高考物理二轮复习核心突破专题6选考部分第2讲机械振动和波光市赛课公开课一等奖省名师获奖课

关键专题突破第一部分专题六选考部分1/57考点解读高频考点本讲考查重点和热点：①波图象；②波长、波速和频率及其相互关系；③波传输特征；④光折射及全反射；⑤光干涉、衍射及双缝干涉试验；⑥简谐运动规律及振动图象；⑦电磁波相关性质．命题形式基本上都是填空题或选择题与计算题拼盘．2/57在复习本部分内容时应加强对基本概念和规律了解，抓住波传输特点和图象分析、光折射定律和全反射这两条根本，兼顾振动图象和光特征(干涉、衍射、偏振)、光本性，强化经典问题训练，力争掌握处理本部分内容基本方法．备考策略3/57第2讲机械振动和波、光4/57栏目导航2年考情回顾热点题型突破热点题源预测对点规范演练逐题对点特训5/572年考情回顾设问方式①机械波[例](·全国卷乙，34(1)题)(·全国卷丙，34(1)题)(·全国卷甲，34(2)题)(·全国卷Ⅰ，34(2)题)(·全国卷Ⅱ，34(2)题)②电磁波[例](·全国卷Ⅰ，34(1)题)③光折射和全反射[例](·全国卷乙，34(2)题)(·全国卷丙，34(2)题)(·全国卷Ⅱ，34(1)题)④光干涉[例](·全国卷Ⅰ，34(1)题)6/57解题模板从三大关系分析波动问题：(1)波长、波速和周期关系；(2)质点振动方向和波传输方向关系；(3)空间距离和时间关系分析光折射和全反射问题．画出光路图―→找出入射角和折射角―→注意有没有全反射―→应用公式求解。审题关键点对于波动问题要审清波特征量及传输方向，要注意波动图象信息及是否有多解问题，对光折射和全反射问题，要审清入射角折射角，要准确画出光路图，并能正确找出几何关系.7/57命题规律：机械振动在高考命题中普通为选择题，重点考查：(1)振动图象；(2)弹簧振动和单摆两种模型简谐运动；(3)简谐运动相关物理量分析和判断．热点题型突破题型一机械振动8/57方法点拨：1．分析简谐运动中各物理量改变情况技巧(1)分析简谐运动中各物理量改变情况时，一定要以位移为桥梁，位移增大时，振动质点回复力、加速度、势能均增大，速度、动能均减小；反之，则产生相反改变．另外，各物理量均在其值为零时改变方向．(2)分析过程要尤其注意简谐运动周期性和对称性．位移相同时，回复力、加速度、动能、势能能够确定，但速度可能有两个方向，因为周期性，运动时间也不确定．(3)做简谐运动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．9/572．简谐运动中位移随时间改变表示式叫振动方程，普通表示为x＝Asin(ωt＋φ)，从平衡位置开始计时，函数表示式为x＝Asinωt，从最大位移处开始计时，函数表示式为x＝Acosωt.3．简谐运动图象提供信息(1)能够确定振动物体在任一时刻位移．(2)确定振动振幅A和周期T.(3)确定各时刻质点振动方向．判断方法：振动方向能够依据下一时刻位移改变来判定．下一时刻位移若增加，质点振动方向是远离平衡位置；下一时刻位移假如减小，质点振动方向指向平衡位置．10/5711/57AB12/5713/5714/572.如图，一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块组成弹簧振子，该物块是由a、b两个小物块粘在一起组成．物块在光滑水平面上左右振动．振幅为A0，周期为T0，当物块向右经过平衡位置时，a、b之间粘胶脱开；以后小物块a振动振幅和周期分别为A和T，则A____A0，T____T0(填“>”“<”或“＝”)．＜＜15/573.(·南京模拟)在t＝0时刻，质点A开始做简谐运动，其振动图象如图所表示．质点A振动周期是____s；t＝8s时，质点A运动沿y轴____方向(填“正”或“负”)；质点B在波传输方向上与A相距16m．已知波传输速度为2m/s，在t＝9s时，质点B偏离平衡位置位移是____cm.4正1016/57振动分析关键点1．由振动图象可获取信息(1)由图象能够看出质点振动振幅、周期．(2)能够确定某时刻质点离开平衡位置位移。(3)能够确定某时刻质点回复力、加速度和速度方向．①回复力和加速度方向：因回复力总是指向平衡位置，故回复力和加速度方向在图象上总是指向t轴；②速度方向：速度方向能够经过下一时刻位移改变来判定，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．17/5718/57命题规律：在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相互转换与判断；(2)依据波动图象确定波动性征量；(3)波叠加和波多解性判断和分析．题型二机械波19/57方法点拨：1．波动图象描述是在同一时刻，沿波传输方向上各个质点偏离平衡位置位移．在时间上含有周期性、空间上含有重复性和双向性特点．2．深刻了解波动中质点振动．质点振动周期(频率)＝波源周期(频率)＝波传输周期(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、周期单一解或多解表示式．4．分析简谐运动中各物理量改变情况时，一定要以位移为桥梁，位移增大时，振动质点回复力、加速度、势能均增大，速度、动能均减小；反之，则产生相反改变．另外，另矢量均在其值为零时改变方向．20/575．“一分、一看、二找”巧解波动图象与振动图象综合问题(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则为波动图像，横坐标为t则为振动图象．(2)看清横、纵坐标单位，尤其要注意单位前数量级．(3)找准波动图象对应时刻．(4)找准振动图象对应质点．21/571.(·新课标全国卷Ⅰ)甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传输，波速均为v＝25cm/s.两列波在t＝0时波形曲线如图所表示．求：(1)t＝0时，介质中偏离平衡位置位移为16cm全部质点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质点时间．22/57解析：(1)两列波振幅均为8cm，故偏离平衡位置位移为16cm质点应为两列波波峰相遇处质点．依据波形图可知，甲、乙波峰分别出现在以下各处x甲＝(50＋k1×50cm)(k1＝0，±1，±2，±3，…)x乙＝(50＋k2×60cm)(k2＝0，±1，±2，±3，…)综上分析，全部波峰和波峰相遇质点x坐标应为x＝(50＋300n)cm

(n＝0，±1，±2，±3，…)23/5724/57突破点拨(1)由图可知甲、乙两列波波长多大？振幅多大？(2)t＝0时，介质中偏离平衡位置位移为16cm全部质点x坐标应是两列波波峰相遇位置坐标．(3)t＝0时，两波谷之间最小距离是多少？由相向传输速度是多少？25/572.(·新课标全国卷Ⅱ)(多项选择)图甲为一列简谐横波在t＝0.10s时刻波形图，P是平衡位置在x＝1.0m处质点，Q是平衡位置在x＝4.0m处质点；图乙为质点Q振动图象．以下说法正确是________.A．在t＝0.10s时，质点Q向y轴正方向运动B．在t＝0.25s时，质点P加速度方向与y轴正方向相同C．从t＝0.10s到t＝0.25s，该波沿x轴负方向传输了6mD．从t＝0.10s到t＝0.25s，质点P经过旅程为30cmE．质点Q简谐运动表示式为y＝0.10sin10πt(国际单位制)BCE26/5727/573.一列沿x轴正方向传输简谐横波在t＝0时刻波形如图所表示，质点Px坐标为3m．已知任意振动质点连续2次经过平衡位置时间间隔为0.4s．以下说法正确是__________.A．波速为4m/sB．波频率为1.25HzC．x坐标为15m质点在t＝0.6s时恰好位于波谷D．x坐标为22m质点在t＝0.2s时恰好位于波峰E．当质点P位于波峰时，x坐标为17m质点恰好位于波谷BDE28/5729/5730/5731/57题型三光折射与全反射命题规律：光折射和全反射是高考热点，多为计算题，主要考查：(1)折射定律和反射定律应用；(2)全反射现象分析和计算．32/57方法点拨：1．光折射和全反射题型分析思绪(1)确定要研究光线，有时需依据题意，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)明确两介质折射率大小关系．①若光疏→光密：定有反射、折射光线．②若光密→光疏：假如入射角大于或等于临界角，一定会发生全反射．(4)依据反射定律、折射定律列出关系式，结合几何关系，详细求解．33/5734/5735/5736/5737/5738/5739/5740/572.(·长春四模)如图所表示梯形玻璃砖ABCD，∠A＝45°，∠B＝105°，AB边长为L.一束平行于AB边光线由AD边入射，经折射后在AB边中点发生全反射，直接射到BC边，且与BC边成45°角射出玻璃砖．求：(1)玻璃砖折射率；(2)光线在玻璃砖内传输时间．41/5742/5743/573.(·绥化二模)一湖面上有一伸向水面混凝土观景台，如图所表示是截面图，观景台下表面恰好和水面相平，A为观景台右侧面在湖底投影，水深h＝4m．在距观景台右侧面x＝4m处有一可沿竖直方向移动单色点光源S，现该光源从距水面高3m处向下移动到靠近水面过程中，观景台水下被照亮最远距离为AC，最近距离为AB，若AB＝3m，求：(1)水折射率n；(2)光能照亮最远距离AC(计算结果能够保留根号)．44/5745/5746/57求解光学计算题“四点注意”光几何计算题往往是光路现象与光反射、折射、全反射(临界点)及几何图形关系综合问题．处理这类问题应注意以下四个方面：(1)依据题目条件，正确分析可能全反射及临界角．(2)经过分析、计算确定光传输过程中可能折射、反射，把握光“多过程”现象．(3)准确作出光路图．(4)充分考虑三角形、圆特点，利用几何图形中边角关系、三角函数、相同形、全等形等，仔细分析光传输过程中产生几何关系．47/57光波动性与光折射综合热点题源预测考向预测光波动性和光折射是高考命题热点，题型多为选择题，主要考查：(1)光干涉，衍射和偏振现象及对光现象解释；(2)光干涉和衍射在实际中应用；(3)光干涉和衍射与折射综合分析．48/5749/5750/5751/5752/5753/57【变式考法】

(·西安交大附中四模)