《 备考指南 物理 》课件-第12章 章末核心素养

机械振动和光学第十二章章末核心素养素养一机械振动和光学必备1．必须夯实的“12个概念、6个公式和定律、3个实验”(1)弹簧振子、单摆、振幅、波长、波速、电磁波、折射率、临界角、干涉、衍射、多普勒效应、偏振．(2)简谐运动的规律、单摆周期公式、波的形成和传播规律、波速的计算公式、折射定律、干涉条纹间距的计算公式．(3)测量玻璃的折射率、测量重力加速度、测量光的波长．2．辨析“易混易错点”(1)简谐运动具有周期性和对称性，弹簧振子的回复力不一定等于弹簧的弹力 (

)(2)单摆的周期与摆球的质量和振幅无关 (

)(3)波的传播过程中，质点不随波迁移 (

)(4)由于波的周期性和传播方向的不确定会产生多解问题 (

)(5)在波的干涉现象中，振动加强的地方始终加强，但加强点的位移并不总是最大 (

)(6)在多普勒效应中，波源的频率并没有变化 (

)(7)光发生全反射的条件是只需从光密介质进入光疏介质 (

)×√√√√√×素养二波动和光学迁移应用题型1简谐运动过程中各物理量的变化例1

(多选)一单摆做简谐运动，在偏角增大的过程中，摆球的

(

)A．位移增大 B．速度增大C．回复力增大 D．机械能增大【答案】AC【解析】由简谐运动的特点可知，当偏角增大，摆球偏离平衡位置的位移增大，故A正确．当偏角增大，动能转化为重力势能，所以速度减小，故B错误．由回复力F＝－kx可知，位移增大回复力增大，故C正确．单摆做简谐运动过程中只有重力做功，所以机械能守恒，故D错误．通型通法(1)题型特征：简谐运动过程中各物理量的变化．(2)思维导引①简谐运动的位移与回复力的关系是简谐运动过程中的加速度、速度和能量转化的桥梁．②回复力、加速度、势能与位移成正相关关系，速度、动能与位移成负相关关系．③位移、加速度在平衡位置改变方向，速度在最大位移处改变方向．【答案】ABC题型3波动与质点振动的综合分析例3一列简谐横波某时刻的波形如图所示．比较介质中的三个质点a、b、c，则 (

)A．此刻a的加速度最小B．此刻b的速度最小C．若波沿x轴正方向传播，此刻b向y轴正方向运动D．若波沿x轴负方向传播，a比c先回到平衡位置【答案】C【解析】沿波的传播方向，波上各质点振动方向满足“上坡向下，下坡向上”．若波沿x轴正方向传播，b质点处在下坡位置，所以沿y轴正方向运动，故C正确．质点的加速度与位移的关系满足F＝－kx＝ma，由此可知位移越大加速度越大，质点a的加速度最大，故A错误．根据能量守恒可以知道，越靠近平衡位置速度越大，质点b的速度最大，故B错误．若波沿x轴负方向传播，质点a经过四分之一周期回到平衡位置，质点c向上运动．回到平衡位置的时间小于四分之一周期，故D错误．A．质点Q的振动图像与图乙相同B．在t＝0时刻，质点P的速率比质点Q的大C．在t＝0时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大D．平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图乙所示【答案】CD在t＝0时刻，质点P正位于波谷，质点P的速度为0，加速度最大，与其平衡位置的距离最大，质点Q正在平衡位置，速率最大，加速度最小，与其平衡位置的距离最小，故在t＝0时刻质点P的速率比质点Q的小，质点P的加速度的大小比质点Q的大，质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大，故B错误，C正确．通型通法(1)题型特征：振动图像与波的图像的综合应用．(2)思维导引题型5波动的周期性例5

(多选)一列简谐横波沿x轴传播，已知x轴上x1＝1m和x2＝7m处质点的振动图像分别如图甲、图乙所示．则此列波的传播速率可能是 (

)A．7m/s B．2m/sC．1.2m/s D．1m/s【答案】BC题型6波的干涉例6

(多选)水槽中，与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上．振动片做简谐振动时，两根细杆周期性触动水面形成两个波源．两波源发出的波在水面上相遇，在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样．关于两列波重叠区域内水面上振动的质点，下列说法正确的是

(

)A．不同质点的振幅都相同B．不同质点振动的频率都相同C．不同质点振动的相位都相同D．不同质点振动的周期都与振动片的周期相同E．同一质点处，两列波的相位差不随时间变化【答案】BDE【解析】两列波叠加形成稳定的干涉现象的条件是两列波的频率相同，B正确．任何质点都在按照相同的频率在振动，不同区域的质点振幅和相位不一定相同，A、C错误．各质点振动的频率与波源频率相同，波源振动频率又与振动片的振动频率相同，同一质点处，两列波的相位差由两列波的初相位及周期决定，而两列波的初相位及周期是不随时间变化的，因此，两列波的相位差也是不随时间变化的，故D、E正确．题型7波的衍射例7

(多选)如图所示是一演示波的衍射的装置，S为在水面上振动的波源，M、N是水面上的两块挡板，其中N板可以移动，两板中间有一狭缝．此时测得图中A处水没有振动．为了使A处的水也能发生振动．下列措施可行的是 (

)A．使波源的振动频率增大B．使波源的振动频率减小C．移动N板使狭缝的间距增大D．移动N板使狭缝的间距减小【答案】BD【解析】使波源的振动频率减小可以增大波的波长，移动N板使狭缝的间距减小，这两项都能满足波的波长比狭缝的尺寸小或相差不多的衍射条件，B、D正确，A、C错误．通型通法(1)题型特征：波的衍射．(2)思维导引①波能绕过障碍物继续传播的条件是障碍物或小孔的尺寸比波长小或相差不多．②可通过减小波源的振动频率或移动N板减小狭缝的间距以满足明显衍射的条件．题型8光的全反射例8如图所示，某L形透明材料的折射率n＝2.现沿AB方向切去一角，AB与水平方向的夹角为θ.为使水平方向的光线射到AB面时不会射入空气，求θ的最大值．题型9光的偏振例9

(多选)关于光的偏振，下列说法正确的是 (

)A．自然光通过偏振片后就得到偏振光B．拍摄水面下的景物时，加偏振片可使像更清晰C．所有的波都具有偏振现象D．立体电影是应用光的偏振的一个实例E．自然光射到两种介质的界面上，折射光是偏振光，反射光不是偏振光【答案】ABD【解析】自然光通过偏振片后，从而得到在某一方向振动的光，这就是偏振光，A正确．拍摄水面下的景物时，为防止反射光，所以在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响，B正确．只有横波才能发生光的偏振现象，C错误．立体电影的制作利用了光的偏振现象，放映的时候也是用双镜头放映机，其中每个镜头前放有偏振方向不同的偏振光片，观众戴的眼镜上也有相对应方向的偏振光片，这样每只眼睛就只能看到一个镜头所投影的图像，D正确．自然光是在垂直于传播方向上的沿一切方向振动且各个方向振动的光波强度都相同，透过一个偏振片后就成为偏振光．偏振光经过一个偏振片后仍是偏振光，E错误．题型10光的干涉和衍射的比较例10利用图a所示的装置(示意图)观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图b中甲和乙两种图样．下列关于P处放置的光学元件的说法正确的是

(

)A．甲对应单缝，乙对应双缝B．甲对应双缝，乙对应单缝C．都是单缝，甲对应的缝宽较大D．都是双缝，甲对应的双缝间距较大【答案】A【解析】单缝衍射图样为中央亮条纹最宽最亮，往两边变窄；双缝干涉图样是明暗相间的条纹，条