2021版江苏专用高考物理二轮复习讲义 第二部分 倒计时第2天 选修3-4 机械振动和机械波 光

倒计时第 2 天.选修 34机械振动和机械波光电磁波A主干回忆B精要检索一、机械振动和机械波1简谐运动的公式和图象(1)描述振动的物理量下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。f T 0 .振幅：振动物体离开平衡位置的最大距离，用 A 表示周期：做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间，用 T 表示 频率：单位时间内完成全振动的次数，用 f 表示1周期和频率都是描述振动快慢的物理量，其关系为 T (2)简谐运动：物体所受的力跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向 平 衡 位 置 的 振 动 动 力 学 特 征 ： F kx 简 谐 运 动 的 表 达 式 为 x 2Asin t (3)简谐运动的图象简谐运动的图象是正弦或余弦函数曲线图象的应用：可直接读取振幅 、周期、各时刻的位移判定各时刻回复 力、加速度及速度的方向判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、 动能、势能的变化情况2单摆、单摆的周期公式在偏角很小(5)的情况下，单摆做简谐运动(1)单摆的周期公式 T2lg公式中 l 为单摆的等效摆长，是指悬点到摆球球心的距离(2)由周期公式可知，单摆的振动周期与摆球质量 m 和振幅 A 无关，只与摆长 l 和当地的重力加速度有关(3)单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向的分力3受迫振动和共振(1)物体在外界驱动力 ( 能够使物体发生振动的周期性外力 )作用下的振动叫做 受迫振动(2)物体做受迫振动时，振动稳定后的频率等于驱动力的频率，跟物体的固有 频率无关(3)驱动力的频率接近物体的固有频率时，受迫振动的振幅最大的现象叫做共 振4机械波(1)机械波的分类：横波和纵波下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。T .横波是质点振动方向与波的传播方向垂直，纵波是质点振动方向与波的传播 方向在同一直线上(2)机械波的特点对理想的简谐波，各质点振幅一样各质点的振动周期都与波源的振动周期一样离波源越远的质点，振动越滞后各质点只在各自的平衡位置附近振动，并不沿波的传播方向迁移 机械波向前传播的是运动形式，也是传播能量和传递信息的方式5波速、波长和频率(周期)的关系波速与波长、周期(频率)的关系：v f(1)周期和频率只与波源有关，波在传播过程中周期和频率不变(2)波速只与介质有关，在同一种均匀介质中，波速是一个定值，与波源无关 (3)波长既与波源有关又与介质有关6波的干预和衍射现象(1)产生干预的条件：两列波的频率相等现象：两列波相遇时，某些区域总是振动加强，某些区域总是振动减弱，且 振动加强区和振动减弱区相互间隔(2)产生明显衍射的条件：孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不大，或者比 波长更小时，才能观察到明显的衍射现象7多普勒效应：波源的频率是不改变的，只是由于波源和观察者之间有相对运 动，观察者感到频率发生了变化靠近(或远离)波源，频率增大(或减小) 二、电磁波1变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，电磁涉及其传播(1)麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场(2)电磁波：变化的磁场和变化的电场交替产生，形成电磁场，电磁场由近及 远地向外传播形成电磁波电磁波是横波，电磁波在真空中的速度为 c3108m/s2电磁波的产生、发射和接收(1)电磁波的产生：振荡电路的特点采用开放电路、频率足够高下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。1 sin v 1 2 n d .(2)发射电磁信号需经过调制过程，调制分调幅、调频两种(3)调谐：使接收电路产生电谐振的过程解调：使声音或图象信号从高频电流中复原出来的过程3电磁波谱电磁波按波长由长到短的排列顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、 X 射线、 射线三、光1光的折射定律(1)折射定律：折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光 线分居在法线两侧，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比(2)在折射现象中，光路是可逆的2折射率sin c折射率：n ，其中 为光在真空(空气)中的入射角， 为光在介质2中的折射角，c 为光在真空中的传播速度，v 为光在介质中的传播速度 3全反射、光导纤维(1)全反射条件：光从光密介质射入光疏介质入射角大于等于临界角(2)现象：折射光完全消失，只剩下反射光1(3)临界角：sin C ，C 为折射角等于 90时的入射角(4)应用光导纤维它由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的折射率大，光传播时在内 芯与外套的界面上发生全反射4光的干预、衍射和偏振现象(1)干预现象：两列相干光波相叠加，某些区域的光被加强，某些区域的光被 减弱，且加强区与减弱区互相间隔的现象叫光的干预现象干预条件：两光源发出的光频率一样，相位差恒定l双缝干预：条纹间距：x 亮、暗条纹产生的条件：某点到双缝的距离之差下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。2 .n(n0，1，2，) 亮条纹x (2n1)(n0，1，2，) 暗条纹(2)薄膜干预形成：由薄膜前后外表反射的光叠加而成(薄膜一般指肥皂膜或空气膜等) 条纹：彼此平行的明暗相间的条纹假设白光入射，得到平行的彩色条纹 应用：增透膜(其厚度应为光在薄膜中波长的四分之一)用于检查工件外表的 平整度(3)光的衍射光在传播过程中遇到障碍物时，偏离原来的直线传播路径，绕到障碍物后面 继续传播的现象叫光的衍射(4)光的偏振在与光波传播方向垂直的平面内，光振动沿各个方向均匀分布的光叫自然光， 光振动只沿着某个特定方向的光叫偏振光C考前热身1(2021 扬州模拟)(1)(多项选择)以下说法中正确的选项是_A照相机、摄影机镜头外表涂有增透膜，利用了光的干预原理B在光的双缝干预实验中，假设仅将入射光由绿光变为红光，那么条纹间距 变窄C太阳光是偏振光D相对论认为空间和时间与物体的运动状态有关(2)某同学用插针法测半圆形玻璃砖的折射率，局部实验步骤如下：图 1A将玻璃砖放置在固定于水平木板的白纸上，用铅笔记录玻璃砖直径的两 个端点 EF；B先取走玻璃砖，连接 EF，作 EF 的中垂线 MN 交于 EF 于 O 点，取直线下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。1 21 23 3 3 3 1 2 .OQ，在 OQ 上竖直地插上大头针 P 、P ；C再将玻璃砖放回原位置，在图中 EF 的下方透过玻璃砖观察 P 、P ； D为确定出射光线 OR，至少还须插 1 枚大头针 P ，在插入第三个大头针 P 时，要使它_如图 1 是某次实验时在白纸上留下的痕迹，根据该图可算得玻璃的折射率 n _(计算结果保存两位有效数字)(3)如图 2 所示是一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在 t0 时刻的波形图， 波的传播速度 v2 m/s图 2写出 x05 m 处的质点做简谐运动的表达式； 求出 x05 m 处的质点在 055 s 内通过的路程 【解析】 (1)照相机、摄影机镜头外表涂有增透膜，是利用了光的干预原理，A 正确；在光的双缝干预实验中，由 xLd 可知，仅入射光由绿光换为红光 ，那么条纹间距变宽，B 错误；太阳光是自然光，C 错误；相对论认为空间和时间与物 体的运动速度有关，D 正确(2)确定第三个大头针 P 的位置的方法是：使 P 挡住 P 、P 的像在 OQ 和OR 上截取一样的长度 OG 和 OH，过 G 和 H 作法线 MN 的垂线，垂足分别为I 和 J，用 mm 刻度尺测量出 GI 和 HJ，那么玻璃的折射率 nHJGI17(3)由波形图可知，A 5 cm 20 m那么波的周期 T 10 svx05 m 处的质点 t0 时的位移为 A5 cm下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。T 1 2.故 x05 m 处质点做简谐运动的表达式2y5cos t cm5cos 2t cmt55 s55T，故 x05 m 处质点振动的路程为 4A5522A110 cm【答案】(1)AD(2)挡住 P 、P 的像 (3)y5cos 2t cm17(1519 都算对) 110 cm2(2021 无锡模拟)(1)(多项选择)以下关于图 3 所示的图象描述和判断中正确的 选项是_【导学号：17214240】图 3A图甲是多普勒效应的图象，B 处的观察者接收到波的频率大于波源发出的 频率B图甲是多普勒效应的图象，A 处的观察者接收到波的频率大于波源发出的 频率C图乙是受迫振动的振幅随驱动力频率变化的图象，物体做受迫振动时频率 始终等于固有频率D 图乙是受迫振动的振幅随驱动力频率变化的图象，当驱动力的频率等于 固有频率时振幅最大(2)如图 4 甲所示，A、B 两人乘坐两艘飞船分别以 06c 和 08c 的速度相向 运动，分别向对方发射一列相干光波，设真空中光速为 c，B 观察到 A 发出光 波的速度为 _，地面上的观察者看到两列光波相遇如图乙所 示，实线表示光波的波峰，那么 MN 连线的中点 F 的振动_(选填“加 强、“减弱或“不振动)；下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。sin .图 4(3)光导纤维现已在通讯、医疗技术中大量使用，如图 5 所示，一束光不管以 多大的入射角射到光纤的 ab 面上，经光纤传导后都能从光纤的 cd 面射出， 实现信息的传递，求光纤的折射率应满足的条件【解析】图 5(1)波在同一种均匀介质中是匀速传播的 ，由图甲可知，波源在靠近 B 处，远离 A 处，所以 B 处的观察者接收到波的频率大于波源发出的频率，A 处的观察者接收到波的频率小于波源发出的频率，应选项 A 正确 ，选项 B 错误根据共振的条件知选项 D 正确、C 错误(2)根据相对论光速不变原理可知 ，B 观察到 A 发出光波的速度为 c，由于光速不变，因此两列光的波峰到达 F 点时通过的距离相等，因此所用时间相等， 即两波峰同时到达 F 点，那么中点 F 的振动为加强(3)由题意“光束不管以多大的入射角射到光纤的 ab 面上，经光纤传导后都能从光纤的 cd 面射出可知，光束进入纤维后在 ad、bc 面上将发生全反射，作出光路示意图如以下图所示，由折射定律有：nsin i，显然入射角 i 越大，折射角 越大，光束到达 ad 面上时的入射角 越小，要使能发生全反射 ，需满足：C(其中 C 为临界角)，即有 sin 1n不妨设光束以最大入射角 i90入射至 ab 面，此时有：n1sin 下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。.由图中几何关系有：90 解得：n 2【答案】(1)AD (2)c加强(3)n 2下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。