高考物理二轮复习 第一部分 专题23 机械振动和机械波 光 电磁波

专题十三 (选修3－4)机械振动 和机械波 光 电磁波
1．机械振动和机械波
2．光 电磁波
[备考策略] 1．分析简谐运动的技巧 (1)物理量变化分析：以位移为桥梁，位移增大时，振动质点的 回复力、加速度、势能均增大，速度、动能均减小；反之，则产生 相反的变化． (2)矢量方向分析：各矢量均在其值为零时改变方向．
(7)在多普勒效应中，波源的频率并没有变化． (8)注意光发生全反射的条件． (9)增透膜最小厚度为光在介质中波长的四分之一．
例 1 [2020·全国卷Ⅰ，34][物理——选修 3－4] (1)在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有________． A．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声 B．超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频 率发生变化
解析：(1)由弧长公式可知 l＝θR，又结合题意所求的距离近似
等于弧长，则 d＝356°0°×2π×80.0 cm＝6.98 cm，结合题中保留 1 位 小数和摆动最大角度小于 5°可知不能填 7.0，应填 6.9；由单摆的周
期公式 T＝2π gl 可知，单摆的周期与摆长的平方根成正比，即 T∝
l，又由题意可知旧单摆周期与新单摆周期的比为
(ⅱ)由几何关系可知，CE＝cosR30°＝2
3R 3
光在玻璃砖中传播的速度为：v＝nc
因此光在玻璃砖中传播的时间为：t＝CvE＝2cR
答案：(2)(ⅰ) 3 60° (ⅱ)2cR
2．[物理——选修 3－4] (1)如图，长为 l 的细绳下方悬挂一小球 a，绳的另一端固定在
天花板上 O 点处，在 O 点正下方34l 的 O′处有一固定细铁钉．将 小球向右拉开，使细绳与竖直方向成一小角度(约为 2°)后由静止释 放，并从释放时开始计时．当小球 a 摆至最低位置时，细绳会受到 铁钉的阻挡．设小球相对于其平衡位置的水平位移为 x，向右为 正．下列图象中，能描述小球在开始一个周期内的 x -t 关系的是 ________．

A.该横波沿x轴负方向传播
图1
√B.质点N该时刻向y轴负方向运动
C.质点L经半个周期将沿x轴正方向移动到N点
D.该时刻质点K与M的速度、加速度都相同
解析 由题图乙知，开始计时时刻，即0时刻质点L向上振动，再结合 题图甲，可知该横波沿x轴正方向传播，故A错误；
由该横波沿x轴正方向传播，从题图甲可看出，质点N该时刻向y轴负方 向运动，故B正确； 横波传播时，质点不随波迁移，故C错误； 该时刻质点K与M的速度为零，加速度大小相等，但方向相反，故D错误.
法正确的是 的内部反射.
图(b)为质点Q的振动图像，求：
707，sin 15°＝0.
将摆球经过最低点的次数n记少了，
A.MN间距离为5 cm 停止计时的秒表如图9所示，其读数为_______s，该单摆的周期为T＝_______s；
已知光在真空中的速度为c＝3.
在T2－L图线上选尽量远的两个点，计算其斜率，
经 t＝34T 时，x＝0 处质点恰振动到最低点，t＝34T 时的波形如图中虚线 所示，选项 D 正确.
命题预测
联立①②1③.④(式多并代选入题给)如数据得图：x＝27所m 示，水平弹簧振子⑤ 沿x轴在M、N间做简谐运动，坐标
沿x轴正方向传播 24 m/s
解析 设激光束在水中与竖直方向的夹角为
π 当单色光的频率变小时，折射率n变小，根据sin C＝ ，知临界角C变大，图中的F点向A点移动，故有光射出的区域的面积变大，故C正确，D错误. 原点O为振子的平衡位置，其振动方程为x＝5sin (10πt＋ ) cm.下列说 解析 根据公式Δx＝ λ，减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离增大，A错误； 2 (2020·山东日照市高三三模)“道威棱镜”广泛地应用在光学仪器中，如图15所示，将一等腰直角棱镜截去棱角，使其平行于底面，可制成“道威棱镜”，这样就减小了棱镜的重量和杂散

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2．共振：做受迫 振动的物体，它的 固有频率与驱动力 的频率越接近，其 振幅就越大，当二 者相等时，振幅达 到最大，这就是共 振现象．共振曲线 如图1－4所示．
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三、机械波 1．定义：机械振动在介质中的 传播形成机械波． 2．产生条件：一是要有做机械 振动的物体作为波源，二是要有 能够传播机械振动的介质． 思考：机械波与电磁波的不同点？
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例3图1－15甲为一列简谐横波在 t＝0.10 s 时刻的波形图，P是平 衡位置为x＝1 m处的质点，Q是 平衡位置为x＝4 m处的质点，图 乙为质点Q的振动图象，则
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A．t＝0.15 s时，质点Q的加速 度达到正向最大 B．t＝0.15 s时，质点P的运动 方向沿y轴负方向 C．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，该 波沿x轴正方向传播了6 m D．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，质 点P通过的路程为30 cm
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(3)振子经过一个周期位移为零， 路程为5×4 cm＝20 cm，前100 s刚好经过了25个周期，所以前 100 s振子位移x＝0，振子路程s ＝20×25 cm＝500 cm＝5 m.
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【规律总结】 (1)简谐运动的图象并非振动质点的 运动轨迹． (2)位移总是背离平衡位置，回复力 和加速度总是指向平衡位置；向最 大位移处运动时,位移变大，回复力、 加速度和势能均变大，而速度和动 能均减小;向平衡位置运动与此相反.
线长。
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（3）小球在光滑圆弧上的往复 滚动，和单摆完全等同。只要摆 角足够小，这个振动就是简谐运 动。这时周期公式中的l应该是圆 弧半径R
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二、受迫振动和共振 1．受迫振动：物体在周期性驱 动力 作用下的振动．做受迫振动 的物体，它的周期或频率等于驱 动力 的周期或频率，而与物体 的固有周期或频率无关．

以观察到干涉条纹。回答下列问题:
(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,该同学可
;
A.将单缝向双缝靠近
B.将屏向靠近双缝的方向移动
C.将屏向远离双缝的方向移动
D.使用间距更小的双缝
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2.(用双缝干涉测光的波长)(2019·全国卷Ⅱ)某同学利用图示装置测量某种
单色光的波长。实验时,接通电源使光源正常发光;调整光路,使得从目镜中可
(2)若双缝的间距为d,屏与双缝间的距离为l,测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之
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【解析】选B、D。两列波叠加形成稳定的干涉现象的条件是两列波的频率相同， 故B正确；任何质点都在按照相同的频率在振动，不同区域的质点振幅和相位不 一定相同，故A、C错误；各质点振动的频率与波源频率相同，波源振动频率又 与振动片的振动频率相同，故D正确。