【文档说明】微专题14 振动和波动 光学 电磁波 导学案《高考物理二轮专题复习》.docx，共(9)页，569.155 KB，由管理员店铺上传

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1微专题14振动和波动光学电磁波导学案考点一机械振动1.简谐运动的对称性振动质点在关于平衡位置对称的两点,位移x、回复力F、加速度a、速度大小v、动能Ek、弹性势能Ep的大小均相等,其中回复力F、加速度a与位移x的方向相反,而v的方向可能相同,也可能相反。振动质

点来回通过相同的两点间的时间相等,即tBC=tCB。振动质点通过关于平衡位置对称的等长的两线段的时间相等,即tBC=tB'C',如图所示。2.简谐运动的周期性做简谐运动的物体,其位移、回复力、加速度、速度都随时间按“正弦”或“余弦”规律变化,它们的周期均相同。其位移随时间变化的表达式为x=A

sin(ωt+φ)或x=Acos(ωt+φ)。3.简谐运动中物理量的变化分析简谐运动中各物理量的变化情况时,一定要以位移为桥梁,位移增大时,振动质点的回复力、加速度、势能均增大,速度、动能均减小;位移减小时,则产生相反的变化。另外,各矢量均在其

值为零时改变方向。考点二机械波1.判断波的传播方向和质点振动方向的方法22.波的叠加问题(1)两个振动情况相同的波源形成的波,在空间某点振动加强的条件为Δx=nλ(n=1,2,3,…),振动减弱的条件为Δx=nλ+𝝀𝟐(n=1,2,3,…)。两个振动情况相反的波源形成的波,在空间某点振动加

强的条件为Δx=nλ+𝝀𝟐(n=1,2,3,…),振动减弱的条件为Δx=nλ(n=0,1,2,3,…)。(2)振动加强点的位移随时间而改变,振幅最大。考点三振动图像与波动图像1.振动图像与波动图像的比较两种图像比较内容振动图像

波动图像研究对象一个振动质点沿波传播方向上的所有质点图像意义一质点位移随时间变化的规律某时刻所有质点相对平衡位置的位移图像特点(续图像信息①振动周期②振幅①波长、振幅②任意质点此刻的位移③任意质点在此刻的加速度的方向3③同

一质点在各时刻的位移、速度、加速度(包括大小、方向)图像变化随时间推移图像延续,但原有形状不变随时间推移,图像沿传播方向平移一完整曲线对应的横坐标跨度一个周期一个波长2.振动和波综合问题的计算与判断方法(1)求周期:机械波的周期可根据振动图像观察,

也可由波上某质点的振动过程所用时间和周期之间的关系计算,如t时间内完成的全振动的次数为n,则周期T=𝒕𝒏。周期也可根据波长λ、波速v计算,即T=𝝀𝒗。(2)求波长:机械波的波长可根据波动图像观察,也可根据两质点间的距离和

波长数计算,如两点振动情况始终相反,即两点间相距n+𝟏𝟐(n=0,1,2,…)个波长,并且若两点间距离为l,则λ=𝒍𝒏+𝟏𝟐(n=0,1,2,…)。波长也可根据周期T、波速v计算,即λ=vT。(3)求波速:机械波传播的速度可根据波的传播距离l和传播时间t计算,有v=

𝒍𝒕;也可根据波长λ、周期T计算,有v=𝝀𝑻。(4)判断起振方向:各质点的起振方向都和振源的起振方向相同。考点四光的折射和全反射4七种单色光红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫频率从左到右增大相对同种介质的折射率从左到右增大在同种介质中的传播速度从左到右减小全反射临界角(介质→空气)从左到右减小波

长(同种介质中)从左到右减小考点四电磁波和光的几种特有现象光的波动性(1)发生干涉的条件:两光源频率相等,相位差恒定。同相位时,出现明、暗条纹的条件:Δr=kλ(k=0,1,2,…),为明条纹;Δr=

𝟐𝒌+𝟏𝟐λ(k=0,1,2,…),为暗条纹。相邻明(暗)条纹间距:Δx=λ。(2)光发生明显衍射的条件:d≤λ。(3)光的偏振现象证明光是横波,偏振光平行透过偏振片时光最强,垂直时光最弱。考点五波的多解问题模型1.波的多解问题的分析思路5一般采用从特殊到一般的思维方法,即找出一个周期内

满足条件的关系(Δt或Δx),若此关系为时间,则t=nT+Δt(n=0,1,2,…);若此关系为距离,则x=nλ+Δx(n=0,1,2,…)。2.求解波的多解问题的一般步骤(1)根据初、末两时刻的波形图确定传播距离与波长的关系通式。(

2)根据题设条件判断是唯一解还是多解。(3)根据波速公式v=𝚫𝒙𝚫𝒕或v=𝝀𝑻=λf求波速。微专题14振动和波动光学电磁波导学案一、选择题（1-6为单选，7-10为多选）1.测温是防控新冠肺炎的重要环节。如图所示,在公共场所常用测温枪为出入人员测温,测

温枪是通过传感器接收红外线,得出感应温度数据的。使用时只要将测温枪靠近皮肤表面,修正皮肤与实际体温的温差便能准确显示体温,下列说法正确的是(B)。A.测温枪利用的红外线也可用于杀菌消毒B.红外线是波长比紫外线长的电磁波C.红外线的穿透能力很强,接受红外线照射是会伤害

身体的D.红外线的频率大于X光的频率2.(2020年北京市东城区二模)一列简谐横波沿x轴正方向传播,t1=0和t2=0.2s时的波形分别如图中实线和虚线所示。已知该波的周期T>0.2s。下列说法正确的是(A)。A.波速一定为0.4m/sB.振

幅一定为0.04mC.波长可能为0.08mD.周期可能为0.8s63.下列说法中错误．．的是(D)。A.全息照相的拍摄利用了光的干涉原理B.周期性变化的电场和周期性变化的磁场相互激发形成电磁波C.电磁波传播过程中不需要介质,但电磁波也能通过电缆、光缆传输D.双缝干涉实验中用紫光替换红

光做实验得到的条纹更宽4.5G时代移动通信技术采用3300MHz~5000MHz频段,相比于现有的4G移动通信技术采用的1880MHz~2635MHz频段而言,具有更大的优势,下列说法正确的是(D)。A.在真空中5G信号比4G信

号传播快B.5G信号比4G信号遇到相同障碍物时衍射现象更显著C.4G和5G信号相遇也可能发生稳定干涉D.5G信号中光子的能量比4G信号中光子的能量更大5.光纤通信中信号传播的主要载体是光导纤维,它的结构如图所示

。光导纤维可看成一段直线,其内芯和外套的材料不同,光在内芯中传播,下列关于光导纤维的说法正确的是(D)。A.内芯的折射率比外套的大,光传播时在外套与外界的界面上发生全反射B.波长越长的光在光纤中传播的

速度越小C.频率越大的光在光纤中传播的速度越大D.若紫光以如图所示角度入射时,恰能在光纤中发生全反射,则改用红光以同样角度入射时,不能在光纤中发生全反射6.图1是测定半圆柱形玻璃砖的折射率n的示意图,O是圆心,MN是法线。一束单色光线以入射角i=30°由玻璃砖内部射向O点,

折射角为r,当入射角增大到也为r时,恰好无光线从玻璃砖的上表面射出。让该单色光分别通过宽度不同的单缝a、b后,得到图2所示的衍射图样(光在真空中的传播速度为c)。则下列说法错误．．的是(A)。A.此光在玻璃砖中的全反射临界角为60°B.玻璃砖的折射率n=√𝟐C.此光在玻璃砖

中的传播速度v=√𝟐𝟐cD.单缝b宽度较大7.下列说法中正确的是(AC)。A.电磁波在真空中的传播速度与频率无关,在介质中的传播速度与频率有关B.弹簧振子做简谐运动的回复力表达式中,F为振子所受弹力,k为弹簧的劲度系数C.在单缝衍射现象中,要产生明显的衍射现象,狭

缝宽度必须比波长小或者和波长相差不多7D.光的偏振现象说明光是横波,干涉和衍射现象也能说明光是横波8.如图所示,一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖,其在玻璃砖底面上的入射角为θ,经折射后射出a、b两束光线,则

(AB)。A.在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度B.在真空中,a光的波长小于b光的波长C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D.若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,则折射光线b先消失9.△OMN

为玻璃等腰三棱镜的横截面。a、b两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面MN,在棱镜侧面OM、ON上反射和折射的情况如图所示,则下列说法正确的是(BC)。A.在玻璃砖中,a光束从进入玻璃砖到射到OM的传播时间大于b光

束从进入玻璃砖到射到ON的传播时间B.在玻璃砖中,a光的传播速度大于b光的传播速度C.若光束从玻璃砖中射向空气,则光束b的全反射临界角比光束a的全反射临界角小D.用同样的装置做双缝干涉实验,a光的条纹间距小10.(

2019年湖南长沙月考)如图1所示是用干涉法来检查某块厚玻璃板上表面是否平整的装置,所用红色光是由普通光源加红色滤光片产生的。从上往下观察到的干涉条纹如图2、3所示。则下列判断正确的是(ABD)。A.若观察到的条纹如图2所示,则说明厚

玻璃板上表面是平整的B.若观察到的条纹如图3所示,则厚玻璃板上表面有下凹的位置C.若观察到的条纹如图3所示,则厚玻璃板上表面有上凸的位置D.若用通过黄色滤光片产生的黄色光做该实验,则干涉条纹变密二、计算题11.在t=0时刻,位于坐标原点的波源开始向上振动,t=0.

6s时波传到x=3m处,如图所示。求:8(1)波速v和周期T。(2)推导波源O的振动方程(位移随时间变化的关系式)。(3)计算x=3m处的质点位移y=-2cm时对应的时刻。解析(1)波速v=𝚫𝒔𝚫𝒕=5m/s由波速公式v

=𝝀𝑻可得T=0.4s。(2)波源O的振动方程为y=Asinωt其中A=4cm,ω=𝟐𝛑𝑻,可得振动方程为y=4sin5πt(cm)。(3)x=3m的质点比波源O晚振动0.6s,可知x=3m处的质点的振动方程为y1=4sin[5π(t-

0.6)](cm)当y1=-2cm时,对应的时刻t=0.83+0.4n(s),或t=0.97+0.4n(s),其中n=0,1,2,…。12.(2020年武汉高三一模)如图所示,横截面积为圆环的柱形容器由折射率为n的玻璃制成,其外径为R1,内径为R2,MN为一条直径。(1)一束光线

在纸平面内传播,从M点射向容器,经一次折射后,恰好与容器内壁相切,求入射光线的入射角的正弦值。(2)另有一束光线平行于MN射向容器,经一次折射后,恰好在容器内壁发生全反射,求此光线与MN的距离。解析(1)折射光线与容器内壁相切,光路如图甲

所示。设光线在M点的入射角为i,折射角为r,由折射定律有n=𝐬𝐢𝐧𝒊𝐬𝐢𝐧𝒓9由几何关系有sinr=𝑹𝟐𝑹𝟏解得sini=𝑹𝟐𝑹𝟏n。(2)平行于MN的光线射向容器,设在容器外壁的入射角为i',折射角为r'。由折射定律有n=𝐬𝐢𝐧𝒊'𝐬𝐢

𝐧𝒓'。光线恰好在容器内壁发生全反射,光路如图乙所示。由折射定律n=𝐬𝐢𝐧𝟗𝟎°𝐬𝐢𝐧𝑪由正弦定理,有𝑹𝟐𝐬𝐢𝐧𝒓'=𝑹𝟏𝐬𝐢𝐧(𝟏𝟖𝟎°-𝑪)设满足要求的光

线与MN的距离为d,有d=R1sini'解得d=R2。