(通用版)2020版高考物理复习专题十一选考部分第2课时机械振动和机械波光课件.pptx

1、(通用版)2020版高考物理复习专题十一选考部分第2课时机械振动和机械波光课件高考命题轨迹高考命题轨迹高考命题点命题轨迹情境图机械振动和机械波与光的组合20161卷34,3卷3416(1)34题16(3)34题机械振动和机械波与光的组合20171卷34,2卷34,3卷3417(1)34题17(2)34题17(3)34题机械振动和机械波与光的组合20182卷34,3卷3418(2)34题18(3)34题机械振动和机械波与光的组合20191卷34,3卷3419(1)34题19(3)34题电磁波与机械波的组合20151卷34,2卷3420162卷3420181卷34物理光学与机械波的组合15(1)3

2、4题15(2)34题18(1)34题34模块实验20192卷3419(2)34题高考题型1 机械振动和机械波与光的组合内容索引NEIRONGSUOYIN高考题型2 光与机械波的组合高考题型3 物理光学与机械波的组合高考题型4 3-4模块实验机械振动和机械波与光的组合题型：选择或者计算题：5年4考高考题型1例例1 1(2019全国卷34)(1)一简谐横波沿x轴正方向传播，在t时刻，该波的波形图如图1(a)所示，P、Q是介质中的两个质点.图(b)表示介质中某质点的振动图像.下列说法正确的是_(填正确答案标号).图图1A.质点Q的振动图像与图(b)相同B.在t0时刻，质点P的速率比质点Q的大C.在t

3、0时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大D.平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示E.在t0时刻，质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大CDE解析t时刻，题图(b)表示介质中的某质点从平衡位置向下振动，而题图(a)中质点Q在t时刻从平衡位置向上振动，平衡位置在坐标原点的质点从平衡位置向下振动，所以质点Q的振动图像与题图(b)不同，平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如题图(b)所示，选项A错误，D正确；在t0时刻，质点P处在波谷位置，速率为零，与其平衡位置的距离最大，加速度最大，而质点Q运动到平衡位置，速率最大，加速度为零，即在t0时刻，质点P的速率比质点Q的小，质点P的加速度比质点Q的

4、大，质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大，选项B错误，C、E正确.(2)如图2，一艘帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3m.距水面4m的湖底P点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为53(取sin530.8).已知水的折射率为.图图2求桅杆到P点的水平距离；答案7m解析设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为x1，到P点的水平距离为x2；桅杆距水面的高度为h1，P点处水深为h2；激光束在水中与竖直方向的夹角为，由几何关系有由折射定律有：sin53nsin 设桅杆到P点的水平距离为x，则xx1x2联立式并代入题给数据得：x7m船向左行驶一段距离后停止，

5、调整由P点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为45时，从水面射出后仍照射在桅杆顶端，求船行驶的距离.答案5.5m解析设激光束在水中与竖直方向的夹角为45时，从水面出射的方向与竖直方向夹角为i由折射定律有：sininsin45设船向左行驶的距离为x，此时光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为x1，到P点的水平距离为x2，则：x1x2xx 联立式并代入题给数据得：拓展训练拓展训练1 1(2019全国卷34)(1)水槽中，与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上.振动片做简谐振动时，两根细杆周期性触动水面形成两个波源.两波源发出的波在水面上相遇，在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样.关于两列波重叠

6、区域内水面上振动的质点，下列说法正确的是_.A.不同质点的振幅都相同B.不同质点振动的频率都相同C.不同质点振动的相位都相同D.不同质点振动的周期都与振动片的周期相同E.同一质点处，两列波的相位差不随时间变化BDE解析在波的干涉实验中，质点在振动加强区的振幅是两列波振幅之和，质点在振动减弱区的振幅是两列波振幅之差，A项错误；沿波的传播方向上，波不停地向外传播，故各质点的相位不都相同，C项错误；两波源振动频率相同，其他各质点均做受迫振动，故频率均与振源频率相同，周期均与振动片的周期相同，B、D项正确；同一质点到两波源的距离确定，故波程差恒定，即相位差保持不变，E正确.(2)如图3，直角三角形AB

7、C为一棱镜的横截面，A90，B30.一束光线平行于底边BC射到AB边上并进入棱镜，然后垂直于AC边射出.求棱镜的折射率；图图3解析光路图及相关量如图所示.光束在AB边上折射，由折射定律得式中n是棱镜的折射率.由几何关系可知60由几何关系和反射定律得B 联立式，并代入i60得保持AB边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到BC边上恰好有光线射出.求此时AB边上入射角的正弦.解析设改变后的入射角为i，折射角为，由折射定律得由几何关系得c30由式得入射角的正弦为拓展训练拓展训练2 2(2019河南安阳市下学期二模)(1)如图4甲所示为一列简谐横波在t2s时的波形图，图乙为介质中平衡位置在x1.5m处的

8、质点的振动图象.P是平衡位置在x2m处的质点，则下列说法正确的是 图图4A.t2s时，x1.5m处质点的振动速度为0.5m/sB.t2s时，x1.0m处质点的位移为4cmC.该简谐横波沿x轴的负方向传播D.01s时间内，P向y轴正方向运动E.03s时间内，P运动的路程为12cm解析由题图可知波长2m，T4s，则波速v0.5m/s；此为波的传播速度，并非质点的振动速度，选项A错误；质点的振幅为4cm，t2s时，x1m处质点位于波峰位置，位移为A4cm，选项B正确；t2s时，x1.5m处质点沿y轴负方向运动，则该波沿x轴负方向传播，选项C正确；01s时间内，质点P由波峰向平衡位置运动，沿y轴负方向

9、运动，选项D错误；t0时，质点P位于波峰，故经过3s质点P经过的路程为s3A12cm，选项E正确.(2)如图5所示，一容器内装有深为h的某透明液体，容器底部为平面镜，到容器底部的距离为处有一点光源L，可向各个方向发光.已知该透明液体的折射率为n，液面足够宽，真空中光的传播速度为c，求：能从液面射出的光，在液体中经过的最短时间t；液面上有光射出的区域的面积S.液面上有光射出的区域的面积Sr2光与机械波的组合题型：选择或者计算题：5年3考高考题型2例例2 2(2019山东济南市3月模拟)(1)如图6甲所示，在平静的水面下深h处有一个点光源S，它发出的两种不同颜色的a光和b光在水面上形成了一个有光线

10、射出的圆形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为a光的颜色(见图乙)，设b光的折射率为nb，则下列说法正确的是_.A.在水中，a光的波长比b光小B.水对a光的折射率比b光小C.在水中，a光的传播速度比b光大D.复色光圆形区域的面积为SE.在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a光的干涉条纹比b光窄BCD图图6解析a光在水面上形成的圆形亮斑面积较大，知a光的临界角较大，根据sinC，知a光的折射率较小，频率也小，再由vf可知，在水中，a光的传播速度比b光大，a光的波长比b光大，故B、C正确，A错误；a光的折射率小，波长长，根据双缝干涉条纹与波长成正比，可知相

11、同条件下，a光的干涉条纹比b光宽，故E错误.(2)有两列简谐横波a、b在同一介质中沿x轴正方向传播，速度均为v5m/s.在t0时，两列波的波峰正好在x2.5m处重合，如图7所示.图图7求t0时，两列波的波峰重合处的所有位置；答案x(2.520n)m(n0,1,2,3，)解析从题图中可以看出两列波的波长分别为：a2.5m，b4.0m两列波波长的最小公倍数为：s20mt0时，两列波的波峰重合处的所有位置为：x(2.520n)m(n0,1,2,3)至少经多长时间x0处的质点位移达到最大值.答案3.5s解析在x0左侧，x0处的质点离两列波的波峰重合处最近点的距离为：x17.5m(或者写出：x17.5m

12、)解得：t3.5s.拓展训练拓展训练3 3(2019东北三省四市教研联合体模拟)(1)插针法测量半圆形玻璃砖的折射率.将半圆形玻璃砖平放在白纸上，在白纸上先画出玻璃砖的轮廓，并确定其圆心O的位置.再画出一条通过圆心O的直线，将两枚大头针P1、P2竖直插在这条直线上，如图8所示.图图8为了确定入射光线P2P1的折射光线方向，至少需要在玻璃砖另一侧插入_枚大头针；解析作出光路图，如图由图可知只需要一根大头针就可以确定出折射光线；若测得入射光线与ON的夹角为，折射光线与OM的夹角为，则该玻璃砖的折射率为_.解析由题图可知，入射角i90，折射角r90，(2)甲、乙两列横波传播速度相同，分别沿x轴负方向

13、和x轴正方向传播，t0时刻两列波的前端刚好分别传播到质点A和质点B，如图9所示，设t0时刻为计时起点，已知甲波的频率为5Hz，求：图图9t0时刻之前，x轴上的质点C振动了多长时间？答案0.1s由题图知甲4m，乙8m波速为：v甲f甲20m/s由题图可知，C点开始振动的时刻距图中时刻为：即t0时刻之前，质点C已振动了0.1s.在t0时刻之后的0.9s内，x0处的质点位移为6cm的时刻.答案0.2s和0.6s解析x0处的质点位移为6cm，表明两列波的波峰同时到达x0处.甲波的波峰到达x0处的时刻为：t甲mT甲(m0、1、2、3)乙波的波峰到达x0处的时刻为：t甲t乙解得：m2n1n0时，m1，t0.

14、2sn1时，m3，t0.6sn2时，m5，t1s可知：在之后的0.9s内，x0处的质点位移为6cm的时刻为0.2s和0.6s.拓展训练拓展训练4 4(2019四川达州市第二次诊断)(1)直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图10所示.a、b光相比_.A.玻璃对a光的折射率较小B.b光在玻璃中的传播速度较大C.b光在玻璃中的传播时间较长D.用同一双缝干涉实验装置做实验，a光的相邻两明条纹之间的距离大E.用同一衍射实验装置做实验，b光的衍射条纹宽度相等且比a光的宽ACD解析由光路图可知，a光在玻璃中的偏折程度较小，即玻璃对a光的折射率较小，选

15、项A正确；用同一衍射实验装置做实验，a光衍射比b光明显，且衍射条纹宽度不相等，选项D正确，E错误.(2)如图11，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t10时刻的波形图，虚线为t20.05s时的波形图.图图11若波沿x轴正方向传播且2Tt2t13T(T为波的周期)，求波速；答案220m/s解析波沿x轴正向传播，由图象可知：4m；若波速v260m/s，则从t10时刻起x2m处的质点第三次运动到波谷所需的时间.解析若波速v260m/s，物理光学与机械波的组合题型：选择或者计算题：5年0考高考题型3例例3 3(2019福建福州市期末质量检测)(1)如图12所示，半圆形玻璃砖按图中实线位置放置，直径与BD重

16、合.一束白光沿着半圆形玻璃砖的半径从圆弧面垂直BD射到圆心O点上.使玻璃砖绕O点逆时针缓慢地转过角度(090)，观察到折射光斑和反射光斑在弧形屏上移动.在玻璃砖转动过程中，以下说法正确的是_.A.在弧形屏上可以观察到反射光的色散现象B.在弧形屏上可以观察到折射光的色散现象C.红光在玻璃砖中传播速度最小D.折射光斑在弧形屏上沿顺时针方向移动E.玻璃砖旋转过程弧形屏上最先消失的一定是紫光(2)让一根均匀软绳的绳端M点在垂直于软绳的方向上做简谐运动，软绳上会形成横波波形，如图13甲所示.已知软绳端点M的振动图象如图乙.观察发现，当t1s时，软绳上各点都已经开始振动.在t1.1s时刻，M、N平衡位置之

17、间只有一个波峰，且N点处在平衡位置，M、N两点平衡位置之间距离d0.6m.求：图图13波长和传播速度；答案见解析解析由题图乙可知，波传播的周期T0.2s，在t1.1s时，M点处于平衡位置且振动方向向上.由题意知，有两种可能从端点M起振开始计时，绳上N点第五次运动到波峰位置的时间.答案见解析解析由题图乙可知，t0时，M点振动方向向下，拓展训练拓展训练5 5(2019湖北恩施州教学质量检测)(1)下列说法正确的是_.A.全息照相主要是利用了光的干涉B.单反相机的增透膜利用了光的偏振C.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉D.障碍物的尺寸比光的波长大得多时，一定不会发生衍射现象E.人们眯

18、起眼睛看灯丝时看到的彩色条纹是光的单缝衍射图样(2)如图14所示为一列简谐横波沿x轴传播在t0时刻的波形图，图中P、Q为平衡位置分别为x16m、x210m的两个质点，质点P的振动方程为y0.2cos2t(m)，质点Q从t0时刻开始，经过第一次到达波峰.求：图图14这列波传播的方向及传播的速度；答案见解析解析由质点的振动方程y0.2cos2t(m)可知：由此判断波沿x轴负方向传播；x324m处的质点在ts时的位移及振动的方向.答案见解析解析由波的传播方向及质点的振动方向的关系可知，x24m处的质点在t0时刻在平衡位置沿y轴正方向振动；因此x24m处的质点的振动方程为y0.2sin2t(m)，3-

19、4模块实验题型：选择或者计算题：5年1考高考题型4例例4 4(2019全国卷34)(1)如图15，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l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.下列图像中，能描述小球在开始一个周期内的xt关系的是_.图图15由机械能守恒定律可知，小球在左、右最大位移处距离最低点的高度相同，但由于摆长不同，所以小球在左、右两侧摆动时相对平衡位置的最大水平位移不同，当小球在右侧摆动时，

20、最大水平位移较大，故A项正确.(2)某同学利用图16所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，使得从目镜中可以观察到干涉条纹.回答下列问题：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需要减小双缝到屏的距离l或增大双缝间的距离d，故B项正确，A、C、D项错误.B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条暗条纹之间的距离为x，则单色光的波长_；某次测量时，选用的双缝的间距为0.300mm，测得屏与双缝间的距离为1.20m，第1条暗条纹到第4条暗条

21、纹之间的距离为7.56mm.则所测单色光的波长为_nm(结果保留3位有效数字).解析将已知条件代入公式解得630nm.拓展训练拓展训练6 6(2019北京市东城区上学期期末)在单摆测定重力加速度的实验中：(1)实验时先用20分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图17甲所示，该摆球的直径d_mm.14.15图图17解析由题图甲所示游标卡尺可知，游标尺是20分度的，游标尺的精度是0.05mm，主尺示数是14mm，游标尺示数是30.05mm0.15mm，摆球的直径为：d14mm0.15mm14.15mm；(2)接着测量了摆线的长度为l0，实验时用拉力传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图象如图乙所示，写出重力加速度g与l0、d、t0的关系式：g_.(3)某小组改变摆线长度l0，测量了多组数据.在进行数据处理时，甲同学把摆线长l0作为摆长，直接利用公式求出各组重力加速度值再求出平均值：乙同学作出T2l0图象后求出斜率，然后算出重力加速度.两同学处理数据的方法对结果的影响是：甲_，乙_.(选填“偏大”“偏小”或“无影响”)偏小无影响甲同学把摆线长l0作为摆长，摆长小于实际摆长，由此可见，T2与l0成正比，k是比例常数，摆长偏大还是偏小不影响图象的斜率k，因此摆长偏小不影响重力加速度的测量值.