專題七振動與波動光第一頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六熱點視角備考對策本專題考查的重點和熱點：①波的圖象；②波長、波速和頻率及其相互關(guān)系；③波的傳播特性；④光的折射及全反射；⑤光的干涉、衍射及雙縫干涉實驗；⑥簡諧運動的規(guī)律及振動圖象；⑦電磁波的有關(guān)性質(zhì).命題形式基本上都是小題的拼盤.在復(fù)習(xí)本部分內(nèi)容時應(yīng)加強對基本概念和規(guī)律的理解，抓住波的傳播特點和圖象分析、光的折射定律和全反射這兩條主線，兼顧振動圖象和光的特性(干涉、衍射、偏振)、光的本性，強化典型問題的訓(xùn)練，力求掌握解決專題內(nèi)容的基本方法.第二頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六一、簡諧運動1．動力學(xué)特征回復(fù)力及加速度與位移大小成正比，方向總是與位移的方向相反,始終指向______位置.其表達(dá)式為：F＝______,a＝_____，回復(fù)力的來源是物體所受到的合力．2．能量特征：振動的能量與______有關(guān)，隨______的增大而增大．振動系統(tǒng)的動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，總機械能守恒．平衡－kx振幅振幅第三頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六3．周期性：做簡諧運動的物體，其位移、回復(fù)力、加速度、速度都隨時間按“正弦”或“余弦”的規(guī)律變化，它們的周期T均相同．其位移隨時間變化的表達(dá)式為：x＝____________或x＝____________(注意動能和勢能的變化周期為T/2)．4．簡諧運動的對稱性振動質(zhì)點在關(guān)于___________對稱的兩點,x、F、a、v、Ek、Ep的______均相等，其中回復(fù)力F、加速度a與位移x的___________，而v與x的方向可能______，也可能______．振動質(zhì)點來回通過相同的兩點間的時間______．Asin(ωt＋φ0)Acos(ωt＋φ0)平衡位置大小方向相反相同相反相等第四頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六5．簡諧運動的兩個典型模型——彈簧振子與單擺當(dāng)單擺擺動的角度α<5°時，可以看成簡諧運動，其周期公式為T＝__________．6．受迫振動和共振受迫振動是物體在外界周期性驅(qū)動力作用下的振動．其頻率等于_________頻率,與系統(tǒng)___________無關(guān)．當(dāng)驅(qū)動力頻率________固有頻率時而發(fā)生共振，此時振幅________．驅(qū)動力固有頻率等于最大第五頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六二、機械波1．機械波的產(chǎn)生條件：(1)波源；(2)______．2．機械波的特點(1)機械波傳播的是振動的形式和______，質(zhì)點在各自的平衡位置附近振動，并不隨波遷移．實質(zhì)：通過傳播振動的形式而將振源的能量傳播出去．(2)介質(zhì)中各質(zhì)點的振動周期和波的傳播周期都與_______________相同．(3)機械波的傳播速度只由______決定．3．波速、波長、周期、頻率的關(guān)系：v＝_____＝______．介質(zhì)能量波源振動周期介質(zhì)f·λ第六頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六某時刻所有質(zhì)點相對__________的位移一質(zhì)點______隨時間的變化規(guī)律沿波傳播方向上的________________振動質(zhì)點4．振動圖象與波動圖象的比較振動圖象波動圖象研究對象圖象意義圖象特點一個所有質(zhì)點位移平衡位置第七頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六振動圖象波動圖象圖象信息圖象變化一完整曲線對應(yīng)橫坐標(biāo)(1)振動周期(2)振幅(3)各時刻質(zhì)點位移、速度、加速度(包括大小、方向)(1)波長、振幅(2)任意一質(zhì)點此時刻的位移(3)任意一質(zhì)點在該時刻加速度的方向隨時間推移圖象延續(xù),但原有形狀______隨時間推移，圖象沿傳播方向______不變平移周期波長一個______一個______第八頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六第九頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六三、電磁場和電磁波1．理解麥克斯韋的電磁場理論恒定的電(磁)場不能產(chǎn)生磁(電)場，均勻變化的電(磁)場產(chǎn)生_______________，非均勻變化的電(磁)場產(chǎn)生變化的磁(電)場,周期性變化的電(磁)場產(chǎn)生________變化的磁(電)場．2．電磁波是橫波E與B的方向彼此______，而且都跟______方向垂直，因此電磁波是______波，電磁波的傳播不需要介質(zhì)，在真空中也能傳播，在真空中的波速為c＝3.0×108m/s.恒定的磁(電)場周期性垂直傳播橫第十頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六四、光及光的本性1．折射率公式(1)光從真空進入介質(zhì)時：n＝________．(2)決定式：n＝______.2.全反射(1)條件：①光從______介質(zhì)進入______介質(zhì)．②入射角______或______臨界角．(2)臨界角：sinC＝______．c/v光密光疏大于等于1/n第十一頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六3．光的色散(1)白光通過三棱鏡后發(fā)生______現(xiàn)象,說明白光是________．(2)同種介質(zhì)中對不同色光的折射率,隨頻率的增大而______．不同色光在同種介質(zhì)中的傳播速度隨色光頻率的增大而______．色散復(fù)色光增大減小第十二頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六雙縫干涉①明條紋：路程差：Δr＝______(k＝0，1，2，…)②暗條紋：Δr＝___________(k＝0，1，2，…)兩光源______相等，_________恒定4．光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象(1)光的干涉頻率相位差kλ產(chǎn)生條件出現(xiàn)明暗條紋條件相鄰明(暗)條紋間距Δx＝λ第十三頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六薄膜干涉反射明暗相間彩色產(chǎn)生原因同一束光分別經(jīng)薄膜的前后表面______的光疊加而成條紋特點彼此平行的____________條紋；若白光入射，得到平行的______條紋應(yīng)

用第十四頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六圓形陰影的外側(cè)是明暗相間的___________，中間是______

(泊松亮斑)(2)光的衍射①產(chǎn)生明顯衍射的條件：障礙物或孔的尺寸跟光的波長________或者比光的波長____．②衍射現(xiàn)象單縫衍射圓孔衍射圓板衍射差不多小亮寬暗窄越寬越大

中間條紋_____、_____；兩側(cè)條紋_____、_____；波長越長，條紋_____，間距______明暗相間___________的圓形條紋圓形條紋亮斑第十五頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六

(3)光的偏振自然光通過偏振片后成為_________，兩偏振片平行時透過的光______，垂直時透過的光______．偏振光最強最弱第十六頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六熱點一對振動和波動的考查命題規(guī)律：振動與波動的問題是近幾年高考的重點和熱點，分析近幾年高考命題，命題規(guī)律主要有以下幾點：(1)以選擇題的形式考查，一般考查波動圖象和振動圖象的相互轉(zhuǎn)換與判斷．(2)根據(jù)波的圖象確定波的傳播方向、傳播時間及波的相關(guān)參量.(3)波的多解問題．第十七頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六(2013·高考四川卷)圖甲是一列簡諧橫波在t＝1.25s時的波形圖，已知c位置的質(zhì)點比a位置的晚0.5s起振，則圖乙所示振動圖象對應(yīng)的質(zhì)點可能位于(

)A．a(chǎn)<x<b

B．b<x<cC．c<x<d D．d<x<eD第十八頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六第十九頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六波動圖象和振動圖象的應(yīng)用技巧求解波動圖象與振動圖象綜合類問題可采用“一分、一看、二找”的方法：(1)分清振動圖象與波動圖象，此問題最簡單，只要看清橫坐標(biāo)即可，橫坐標(biāo)為x則為波動圖象，橫坐標(biāo)為t則為振動圖象．(2)看清橫、縱坐標(biāo)的單位，尤其要注意單位前的數(shù)量級．(3)找準(zhǔn)波動圖象對應(yīng)的時刻．(4)找準(zhǔn)振動圖象對應(yīng)的質(zhì)點．第二十頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六拓展訓(xùn)練1

(2013·高考北京卷)一列沿x軸正方向傳播的簡諧機械橫波，波速為4m/s.某時刻波形如圖所示，下列說法正確的是(

)A．這列波的振幅為4cmB．這列波的周期為1sC．此時x＝4m處質(zhì)點沿y軸負(fù)方向運動D．此時x＝4m處質(zhì)點的加速度為0D第二十一頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六第二十二頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六拓展訓(xùn)練2

(2013·高考天津卷)一列簡諧橫波沿直線傳播，該直線上平衡位置相距9m的a、b兩質(zhì)點的振動圖象如右圖所示．下列描述該波的圖象可能的是(

)AC第二十三頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六第二十四頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六熱點二對光的折射與全反射的考命題規(guī)律：光的折射與全反射為每年高考中的?？純?nèi)容，分析近幾年高考命題，命題規(guī)律主要有以下幾點：(1)光在不同介質(zhì)中傳播時對折射定律與反射定律應(yīng)用的考查．(2)光在不同介質(zhì)中傳播時有關(guān)全反射的考查．(3)光在介質(zhì)中傳播時臨界光線的考查．第二十五頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六

(2013·高考新課標(biāo)全國卷Ⅱ)如圖,三棱鏡的橫截面為直角三角形ABC,∠A＝30°,∠B＝60°.一束平行于AC邊的光線自AB邊的P點射入三棱鏡，在AC邊發(fā)生反射后從BC邊的M點射出．若光線在P點的入射角和在M點的折射角相等．(1)求三棱鏡的折射率；(2)在三棱鏡的AC邊是否有光線透出？寫出分析過程．(不考慮多次反射)第二十六頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六第二十七頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六第二十八頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六第二十九頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六光的折射和全反射問題的解題技巧(1)在解決光的折射問題時，應(yīng)先根據(jù)題意分析光路，即畫出光路圖，找出入射角和折射角，然后應(yīng)用公式來求解，找出臨界光線往往是解題的關(guān)鍵．(2)分析全反射問題時，先確定光是否由光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)、入射角是否大于臨界角，若不符合全反射的條件，則再由折射定律和反射定律確定光的傳播情況．(3)在處理光的折射和全反射類型的題目時，根據(jù)折射定律及全反射的條件準(zhǔn)確作出幾何光路圖是基礎(chǔ)，利用幾何關(guān)系、折射定律是關(guān)鍵．第三十頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六拓展訓(xùn)練3

(2013·高考天津卷)固定的半圓形玻璃磚的橫截面如圖，O點為圓心，OO′為直徑MN的垂線．足夠大的光屏PQ緊靠玻璃磚右側(cè)且垂直于MN.由A、B兩種單色光組成的一束光沿半徑方向射向O點,入射光線與OO′夾角θ較小時,光屏NQ區(qū)域出現(xiàn)兩個光斑，逐漸增大θ角，當(dāng)θ＝α?xí)r，光屏NQ區(qū)域A光的光斑消失，繼續(xù)增大θ角，當(dāng)θ＝β時，光屏NQ區(qū)域B光的光斑消失，則(

)AD第三十一頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六第三十二頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六第三十三頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六拓展訓(xùn)練4

(2013·高考新課標(biāo)全國卷Ⅰ)如圖所示為一光導(dǎo)纖維(可簡化為一長玻璃絲)的示意圖，玻璃絲長為L，折射率為n，AB代表端面．已知光在真空中的傳播速度為c.(1)為使光線能從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣?，求光線在端面AB上的入射角應(yīng)滿足的條件；(2)求光線從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣嫠璧淖铋L時間.第三十四頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六第三十五頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六第三十六頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六熱點三對光的波動性的考查命題規(guī)律：該知識點為近幾年高考的熱點，題型為選擇題，命題角度有以下幾點：(1)單純考查光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象及對光現(xiàn)象的解釋．(2)結(jié)合光的折射考查不同色光的干涉、衍射情況．(3)考查光的干涉、衍射在實際中的應(yīng)用．第三十七頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六

(2013·中山二模)如圖所示,兩束單色光a、b從水下射向A點后,光線經(jīng)折射合成一束光c,則下列說法中正確的是(

)

A．用同一雙縫干涉實驗裝置分別以a、b光做實驗，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距B．用a、b光分別做單縫衍射實驗時，它們的衍射條紋寬度都是均勻的C．在水中a光的速度比b光的速度小D．a(chǎn)光在水中的臨界角大于b光在水中的臨界角ADAD第三十八頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六第三十九頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六拓展訓(xùn)練5

(2013·高考大綱全國卷)下列現(xiàn)象中，屬于光的衍射的是(

)A．雨后天空出現(xiàn)彩虹B．通過一個狹縫觀察日光燈可看到彩色條紋C．海市蜃樓現(xiàn)象D．日光照射在肥皂膜上出現(xiàn)彩色條紋解析：出現(xiàn)彩虹是大氣對光的散射造成的；海市蜃樓是光的折射與全反射現(xiàn)象造成的；肥皂膜上的彩色條紋是薄膜干涉的結(jié)果；通過狹縫觀察日光燈看到彩色條紋是光的衍射現(xiàn)象,選項B正確．B第四十頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六拓展訓(xùn)練6光在科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用，下列說法正確的是(

)A．用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象B．用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的衍射現(xiàn)象C．在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖像是利用光的色散現(xiàn)象D．光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象解析：用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的薄膜干涉現(xiàn)象，A錯誤；用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的折射形成的色散現(xiàn)象，B錯誤；在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖像是利用光的全反射現(xiàn)象，C錯誤；光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象，D正確．D第四十一頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六光學(xué)實驗光學(xué)實驗包括測折射率和雙縫干涉實驗，預(yù)計將成為2014年高考的命題點．第四十二頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六變小變大13.8702.3106.6×102第四十三頁，共五十頁，編輯于2023年，星期六第四十四頁，共五十頁，