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核心專題突破,第一部分,,,,專題六 選考部分,第2講 機(jī)械振動(dòng)和波 光,,,,,欄目導(dǎo)航,,,,,,,,題型一 機(jī)械振動(dòng),命題規(guī)律 機(jī)械振動(dòng)在高考命題中一般為選擇題，重點(diǎn)考查：(1)振動(dòng)圖象；(2)彈簧振動(dòng)和單擺兩種模型的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)；(3)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的有關(guān)物理量分析和判斷．,方法點(diǎn)撥 1．分析簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中各物理量的變化情況的技巧 (1)分析簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中各物理量的變化情況時(shí)，一定要以位移為橋梁，位移增大時(shí)，振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的回復(fù)力、加速度、勢(shì)能均增大，速度、動(dòng)能均減??；反之，則產(chǎn)生相反的變化．另外，各物理量均在其值為零時(shí)改變方向． (2)分析過程要特別注意簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期性和對(duì)稱性．位移相同時(shí)，回復(fù)力、加速度、動(dòng)能、勢(shì)能可以確定，但速度可能有兩個(gè)方向，由于周期性，運(yùn)動(dòng)時(shí)間也不確定． (3)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體經(jīng)過平衡位置時(shí)，回復(fù)力一定為零，但所受合外力不一定為零，如單擺．,2．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中位移隨時(shí)間變化的表達(dá)式叫振動(dòng)方程，一般表示為x＝Asin(ωt＋φ)，從平衡位置開始計(jì)時(shí)，函數(shù)表達(dá)式為x＝Asin ωt，從最大位移處開始計(jì)時(shí)，函數(shù)表達(dá)式為x＝Acos ωt. 3．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象提供的信息 (1)可以確定振動(dòng)物體在任一時(shí)刻的位移． (2)確定振動(dòng)的振幅A和周期T. (3)確定各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向．判斷方法：振動(dòng)方向可以根據(jù)下一時(shí)刻位移的變化來(lái)判定．下一時(shí)刻位移若增加，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向是遠(yuǎn)離平衡位置；下一時(shí)刻位移如果減小，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向指向平衡位置．,1. (多選)如圖，輕彈簧上端固定，下端連接一小物塊，物塊沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．以豎直向上為正方向，物塊簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y＝0.1sin(2.5πt)m.t＝0時(shí)刻，一小球從距物體h高處自由落下；t＝0.6 s時(shí)，小球恰好與物塊處于同一高度．重力加速度的大小g取10 m/s2.以下判斷正確的是( ) A．h＝1.7 m B．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期是0.8 s C．0.6 s內(nèi)物塊運(yùn)動(dòng)的路程是0.2 m D．t＝0.4 s時(shí)，物塊與小球運(yùn)動(dòng)方向相反,AB,,突破點(diǎn)撥 (1)先計(jì)算t＝0.6 s時(shí)物塊運(yùn)動(dòng)的位移，進(jìn)而確定小球下落的高度跟物塊的位移關(guān)系． (2)由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的方程可以確定振動(dòng)的特征量． (3)明確0.6 s內(nèi)的運(yùn)動(dòng)路程跟振幅A之間的關(guān)系．,,2. (2017·北京卷))某彈簧振子沿x軸的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象如圖所示．下列描述正確的是( ),A,,A．t＝1 s時(shí)，振子的速度為零，加速度為負(fù)的最大值 B．t＝2 s時(shí)，振子的速度為負(fù)，加速度為正的最大值 C．t＝3 s時(shí)，振子的速度為負(fù)的最大值，加速度為零 D．t＝4 s時(shí)，振子的速度為正，加速度為負(fù)的最大值,解析 由圖象可知，t＝1 s和t＝3 s時(shí)振子在最大的位移處，速度為零，加速度分別為負(fù)向量大值、正向最大值；而t＝2 s和t＝4 s時(shí)振子在平衡位置，加速度為零，而速度分別為負(fù)向最大、正向最大．綜上所述，A項(xiàng)說法正確．,B,振動(dòng)的分析要點(diǎn) (1)由振動(dòng)圖象可獲取的信息 ①由圖象可以看出質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅、周期． ②可以確定某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移． ③可以確定某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的回復(fù)力、加速度和速度的方向． a．回復(fù)力和加速度的方向：因回復(fù)力總是指向平衡位置，故回復(fù)力和加速度的方向在圖象上總是指向t軸； b．速度的方向：速度的方向可以通過下一時(shí)刻位移的變化來(lái)判定，若下一時(shí)刻位移增加，速度方向就是遠(yuǎn)離t軸；若下一時(shí)刻位移減小，速度方向就是指向t軸．,,題型二 機(jī)械波,命題規(guī)律 機(jī)械波在高考命題既可能是選擇題，也可能是計(jì)算題，主要考查：(1)波動(dòng)圖象和振動(dòng)圖象的相互轉(zhuǎn)換與判斷；(2)根據(jù)波動(dòng)圖象確定波動(dòng)性特征量；(3)波的疊加和波的多解性判斷和分析．,方法點(diǎn)撥 1．波動(dòng)圖象描述的是在同一時(shí)刻，沿波的傳播方向上的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移．在時(shí)間上具有周期性、空間上具有重復(fù)性和雙向性的特點(diǎn)． 2．深刻理解波動(dòng)中的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期(頻率)＝波源的周期(頻率)＝波的傳播周期(頻率)． 3．要畫好、用好振動(dòng)圖象，并正確地與實(shí)際情景相對(duì)應(yīng)．要正確畫出波形圖，準(zhǔn)確寫出波形平移距離、質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)間與波長(zhǎng)、周期的單一解或多解表達(dá)式． 4．分析簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中各物理量的變化情況時(shí)，一定要以位移為橋梁，位移增大時(shí)，振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的回復(fù)力、加速度、勢(shì)能均增大，速度、動(dòng)能均減小；反之，則產(chǎn)生相反的變化．另外，各矢量均在其值為零時(shí)改變方向．,5．“一分、一看、二找”巧解波動(dòng)圖象與振動(dòng)圖象的綜合問題 (1)分清振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象，只要看清橫坐標(biāo)即可．橫坐標(biāo)為x則為波動(dòng)圖象，橫坐標(biāo)為t則為振動(dòng)圖象． (2)看清橫、縱坐標(biāo)的單位，尤其要注意單位前的數(shù)量級(jí)． (3)找準(zhǔn)波動(dòng)圖象對(duì)應(yīng)的時(shí)刻． (4)找準(zhǔn)振動(dòng)圖象對(duì)應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)．,1．甲、乙兩列簡(jiǎn)諧橫波在同一介質(zhì)中分別沿x軸正向和負(fù)向傳播，波速均為v＝25 cm/s.兩列波在t＝0時(shí)的波形曲線如圖所示．求： (1)t＝0時(shí)，介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16 cm的所有質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)； (2)從t＝0開始，介質(zhì)中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為－16 cm的質(zhì)點(diǎn)的時(shí)間．,,突破點(diǎn)撥 (1)由圖可知甲、乙兩列波的波長(zhǎng)和振幅． (2)t＝0時(shí)，介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16 cm的所有質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)應(yīng)是兩列波的波峰相遇的位置坐標(biāo)． (3)明確t＝0時(shí)，兩波谷之間的最小距離是由相向傳播確定速度．,,解析 (1)兩列波的振幅均為8 cm，故偏離平衡位置位移為16 cm的質(zhì)點(diǎn)應(yīng)為兩列波的波峰相遇處的質(zhì)點(diǎn)． 根據(jù)波形圖可知，甲、乙的波峰分別出現(xiàn)在以下各處 x甲＝(50＋k1×50) cm， (k1＝0，±1，±2，±3，……) x乙＝(50＋k2×60) cm， (k2＝0，±1，±2，±3，……) 綜上分析，所有波峰和波峰相遇的質(zhì)點(diǎn)x坐標(biāo)應(yīng)為 x＝(50＋300n) cm. (n＝0，±1，±2，±3，……),答案 (1)x＝(50＋300n) cm (n＝0，±1，±2，±3，……) (2)0.1 s,2. (2016·全國(guó)卷Ⅲ)(多選)由波源S形成的簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中向左、右傳播．波源振動(dòng)的頻率為20 Hz，波速為16 m/s.已知介質(zhì)中P、Q兩質(zhì)點(diǎn)位于波源S的兩側(cè)，且P、Q和S的平衡位置在一條直線上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之間則距離分別為15.8 m、14.6 m．P、Q開始振動(dòng)后，下列判斷正確的是( ) A．P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向始終相同 B．P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向始終相反 C．當(dāng)S恰好通過平衡位置時(shí)，P、Q兩點(diǎn)也正好通過平衡位置 D．當(dāng)S恰好通過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，P在波峰 E．當(dāng)S恰好通過平衡位置向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，Q在波峰,BDE,,,,題型三 光的折射與全反射,命題規(guī)律 光的折射和全反射是高考的熱點(diǎn)，多為計(jì)算題，主要考查：(1)折射定律和反射定律的應(yīng)用；(2)全反射現(xiàn)象的分析和計(jì)算．,方法點(diǎn)撥 1．光的折射和全反射題型的分析思路 (1)確定要研究的光線，有時(shí)需根據(jù)題意，分析、尋找臨界光線、邊界光線為研究對(duì)象． (2)找入射點(diǎn)，確認(rèn)界面，并畫出法線． (3)明確兩介質(zhì)折射率的大小關(guān)系． ①若光疏→光密：定有反射、折射光線． ②若光密→光疏：如果入射角大于或等于臨界角，一定會(huì)發(fā)生全反射． (4)根據(jù)反射定律、折射定律列出關(guān)系式，結(jié)合幾何關(guān)系，具體求解．,,,(1)求池內(nèi)的水深； (2)一救生員坐在離池邊不遠(yuǎn)處的高凳上，他的眼睛到池面的高度為2.0 m．當(dāng)他看到正前下方的點(diǎn)光源A時(shí)，他的眼睛所接受的光線與豎直方向的夾角恰好為45°.求救生員的眼睛到池邊的水平距離．(結(jié)果保留1位有效數(shù)字),,答案 (1)2.6 m (2)0.7 m,,答案 150°,求解光學(xué)計(jì)算題的“四點(diǎn)注意” 光的幾何計(jì)算題往往是光路現(xiàn)象與光的反射、折射、全反射(臨界點(diǎn))及幾何圖形關(guān)系的綜合問題．解決此類問題應(yīng)注意以下四個(gè)方面： (1)依據(jù)題目條件，正確分析可能的全反射及臨界角． (2)通過分析、計(jì)算確定光傳播過程中可能的折射、反射，把握光的“多過程”現(xiàn)象． (3)準(zhǔn)確作出光路圖． (4)充分考慮三角形、圓的特點(diǎn)，運(yùn)用幾何圖形中的邊角關(guān)系、三角函數(shù)、相似形、全等形等，仔細(xì)分析光傳播過程中產(chǎn)生的幾何關(guān)系．,光的波動(dòng)性與光的折射的綜合,【預(yù)測(cè)】如圖所示，兩束單色光a、b從水下射向A點(diǎn)后，光線經(jīng)折射合成一束光c，則下列說法中正確的是( ) A．用同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置分別以a、b光做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距 B．用a、b光分別做單縫衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，它們的衍射條紋寬度都是均勻的 C．在水中a光的速度比b光的速度小 D．a(chǎn)光在水中的臨界角大于b光在水中的臨界角 E．a(chǎn)光的頻率小于b光的頻率,,思維導(dǎo)航,,答案 AD,【變式考法】 (2017·陜西西安交大附中四模)如圖所示，OBCD為半圓柱體玻璃的橫截面，OD為直徑，一束由紅光和紫光組成的復(fù)色光沿AO方向從真空斜射入玻璃，B、C點(diǎn)為兩單色光的射出點(diǎn)(設(shè)光線在B、C處未發(fā)生全反射)．已知從B點(diǎn)射出的單色光由O到B的傳播時(shí)間為t. (1)若OB、OC兩束單色光在真空中的波長(zhǎng)分別為λB、λC，試比較λB、λC的大??； (2)求從C點(diǎn)射出的單色光由O到C的傳播時(shí)間tC.,,解析 (1)由于光線OB偏折比光線OC偏折更多，所以O(shè)B光的折射率較大，波長(zhǎng)較短，即有λB＜λC.,答案 (1)λB＜λC (2)t,適用對(duì)象：高中學(xué)生,制作軟件：Powerpoint2003、 Photoshop cs3,運(yùn)行環(huán)境：WindowsXP以上操作系統(tǒng),