1=40 m/s

考 冲 关





当 n=1 时,λ2=3.2 m,波速 v2=λT2=8.0 m/s.

【答案】 40 m/s 8 m/s

菜单

光的折射和全反射问题

二轮专题复习 ·物理



1.折射定律



考 向

折射光线与入射光线、法线处在同一平面内,折射光线

误 区

·

·

考 情

与入射光线分别位于法线的两侧,入射角的正弦与折射角的

易 错





正弦成正比.即sin sin

ri =n.

例 析



2.折射率





光从真空中射入某种介质发生折射时,入射角的正弦与 高

·



核 心 突 破

折射角的正弦之比叫做这种介质的折射率.即 n=ssiinn ri.折射

冲 关

率与光速的关系:n=vc.

菜单

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3.全反射

辨 误





· 考

(1)发生的条件

· 易





预 览

①光线从光密介质进入光疏介质.

例 析

②入射角等于或大于临界角.

析 考

(2)光从折射率为 n 的光密介质射向空气时,临界角 C=





· 核 心 突

1 arcsin n.

考 冲 关



菜单

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(2013·江西省红色六校联考)如图 8-5 所示,一

明 束截面为圆形(半径 R=1 m)的平行紫光垂直射向一半径也为 辨





向 ·

R 的玻璃半球的平面,经折射后在屏幕 S 上形成一个圆形亮

区 ·





情 预

区.屏幕 S 至球心距离为 D=( 2+1)m,不考虑光的干涉和

错 例


衍射,试问











·















图 8-5

菜单

二轮专题复习 ·物理









向 ·

(1)若玻璃半球对紫色光的折射率为 n= 2,请你求出圆 区 ·


情 形亮区的半径.

易 错







(2)若将题干中紫光改为白光,在屏幕 S 上形成的圆形亮 析

析 区的边缘是什么颜色?(直接给出结果)







·















菜单

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【解析】 (1)如图,紫光刚要发生全反射时的临界光线

射在屏幕 S 上的点为 E,E 点到亮区中心 G 的距离 r 就是所

明 考 向 · 考 情

求最大半径.设紫光临界角为 C,由全反射的知识:sin 由几何知识可知:AB=Rsin C=Rn

C=n1

辨 误 区 · 易 错

预 览

OB=Rcos C=R

n2-1 n

例 析

析 考

BF=ABtan C= n

R n2-1

点 · 核

GF=D-(OB+BF)=D-

nR n2-1

高 考 冲



突 破

GE=GF AB FB



r=GE=1 m.

菜单





向 ·

(2)紫光





【答案】 (1)1 m (2)紫光





析 考 点 · 核 心 突 破

菜单

二轮专题复习 ·物理
辨 误 区 · 易 错 例 析
高 考 冲 关

二轮专题复习 ·物理

解决光的折射和全反射问题的关键是规范地画出光路图





考 向

(1)正确画出法线,当界面为球面时,法线沿半径所在直

误 区

·

·

考 情

线.

易 错







(2)正确画出入射角和折射角的关系,当光线由光疏(或密) 析

介质进入光密(或疏)介质时,入射角大于(或小于)折射角.



考 点

(3)当光线由光密介质进入光疏介质时,要判断光是否发 高

·



核 心

生全反射.

冲 关





(4)当光线由一种介质射向另一种介质的界面时,一般既

发生反射,同时又发生折射.

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明 考

1.(2013·福建省泉州市质检)折射率 n= 2的直角玻璃三

辨 误





· 考

棱镜截面如图 8-6 所示,

一条光线从 AB 面入射,入射角

· 易

情 预

为 i(图中末标出),ab 为其折射光线,ab 与 AB 面的夹角 θ=

错 例





60°.则( )









·















图 8-6

菜单

二轮专题复习 ·物理

A.i=45°,光在 AC 面上不发生全反射





考 向

B.i=45°,光在 AC 面上发生全反射

误 区

·

·

考 情

C.i=30°,光在 AC 面上不发生全反射

易 错







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



考 点

=45°.光在 AC 面入射角为 60°,大于全反射临界角 sin C=



·



核 心

1/n,发生全反射,选项 B 正确.

冲 关

突 破

【答案】 B

菜单

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2.(2013·湖北武汉调研)如图 8-7 所示,在桌面上方有

一倒立的玻璃圆锥,顶角∠AOB=120°,顶点 O 与桌面的距





考 向

离为 4a,圆锥的底面半径 R= 3a,圆锥轴线与桌面垂直.有

误 区

· 考

一半径为 R 的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上,光

· 易





预 览

束的中心轴与圆锥的轴重合.已知玻璃的折射率 n= 3,求

例 析

光束在桌面上形成的光斑的面积.









·















菜单

图8-7

二轮专题复习 ·物理

【解析】 如图所示,射到 OA 界面的入射角 α=30°,







向 · 考

则 sin α=12<n1,故入射光能从圆锥侧面射出.

误 区 · 易





















·















菜单

二轮专题复习 ·物理



设折射角为 β,无限接近 A 点的折射光线为 AC,根据折 辨





向 射定律



·

·





sin β=nsin α

易 错







解得 β=60°





过 O 点作 OD∥AC,则∠O2OD=β-α=30°



点 ·

在 Rt△O1AO 中

高 考





心 突 破

O1O=Rtan

30°=

3 3·

3a=a



菜单

二轮专题复习 ·物理

明 考 向

在 Rt△ACE 中,EC=AEtan 30°=5a3

辨 误 区

·

·

考 情 预



O2C=EC-R=

2a 3

易 错 例





在 Rt△OO2D 中

O2D=4atan

30°=4a 3



考 点

光束在桌面上形成光环的面积 S=π·O2D2-π·O2C2= 高

·



核 心

4πa2

冲 关

突 破

【答案】 4πa2

菜单

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光的折射、反射的综合应用

明 考

(12 分) (2011·新课标全国高考)一半圆柱形透明

辨 误





· 考

物体横截面如图 8-8 所示,底面 AOB 镀银,O 表示半圆截

· 易





预 览

面的圆心,一束光线在横截面内从 M 点入射,经过 AB 面反

例 析

射后从 N 点射出.已知光线在 M 点的入射角为 30°,∠MOA

析 考

=60°,∠NOB=30°.求:





· 核

(1)光线在 M 点的折射角;

考 冲







(2)透明物体的折射率.



图 8-8

菜单

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【解题指导】





考 向

1.信息提取

误 区

·

·

考 情

(1)在 M 点入射角为 30°.

易 错







(2)经 M 点折射后射向 AB 的光线,经 AB 反射后从 N 点 析

射出.



考 点

2.破题技巧



·



核 心

(1)将 M 点看作光源,利用反射成像的特点作出光路图. 冲 关





(2)由几何关系确定折射角,最后求出折射率.

菜单

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【规范解答】





考 向

(1)如图,透明物体内部的光路为折射线 MPN,Q、M 点

误 区

·

·

考 情

相对于底面 EF 对称,Q、P 和 N 三点共线.

易 错

















·















菜单

二轮专题复习 ·物理

设在 M 点处,光的入射角为 i,折射角为 r,∠OMQ=α,





考 向

∠PNF=β,根据题意有

误 区

·

·

考 情

α=30°

①(2 分)

易 错







由几何关系得,∠PNO=∠PQO=r,于是



β+r=60°



考 点

且 α+r=β

·



由①②③式得







r=15°.

②(2 分)
③(2 分) 高
考 冲 关
④(2 分)

菜单





向 ·

(2)根据折射率公式有





sin i=nsin r




由④⑤式得

析 考 点

n=

6+ 2

2 .

· 核 心 突

【答案】

6+ (1)15° (2) 2

2



菜单

二轮专题复习 ·物理
辨 误 区 · 易
⑤(2 分) 错 例 析
⑥(2 分)
高 考 冲 关

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1.(2013·重庆冲刺卷)如图 8-9 所示,某种透明玻璃球 辨





向 ·

的折射率为 2,一束足够强的细光束在过球心的平面内以

区 ·





情 预

45°入射角由真空射入玻璃球,在玻璃球中多次发生反射,从

错 例

览 各个方向观察玻璃球,能看到几束光线射出?其中最强的一 析

析 束出射光与入射光之间的夹角为多大?







·















菜单

图8-9

二轮专题复习 ·物理

【解析】 射入玻璃球的光线如图所示.i1=45°,













·

·





















点 ·

由折射定律 n=sin i1/sin r1 解得 r1=30°.

高 考







光在球面上同时发生折射和反射,且在透明体内 3 次反 关



破 射后光路重复,所以射出的光线有三束,如图.

菜单

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·

·





情 预

第一次出射光线最强,设它与入射光线的夹角为 α,

错 例





由折射定律 n=sin r2/sin i2 解得 r2=45°.

析 考

由几何关系,α=(i1-r1)+(r2-i2)=30°.

点 ·

【答案】 三束 30°

高 考













菜单

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2.(2013·甘肃省兰州市一模)如图 8-10 所示,半圆形玻

明 璃砖的半径为 R,折射率为 2,直径 AB 与屏幕垂直并接触 辨

考 向



B 点.激光束

a 以入射角 i=30°射向半圆玻璃砖的圆心

O,

误 区

·

·

考 情

结果屏幕 MN 上出现两个光斑.求两个光斑之间的距离 L.

易 错

















·















图 8-10

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【解析】 入射光线一部分折射一部分反射,设折射光





考 向

线在屏幕上形成的光斑距 B 点的距离为 L1,反射光线在屏幕

误 区

·

·

考 情

上形成的光斑距 B 点的距离为 L2,折射角为 r,如图所示.

易 错

















·















菜单

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考 向 ·

由折射定律sin sin

ri=n,

误 区 ·





情 预

得 r=45°

错 例





L1=R

析 考

由反射定律得反射角等于入射角,L2=Rtan 60°= 3R,

点 ·

L=L1+L2=( 3+1)R.

高 考









突 破

【答案】 ( 3+1)R

菜单

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·

·

考 情

1 不能正确理解波的产生和传播

易 错

预 览

机械波的产生是由于离波源近的质点依次带动后一质

例 析

点,所以每一质点的起振方向与波开始振动时的方向相同.波



考 点

传播的是波源的振动形式和振动的能量,但介质中的质点并



·



核 不随波迁移,各质点只在各自的平衡位置附近振动.波在传 冲





突 破

播过程中,频率始终等于波源的频率,波速与介质有关.

菜单

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明 考

2 对波动问题的多解产生的原因不理解

辨 误



·

波动问题的多解一般是由以下原因造成的:

区 ·





情 预

(1)波的传播方向的不确定出现多解.

错 例





(2)题中所给条件如时间 Δt 与周期 T 关系不确定或传播

析 距离 Δx 与波长 λ 之间大小关系不确定,就会出现多解.


点 ·

(3)两个质点间的距离不确定或者相位关系不确定,就会

高 考





心 突

出现多解.





菜单

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3 不能正确理解振动图象与波动图象的意义



波动图象是大量质点在同一时刻的集体体现,相当于集 辨





向 ·

体舞的剧照,振动图象是一个质点的运动情况,相当于一个

区 ·





情 预

独舞的录像;波向前匀速传播的过程中,介质本身并不随波

错 例





迁移,波传播的只是振动的形式和振动的能量;注意区分波

析 动图象和振动图象的含义,特别是介质质点的振动方向,在


点 ·

不同图象中判断方法是不一样的,这是很容易混淆的一个知

高 考





心 突

识点;参与振动的介质质点,其做简谐运动的周期、振幅都





取决于波源的振动情况.

菜单

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明 考

4 不能正确把握折射率公式

辨 误





· 考 情 预

折射率是反映介质光学性质的物理量,公式 n=ssiinn ri是

· 易 错



览 折射率的比值定义式,折射率 n 与入射角 i 和折射角 r 无关; 析

析 利用定义式计算的前提是光由空气射入介质,若光由介质射



点 入空气,则需要利用光的可逆性进行转换.否则,将会出现 高

·




心 错误.

冲 关





菜单

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·

5 忽略全反射条件

区 ·





情 预

在画光的折射的光路图时,一定要注意是否满足发生全

错 例





反射的条件,即入射角大于等于临界角和光从光密介质射入

析 光疏介质,光路图中则没有折射光线,只有入射光线和反射



点 ·

光线,此时若画出折射光线是错误的.

高 考













菜单

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忽视波动问题的多解性导致的错误











· 考

(多选)(2013·天津高考)一列简谐横波沿直线传

· 易





预 览

播,该直线上平衡位置相距 9 m 的 a、b 两质点的振动图象如

例 析

图 8-11 所示,下列描述该波的图象可能正确的是( )









·















图 8-11

菜单

明 考 向 · 考 情 预 览
析 考 点 · 核 心 突 破
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辨 误 区 · 易 错 例 析
高 考 冲 关

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【解析】 由 y-t 图象,当 a 在波峰时,b 在平衡位置 辨





向 · 考 情

若波由 a 向 b 方向传播,则 nλ+34λ=9 m,λ=4n3+6 3(n=

区 · 易 错

预 览

0,1,2…),当 n=0 时,λ=12 m,C 正确;若波由 b 向 a 方向

例 析

析 考

传播,则 nλ+14λ=9 m,λ=4n3+6 1(n=0,1,2…),当 n=2 时,





· λ=4 m,A 正确.













【答案】 AC



菜单

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·

·





情 预

本题忽视了波传播方向的双向性和周期性可能造成漏

错 例





选.









·















菜单

二轮专题复习 ·物理

【迁移应用】



1.如图 8-12 所示是某时刻一列横波上 A、B 两质点的 辨





向 ·

振动图象,该波由 A 传向 B,两质点沿波的传播方向上的距

区 ·





情 预

离 Δx=6.0 m,波长大于 10.0 m,求这列波的波速.

错 例













·















A 质点

B 质点

图 8-12

菜单

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考 向 ·

【解析】 由 Δx=(n+14)λ,λ>10 m,

误 区 ·





情 预

解得 λ=24 m

错 例





由振动图象知波动周期 T=0.4 s

析 考 点

波速 v=Tλ =60 m/s.



·



核 心

【答案】 60 m/s

冲 关





菜单

二轮专题复习 ·物理
忽视光的全反射发生的条件导致的错误



如图 8-13 所示,半圆形玻璃砖的半径为 R,直 辨





向 ·

径 MN,一细束白光从 Q 点垂直于直径 MN 的方向射入半圆

区 ·





情 预

形玻璃砖,从玻璃砖的圆弧面射出后,打到光屏 P 上,得到

错 例





由红到紫的彩色光带.已知 QM

析 =R/2.如果保持入射光线和屏的



点 ·

位置不变,只使半圆形玻璃砖沿

高 考





心 直径方向向上或向下移动,移动






的距离小于 R/2,则有( )

图 8-13

菜单

二轮专题复习 ·物理









向 ·

A.半圆形玻璃砖向上移动的过程中,屏上红光最先消失

区 ·





情 预

B.半圆形玻璃砖向上移动的过程中,屏上紫光最先消失

错 例


C.半圆形玻璃砖向下移动的过程中,屏上红光最先消失



析 D.半圆形玻璃砖向下移动的过程中,屏上紫光最先消失







·















菜单

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【解析】 某种色光从 Q 射到光屏 P 上的光路如图.





考 向 · 考

由于玻璃砖的移动距离小于R2 ,故只有在玻璃砖向下移

误 区 · 易

情 预

动的过程中,光线发生全反射.由于紫光的折射率最大,故

错 例





屏上的紫光最先消失,故 D 正确.









· 核

【答案】 D

考 冲









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二轮专题复习 ·物理













·

·









预 览

忽视题目中所给玻璃砖移动距离小于R2 的条件,易错选

例 析

析 B;不了解红光、紫光折射率的区别,从而对发生全反射现



点 ·

象的条件判断错误,易错选 A.

高 考













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【迁移应用】

二轮专题复习 ·物理

2.(2013·河北省衡水中学质检)如图 8-14 所示,为某种

明 考

透明介质的截面图,△AOC 为等腰直角三角形,BC 为半径 R

辨 误


· =12 cm 的四分之一圆弧,AB 与水平屏

区 ·





情 预

幕 MN 垂直并接触于 A 点.现有一束紫

错 例


光射向圆心 O,交圆弧 BC 与 D 点,在



析 AB 分界面上的入射角 i=45°,结果在水

考 点

平屏幕 MN 上出现一个亮斑.已知该介质



·

核 心

对紫光的折射率为 n= 2.



(1)求亮斑到 A 的距离;

图 8-14









(2)求紫光在透明介质中的传播时间.(光速 c=3.0×108

m/s)

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二轮专题复习 ·物理

【解析】 (1)设紫光的临界角为 C

明 考 向

sin C=n1= 22,C=45°

辨 误 区

·

·

考 情

所以紫光在 AB 边发生全反射且由几何关系可知,反射光

易 错





览 线与 AC 垂直且交与 E 点,AN 上的 P2 处产生亮斑.



画出如图所示的光路图,



考 点

由几何知识可得△OAP2 为



·



核 心

等腰直角三角形,解得 AP2=12 cm

冲 关





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(2)且由几何关系可知,





考 向

OD=12 cm,OE=6 2 cm

误 区

·

·

考 情

紫光在介质中的速度

易 错







v=nc



析 考

所以紫光在透明介质中的传播时间





· 核 心

t=OD+c OE=4( 2+1)×10-10 s.

考 冲 关





【答案】 (1)12 cm (2)4( 2+1)×10-10 s

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