高考物理二輪專題突破 專題十 選考部分（2）機械振動與機械波 光導學案(2021年最新整理)

1、2017屆高考物理二輪專題突破 專題十 選考部分（2）機械振動與機械波 光導學案2017屆高考物理二輪專題突破 專題十 選考部分（2）機械振動與機械波 光導學案 編輯整理：尊敬的讀者朋友們：這里是精品文檔編輯中心，本文檔內(nèi)容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我們對文中內(nèi)容進行仔細校對，但是難免會有疏漏的地方，但是任然希望（2017屆高考物理二輪專題突破 專題十 選考部分（2）機械振動與機械波 光導學案）的內(nèi)容能夠給您的工作和學習帶來便利。同時也真誠的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進步的源泉，前進的動力。本文可編輯可修改，如果覺得對您有幫助請收藏以便隨時查閱，最后祝您生活愉快 業(yè)

2、績進步，以下為2017屆高考物理二輪專題突破 專題十 選考部分（2）機械振動與機械波 光導學案的全部內(nèi)容。 專題十 選考部分第2講：機械振動與機械波 光一、題型、技巧歸納高考題型一 機械振動【例1】 (2015山東理綜38(1)）如圖1所示，輕彈簧上端固定，下端連接一小物塊,物塊沿豎直方向做簡諧運動.以豎直向上為正方向，物塊簡諧運動的表達式為y0.1sin （2。5t） m。t0時刻,一小球從距物塊h高處自由落下;t0.6s時，小球恰好與物塊處于同一高度。取重力加速度的大小g10m/s2。以下判斷正確的是_。(雙選，填正確答案標號）圖1a。h1.7mb.簡諧運動的周期是0.8sc.0。6s內(nèi)物

3、塊運動的路程是0。2md。t0。4s時,物塊與小球運動方向相反高考預(yù)測1簡諧運動的振動圖線可用下述方法畫出：如圖2甲所示,在彈簧振子的小球上安裝一支繪圖筆p,讓一條紙帶在與小球振動方向垂直的方向上勻速運動，筆p在紙帶上畫出的就是小球的振動圖象.取振子水平向右的方向為振子離開平衡位置的位移正方向,紙帶運動的距離代表時間，得到的振動圖線如圖乙所示。則下列說法中正確的是（）圖2a。彈簧振子的周期為4sb。彈簧振子的振幅為10cmc.t17s時振子相對平衡位置的位移是10cmd.若紙帶運動的速度為2cm/s，振動圖線上1、3兩點間的距離是4cme.2.5s時振子正在向x軸正方向運動高考預(yù)測2某同學用單

4、擺測當?shù)氐闹亓铀俣?他測出了擺線長度l和擺動周期t，如圖3（a)所示。通過改變擺線長度l,測出對應(yīng)的擺動周期t,獲得多組t與l，再以t2為縱軸、l為橫軸畫出函數(shù)關(guān)系圖象如圖（b)所示。由圖象可知,擺球的半徑r_m，當?shù)刂亓铀俣萭_m/s2;由此種方法得到的重力加速度值與實際的重力加速度值相比會_(選填“偏大“偏小”或“一樣”).圖3規(guī)律總結(jié)1.簡諧運動的對稱性：振動質(zhì)點在關(guān)于平衡位置對稱的兩點，x、f、a、v、ek、ep的大小均相等，其中回復力f、加速度a與位移x的方向相反,而v與x的方向可能相同，也可能相反.振動質(zhì)點來回通過相同的兩點間的時間相等,即tbctcb.振動質(zhì)點通過關(guān)于平衡位置

5、對稱的等長的兩線段的時間相等,即tbctbc.如圖4所示。圖42.簡諧運動的周期性：做簡諧運動的物體，其位移、回復力、加速度、速度都隨時間按“正弦”或“余弦規(guī)律變化,它們的周期均相同。其位移隨時間變化的表達式為:xasin （t)或xacos （t）。高考題型二 機械波【例2】 (2016全國丙卷34（1)）由波源s形成的簡諧橫波在均勻介質(zhì)中向左、右傳播。波源振動的頻率為20hz，波速為16m/s.已知介質(zhì)中p、q兩質(zhì)點位于波源s的兩側(cè),且p、q和s的平衡位置在一條直線上,p、q的平衡位置到s的平衡位置之間的距離分別為15.8m、14.6m。p、q開始振動后，下列判斷正確的是_。a。p、q兩質(zhì)

6、點運動的方向始終相同b.p、q兩質(zhì)點運動的方向始終相反c.當s恰好通過平衡位置時，p、q兩點也正好通過平衡位置d。當s恰好通過平衡位置向上運動時,p在波峰e.當s恰好通過平衡位置向下運動時,q在波峰高考預(yù)測3如圖5所示為一列簡諧橫波某時刻的波形圖，介質(zhì)中有p、q、m三個質(zhì)點，此時的縱坐標分別為yp2cm，yq2cm，下列說法正確的是_。圖5a。p、q兩質(zhì)點的速度方向總是相同b.q、m兩質(zhì)點的加速度總是相同c。p、m兩質(zhì)點的速度總是大小相等、方向相反d.在任何相等時間內(nèi),p、m兩質(zhì)點通過的路程總相等e.p、m兩質(zhì)點對平衡位置的位移總是大小相等、方向相反高考預(yù)測4圖6（a）為一列簡諧橫波在t0。1

7、s時刻的波形圖,p是平衡位置為x1m處的質(zhì)點，q是平衡位置為x4m處的質(zhì)點,圖(b）為質(zhì)點q的振動圖象，則下列說法正確的是（)圖6a.該波的周期是0。1sb.該波的傳播速度為40m/sc。該波沿x軸的負方向傳播d.t0。1s時，質(zhì)點q的速度方向向下e.從t0.1s到t0.25s，質(zhì)點p通過的路程為30cm高考預(yù)測5（2016全國甲卷34（2)一列簡諧橫波在介質(zhì)中沿x軸正向傳播，波長不小于10cm。o和a是介質(zhì)中平衡位置分別位于x0和x5cm處的兩個質(zhì)點。t0時開始觀測，此時質(zhì)點o的位移為y4cm,質(zhì)點a處于波峰位置；ts時，質(zhì)點o第一次回到平衡位置，t1s時，質(zhì)點a第一次回到平衡位置.求：（1

8、)簡諧波的周期、波速和波長；(2）質(zhì)點o的位移隨時間變化的關(guān)系式.規(guī)律總結(jié)1.波動圖象描述的是在同一時刻，沿波的傳播方向上的各個質(zhì)點偏離平衡位置的位移.在時間上具有周期性、空間上具有重復性和雙向性的特點。2.深刻理解波動中的質(zhì)點振動.質(zhì)點振動的周期(頻率）波源的周期(頻率)波的傳播周期(頻率)。3。要畫好、用好振動圖象，并正確地與實際情景相對應(yīng).要正確畫出波形圖,準確寫出波形平移距離、質(zhì)點振動時間與波長、周期的單一解或多解表達式.4.分析簡諧運動中各物理量的變化情況時，一定要以位移為橋梁，位移增大時，振動質(zhì)點的回復力、加速度、勢能均增大，速度、動能均減??；反之，則產(chǎn)生相反的變化。另外，各矢量均

9、在其值為零時改變方向.5?！耙环帧⒁豢?、二找”巧解波動圖象與振動圖象的綜合問題（1)分清振動圖象與波動圖象.只要看清橫坐標即可，橫坐標為x則為波動圖象，橫坐標為t則為振動圖象.(2)看清橫、縱坐標的單位，尤其要注意單位前的數(shù)量級。（3）找準波動圖象對應(yīng)的時刻。（4)找準振動圖象對應(yīng)的質(zhì)點。高考題型三 光的折射和全反射【例3】 (2016全國丙卷34(2）)如圖7所示,玻璃球冠的折射率為，其底面鍍銀，底面的半徑是球半徑的倍；在過球心o且垂直于底面的平面(紙面）內(nèi)，有一與底面垂直的光線射到玻璃球冠上的m點，該光線的延長線恰好過底面邊緣上的a點，求該光線從球面射出的方向相對于其初始入射方向的偏角。圖

10、7高考預(yù)測6如圖8所示，有一束平行于等邊三棱鏡截面abc的單色光從空氣射向e點，并偏折到f點，已知入射方向與邊ab的夾角為30，e、f分別為邊ab、bc的中點，則下列說法正確的是_。圖8a.該棱鏡的折射率為b。光在f點發(fā)生全反射c.光從空氣進入棱鏡，波長變短d.光從空氣進入棱鏡，波速變小e。從f點出射的光束與入射到e點的光束平行高考預(yù)測7如圖9所示,平靜湖面岸邊的垂釣者，眼晴恰好位于岸邊p點正上方0。9的高度處,浮標q離p點1.2m遠，魚餌燈m在浮標正前方1。8m處的水下，垂釣者發(fā)現(xiàn)魚餌燈剛好被浮標擋住,已知水的折射率n，求：圖9(1)魚餌燈離水面的深度;(2）若魚餌燈緩慢豎直上浮，當它離水面

11、多深時，魚餌燈發(fā)出的光恰好無法從水面pq間射出.規(guī)律總結(jié)1。折射率：光從真空射入某種介質(zhì)，入射角的正弦與折射角的正弦之比叫做介質(zhì)的折射率,公式為n.實驗和研究證明，某種介質(zhì)的折射率等于光在真空中的傳播速度c跟光在這種介質(zhì)中的傳播速度v之比，即n.2.臨界角：折射角等于90時的入射角，稱為臨界角。當光從折射率為n的某種介質(zhì)射向真空（空氣）時發(fā)生全反射的臨界角為c，則sinc.3。全反射的條件:（1）光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)。（2)入射角大于或等于臨界角.4。光的幾何計算題往往是光路現(xiàn)象與光的反射、折射、全反射（臨界點）及幾何圖形關(guān)系的綜合問題.解決此類問題應(yīng)注意以下四個方面：（1）依據(jù)題目條件，

12、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、反射，把握光的“多過程”現(xiàn)象。(3）準確作出光路圖。(4)充分考慮三角形、圓的特點，運用幾何圖形中的角關(guān)系、三角函數(shù)、相似形、全等形等，仔細分析光傳播過程中產(chǎn)生的幾何關(guān)系。高考題型四 電磁波和光的幾種特有現(xiàn)象【例4】下列說法中正確的是_。a.不管光源與觀察者是否存在相對運動，觀察者觀察到的光速是不變的b.水面上的油膜呈現(xiàn)彩色是光的衍射現(xiàn)象c。雙縫干涉實驗中,若只減小屏到擋板間距離l，兩相鄰亮條紋間距離x將減小d.聲源向靜止的觀察者運動，觀察者接收到的頻率小于聲源的頻率e.液晶顯示器應(yīng)用了光的偏振原理高考預(yù)測8下列說法

13、正確的是_。a。赫茲預(yù)言了電磁波的存在并用實驗加以證實b。在高速運動的火箭上的人認為火箭的長度并沒有改變c.與平面鏡相比，全反射棱鏡的反射率高，幾乎可達100%d.單擺在驅(qū)動力作用下做受迫振動，其振動周期與單擺的擺長無關(guān)e.在磨制各種鏡面或其他精密的光學平面時,可以用衍射法檢查平面的平整程度高考預(yù)測9下列說法中正確的是_.a.做簡諧運動的質(zhì)點,其振動能量與振幅無關(guān)b.泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象，玻璃中的氣泡看起來特別明亮是光的全反射現(xiàn)象c。真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，與光源和觀察者的運動無關(guān)d。在“用單擺測定重力加速度”的實驗中，為使實驗結(jié)果較為準確，應(yīng)選用10cm長的細線和小鐵球

14、e。當頻率一定的聲源向著靜止的接收器加速運動時,接收器收到的聲波頻率增大規(guī)律總結(jié)1.機械波和光波都能發(fā)生干涉、衍射、多普勒效應(yīng)等現(xiàn)象,是波特有的現(xiàn)象.偏振現(xiàn)象是橫波的特有現(xiàn)象。要觀察到穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象和明顯的衍射現(xiàn)象需要一定的條件.2.機械波的干涉圖樣中，實線和實線的交點、虛線和虛線的交點及其連線為振動加強處；實線和虛線的交點及其連線處為振動減弱處.振動加強點有時位移也為零，只是振幅為兩列波的振幅之和，顯得振動劇烈.3.光的雙縫干涉條紋間距x：（1）l、d相同時，x，可見光中的紅光條紋間距最大,紫光最小;（2)間隔均勻，亮度均勻，中央為亮條紋;(3）如用白光做實驗,中間為白色，兩邊為由紫到紅的彩

15、色.4。光的干涉現(xiàn)象：薄膜干涉(油膜、空氣膜、增透膜、牛頓環(huán)）；光的衍射現(xiàn)象：圓孔衍射、泊松亮斑.參考答案【例1】 答案ab解析t0。6s時，物塊的位移為y0.1sin（2.50.6)m0.1m，則對小球h|y|gt2,解得h1.7m，選項a正確；簡諧運動的周期是ts0。8s，選項b正確；0.6s內(nèi)物塊運動的路程是3a0.3m，選項c錯誤；t0。4s,此時物塊在平衡位置向下振動，則此時物塊與小球運動方向相同，選項d錯誤.高考預(yù)測1答案abd解析周期是振子完成一次全振動的時間，由圖知，彈簧振子的周期為t4s,故a正確;振幅是振子離開平衡位置的最大距離，由圖知，彈簧振子的振幅為10cm，故b正確；

16、振子的周期為4s，由周期性知，t17s時振子相對平衡位置的位移與t1s時振子相對平衡位置的位移相同，為0，故c錯誤；若紙帶運動的速度為2cm/s，振動圖線上1、3兩點間的距離是svt2 cm/s2s4cm.故d正確；由圖乙可知2.5s時振子正在向x軸負方向運動，故e錯誤。高考預(yù)測2答案1.01022一樣解析由橫軸截距得，球的半徑應(yīng)為1.0102m；圖象斜率k4，而gl故gm/s22 m/s2根據(jù)以上推導，斜率不變,重力加速度不變，故對g沒有影響，一樣.【例2】 答案bde解析根據(jù)題意可得ts0。05s，v16m/s，故波長為vt0.8m，找p點關(guān)于s點的對稱點p，根據(jù)對稱性可知p和p的振動情況

17、完全相同，p、q兩點相距x（）,為半波長的整數(shù)倍，p、q兩點振動方向始終相反，即p、q兩點振動方向始終相反，a錯誤，b正確；p點距離s點x19,當s恰好通過平衡位置向上振動時，p點在波峰，同理q點相距s點x18，當s恰好通過平衡位置向下振動時，q點在波峰，d、e正確，c錯誤.高考預(yù)測3答案cde解析p、m兩點相差半個周期，所以p、m兩點的速度和距平衡位置的位移的大小總是相等、方向相反，c、d、e正確.高考預(yù)測4答案bcd解析由振動圖象可知，該波的周期是0。2s，選項a錯誤；該波的傳播速度為vm/s40 m/s，選項b正確；由振動圖線可知，t0。1s時刻，質(zhì)點q的振動方向向下，可知該波沿x軸的負

18、方向傳播，選項c、d正確；從t0。1s到t0.25s,經(jīng)歷的時間為0。15s0.75t，質(zhì)點p不是從平衡位置（或者波峰、波谷)開始振動，故通過的路程小于3a30cm，選項e錯誤；故選b、c、d。高考預(yù)測5答案(1）4s7。5cm/s30cm(2)y0。08cos（t) m或y0.08sin（t） m解析(1)設(shè)振動周期為t。由于質(zhì)點a在0到1s內(nèi)由最大位移處第一次回到平衡位置，經(jīng)歷的是個周期，由此可知t4s由于質(zhì)點o與a的距離x5cm小于半個波長，且波沿x軸正向傳播，o在ts時回到平衡位置，而a在t1s時回到平衡位置,時間相差ts，可得波的速度v7。5cm/s由vt得，簡諧波的波長30cm（2

19、）設(shè)質(zhì)點o的位移隨時間變化的關(guān)系為yacos(0）將式及題給條件代入上式得解得0,a8cm質(zhì)點o的位移隨時間變化的關(guān)系式為y0。08cos（t) m或y0.08sin（t) m【例3】 答案150解析設(shè)圖中n點為光線在球冠內(nèi)底面上的反射點，光線的光路圖如圖所示.設(shè)光線在m點的入射角為i、折射角為r，在n點的入射角為i，反射角為i，玻璃折射率為n.由于oam為等邊三角形，i60由折射定律有sininsinr代入題給條件n得r30作底面在n點的法線ne，由于neam，有i30根據(jù)反射定律,有i30連接on，由幾何關(guān)系知manmon,故有mno60由式得eno30于是eno為反射角，on為反射光線。

20、這一反射光線經(jīng)球面再次折射后不改變方向。所以,經(jīng)一次反射后射出玻璃球冠的光線相對于入射光線的偏角為180eno150高考預(yù)測6答案acd解析在e點作出法線可知入射角為60,折射角為30,由n可得折射率為,故a正確；由光路的可逆性可知，在bc邊上的入射角小于臨界角，不會發(fā)生全反射，b錯；由公式v可知，光從空氣進入棱鏡，波速變小，波長變短，故c、d正確；三棱鏡兩次折射使得光線都向底邊偏折，不會與入射到e點的光束平行，故e錯誤。高考預(yù)測7答案（1）2。4m(2)1。59m解析（1）設(shè)入射角、折射角分別為i、r，設(shè)魚餌燈離水面的深度為h2則:sinisinr根據(jù)光的折射定律可知：n聯(lián)立解得：h22。4m(2)當魚餌燈離水面深度為h3時,水面pq間恰好無光射出，此時魚餌燈與浮標的連線和豎直方向夾角恰好為臨界角c，則：sincsinc聯(lián)立解得：h3m1.59m【例4】 答案ac