2021版江蘇專用高考物理二輪復(fù)習(xí)講義 第二部分 倒計(jì)時(shí)第2天 選修3-4 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波 光

《2021版江蘇專用高考物理二輪復(fù)習(xí)講義 第二部分 倒計(jì)時(shí)第2天 選修3-4 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波 光》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2021版江蘇專用高考物理二輪復(fù)習(xí)講義 第二部分 倒計(jì)時(shí)第2天 選修3-4 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波 光（10頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 倒計(jì)時(shí)第 2 天 . 選修 3－4  機(jī)械振動(dòng)和機(jī) 械波  光  電磁波 A．主干回憶 B．精要檢索 一、機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波 1．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的公式和圖象 (1)描述振動(dòng)的物理量 下載后可自行編輯修改，頁(yè)腳下載后可刪除。 f ? ? T 0 . ①振幅：振動(dòng)物體離開平衡位置的最大距離，用 A 表示． ②周期：做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體完成一次全振動(dòng)所需要的時(shí)間，用 T 表示． ③頻率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)完成全振動(dòng)的次數(shù)，用 f 表示． 1 ④周期和頻率都是描述振動(dòng)快慢的物理量，其關(guān)系

2、為 T＝ ． (2)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)：物體所受的力跟偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總指向 平 衡 位 置 的 振 動(dòng) ． 動(dòng) 力 學(xué) 特 征 ： F ＝ － kx ． 簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 的 表 達(dá) 式 為 x ＝ 2π Asin? t＋φ ÷． è ? (3)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象是正弦或余弦函數(shù)曲線． 圖象的應(yīng)用：①可直接讀取振幅 、周期、各時(shí)刻的位移．②判定各時(shí)刻回復(fù) 力、加速度及速度的方向．③判定某段時(shí)間內(nèi)位移、回復(fù)力、加速度、速度、 動(dòng)能、勢(shì)能的變化情況． 2．單擺、單擺的周期公式 在偏角很小(θ≤5°)的情況下，單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．

3、 (1)單擺的周期公式 T＝2π  l g  ．公式中 l 為單擺的等效擺長(zhǎng)，是指懸點(diǎn)到擺球 球心的距離． (2)由周期公式可知，單擺的振動(dòng)周期與擺球質(zhì)量 m 和振幅 A 無(wú)關(guān)，只與擺長(zhǎng) l 和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣扔嘘P(guān)． (3)單擺的回復(fù)力是重力沿圓弧切線方向的分力． 3．受迫振動(dòng)和共振 (1)物體在外界驅(qū)動(dòng)力 ( 能夠使物體發(fā)生振動(dòng)的周期性外力 )作用下的振動(dòng)叫做 受迫振動(dòng)． (2)物體做受迫振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，跟物體的固有 頻率無(wú)關(guān)． (3)驅(qū)動(dòng)力的頻率接近物體的固有頻率時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅最大的現(xiàn)象叫做共 振．

4、 4．機(jī)械波 (1)機(jī)械波的分類：橫波和縱波 下載后可自行編輯修改，頁(yè)腳下載后可刪除。 T . 橫波是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直，縱波是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播 方向在同一直線上． (2)機(jī)械波的特點(diǎn) ①對(duì)理想的簡(jiǎn)諧波，各質(zhì)點(diǎn)振幅一樣． ②各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期都與波源的振動(dòng)周期一樣． ③離波源越遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)，振動(dòng)越滯后． ④各質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近振動(dòng)，并不沿波的傳播方向遷移． ⑤機(jī)械波向前傳播的是運(yùn)動(dòng)形式，也是傳播能量和傳遞信息的方式． 5．波速、波長(zhǎng)和頻率(周期)的關(guān)系 λ 波速與波長(zhǎng)、周期(頻率)的關(guān)系：v＝

5、 ＝λf． (1)周期和頻率只與波源有關(guān)，波在傳播過(guò)程中周期和頻率不變． (2)波速只與介質(zhì)有關(guān)，在同一種均勻介質(zhì)中，波速是一個(gè)定值，與波源無(wú)關(guān)． (3)波長(zhǎng)既與波源有關(guān)又與介質(zhì)有關(guān)． 6．波的干預(yù)和衍射現(xiàn)象 (1)產(chǎn)生干預(yù)的條件：兩列波的頻率相等． 現(xiàn)象：兩列波相遇時(shí)，某些區(qū)域總是振動(dòng)加強(qiáng)，某些區(qū)域總是振動(dòng)減弱，且 振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)和振動(dòng)減弱區(qū)相互間隔． (2)產(chǎn)生明顯衍射的條件：孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不大，或者比 波長(zhǎng)更小時(shí)，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象． 7．多普勒效應(yīng)：波源的頻率是不改變的，只是由于波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn) 動(dòng)，觀察者感到頻率發(fā)

6、生了變化．靠近(或遠(yuǎn)離)波源，頻率增大(或減小)． 二、電磁波 1．變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，電磁涉及其傳播 (1)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)． (2)電磁波：變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng)交替產(chǎn)生，形成電磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)由近及 遠(yuǎn)地向外傳播形成電磁波． 電磁波是橫波，電磁波在真空中的速度為 c＝3×10  8  m/s． 2．電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射和接收 (1)電磁波的產(chǎn)生：振蕩電路的特點(diǎn)——采用開放電路、頻率足夠高． 下載后可自行編輯修改，頁(yè)腳下載后可刪除。 1 sin θ v

7、1 2 n d . (2)發(fā)射電磁信號(hào)需經(jīng)過(guò)調(diào)制過(guò)程，調(diào)制分調(diào)幅、調(diào)頻兩種． (3)調(diào)諧：使接收電路產(chǎn)生電諧振的過(guò)程． 解調(diào)：使聲音或圖象信號(hào)從高頻電流中復(fù)原出來(lái)的過(guò)程． 3．電磁波譜 電磁波按波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短的排列順序?yàn)椋簾o(wú)線電波、紅外線、可見光、紫外線、 X 射線、γ 射線． 三、光 1．光的折射定律 (1)折射定律：折射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光 線分居在法線兩側(cè)，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比． (2)在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的． 2．折射率 sin θ c 折射率：n＝ ＝ ，其

8、中 θ 為光在真空(空氣)中的入射角，θ 為光在介質(zhì) 2 中的折射角，c 為光在真空中的傳播速度，v 為光在介質(zhì)中的傳播速度． 3．全反射、光導(dǎo)纖維 (1)全反射條件：①光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)． ②入射角大于等于臨界角． (2)現(xiàn)象：折射光完全消失，只剩下反射光． 1 (3)臨界角：sin C＝ ，C 為折射角等于 90°時(shí)的入射角． (4)應(yīng)用——光導(dǎo)纖維 它由內(nèi)芯和外套兩層組成，內(nèi)芯的折射率比外套的折射率大，光傳播時(shí)在內(nèi) 芯與外套的界面上發(fā)生全反射． 4．光的干預(yù)、衍射和偏振現(xiàn)象 (1)干預(yù)現(xiàn)象：兩列相干光波相疊加，某些區(qū)域的光被加強(qiáng)

9、，某些區(qū)域的光被 減弱，且加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)互相間隔的現(xiàn)象叫光的干預(yù)現(xiàn)象． 干預(yù)條件：兩光源發(fā)出的光頻率一樣，相位差恒定． l 雙縫干預(yù)：①條紋間距：Δx＝ λ ②亮、暗條紋產(chǎn)生的條件：某點(diǎn)到雙縫的距離之差 下載后可自行編輯修改，頁(yè)腳下載后可刪除。 2 ? . ìnλ(n＝0，1，2，…) 亮條紋 ? Δx＝í λ ?(2n＋1)(n＝0，1，2，…) 暗條紋 (2)薄膜干預(yù) ①形成：由薄膜前后外表反射的光疊加而成．(薄膜一般指肥皂膜或空氣膜等) ②條紋：彼此平行的明暗相間的條紋．假設(shè)白光入射，得到平行的彩色條紋． ③應(yīng)用：增透膜

10、(其厚度應(yīng)為光在薄膜中波長(zhǎng)的四分之一)用于檢查工件外表的 平整度． (3)光的衍射 光在傳播過(guò)程中遇到障礙物時(shí)，偏離原來(lái)的直線傳播路徑，繞到障礙物后面 繼續(xù)傳播的現(xiàn)象叫光的衍射． (4)光的偏振 在與光波傳播方向垂直的平面內(nèi)，光振動(dòng)沿各個(gè)方向均勻分布的光叫自然光， 光振動(dòng)只沿著某個(gè)特定方向的光叫偏振光． C．考前熱身 1．(2021· 揚(yáng)州模擬)(1)(多項(xiàng)選擇)以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是________． A．照相機(jī)、攝影機(jī)鏡頭外表涂有增透膜，利用了光的干預(yù)原理 B．在光的雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)中，假設(shè)僅將入射光由綠光變?yōu)榧t光，那么條紋間距 變窄 C．

11、太陽(yáng)光是偏振光 D．相對(duì)論認(rèn)為空間和時(shí)間與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān) (2)某同學(xué)用插針法測(cè)半圓形玻璃磚的折射率，局部實(shí)驗(yàn)步驟如下： 圖 1 A．將玻璃磚放置在固定于水平木板的白紙上，用鉛筆記錄玻璃磚直徑的兩 個(gè)端點(diǎn) EF； B．先取走玻璃磚，連接 EF，作 EF 的中垂線 MN 交于 EF 于 O 點(diǎn)，取直線 下載后可自行編輯修改，頁(yè)腳下載后可刪除。 1 2 1 2 3 3 3 3 1 2 λ . OQ，在 OQ 上豎直地插上大頭針 P 、P ； C．再將玻璃磚放回原位置，在圖中 EF 的下方透過(guò)玻璃磚觀察

12、 P 、P ； D．為確定出射光線 OR，至少還須插 1 枚大頭針 P ，在插入第三個(gè)大頭針 P 時(shí)，要使它________． 如圖 1 是某次實(shí)驗(yàn)時(shí)在白紙上留下的痕跡，根據(jù)該圖可算得玻璃的折射率 n ＝________．(計(jì)算結(jié)果保存兩位有效數(shù)字) (3)如圖 2 所示是一列沿 x 軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在 t＝0 時(shí)刻的波形圖， 波的傳播速度 v＝2 m/s． 圖 2 ①寫出 x＝0．5 m 處的質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式； ②求出 x＝0．5 m 處的質(zhì)點(diǎn)在 0～5．5 s 內(nèi)通過(guò)的路程． 【解析】 (1)照相機(jī)、攝影機(jī)鏡頭外表涂有增透膜，是 利用了光的干預(yù)

13、原理，A 正確；在光的雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)中， 由 Δx＝  L d  λ 可知，僅入射光由綠光換為紅光 ，那么條紋 間距變寬，B 錯(cuò)誤；太陽(yáng)光是自然光，C 錯(cuò)誤；相對(duì)論認(rèn)為空間和時(shí)間與物 體的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，D 正確． (2)確定第三個(gè)大頭針 P 的位置的方法是：使 P 擋住 P 、P 的像．在 OQ 和 OR 上截取一樣的長(zhǎng)度 OG 和 OH，過(guò) G 和 H 作法線 MN 的垂線，垂足分別為 I 和 J，用 mm 刻度尺測(cè)量出 GI 和 HJ，那么玻璃的折射率 n＝  HJ GI  ＝1．7． (3)由波形圖可知，A＝

14、5 cm λ＝2．0 m． 那么波的周期 T＝ ＝1．0 s v ①x＝0．5 m 處的質(zhì)點(diǎn) t＝0 時(shí)的位移為 A＝5 cm 下載后可自行編輯修改，頁(yè)腳下載后可刪除。 T 1 2 . 故 x＝0．5 m 處質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式 2π y＝5cos t cm＝5cos 2πt cm． ②t＝5．5 s＝5．5T，故 x＝0．5 m 處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的路程為 4A×5．5＝22A＝110 cm． 【答案】  (1)AD (2)擋住 P 、P 的像 (3)①y＝5cos 2πt cm  1．7(1．5～1．9 都

15、算對(duì)) ②110 cm 2．(2021· 無(wú)錫模擬)(1)(多項(xiàng)選擇)以下關(guān)于圖 3 所示的圖象描述和判斷中正確的 選項(xiàng)是________． 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：17214240】 圖 3 A．圖甲是多普勒效應(yīng)的圖象，B 處的觀察者接收到波的頻率大于波源發(fā)出的 頻率 B．圖甲是多普勒效應(yīng)的圖象，A 處的觀察者接收到波的頻率大于波源發(fā)出的 頻率 C．圖乙是受迫振動(dòng)的振幅隨驅(qū)動(dòng)力頻率變化的圖象，物體做受迫振動(dòng)時(shí)頻率 始終等于固有頻率 D ．圖乙是受迫振動(dòng)的振幅隨驅(qū)動(dòng)力頻率變化的圖象，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于 固有頻率時(shí)振幅最大 (2)如圖 4 甲所示，A、B

16、 兩人乘坐兩艘飛船分別以 0．6c 和 0．8c 的速度相向 運(yùn)動(dòng)，分別向?qū)Ψ桨l(fā)射一列相干光波，設(shè)真空中光速為 c，B 觀察到 A 發(fā)出光 波的速度為 ________________，地面上的觀察者看到兩列光波相遇如圖乙所 示，實(shí)線表示光波的波峰，那么 MN 連線的中點(diǎn) F 的振動(dòng)________(選填“加 強(qiáng)〞、“減弱〞或“不振動(dòng)〞)； 下載后可自行編輯修改，頁(yè)腳下載后可刪除。 sin . 圖 4 (3)光導(dǎo)纖維現(xiàn)已在通訊、醫(yī)療技術(shù)中大量使用，如圖 5 所示，一束光不管以 多大的入射角射到光纖的 ab 面上，經(jīng)光纖傳導(dǎo)后都能從光纖的 cd 面射出，

17、實(shí)現(xiàn)信息的傳遞，求光纖的折射率應(yīng)滿足的條件． 【解析】  圖 5 (1)波在同一種均勻介質(zhì)中是勻速傳播的 ，由圖甲可知，波源在靠 近 B 處，遠(yuǎn)離 A 處，所以 B 處的觀察者接收到波的頻率大于波源發(fā)出的頻率， A 處的觀察者接收到波的頻率小于波源發(fā)出的頻率，應(yīng)選項(xiàng) A 正確 ，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤．根據(jù)共振的條件知選項(xiàng) D 正確、C 錯(cuò)誤． (2)根據(jù)相對(duì)論光速不變?cè)砜芍?，B 觀察到 A 發(fā)出光波的速度為 c，由于光 速不變，因此兩列光的波峰到達(dá) F 點(diǎn)時(shí)通過(guò)的距離相等，因此所用時(shí)間相等， 即兩波峰同時(shí)到達(dá) F 點(diǎn)，那么中點(diǎn) F 的振動(dòng)為加強(qiáng)．

18、 (3)由題意“光束不管以多大的入射角射到光纖的 ab 面上，經(jīng)光纖傳導(dǎo)后都能 從光纖的 cd 面射出〞可知，光束進(jìn)入纖維后在 ad、bc 面上將發(fā)生全反射， 作出光路示意圖如以下圖所示，由折射定律有：n＝  sin i  ，顯然入射角 i 越大， 折射角 γ 越大，光束到達(dá) ad 面上時(shí)的入射角 α 越小，要使能發(fā)生全反射 ，需 滿足：α≥C(其中 C 為臨界角)，即有 sin α≥  1 n 不妨設(shè)光束以最大入射角 i＝90°入射至 ab 面，此時(shí)有：n＝  1 sin γ 下載后可自行編輯修改，頁(yè)腳下載后可刪除。 . 由圖中幾何關(guān)系有：γ＋α＝90° 解得：n≥ 2． 【答案】  (1)AD (2)c  加強(qiáng)  (3)n≥ 2 下載后可自行編輯修改，頁(yè)腳下載后可刪除。