《2019版高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題七 選考模塊 第2講 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波 光 電磁波課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019版高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題七 選考模塊 第2講 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波 光 電磁波課件.ppt（69頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第2講機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波光電磁波 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 1 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波 2 光電磁波 1 分析簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的技巧 1 物理量變化分析 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 2 矢量方向分析 矢量均在其值為零時(shí)改變方向 2 波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向判斷方法 1 上下坡 法 沿波的傳播方向 上坡 時(shí)質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng) 下坡 時(shí)質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng) 2 同側(cè) 法 波形圖上某點(diǎn)表示傳播方向和振動(dòng)方向的箭頭在圖線同側(cè) 3 微平移 法 將波形沿傳播方向進(jìn)行微小的平移 再通過因波形平移引起質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向來確定 規(guī)律方法 3 幾何光學(xué)臨界問題的分析畫出正確的光路圖 從圖中找出各種幾何關(guān)系 利用好光路圖中的臨界光線 準(zhǔn)確地判斷出恰好發(fā)生全反射的臨界條件 4 數(shù)學(xué)知識(shí) 1 平行線 三角形 圓等有關(guān)幾何定理 2 三角函數(shù)知識(shí) 3 相似三角形的性質(zhì) 4 勾股定理 5 正弦 余弦定理 5 數(shù)理轉(zhuǎn)化幾何光學(xué)的求解通常要畫出臨界光線與邊界光線 用相關(guān)的幾何知識(shí)與數(shù)學(xué)方法進(jìn)行求解 典例1 2018 全國(guó)卷 34 1 5分 聲波在空氣中的傳播速度為340m s 在鋼鐵中的傳播速度為4900m s 一平直橋由鋼鐵制成 某同學(xué)用錘子敲擊一下橋的一端發(fā)出聲音 分別經(jīng)空氣和橋傳到另一端的時(shí)間之差為1 00s 橋的長(zhǎng)度為 m 若該聲波在空氣中的波長(zhǎng)為 則它在鋼鐵中的波長(zhǎng)為 的 倍 振動(dòng) 或波動(dòng) 與光的折射 全反射的組合 2 10分 如圖1 ABC是一直角三棱鏡的橫截面 A 90 B 60 一細(xì)光束從BC邊的D點(diǎn)折射后 射到AC邊的E點(diǎn) 發(fā)生全反射后經(jīng)AB邊的F點(diǎn)射出 EG垂直于AC交BC于G D恰好是CG的中點(diǎn) 不計(jì)多次反射 圖1 求出射光相對(duì)于D點(diǎn)的入射光的偏角 為實(shí)現(xiàn)上述光路 棱鏡折射率的取值應(yīng)在什么范圍 2 光線在BC面上折射 由折射定律有sini1 nsinr1 式中 n為棱鏡的折射率 i1和r1分別是該光線在BC面上的入射角和折射角 光線在AC面上發(fā)生全反射 由反射定律有i2 r2 式中i2和r2分別是該光線在AC面上的入射角和反射角 光線在AB面上發(fā)生折射 由折射定律有nsini3 sinr3 式中i3和r3分別是該光線在AB面上的入射角和折射角 由幾何關(guān)系得i2 r2 60 r1 i3 30 F點(diǎn)的出射光相對(duì)于D點(diǎn)的入射光的偏角為 r1 i1 180 i2 r2 r3 i3 由 式得 60 光線在AC面上發(fā)生全反射 光線在AB面上不發(fā)生全反射 有nsini2 nsinC nsini3 式中C是全反射臨界角 滿足nsinC 1 典例2 2018 全國(guó)卷 34 1 5分 一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播 在t 0和t 0 20s時(shí)的波形分別如圖2中實(shí)線和虛線所示 已知該波的周期T 0 20s 下列說法正確的是 填正確答案標(biāo)號(hào) 選對(duì)1個(gè)得2分 選對(duì)2個(gè)得4分 選對(duì)3個(gè)得5分 每選錯(cuò)1個(gè)扣3分 最低得分為0分 圖2 A 波速為0 40m sB 波長(zhǎng)為0 08mC x 0 08m的質(zhì)點(diǎn)在t 0 70s時(shí)位于波谷D x 0 08m的質(zhì)點(diǎn)在t 0 12s時(shí)位于波谷E 若此波傳入另一介質(zhì)中其波速變?yōu)? 80m s 則它在該介質(zhì)中的波長(zhǎng)為0 32m 2 10分 如圖3 某同學(xué)在一張水平放置的白紙上畫了一個(gè)小標(biāo)記 圖中O點(diǎn) 然后用橫截面為等邊三角形ABC的三棱鏡壓在這個(gè)標(biāo)記上 小標(biāo)記位于AC邊上 D位于AB邊上 過D點(diǎn)做AC邊的垂線交AC于F 該同學(xué)在D點(diǎn)正上方向下順著直線DF的方向觀察 恰好可以看到小標(biāo)記的像 過O點(diǎn)做AB邊的垂線交直線DF于E DE 2cm EF 1cm 求三棱鏡的折射率 不考慮光線在三棱鏡中的反射 圖3 2 過D點(diǎn)作AB邊的法線NN 連接OD 則 ODN 為O點(diǎn)發(fā)出的光線在D點(diǎn)的入射角 設(shè)該光線在D點(diǎn)的折射角為 如圖所示 根據(jù)折射定律有nsin sin 式中n為三棱鏡的折射率 由幾何關(guān)系可知 60 EOF 30 在 OEF中有EF OEsin EOF 由 式和題給條件得OE 2cm 根據(jù)題給條件可知 OED為等腰三角形 有 30 1 1 5分 波源S在t 0時(shí)刻從平衡位置開始向上振動(dòng) 形成向左 右兩側(cè)傳播的簡(jiǎn)諧橫波 S a b c和a b c 是沿波傳播方向上的間距為1m的6個(gè)質(zhì)點(diǎn) t 0時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)均處于平衡位置 如圖4所示 已知波的傳播速度為8m s 當(dāng)t 0 125s時(shí)波源S第一次達(dá)最高點(diǎn) 則 填正確答案標(biāo)號(hào) 選對(duì)1個(gè)得2分 選對(duì)2個(gè)得4分 選對(duì)3個(gè)得5分 每選錯(cuò)1個(gè)扣3分 最低得分為0分 圖4 A 任意時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c與質(zhì)點(diǎn)c 振動(dòng)狀態(tài)完全相同B t 0 28s時(shí)質(zhì)點(diǎn)a的速度正在減小C t 2 375s時(shí)質(zhì)點(diǎn)b 處于波谷D 波傳到c點(diǎn)時(shí) 質(zhì)點(diǎn)c開始向上振動(dòng)E 若波源S向距它40m的接收器勻速靠近 接收器接收到的頻率將大于2Hz 圖5 2 延長(zhǎng)ab 過P作ab的垂線交于c 連接PS1與液面交點(diǎn)為O 設(shè)折射角為i1 入射角為i2 2 1 5分 在做 用單擺測(cè)定重力加速度 的實(shí)驗(yàn)中 下列說法正確的是 填正確答案標(biāo)號(hào) 選對(duì)1個(gè)得2分 選對(duì)2個(gè)得4分 選對(duì)3個(gè)得5分 每選錯(cuò)1個(gè)扣3分 最低得分為0分 圖6 A 用擺線長(zhǎng)作為擺長(zhǎng) 測(cè)出的重力加速度值會(huì)偏小B 在同質(zhì)量的鋁球和銅球中選擇 應(yīng)選擇鋁球作為擺球C 取單擺擺角小于5 進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 是為了減小實(shí)驗(yàn)的偶然誤差D 擺球運(yùn)動(dòng)經(jīng)過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí) 用機(jī)械秒表測(cè)得經(jīng)過40個(gè)周期的時(shí)間如圖6所示 則此單擺周期為1 81sE 測(cè)量單擺振動(dòng)40個(gè)周期的時(shí)間除以40算出的周期與直接測(cè)量振動(dòng)1個(gè)周期的時(shí)間相比 是為了減小實(shí)驗(yàn)的偶然誤差 圖7 2 光線在介質(zhì)中的光路圖如圖所示 3 1 5分 如圖8所示 一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播 t 0時(shí)的波形如圖所示 此時(shí)波剛好傳到x 5m處的P點(diǎn) t 1 2s時(shí)x 6m處Q點(diǎn)第一次有沿y軸正方向的最大速度 則以下說法正確的是 填正確答案標(biāo)號(hào) 選對(duì)1個(gè)得2分 選對(duì)2個(gè)得4分 選對(duì)3個(gè)得5分 每選錯(cuò)1個(gè)扣3分 最低得分為0分 圖8 圖9 紅光從哪些面射出 射出的光線在光屏上能接收到嗎 如果能接收到 紅光射到屏上的位置距A點(diǎn)的距離是多少 如果光屏能接收到紅光 求紅光從射入該材料磚到光屏接收到紅光的時(shí)間 2 如圖所示 光射向半圓形玻璃磚的圓心O時(shí)在半圓內(nèi)不改變傳播方向 射到AC邊時(shí)入射角是30 說明全反射的臨界角大于30 由此可知紅光在AC面發(fā)生反射和折射 由幾何關(guān)系可知反射光線垂直BA邊射出 與光屏無交點(diǎn) 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 若光疏 光密 定有反射 折射光線 若光密 光疏 如果入射角大于或等于臨界角 一定發(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 聯(lián)立求解 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 典例 2018 全國(guó)卷 34 1 5分 如圖10 ABC為一玻璃三棱鏡的橫截面 A 30 一束紅光垂直AB邊射入 從AC邊上的D點(diǎn)射出 其折射角為60 則玻璃對(duì)紅光的折射率為 若改用藍(lán)光沿同一路徑入射 則光線在D點(diǎn)射出時(shí)的折射角 填 小于 等于 或 大于 60 光學(xué)基本知識(shí)與波動(dòng) 或振動(dòng) 的組合 圖10 圖11 波速及波的傳播方向 質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置的x坐標(biāo) 1 1 5分 如圖12所示 一束復(fù)色光射到三棱鏡上 從三棱鏡另一面射出兩單色光A B 兩種色光中折射率較小的是 如果增大入射角 則先發(fā)生全反射的是 如果A B兩種光使用同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn) 條紋間距較大的是 圖12 2 10分 一列簡(jiǎn)諧波沿x軸正方向傳播 該波在t 1 0s時(shí)的圖象如圖13甲所示 介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象如圖乙所示 求 圖13 該列簡(jiǎn)諧波的波速v 在0 10s時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)M的路程s和位移 2 1 5分 圖示14為 用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng) 的實(shí)驗(yàn)裝置 從左到右依次放置 光源 紅色濾光片 遮光筒 光屏 下列說法正確的是 填正確答案標(biāo)號(hào) 選對(duì)1個(gè)得2分 選對(duì)2個(gè)得4分 選對(duì)3個(gè)得5分 每選錯(cuò)1個(gè)扣3分 最低得分為0分 圖14 2 10分 在圖15甲中 輕彈簧上端固定 下端系一質(zhì)量為m 0 2kg的小球 現(xiàn)讓小球在豎直方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 小球從最高點(diǎn)釋放時(shí)開始計(jì)時(shí) 小球相對(duì)平衡位置的位移y隨時(shí)間t按正弦規(guī)律變化 如圖乙所示 取g 10m s2 圖15 寫出小球相對(duì)平衡位置的位移y的表達(dá)式 求0 9 2s內(nèi)小球的總路程s 并指出t 9 2s時(shí)小球的位置 2 由題圖乙可知 周期T 0 8s振幅A 0 1m 3 1 5分 如圖16所示 等邊三角形AOB為透明柱狀介質(zhì)的橫截面 一束單色光PQ平行于角平分線OM射向OA 在界面OA發(fā)生折射 折射光線平行于OB且恰好射到M點(diǎn) 不考慮反射光線 則 填正確答案標(biāo)號(hào) 選對(duì)1個(gè)得2分 選對(duì)2個(gè)得4分 選對(duì)3個(gè)得5分 每選錯(cuò)1個(gè)扣3分 最低得分為0分 圖16 2 10分 如圖17所示 虛線是一列簡(jiǎn)諧橫波在t 0時(shí)刻的波形 實(shí)線是這列波在t 1s時(shí)刻的波形 圖17 若波沿x軸正方向傳播 則從t 1s時(shí)刻開始 x 3m處的質(zhì)點(diǎn)第一次回到平衡位置需要的時(shí)間最長(zhǎng)為多少 若波速大小為75m s 則波的傳播方向如何 2 由圖象可知 波長(zhǎng) 8m當(dāng)波沿x軸正方向傳播時(shí) 波在 t 1s內(nèi)傳播距離為 當(dāng)波沿x軸負(fù)方向傳播時(shí) 波在 t 1s內(nèi)傳播距離為s 8n 3 m 其中n 0 1 2 若波速大小為75m s 則1s內(nèi)波傳播的距離s vt 75 1m 75m因?yàn)閟 75m 9 8 3 m 所以波沿x軸負(fù)方向傳播 答案 1 ABD 2 0 2s x軸負(fù)方向 1 巧解波動(dòng)圖象與振動(dòng)圖象綜合問題的基本方法采用 一分 一看 二找 的方法 2 波的多解問題的分析思路 典例 1 5分 關(guān)于電磁波 下列說法正確的是 填正確答案標(biāo)號(hào) 選對(duì)1個(gè)得2分 選對(duì)2個(gè)得4分 選對(duì)3個(gè)得5分 每選錯(cuò)1個(gè)扣3分 最低得分為0分 A 電磁波有偏振現(xiàn)象B 電磁波是一種縱波 是麥克斯韋發(fā)現(xiàn)的C 電磁波由空氣進(jìn)入水中時(shí) 波速變小 波長(zhǎng)變短D 采用閉合電路 才能使振蕩電路有效地向空間輻射電磁波E 在場(chǎng)強(qiáng)E 200sin106t N C 的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生磁場(chǎng) 并能向遠(yuǎn)處傳播形成電磁波 電磁波 相對(duì)論與光學(xué)或機(jī)械波的組合 2 10分 某同學(xué)用激光筆做測(cè)定某透明體的折射率實(shí)驗(yàn) 透明體的截面如圖18所示的直角三角形 B 60 BC 6cm 他先將激光筆發(fā)出的光線PQ始終對(duì)準(zhǔn)AC邊上的Q點(diǎn) 讓PQ與QA的夾角從90 緩慢減小 同時(shí)在AB邊的左側(cè)觀察 當(dāng)PQ與QA的夾角為 時(shí) 剛好看不到出射光線 此時(shí)光線從BC邊中點(diǎn)N射出 射出的光線剛好與BC垂直 已知光在真空中的傳播速度c 3 0 108m s 求 透明體的折射率n和cos 的值 光在透明體中的傳播時(shí)間t 圖18 解析 1 電磁波是麥克斯韋預(yù)言的 赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在 電磁波是橫波 橫波有偏振現(xiàn)象 選項(xiàng)A正確 B錯(cuò)誤 電磁波由空氣進(jìn)入水中時(shí) 頻率f不變 波速v變小 由v f得 波長(zhǎng) 變短 選項(xiàng)C正確 采用開放電路 才能使振蕩電路有效地向空間輻射電磁波 選項(xiàng)D錯(cuò)誤 場(chǎng)強(qiáng)E 200sin106t N C 即該電場(chǎng)是周期性變化的電場(chǎng) 周圍一定會(huì)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場(chǎng) 并能向遠(yuǎn)處傳播形成電磁波 選項(xiàng)E正確 由幾何關(guān)系知 B 60 1 5分 下列說法正確的是 填正確答案標(biāo)號(hào) 選對(duì)1個(gè)得2分 選對(duì)2個(gè)得4分 選對(duì)3個(gè)得5分 每選錯(cuò)1個(gè)扣3分 最低得分為0分 A 在真空中傳播的電磁波 當(dāng)它的頻率增加時(shí) 它的傳播速度不變 波長(zhǎng)變短B 手機(jī) 電視 光纖通信都是通過電磁波來傳遞信息的C 醫(yī)院中用于檢查病情的 B超 是利用了電磁波的反射原理D 車站 機(jī)場(chǎng)安全檢查時(shí) 透視 行李箱的安檢裝置是利用紅外線實(shí)現(xiàn)成像的E 電磁波中電場(chǎng)能量最大時(shí) 磁場(chǎng)能量為零 磁場(chǎng)能量最大時(shí) 電場(chǎng)能量為零 2 從坐標(biāo)原點(diǎn)產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播 t 0時(shí)刻的波形圖如圖19所示 此時(shí)波剛好傳播到M點(diǎn) x 1m處的質(zhì)點(diǎn)P的位移為10cm 再經(jīng) t 0 1s 質(zhì)點(diǎn)P第一次回到平衡位置 圖19 求波源的振動(dòng)周期 從t 0時(shí)刻起經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間位于x 81m處的質(zhì)點(diǎn)N 圖中未畫出 第一次到達(dá)波峰位置 并求出在此過程中質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程 解析 1 在真空中傳播的電磁波 傳播速度等于光速 當(dāng)它的頻率增加時(shí) 波長(zhǎng)變短 選項(xiàng)A正確 手機(jī) 電視 光纖通信都是通過電磁波來傳遞信息的 選項(xiàng)B正確 醫(yī)院中用于檢查病情的 B超 是利用了超聲波的反射原理 選項(xiàng)C錯(cuò)誤 車站 機(jī)場(chǎng)安全檢查時(shí) 透視 行李箱的安檢裝置是利用X射線實(shí)現(xiàn)成像的 選項(xiàng)D錯(cuò)誤 振蕩電場(chǎng)和磁場(chǎng)向外傳播 形成電磁波 所以電磁波中電場(chǎng)能量最大時(shí) 磁場(chǎng)能量為零 磁場(chǎng)能量最大時(shí) 電場(chǎng)能量為零 選項(xiàng)E正確 在此過程中質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程為s 6 5 4A 6 5 4 0 2m 5 2m 答案 1 ABE 2 1 2s 7 8s5 2m