（名師導(dǎo)學(xué)）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第十四章 章末總結(jié) 提高教學(xué)案 新人教版

章末總結(jié)提高知 識 網(wǎng) 絡(luò)【p251】光光解題思路與方法【p251】1關(guān)于振動和波這一部分，要注重下列幾點：(1)簡諧運動過程中的回復(fù)力、位移、速度、加速度、動能、勢能的變化規(guī)律，要抓住簡諧運動的周期性和對稱性解題(2)要深刻理解波的形成過程，牢記“波動中各質(zhì)點都在各自的平衡位置附近做周期性振動，不會隨波遷移”，“波動所傳播的只是運動形式(振動)和能量”(3)能正確識別振動圖象和波動圖象，并能從中挖掘信息作為解題的已知條件，如振幅、周期、波長等，并依時間和空間的周期性列方程解答多種問題(4)波的干涉和衍射現(xiàn)象波的衍射現(xiàn)象是普遍存在的，只有明顯和不明顯的差別當障礙物或孔的尺寸與波長相差不多或還要小時，衍射現(xiàn)象非常明顯，若障礙物或孔的尺寸比波長大得多時，衍射現(xiàn)象不明顯干涉現(xiàn)象中，振動加強的點只是振幅大了，并非任一時刻的位移都大，振動減弱的點只是振幅小了，也并非任一時刻的位移都是零當然對兩列振幅相等的波來說，振動最弱點的振幅為零，也就是不再振動，位移始終為零，但這是特例振動步調(diào)一致的兩相干波源產(chǎn)生的波的干涉中振動最強(或最弱)點的個數(shù)可按如下的簡易方法確定：在波的傳播范圍內(nèi)，找出s的最大值smax和最小值smin.若與兩個值對應(yīng)的點為振動最強點，則必滿足sminnsmax.由此可解出振動最強點的個數(shù)n若與這兩個值對應(yīng)點為振動最弱的點，則必滿足smin(2n1)·smax.由此可解出振動最弱點的個數(shù)n如果s不是連續(xù)變化，中間有極值或間斷點，需要分段求2關(guān)于光學(xué)部分，要注意下列幾點：(1)分析光的反射、折射時，一般要作出光路示意圖，以便運用反射、折射規(guī)律及光路圖中提供的幾何關(guān)系來求解(2)全反射問題關(guān)鍵是抓住發(fā)生全反射的條件，并運用幾何知識進行分析討論(3)用折射定律分析光的色散現(xiàn)象分析、計算時要掌握好n的應(yīng)用及有關(guān)數(shù)學(xué)知識，著重理解兩點：其一，光的頻率(顏色)由光源決定，與介質(zhì)無關(guān)；其二，同一介質(zhì)中，頻率越大的光折射率越大再應(yīng)用n等知識，就能準確而迅速地判斷有關(guān)色光在介質(zhì)中的傳播速度、波長、折射光線偏折程度等問題(4)光的波動性部分的知識脈絡(luò)是循著歷史發(fā)展的線索，通過對光的干涉和衍射現(xiàn)象的觀察分析、了解光的波動性，通過對麥克斯韋電磁理論的認識，認識光是一種電磁波(5)關(guān)于相對論，只要求了解經(jīng)典時空觀和相對論時空觀的區(qū)別，掌握狹義相對論的兩個基本假設(shè)，了解“同時”的相對性、長度的相對性、時間間隔的相對性、質(zhì)量的相對性，掌握質(zhì)能方程體 驗 高 考【p252】1(2017·天津)手持較長軟繩端點O以周期T在豎直方向上做簡諧運動，帶動繩上的其他質(zhì)點振動形成簡諧波沿繩水平傳播，示意如圖繩上有另一質(zhì)點P，且O、P的平衡位置間距為L.t0時，O位于最高點，P的位移恰好為零，速度方向豎直向上，下列判斷正確的是()A該簡諧波是縱波B該簡諧波的最大波長為2LCt時，P在平衡位置上方Dt時，P的速度方向豎直向上【解析】繩波中質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直，屬于橫波，縱波的傳播方向和質(zhì)點的振動方向在同一直線上，故A錯誤，根據(jù)波形圖和波的傳播方向可知，位移恰好為零且速度方向豎直向上的質(zhì)點與O點的距離應(yīng)為L，其中n0、1、2、，波長，可知當n0時有波長的最大值，為m4L，故B錯誤；0內(nèi)P由平衡位置振動到波峰，內(nèi)P由波峰回到平衡位置，可知t時P在平衡位置上方向上振動，t時P在平衡位置上方向下振動，故C正確，D錯誤【答案】C2(2017·北京)某彈簧振子沿x軸的簡諧運動圖象如圖所示，下列描述正確的是() At1 s時，振子的速度為零，加速度為負的最大值Bt2 s時，振子的速度為負，加速度為正的最大值Ct3 s時，振子的速度為負的最大值，加速度為零Dt4 s時，振子的速度為正，加速度為負的最大值【解析】在t1 s和t3 s時，振子偏離平衡位置最遠，速度為零，回復(fù)力最大，加速度最大，方向指向平衡位置，A正確，C錯誤；在t2 s和t4 s時，振子位于平衡位置，速度最大，回復(fù)力和加速度均為零，B、D錯誤【答案】A3(2017·北京)物理學(xué)原理在現(xiàn)代科技中有許多重要應(yīng)用例如，利用波的干涉，可將無線電波的干涉信號用于飛機降落的導(dǎo)航如圖所示，兩個可發(fā)射無線電波的天線對稱地固定于飛機跑道兩側(cè)，它們類似于楊氏干涉實驗中的雙縫兩天線同時都發(fā)出波長為1和2的無線電波飛機降落過程中，當接收到1和2的信號都保持最強時，表明飛機已對準跑道下列說法正確的是()A天線發(fā)出的兩種無線電波必須一樣強B導(dǎo)航利用了1與2兩種無線電波之間的干涉C兩種無線電波在空間的強弱分布穩(wěn)定D兩種無線電波各自在空間的強弱分布完全重合【解析】波源S1和波源S2同時發(fā)出波長為1和2的兩種波，在波源連線的中垂線上，對于1和2都是振動最強區(qū)域，與相干的兩種波的強弱無關(guān)，A錯誤；1和2兩種波不可能發(fā)生干涉，B錯誤；根據(jù)波的獨立傳播原理和相干原理，S1發(fā)出的1和S2發(fā)出的1相干涉后在空間的強弱分布穩(wěn)定；S1發(fā)出的2和S2發(fā)出的波長2相干涉后在空間的強弱分布也穩(wěn)定，即兩種無線電波在空間的強弱分布都穩(wěn)定，C正確；兩種無線電波除兩波源連線的中垂線上加強區(qū)域重合外，其他區(qū)域強弱分布一般不重合，D錯誤【答案】C4(2018·全國卷)如圖，某同學(xué)在一張水平放置的白紙上畫了一個小標記“·”(圖中O點)，然后用橫截面為等邊三角形ABC的三棱鏡壓在這個標記上，小標記位于AC邊上D位于AB邊上，過D點作AC邊的垂線交AC于F.該同學(xué)在D點正上方向下順著直線DF的方向觀察恰好可以看到小標記的像；過O點作AB邊的垂線交直線DF于E；DE2 cm，EF1 cm.求三棱鏡的折射率(不考慮光線在三棱鏡中的反射)【解析】過D點作AB邊的法線NN，連接OD，則ODN為O點發(fā)出的光線在D點的入射角；設(shè)該光線在D點的折射角為，如圖所示根據(jù)折射定律有nsin sin 式中n為三棱鏡的折射率由幾何關(guān)系可知60°EOF30°在OEF中有EFOEsinEOF由式和題給條件得OE2 cm根據(jù)題給條件可知，OED為等腰三角形，有30°由式得n5(2017·北京)如圖所示，一束可見光穿過平行玻璃磚后，變?yōu)閍、b兩束單色光如果光束b是藍光，則光束a可能是()A紅光 B黃光 C綠光 D紫光【解析】根據(jù)題意作出完整光路圖，如圖所示，a光進入玻璃磚時光線偏折角較大，根據(jù)光的折射定律可知玻璃磚對a光的折射率較大，因此a光的頻率應(yīng)高于b光，故選D.【答案】D6(2017·海南)(1)(多選)如圖，空氣中有兩塊材質(zhì)不同、上下表面平行的透明玻璃板平行放置；一細光束從空氣中以某一角度(090°)入射到第一塊玻璃板的上表面下列說法正確的是()A在第一塊玻璃板下表面一定有出射光B在第二塊玻璃板下表面一定沒有出射光C第二塊玻璃板下表面的出射光方向一定與入射光方向平行D第二塊玻璃板下表面的出射光一定在入射光延長線的左側(cè)E第一塊玻璃板下表面的出射光線一定在入射光延長線的右側(cè)(2)從兩個波源發(fā)出的兩列振幅相同、頻率均為5 Hz的簡諧橫波，分別沿x軸正、負方向傳播，在某一時刻到達A、B點，如圖中實線、虛線所示兩列波的波速均為10 m/s.求：()質(zhì)點P、O開始振動的時刻之差；()再經(jīng)過半個周期后，兩列波在x1 m和x5 m之間引起的合振動振幅極大和極小的質(zhì)點的x坐標【解析】(1)光線從第一塊玻璃板中的上表面射入，在第一塊玻璃板中上表面的折射角和下表面的入射角相等，根據(jù)光的可逆原理可知，光在第一塊玻璃板下表面一定有出射光，同理，在第二個玻璃板下表面也一定有出射光，故A正確，B錯誤因為光在玻璃板中的上表面的折射角和下表面的入射角相等，根據(jù)光的可逆原理知，從下表面出射光的折射角和開始在上表面的入射角相等，即兩光線平行，所以第二塊玻璃板下表面的出射光方向一定與入射光方向平行，故C正確根據(jù)光線在玻璃板中發(fā)生偏折，由于折射角小于入射角，可知第二塊玻璃板下表面的出射光一定在入射光延長線的左側(cè)，故D正確，E錯誤(2)()該波的周期為 T s0.2 s由圖知，質(zhì)點P、O開始振動的時刻之差為t0.05 s()該波的波長為 vT10×0.2 m2 m根據(jù)波峰與波峰相遇或波谷與波谷相遇時振動加強，當波峰與波谷相遇時振動減弱，可知，兩列波在x1 m和x5 m之間引起的合振動振幅極大的質(zhì)點的x坐標為：2 m、3 m、4 m、5 m合振動振幅極小的質(zhì)點的x坐標為1.5 m、2.5 m、3.5 m、4.5 m.【答案】(1)ACD(2)()質(zhì)點P、O開始振動的時刻之差為0.05 s.()兩列波在x1 m和x5 m之間引起的合振動振幅極大的質(zhì)點的x坐標為：2 m、3 m、3 m、4 m、5 m合振動振幅極小的質(zhì)點的x坐標為1.5 m、2.5 m、3.5 m、4.5 m.7(2017·全國卷)(1)如圖(a)，在xy平面內(nèi)有兩個沿z方向做簡諧振動的點波源S1(0，4)和S2(0，2)兩波源的振動圖線分別如圖(b)和圖(c)所示，兩列波的波速均為1.00 m/s.兩列波從波源傳播到點A(8，2)的路程差為_m，兩列波引起的點B(4，1)處質(zhì)點的振動相互_(填“加強”或“減弱”)，點C(0，0.5)處質(zhì)點的振動相互_(填“加強”或“減弱”)(2)如圖，一玻璃工件的上半部是半徑為R的半球體，O點為球心；下半部是半徑為R、高為2R的圓柱體，圓柱體底面鍍有反射膜有一平行于中心軸OC的光線從半球面射入，該光線與OC之間的距離為0.6R.已知最后從半球面射出的光線恰好與入射光線平行(不考慮多次反射)求該玻璃的折射率【解析】(1)S1A10 m，S2A8 m所以光程差s2 m，從圖(b)和圖(c)知，兩振源振動反相，T1T22 s，所以波長vT2 m，兩列波從波源傳播到點B的路程差為0，所以互相減弱，兩列波從波源傳播到點C的路程差為1 m，等于，所以互相加強(注意初相相反)(2)如圖，根據(jù)光路的對稱性和光路可逆性，與入射光線相對于OC軸對稱的出射光線一定與入射光線平行這樣，從半球面射入的折射光線，將從圓柱體底面中心C點反射設(shè)光線在半球面的入射角為i，折射角為r.由折射定律有sin insin r由正弦定理有由幾何關(guān)系，入射點的法線與OC的夾角為i.由題設(shè)條件和幾何關(guān)系有sin i式中L是入射光線與OC的距離由式和題給數(shù)據(jù)得sin r由式和題給數(shù)據(jù)得n1.43【答案】(1)2減弱加強(2)1.438(2017·全國卷)(1)(多選)在雙縫干涉實驗中，用綠色激光照射在雙縫上，在縫后的屏幕上顯示出干涉圖樣若要增大干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距，可選用的方法是()A改用紅色激光B改用藍色激光C減小雙縫間距D將屏幕向遠離雙縫的位置移動E將光源向遠離雙縫的位置移動(2)一直桶狀容器的高為2l，底面是邊長為l的正方形；容器內(nèi)裝滿某種透明液體，過容器中心軸DD、垂直于左右兩側(cè)面的剖面圖如圖所示容器右側(cè)內(nèi)壁涂有反光材料，其他內(nèi)壁涂有吸光材料在剖面的左下角處有一點光源，已知由液體上表面的D點射出的兩束光線相互垂直，求該液體的折射率【解析】(1)根據(jù)條紋間距表達式x可知：因紅光的波長大于綠光的波長，則改用紅色激光可增大條紋間距，選項A正確；因藍光的波長小于綠光的波長，則改用藍色激光可減小條紋間距，選項B錯誤；減小雙縫間距d可增加條紋間距，選項C正確；將屏幕向遠離雙縫的位置移動，即增加l可使條紋間距變大，選項D正確；光源與雙縫間的距離不影響條紋間距，選項E錯誤(2)設(shè)從光源發(fā)出直接射到D點的光線的入射角為i1，折射角為r1.在剖面內(nèi)作光源相對于反光壁的鏡像對稱點C，連接C、D，交反光壁于E點，由光源射向E點的光線，反射后沿ED射向D點光線在D點的入射角為i2，折射角為r2，如圖所示設(shè)液體的折射率為n，由折射定律有nsin i1sin r1nsin i2sin r2由題意知r1r290°聯(lián)立式得n2由幾何關(guān)系可知sin i1sin i2聯(lián)立式得n1.55【答案】(1)ACD(2)1.559(2017·全國卷)(1)(多選)如圖，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，實線為t0時的波形圖，虛線為t0.5 s時的波形圖已知該簡諧波的周期大于0.5 s關(guān)于該簡諧波，下列說法正確的是_A波長為2 mB波速為6 m/sC頻率為1.5 HzDt1 s時，x1 m處的質(zhì)點處于波峰Et2 s時，x2 m處的質(zhì)點經(jīng)過平衡位置(2)如圖，一半徑為R的玻璃半球，O點是半球的球心，虛線OO表示光軸(過球心O與半球底面垂直的直線)已知玻璃的折射率為1.5.現(xiàn)有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光線能從球面射出(不考慮被半球的內(nèi)表面反射后的光線)求：()從球面射出的光線對應(yīng)的入射光線到光軸距離的最大值；()距光軸的入射光線經(jīng)球面折射后與光軸的交點到O點的距離【解析】(1)由圖可以讀出，波長為4 m，故A錯；由于周期大于0.5 s，所以周期T s s；波速v6 m/s，B對；頻率f1.5 Hz，C對；t1 s時，經(jīng)過了1.5個周期，x1 m處質(zhì)點處于波谷，D錯；t2 s時，經(jīng)過了3個周期，x2 m處質(zhì)點處于平衡位置，E對(2)()如圖，設(shè)最大距離為d，入射角為i，折射角為，折射率為n，由光的折射定律：當光恰能折射出時，90°，即：得：sin i由幾何關(guān)系可知：sin i則：dR·sin i即：dR()如圖所示，由幾何關(guān)系得：sin i代入可得：sin 即：30°由三角形外角與內(nèi)角關(guān)系，可得：180°i根據(jù)正弦定理：聯(lián)立得：LRR【答案】(1)BCE(2)(i)R(ii)R10(2017·江蘇)(1)(多選)接近光速飛行的飛船和地球上各有一只相同的銫原子鐘，飛船和地球上的人觀測這兩只鐘的快慢，下列說法正確的有()A飛船上的人觀測到飛船上的鐘較快B飛船上的人觀測到飛船上的鐘較慢C地球上的人觀測到地球上的鐘較快D地球上的人觀測到地球上的鐘較慢(2)野生大象群也有自己的“語言”研究人員錄下象群“語言”交流時發(fā)出的聲音，發(fā)現(xiàn)以2倍速度快速播放時，能聽到比正常播放時更多的聲音播放速度變?yōu)樵瓉淼?倍時，播出聲波的_(選填“周期”或“頻率”)也變?yōu)樵瓉淼?倍，聲波的傳播速度_(選填“變大”“變小”或“不變”)(3)人的眼球可簡化為如圖所示的模型，折射率相同、半徑不同的兩個球體共軸，平行光束寬度為D，對稱地沿軸線方向射入半徑為R的小球，會聚在軸線上的P點取球體的折射率為，且DR，求光線的會聚角.(示意圖未按比例畫出)【解析】(1)飛船相對地球高速運動，所以地球上的人觀測飛船上的時鐘較慢，而地球相對飛船高速運動，所以飛船上的人認為地球上的時鐘較慢，所以A、C正確；B、D錯誤(2)頻率由波源決定，播放速度變?yōu)樵瓉淼?倍時，播出聲波的頻率變?yōu)樵瓉韮杀?，傳播速度由介質(zhì)決定，所以傳播速度不變(3)由幾何關(guān)系sin i，解得i45°則由折射定律n，解得r30°且ir，解得30°.【答案】(1)AC(2)頻率不變(3)30° 11.(多選)(2018·全國卷)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在t0和t0.20 s時的波形分別如圖中實線和虛線所示己知該波的周期T>0.20 s下列說法正確的是()A波速為0.40 m/sB波長為0.08 mCx0.08 m的質(zhì)點在t0.70 s時位于波谷Dx0.08 m的質(zhì)點在t0.12 s時位于波谷E若此波傳入另一介質(zhì)中其波速變?yōu)?.80 m/s，則它在該介質(zhì)中的波長為0.32 m【解析】根據(jù)波形圖可知，波長16 cm0.16 m，選項B錯誤；根據(jù)t0時刻和t0.20 s時刻的波形圖和該波的周期T>0.20 s可知，該波的周期T0.40 s，波速v0.40 m/s，選項A正確；簡諧波沿x軸正方向傳播，x0.08 m的質(zhì)點在t0時刻沿y軸正方向運動，在t0.70 s時位于波谷，在t0.12 s時位于y>0的某位置(不是位于波谷)，選項C正確，D錯誤；若此波傳入另一介質(zhì)中，周期T不變，其波速變?yōu)関0.80 m/s，由vT可得它在該介質(zhì)中的波長為0.80×0.4 m0.32 m，選項E正確【答案】ACE12(2018·全國卷)聲波在空氣中的傳播速度為340 m/s，在鋼鐵中的傳播速度為4 900 m/s.一平直橋由鋼鐵制成，某同學(xué)用錘子敲擊一鐵橋的一端而發(fā)出聲音，分別經(jīng)空氣和橋傳到另一端的時間之差為1.00 s橋的長度為_m，若該波在空氣中的波長為，則它在鋼鐵中波長為的_倍【解析】(1)設(shè)橋的長度為s則聲音在鋼鐵中傳播的時間t聲音在空氣中的傳播時間為t根據(jù)題意ttt1解得：s365 m.(2)，f不變.【答案】(1)365(2)13(2018·全國卷)如圖，ABC是一直角三棱鏡的橫截面，A90°，B60°，一細光束從BC邊的D點折射后，射到AC邊的E點，發(fā)生全反射后經(jīng)AB邊的F點射出EG垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中點不計多次反射(1)求出射光相對于D點的入射光的偏角；(2)為實現(xiàn)上述光路，棱鏡折射率的取值應(yīng)在什么范圍？【解析】(1)光線在BC面上折射，由折射定律有sin i1nsin r1式中，n為棱鏡的折射率，i1和r1分別是該光線在BC面上的入射角和折射角光線在AC面上發(fā)生全反射，由反射定律有i2r2式中i2和r2分別是該光線在AC面上的入射角和反射角光線在AB面上發(fā)生折射，由折射定律有nsin i3sin r3式中i3和r3分別是該光線在AB面上的入射角和折射角由幾何關(guān)系得i2r260°，r1i330°F點的出射光相對于D點的入射光的偏角為(r1i1)(180°i2r2)(r3i3)由式得60°(2)光線在AC面上發(fā)生全反射，光線在AB面上不發(fā)生全反射，有nsin i2nsin C>nsin i3式中C是全反射臨界角，滿足nsin C1由式知，棱鏡的折射率n的取值范圍應(yīng)為n<2【答案】(1)60°(2)n<214(2018·全國卷)如圖，ABC為一玻璃三棱鏡的橫截面，A30°.一束紅光垂直AB邊射入，從AC邊上的D點射出，其折射角為60°，則玻璃對紅光的折射率為_若改用藍光沿同一路徑入射，則光線在D點射出時的折射角_(填“小于”“等于”或“大于”)60°.【答案】大于15(2018·全國卷)一列簡諧橫波在t s時的波形圖如圖(a)所示，P、Q是介質(zhì)中的兩個質(zhì)點圖(b)是質(zhì)點Q的振動圖象求：(1)波速及波的傳播方向；(2)質(zhì)點Q的平衡位置的x坐標【解析】(1)由圖(a)可以看出，該波的波長為36 cm由圖(b)可以看出，周期為T2 s波速為v18 cm/s由圖(b)知，當t s時，Q點向上運動，結(jié)合圖(a)可得，波沿x軸負方向傳播(2)設(shè)質(zhì)點P、Q平衡位置的x坐標分別為xP、xQ.由圖(a)知，x0處yAsin(30°)，因此xP3 cm由圖(b)知，在t0時Q點處于平衡位置，經(jīng)t s，其振動狀態(tài)向x軸負方向傳播至P點處，由此及式有xQxPvt6 cm由式得，質(zhì)點Q的平衡位置的x坐標為xQ9 cm【答案】(1)18 cm/s(2)沿x軸負方向傳播9 cm- 13 -