202X届高考物理二轮复习专题七物理选考考点2机械振动与机械波光学课件

1、考点考点2 2 机械振动与机械波机械振动与机械波 光学选考光学选考高考定位高考定位1考察内容考察内容(1)振动和波、振动和波两种图象信息的理解和应振动和波、振动和波两种图象信息的理解和应用，波的传播、波的相遇叠加。用，波的传播、波的相遇叠加。(2)光的折射、折射率、反全射、光导纤维。光的折射、折射率、反全射、光导纤维。(3)光的干预和衍射。光的干预和衍射。(4)电磁波。电磁波。锁定命题方向锁定命题方向2题型、难度题型、难度高考试题形式为一选择高考试题形式为一选择(5分分)计算计算(10分分)选择题在各选择题在各知识点都可能出现，计算题主要出现在光的折射和全反知识点都可能出现，计算题主要出现在光

2、的折射和全反射和机械波的传播的问题中，选择题难度中档，计算题射和机械波的传播的问题中，选择题难度中档，计算题难度较大。难度较大。(1)(多项选择多项选择)如图如图81所示，一列简谐横波沿所示，一列简谐横波沿x轴正方轴正方向传播，实线为向传播，实线为t0时的波形图，虚线为时的波形图，虚线为t0.5 s时的波时的波形图。该简谐波的周期大于形图。该简谐波的周期大于0.5 s。关于该简谐波，以下。关于该简谐波，以下说法正确的选项是说法正确的选项是图图81A波长为波长为2 mB波速为波速为6 m/sC频率为频率为1.5 HzDt1 s时，时，x1 m处的质点处于波峰处的质点处于波峰Et2 s时，时，x2

3、 m处的质点经过平衡位置处的质点经过平衡位置(2)如图如图82所示，一半径为所示，一半径为R玻璃半球，玻璃半球，O点是半球点是半球的球心，虚线的球心，虚线OO表示光轴表示光轴(过球心过球心O与半球底面垂直的与半球底面垂直的直线直线)。玻璃的折射率为。现有一束平行光垂直入射到。玻璃的折射率为。现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出半球的底面上，有些光线能从球面射出(不考虑被半球不考虑被半球的内外表反射后的光线的内外表反射后的光线)。求：。求：图图822(1)如图如图83(a)，在，在xy平面内有两个沿平面内有两个沿z方向做简方向做简谐振动的点波源谐振动的点波源S1(0,4)和

4、和S2(0，2)。两波源的振动图。两波源的振动图线分别如图线分别如图(b)和图和图(c)所示，两列波的波速均为所示，两列波的波速均为1.00 m/s。两列波从波源传播到点。两列波从波源传播到点A(8，2)的路程差为的路程差为_m，两列波引起的点，两列波引起的点B(4,1)处质点的振动相互处质点的振动相互_(填填“加强或加强或“减弱减弱)，点，点C(0,0.5)上质点的振上质点的振动相互动相互_(填填“加强或加强或“减弱减弱)。图图83(2)如图如图84所示，一玻璃工件的上半部是半径为所示，一玻璃工件的上半部是半径为R的的半球体，半球体，O点为球心；下半部是半径为点为球心；下半部是半径为R、高位

5、、高位2R的圆的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜。有一平行于中心轴柱体，圆柱体底面镀有反射膜。有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入，该光线与的光线从半球面射入，该光线与OC之间的距离为之间的距离为R。最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑不考虑屡次反射屡次反射)。求该玻璃的折射率。求该玻璃的折射率。图图84答案答案(1)2减弱加强减弱加强3(1)(多项选择多项选择)在双缝干预实验中，用绿色激光照在双缝干预实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干预图样。假设要射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干预图样。假设要增大干预图样中两相邻亮条纹的

6、间距，可选用的方法是增大干预图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是A改用红色激光改用红色激光B改用蓝色激光改用蓝色激光C减小双缝间距减小双缝间距D将屏幕向远离双缝的位置移动将屏幕向远离双缝的位置移动E将光源向远离比缝的位置移动将光源向远离比缝的位置移动 (2)一直桶状容器的高为一直桶状容器的高为2l，底面是边长为，底面是边长为l的正方的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD、垂、垂直于左右两侧面的剖面图如图直于左右两侧面的剖面图如图85所示。容器右侧内壁所示。容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料。在剖面的左下涂有反光材料，其他内壁涂

7、有吸光材料。在剖面的左下角处有一点光源，由液体上外表的角处有一点光源，由液体上外表的D点射出的两束光线点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率。相互垂直，求该液体的折射率。图图85答案答案(1)ACD例例1如图如图86所示，弹簧振子在所示，弹簧振子在M、N之间做简之间做简谐运动。以平衡位置谐运动。以平衡位置O为原点，建立为原点，建立Ox轴。向右为轴。向右为x轴轴正方向。假设振子位于正方向。假设振子位于N点时开场计时，那么其振动图点时开场计时，那么其振动图象为象为突破高频考点突破高频考点考点一简谐运动的规律及应用考点一简谐运动的规律及应用图图86解析解析振子在振子在N点时开场计时，其位移为正向

8、最点时开场计时，其位移为正向最大，并按正弦规律变化，应选项大，并按正弦规律变化，应选项A正确。正确。答案答案A【题组训练】【题组训练】1(多项选择多项选择)(简谐运动的图象简谐运动的图象)(2021洛阳模拟洛阳模拟)如图如图87所示为某质点做简谐运动的图象，以下说法正确的所示为某质点做简谐运动的图象，以下说法正确的选项是选项是图图87At0时，质点的速度为零时，质点的速度为零Bt0.1 s时，质点具有沿时，质点具有沿y轴正向最大加速度轴正向最大加速度C在在0.3 s内质点沿内质点沿y轴负方向做加速度增大的加速轴负方向做加速度增大的加速运动运动D在在0.6 s内质点沿内质点沿y轴负方向做加速减小

9、的加速运轴负方向做加速减小的加速运动动E在在00.4 s内质点通过的路程为内质点通过的路程为8 cm，位移为，位移为0答案答案DE2(多项选择多项选择)(单摆的振动问题单摆的振动问题)如图如图88所示为同一所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，以下说法中正确的选地点的两单摆甲、乙的振动图象，以下说法中正确的选项是项是图图88A甲、乙两单摆的摆长相等甲、乙两单摆的摆长相等B甲摆的振幅比乙摆大甲摆的振幅比乙摆大C甲摆的机械能比乙摆大甲摆的机械能比乙摆大D在在t0.5 s时有正向最大加速度的是乙摆时有正向最大加速度的是乙摆E由图象可以求出当地的重力加速度由图象可以求出当地的重力加速度答案答案ABD

10、3(多项选择多项选择)(弹簧振子的振动分析弹簧振子的振动分析)如图如图89所示，所示，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向轻弹簧上端固定，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达式为yt)m。t0时刻，一小球从距物块时刻，一小球从距物块h高处自由高处自由落下；落下；t0.6 s时，小球恰好与物块处于同一高度。取时，小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度的大小重力加速度的大小g10 m/s2。以下判断正确的选项是。以下判断正确的选项是图图89Ah1.7 mB简谐运动的周期是简谐运动的周期

11、是0.8 sC0.6 s内物块运动的路程是内物块运动的路程是0.2 mDt0.4 s时，物块与小球运动方向相反时，物块与小球运动方向相反答案答案AB考点二波的传播规律及应用考点二波的传播规律及应用(1)简谐波的周期、波速和波长；简谐波的周期、波速和波长；(2)质点质点O的位移随时间变化的关系式。的位移随时间变化的关系式。规律总结规律总结1质点振动方向与波传播方向互判的四种方法质点振动方向与波传播方向互判的四种方法方法一：质点带动法方法一：质点带动法(特殊点法特殊点法)如图甲所示为一沿如图甲所示为一沿x轴正方向传播的横波，根据波的轴正方向传播的横波，根据波的形成，靠近波源的点能带动与它邻近的离波

12、源稍远的形成，靠近波源的点能带动与它邻近的离波源稍远的点，可判断质点的振动方向。在质点点，可判断质点的振动方向。在质点P附近靠近波源一附近靠近波源一方的图线上另找一点方的图线上另找一点P，假设，假设P在在P上方，上方，P带动带动P向上向上运动，那么运动，那么P向上运动；假设向上运动；假设P在下方，在下方，P带动带动P向下运向下运动，那么动，那么P向下运动。向下运动。方法二：微平移法方法二：微平移法(波形移动法波形移动法)作出经微小时间作出经微小时间t(tT/4)后的波形后的波形(如图乙所示如图乙所示)，就知道了各质点经过就知道了各质点经过t时间到达的位置，运动方向就知时间到达的位置，运动方向就

13、知道了。道了。方法三：上下坡法方法三：上下坡法沿波的传播速度的正方向看，沿波的传播速度的正方向看，“上坡的点向下振上坡的点向下振动，动，“下坡的点向上振动，简称下坡的点向上振动，简称“上坡下，下坡上上坡下，下坡上。(如图甲所示如图甲所示)方法四：同侧法方法四：同侧法在波的图象上的某一点，沿纵轴方向画出一个箭头表在波的图象上的某一点，沿纵轴方向画出一个箭头表示质点振动方向，并设想在同一点沿示质点振动方向，并设想在同一点沿x轴方向两个箭头轴方向两个箭头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧。侧。(如图乙所示如图乙所示)2振动图象和波动图象综合

14、问题分析技巧振动图象和波动图象综合问题分析技巧求解波动图象与振动图象综合类问题可采用求解波动图象与振动图象综合类问题可采用“一分、一分、一看、二找的方法：一看、二找的方法：(1)分清振动图象与波动图象，此问题最简单，只要分清振动图象与波动图象，此问题最简单，只要看清横坐标即可，横坐标为看清横坐标即可，横坐标为x那么为波动图象。横坐标那么为波动图象。横坐标为为t那么为振动图象。那么为振动图象。(2)看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数量级。量级。(3)找准波动图象对应的时刻。找准波动图象对应的时刻。(4)找准振动图象对应的质点。找准振动图象对应的质

15、点。【题组训练】【题组训练】1(多项选择多项选择)(机械波的传播机械波的传播)(2021全国卷全国卷)由波源由波源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。波源振动的频率为动的频率为20 Hz，波速为，波速为16 m/s。介质中。介质中P、Q两质点两质点位于波源位于波源S的两侧，且的两侧，且P、Q和和S的平衡位置在一条直线的平衡位置在一条直线上，上，P、Q的平衡位置到的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为的平衡位置之间的距离分别为15.8 m、14.6 m，P、Q开场振动后，以下判断正确的选开场振动后，以下判断正确的选项是项是AP、Q两质点运动的

16、方向始终一样两质点运动的方向始终一样BP、Q两质点运动的方向始终相反两质点运动的方向始终相反C当当S恰好通过平衡位置时，恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过两点也正好通过平衡位置平衡位置D当当S恰好通过平衡位置向上运动时，恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰在波峰E当当S恰好通过平衡位置向下运动时，恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰在波峰图图810A此后再经此后再经6 s该波传播到该波传播到x24 m处处BM点在此后第点在此后第3 s末的振动方向沿末的振动方向沿y轴正方向轴正方向C波源开场振动时的运动方向沿波源开场振动时的运动方向沿y轴负方向轴负方向D此后此后M点第一次到达点第一次到达y

17、3 m处所需时间是处所需时间是2 s答案答案AB3(多项选择多项选择)(振动图象与波动图象的综合振动图象与波动图象的综合)图图811(a)为一列简谐横波为一列简谐横波t2 s时的波形图，图时的波形图，图(b)为媒质中为媒质中平衡位置在平衡位置在x1.5 m处的质点的振动图象，处的质点的振动图象，P是平衡位是平衡位置为置为x2 m的质点，以下说法正确的选项是的质点，以下说法正确的选项是1图图811A波速为波速为0.5 m/sB波的传播方向向右波的传播方向向右C02 s时间内，时间内，P运动的路程为运动的路程为8 cmD02 s时间内，时间内，P向向y轴正方向运动轴正方向运动E当当t7 s时，时，

18、P恰好回到平衡位置恰好回到平衡位置答案答案ACE4(多项选择多项选择)(波的叠加波的叠加)如图如图812是水面上两列频是水面上两列频率一样的波在某时刻的叠加情况，以波源率一样的波在某时刻的叠加情况，以波源S1、S2为圆心为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰(实线实线)和波谷和波谷(虚线虚线)，S1的振幅的振幅A14 cm，S2的振幅的振幅A23 cm，那么以下说法正确的选项是，那么以下说法正确的选项是图图812A质点质点D是振动减弱点是振动减弱点B质点质点A、D在该时刻的高度差为在该时刻的高度差为14 cmC再过半个周期，质点再过半个周期，

19、质点B、C是振动加强点是振动加强点D质点质点C的振幅为的振幅为1 cmE质点质点C此刻以后将向下振动此刻以后将向下振动答案答案BDE考点三光的折射和全反射考点三光的折射和全反射图图813(1)求池内的水深；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到池面的高度为2.0 m。当他看到正前下方的点光源。当他看到正前下方的点光源A时，他的眼睛所承受的光线与竖直方向的夹角恰好为时，他的眼睛所承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。求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保存结果保存1位位有效数字有效数

20、字)。答案答案(1)2.6 m(2)0.7 m规律总结规律总结解决光的折射和全反射问题的思路解决光的折射和全反射问题的思路 1确定研究的光线，该光线可能是入射光线，确定研究的光线，该光线可能是入射光线，还有可能是反射光线或折射光线。还有可能是反射光线或折射光线。2找入射点，确认界面，并画出法线。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。明确两介质折射率的大小关系。(1)假设光线由光疏介质进入光密介质，既有反射假设光线由光疏介质进入光密介质，既有反射光线，又有折射光线。光线，又有折射光线。(2)假设光线从光密介质射向光疏介质，如果入射假设光线从光密介质射向光疏介质，如果入射

21、角大于或等于临界角，一定发生全反射。角大于或等于临界角，一定发生全反射。4根据反射定律、折射定律作出光路图，结合几根据反射定律、折射定律作出光路图，结合几何关系，具体求解。何关系，具体求解。【题组训练】【题组训练】1(测定玻璃的折射率测定玻璃的折射率)某同学利用平行玻璃砖测量某同学利用平行玻璃砖测量玻璃的折射率，按插针法步骤正确操作，借助刻度尺完玻璃的折射率，按插针法步骤正确操作，借助刻度尺完成了光路图。该同学有圆规，却没有量角器，他就以成了光路图。该同学有圆规，却没有量角器，他就以O点为圆心，点为圆心，15.00 cm为半径画圆，分别交入射光线于为半径画圆，分别交入射光线于A点，交直线点，交

22、直线OO于于C点，分别过点，分别过A、C点作法线点作法线NN的垂的垂线交线交NN于于B、D点，如图点，如图814所示。用刻度尺测得所示。用刻度尺测得AB9.00 cm，CD6.00 cm，那么玻璃的折射率，那么玻璃的折射率n_。(请用线段表示请用线段表示)，代入数据求得，代入数据求得n_。假设玻璃砖前后两面并不平行，按正确实验。假设玻璃砖前后两面并不平行，按正确实验操作，那么他测出的折射率操作，那么他测出的折射率_(填填“会或会或“不会不会)受到影响。受到影响。图图814图图815(1)要使该单色光不能直接射到要使该单色光不能直接射到BC面上，求面上，求的最的最大值？大值？(2)假设该单色光能

23、够直接射到假设该单色光能够直接射到BC面上，试通过面上，试通过计算说明能否发生全反射？计算说明能否发生全反射？ 答案答案(1)60(2)见解析见解析图图816考点四光的波动性考点四光的波动性2单缝衍射和圆盘衍射现象单缝衍射和圆盘衍射现象(1)单缝衍射单缝衍射单色光的衍射图样为中间宽且亮的单色条纹，两侧单色光的衍射图样为中间宽且亮的单色条纹，两侧是明暗相间的条纹，条纹宽度比中央窄且暗。是明暗相间的条纹，条纹宽度比中央窄且暗。白光的衍射图样为中间宽且亮的白条纹，两侧是窄白光的衍射图样为中间宽且亮的白条纹，两侧是窄且渐暗的彩色条纹。且渐暗的彩色条纹。(2)圆盘衍射与泊松亮班圆盘衍射与泊松亮班当光照到

24、不透明的小圆板上，在圆板的阴影中心出现当光照到不透明的小圆板上，在圆板的阴影中心出现亮班亮班(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。(3)产生明显衍射现象的条件：障碍物产生明显衍射现象的条件：障碍物(或孔或孔)的尺寸跟的尺寸跟波长相差不多，甚至比波长还小。波长相差不多，甚至比波长还小。【题组训练】【题组训练】1(光的干预光的干预)如图如图817所示的双缝干预实验，用绿所示的双缝干预实验，用绿光照射单缝光照射单缝S时，在光屏时，在光屏P上观察到干预条纹。要得到上观察到干预条纹。要得到相邻条纹间距更大的干预图样，可以相邻条纹间距更大的干预图样，可以图图817A

25、增大增大S1与与S2的间距的间距B减小双缝屏到光屏的距离减小双缝屏到光屏的距离C将绿光换为红光将绿光换为红光 D将绿光换为紫光将绿光换为紫光答案答案C2(多项选择多项选择)(光的衍射光的衍射)抽制高强度纤维细丝可用激抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图光监控其粗细，如图818所示，观察光束经过细丝后所示，观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可以判断细丝粗细的变化在光屏上所产生的条纹即可以判断细丝粗细的变化图图818A这里应用的是光的衍射现象这里应用的是光的衍射现象B这里应用的是光的干预现象这里应用的是光的干预现象C如果屏上条纹变宽，说明抽制的丝变粗如果屏上条纹变宽，说明抽制的丝变粗D如果屏上条纹变宽，说明抽制的丝变细如果屏上条纹变宽，说明抽制的丝变细解析假设障碍物的尺寸与光的波长相差不多或更解析假设障碍物的尺寸与光的波长相差不多或更小，衍射现象较明显。通过观察屏上条纹的变化情况，小，衍射现象较明显。通过观察屏上条纹的变化情况，从而监测抽制的细丝的情况，激光的一个波长很短，条从而监测