高三物理二轮复习 专题六 选考部分 第2讲 机械振动和波 光课件.ppt

核心专题突破 第一部分 专题六选考部分 第2讲机械振动和波光 栏目导航 题型一机械振动 命题规律机械振动在高考命题中一般为选择题 重点考查 1 振动图象 2 弹簧振动和单摆两种模型的简谐运动 3 简谐运动的有关物理量分析和判断 方法点拨1 分析简谐运动中各物理量的变化情况的技巧 1 分析简谐运动中各物理量的变化情况时 一定要以位移为桥梁 位移增大时 振动质点的回复力 加速度 势能均增大 速度 动能均减小 反之 则产生相反的变化 另外 各物理量均在其值为零时改变方向 2 分析过程要特别注意简谐运动的周期性和对称性 位移相同时 回复力 加速度 动能 势能可以确定 但速度可能有两个方向 由于周期性 运动时间也不确定 3 做简谐运动的物体经过平衡位置时 回复力一定为零 但所受合外力不一定为零 如单摆 2 简谐运动中位移随时间变化的表达式叫振动方程 一般表示为x asin t 从平衡位置开始计时 函数表达式为x asin t 从最大位移处开始计时 函数表达式为x acos t 3 简谐运动图象提供的信息 1 可以确定振动物体在任一时刻的位移 2 确定振动的振幅a和周期t 3 确定各时刻质点的振动方向 判断方法 振动方向可以根据下一时刻位移的变化来判定 下一时刻位移若增加 质点的振动方向是远离平衡位置 下一时刻位移如果减小 质点的振动方向指向平衡位置 1 多选 如图 轻弹簧上端固定 下端连接一小物块 物块沿竖直方向做简谐运动 以竖直向上为正方向 物块简谐运动的表达式为y 0 1sin 2 5 t m t 0时刻 一小球从距物体h高处自由落下 t 0 6s时 小球恰好与物块处于同一高度 重力加速度的大小g取10m s2 以下判断正确的是 a h 1 7mb 简谐运动的周期是0 8sc 0 6s内物块运动的路程是0 2md t 0 4s时 物块与小球运动方向相反 ab 突破点拨 1 先计算t 0 6s时物块运动的位移 进而确定小球下落的高度跟物块的位移关系 2 由简谐运动的方程可以确定振动的特征量 3 明确0 6s内的运动路程跟振幅a之间的关系 2 2017 北京卷 某弹簧振子沿x轴的简谐运动图象如图所示 下列描述正确的是 a a t 1s时 振子的速度为零 加速度为负的最大值b t 2s时 振子的速度为负 加速度为正的最大值c t 3s时 振子的速度为负的最大值 加速度为零d t 4s时 振子的速度为正 加速度为负的最大值 解析由图象可知 t 1s和t 3s时振子在最大的位移处 速度为零 加速度分别为负向量大值 正向最大值 而t 2s和t 4s时振子在平衡位置 加速度为零 而速度分别为负向最大 正向最大 综上所述 a项说法正确 b 振动的分析要点 1 由振动图象可获取的信息 由图象可以看出质点振动的振幅 周期 可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移 可以确定某时刻质点的回复力 加速度和速度的方向 a 回复力和加速度的方向 因回复力总是指向平衡位置 故回复力和加速度的方向在图象上总是指向t轴 b 速度的方向 速度的方向可以通过下一时刻位移的变化来判定 若下一时刻位移增加 速度方向就是远离t轴 若下一时刻位移减小 速度方向就是指向t轴 题型二机械波 命题规律机械波在高考命题既可能是选择题 也可能是计算题 主要考查 1 波动图象和振动图象的相互转换与判断 2 根据波动图象确定波动性特征量 3 波的叠加和波的多解性判断和分析 方法点拨1 波动图象描述的是在同一时刻 沿波的传播方向上的各个质点偏离平衡位置的位移 在时间上具有周期性 空间上具有重复性和双向性的特点 2 深刻理解波动中的质点振动 质点振动的周期 频率 波源的周期 频率 波的传播周期 频率 3 要画好 用好振动图象 并正确地与实际情景相对应 要正确画出波形图 准确写出波形平移距离 质点振动时间与波长 周期的单一解或多解表达式 4 分析简谐运动中各物理量的变化情况时 一定要以位移为桥梁 位移增大时 振动质点的回复力 加速度 势能均增大 速度 动能均减小 反之 则产生相反的变化 另外 各矢量均在其值为零时改变方向 5 一分 一看 二找 巧解波动图象与振动图象的综合问题 1 分清振动图象与波动图象 只要看清横坐标即可 横坐标为x则为波动图象 横坐标为t则为振动图象 2 看清横 纵坐标的单位 尤其要注意单位前的数量级 3 找准波动图象对应的时刻 4 找准振动图象对应的质点 1 甲 乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播 波速均为v 25cm s 两列波在t 0时的波形曲线如图所示 求 1 t 0时 介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标 2 从t 0开始 介质中最早出现偏离平衡位置位移为 16cm的质点的时间 突破点拨 1 由图可知甲 乙两列波的波长和振幅 2 t 0时 介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标应是两列波的波峰相遇的位置坐标 3 明确t 0时 两波谷之间的最小距离是由相向传播确定速度 解析 1 两列波的振幅均为8cm 故偏离平衡位置位移为16cm的质点应为两列波的波峰相遇处的质点 根据波形图可知 甲 乙的波峰分别出现在以下各处x甲 50 k1 50 cm k1 0 1 2 3 x乙 50 k2 60 cm k2 0 1 2 3 综上分析 所有波峰和波峰相遇的质点x坐标应为x 50 300n cm n 0 1 2 3 答案 1 x 50 300n cm n 0 1 2 3 2 0 1s 2 2016 全国卷 多选 由波源s形成的简谐横波在均匀介质中向左 右传播 波源振动的频率为20hz 波速为16m s 已知介质中p q两质点位于波源s的两侧 且p q和s的平衡位置在一条直线上 p q的平衡位置到s的平衡位置之间则距离分别为15 8m 14 6m p q开始振动后 下列判断正确的是 a p q两质点运动的方向始终相同b p q两质点运动的方向始终相反c 当s恰好通过平衡位置时 p q两点也正好通过平衡位置d 当s恰好通过平衡位置向上运动时 p在波峰e 当s恰好通过平衡位置向下运动时 q在波峰 bde 题型三光的折射与全反射 命题规律光的折射和全反射是高考的热点 多为计算题 主要考查 1 折射定律和反射定律的应用 2 全反射现象的分析和计算 方法点拨1 光的折射和全反射题型的分析思路 1 确定要研究的光线 有时需根据题意 分析 寻找临界光线 边界光线为研究对象 2 找入射点 确认界面 并画出法线 3 明确两介质折射率的大小关系 若光疏 光密 定有反射 折射光线 若光密 光疏 如果入射角大于或等于临界角 一定会发生全反射 4 根据反射定律 折射定律列出关系式 结合几何关系 具体求解 1 求池内的水深 2 一救生员坐在离池边不远处的高凳上 他的眼睛到池面的高度为2 0m 当他看到正前下方的点光源a时 他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45 求救生员的眼睛到池边的水平距离 结果保留1位有效数字 答案 1 2 6m 2 0 7m 答案150 求解光学计算题的 四点注意 光的几何计算题往往是光路现象与光的反射 折射 全反射 临界点 及几何图形关系的综合问题 解决此类问题应注意以下四个方面 1 依据题目条件 正确分析可能的全反射及临界角 2 通过分析 计算确定光传播过程中可能的折射 反射 把握光的 多过程 现象 3 准确作出光路图 4 充分考虑三角形 圆的特点 运用几何图形中的边角关系 三角函数 相似形 全等形等 仔细分析光传播过程中产生的几何关系 光的波动性与光的折射的综合 预测 如图所示 两束单色光a b从水下射向a点后 光线经折射合成一束光c 则下列说法中正确的是 a 用同一双缝干涉实验装置分别以a b光做实验 a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距b 用a b光分别做单缝衍射实验时 它们的衍射条纹宽度都是均匀的c 在水中a光的速度比b光的速度小d a光在水中的临界角大于b光在水中的临界角e a光的频率小于b光的频率 思维导航 答案ad 变式考法 2017 陕西西安交大附中四模 如图所示 obcd为半圆柱体玻璃的横截面 od为直径 一束由红光和紫光组成的复色光沿ao方向从真空斜射入玻璃 b c点为两单色光的射出点 设光线在b c处未发生全反射 已知从b点射出的单色光由o到b的传播时间为t 1 若ob