创新设计江苏专用2017届高考物理二轮复习专题六选做部分第2讲机械振动和机械波光课件

1、第2讲机械振动和机械波光1.(2016江苏单科，江苏单科，12B)(1)一艘太空飞船静止时的长度为一艘太空飞船静止时的长度为30 m，他以他以0.6c(c为光速为光速)的速度沿长度方向飞行越过地球，下列说法的速度沿长度方向飞行越过地球，下列说法正确的是正确的是_。A.飞船上的观测者测得该飞船的长度小于飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 mB.地球上的观测者测得该飞船的长度小于地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 mC.飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于cD.地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于地球上的观测者测得飞船上发来的光信

2、号速度小于c(2)杨氏干涉实验证明光的确是一种波，一束单色光投射在两条杨氏干涉实验证明光的确是一种波，一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上，两狭缝就成了两个光源，它们发出的光波满相距很近的狭缝上，两狭缝就成了两个光源，它们发出的光波满足干涉的必要条件，则两列光的足干涉的必要条件，则两列光的_相同。如图相同。如图1所示，在所示，在这两列光波相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如果这两列光波相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如果放置光屏，在放置光屏，在_(选填选填“A”、“B”或或“C”)点会出现暗条纹。点会出现暗条纹。图图1(3)在上述杨氏干涉实验中，若单色光的波长在上述杨氏干涉实

3、验中，若单色光的波长5.8910-7 m，双缝间的距离，双缝间的距离d1 mm，双，双缝到屏的距离缝到屏的距离l2 m。求第。求第1个亮条纹到第个亮条纹到第11个个亮条纹的中心间距。亮条纹的中心间距。答案答案(1)B(2)频率频率C(3)1.17810-2 m2.(2015江苏单科，江苏单科，12B)(1)一渔船向鱼群发出超声波，若鱼一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比声波相比_。A.波速变大波速变大 B.波速不变波速不变C.频率变高频率变高 D.频率不变频率不变(2)用用2106 Hz的超声波

4、检查胆结石，该超声波在结石和胆的超声波检查胆结石，该超声波在结石和胆汁中的波速分别为汁中的波速分别为2 250 m/s和和1 500 m/s，则该超声波在结，则该超声波在结石中的波长是胆汁中的石中的波长是胆汁中的_倍。用超声波检查胆结石倍。用超声波检查胆结石是因为超声波的波长较短，遇到结石时是因为超声波的波长较短，遇到结石时_(选填选填“容容易易”或或“不容易不容易”)发生衍射。发生衍射。(3)人造树脂是常用的眼镜镜片材料。如图人造树脂是常用的眼镜镜片材料。如图2所示，光线射在一所示，光线射在一人造树脂立方体上，经折射后，射在桌面上的人造树脂立方体上，经折射后，射在桌面上的P点。已知光线的点。

5、已知光线的入射角为入射角为30，OA5 cm，AB20 cm，BP12 cm，求该人，求该人造树脂材料的折射率造树脂材料的折射率n。图图23.(2014江苏单科，江苏单科，12B)(1)某同学用单色光进行双缝干涉实验，某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如在屏上观察到如3(甲甲)图所示的条纹，仅改变一个实验条件后，图所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如观察到的条纹如(乙乙) 图所示。他改变的实验条件可能是图所示。他改变的实验条件可能是_。图图3A.减小光源到单缝的距离减小光源到单缝的距离B.减小双缝之间的距离减小双缝之间的距离C.减小双缝到光屏之间的距离减小双缝到光屏之间的

6、距离D.换用频率更高的单色光源换用频率更高的单色光源(2)在在“探究单摆的周期与摆长的关系探究单摆的周期与摆长的关系”实验中，某同学准备实验中，某同学准备好相关实验器材后，把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度好相关实验器材后，把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，同时按下秒表开始计时，当单摆再次回到释放位置后释放，同时按下秒表开始计时，当单摆再次回到释放位置时停止计时，将记录的这段时间作为单摆的周期。以上操作时停止计时，将记录的这段时间作为单摆的周期。以上操作中有不妥之处，请对其中两处加以改正。中有不妥之处，请对其中两处加以改正。(3)Morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色

7、蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉。电子显微光芒，这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉。电子显微镜下鳞片结构的示意图见图镜下鳞片结构的示意图见图4。一束光以入射角。一束光以入射角i从从a点入射，经点入射，经过折射和反射后从过折射和反射后从b点出射。设鳞片的折射率为点出射。设鳞片的折射率为n，厚度为，厚度为d，两，两片之间空气层厚度为片之间空气层厚度为h。取光在空气中的速度为。取光在空气中的速度为c，求光从，求光从a到到b所需的时间所需的时间t。图图4考考 情情 分分 析析201420152016T12B(1)：光的干涉、衍射图样及特点T1

8、2B(1)：多普勒效应T12B(1)狭义相对论的基本假设及长度的相对性T12B(2)：探究单摆的周期与摆长的关系(实验、探究)T12B(2)：波速与波长和频率的关系T12B(2)光发生干涉的条件、光的叠加T12B(3)：光的折射定律、光的全反射；折射率T12B(3)：光的折射定律T12(3)：双缝干涉条纹间距公式的应用光的折射、全反射的计算，波长、波速和频率光的折射、全反射的计算，波长、波速和频率(周期周期)的关系，是的关系，是近年来的必考点，简谐运动、受迫振动和共振、干涉和衍射、狭近年来的必考点，简谐运动、受迫振动和共振、干涉和衍射、狭义相对论的基本假设及两个实验是考查的重点。由此可见，抓住

9、义相对论的基本假设及两个实验是考查的重点。由此可见，抓住重要内容，即可应对高考。除此之外，还应该把握多普勒效应、重要内容，即可应对高考。除此之外，还应该把握多普勒效应、电磁波谱、电磁波以及同时的相对性等重要知识点。电磁波谱、电磁波以及同时的相对性等重要知识点。知知 识识 必必 备备1.机械振动与机械波机械振动与机械波(1)波的图象描述的是在同一时刻，沿波的传播方向上的各个质波的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。复性和双向性的特点。(2)深刻理解波动中的质

10、点振动。质点振动的周期深刻理解波动中的质点振动。质点振动的周期(频率频率)波源波源的周期的周期(频率频率)波的传播周期波的传播周期(频率频率)。(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、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。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，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、位移增大

11、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。为零时改变方向。(5)“一分、一看、二找一分、一看、二找”巧解波的图象与振动图象的综合问题巧解波的图象与振动图象的综合问题分清振动图象与波的图象。只要看清横坐标即可，横坐标为分清振动图象与波的图象。只要看清横坐标即可，横坐标为x则为波的图象，横坐标为则为波的图象，横坐标为t则为振动图象。则为振动图象。波速、周期、波长之间的关系：波速、周期、波长之间的关系：vT看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数量级。看清横、纵坐标

12、的单位，尤其要注意单位前的数量级。找准波的图象对应的时刻。找准波的图象对应的时刻。找准振动图象对应的质点。找准振动图象对应的质点。2.光、电磁波光、电磁波(1)光的波动性光的波动性(2)电磁波的特点：电磁波的特点：横波横波传播不需要介质传播不需要介质具有波的共性具有波的共性真空中的速度真空中的速度c3108 m/s3.相对论与质能关系相对论与质能关系(1)理解并记住狭义相对论的两个基本假设理解并记住狭义相对论的两个基本假设力学规律和电磁学规律在任何惯性系中都是一样的。力学规律和电磁学规律在任何惯性系中都是一样的。光速不变原理：光在真空中运动的速度在任何惯性参考光速不变原理：光在真空中运动的速度

13、在任何惯性参考系中测得的数值都是相同的系中测得的数值都是相同的光速与参考系的选取无关。光速与参考系的选取无关。(2)理解并记住时间的相对性理解并记住时间的相对性同时的相对性同时的相对性运动参考系中同时发生的两个事件，运动参考系中同时发生的两个事件，静止参考系中的人认为不同时，静止参考系中的人认为不同时，“后面后面”的事件先发生；的事件先发生；静止参考系中同时发生的两个事件，运动参考系中的人认静止参考系中同时发生的两个事件，运动参考系中的人认为不同时，为不同时，“前面前面”的事件先发生。的事件先发生。动钟变慢：从地面上观察高速列车上的时间进程变慢了；动钟变慢：从地面上观察高速列车上的时间进程变慢

14、了；同理，高速列车中的观察者测定地面上的时间进程也变慢了。同理，高速列车中的观察者测定地面上的时间进程也变慢了。(3)动尺变短动尺变短车上的观察者用车上的尺测定车上木棒的长度为车上的观察者用车上的尺测定车上木棒的长度为l0，地面观，地面观察者用地面上的尺测定车上木棒的长度为察者用地面上的尺测定车上木棒的长度为l。可以推出：。可以推出：ll0。长度缩短效应只发生在相对运动的方向上。与此垂直的方向长度缩短效应只发生在相对运动的方向上。与此垂直的方向上无长度缩短效应。上无长度缩短效应。(4)爱因斯坦质能方程爱因斯坦质能方程Emc2表达了物体的质量和它所具有的能量之间的关系，一表达了物体的质量和它所具

15、有的能量之间的关系，一定的质量总是和一定的能量相对应，即定的质量总是和一定的能量相对应，即Emc2，表明物，表明物体吸收和放出能量时，必伴随着质量的增加或减少。体吸收和放出能量时，必伴随着质量的增加或减少。1.(2016淮安淮安5月模考月模考)(1)下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A.电磁波是由均匀变化的电场或磁场产生的电磁波是由均匀变化的电场或磁场产生的B.紫光在水中的传播速度比红光在水中的传播速度小紫光在水中的传播速度比红光在水中的传播速度小C.光导纤维内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套光导纤维内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上会发生全反射的界面上会发生

16、全反射D.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光变为红光，则在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光变为红光，则干涉条纹间距变宽干涉条纹间距变宽精精 典典 题题 组组(2)一列简谐横波由一列简谐横波由O点沿点沿x轴正方向传播，如图轴正方向传播，如图5所示，经时间所示，经时间t6.010-2 s振动从振动从O点传播到点传播到A点，点，OA两点间的距离为两点间的距离为3 m。当这。当这列波进入列波进入AB区域时，它的传播速度变为原来的区域时，它的传播速度变为原来的3倍，则这列波在倍，则这列波在OA区域内的频率为区域内的频率为_ Hz，在，在AB区域内的波长为区域内的波长为_ m。图图5(3)如图

17、如图6所示，所示，ABC为直角三棱镜的横截面，为直角三棱镜的横截面，ABC30。有一细光速有一细光速MN射到射到AC面上，且面上，且MN与与AC的夹角也为的夹角也为30，该光，该光束从束从N点进入棱镜后再经点进入棱镜后再经BC面反射，最终从面反射，最终从AB面上的面上的O点射出，点射出，其出射光线其出射光线OP与与BC面平行。面平行。图图6作出棱镜内部的光路图作出棱镜内部的光路图(不必写出作图过程不必写出作图过程)；求出此棱镜的折射率。求出此棱镜的折射率。答案答案(1)BD(2)256(3)如图所示光路如图所示光路2.(1)下列说法正确的是下列说法正确的是()A.一条沿自身长度方向运动的杆，其

18、长度总比杆静止时长一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时长B.根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度C.大量事实证明，电磁波不能产生衍射现象大量事实证明，电磁波不能产生衍射现象D.受迫振动的频率总等于系统的固有频率受迫振动的频率总等于系统的固有频率图图7(3)竖直悬挂的弹簧振子下端装有记录笔，在竖直面内放置记录纸。竖直悬挂的弹簧振子下端装有记录笔，在竖直面内放置记录纸。当振子上下振动时，以水平向左速度当振子上下振动时，以水平向左速度v10 m/s匀速拉动记录纸，匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下记录的痕迹，建立坐标系，测得的数

19、据如图记录笔在纸上留下记录的痕迹，建立坐标系，测得的数据如图8所示，求振子振动的振幅和频率。所示，求振子振动的振幅和频率。图图8答案答案(1)B(2)光路如图等于光路如图等于(3)5 m10 Hz3.(2016苏北四市模拟苏北四市模拟)(1)两束不同频率的平行单色光两束不同频率的平行单色光a、b分别由分别由水射入空气发生如图水射入空气发生如图9所示的折射现象所示的折射现象(vbD.a、b入射角为入射角为0时，没有光线射入空气中时，没有光线射入空气中(2)如图如图10甲所示，竖直墙上挂着一面时钟，地面上静止的观察者甲所示，竖直墙上挂着一面时钟，地面上静止的观察者A观测到钟的面积为观测到钟的面积为

20、S，另一观察者，另一观察者B以以0.8c(c为光速为光速)平行平行y轴正方轴正方向运动，观察到钟的面积为向运动，观察到钟的面积为S，则，则S_S(选填选填“大大于于”“”“等于等于”或或“小于小于”)。时钟与观察者有不同相对速度的情况。时钟与观察者有不同相对速度的情况下，时钟的频率也是不同的，它们之间的关系如图乙所示。下，时钟的频率也是不同的，它们之间的关系如图乙所示。A观观察者观察到时钟的周期是察者观察到时钟的周期是2.0 s，则，则B观察者观察到时钟的周期约观察者观察到时钟的周期约为为_ s。图图10(3)一列简谐波沿一列简谐波沿x轴传播，已知轴传播，已知x轴上轴上x10 m和和x21 m两处质点两处质点的振动图象分别如图的振动图象分别如图11甲、乙所示。若波长甲、乙所示。若波长1 m，则该波的波，则该波的波长为多少？长为多少？图图114.(2016十三大市模拟十三大市模拟)(1)下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A.光纤通信和医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理光纤通信和医用纤维式内窥