高考物理大二轮总复习 增分策略 第二篇 考前保温训练 第3天 机械振动和机械波 光和电磁波课件（选修34）.ppt

第二篇高频考点解读 考前保温训练 高频考点解读 考前保温训练 栏目索引 考前第3天选修3 4机械振动和机械波光和电磁波 高频考点1简谐运动 高频考点2简谐运动的公式和图象 1 描述振动的物理量 振幅 振动物体离开平衡位置的最大距离 用a表示 周期 做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间 用t表示 1 机械振动与机械波 频率 单位时间内完成全振动的次数 用f表示 3 简谐运动的图象简谐运动的图象是正弦或余弦函数曲线 图象的应用 可直接读取振幅 周期 各时刻的位移 判定各时刻回复力 加速度及速度方向 判定某段时间内位移 回复力 加速度 速度 动能 势能的变化情况 高频考点3单摆 单摆的周期公式 在偏角很小 5 的情况下 单摆做简谐运动 2 由周期公式可知 单摆的振动周期与摆球质量m和振幅a无关 只与摆长l和当地的重力加速度有关 3 单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向的分力 高频考点4受迫振动和共振 1 物体在外界驱动力 能够使物体发生振动的周期性外力 作用下的振动叫做受迫振动 2 物体做受迫振动时 振动稳定后的频率等于驱动力的频率 跟物体的固有频率无关 3 驱动力的频率接近物体的固有频率时 受迫振动的振幅最大的现象叫做共振 高频考点5机械波 高频考点6横波和纵波 1 机械波的分类 横波和纵波横波是质点振动方向与波的传播方向垂直 纵波是质点振动方向与波的传播方向在同一直线上 2 机械波的特点 对理想的简谐波 各质点振幅相同 各质点的振动周期都与波源的振动周期相同 离波源越远的质点 振动越滞后 各质点只在各自的平衡位置附近振动 并不沿波的传播方向迁移 机械波向前传播的是运动形式 也是传播能量和传递信息的方式 高频考点7横波的图象 高频考点8波速 波长和频率 周期 的关系 周期和频率只与波源有关 波在传播过程中周期和频率不变 波速只与介质有关 在同一种均匀介质中 波速是一个定值 与波源无关 波长既与波源有关又与介质有关 2 简谐波的图象是一条正弦或余弦函数曲线 高频考点9波的干涉和衍射现象 高频考点10多普勒效应 1 产生干涉的条件 两列波的频率相等 现象 两列波相遇时 某些区域总是振动加强 某些区域总是振动减弱 且振动加强区和振动减弱区相互间隔 2 产生明显衍射的条件 孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不大 或者比波长更小时 才能观察到明显的衍射现象 3 多普勒效应 波源的频率是不改变的 只是由于波源和观察者之间有相对运动 观察者感到频率发生了变化 靠近 或远离 波源 频率增大 或减小 高频考点11变化的电场产生磁场 变化的磁场产生电场 电磁波及其传播 1 麦克斯韦电磁场理论 变化的磁场产生电场 变化的电场产生磁场 2 电磁波 变化的磁场和变化的电场交替产生 形成电磁场 电磁场由近及远地向外传播形成电磁波 电磁波是横波 电磁波在真空中的速度为c 3 108m s 2 电磁振荡与电磁波 高频考点12电磁波的产生 发射和接收 1 电磁波的产生 振荡电路的特点 采用开放电路 频率足够高 2 发射电磁信号需经过调制过程 调制分调幅 调频两种 3 调谐 使接收电路产生电谐振的过程 解调 使声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程 高频考点13电磁波谱 电磁波按波长由长到短的排列顺序为 无线电波 红外线 可见光 紫外线 x射线 射线 高频考点14光的折射定律 1 折射定律 折射光线跟入射光线和法线在同一平面内 折射光线和入射光线分居在法线两侧 入射角的正弦跟折射角的正弦成正比 2 在折射现象中 光路是可逆的 3 光 高频考点15折射率 高频考点16全反射 光导纤维 1 全反射条件 光从光密介质射入光疏介质 入射角大于等于临界角 2 现象 折射光完全消失 只剩下反射光 4 应用 光导纤维它由内芯和外套两层组成 内芯的折射率比外套的折射率大 光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 高频考点17光的干涉 衍射和偏振现象 1 干涉现象 两列相干光波相叠加 某些区域的光被加强 某些区域的光被减弱 且加强区与减弱区互相间隔的现象叫光的干涉现象 干涉条件 两光源发出的光频率相同 相位差恒定 亮 暗条纹产生的条件 某点到双缝的距离之差 2 薄膜干涉 形成 由薄膜前后表面反射的光叠加而成 薄膜一般指肥皂膜或空气膜等 条纹 彼此平行的明暗相间的条纹 若白光入射 得到平行的彩色条纹 应用 增透膜 其厚度应为光在薄膜中波长的四分之一 用于检查工件表面的平整度 3 光的衍射光在传播过程中遇到障碍物时 偏离原来的直线传播路径 绕到障碍物后面继续传播的现象叫光的衍射 4 光的偏振在与光波传播方向垂直的平面内 光振动沿各个方向均匀分布的光叫自然光 光振动只沿着某个特定方向的光叫偏振光 1 下列五幅图分别对应五种说法 其中正确的是 a 图中 若匀速拉动木板的速度较大 则由图象测得简谐运动的周期较大 1 2 3 4 5 6 7 8 b 由图可知 系统的固有频率为f0 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 c 频率相同的两列波叠加 使某些区域的振动加强 某些区域的振动减弱 这种现象叫做波的干涉 1 2 3 4 5 6 7 8 d 泊松亮斑是小孔衍射形成的图样 e 若简谐波的波速为200m s 从图示时刻开始 质点a经0 01s通过的路程为0 4m 沿x轴正方向传播的一列横波 1 2 3 4 5 6 7 8 解析演示简谐运动的实验中 若匀速拉动木板的速度较大 会导致图象的横坐标间距变大 但对应的时间仍不变 简谐运动的周期与单摆的固有周期相同 故a错误 由图可知当驱动力的频率f跟固有频率f0相同时 才出现共振现象 振幅才最大 跟固有频率f0相差越大 振幅越小 故b正确 频率相同的两列波叠加 使某些区域的振动加强 某些区域的振动减弱 这种现象叫做波的干涉 故c正确 1 2 3 4 5 6 7 8 泊松亮斑是光绕过圆形挡板后衍射形成的图样 故d错误 答案bce 2 一列简谐横波沿直线由a向b传播 相距10 5m的a b两处的质点振动图象如图1a b所示 则 a 该波的振幅一定是20cmb 该波的周期一定是4sc 该波的波长可能是14md 该波的波速可能是10 5m se 该波由a传播到b可能历时7s 1 2 3 4 5 6 7 8 图1 解析由题图读出 该波的振幅为a 10cm 周期为4s 故a错误 b正确 由题图看出 在t 0时刻 质点a经过平衡位置向上运动 质点b位于波谷 波由a向b传播 结合波形得到a b间距离与波长的关系为 1 2 3 4 5 6 7 8 当n 0时 42m 波速为 v 10 5m s 故d正确 1 2 3 4 5 6 7 8 答案bd 3 一列简谐横波从左向右以v 2m s的速度传播 某时刻的波形图如图2所示 下列说法正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 图2 解析质点不随波迁移 a错 由波向右传播可知b点向上振动 b对 b点向上振动靠近平衡位置平均速度大 所用时间小于八分之一周期 c错 1 2 3 4 5 6 7 8 c点向下运动 所以经过四分之三周期到波峰 e对 答案bde 4 下列说法正确的是 a 在机械波的传播过程中 介质质点的振动速度等于波的传播速度b 当波从一种介质进入另一种介质中传播时 频率一定不变c 在光的双缝干涉实验中 若仅将入射光由红光改为绿光 则干涉条纹间距变宽d 水中的气泡看起来特别明亮 是因为光从水射向气泡时 一部分光在界面上发生了全反射e 只有障碍物的尺寸比波长小的多时 才会发生波的衍射现象 1 2 3 4 5 6 7 8 解析机械波的传播过程中 介质质点做简谐运动 其振动速度不断变化 而波的传播速度是振动形式运动的速度 故a错误 波从一种介质进入另一种介质中传播时 频率一定不变 波速与波长成正比 故b正确 1 2 3 4 5 6 7 8 水中的气泡看起来特别明亮 是因为光从水射向气泡时 一部分光在界面上发生了全反射的缘故 故d正确 一切波都会发生波的衍射现象 只是障碍物的尺寸比波长小的多时 会发生明显的衍射现象 故e错误 答案bd 1 2 3 4 5 6 7 8 5 图3 a 为一列简谐横波在t 0时的波形图 图 b 为介质中平衡位置在x 4m处的质点p的振动图象 下列说法正确的是 a 质点p的振幅为6cmb 横波传播的波速为1m sc 横波沿x轴负方向传播d 在任意4s内p运动的路程为24cme 在任意1s内p运动的路程为6cm 1 2 3 4 5 6 7 8 图3 1 2 3 4 5 6 7 8 t 0时p在平衡位置上 下一时刻向下振动 从而确定了该波沿x轴正方向传播 故c错误 质点简谐运动时每个周期内的路程为振幅的4倍 故p运动的路程为4 6cm 24cm 故d正确 1 2 3 4 5 6 7 8 答案abd 6 如图4所示 两波长不同的单色光沿同一方向从空气射入玻璃三棱镜 在三棱镜中分成了a b两束光 但在三棱镜右侧只有一束光射出 图中未画出 下列分析正确的是 a a光频率小于b光频率b 三棱镜右侧射出的是b光c 两束光在三棱镜中的传播速度a光较b光大 图4 1 2 3 4 5 6 7 8 d 用a b两束光在相同条件下做双缝干涉实验 产生的干涉条纹间距a光的比b光的大e 用a b两束光在相同条件下做单缝衍射实验 产生的衍射条纹间距a光的比b光的窄解析由题图知 a光的偏折程度小于b光 所以a光的折射率小于b光 a光频率小于b光频率 故a正确 1 2 3 4 5 6 7 8 由图看出 b光射到三棱镜右侧面的入射角较大 若在三棱镜右侧只有一束光射出 则b光发生了全反射 所以三棱镜右侧射出的是a光 故b错误 1 2 3 4 5 6 7 8 波长越长 波动性越强 用a b两束光在相同条件下做单缝衍射实验 由于a光的波长长 所以产生的衍射条纹间距a光的比b光的宽 故e错误 答案acd 1 2 3 4 5 6 7 8 7 现要估测一矩形玻璃砖的折射率n 给定的器材有 待测玻璃砖 白纸 铅笔 大头针1枚 直尺 直角三角板 实验时 先将直尺的一端o和另一点m标上两个明显的标记 再将玻璃砖平放在白纸上 沿其两个长边在白纸上画出两条直线ab cd 再将直尺正面紧贴玻璃砖的左边缘放置 使o点与直线cd相交 并在白纸上记下点o 点m的位置 如图5所示 然后在右上方通过ab所在界面 1 2 3 4 5 6 7 8 图5 向左下方观察 调整视线方向 直到o点的像与m点的像重合 再在ab直线上插上大头针 使大头针挡住m o的像 记下大头针p点的位置 1 请在原图上作出光路图 解析调整视线方向 当o点挡住m点的像时 从o点发出的光线经玻璃折射后与从m点发出的光线经ab面反射后重合 在观察的一侧插上大头针 使大头针挡住m o的像 则大头针的位置为折射光线射出玻璃的点