《高考物理大二輪總復(fù)習(xí) 增分策略 專題八 第2講 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 光課件（選考部分）.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理大二輪總復(fù)習(xí) 增分策略 專題八 第2講 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 光課件（選考部分）.ppt（49頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

專題八選考部分 3 3 3 4 3 5 高考題型1機(jī)械振動(dòng) 高考題型2機(jī)械波 高考題型3光的折射和全反射 高考題型4光的幾種特有現(xiàn)象 欄目索引 第2講機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波光 高考題型1機(jī)械振動(dòng) 解題方略 1 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性 振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在關(guān)于平衡位置對(duì)稱的兩點(diǎn) x F a v Ek Ep的大小均相等 其中回復(fù)力F 加速度a與位移x的方向相反 而v與x的方向可能相同 也可能相反 振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)來回通過相同的兩點(diǎn)間的時(shí)間相等 即tBC tCB 振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)通過關(guān)于平衡位置對(duì)稱的等長(zhǎng)的兩線段的時(shí)間相等 即tBC tB C 如圖1所示 圖1 2 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期性 做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體 其位移 回復(fù)力 加速度 速度都隨時(shí)間按 正弦 或 余弦 規(guī)律變化 它們的周期均相同 其位移隨時(shí)間變化的表達(dá)式為 x Asin t 或x Acos t 例1如圖2所示為同一地點(diǎn)的兩單擺甲 乙的振動(dòng)圖象 下列說法中正確的是 A 甲 乙兩單擺的擺長(zhǎng)相等B 甲擺的振幅比乙擺大C 甲擺的機(jī)械能比乙擺大D 在t 0 5s時(shí)有正向最大加速度的是乙擺E 由圖象可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?圖2 甲擺的振幅為10cm 乙擺的振幅為7cm 則甲擺的振幅比乙擺大 故B正確 盡管甲擺的振幅比乙擺大 兩擺的擺長(zhǎng)相等 但由于兩擺的質(zhì)量未知 無法比較機(jī)械能的大小 故C錯(cuò)誤 在t 0 5s時(shí) 甲擺經(jīng)過平衡位置 振動(dòng)的加速度為零 而乙擺的位移為負(fù)的最大 則乙擺具有正向最大加速度 故D正確 答案ABD 預(yù)測(cè)1一列簡(jiǎn)諧橫波在x軸上傳播 波源處于x 0處 在x 3m處的質(zhì)點(diǎn)P和x 6m處的質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖線分別如圖3甲 乙所示 下列說法正確的是 圖3 A 波長(zhǎng)可能是4mB 波的周期一定是12sC 波的振幅一定是8cmD 波的傳播速度一定是1m sE 波由P傳播到Q歷時(shí)可能是9s 答案ABE 預(yù)測(cè)2如圖4甲所示是用沙擺演示振動(dòng)圖象的實(shí)驗(yàn)裝置 沙擺可視為擺長(zhǎng)L 1 0m的單擺 沙擺的運(yùn)動(dòng)可看做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 實(shí)驗(yàn)中 細(xì)沙從擺動(dòng)著的漏斗底部均勻漏出 用手沿與擺動(dòng)方向垂直的方向勻速拉動(dòng)紙板 漏在紙板上的細(xì)沙形成了圖乙所示的粗細(xì)變化的一條曲線 曲線之所以粗細(xì)不均勻 主要是因?yàn)樯硵[擺動(dòng)過程中 選填 位移 速度 或 加速度 大小在變化 若圖乙中AB間距離x 4 0m 當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭 10m s2 則紙板勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為 m s 結(jié)果保留2位有效數(shù)字 圖4 答案速度1 0 高考題型2機(jī)械波 解題方略 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) 例2 2015 新課標(biāo)全國(guó) 34 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 25cm s 兩列波在t 0時(shí)的波形曲線如圖5所示 求 圖5 1 t 0時(shí) 介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16cm的所有質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo) 解析兩列波的振幅均為8cm 故偏離平衡位置位移為16cm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 乙的波長(zhǎng)分別為 乙 60cm 甲 50cm則甲 乙兩列波的波峰坐標(biāo)分別為x甲 50 k1 50cm k1 0 1 2 3 x乙 50 k2 60cm 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x 50 300n cm n 0 1 2 3 2 從t 0開始 介質(zhì)中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為 16cm的質(zhì)點(diǎn)的時(shí)間 解析偏離平衡位置位移為 16cm對(duì)應(yīng)為兩列波的波谷相遇 t 0時(shí) 波谷之差 整理可得 x 10 6n1 5n2 5波谷之間最小的距離為 x 5cm 兩列波相向傳播 相對(duì)速度為2v 50cm s所以出現(xiàn)偏離平衡位置位移為 16cm的最短時(shí)間答案0 1s 預(yù)測(cè)3一列簡(jiǎn)諧橫波在t 0時(shí)刻的波形如圖6所示 質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻沿 y軸方向運(yùn)動(dòng) 經(jīng)過0 1s第一次到達(dá)平衡位置 波速為5m s 則下列說法正確的是 A 該波沿x軸負(fù)方向傳播B Q點(diǎn)的振幅比P點(diǎn)的振幅大C P點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x 2 5mD Q點(diǎn) 橫坐標(biāo)為x 7 5m的點(diǎn) 的振動(dòng)方程為y 5cost cm E x 3 5m處的質(zhì)點(diǎn)與P點(diǎn)振動(dòng)的位移始終相反 圖6 解析由質(zhì)點(diǎn)P可判斷出波的傳播方向 A正確 0 1s內(nèi)機(jī)械波傳播的距離為x vt 0 5m 考慮到機(jī)械波向左傳播 故xP 3 0 5 m 2 5m C正確 答案ACD 預(yù)測(cè)4如圖7甲所示為一列沿水平方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在時(shí)刻t的波形圖 如圖乙所示為質(zhì)點(diǎn)b從時(shí)刻t開始計(jì)時(shí)的v t圖象 若設(shè)振動(dòng)正方向?yàn)檠?y軸方向 則下列說法中正確的是 圖7 A 該簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播B 該簡(jiǎn)諧橫波波速為0 4m sC 若該波發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 則該波所遇到的障礙物或孔的尺寸一定比4m大得多D 在時(shí)刻t 質(zhì)點(diǎn)a的加速度比質(zhì)點(diǎn)b的大E 再經(jīng)過2s 質(zhì)點(diǎn)a隨波遷移0 8m解析t時(shí)刻 從圖乙可知質(zhì)點(diǎn)b速度為 y方向 甲圖中采用波形平移的方法可知波形沿x軸正方向傳播 故A正確 據(jù)發(fā)生明顯衍射的條件可知 該波所遇到的障礙物或孔的尺寸一定比4m小得多 故C錯(cuò)誤 質(zhì)點(diǎn)a只在其平衡位置附近振動(dòng) 并不會(huì)隨波遷移 故E錯(cuò)誤 答案ABD 高考題型3光的折射和全反射 解題方略 3 全反射的條件 1 光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì) 2 入射角大于或等于臨界角 4 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 例3如圖8所示梯形玻璃磚ABCD A 45 B 105 AB邊長(zhǎng)為L(zhǎng) 一束平行于AB邊的光線由AD邊入射 經(jīng)折射后在AB邊中點(diǎn)發(fā)生全反射 直接射到BC邊 且與BC邊成45 角射出玻璃磚 求 圖8 1 玻璃磚的折射率 解析光路如圖所示 由幾何關(guān)系 45 105 90 180 得 30 2 光線在玻璃磚內(nèi)傳播的時(shí)間 解析設(shè)光在玻璃磚中傳播兩段光線長(zhǎng)度分別為x1和x2 預(yù)測(cè)5 2015 新課標(biāo)全國(guó) 34 如圖9 一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚 在玻璃磚底面上的入射角為 經(jīng)折射后射出a b兩束光線 則 A 在玻璃中 a光的傳播速度小于b光的傳播速度B 在真空中 a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)C 玻璃磚對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率D 若改變光束的入射方向使 角逐漸變大 則折射光線a首先消失E 分別用a b光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn) a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距 圖9 解析由題圖可知 a光的折射角大于b光的折射角 根據(jù)折射定律可以判斷出玻璃磚對(duì)a光的折射率大于對(duì)b光的折射率 故C錯(cuò)誤 若改變光束的入射方向使 角逐漸變大 因?yàn)閍光的折射率大 則折射光線a首先消失 故D正確 a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng) 分別用a b光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn) a光的干涉條紋間距小于b光的干涉條紋間距 故E錯(cuò)誤 答案ABD 預(yù)測(cè)6一湖面上有一伸向水面的混凝土觀景臺(tái) 如圖10所示是一截面圖 觀景臺(tái)下表面恰好和水面相平 A為觀景臺(tái)右側(cè)面在湖底的投影 水深h 4m 在距觀景臺(tái)右側(cè)面x 4m處有一可沿豎直方向上下移動(dòng)的單色點(diǎn)光源S 點(diǎn)光源S可從距水面高3m處下移到接近水面 在移動(dòng)過程中 觀景臺(tái)水下被照亮的最遠(yuǎn)距離為AC 最近距離為AB 若AB 3m 求 圖10 1 水的折射率n 解析如圖 當(dāng)點(diǎn)光源離水面最遠(yuǎn)時(shí) 恰從觀景臺(tái)邊緣經(jīng)過的光線照射到水底最近處B 2 光能照亮的最遠(yuǎn)距離AC 計(jì)算結(jié)果可以保留根號(hào) 解析由光源S貼著水面發(fā)出平行水面的光線經(jīng)觀景臺(tái)右邊緣處折射后 照亮水底的距離最遠(yuǎn) 高考題型4光的幾種特有現(xiàn)象 1 機(jī)械波和光波都能發(fā)生干涉 衍射 多普勒效應(yīng)等現(xiàn)象 是波特有的現(xiàn)象 偏振現(xiàn)象是橫波的特有現(xiàn)象 要觀察到穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象和明顯的衍射現(xiàn)象需要一定的條件 2 機(jī)械波的干涉圖樣中 實(shí)線和實(shí)線的交點(diǎn) 虛線和虛線的交點(diǎn)及其連線為振動(dòng)加強(qiáng)處 實(shí)線和虛線的交點(diǎn)及其連線處為振動(dòng)減弱處 振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)有時(shí)位移也為零 只是振幅為兩列波的振幅之和 顯得振動(dòng)劇烈 解題方略 1 l d相同時(shí) x 可見光中的紅光條紋間距最大 紫光最小 2 間隔均勻 亮度均勻 中央為亮條紋 3 如用白光做實(shí)驗(yàn) 中間為白色 兩邊為由紫到紅的彩色 4 光的干涉現(xiàn)象 薄膜干涉 油膜 空氣膜 增透膜 牛頓環(huán) 光的衍射現(xiàn)象 圓孔衍射 泊松亮斑 例4以下說法中正確的是 A 圖11甲是一束復(fù)色光進(jìn)入水珠后傳播的示意圖 其中a束光在水珠中傳播的速度一定大于b束光在水珠中傳播的速度B 圖乙是一束單色光進(jìn)入平行玻璃磚后傳播的示意圖 當(dāng)入射角i逐漸增大到某一值后不再會(huì)有光線從bb 面射出 圖11 C 圖丙是雙縫干涉示意圖 若只減小屏到擋板間距離l 兩相鄰亮條紋間距離 x將減小D 圖丁是用干涉法檢測(cè)工件表面平整程度時(shí)得到的干涉圖樣 彎曲的干涉條紋說明被檢測(cè)的平面在此處是凸起的E 圖戊中的M N是偏振片 P是光屏 當(dāng)M固定不動(dòng) 緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)N時(shí) 光屏P上的光亮度將一明一暗交替變化 此現(xiàn)象表明光波是橫波 當(dāng)入射角i逐漸增大 折射角逐漸增大 由于折射角小于入射角 不論入射角如何增大 玻璃磚中的光線不會(huì)消失 故肯定有光線從bb 面射出 故B錯(cuò)誤 由于不知道被測(cè)工件表面的放置方式 故不能判斷此處是凸起的 故D錯(cuò)誤 只有橫波才能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象 所以光的偏振現(xiàn)象表明光是一種橫波 故E正確 答案ACE 預(yù)測(cè)7下列有關(guān)光現(xiàn)象的說法中正確的是 A 雨后天空出現(xiàn)彩虹是光的干涉現(xiàn)象B 刮胡須的刀片的影子邊緣模糊不清是光的衍射現(xiàn)象C 水的視深比實(shí)際深度淺些是光的全反射現(xiàn)象D 在太陽(yáng)光照射下 水面上油膜出現(xiàn)彩色花紋是光的干涉現(xiàn)象E 光導(dǎo)纖維絲內(nèi)芯材料的折射率比外套材料的折射率大解析雨后天空出現(xiàn)彩虹 是由于光的折射形成光的色散現(xiàn)象 故A錯(cuò)誤 光能繞過障礙物體繼續(xù)傳播而產(chǎn)生衍射現(xiàn)象 使得障礙物的輪廓模糊 所以刮胡須的刀片的影子邊緣模糊不清是光的衍射現(xiàn)象 故B正確 光線由水中斜射到空氣中時(shí) 在水面上發(fā)生折射 折射角大于入射角 折射光線進(jìn)入人眼 人眼逆著折射光線的方向看去 就會(huì)覺得池底變淺了 所以水的視深比實(shí)際深度淺些是光的折射現(xiàn)象 故C錯(cuò)誤 光在油膜的上下兩個(gè)表面分別發(fā)生反射 兩列反射光在油膜的上表面發(fā)生薄膜干涉 不同色光干涉條紋的間距不同 從而形成彩色花紋 所以這是光的干涉現(xiàn)象 故D正確 光導(dǎo)纖維是利用光的全反射現(xiàn)象制成的 根據(jù)全反射的條件可知 光導(dǎo)纖維絲內(nèi)芯材料的折射率比外套材料的折射率大 故E正確 答案BDE 預(yù)測(cè)8下列關(guān)于光的說法中正確的是 A 雨后彩虹是由于太陽(yáng)光入射到水滴中發(fā)生全反射形成的B 和諧號(hào) 動(dòng)車組高速行駛時(shí) 地面上測(cè)得其車廂長(zhǎng)度將明顯變短C 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中 用紅光代替黃光作為入射光可增大干涉條紋的間距D 白光通過雙縫后產(chǎn)生的干涉條紋是彩色的 其原因是不同色光的波長(zhǎng)不同E 光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)發(fā)生折射是因?yàn)楣庠诓煌橘|(zhì)中的傳播速度不同 解析雨后彩虹是由于太陽(yáng)光入射到水滴中發(fā)生的折射形成的 故A錯(cuò)誤 根據(jù)多普勒效應(yīng) 和諧號(hào) 動(dòng)車組高速行駛時(shí) 地面上測(cè)得其車廂長(zhǎng)度將明顯變短或變長(zhǎng) 故B錯(cuò)誤 雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中 用紅光代替黃光后 波長(zhǎng)變長(zhǎng) 則導(dǎo)致干涉條紋的間距增大 故C正確 白光通過雙縫后產(chǎn)生的干涉 因波長(zhǎng)不一 導(dǎo)致干涉條紋間距不同 從而出現(xiàn)彩色條紋 故D正確 光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)發(fā)生折射是因?yàn)楣庠诓煌橘|(zhì)中的折射率不同 根據(jù)c nv可知 傳播速度也不同 故E正確 答案CDE