高考物理考前三個月 名師專題講義 專題七 機(jī)械振動和機(jī)械波 光課件

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1、本專題解決兩大類問題：一是機(jī)械振動和機(jī)械波；二是光和電本專題解決兩大類問題：一是機(jī)械振動和機(jī)械波；二是光和電磁波作為選修模塊的必考內(nèi)容，高考試題中獨立于其他模塊磁波作為選修模塊的必考內(nèi)容，高考試題中獨立于其他模塊而單獨命題考試說明中除對簡諧運(yùn)動的規(guī)律及振動圖像；而單獨命題考試說明中除對簡諧運(yùn)動的規(guī)律及振動圖像；波動圖像、波速公式的應(yīng)用和折射率要求較高外，其他內(nèi)容要波動圖像、波速公式的應(yīng)用和折射率要求較高外，其他內(nèi)容要求較低，命題方式仍是選擇題求較低，命題方式仍是選擇題專題定位高考對本部分內(nèi)容考查的重點和熱點有以下幾個方面：高考對本部分內(nèi)容考查的重點和熱點有以下幾個方面：波的圖像；波的圖像；波長

2、、波速和頻率及其相互關(guān)系；波長、波速和頻率及其相互關(guān)系；光的折射光的折射及全反射；及全反射；光的干涉、衍射及雙縫干涉實驗；光的干涉、衍射及雙縫干涉實驗；簡諧運(yùn)動的簡諧運(yùn)動的規(guī)律及振動圖像；規(guī)律及振動圖像；電磁波的有關(guān)性質(zhì)電磁波的有關(guān)性質(zhì)復(fù)習(xí)本部分內(nèi)容時，應(yīng)加強(qiáng)對基本概念和規(guī)律的理解，抓住復(fù)習(xí)本部分內(nèi)容時，應(yīng)加強(qiáng)對基本概念和規(guī)律的理解，抓住波的傳播和圖像、光的折射定律這兩條主線，強(qiáng)化訓(xùn)練、提波的傳播和圖像、光的折射定律這兩條主線，強(qiáng)化訓(xùn)練、提高對典型問題的分析能力高對典型問題的分析能力應(yīng)考策略 知 識 方 法 聚 焦 熱 點 考 向 例 析欄目索引知識方法聚焦1.平衡位置平衡位置 大小大小 方向

3、方向 相同相同 相反相反 相等相等 相等相等2. Asin_(t) Acos_(t) 3.一個質(zhì)點在各個時刻的位移一個質(zhì)點在各個時刻的位移 某時刻各質(zhì)點的位移某時刻各質(zhì)點的位移 平移平移5.(1)恒定的磁恒定的磁(電電)場場 周期性周期性 (2)垂直垂直 波的波的傳播傳播 橫橫6.(1)正弦正弦 正弦正弦(3)光密光密 光疏光疏7.(1)干涉干涉 衍射衍射 橫波橫波 波長波長 (2)整數(shù)整數(shù) 相差不多相差不多 知識回扣 知識方法聚焦規(guī)律方法1.判斷波的傳播方向和質(zhì)點振動方向的方法：判斷波的傳播方向和質(zhì)點振動方向的方法：(1)特殊點法；特殊點法；(2)微平移法微平移法(波形移動法波形移動法).2

4、.利用波傳播的周期性、雙向性解題利用波傳播的周期性、雙向性解題(1)波的圖像的周期性：相隔時間為周期整數(shù)倍的兩個時刻的波的圖像的周期性：相隔時間為周期整數(shù)倍的兩個時刻的波形相同，從而使題目的解答出現(xiàn)多解的可能波形相同，從而使題目的解答出現(xiàn)多解的可能.(2)波傳播方向的雙向性：在題目未給出波的傳播方向時，要波傳播方向的雙向性：在題目未給出波的傳播方向時，要考慮到波可沿考慮到波可沿x軸軸 或或 傳播傳播的兩種可能性的兩種可能性.正向正向負(fù)向負(fù)向3.對幾何光學(xué)方面的問題，應(yīng)用光路圖或有關(guān)幾何圖形進(jìn)行對幾何光學(xué)方面的問題，應(yīng)用光路圖或有關(guān)幾何圖形進(jìn)行分析，與公式配合，將一個物理問題轉(zhuǎn)化為一個幾何問題，

5、分析，與公式配合，將一個物理問題轉(zhuǎn)化為一個幾何問題，這樣能夠更直觀、形象地發(fā)現(xiàn)問題的隱含條件這樣能夠更直觀、形象地發(fā)現(xiàn)問題的隱含條件.熱點考向例析考向1對機(jī)械振動和機(jī)械波的考查例1(2014安徽安徽16)一簡諧橫波沿一簡諧橫波沿x軸正向傳播，圖軸正向傳播，圖2是是t0時刻的波形圖，圖時刻的波形圖，圖3是介質(zhì)中某質(zhì)點的振動圖象，則該質(zhì)點是介質(zhì)中某質(zhì)點的振動圖象，則該質(zhì)點的的x坐標(biāo)值合理的是坐標(biāo)值合理的是()圖圖2圖圖3A.0.5 mB.1.5 mC.2.5 mD.3.5 m解析明確波的圖象與振動圖象的物理意義明確波的圖象與振動圖象的物理意義.由質(zhì)點振動圖象由質(zhì)點振動圖象可知可知t0時刻，質(zhì)點位移

6、為負(fù)且向負(fù)方向運(yùn)動，可直接排除時刻，質(zhì)點位移為負(fù)且向負(fù)方向運(yùn)動，可直接排除A、B、D選項，僅選項選項，僅選項C符合題意，故選項符合題意，故選項C正確正確.答案C振動、波動圖像要先讀取信息再找關(guān)聯(lián)規(guī)律振動、波動圖像要先讀取信息再找關(guān)聯(lián)規(guī)律1.振動圖像：能讀出質(zhì)點各時刻的位移、某段時間內(nèi)質(zhì)振動圖像：能讀出質(zhì)點各時刻的位移、某段時間內(nèi)質(zhì)點運(yùn)動的位移、振幅點運(yùn)動的位移、振幅A、周期、周期T，間接判定各時刻的回，間接判定各時刻的回復(fù)力、加速度、速度等復(fù)力、加速度、速度等.2.波動圖像：能讀出波長波動圖像：能讀出波長、質(zhì)點振動的振幅、質(zhì)點振動的振幅A、該時刻、該時刻各質(zhì)點的位移等，再結(jié)合其他題給條件，運(yùn)用

7、各質(zhì)點的位移等，再結(jié)合其他題給條件，運(yùn)用v 等等公式和規(guī)律進(jìn)一步計算出波速、周期公式和規(guī)律進(jìn)一步計算出波速、周期.以題說法針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練1 (2014四川四川5)如圖如圖4所示，甲為所示，甲為t1 s時某橫波時某橫波的波形圖像，乙為該波傳播方向上某一質(zhì)點的振動圖像，的波形圖像，乙為該波傳播方向上某一質(zhì)點的振動圖像，距該質(zhì)點距該質(zhì)點x0.5 m處質(zhì)點的振動圖像可能是處質(zhì)點的振動圖像可能是()圖圖4解析(法一法一)若波沿若波沿x方向傳播，則方向傳播，則t0時的波形圖如圖中虛時的波形圖如圖中虛線所示，則質(zhì)點線所示，則質(zhì)點P的振動圖像為題中乙圖所示的振動圖像為題中乙圖所示.距距P點點0.5 m的質(zhì)的

8、質(zhì)點的位移點的位移y0，且向下運(yùn)動，或，且向下運(yùn)動，或y0，且向上運(yùn)動；若波沿，且向上運(yùn)動；若波沿x方向傳播，則方向傳播，則t0時的波形圖如圖中虛線所示，則質(zhì)點時的波形圖如圖中虛線所示，則質(zhì)點Q的振的振動圖像為題中乙圖所示動圖像為題中乙圖所示.距距Q點點0.5 m的質(zhì)點的位移的質(zhì)點的位移y0，且向下運(yùn)動，且向下運(yùn)動.所以選項所以選項A正確正確.(法二法二)根據(jù)波形圖像可得波長根據(jù)波形圖像可得波長2 m，根據(jù)振動圖像可得周，根據(jù)振動圖像可得周期期T2 s.兩質(zhì)點之間的距離兩質(zhì)點之間的距離x0.5 m .根據(jù)振動和波動根據(jù)振動和波動之間的關(guān)系，則另一質(zhì)點相對該質(zhì)點的振動之間的關(guān)系，則另一質(zhì)點相對該

9、質(zhì)點的振動延遲延遲 T，如圖，如圖甲所示，或者甲所示，或者提前提前 T，如圖乙所示，如圖乙所示.符合條件的只有選項符合條件的只有選項A.答案A針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練2 一一列簡諧橫波某時刻波形如圖列簡諧橫波某時刻波形如圖5所示，下列說所示，下列說法正確的是法正確的是()圖圖5A.xa處質(zhì)點振動的能量大于處質(zhì)點振動的能量大于xb 處質(zhì)點的振動能量處質(zhì)點的振動能量B.xb處質(zhì)點振動的頻率由波源決定處質(zhì)點振動的頻率由波源決定C.小林用筆沿波形描一遍，描圖過程中筆尖的運(yùn)動為簡諧小林用筆沿波形描一遍，描圖過程中筆尖的運(yùn)動為簡諧 振動振動D.xc處質(zhì)點比處質(zhì)點比xa處質(zhì)點少振動一個周期的時間處質(zhì)點少振動一個周期

10、的時間解析由題意知，該波為簡諧波，所以在傳播的過程中沒有由題意知，該波為簡諧波，所以在傳播的過程中沒有阻尼，故質(zhì)點阻尼，故質(zhì)點a振動的能量等于質(zhì)點振動的能量等于質(zhì)點b的振動能量，所以的振動能量，所以A錯錯誤誤；簡諧波簡諧波在傳播的過程中，質(zhì)點的振動頻率由振源決定，故在傳播的過程中，質(zhì)點的振動頻率由振源決定，故B正正確確；質(zhì)點質(zhì)點在自己的平衡位置附近做簡諧振動，故小林用筆沿波形在自己的平衡位置附近做簡諧振動，故小林用筆沿波形描一遍，描圖過程中筆尖的運(yùn)動不是簡諧振動，所以描一遍，描圖過程中筆尖的運(yùn)動不是簡諧振動，所以C錯誤錯誤；因因不知傳播的方向，故不能判斷不知傳播的方向，故不能判斷a、c兩質(zhì)點誰

11、先振動，所以兩質(zhì)點誰先振動，所以D錯誤錯誤.答案B熱點考向例析考向2對光的折射、全反射的考查例例2 如如圖圖6所示為一個均勻透明介質(zhì)球，所示為一個均勻透明介質(zhì)球，球心球心位于位于O點，半徑為點，半徑為R.一束單色光從真空中一束單色光從真空中沿沿DC方向方向平行于直徑平行于直徑AOB射到介質(zhì)球上的射到介質(zhì)球上的C點，點，DC與與AB的距離的距離H R.若該光束射入球體經(jīng)一次若該光束射入球體經(jīng)一次反射反射后后由由E點點(圖中未標(biāo)出圖中未標(biāo)出)再次折射回真空中，此時的出射光線剛再次折射回真空中，此時的出射光線剛好與入射光線平行，已知光在真空中的速度為好與入射光線平行，已知光在真空中的速度為c，則，則

12、()圖圖6A.介質(zhì)球的折射率為介質(zhì)球的折射率為B.光束從光束從C點射入到從點射入到從E點射出所經(jīng)歷的總時間為點射出所經(jīng)歷的總時間為C.射入球體內(nèi)的光線有可能發(fā)生全反射射入球體內(nèi)的光線有可能發(fā)生全反射D.若介質(zhì)球的折射率增大，則該出射光線仍與入射光線平行若介質(zhì)球的折射率增大，則該出射光線仍與入射光線平行解析答案B要發(fā)生全反射，光必須從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，所以選項要發(fā)生全反射，光必須從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，所以選項C錯誤；錯誤；如果介質(zhì)折射率增大，從如果介質(zhì)折射率增大，從C點進(jìn)入的光射不到點進(jìn)入的光射不到B點，出射光也點，出射光也就不可能與入射光平行，故選項就不可能與入射光平行，故選項D錯誤錯誤

13、.光光的的幾何計算題往往是光路現(xiàn)象與光的反射、折射、幾何計算題往往是光路現(xiàn)象與光的反射、折射、全反射全反射(臨界點臨界點)及幾何圖形關(guān)系的綜合問題及幾何圖形關(guān)系的綜合問題.解決此類問解決此類問題應(yīng)注意以下幾方面：題應(yīng)注意以下幾方面：(1)依據(jù)題目條件，正確分析可能的全反射及臨界角依據(jù)題目條件，正確分析可能的全反射及臨界角.(2)通過分析、計算確定光傳播過程中可能的折射、反通過分析、計算確定光傳播過程中可能的折射、反射，把握光的射，把握光的“多過程多過程”現(xiàn)象現(xiàn)象.以題說法(3)準(zhǔn)確做出光路圖準(zhǔn)確做出光路圖.(4)充分考慮三角形、圓的特點，運(yùn)用幾何圖形中的角充分考慮三角形、圓的特點，運(yùn)用幾何圖形

14、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)系播過程中產(chǎn)生的幾何關(guān)系.以題說法針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練3 華裔華裔科學(xué)家高錕獲得科學(xué)家高錕獲得2009年諾貝爾物理獎，他年諾貝爾物理獎，他被譽(yù)為被譽(yù)為“光纖通訊之父光纖通訊之父”.”.光纖通訊中信號傳播的主要載體光纖通訊中信號傳播的主要載體是光導(dǎo)纖維，它的結(jié)構(gòu)如圖是光導(dǎo)纖維，它的結(jié)構(gòu)如圖7所示，其內(nèi)芯和外套材料不同，所示，其內(nèi)芯和外套材料不同，光在內(nèi)芯中傳播光在內(nèi)芯中傳播.下列關(guān)于光導(dǎo)纖維的說法中正確的是下列關(guān)于光導(dǎo)纖維的說法中正確的是()圖圖7A.內(nèi)芯的折射率比外套的小，光傳播時

15、在內(nèi)芯與外套內(nèi)芯的折射率比外套的小，光傳播時在內(nèi)芯與外套的的 界面界面上發(fā)生全反射上發(fā)生全反射B.內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時在內(nèi)芯與外套的內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時在內(nèi)芯與外套的界界 面面上發(fā)生全反射上發(fā)生全反射C.波長越短的光在光纖中傳播的速度越大波長越短的光在光纖中傳播的速度越大D.頻率越大的光在光纖中傳播的速度越頻率越大的光在光纖中傳播的速度越大大答案B解析當(dāng)內(nèi)芯的折射率比外套的大時，光傳播時在內(nèi)芯與外當(dāng)內(nèi)芯的折射率比外套的大時，光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面上才能發(fā)生全反射，套的界面上才能發(fā)生全反射，A錯，錯，B對對；熱點考向例析考向3對光的本性的理解對光的本性的理解例例3如圖

16、如圖8所示為用所示為用a、b兩種單色光分別通過同一雙縫干兩種單色光分別通過同一雙縫干涉裝置獲得的干涉圖樣涉裝置獲得的干涉圖樣.現(xiàn)讓現(xiàn)讓a、b兩種光組成的復(fù)色光穿過兩種光組成的復(fù)色光穿過平行玻璃磚或三棱鏡時，光的傳播路徑與方向可能正確的平行玻璃磚或三棱鏡時，光的傳播路徑與方向可能正確的是是()圖圖8解析 由由干涉條紋可看出，干涉條紋可看出，a光的條紋間距大于光的條紋間距大于b光，故根據(jù)光，故根據(jù)x 可知，可知，a光的波長大于光的波長大于b光，光，a光的頻率小于光的頻率小于b光，則光，則a光的折射率小于光的折射率小于b光；光；a光的臨界角大于光的臨界角大于b光的臨界角；光的臨界角；A圖中圖中ab兩

17、種光的位置顛倒了；兩種光的位置顛倒了；B圖中出射光應(yīng)該和入射光平行；圖中出射光應(yīng)該和入射光平行；C、D圖中首先發(fā)生全反射的應(yīng)該是圖中首先發(fā)生全反射的應(yīng)該是b光，所以選項光，所以選項D正確正確.答案D針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練4 對對下列圖下列圖9現(xiàn)象解釋不正確的是現(xiàn)象解釋不正確的是()圖圖9A.圖甲的原理和光導(dǎo)纖維傳送光信號的原理一樣圖甲的原理和光導(dǎo)纖維傳送光信號的原理一樣B.圖乙的原理和門鏡圖乙的原理和門鏡(透過門鏡可以看到門外較寬闊的范圍透過門鏡可以看到門外較寬闊的范圍) 的原理一樣的原理一樣C.圖丙的原理和照相機(jī)鏡頭表面涂上增透膜的原理一樣圖丙的原理和照相機(jī)鏡頭表面涂上增透膜的原理一樣D.圖丁的原

18、理和用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度的原圖丁的原理和用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度的原 理一樣理一樣解析沙漠蜃景是光的全反射現(xiàn)象，而光導(dǎo)纖維是光的全反沙漠蜃景是光的全反射現(xiàn)象，而光導(dǎo)纖維是光的全反射現(xiàn)象，它們的原理相同，故射現(xiàn)象，它們的原理相同，故A正確；正確；彩虹是光的折射彩虹是光的折射,而門鏡也是光的折射，原理相同，故而門鏡也是光的折射，原理相同，故B正確；正確；彩色的肥皂泡是光的干涉，而照相機(jī)鏡頭表面涂上增透膜也彩色的肥皂泡是光的干涉，而照相機(jī)鏡頭表面涂上增透膜也是利用光的干涉，它們原理也相同，故是利用光的干涉，它們原理也相同，故C正確；正確；立體電影是光的偏振，而檢查光學(xué)平面的平整程

19、度是光的干立體電影是光的偏振，而檢查光學(xué)平面的平整程度是光的干涉現(xiàn)象，它們的原理不相同，故涉現(xiàn)象，它們的原理不相同，故D錯誤錯誤.答案D熱點考向例析考向4對電磁振蕩和電磁波的考查對電磁振蕩和電磁波的考查例例4 下列說法不正確的是下列說法不正確的是()A.麥克斯韋預(yù)言了光是橫波，并且首次用實驗驗證了光是麥克斯韋預(yù)言了光是橫波，并且首次用實驗驗證了光是 橫波橫波B.高速運(yùn)動的飛船中的宇航員發(fā)現(xiàn)地面的時鐘變慢了高速運(yùn)動的飛船中的宇航員發(fā)現(xiàn)地面的時鐘變慢了C.在磁場中做圓周運(yùn)動的帶電粒子會發(fā)出電磁波在磁場中做圓周運(yùn)動的帶電粒子會發(fā)出電磁波D.過強(qiáng)或過長時間的紫外輻射、過強(qiáng)或過長時間的紫外輻射、X射線或

20、射線或射線的作用，會對射線的作用，會對 人體人體(眼睛、皮膚、血液、神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等眼睛、皮膚、血液、神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等)造成危害造成危害解析麥克斯韋預(yù)言了光是電磁波，證明光是電磁波的是赫麥克斯韋預(yù)言了光是電磁波，證明光是電磁波的是赫茲，馬呂斯用光的偏振實驗證明了光是橫波，茲，馬呂斯用光的偏振實驗證明了光是橫波，A錯；錯；由愛因斯坦的相對論可知，由愛因斯坦的相對論可知，B對；對；在磁場中做圓周運(yùn)動的帶電粒子產(chǎn)生周期性變化的電場，又在磁場中做圓周運(yùn)動的帶電粒子產(chǎn)生周期性變化的電場，又會產(chǎn)生周期性變化的磁場，并向外傳播，即會產(chǎn)生電磁波，會產(chǎn)生周期性變化的磁場，并向外傳播，即會產(chǎn)生電磁波，C對

21、；對；過強(qiáng)或過長時間的紫外輻射、過強(qiáng)或過長時間的紫外輻射、X射線或射線或射線的作用，會對人射線的作用，會對人體造成危害，體造成危害，D正確，所以本題選擇正確，所以本題選擇A.答案A針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練5 為了為了測量儲罐中不導(dǎo)電液體的高度，將與儲罐測量儲罐中不導(dǎo)電液體的高度，將與儲罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容器外殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容器C置于儲罐中，置于儲罐中，電容器可通過開關(guān)電容器可通過開關(guān)S與線圈與線圈L或電源相連，如圖或電源相連，如圖10所示所示.當(dāng)開當(dāng)開關(guān)從關(guān)從a撥到撥到b時，由時，由L與與C構(gòu)成的回路中產(chǎn)生的周期構(gòu)成的回路中產(chǎn)生的周期T2的的振蕩電流振蕩電流.當(dāng)罐中液面

22、上升時當(dāng)罐中液面上升時()圖圖10A.電容器的電容減小電容器的電容減小B.電容器的電容增大電容器的電容增大C.LC回路的振蕩頻率減小回路的振蕩頻率減小D.LC回路的振蕩頻率增大回路的振蕩頻率增大解析兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容器兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容器C的中間的液體就是一的中間的液體就是一種電介質(zhì)，當(dāng)液體的高度升高，相當(dāng)于插入的電介質(zhì)增多，種電介質(zhì)，當(dāng)液體的高度升高，相當(dāng)于插入的電介質(zhì)增多，電容增大，故電容增大，故A錯誤，錯誤，B正確正確；根據(jù)根據(jù)T2 ，電容電容C增大時，震蕩的周期增大時，震蕩的周期T增大，由增大，由f 可以可以判定，判定，LC回路的振蕩頻率回路的振蕩頻率f減小，故減小，故C正確，正確，D錯誤錯誤.答案BC