2025版高考物理二輪學法講義09-電磁感應

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針對練習：1．如圖甲所示，一個圓形線圈用絕緣桿固定在天花板上，線圈的匝數(shù)為n，半徑為r，總電阻為R，線圈平面與勻強磁場垂直，且下面一半處在磁場中，t＝0時磁感應強度的方向如圖甲所示，磁感應強度B隨時間t的變化關系如圖乙所示．下列說法正確的是() A．在0～2t0的時間間隔內(nèi)線圈內(nèi)感應電流先沿順時針方向后沿逆時針方向 B．在0～2t0的時間間隔內(nèi)線圈受到的安培力先向上后向下 C．在0～t0的時間間隔內(nèi)線圈中感應電流的大小為eq\f(nπr2B0,2t0R) D．在eq\f(3,2)t0時線圈受到的安培力的大小為eq\f(nπr3B\o\al(02),2t0R)2．一個閉合正三角形金屬框架，左邊豎直且與磁場右邊界平行，完全處于垂直框架平面向里的勻強磁場中．現(xiàn)用外力F把框架水平勻速向右拉出磁場，如圖所示，設正三角形金屬框架開始出磁場的時刻t＝0，則電動勢E、外力F和外力的功率P隨時間t的變化圖像正確的是(). 3.如圖所示，在傾角為θ的光滑斜面上，存在著兩個勻強磁場區(qū)域．區(qū)域Ⅰ的磁場方向垂直斜面向上，磁感應強度為2B，區(qū)域Ⅱ的磁場方向垂直斜面向下，磁感應強度為B，磁場邊界MN、PQ、GH均平行于斜面底邊，MP、PG長均為L.一個質(zhì)量為m、電阻為R、邊長也為L的正方形導線框，由靜止開始沿斜面下滑，下滑過程中ab邊始終與斜面底邊平行．t1時刻ab邊剛越過GH進入磁場Ⅰ區(qū)域，此時導線框恰好以速度v1做勻速直線運動；t2時刻ab邊下滑到PQ與MN之間的某位置，此時導線框又恰好以速度v2做勻速直線運動．重力加速度為g，下列說法中正確的是() A．當ab邊剛越過PQ時，導線框的加速度大小為a＝eq\f(5,4)gsinθ B．導線框兩次做勻速直線運動的速度之比v1∶v2＝4∶3 C．從t1到t2的過程中，導線框克服安培力做的功等于重力勢能的減少量 D．從t1到t2的過程中，有eq\f(1,2)m(v12－v22)機械能轉(zhuǎn)化為電能

4．如圖甲所示，水平面內(nèi)固定兩根間距L＝1m的長直平行光滑金屬導軌PQ、MN，其Q、N端接有阻值R＝1.5Ω的電阻，一質(zhì)量m＝0.1kg、接入電路的阻值r＝0.5Ω的導體棒ab垂直于導軌放置于距QN端d＝2m處，且與兩導軌保持良好接觸．整個裝置處在豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度大小隨時間變化的情況如圖乙所示．在0～1s內(nèi)，為了保持ab棒靜止，在棒的中點施加一平行于導軌平面的外力F0(未知)；1s后改用F＝0.5N的水平向左的恒力拉動ab棒，ab棒從靜止開始沿導軌運動距離x＝4.8m時速度恰好達到最大值．a(chǎn)b棒運動過程中始終與導軌保持垂直，導軌電阻不計．求：(1)t＝1s時外力F0的大小和方向；(2)ab棒的最大速度大小vm；(3)從t＝0到ab棒運動距離x＝4.8m的過程，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR.專題強化練1.如圖所示，兩勻強磁場的磁感應強度B1和B2大小相等、方向相反．金屬圓環(huán)的直徑與兩磁場的邊界重合．下列變化會在環(huán)中產(chǎn)生順時針方向感應電流的是() A．同時增大B1減小B2 B．同時減小B1增大B2 C．同時以相同的變化率增大B1和B2 D．同時以相同的變化率減小B1和B22．如圖所示，關于下列器材的原理和用途，正確的是() A．變壓器可以改變交變電壓也能改變頻率 B．扼流圈對交流的阻礙作用是因為線圈存在電阻 C．真空冶煉爐的工作原理是爐體產(chǎn)生渦流使爐內(nèi)金屬熔化 D．磁電式儀表中用來做線圈骨架的鋁框能起電磁阻尼的作用3．如圖所示，線圈M和線圈P繞在同一個鐵芯上．已知電流從電流計左側(cè)流進時，指針由中央向左偏轉(zhuǎn)，則() A．合上開關S的一瞬間，電流計指針不偏轉(zhuǎn) B．合上開關S的一瞬間，電流計指針向左偏 C．斷開開關S的一瞬間，電流計指針不偏轉(zhuǎn) D．斷開開關S的一瞬間，電流計指針向左偏4．如圖所示，有一足夠大的光滑水平面上存在非勻強磁場，其磁場分布沿x軸方向均勻增大，沿y軸方向是不變的，磁場方向垂直紙面向外．現(xiàn)有一閉合的正方形金屬線框(線框有電阻)，質(zhì)量為m，以速度大小為v0、方向沿其對角線且與x軸成45°角開始運動，以下關于線框的說法中正確的是() A．線框中的感應電流方向沿逆時針方向 B．線框?qū)⒆鰟驕p速直線運動 C．線框運動中產(chǎn)生的內(nèi)能為eq\f(1,4)mv02 D．線框最終將靜止于平面上的某個位置5．如圖甲所示，正五邊形硬導線框abcde固定在磁場中，磁場方向與線框平面垂直，圖乙表示該磁場的磁感應強度B隨時間t變化的關系，t＝0時刻磁場方向垂直紙面向里．設垂直cd邊向下為安培力的正方向，在0～5t0時間內(nèi)，線框cd邊受到該磁場對它的安培力F隨時間t變化的關系圖像為().. 6.一個電子感應加速器的簡化模型如圖.半徑為r0的圓形區(qū)域中存在垂直紙面向里的磁場，磁感應強度為B1，令B1隨時間均勻增加，從而產(chǎn)生感生電場加速粒子．在r≥r0的環(huán)形區(qū)域中也存在向里的磁場，磁感應強度為B2.欲使帶正電荷q的粒子能在環(huán)形區(qū)域內(nèi)沿半徑r稍大于r0的圓形軌道不斷被加速．則下列說法正確的是() A．要使粒子半徑不變，則B2應保持恒定 B．粒子運動一周，所受靜電力對它不做功 C．該裝置只能加速正粒子 D．當B1隨時間均勻增加時，B2也隨時間均勻增加7.由相同材料的導線繞成邊長相同的甲、乙兩個正方形閉合線圈，兩線圈的質(zhì)量相等，但所用導線的橫截面積不同，甲線圈的匝數(shù)是乙的2倍．現(xiàn)兩線圈在豎直平面內(nèi)從同一高度同時由靜止開始下落，一段時間后進入一方向垂直于紙面的勻強磁場區(qū)域，磁場的上邊界水平，如圖所示．不計空氣阻力，已知下落過程中線圈始終平行于紙面，上、下邊保持水平．在線圈下邊進入磁場后且上邊進入磁場前，不可能出現(xiàn)的是() A．甲和乙都加速運動 B．甲和乙都減速運動 C．甲和乙都勻速運動 D．甲減速運動，乙加速運動

8．如圖所示，兩電阻不計的足夠長光滑導軌傾斜放置，上端連接一電阻R，空間有一垂直導軌平面向上的勻強磁場B，一質(zhì)量為m的導體棒與導軌接觸良好，從某處自由釋放，下列四幅圖像分別表示導體棒運動過程中速度v與時間t關系、加速度a與時間t關系、機械能E與位移x關系、以及通過導體棒電荷量q與位移x關系，其中可能正確的是()...9.如圖所示，足夠長的粗糙絕緣斜面與水平面成θ＝37°放置，在斜面上虛線aa′和bb′與斜面底邊平行，在aa′b′b圍成的區(qū)域有垂直斜面向上的有界勻強磁場，磁感應強度為B＝1T；現(xiàn)有一質(zhì)量為m＝10g，總電阻為R＝1Ω，邊長d＝0.1m的正方形金屬線圈MNQP，讓PQ邊與斜面底邊平行，從斜面上端靜止釋放，線圈剛好勻速穿過磁場．已知線圈與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.5，(取g＝10m/s2；sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：(1)線圈進入磁場區(qū)域時，受到安培力大?。?2)線圈釋放時，PQ邊到bb′的距離；(3)整個線圈穿過磁場的過程中，線圈上產(chǎn)生的焦耳熱．

動量觀點在電磁感應中的應用高考題型1動量定理在電磁感應中的應用求解的物理量應用示例電荷量或速度－Beq\x\to(I)LΔt＝mv2－mv1，q＝eq\x\to(I)Δt.位移－eq\f(B2L2\x\to(v)Δt,R總)＝0－mv0，即－eq\f(B2L2x,R總)＝0－mv0時間－Beq\x\to(I)LΔt＋F其他Δt＝mv2－mv1即－BLq＋F其他Δt＝mv2－mv1已知電荷量q、F其他(F其他為恒力)－eq\f(B2L2\x\to(v)Δt,R總)＋F其他Δt＝mv2－mv1，eq\x\to(v)Δt＝x已知位移x、F其他(F其他為恒力)在導體單桿切割磁感線做變加速運動時，若牛頓運動定律和能量觀點不能解決問題，可運用動量定理巧妙解決問題例1如圖所示，左端接有阻值為R的定值電阻且足夠長的平行光滑導軌CE、DF的間距為L，導軌固定在水平面上，且處在磁感應強度為B、豎直向下的勻強磁場中，一質(zhì)量為m、電阻為r的導體棒ab垂直導軌放置且靜止，導軌的電阻不計．某時刻給導體棒ab一個水平向右的瞬時沖量I，導體棒將向右運動，最后停下來，則此過程中() A．導體棒做勻減速直線運動直至停止運動 B．電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為eq\f(I2,2m) C．通過導體棒ab橫截面的電荷量為eq\f(I,BL) D．導體棒ab運動的位移為eq\f(IR,B2L2)例2真空管道超高速列車的動力系統(tǒng)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成平動動能的裝置．如圖甲是某種動力系統(tǒng)的簡化模型，圖中粗實線表示固定在水平面上間距為l的兩條平行光滑金屬導軌，電阻忽略不計．a(chǎn)b和cd是兩根與導軌垂直、長度均為l、電阻均為R的金屬棒，通過絕緣材料固定在列車底部，并與導軌良好接觸，其間距也為l，列車的總質(zhì)量為m.列車啟動前，ab、cd處于磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平面向下，如圖甲所示．為使列車啟動，需在M、N間連接電動勢為E的直流電源，電源內(nèi)阻及導線電阻忽略不計．列車啟動后電源自動關閉．(1)要使列車向右運行，啟動時圖甲中M、N哪個接電源正極，并簡要說明理由．(2)求剛接通電源時列車加速度a的大小．(3)列車減速時，需在前方設置如圖乙所示的一系列磁感應強度為B的勻強磁場區(qū)域，磁場寬度和相鄰磁場間距均大于l.若某時刻列車的速度為v0，此時ab、cd均在無磁場區(qū)域，試討論：要使列車停下來，前方至少需要多少塊這樣的有界磁場？

例3如圖所示，兩根質(zhì)量均為m＝2kg的金屬棒垂直放在光滑的水平導軌上，左右兩部分導軌間距之比為1∶2，導軌間有大小相等但左、右兩部分方向相反的勻強磁場，左、右兩棒電阻之比為1∶2，不計導軌電阻．現(xiàn)用250N的水平拉力F向右拉CD棒，CD棒運動s＝0.5m時其上產(chǎn)生的焦耳熱為Q2＝30J，此時兩棒速率之比為vA∶vC＝1∶2，現(xiàn)立即撤去拉力F，設導軌足夠長且兩棒始終在不同磁場中運動，求：(1)在CD棒運動0.5m的過程中，AB棒上產(chǎn)生的焦耳熱；(2)撤去拉力F瞬間，兩棒的速度大小vA和vC；(3)撤去拉力F后，兩棒最終勻速運動的速度大小vA′和vC′.高考題型2動量守恒定律在電磁感應中的應用“雙軌＋雙桿”模型如圖，方向豎直向下的勻強磁場中有兩根位于同一水平面內(nèi)的足夠長的平行金屬導軌，兩相同的光滑導體棒ab、cd靜止在導軌上．t＝0時，ab棒以初速度v0向右滑動．運動過程中，ab、cd棒始終與導軌垂直并接觸良好．模型分析：雙軌和兩導體棒組成閉合回路，通過兩導體棒的感應電流相等，所受安培力大小也相等，ab棒受到水平向左的安培力，向右減速；cd棒受到水平向右的安培力，向右加速，最終導體棒ab、cd共速，感應電流消失，一起向右做勻速直線運動，該過程導體棒ab、cd組成的系統(tǒng)所受合外力為零，動量守恒：mabv0＝(mab＋mcd)v共，若ab棒、cd棒所在導軌不等間距，則動量不守恒，可考慮運用動量定理求解．例4如圖所示，一質(zhì)量為2m的足夠長的光滑金屬框abcd置于水平絕緣平臺上，ab、dc邊平行且和長為L的bc邊垂直，整個金屬框電阻可忽略．一根阻值為R、質(zhì)量為m的導體棒MN置于金屬框上，裝置始終處于磁感應強度為B、方向豎直向下的勻強磁場中．現(xiàn)給金屬框向右的初速度v0，運動時MN始終與金屬框保持良好接觸且與bc邊平行．則整個運動過程中() A．感應電流方向為M→b→c→N→M B．導體棒的最大速度為eq\f(v0,2) C．通過導體棒的電荷量為eq\f(2mv0,3BL) D．導體棒產(chǎn)生的焦耳熱為eq\f(5,6)mv02例5如圖所示，相互平行、相距L的兩條金屬長導軌固定在同一水平面上，電阻可忽略不計，空間有方向豎直向下的勻強磁場，磁感應強度為B，質(zhì)量均為m、長度均為L、電阻均為R的導體棒甲和乙，可以在長導軌上無摩擦左右滑動．開始時，甲導體棒具有向左的初速度v，乙導體棒具有向右的初速度2v，求：(1)開始時，回路中電流大小I；(2)當一根導體棒速度為零時，另一根導體棒的加速度大小a；(3)運動過程中通過乙導體棒的電荷量最大值qm.針對練習：1.如圖所示，足夠長的兩平行光滑水平直導軌的間距為L，導軌電阻不計，垂直于導軌平面有磁感應強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場；導軌左端接有電容為C的電容器、開關S和定值電阻R；質(zhì)量為m的金屬棒垂直于導軌靜止放置，兩導軌間金屬棒的電阻為r.初始時開關S斷開，電容器兩極板間的電壓為U.閉合開關S，金屬棒運動，金屬棒與導軌始終垂直且接觸良好．下列說法正確的是() A．閉合開關S的瞬間，金屬棒立刻開始向左運動 B．閉合開關S的瞬間，金屬棒的加速度大小為eq\f(BUL,mR) C．金屬棒與導軌接觸的兩點間的最小電壓為零 D．金屬棒最終獲得的速度大小為eq\f(BCUL,m＋B2L2C)2．如圖所示，在水平面上有兩條金屬導軌MN、PQ，導軌間距為d，勻強磁場垂直于導軌所在的平面向里，磁感應強度的大小為B.兩根完全相同的金屬桿1、2間隔一定的距離擺放在導軌上，且與導軌垂直，它們的電阻均為R，兩桿與導軌接觸良好，導軌電阻不計，金屬桿與導軌間的摩擦不計．桿1以初速度v0滑向桿2，為使兩桿不相碰，則桿2固定與不固定兩種情況下，最初擺放兩桿時的最小距離之比為() A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．3∶13．如圖所示，平行光滑且足夠長的金屬導軌ab、cd固定在同一水平面上，處于豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度B＝2T，導軌間距L＝0.5m．有兩根金屬棒MN、PQ質(zhì)量均為1kg，電阻均為0.5Ω，其中PQ靜止于導軌上，MN用兩條輕質(zhì)絕緣細線懸掛在掛鉤上，細線長h＝0.9m，當細線豎直時棒剛好與導軌接觸但對導軌無壓力．現(xiàn)將MN向右拉起使細線與豎直方向夾角為60°，然后由靜止釋放MN，忽略空氣阻力．發(fā)現(xiàn)MN到達最低點與導軌短暫接觸后繼續(xù)向左上方擺起，PQ在MN短暫接觸導軌的瞬間獲得速度，且在之后1s時間內(nèi)向左運動的距離s＝1m．兩根棒與導軌接觸時始終垂直于導軌，不計其余部分電阻，重力加速度g＝10m/s2，求：(1)當懸掛MN的細線到達豎直位置時，MNQP回路中的電流大小及MN兩端的電勢差大??；(2)MN與導軌接觸的瞬間流過PQ的電荷量；(3)MN與導軌短暫接觸過程中回路中產(chǎn)生的焦耳熱．4．如圖所示，平行光滑金屬導軌由水平部分和傾斜部分組成，且二者平滑連接．導軌水平部分MN的右側(cè)區(qū)域內(nèi)存在方向豎直向上的勻強磁場，磁感應強度大小為B＝0.4T．在距離磁場左邊界線MN為d＝1.2m處垂直導軌放置一個導體棒a，在傾斜導軌高h＝0.8m處垂直于導軌放置導體棒b.將b棒由靜止釋放，最終導體棒a和b速度保持穩(wěn)定．已知導軌間距L＝0.5m，兩導體棒質(zhì)量均為m＝0.1kg，電阻均為R＝0.1Ω，g＝10m/s2，不計導軌電阻，導體棒在運動過程中始終垂直于導軌且接觸良好，忽略磁場邊界效應．求：(1)導體棒b剛過邊界線MN時導體棒a的加速度大小；(2)從初始位置開始到兩棒速度穩(wěn)定的過程中，感應電流在導體棒a中產(chǎn)生的熱量Q；(3)兩棒速度穩(wěn)定后二者之間的距離．

專題強化練1.如圖所示，水平面內(nèi)放置著足夠長的兩光滑平行金屬導軌，m、n是兩根同樣材料的圓柱形金屬導體棒，兩根棒的長度相等，n棒的質(zhì)量是m棒的兩倍．勻強磁場方向豎直向下．若給m棒9J的初動能，使之向左運動，導軌的電阻忽略不計，則整個過程m棒產(chǎn)生的熱量是() A．2J B．4J C．6J D．9J2.如圖所示，水平固定放置的足夠長的U形金屬導軌處于豎直向上的勻強磁場中，在導軌上放著金屬棒ab，開始時ab棒以水平初速度v0向右運動，最后靜止在導軌上，就導軌光滑和導軌粗糙的兩種情況相比較，這個過程() A．安培力對ab棒所做的功相等 B．安培力對ab棒的沖量相等 C．產(chǎn)生的總熱量相等 D．通過ab棒的電荷量相等3．如圖，方向豎直向下的勻強磁場中有兩根位于同一水平面內(nèi)的足夠長的平行金屬導軌，兩相同的光滑導體棒ab、cd靜止在導軌上．t＝0時，棒ab以初速度v0向右運動且不會與cd相碰．運動過程中，ab、cd始終與導軌垂直并接觸良好，兩者速度分別為vab、vcd，通過ab橫截面的電荷量為q，回路中的電流為I，cd棒產(chǎn)生的焦耳熱為Q.下列圖像中正確的是()... 4．圖甲所示是電阻可忽略的足夠長的光滑平行金屬導軌．已知導軌的間距L＝1.0m，導軌的傾角θ＝30°，導軌上端接的電阻R＝1.5Ω，整個裝置處在垂直于導軌平面向上的勻強磁場中．阻值r＝0.5Ω、質(zhì)量m＝0.2kg的金屬棒與導軌垂直且接觸良好，從導軌上端由靜止開始下滑．電流傳感器記錄了金屬棒在下滑過程中產(chǎn)生的電流隨時間變化的規(guī)律，如圖乙所示．取g＝10m/s2則() A．磁感應強度的大小為1.0T B．0到2.0s的時間內(nèi)，通過金屬棒的電荷量為2.0C C．0到2.0s的時間內(nèi)，金屬棒下滑的距離為3.0m D．0到2.0s的時間內(nèi)，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為2.8J5.如圖所示，水平光滑的平行金屬導軌，左端接有電阻R，勻強磁場B豎直向下分布在導軌所在空間內(nèi)，質(zhì)量一定的金屬棒PQ垂直于導軌放置．今使棒以一定的初速度v0向右運動．當其通過位置a、b時，速率分別為va、vb，到位置c時剛好靜止．導軌與棒的電阻不計，a到b與b到c的間距相等，則金屬棒在由a→b和由b→c的兩個過程中() A．棒運動的加速度相等 B．棒通過a、b兩位置時速率va＝2vb C．回路中產(chǎn)生的內(nèi)能Eab＝2Ebc D．安培力做功相等6.如圖所示，間距L＝1m的平行且足夠長的導軌由傾斜、水平兩部分組成，傾斜部分傾角θ＝37°，在傾斜導軌頂端連接一阻值R＝1Ω的定值電阻，質(zhì)量m＝1kg的金屬桿MN垂直導軌放置且始終接觸良好，并在整個區(qū)域加一垂直于傾斜導軌所在斜面向下、磁感應強度B＝1T的勻強磁場．現(xiàn)讓金屬桿MN從距水平導軌高度h＝1.2m處由靜止釋放，金屬桿在傾斜導軌上先加速再勻速運動，然后進入水平導軌部分，再經(jīng)過位移x＝1m速度減為零．已知金屬桿與導軌間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，導軌與金屬桿的電阻不計，金屬桿在導軌兩部分銜接點機械能損失忽略不計，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)金屬桿勻速運動時的速度大??；(2)金屬桿在傾斜導軌運動階段，通過電阻R的電荷量和電阻R產(chǎn)生的焦耳熱；(3)金屬桿在水平導軌上運動時所受摩擦力的沖量大小．7．如圖所示，一個正方形金屬線圈從勻強磁場上方的水平邊界處由靜止釋放，線圈完全進入磁場前已做勻速運動，線圈平面始終與磁場方向垂直．已知線圈的邊長為L，質(zhì)量為m，電阻為R，從靜止到勻速運動過程中通過線圈橫截面的電荷量為q，磁場的磁感應強度為B，重力加速度為g.求：(1)線圈勻速運動時的速度大小v；(2)線圈從靜止到勻速運動過程中位移大小x；(3)線圈從靜止到勻速運動經(jīng)過的時間t.

8.如圖所示，MN、PQ為足夠長的水平光滑金屬導軌，導軌間距L＝0.5m，導軌電阻不計，空間有豎直向下的勻強磁場，磁感應強度B＝1T；兩直導體棒ab、cd均垂直于導軌放置，導體棒與導軌始終接觸良好．導體棒ab的質(zhì)量m1＝0.5kg，電阻R1＝0.2Ω；導體棒cd的質(zhì)量m2＝1.0kg，電阻R2＝0.1Ω.將cd棒用平行于導軌的水平細線與固定的力傳感器連接，給ab一個水平向右、大小為v0＝3m/s的初速度，求：(1)導體棒ab開始運動瞬間兩端的電壓Uab；(2)力傳感器示數(shù)F隨ab運動距離x的變化關系；(3)若導體棒ab向右運動的速度為1.5m/s時剪斷細線，求此后回路中產(chǎn)生的焦耳熱．學習資料學生姓名：科目：物理審核人：內(nèi)容：機械振動和機械波高考題型1機械振動1．簡諧運動的規(guī)律規(guī)律x＝Asin(ωt＋φ)圖像反映同一質(zhì)點在各個時刻的位移受力特征回復力F＝－kx，F(xiàn)(或a)的大小與x的大小成正比，方向相反運動特征靠近平衡位置時，a、F、x都減小，v增大；遠離平衡位置時，a、F、x都增大，v減小能量特征振幅越大，能量越大．在運動過程中，動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)的機械能守恒周期性特征質(zhì)點的位移、回復力、加速度和速度均隨時間做周期性變化，變化周期就是簡諧運動的周期T；動能和勢能也隨時間做周期性變化，其變化周期為eq\f(T,2)對稱性特征關于平衡位置O對稱的兩點，加速度的大小、速度的大小、動能、勢能相等，相對平衡位置的位移大小相等2.簡諧運動的應用——單擺單擺周期表達式：T＝2πeq\r(\f(l,g)).例1如圖所示，光滑斜面的傾角為θ，勁度系數(shù)為k的輕彈簧上端固定在斜面的擋板上，下端固定有質(zhì)量為m的小球，重力加速度為g.將小球沿斜面上移并保持彈簧處于原長狀態(tài)，然后松開小球，則() A．小球運動過程中機械能守恒 B．小球在最低點的加速度大小為0 C．彈簧彈力充當小球運動的回復力 D．小球做簡諧運動的振幅為eq\f(mgsinθ,k)例2如圖甲所示為以O點為平衡位置，在A、B兩點間做簡諧運動的彈簧振子，圖乙為這個彈簧振子的振動圖像，由圖可知下列說法中正確的是() A．在t＝0.2s時，彈簧振子的加速度為正向最大 B．從t＝0到t＝0.2s時間內(nèi)，彈簧振子做加速度減小的減速運動 C．在t＝0.6s時，彈簧振子的彈性勢能最小 D．在t＝0.2s與t＝0.6s兩個時刻，振子的速度都為零

例3如圖所示，水平彈簧振子沿x軸在M、N間做簡諧運動，坐標原點O為振子的平衡位置，其振動方程為x＝5sin(10πt＋eq\f(π,2))cm.下列說法不正確的是() A．MN間距離為10cm B．振子的運動周期是0.2s C．t＝0時，振子位于N點 D．t＝0.05s時，振子具有最大加速度高考題型2機械波形成條件(1)波源；(2)傳播介質(zhì)，如空氣、水等．傳播特點(1)機械波傳播的只是振動的形式和能量，質(zhì)點只在各自的平衡位置附近做簡諧運動，并不隨波遷移．(2)介質(zhì)中各質(zhì)點振動周期和頻率都與波源的振動周期和頻率相同．(3)一個周期內(nèi)，質(zhì)點完成一次全振動，通過的路程為4A，位移為零．(4)一個周期內(nèi)，波向前傳播一個波長．波的圖像(1)坐標軸：橫軸表示各質(zhì)點的平衡位置，縱軸表示該時刻各質(zhì)點的位移．(2)意義：表示在波的傳播方向上，某時刻各質(zhì)點離開平衡位置的位移．波長、波速和頻率的關系(1)v＝λf；(2)v＝eq\f(λ,T).波的疊加(1)兩個振動情況相同的波源形成的波，在空間某點振動加強的條件為Δx＝nλ(n＝0,1,2…)，振動減弱的條件為Δx＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2…)．(2)振動加強點的位移隨時間而改變，振幅為兩波振幅的和A1＋A2.波的多解問題由于波的周期性、波傳播方向的雙向性，波的傳播易出現(xiàn)多解問題.例4如圖是t＝0時刻沿x軸傳播的一列簡諧橫波的圖像．該時刻后介質(zhì)中P質(zhì)點回到平衡位置的最短時間為0.1s，Q質(zhì)點回到平衡位置的最短時間為0.5s，已知t＝0時刻兩質(zhì)點相對平衡位置的位移相同，則() A．該簡諧波沿x軸正方向傳播 B．該簡諧波的傳播周期為0.6s C．t＝0.2s時，質(zhì)點P的加速度沿y軸負方向 D．經(jīng)過0.6s質(zhì)點Q沿x軸移動6.0m例5在彈性繩左右兩端垂直繩輕搖一下，產(chǎn)生兩個振動方向、振幅和波長都相同的簡諧橫波，t＝0時刻兩列波傳播至如圖所示位置，已知左側(cè)波向右傳播的速度大小為v1＝1m/s，下列說法正確的是() A．右側(cè)波向左傳播的速度大小v2，與v1大小不一定相等 B．t＝2.5s時刻，O點處質(zhì)點的速度方向向下 C．t＝3s時刻，O點處質(zhì)點的速度方向向上 D．t＝2.5～3.5s內(nèi)，x＝±0.5m處的質(zhì)點一直保持靜止

例6一振動片以頻率f做簡諧振動時，固定在振動片上的兩根細桿同步周期性地觸動水面上a、b兩點，兩波源發(fā)出的波在水面上形成穩(wěn)定的干涉圖樣．c是水面上的一點，a、b、c間的距離均為l，如圖所示．已知除c點外，在ac連線上還有其他振幅極大的點，其中距c最近的點到c的距離為eq\f(3,8)l.求：(1)波的波長；(2)波的傳播速度．例7一列波長小于3m的橫波沿著x軸正方向傳播，處在x1＝1m和x2＝4m的兩質(zhì)點A、B的振動圖像如圖所示，則() A．3s末A、B兩質(zhì)點的位移相同 B．1s末A點的速度大于B點的速度 C．波長可能為eq\f(12,5)m D．波速可能為eq\f(3,7)m/s高考題型3振動圖像與波的圖像的綜合應用巧解振動圖像與波的圖像綜合問題的基本方法例8一列簡諧橫波某時刻波形如圖甲所示．由該時刻開始計時，質(zhì)點L的振動情況如圖乙所示．下列說法正確的是() A．該橫波沿x軸負方向傳播 B．質(zhì)點N該時刻向y軸負方向運動 C．質(zhì)點L經(jīng)半個周期將沿x軸正方向移動到N點 D．該時刻質(zhì)點K與M的速度、加速度都相同

例9圖甲為一列簡諧橫波在t＝2s時的波動圖像，圖乙為該波中x＝2cm處質(zhì)點P的振動圖像，根據(jù)圖像分析可得() A．該簡諧橫波沿x軸正方向傳播 B．簡諧橫波的波速大小為1m/s C．P點振動后在任意一個2s內(nèi)的路程均為10cm D．在t＝2.5s時P點位移為y＝－2.5cm針對練習：1．如圖甲所示，一個有固定轉(zhuǎn)動軸的豎直圓盤轉(zhuǎn)動時，固定在圓盤上的小圓柱帶動一個T形支架在豎直方向振動，T形支架的下面系著一個由彈簧和小球組成的振動系統(tǒng)．圓盤靜止時，讓小球做簡諧運動，其振動圖像如圖乙所示．圓盤勻速轉(zhuǎn)動時，小球做受迫振動．小球振動穩(wěn)定時，下列說法正確的是() A．小球振動的固有頻率是4Hz B．小球做受迫振動時周期一定是4s C．圓盤轉(zhuǎn)動周期在4s附近時，小球振幅顯著增大 D．圓盤轉(zhuǎn)動周期在4s附近時，小球振幅顯著減小2．如圖所示為兩列相干水波的干涉圖樣，圖中的實線表示波峰，虛線表示波谷．已知兩列波的振幅均為5cm，C點是BE連線的中點，下列說法中正確的是() A．再過半個周期，A點變?yōu)闇p弱點 B．圖示時刻C點正處于平衡位置且向下運動 C．D點保持靜止不動 D．圖示時刻A、B兩點的豎直高度差為10cm3．一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t＝0時刻的波形如圖甲所示，圖乙是位于x＝1m的質(zhì)點N此后的振動圖像，Q是位于x＝10m處的質(zhì)點．則下列說法正確的是() A．波沿x軸正方向傳播，波源的起振方向向下 B．在t＝7s時，質(zhì)點Q開始振動 C．在t＝12s時，質(zhì)點Q的位置坐標為(10m，－8cm) D．在5～5.5s時間內(nèi)，質(zhì)點M的速度在減小，加速度在增大

4．一列簡諧橫波在某介質(zhì)中沿x軸傳播，在t＝0時的波形如圖中實線所示，經(jīng)0.2s后的波形如圖中虛線所示，已知該波的周期T>0.2s.(1)求該波的傳播速度大??；(2)若該波沿x軸正方向傳播，求x＝0.6m處的質(zhì)點在t＝1.95s時刻的位移大?。畬ｎ}強化練1.如圖所示，半徑為R的圓盤邊緣有一釘子B，在水平光線下，圓盤的轉(zhuǎn)軸A和釘子B在右側(cè)墻壁上形成影子O和P，以O為原點在豎直方向上建立x坐標系．t＝0時從圖示位置沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動圓盤，角速度為ω，則P做簡諧運動的表達式為() A．x＝Rsineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωt－\f(π,2))) B．x＝Rsineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωt＋\f(π,2))) C．x＝2Rsineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωt－\f(π,2))) D．x＝2Rsineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωt＋\f(π,2)))2．如圖是水面上兩列頻率相同的波在某時刻的疊加情況，以波源S1、S2為圓心的兩組同心圓弧分別表示同一時刻兩列波的波峰(實線)和波谷(虛線)；S1的振幅A1＝4cm，S2的振幅A2＝3cm，則下列說法正確的是() A．D點是振動減弱點 B．A、D點在該時刻的高度差為7cm C．再過半個周期，B、C點是振動加強點 D．C點的振幅為1cm3．一根同種材料粗細均勻的彈性繩，右端固定在墻上，抓著繩子左端S點上下振動，產(chǎn)生向右傳播的繩波，某時刻的波形如圖所示．下列說法中正確的是() A．此時刻質(zhì)點P在做減速運動 B．波源的起振方向向上 C．波的傳播速度逐漸減小 D．波源振動的頻率逐漸減小

4．如圖甲所示，在一條張緊的繩子上掛幾個擺．當a擺振動的時候，其余各擺在a擺的驅(qū)動下也逐步振動起來，不計空氣阻力，達到穩(wěn)定時，b擺的振動圖像如圖乙．下列說法正確的是() A．穩(wěn)定時b擺的振幅最大 B．穩(wěn)定時b擺的周期最大 C．由圖乙可以估算出b擺的擺長 D．由圖乙可以估算出c擺的擺長5．一列簡諧橫波在均勻介質(zhì)中沿x軸負方向傳播，已知x＝eq\f(5,4)λ處質(zhì)點的振動方程為y＝Acos(eq\f(2π,T)t)，則t＝eq\f(3,4)T時刻的波形圖正確的是() 6．消除噪聲污染是當前環(huán)境保護的一個重要課題．圖所示的消聲器可以用來削弱高速氣流產(chǎn)生的噪聲．頻率為f的聲波沿水平管道自左向右傳播，在聲波到達a處時，分成上下兩束波，這兩束波在b處相遇時可削弱噪聲．設上下兩束波從a運動到b的時間差為Δt，不考慮聲波在傳播過程中波速的變化．關于該消聲器的工作原理及要達到良好的消聲效果必須滿足的條件，下列說法正確的是() A．利用了波的干涉，Δt是eq\f(1,2f)的奇數(shù)倍 B．利用了波的衍射，Δt是eq\f(1,2f)的奇數(shù)倍 C．利用了波的干涉，Δt是eq\f(1,f)的奇數(shù)倍 D．利用了波的衍射，Δt是eq\f(1,f)的奇數(shù)倍7．甲、乙兩列簡諧橫波在同一均勻介質(zhì)中傳播，甲波沿x軸正方向傳播，乙波沿x軸負方向傳播，t＝0時刻兩列波恰好在坐標原點相遇，波形圖如圖所示．已知甲波的頻率為4Hz，則() A．兩列波的傳播速度均為4m/s B．兩列波疊加后，x＝0處的質(zhì)點振動減弱 C．兩列波疊加后，x＝0.5m處的質(zhì)點振幅為30cm D．兩列波疊加后，介質(zhì)中振動加強和減弱區(qū)域的位置穩(wěn)定不變8．一列簡諧橫波沿x軸傳播，在t＝1s時的部分波形如圖甲所示，介質(zhì)中質(zhì)點P的振動圖像如圖乙所示，則() A．該波的傳播速度為0.5m/s B．該波沿x軸負方向傳播 C．波源起振方向為y軸負方向 D．t＝1s時平衡位置x>2m處的質(zhì)點均未開始振動

9．如圖(a)所示，輕質(zhì)彈簧上端固定，下端連接質(zhì)量為m的小球，構(gòu)成豎直方向的彈簧振子．取小球平衡位置為x軸原點，豎直向下為x軸正方向，設法讓小球在豎直方向振動起來后，小球在一個周期內(nèi)的振動曲線如圖(b)所示，若eq\f(T,2)時刻彈簧彈力為0，重力加速度為g，則有() A．0時刻彈簧彈力大小為mg B．彈簧勁度系數(shù)為eq\f(2mg,A) C.eq\f(T,4)～eq\f(3T,4)時間段，回復力沖量為0 D.eq\f(T,2)～T時間段，小球動能與重力勢能之和減小10.水平地面上固定一段光滑絕緣圓弧軌道，過軌道左端N點的豎直線恰好經(jīng)過軌道的圓心(圖中未畫出)，緊貼N點左側(cè)還固定有絕緣豎直擋板．自零時刻起將一帶正電的小球自軌道上的M點由靜止釋放．小球與擋板碰撞時無能量損失，碰撞時間不計，運動周期為T，MN間的距離為L并且遠遠小于軌道半徑，重力加速度為g，以下說法正確的是() A．圓弧軌道的半徑為eq\f(gT2,π2) B．空間加上豎直向下的勻強電場，小球的運動周期會增大 C．空間加上垂直紙面向里的勻強磁場，若小球不脫離軌道，運動周期會增大 D.eq\f(2,3)T時小球距N點的距離約為eq\f(L,3)11．均勻介質(zhì)中質(zhì)點A、B的平衡位置位于x軸上，坐標分別為0和xB＝16cm.某簡諧橫波沿x軸正方向傳播，波速為v＝20cm/s，波長大于20cm，振幅為y＝1cm，且傳播時無衰減．t＝0時刻A、B偏離平衡位置的位移大小相等、方向相同，運動方向相反，此后每隔Δt＝0.6s兩者偏離平衡位置的位移大小相等、方向相同．已知在t1時刻(t1>0)，質(zhì)點A位于波峰．求：(1)從t1時刻開始，質(zhì)點B最少要經(jīng)過多長時間位于波峰；(2)t1時刻質(zhì)點B偏離平衡位置的位移．

12．一列簡諧橫波沿x軸傳播，a、b為x軸上相距0.4m的兩質(zhì)點，如圖甲所示．兩質(zhì)點的振動圖像分別如圖乙、丙所示．(1)當該波在該介質(zhì)中傳播的速度為2m/s時，求該波的波長；(2)若該波的波長大于0.3m，求可能的波速．學習資料學生姓名：科目：物理審核人：內(nèi)容：光學電磁波高考題型1光的折射與全反射1．常用的三個公式：eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n，n＝eq\f(c,v)，sinC＝eq\f(1,n).2．折射率的理解(1)折射率與介質(zhì)和光的頻率有關，與入射角的大小無關．(2)光密介質(zhì)指折射率大的介質(zhì)，而不是指密度大的介質(zhì)．(3)同一種介質(zhì)中，頻率越大的色光折射率越大，傳播速度越小．3．求解光的折射和全反射問題的思路(1)根據(jù)題意畫出正確的光路圖，特別注意全反射的臨界光線． (2)利用幾何關系確定光路中的邊、角關系．(3)利用折射定律等公式求解． (4)注意折射現(xiàn)象中光路的可逆性．例1某種材料制成的半圓形透明磚平放在方格紙上，將激光束垂直于AC面射入，可以看到光束從圓弧面ABC出射，沿AC方向緩慢平移該磚，在如圖所示位置時，出射光束恰好消失，該材料的折射率為() A．1.2 B．1.4 C．1.6 D．1.8例2半徑為R的固定半圓形玻璃磚的橫截面如圖所示，O點為圓心，與直徑AB垂直的足夠大的光屏CD緊靠住玻璃磚的左側(cè)，OO′與AB垂直．一細光束沿半徑方向與OO′成θ＝30°角射向O點，光屏CD區(qū)域出現(xiàn)兩個光斑，兩光斑間的距離為(eq\r(3)＋1)R，求：(1)此玻璃的折射率；(2)當θ變?yōu)槎啻髸r，兩光斑恰好變?yōu)橐粋€．

高考題型2光的干涉與衍射雙縫干涉單縫衍射產(chǎn)生條件兩束光頻率相同、相位差恒定障礙物或狹縫的尺寸足夠小(明顯衍射)圖樣不同點條紋寬度條紋寬度相等條紋寬度不等，中央最寬條紋間距各相鄰條紋間距相等各相鄰條紋間距不等亮度情況清晰條紋，亮度基本相等中央條紋最亮，兩邊變暗與光的偏振的區(qū)別干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象；光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波例3以下現(xiàn)象不屬于干涉的是() A．白光經(jīng)過楊氏雙縫得到彩色圖樣 B．白光照射肥皂膜呈現(xiàn)彩色圖樣 C．白光經(jīng)過三棱鏡得到彩色圖樣 D．白光照射水面油膜呈現(xiàn)彩色圖樣例4某同學用紅光做實驗，拍攝到屏上亮條紋的照片如圖甲、乙所示，則該同學做的是() A．單縫衍射實驗，甲圖中單縫的寬度小 B．單縫衍射實驗，乙圖中單縫的寬度小 C．雙縫干涉實驗，甲圖中雙縫到屏的距離大 D．雙縫干涉實驗，乙圖中雙縫到屏的距離大例5鐵絲圈上附有肥皂膜，豎直放置時，肥皂膜上的彩色條紋上疏下密，由此推測肥皂膜前后兩個面的側(cè)視形狀應當是()...高考題型3電磁波1．電磁波譜：按照電磁波的頻率或波長的大小順序把它們排列成譜叫作電磁波譜．按波長由長到短排列的電磁波譜為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線．2．電磁波傳播不需要介質(zhì)，在介質(zhì)中傳播時速度與介質(zhì)材料和電磁波頻率有關．例6下列關于電磁波的說法中不正確的是() A．微波爐能快速加熱食物是利用紅外線具有顯著的熱效應 B．常用的電視機遙控器通過發(fā)出紅外線脈沖信號來遙控電視機 C．天文學家用射電望遠鏡接收天體輻射的無線電波進行天體物理研究 D．遙感技術中利用了紅外線探測器接收物體發(fā)出的紅外線來探測被測物體的特征例7如圖所示，我國成功研發(fā)的反隱身先進米波雷達堪稱隱身飛機的克星，它標志著我國雷達研究又創(chuàng)新的里程碑，米波雷達發(fā)射無線電波的波長在1～10m范圍內(nèi)，則對該無線電波的判斷正確的是() A．米波的頻率比厘米波的頻率高 B．和機械波一樣需靠介質(zhì)傳播 C．同光波一樣會發(fā)生反射現(xiàn)象 D．不可能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象高考題型4幾何光學與物理光學的綜合應用項目頻率波長折射率衰減速度穿透力波動性粒子性光子能量紅→紫越來越高越來越短越來越大越來越快越來越強越來越弱越來越強越來越大

例8夏日雨后，我們經(jīng)常會看到天空中出現(xiàn)美麗的彩虹．從物理學角度看，彩虹是太陽光以一定的角度照射在雨滴上經(jīng)過兩次折射和一次反射形成的．如圖是彩虹成因的簡化示意圖，其中a、b代表兩種不同頻率的單色光，則() A．a(chǎn)光的頻率大于b光的頻率 B．在同種介質(zhì)中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度 C．a(chǎn)光和b光以相同的入射角從水中射入空氣，在空氣中只能看到一種光時，一定是a光 D．分別用同一雙縫干涉裝置進行實驗，在干涉圖樣中a光相鄰兩個亮條紋中心的距離小于b光相鄰兩個亮條紋中心的距離針對練習：1．利用微距相機可以拍攝到形狀各異的雪花圖像(圖甲)，其中有一種“彩虹”雪花，中間部分有一個夾有空氣的薄冰層，呈彩色花紋(圖乙)，這是由于() A．光的干涉 B．光的衍射 C．光的偏振 D．小孔成像2.如圖所示，有三塊等腰直角三角形的透明材料(圖中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)恰好拼成一個長方形．從A點垂直于底邊射入的單色光在B處發(fā)生全反射，在C、D處連續(xù)發(fā)生兩次折射后射出．若該單色光在三塊材料中的傳播速度依次為v1、v2、v3，下列關系式中正確的是() A．v2>v1>v3 B．v3>v1>v2 C．v3>v2>v1 D．v1>v2>v33.如圖所示光導纖維的長度為L，對某種頻率的光的折射率為n，若有各種入射方向的該頻率的光照射到此光導纖維一端的橫截面上，認為自另一端射出的光在此光導纖維傳播的過程中都發(fā)生全反射，已知光在真空中的傳播速度為c，自另一端射出的光在此光導纖維中的最長傳播時間為() A.eq\f(n2L,c) B.eq\f(nL,c) C.eq\f(L,nc) D.eq\f(L,n2c)4.由某種新型材料做成的某個光學元件，其中一個截面是半徑為R的半圓形，PQ為半圓的直徑，O為該柱形截面的圓心，如圖所示．一激光器發(fā)出的光以與直徑PQ成45°角的方向射入元件內(nèi)，入射點沿PQ由下向上移動，當移動到B點時，光線恰好從元件的中點E射出，繼續(xù)上移到位置D(圖中未標出)時光線恰好不能從圓弧面射出(不考慮經(jīng)半圓柱內(nèi)表面反射后射出的光)．已知該新型材料的折射率n＝eq\r(2)，光在真空中的傳播速度為c.求：(1)由B點射入的光線在元件內(nèi)傳播的時間；(2)D點與O的距離．

專題強化練1．小華通過偏振太陽鏡觀察平靜水面上反射的陽光，轉(zhuǎn)動鏡片時發(fā)現(xiàn)光有強弱變化，下列說法能夠解釋這一現(xiàn)象的是() A．陽光在水面反射時發(fā)生了偏振，鏡片起起偏器的作用 B．陽光在水面反射時發(fā)生了偏振，鏡片起檢偏器的作用 C．陽光在水面反射時沒有發(fā)生偏振，鏡片起起偏器的作用 D．陽光在水面反射時沒有發(fā)生偏振，鏡片起檢偏器的作用2．如圖所示，雙縫干涉實驗中利用相同的實驗裝置，分別得到了甲、乙兩種色光的干涉圖樣下列關于甲、乙光的說法正確的是() A．甲光光子的動量大于乙光光子的動量 B．甲光光子的能量大于乙光光子的能量 C．同種介質(zhì)對甲光的折射率大于對乙光的折射率 D．甲光在水中的傳播速度大于乙光在水中的傳播速度3．第五代移動通信技術(簡稱5G)是最新一代蜂窩移動通信技術，5G的性能目標是高數(shù)據(jù)速率、減少延遲、大規(guī)模設備連接等．與4G相比，5G使用的電磁