高考物理二轮复习 第2部分 考前回扣篇 倒计时第2天 机械振动和机械波 光 电磁波检测（选修3-4）-人教版高三选修3-4物理试题

倒计时第2天选修34机械振动和机械波光电磁波A主干回顾 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：Fkx.简谐运动的表达式为xAsin.(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T2.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，各质点振幅相同各质点的振动周期都与波源的振动周期相同离波源越远的质点，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：vf.(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波的干涉和衍射现象(1)产生干涉的条件：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，电磁波及其传播(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c3108 m/s.2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(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：使声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程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折射率折射率：n，其中1为光在真空(空气)中的入射角，2为光在介质中的折射角，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(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光的干涉、衍射和偏振现象(1)干涉现象：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涉现象干涉条件：两光源发出的光频率相同，相位差恒定双缝干涉：条纹间距：x亮、暗条纹产生的条件：某点到双缝的距离之差x(2)薄膜干涉 形成：由薄膜前后表面反射的光叠加而成(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若白光入射，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)用于检查工件表面的平整度(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(2016扬州模拟)(1)下列说法中正确的是_A照相机、摄影机镜头表面涂有增透膜，利用了光的干涉原理B在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光变为红光，则条纹间距变窄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，部分实验步骤如下：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OQ，在OQ上竖直地插上大头针P1、P2；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P1、P2；D为确定出射光线OR，至少还须插1枚大头针P3，在插入第三个大头针P3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_.(计算结果保留两位有效数字)(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，已知波的传播速度v2 m/s.图2写出x0.5 m处的质点做简谐运动的表达式；求出x0.5 m处的质点在05.5 s内通过的路程【解析】(1)照相机、摄影机镜头表面涂有增透膜，是利用了光的干涉原理，A正确；在光的双缝干涉实验中，由x可知，仅入射光由绿光换为红光，则条纹间距变宽，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P3的位置的方法是：使P3挡住P1、P2的像在OQ和OR上截取相同的长度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，则玻璃的折射率n1.7.(3)由波形图可知，A5 cm2.0 m.则波的周期T1.0 sx0.5 m处的质点t0时的位移为A5 cm故x0.5 m处质点做简谐运动的表达式y5cost cm5cos 2t cm.t5.5 s5.5T，故x0.5 m处质点振动的路程为4A5.522A110 cm.【答案】(1)AD(2)挡住P1、P2的像1.7(1.51.9都算对)(3)y5cos 2t cm110 cm2(2016无锡模拟)(1)下列关于图3所示的图象描述和判断中正确的是_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0.6c和0.8c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，则MN连线的中点F的振动_(选填“加强”、“减弱”或“不振动”)；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，一束光不论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图5【解析】(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，故选项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，则中点F的振动为加强(3)由题意“光束不论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，作出光路示意图如下图所示，由折射定律有：n，显然入射角i越大，折射角越大，光束达到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 不妨设光束以最大入射角i90入射至ab面，此时有：n由图中几何关系有：90解得：n.【答案】(1)AD(2)c加强(3)n