创新设计浙江鸭2018版高考物理总复习第11章机械振动机械波光电磁波第2课时机械波课件
【步步高】2018版浙江省高考物理《选考总复习》文档讲义:第十一章第2讲-光的波动性、电磁波
[考试标准]一、光的干涉1.产生条件两列光的频率相同,振动方向相同,且具有恒定的相位差,才能产生稳定的干涉图样.2.杨氏双缝干涉(1)原理如图1所示.图1(2)亮、暗条纹的条件.①单色光:形成明暗相间的条纹,中央为亮条纹.②白光:光屏上出现彩色条纹,且中央亮条纹是白色(填写颜色).(3)条纹间距公式:Δx=ld λ.3.薄膜干涉(1)相干光:光照射到透明薄膜上,从薄膜的两个表面反射的两列光波.(2)图样特点:同双缝干涉,同一条亮(或暗)条纹对应的薄膜的厚度相等.单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹,白光照射薄膜时形成彩色条纹.二、光的衍射1.发生明显衍射的条件只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多,甚至比光的波长还小时,衍射现象才会明显.2.衍射条纹的特点(1)单缝衍射和圆孔衍射图样的比较.(2)泊松亮斑(圆盘衍射):当光照到不透明(选填“透明”或“不透明”)的半径很小的小圆盘上时,在圆盘的阴影中心出现亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环).三、光的偏振现象1.偏振:光波只沿某个特定方向的振动.2.偏振光:在垂直于传播方向的平面上,只沿某个特定方向振动的光.光的偏振证明光是横波.自然光通过偏振片后,就得到了偏振光.四、光的颜色 色散和激光 1.色散现象白光通过三棱镜会形成由红到紫七种色光组成的彩色光谱. 2.成因由于不同色光折射率不同,它们射到另一个分界面时,折射率大的光,偏折角也大 3.激光的特点(1)相干性高;(2)平行度好;(3)高亮度. 五、电磁振荡和电磁波1.LC 振荡电路和图象(如图2所示):图22.LC 电路的周期、频率公式:T =2πLC ,f =12πLC .3.麦克斯韦电磁场理论变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场.变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个完整的整体,这就是电磁场. 4.电磁波电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波.(1)电磁波是横波,在空间传播不需要介质;(2)真空中电磁波的速度为3.0×108 m/s;(3)v=λf对电磁波同样适用;(4)电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象.5.发射电磁波的条件:(1)要有足够高的振荡频率;(2)电路必须开放,使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间.6.电磁波谱:按电磁波的波长从长到短分布是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线,形成电磁波谱;递变规律:直线传播能力增强,衍射能力减弱.1.一束白光在真空中通过双缝后在屏上观察到的干涉条纹,除中央白色亮条纹外,两侧还有彩色条纹,其原因是()A.各色光的波长不同,因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同B.各色光的速度不同,因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同C.各色光的强度不同,因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同D.上述说法都不正确答案 A2.一束由红、紫两种色光组成的复色光,从空气斜射向玻璃三棱镜.下面四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜折射分离成两束单色光的是()答案 B3.如图3所示,白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q,A点位于P、Q之间,B点位于Q右侧.旋转偏振片P,A、B两点光的强度变化情况是()图3A.A、B均不变B.A、B均有变化C.A不变,B有变化D.A有变化,B不变答案 C4.(多选)电磁波与声波比较,下列说法中正确的是()A.电磁波的传播不需要介质,声波的传播需要介质B.由空气进入水中时,电磁波速度变小,声波速度变大C.由空气进入水中时,电磁波波长变小,声波波长变大D.电磁波和声波在介质中的传播速度,都是由介质决定的,与频率无关答案ABC5.(多选)随着网络技术的发展,WiFi无线网络(标识如图4所示)成为了一种时尚.WiFi实质是一种短程无线传输技术,能够在一定范围内支持互联网接入的无线电信号.下列关于WiFi 的说法,正确的是()图4A.WiFi信号实质是一种电磁波B.WiFi信号不可能在真空中传输C.WiFi信号限于短程传输,是因为其波长太短D.WiFi信号限于短程传输,是因为在传输过程中存在能量损失答案AD6.在LC振荡电路中,用以下的哪种办法可以使振荡频率增大一倍() A.自感系数L和电容C都增大一倍B.自感系数L增大一倍,电容C减小一半C.自感系数L减小一半,电容C增大一倍D.自感系数L和电容C都减小一半答案 D7.(多选)下列关于电磁波的说法中,正确的是()A.电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B.电磁波在任何介质中的传播速度均为3.0×108 m/sC.电磁波由真空进入介质传播时,波长将变短D.电磁波不能产生干涉、衍射现象答案AC命题点一 光的干涉现象例1 (多选)(2016·浙江10月选考·14)用a 、b 两种不同波长的光,先后用同一装置做双缝干涉实验,得到两种干涉条纹,其中a 光的干涉条纹间距大于b 光的条纹间距,则( ) A .a 光的波长大于b 光的波长 B .a 光的频率大于b 光的频率C .在玻璃中,a 光的速度等于b 光的速度D .从玻璃射向空气发生全反射时,a 光的临界角大于b 光的临界角解析 根据双缝干涉的条纹间距Δx =lλd 可知,同一实验装置,条纹间距越大,说明波长越长,即频率越小.根据题意,a 光的波长长,所以A 正确,B 错误.频率越小,介质对它的折射率越小,根据n =cv 可知,在介质中的传播速度越大,即a 光在介质中的传播速度要大,所以C 错误.根据sin C =1n 可知,介质的折射率越小,则全反射的临界角越大,所以a 光的全反射临界角要大,选项D 正确. 答案 AD双缝干涉的特点1.双缝干涉形成的条纹是等间距的.2.两相邻亮条纹或相邻暗条纹间距离与波长成正比,即Δx =ld λ.题组阶梯突破1.下列现象中属于光的干涉现象的是( ) A .雨后美丽的彩虹B .对着日光灯从夹紧的两铅笔的缝中看到的彩色条纹C.阳光下肥皂膜上的彩色条纹D.光通过玻璃三棱镜产生的彩色条纹答案 C解析雨后天边出现彩虹是光的色散,A错误;透过单缝观察日光灯看到的条纹是单缝衍射现象.故B错误.肥皂膜上的彩色条纹是肥皂膜上下两个表面反射回来的光发生干涉形成的,叫薄膜干涉.故C正确.太阳光通过玻璃三棱镜后形成彩色光带是由于折射引起的.故D错误.2.在光的双缝干涉实验中,光屏上出现的条纹情况是()A.中央亮条纹最宽B.各种不同色光的暗条纹间距一样大C.对于同种色光,光屏离双缝距离越远明条纹的间距越小D.在相同装置中红光的亮条纹间距比紫光的亮条纹间距大答案 D解析双缝干涉条纹等间距、等宽度、等亮度,故A错误.根据Δx=ldλ知,不同色光,波长不同,则条纹的间距不同;同种色光,光屏离双缝距离越小,则条纹间距越小,红光的波长长,则红光的条纹间距大,B、C错误,故D正确.3.在暗室中用氦氖激光器发出的红色激光照射金属挡板上的两条平行的狭缝,在后面的屏上观察到如图5所示的条纹,则以下说法正确的是()图5A.这是光的偏振现象,说明光具有波动性B.这是光的偏振现象,说明光具有粒子性C.这是光的干涉现象,说明光具有波动性D.这是光的干涉现象,说明光具有粒子性答案 C解析观察图中屏上的条纹可知,条纹明暗相间,且条纹宽度一致,则这是光的干涉现象,由于是同一光源发出的激光,也符合光发生干涉的条件.干涉和衍射是波特有的现象,因此光的干涉现象说明光具有波动性,故C正确,A、B、D错误.4.用如图6所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象.左侧点燃酒精灯(在灯芯上洒些食盐),右侧是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈.下列是在肥皂膜上观察到的干涉图样示意图,其中最合理的是()图6答案 B解析由于重力的作用使下侧的肥皂膜厚度比较大,而上侧的比较薄,相同的高度肥皂膜的厚度相同,故出现水平的明暗相间的干涉条纹.故B正确,A、C、D错误.5.(多选)双缝干涉实验装置如图7所示,绿光通过单缝S后,投射到具有双缝的挡板上,双缝S1和S2与单缝S的距离相等,光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹.屏上O 点距双缝S1和S2的距离相等,P点是距O点最近的第一条亮条纹,如果将入射的单色光换成红光或蓝光,已知红光波长大于绿光波长,绿光波长大于蓝光波长,则下列说法正确的是()图7A.O点是红光的亮条纹B.红光的第一条亮条纹在P点的上方C.O点不是蓝光的亮条纹D.蓝光的第一条亮条纹在P点的上方答案AB解析由于O点到双缝的路程差为零,所以为各种色光的亮条纹,A正确,C错误;P点由于是绿光的第一条亮条纹,红光的波长大于绿光的波长,红光的条纹间距大于绿光的条纹间距,蓝光的波长小于绿光的波长,蓝光的条纹间距小于绿光的条纹间距,因此B正确,D错误.故正确答案为A、B.命题点二光的衍射和偏振现象例2如图8所示的4种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹).在下面的4幅图中从左往右排列,亮条纹的颜色依次是()图8A.红黄蓝紫B.红紫蓝黄C.蓝紫红黄D.蓝黄红紫解析双缝干涉条纹是等间距的,而单缝衍射条纹除中央亮条纹最宽、最亮之外,两侧条纹亮度、宽度都逐渐减小,因此1、3为双缝干涉条纹,2、4为单缝衍射条纹.双缝干涉条纹的宽度(即相邻亮、暗条纹间距)Δx=ldλ,红光波长比蓝光波长长,则红光干涉条纹间距大于蓝光干涉条纹间距,即1、3分别对应于红光和蓝光.而在单缝衍射中,当单缝宽度一定时,波长越长,衍射越明显,即中央条纹越宽越亮,2、4分别对应于紫光和黄光.综上所述,1、2、3、4四个图中亮条纹的颜色依次是:红、紫、蓝、黄,B正确.答案 B单缝衍射与双缝干涉的比较题组阶梯突破6.世界很大,我们都想去看看,人们能够用眼睛去看世界,这与光密不可分.下列对光的描述中正确的是()A.分别用红光和紫光照射同一双缝干涉实验装置,在光屏上得到紫光的条纹间距比红光的大B.当单缝的宽度大于光的波长时,不能发生衍射现象C.光的偏振现象说明光是横波D.光不能发生多普勒效应答案 C7.关于衍射现象,下列说法正确的是()A.泊松亮斑是光的衍射现象B.当障碍物的尺寸比波长大很多时,能发生明显的衍射现象C.缝的宽度越小,光的传播路线越接近直线D.只有横波才能发生衍射现象,纵波不能发生衍射现象答案 A8.(多选)如图9所示,偏振片P的透振方向(用带有箭头的实线表示)为竖直方向.下列四种入射光束中,能在P的另一侧观察到透射光的是()图9A.太阳光B.沿竖直方向振动的光C.沿水平方向振动的光D.沿与竖直方向成45°角方向振动的光答案ABD解析偏振片只让沿某一方向振动的光通过,当偏振片的透振方向与光的振动方向不同时透射光的强度不同,它们平行时最强,而垂直时最弱.太阳光是自然光,光波可沿任何方向振动,所以在P的另一侧能观察到透射光;沿竖直方向振动的光,振动方向与偏振片的透振方向相同,当然可以看到透射光;沿水平方向振动的光,其振动方向与透振方向垂直,所以看不到透射光;沿与竖直方向成45°角方向振动的光,其振动方向与透振方向不垂直,仍可看到透射光.9.(多选)如图10所示为用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样,现让a、b两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时,光的传播路径与方向可能正确的是()图10答案AD解析因为单色光斜射入平行玻璃砖时的出射光线应平行于入射光线,故选项B错误;根据干涉图样,a光的干涉条纹间距较大,所以a光的波长较长,在同种介质中的折射率较小,故沿相同方向斜射入平行玻璃砖时a光的侧移量小,选项A正确;由于a光的折射率小,临界角较大,则更不易发生全反射,选项C错误,D正确.10.(多选)抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细,如图11所示,激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同.观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化,下列叙述中正确的是()图11A.这里应用的是光的衍射现象B.这里应用的是光的干涉现象C.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变粗D.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变细答案AD解析由于是激光束越过细丝即绕过障碍物,所以是光的衍射现象,当抽制的丝变细的时候,丝的直径较接近激光的波长,条纹间距就大,A、D对.命题点三电磁波和电磁振荡例3(多选)手机已经是现代人不可缺少的随身物品之一,它是借助电磁波来完成通信工作的.下列说法正确的是()A.手机只是一个电磁波发射器,不是接收器B.手机既是一个电磁波发射器,又是电磁波接收器C.考场上使用的手机信号屏蔽器是利用静电屏蔽的原理D.考场上使用的手机信号屏蔽器是通过发射电磁波来干扰手机工作解析手机既是电磁波的发射器,也是电磁波的接收器,选项A错误,选项B正确;考场上使用的手机信号屏蔽器是通过发射电磁波来干扰手机工作的,选项C错误,选项D正确.答案BD对电磁波谱的“三点”说明1.波长不同的电磁波,表现出不同的特性.其中波长较长的无线电波和红外线等,易发生干涉、衍射现象;波长较短的紫外线、X射线、γ射线等,穿透能力较强.2.电磁波谱中,相邻两波段的电磁波的波长并没有很明显的界线,如紫外线和X射线、X 射线和γ射线都有重叠.3.电磁波的能量随频率的增大而增大.题组阶梯突破11.电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等,按波长由长到短的排列顺序是()A.无线电波、红外线、紫外线、γ射线B.红外线、无线电波、γ射线、紫外线C.γ射线、红外线、紫外线、无线电波D.紫外线、无线电波、γ射线、红外线答案 A解析波长按由长到短的排列顺序为无线电波、红外线、紫外线、γ射线,所以选项A正确.12.下列说法中正确的是()A.任何变化的磁场都要在周围空间产生变化的电场,振荡磁场在周围空间产生同频率的振荡电场B.任何电场都要在周围空间产生磁场,振荡电场在周围空间产生同频率的振荡磁场C.任何变化的电场都要在周围空间产生磁场,振荡电场在周围空间产生同频率的振荡磁场D.电场和磁场总是相互联系着,形成一个不可分割的统一体,即电磁场答案 C解析根据麦克斯韦电磁场理论,如果电场(磁场)的变化是均匀的,产生的磁场(电场)是稳定的;如果电场(磁场)的变化是不均匀的,产生的磁场(电场)是变化的;振荡电场(磁场)在周围空间产生同频率的振荡磁场(电场);周期性变化的电场和周期性变化的磁场总是相互联系着,形成一个不可分割的统一体,即电磁场.故选C.13.(多选)类比是一种有效的学习方法,通过归类和比较,有助于掌握新知识,提高学习效率,在类比过程中,既要找出共同之处,又要抓住不同之处.某同学对机械波和电磁波进行类比,总结出下列内容,其中正确的是()A.机械波的频率、波长和波速三者间满足的关系,对电磁波也适用B.机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象C.机械波的传播依赖于介质,而电磁波可以在真空中传播D.机械波既有横波又有纵波,而电磁波是纵波答案ABC解析机械波和电磁波有相同之处,如v=λf都适用,且都能产生干涉和衍射现象,A、B正确.机械波的传播依赖于介质,电磁波可以在真空中传播,C正确.机械波有横波和纵波,而电磁波是横波,D不正确.14. (多选)为了测量储罐中不导电液体的高度,将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中,电容器可通过开关S与线圈L或电源相连,如图12所示.当开关从a 拨到b时,由L与C构成的电路中产生周期T=2πLC的振荡电流.当罐中的液面上升时()图12A.电容器的电容减小B.电容器的电容增大C.LC电路的振荡频率减小D.LC电路的振荡频率增大答案BC解析当罐中液面上升时,电容器极板间的介电常数变大,则电容器的电容C增大,根据T=2πLC,可知LC电路的振荡周期T变大,又f=1T,所以振荡频率变小,故选项B、C正确,选项A、D错误.1.(多选)关于电磁场的理论,下列说法中正确的是()A.变化的电场周围产生的磁场一定是变化的B.变化的电场周围产生的磁场不一定是变化的C.均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的D.振荡电场在周围空间产生同样频率的振荡磁场答案BD解析变化的电场产生磁场有两层含义:①均匀变化的电场产生恒定的磁场.②非均匀变化的电场产生变化的磁场.振荡电场产生同频率的振荡磁场.均匀变化的磁场产生恒定的电场,故B、D正确,A、C错.2.电磁波已广泛运用于很多领域.下列关于电磁波的说法符合实际的是()A.电磁波不能产生衍射现象B.常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机C.根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D.光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同答案 C解析干涉、衍射是波所特有的现象,所以电磁波能产生衍射现象,选项A错误;常用的遥控器是通过发出红外线来遥控电视机的,选项B错误;利用多普勒效应可以判断遥远天体相对地球的运动,选项C正确;根据光速不变原理,在不同的惯性系中,光速是相同的,选项D错误.3.让激光照到VCD、CD唱机或计算机的光盘上,就可以读出盘上记录的信息,经过处理后还原成声音和图像,这是利用激光的()A.方向性好,可以汇聚到很小的一点上B.相干性好,可以很容易形成干涉图样C.强度大,可以在很短时间内集中很大的能量D.波长短,很容易发生明显的衍射现象答案 A解析激光的特点之一是方向性好,它可以汇聚到一个很小的点上,DVD、VCD、CD唱机或电脑上的光驱及刻录设备就利用了激光的这一特点,选项A正确,B、C、D错误.4.下列说法正确的是()A.两支铅笔靠在一起,自然光从笔缝中通过后就成了偏振光B.偏振光可以是横波,也可以是纵波C.因为激光的方向性好,所以激光不能发生衍射现象D.激光可以像手术刀一样切除肿瘤答案 D解析两支铅笔靠在一起,中间的缝远远地大于光的波长,因此,光从中通过时不会成为偏振光,故A错误;光是横波,偏振光也是横波,故B错误;激光也是光,因此激光具有光波的特性,能够发生衍射现象,故C错误;医学上利用激光切除肿瘤,主要是因为激光的方向性好,而且具有很高的能量.故D正确.5.关于光的偏振现象,下列说法中正确的是()A.偏振光沿各个方向振动的光波的强度都相同B.自然光在水面反射时,反射光和折射光都是一定程度的偏振光C.光的偏振现象说明光是一种纵波D.照相机镜头表面的镀膜是光的偏振现象的应用答案 B解析偏振光沿各个方向振动的光波的强度都不相同,自然光在水面反射时,反射光和折射光都是一定程度的偏振光,选项B正确,A错误;光的偏振现象说明光是一种横波,照相机镜头表面的镀膜是光的干涉现象的应用,选项C、D错误.6.如图1所示,把一个凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平面上,让单色光从上方射入,这时可以看到亮暗相间的同心圆环,对这些亮暗圆环的相关阐释合理的是()图1A.远离中心点处亮环的分布较疏B.用白光照射时,不会出现干涉形成的圆环C.是透镜曲面上反射光与透镜上方平面上的反射光干涉形成的D.与同一亮环相对应的空气薄膜的厚度是相同的答案 D解析远离中心点处亮环的分布较密,故A错误;用白光照射时,仍然会出现干涉形成的圆环,故B错误;是透镜曲面上反射光与玻璃平面上的反射光干涉形成的.故C错误;当光程差为波长的整数倍时是亮条纹,与同一亮环相对应的各处空气薄膜的厚度是相同的,故D正确.7.(多选)下面有关光的干涉现象的描述中,正确的是()A.在光的双缝干涉实验中,将入射光由绿光改为紫光,则条纹间距变宽B.白光经肥皂膜前后表面反射后,反射光发生干涉形成彩色条纹C .在光的双缝干涉实验中,若缝S 1射入绿光,S 2射入紫光,则条纹是彩色的D .光的干涉现象说明光具有波动性答案 BD解析 根据双缝干涉条纹的间距公式Δx =lλd,紫光的波长比绿光短,所以条纹间距变窄.故A 错误;白光是复色光,不同的色光波长不一样,当两列光的路程差等于半波长的偶数倍,出现亮条纹,当路程差是半波长的奇数倍,出现暗条纹.所以肥皂膜前后表面光反射在前表面叠加,形成彩色的干涉条纹.故B 正确;干涉的条件是两列光频率相同,不同频率的光不能发生干涉.故C 错误;光的干涉现象说明光具有波动性.故D 正确.8.如图2所示的双缝干涉实验,用绿光照射单缝S 时,在光屏P 上观察到干涉条纹.要得到相邻条纹间距更大的干涉图样,可以( )图2A .增大S 1与S 2的间距B .减小双缝屏到光屏的距离C .将绿光换为红光D .将绿光换为紫光答案 C解析 据光的干涉产生的条纹间距满足的关系Δx =lλd可知,增大S 1与S 2的间距,条纹间距减小,A 选项错误;减小双缝屏到光屏的距离,条纹间距减小,B 选项错误;将绿光换成红光,波长增大,条纹间距增大,C 选项正确;绿光换成紫光,波长减小,条纹间距减小,D 选项错误.9.在学习了光的衍射现象后,徐飞回家后自己设置了一个小实验.在一个发光的小电珠和光屏之间放一个大小可以调节的圆形孔屏,在圆孔从较大调至完全闭合的过程中,他在屏上看到的现象是()A.先是圆形亮区,最后完全黑暗B.先是圆形亮区,再是圆形亮环,最后完全黑暗C.先是圆形亮环,最后完全黑暗D.先是圆形亮环,然后圆形亮区,最后完全黑暗答案 B解析在圆孔由大到小的调节过程中,当孔较大时,光沿直线传播,在屏上得到圆形亮区;当孔的直径减小到与光波的波长相近时,产生光的衍射现象,屏上将出现明、暗相间的亮环,当孔继续减小到完全闭合时,没有光到达屏上时,屏上完全黑暗.10.(多选)甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样,设相邻两个亮条纹的中心距离为Δx,若Δx甲>Δx乙,则下列说法正确的是()A.甲光能发生偏振现象,而乙光不能B.真空中甲光的波长一定大于乙光的波长C.甲光的频率一定大于乙光的频率D.在同一种均匀介质中甲光的传播速度大于乙光答案BD解析偏振现象是横波特有的现象,甲、乙都可以有偏振现象发生,A错误;由Δx甲>Δx乙、Δx=ldλ可知甲光的波长大于乙光的波长,B正确;光的频率与波长成反比,C错误;甲光的频率小,对同一介质的折射率也小,光在其间传播的速度大,D正确.11.单色光源发出的光经一狭缝,照射到光屏上,可观察到的图象是下图中()。
《创新设计》2018版浙江省高考物理《选考总复习》教师文档讲义:第二章第2课时-力的合成与分解(17页)
第2课时力的合成与分解考点一力的合成(c/c)[基础过关]1.合力与分力(1)定义:如果一个力产生的效果跟几个共点力共同作用产生的效果相同,这一个力就叫做那几个力的合力,原来的几个力叫做分力。
(2)关系:合力和分力是等效替代的关系。
2.共点力作用在物体的同一点,或作用线的延长线交于一点的力。
3.力的合成(1)定义:求几个力的合力的过程。
平行四边形定则:求两个互成角度的共点力的合力,可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。
【过关演练】1.关于合力的下列说法,正确的是()A.几个力的合力就是这几个力的代数和B.几个力的合力一定大于这几个力中的任何一个力C.几个力的合力可能小于这几个力中最小的力D.几个力的合力一定大于这几个力中最大的力解析力是矢量,力的合成不能简单地进行代数加减,故A是错误的;合力可以大于分力,可以等于分力,也可以小于分力,故B、D是错误的,C正确。
答案 C2.物体同时受到同一平面的三个力的作用,下列几组力的合力不可能为零的是()A.5 N,7 N,8 N B.5 N,2 N,3 NC.1 N,5 N,10 N D.10 N,10 N,10 N解析三个力合成,若前两个力的合力与第三个力大小相等,方向相反,就可以使这三个力合力为零,只要使最大的力的大小在其他两个较小力的合力范围之内,就能使合力为零,即第三个力F3满足:|F1-F2|≤F3≤F1+F2。
答案 C[要点突破]1.合力和分力关系(1)合力不一定大于分力。
(2)合力与分力的作用效果作用,但它们并不是同时作用在物体上。
(3)合力与分力是等效替代关系。
2.由分力确定合力范围(1)两个力的合成①合力范围:|F1-F2|≤F≤F1+F2。
②几种特殊情况下的合力(2)三个力的合成以三个力的大小为邻边,看能否组成三角形,若能,则:0≤F合≤F1+F2+F3;若不能,则合力的最大值仍为三力之和,最小值为三力中最大力减去两个较小力之和。
创新设计浙江鸭2018版高考物理总复习第11章机械振动机械波光电磁波第1课时机械振动课件
装置。
2.简谐运动的回复力和能量 (1)回复力
项目 定义 方向 表达式
(2)简谐运动的动力学特征
内容
平衡位置 振动质点受到的总能使其回到_________ 的力 平衡位置 指向_________ -kx F=_____
正比 如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成_____,并且总是指向__________, 平衡位置 质点的运动就是简谐运动。
5.对称性特征: (1) 速率的对称性:物体在关于平衡位置对称的两位置具有相 等的速率。
(2) 时间的对称性:物体通过关于平衡位置对称的两段位移的
时间相等。在振动过程中,物体通过任意两点 A、 体在关于平衡位置对称的两位置具有 等大、反向的加速度。
答案
C
2.某个质点的简谐运动图象如图所示,求质点的振幅和周期分别
为多大?
解析
由题图读出振幅 A=10 2 cm,
2π 简谐运动方程 x=Asin ( t), T 2π 代入数据得-10=10 2sin ( ×7), T 解得 T=8 s。
答案 10 2 cm 8s
[要点突破] 要点 简谐运动图象
则振子从a→O运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.位移不断减小 B.速度不断减小
C.加速度不断减小
D.弹簧的弹性势能不断增大
解析
振子从 a→O运动的过程是靠近平衡位置,故位移减小,
速度增大,加速度减小,弹性势能减小;故B、D错误,A、C正 确;故选A、C。 答案 AC
4.弹簧振子的质量是2 kg,当它运动到平衡位置左侧2 cm 时,受 到的回复力是4 N,当它运动到平衡位置右侧4 cm 时,它的加
《创新设计》2018物理第11-12章
[高考导航]基础课1 交变电流的产生和描述知识点一、交变电流、交变电流的图象 1.交变电流(1)定义:大小和方向都随时间做周期性变化的电流。
(2)按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流。
2.正弦式交变电流的产生和图象(1)产生:在匀强磁场里,线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。
(2)图象:用以描述交变电流随时间变化的规律,如果线圈从中性面位置开始计时,其图象为正弦曲线。
如图甲、乙、丙所示。
知识点二、正弦式交变电流的函数表达式、峰值和有效值1.周期和频率(1)周期(T):交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间,单位是秒(s),公式T=2πω。
(2)频率(f):交变电流在1 s内完成周期性变化的次数。
单位是赫兹(Hz)。
(3)周期和频率的关系:T=1f或f=1T。
2.正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置开始计时)(1)电动势e随时间变化的规律:e=E m sin__ωt。
(2)负载两端的电压u随时间变化的规律:u=U m sin__ωt。
(3)电流i随时间变化的规律:i=I m sin__ωt。
其中ω等于线圈转动的角速度,E m =nBSω。
3.交变电流的瞬时值、峰值、有效值(1)瞬时值:交变电流某一时刻的值,是时间的函数。
(2)峰值:交变电流(电流、电压或电动势)所能达到的最大的值,也叫最大值。
(3)有效值:跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值。
对正弦式交变电流,其有效值和峰值的关系为:EU I[思考判断](1)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时,一定会产生正弦式交变电流。
()(2)交流电压表和电流表测量的是交流电的峰值。
()(3)交变电流的峰值总是有效值的2倍。
()(4)线圈在磁场中每转动一周,感应电动势和感应电流的方向都改变一次。
() 答案(1)×(2)×(3)×(4)×正弦交变电流的产生及变化规律1.交流电产生过程中的两个特殊位置2.正弦式交变电流的变化规律磁通量:Φ=Φm cos ωt ;电动势:e =E m sin ωt ;电流:i =I m sin ωt 。
2018版浙江物理选考部分B版课件:第十一章 机械振动 机械波 11-2
• 2.(基础考点→对波速的理解)关于波速,下 列说法正确的是
•( )
• A.反映了质点振动的快慢
• B.反映了振动在介质中传播的快慢
• C.波速由介质和波源共同决定
• D.波速与波源的频率成正比
• 解析 波速反映的是振动在介质中传播的 快慢程度,它与质点的振动快慢无关,因此 选项A错误,B正确;波速只由介质决定,而 与频率和波长无直接关系,选项C、D错误。
的是
()
A.在一个周期内,沿着波的传播方向,振动在介质中传播的
距离是一个波长
B.两个相邻的、在振动过程中运动方向总是相同的质点间的
距离是一个波长
C.在横波中,两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于
波长
D.在纵波中,两个密部或两个疏部之间的距离等于波长
• 解析 根据波动中时间与空间的对应性,时 间是周期的多少倍,波在介质中传播的距离 就是波长的多少倍,选项A正确;根据波长的 定义,可知选项B、C正确,D错误。
• (1) 条 件 : 声 源 相和对运观动察 者 之 间 有
。
频率
• (2)现象:观不察变者感到
发生变变化化。
• (3)实质:声源频率
的频率
。
,观察者接收到
• 4.波源惠更斯原理
包络面
• (1)内容:介质中任一波面上的各点,都可
以看作发射子波
波面
•的
,其后任意时刻,这些子波波面 在波前
进方向的
就
• 是新的波面。
• 解析 从波动图象上可以直接读出振幅、各 质点离开平衡位置的位移,A正确,B错;各 质点加速度的方向总是指向平衡位置,D正确 ;由于A、B两质点在此时刻都在同一“坡” 上,根据“上、下坡”法可以判断C正确。
2018高三物理复习课件(浙江用)第11章第1讲_简谐运动
振动体位 置 平衡位置O 最大位移 处A O→最大位 移处A 最大位移 处A→平衡 位置O
位移x 方向 指向A 指向A 指向A 大小
回复 力F 大小
加速 度a 方向 大小 方向
0 0 0 最大 指向O 最大 指向 最大 O 0→最 指向O 0→ 指向 0→ O 大 最大 最大 最大 指向O 最大 指向 最大 O →0 →0 →0
振动体位置
速度v 方向 大小 最大 0
势能
动能
平衡位置O 最大位移处A
最小 最大
最大 最小
O→最大位移 处A 最大位移处 A→平衡位置O
O→A A→O
最大→ 0 0 →最 大
最小→ 最大 最大 →最小 最大 最小→ →最小 最大
说明:简谐运动的位移、回复力、加速度、速度都 随时间做周期性变化(正弦或余弦函数),变化周期 为 T ,振子的动能、势能也做周期性变化,周期为 T/2.
点评:这里的F=-kx,不是弹簧的弹力,而是弹 力与重力的合力,即振动物体的回复力.此时弹 力为k(x+Δx);所以求回复力时,x是相对平衡位 置的位移,而不是相对弹簧原长的位移.
变式训练1、有一弹簧振子做简谐运动,则( CD ) A.加速度最大时,速度最大 B.速度最大时,位移最大 C.位移最大时,回复力最大 D.回复力最大时,加速度最大
点评:本题要求对弹簧振子的运动过程有比较到 位的认识,同时还要结合简谐运动的对称性.
解析:振子加速度最大时,处在最大位移处,此时振 子的速度为零,由 F =- kx 知道,此时振子所受回复 力最大,所以选项A错,C、D对.振子速度最大时, 是经过平衡位置,此时位移为零,所以选项B错.
二、简谐运动的过程分析
例2、如图1112所示,一弹簧振子在振动过程中, 经过 a 、 b 两点的速度相同,若它从 a 到 b 历时 0.2s , 从 b 再回到 a 的最短时间为 0.4s ,则该振子的振动 频率为( ) B
人教版物理选修(高考专用版)第十一章 机械振动 实验:探究单摆周期与摆长的关系 含答案
一、游标卡尺
1.构造:
图1
测量厚度、长度、深度、内径、外径.
利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成.
不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的
一、实验器材与注意事项
例
图2
例浙江名校新高考研究联盟第三次联
图3
图4
摆球直径用游标卡尺进行测量,测量方法和游标刻度如图
.(请注意单位,本空保留四位有效数字
图5
~14.06 0.483 0~0.484 5
浙江10月选
图6
因小球通过平衡位置时的速度较大,有利于计时.故选乙.
例
图7
AD
游标卡尺的主尺读数为2 cm,游标尺上第10个刻度和主尺上某一刻度对
×0.05 mm=0.50 mm,所以最终读数为:
例
图8
.保证摆动过程中摆长不变
.保证摆球在同一竖直平面内摆动
1.(实验器材与注意事项)(20xx·宁波“十校联考”期末)在“用单摆测定重力加速度”的实验中
图9 图10
图11
测单摆周期时,为减小测量误差,应________.
图12
某同学在实验时忘了测量小球直径,但是改变摆线长度做了多次测量,得到的实验数据,根据这些数据,该同学能否求得当地的重力加速度?
图14
23.68(23.60~23.74) (3)117.4 s
为减小实验误差,应选择1 m左右的摆线,为减小空气阻力影响,摆球应选质量大的金属球,因此需要的实验器材是A、
题图所示仪器为游标卡尺,读数为:23 mm+0.02×。
高考物理大一轮复习(浙江专用 人教版)课件第十一章 机械振动和机械波 11.2
度的游标卡尺,最小分度是0.02 mm,而螺旋测微器的最小分度是
0.01 mm,小球的读数是d=2.266 cm=22.66 mm,符合游标卡尺的读
数,不符合螺旋测微器的读数的精确度,故此测量数据是选用了仪
器甲。
-18考点一
考点二
考点二
的推论 Δx=aT2,有
2
x4-x2=2a1 2
2
x3-x1=2a2 2
联立①②有
1 + 2
a= 2
①
②
=
4 + 3 - 2 - 1
2
代入数据得 a=0.04 m/s2。
乙所示。
-21考点一
考点二
(1)漏斗和细线构成的单摆在该实验中所起的作用与下列哪个仪
器相同?A (填写仪器序号)。
A.打点计时器
B.停表
C.毫米刻度尺
D.电流表
(2)已知单摆周期T=2 s,在图乙中AB=24.10 cm、BC=27.90 cm、
CD=31.90 cm、DE=36.10 cm,则单摆在经过D点时,滑块的瞬时速
时间作为单摆的周期。以上操作中有不妥之处,请对其中两处加以
改正。①应在摆球通过平衡位置时开始计时;②应测量单摆多次全
振动的时间,再计算出周期。(或在单摆振动稳定后开始计时)。
-16考点一
考点二
2.(2015·宁波模拟)某同学用实验的方法探究单摆的周期与摆长
的关系。
(1)为测量摆线长,必须使单摆处于B (选填字母代码)状态。
摆球第49次经过此位置时停止计时。读出这段时间为t,则单摆的
。
浙江鸭2020版高考物理一轮复习第11章机械振动机械波光电磁波第2讲机械波课件
双基过关
考点突破
知识排查
机械波 横波和纵波
定义 产生条件 形成原因
分 横波 类 纵波
__机__械__振__动___在介质中的传播形成机械波 (1) _波__源___;(2) _介__质___
介质中的质点受波源或邻近质点的驱动做_受__迫__振动
振动方向与传播方向_垂__直___的波,如绳波 振动方向与传播方向_平__行___的波,如声波
双基过关
考点突破
(8)一切波都能发生衍射现象( ) (9)多普勒效应说明波源的频率发生变化( ) (10)发生多普勒效应时,波源发出的频率不变( ) 答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)× (6)× (7)× (8)√ (9)× (10)√
双基过关
考点突破
2.(多选)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如
方法
内容
“上下 坡”法
沿波的传播方向,“上坡”时质点 向下振动,“下坡”时质点向上振 动
“同侧” 波形图上某点表示传播方向和振动
法 方向的箭头在图线同侧
“微平 移”法
将波形沿传播方向进行微小的平移, 再由对应同一x坐标的两波形曲线上 的点来判断振动方向
图象
双基过关
考点突破
4.振动图象与波的图象的比较
波形如图3所示,t=0.9 s时,观测到质点P第三次到达波
峰位置。下列说法正确的是( )
图3
A.波速为0.5 m/s
B.经1.4 s质点P运动的路程为70 cm
C.t=1.6 s时,x=4.5 m处的质点Q第三次到达波谷
D.与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为2.5 Hz
双基过关
考点突破
浙江鸭2020版高考物理大一轮复习第十一章机械振动机械波第2讲机械波课件
例2 (多选)一列简谐横波在t=0时刻的图象如图9甲所示,平衡位置位于x= 15 m处的A质点的振动图象如图乙所示,下列说法中正确的是
图9
√A.这列波沿x轴负方向传播
B.这列波的波速是
5 3
m/s
√C.从t=0开始,质点P比质点Q晚0.4 s回到平衡位置
√D.从t=0到t=0.6 s时间内,质点A经过的路程为4 m
(4)各时刻速度、加速度方向 (4)传播方向、振动方向的互判
2.“一分、一看、二找”巧解波的图象与振动图象综合类问题 (1)分清振动图象与波的图象.只要看清横坐标即可,横坐标为x则为波的图象, 横坐标为t则为振动图象. (2)看清横、纵坐标的单位,尤其要注意单位前的数量级. (3)找准波的图象对应的时刻. (4)找准振动图象对应的质点.
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2019/7/9
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物理意义 表示某质点各个时刻的位移
表示某时刻各质点的位移
(1)质点振动周期
(1)波长、振幅
(2)质点振幅 图象信息
(3)各时刻质点位移
(2)任意一质点在该时刻的位移 (3)任意一质点在该时刻的加速度方向
例4 (多选)(2018·温州市新力量联盟期末)如图16所
示,S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源, 振幅均为A.a、b、c三点均位于S1、S2连线的中垂线 上,且ab=bc.某时刻a是两列波的波峰相遇点,c点
是两列波的波谷相遇点.则 A.a处质点的位移始终为2A,c处质点的位移始终为-2A
对对答案
自测1 (多选)下列有关机械振动和机械波的说法中正确的是
《创新设计》2018版浙江省高考物理《选考总复习》教师文档讲义:第十一章第4课时-电磁波(17页)
第4课时电磁波考点一电磁波的发现、电磁波谱(-/a)电磁波的发射和接收(-/b)[基础过关]1.电磁波的发现(1)麦克斯韦电磁场理论变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场。
(2)电磁场变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个完整的整体,这就是电磁场。
(3)电磁波电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波。
①电磁波是横波,在空间传播不需要介质。
②真空中电磁波的速度为3.0×108 m/s。
③赫兹用实验证实了电磁波的存在。
④不同频率的电磁波,在同一介质中传播,其速度是不同的,频率越高,波速越小。
⑤v=λf,f是电磁波的频率。
2.电磁波谱(1)发射条件:开放电路和高频振荡信号,所以要对传输信号进行调制(包括调幅和调频)。
(2)调制方式①调幅:使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变。
调幅广播(AM)一般使用中波和短波波段。
②调频:使高频电磁波的频率随信号的强弱而变。
调频广播(FM)和电视广播都采用调频的方法调制。
4.无线电波的接收(1)电谐振:当接收电路的固有频率跟接收到的无线电波的频率相等时,激起的振荡电流最强,这就是电谐振现象。
(2)调谐:使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐。
能够调谐的接收电路叫做调谐电路。
(3)解调:从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程,叫做检波。
检波是调制的逆过程,也叫做解调。
【过关演练】1.关于生活中遇到的各种波,下列说法中正确的是()A.电磁波可以传递信息,声波不能传递信息B.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C.太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同D.遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同解析电磁波可以传递信息,如电视信号;声波也可以传递信息,如人说话,故A选项错误;手机用电磁波传递信息,人说话用声波,故B选项正确;太阳光中的可见光是电磁波,真空中速度为3×108 m/s;“B超”中的超声波是声波,常温下,空气中大约为340 m/s,故C选项错误;遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线频率不同,波速相同,根据c=λf,波长不同,故D选项错误。
《创新设计》2018版浙江省高考物理《选考总复习》教师文档讲义:第十一章第3课时-光(27页)
第3课时光考点一光的反射与折射(-/c)光的全反射(-/b)[基础过关]1.光的反射及反射定律(1)光的反射:光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时,一部分光会返回到第1种介质的现象。
(2)反射定律:反射光线与入射光线、法线处在同一平面内,反射光线与入射光线分别位于法线的两侧;反射角等于入射角。
2.折射现象光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向发生改变的现象,如图所示。
3.折射定律(1)内容:折射光线与入射光线、法线处在同一平面内,折射光线与入射光线分别位于法线的两侧;入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
(2)表达式:sin θ1sin θ2=n12,式中n12是比例常数。
4.折射率(1)物理意义:折射率反映介质的光学特性,折射率大,说明光从真空射入到该介质时偏折大,反之偏折小。
(2)定义式:n=sin θ1sin θ2,不能说n与sin θ1成正比,与sin θ2成反比。
折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定。
(3)计算公式:n=cv,因v <c,故任何介质的折射率总大于1。
5.全反射(1)定义:光从光密介质射入光疏介质,当入射角增大到某一角度时,折射光线将消失,只剩下反射光线的现象。
(2)条件:①光从光密介质射向光疏介质。
②入射角大于等于临界角。
(3)临界角:折射角等于90°时的入射角。
若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时,发生全反射的临界角为C,则sin C=1n。
介质的折射率越大,发生全反射的临界角越小。
【过关演练】1.一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖,O点为该玻璃砖截面的圆心,如图所示中能正确描述其光路的是()解析光束沿玻璃砖半径射向O点,在界面处入射角大于临界角时,发生全反射,小于临界角时,在空气中的折射角大于入射角,A选项正确,C选项错误;当光束由空气射向玻璃砖时,由发生全发射的条件可知,B选项错误;在玻璃中的折射角小于入射角,D选项错误。
答案 A2.(多选)(2015·浙江10月选考)为了从坦克内部观察外部目标,在厚度为20 cm 的坦克壁上开了一个直径为12 cm的孔,若在孔内分别安装由同一材料制成的如图所示的三块玻璃,其中两块玻璃的厚度相同。
【步步高】2018版浙江省高考物理《选考总复习》文档讲义:第十一章实验18测定玻璃的折射率
考纲标准1.实验原理如实验原理图甲所示,光源发出的光,经过滤光片后变成单色光,再经过单缝S时发生衍射,这时单缝S相当于一个单色光源,衍射光波同时到达双缝S1和S2之后,S1、S2双缝相当于两个步调完全一致的单色相干光源,相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx与入射光波长λ,双缝S1、S2间距离d及双缝与屏的距离l有关,其关系式为:Δx=ldλ,因此,只要测出Δx、d、l即可测出波长λ.两条相邻亮(暗)条纹间的距离Δx用测量头测出.测量头由分划板、目镜、手轮等构成.如实验原理图乙所示.2.实验器材双缝干涉仪,即:光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头,另外还有学生电源、导线、刻度尺.3.实验步骤(1)观察双缝干涉图样①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上,如实验原理图丁所示.②接好光源,打开开关,使灯丝正常发光.③调节各器件的高度,使光源灯丝发出的光能沿遮光筒轴线到达光屏.④安装单缝和双缝,尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上,使单缝与双缝平行,二者间距约为5~10 cm.⑤在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的干涉条纹.(2)测定单色光的波长①安装测量头,调节至可清晰观察到干涉条纹.②使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央,记下手轮上的读数,将该条纹记为第1条亮条纹;转动手轮,使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央,记下此时手轮上的读数,将该条纹记为第n条亮条纹,测出n个亮条纹间的距离a,则相邻两亮条纹间距Δx=an-1.③用刻度尺测量双缝到光屏间距离l(d是已知的).④重复测量、计算,求出波长的平均值.1.数据处理(1)条纹间距的计算:移动测量头的手轮,分划板中央刻线在第1条亮条纹中央时读数为a 1,在第n 条亮条纹中央时读数为a n ,则Δx =a n -a 1n -1. (2)根据条纹间距与波长的关系Δx =l d λ得λ=d lΔx ,其中d 为双缝间距,l 为双缝到屏的距离. (3)测量时需测量多组数据,求λ的平均值.2.注意事项(1)调节双缝干涉仪时,要注意调整光源的高度,使它发出的光束能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮.(2)放置单缝和双缝时,缝要相互平行,中心大致位于遮光筒的轴线上.(3)调节测量头时,应使分划板中心刻线和亮条纹的中心对齐,记清此时手轮上的读数,转动手轮,使分划板中心刻线和另一亮条纹的中心对齐,记下此时手轮上的读数,两次读数之差就表示这两条亮条纹间的距离.(4)不要直接测Δx ,要测多个亮条纹的间距再计算得到Δx ,这样可以减小误差.(5)白光的干涉观察到的是彩色条纹,其中白色在中央,红色在最外层.3.误差分析(1)双缝到屏的距离l 的测量存在误差.(2)测条纹间距Δx 带来的误差:①干涉条纹没有调整到最清晰的程度.②误认为Δx 为亮(暗)条纹的宽度.③分划板刻线与干涉条纹不平行,中心刻线没有恰好位于亮(或暗)条纹中心.④测量多条亮条纹间的距离时读数不准确,此间距中的条纹数未数清.命题点一教材原型实验例1如图1所示,是用双缝干涉测光的波长的实验装置示意图,其中A、B、C、D分别表示滤光片、单缝、双缝、光屏.图2a是实验时用红色滤光片和缝间距d=0.36 mm的双缝在光屏上得到的图样;图2b是实验时用红色滤光片和缝间距d=0.18 mm的双缝在光屏上得到的图样;图2c是实验时用蓝色滤光片和双缝间距d=0.36 mm的双缝在光屏上得到的图样,则图1图2(1)比较图2a和图2b,可以说明____________________.(2)比较图2a和图2c,可以说明____________________.(3)能进行上述比较的前提是做这三次实验时不改变________和________的位置(从“A”“B”“C”“D”中选择).解析(1)比较图2a和图2b可知,对相同色光,双缝间的距离变小,相邻条纹间距增大;(2)比较图2a和图2c可知,对相同双缝,光波长变短,相邻条纹间距减小;(3)能进行上述比较的前提是做这三次实验时保证双缝到光屏的距离不变即不改变C、D的位置.答案(1)对相同色光,双缝间距减小,相邻条纹间距增大(2)对相同双缝,光波长变短,相邻条纹间距减小(3)C D题组阶梯突破1.在观察光的双缝干涉现象的实验中:(1)将激光束照在如图3乙所示的双缝上,在光屏上观察到的现象是图甲中的________.图3(2)换用间隙更小的双缝,保持双缝到光屏的距离不变,在光屏上观察到的条纹宽度将________;保持双缝间隙不变,减小光屏到双缝的距离,在光屏上观察到的条纹宽度将________(以上均选填“变宽”“变窄”或“不变”).答案(1)A(2)变宽变窄解析(1)双缝干涉图样是平行且等宽的明暗相间的条纹,A图正确;(2)根据Δx=ldλ知,双缝间的距离d减小时,条纹间距变宽,当双缝到屏的距离l减小时,条纹间距变窄.2.在做“用双缝干涉测量光的波长”实验中.(如图4所示)图4(1)小勇同学应该在A物体右侧首先放______填(“单缝”或“双缝”).(2)经过一系列的调试,得到了亮度较好,但不够清晰的干涉图样,为了得到更加清晰的干涉图样,应该如何调整?______(填“左右”或“上下”)拨动拨杆.(3)他看到的干涉图样如图5甲图,他想把干涉图样及分划板调为竖直方向,你认为应该如何调整?答:________________________________________________________________________若他看到的干涉图样如图乙,你认为又应该如何调整?答:________________________________________________________________________图5答案(1)单缝(2)左右(3)测量头与遮光筒一起逆时针转过一定角度遮光筒逆时针转过一定角度(测量头不动)解析(1)光由透镜汇聚后先通过单缝获得线光源再通过双缝获得两相干光源;(2)左右调节拨杆使双缝和单缝平行;(3)测量头与遮光筒一起逆时针转过一定角度;遮光筒逆时针转过一定角度(测量头不动).命题点二拓展创新实验例2用双缝干涉测光的波长,实验装置如图6所示,已知单缝与双缝的距离L1=60 mm,双缝与屏的距离L2=700 mm,单缝宽d1=0.10 mm,双缝间距d2=0.25 mm.用测量头来测量光屏上干涉亮条纹中心的距离.测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,使分划板左右移动,让分划板的中心刻度对准屏上亮纹的中心,如图7所示,记下此时手轮的读数,转动测量头,使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心,记下此时手轮上的读数.图6图7图8(1)板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时,手轮上的读数如图8所示,则对准第1条时读数x1=________mm,对准第4条时读数x2=________mm,相邻两条亮纹间的距离Δx=________mm.(2)求得的波长值是________nm.(保留3位有效数字).解析(1)对准第1条时手轮的读数为x1=2 mm+19.0×0.01 mm=2.190 mm,对准第4条时读数为x2=7.5 mm+36.8×0.01 mm=7.868 mm,相邻两条亮纹间的距离为Δx=x2-x13≈1.893mm.(2)根据条纹间距公式知Δx=ld λ,解得λ=dΔxl=d2(x2-x1)3L2,代入数据得波长为676 nm.答案(1)2.1907.868 1.893(2)676题组阶梯突破3.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,经调节后使单缝与双缝相互平行且沿竖直方向,在目镜内观察到单色光的干涉条纹是________(选填图9中的“A”或“B”).某同学用间距0.20 mm的双缝做实验,调节双缝与屏之间的距离至100.00 cm,测得两相邻亮条纹间距为2.80 mm,则该单色光的波长为________ m.图9答案B 5.6×10-74.现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件,要把它们放在如图10所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长.图10(1)将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的字母排列顺序应为C、________、________、________、A.(2)本实验的步骤有:①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮;②按合理顺序在光具座上放置各光学元件,并使各光学元件的中心位于遮光筒的轴线上;③用刻度尺测量双缝到屏的距离;④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮条纹间的距离.在操作步骤②时还应注意:____________________.答案(1)E D B(2)放置单缝、双缝时,必须使缝平行解析(1)滤光片E是用来从白光中选出单色红光的,单缝屏是用来获得线光源的,双缝屏是用来获得相干光源的,最后成像在毛玻璃屏上.所以排列顺序为:C、E、D、B、A.(2)在操作步骤②时应注意的事项有:放置单缝、双缝时,必须使缝平行;要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一轴线上.。
浙江省高考物理一轮复习 第11章 机械振动机械波课件 人教版
(e)
实验十二 探究单摆周期与摆长的关系
例(2009·浙江)(1)在“探究单摆周期与摆长的关系”实
验中,两位同学用游标卡尺测量小球的直径如图甲、乙所示.
测量方法正确的是
(选填“甲”或“乙”).
(2)实验时,若摆球在垂直纸面的平面内摆动,为了将人工记录振动次
数改为自动记录振动次数,在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激
第十一章
机械振动 机械波
第1节
机械振动
要点一 简谐运动的描述与图象的应用
例 1 弹簧振子以O点为平衡位置,在B、C两点间做简谐 运动,在t=0时刻,振子从O、B间的P点以速度v向B点运 动;在t=0.20 s时,振子速度第一次变为-v;在t=0.50 s时, 振子速度第二次变为-v. (1)求弹簧振子振动周期T. (2)若BC之间的距离为25 cm,求振子在4.00 s内通过的 路程. (3)若BC间的距离为25 cm,从振子经过平衡位置开始计 时写出其位移表达式,并画出运动图象.
用手握住绳的左端,当t=0时使其开始沿y轴做振幅为
8 cm的简谐振动,在t=0.25 s时,绳上形成如图所示的波
形,则该波的波速为
cm/s,t=
时,位
于x2=45 cm的质点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置.
【点拨】(1)根据已知形成的波形计算波长和周期. (2)根据波的传播特点计算波速,进而判断N的振动情况.
要点三 波的干涉图样的应用
例3 如图表示两个相干波源S1、S2产生的波在同一均匀介质中 相遇.图中实线表示波峰,虚线表示波谷,c和f分别为ae和bd的 中点,则:
(1)在a、b、c、d、e、f六点中,振动加强的点是 .振动
减弱的点是 .
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移处,而简谐运动的加速度大小与位移大小成正比,方向与位移 方向相反, 所以加速度为正方向最大值, A 项正确; 由乙图象看出, 简谐运动的周期 T=0.20 s,t=0.10 s 时,质点 Q 的速度方向沿 y 轴负方向,由甲图可以看出,波的传播方向应该沿 x 轴负方向,C 项错误;因甲图是 t=0.10 s 时的波形,所以 t=0.15 s 时,经历了 T λ 0.05 s= 的时间, 图甲的波形向 x 轴负方向平移了 =2 m 的距离, 4 4
同一直线 上的波, (2)纵波:质点的振动方向与波的传播方向在_________
密部 和_____ 疏部 。 有_____
4.横波的图象 平衡位置 ,纵轴表示该时刻各质 (1)坐标轴:横轴表示各质点的_________ 位移 。 点的_____ 平衡位置 (2)意义:表示在波的传播方向上,某时刻各质点离开_________ 的位移。 (3)图象:
答案
C
[要点突破] 要点一 周期(频率)、波速、波长关系
1.周期和频率:只取决于波源,波的周期和频率就是指波源的 周期和频率,与 v、λ 无任何关系。 2.速度 v:决定于介质的物理性质,同一种均匀介质,物理性 质相同,波在其中传播的速度恒定。 3.波长 λ:对于一列波,其波长、波速、周期的关系不会变化, λ 始终是 v= =λf,既然 v、T 都由相关因素决定,所以这些因 T 素同时又共同决定了波长 λ, 即波长 λ 由波源和介质共同决定。
答案
ACD
4.(2016· 浙江台州选考模拟 )一根粗细均匀的较长绳子,右侧固定。 现使左侧的S点上下振动,产生一列向右传播的机械波,某时刻 第一次形成了如图所示的波形。下列说法中正确的是( )
A.该波的频率逐渐增大 B.该波的频率逐渐减小 C.此时S点向下运动
D.S点的起始振动方向是向下的
解析
【过关演练】
1.根据图甲、乙所列的两图象,分别判断它们属于何种图象( )
A.甲是振动图象,乙是波动图象
B.甲是波动图象,乙是振动图象
C.都是波动图象 D.都是振动图象
解析
波动图象横轴为 x 轴,表示传播方向及介质中各质点的平
衡位置到坐标原点的距离,振动图象横轴为t轴,表示时间,故B 正确。
答案
B
第2课时 机械波
考点一
波的形成和传播、波的图象(-/b)
[基础过关]
1.机械波的形成条件 (1)有发生机械振动的波源。 (2)有传播介质,如空气、水等。
2.传播特点
形式 和_____ 能量 ,质点只在各自的平 (1)机械波传播的只是振动的_____ 迁移 。 衡位置附近做简谐运动,并不随波_____
波速是由介质的性质决定的,与波长无关,故该波的波速
保持不变,由图看出,该波的波长逐渐减小,而波速一定,由波
速v=λf知频率逐渐增大,故A正确,B错误;由波的传播方向与S 点的振动方向的关系知此时S点向上运动,故C错误;右端刚起振 的点的振动方向与波源S的起振方向相同,方向向上,D错。 答案 A
【方法总结】 求解波动图象与振动图象综合类问题可采用 “ 一分、一看、二 找”的方法: (1)分清振动图象与波动图象。此问题最简单,只要看清横坐标 即可,横坐标为x则为波动图象,横坐标为t则为振动图象。
M点时开始计时,已知P点相继出现两个波峰的时间间隔为0.4 s,
下面说法中错误的是( )
A.这列波的波长是4 m
B.这列波的传播速度是10 m/s
C.质点Q(x=9 m)经过0.5 s才第一次到达波峰 D.M点以后的各质点开始振动时的方向都是向下
解析
从图中可以看出这列波的波长为 4 m, A 对; “相继出现两
波源 的振 (2) 介质中各质点的振幅相同,振动周期和频率都与 _____ 动周期和频率相同。
4A ,位 (3) 一个周期内,质点完成一次全振动,通过的路程为 ___
零。 移为___
3.机械波的分类
垂直 的波,有 (1)横波:质点的振动方向与波的传播方向相互_____
波谷 凹部)。 波峰 凸部)和_____( _____(
λ (2)v=T。
【过关演练】
1.一列沿 x轴正方向传播的简谐机械横波,波速为 4 m/s。某时刻 波形如图所示,下列说法中,正确的是( )
A.这列波的振幅为4 cm
B.这列波的周期为1 s C.此时x=4 m处质点沿y轴负方向运动 D.此时x=4 m处质点的加速度为0
解析
λ 由机械波图象知: 振幅 A=2 cm, 波长 λ=8 m, 由 v=T,
答案
ACD
[要点突破]
要点一 波的图象
1.波动图象的信息(如图所示)
(1)直接读取振幅A和波长λ,以及该时刻各质点的位移。 (2)确定某时刻各质点加速度的方向,并能比较其大小。 (3)结合波的传播方向可确定各质点的振动方向或由各质点的振 动方向确定波的传播方向。
2.波的传播方向与质点振动方向的互判方法
(2)看清横、纵坐标的单位。尤其要注意单位前的数量级。
(3)找准波动图象对应的时刻。 (4)找准振动图象对应的质点。
考点二
1.波长λ:
波长、频率和波速(-/c)
[基础过关]
相同 的两个相邻质点间的距离。 在波动中,振动相位总是_____ 2.波速v: 介质 本身的性质决定。 波在介质中的传播速度,由_____ 3.频率f: 振动频率 。 由波源决定,等于波源的__________ 4.波长、波速和频率的关系: λf ; (1)v=___
波峰,这列水面波(
A.频率是30 Hz C.波速是1 m/s
)
B.波长是3 m D.周期是0.1 s
解析
3 由题意知甲、乙两小木块间的距离 x=3 m= λ,故波长 2
λ=2 m。又知两小木块都是每分钟振动 30 次,故周期 T=2 s, λ 频率 f=0.5 Hz,则波速 v=T=1 m/s。故 C 选项正确。
2.(多选)如图所示, 沿水平方向的介质中的部分质点, 相邻质点 间的距离相等,其中 O 为波源,设波源的振动周期为 T,自 T 波源通过平衡位置竖直向下振动开始计时,经过 ,质点 1 4 开始振动,则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法正 确的是( )
A.介质中所有的质点的起振方向都竖直向下,图中质点 9 起振最晚 B.图中所画出的质点起振时间都是相同的,起振的位置和起振的方 向是不同的 C.图中质点 8 的振动完全重复质点 7 的振动,只是质点 8 起振时, 通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点 7 通过相同位置时落 T 后 4 D.只要图中所有的质点都已振动了,质点 1 与质点 9 的振动步调就 完全一致,但如果质点 1 发生的是第 100 次振动,则质点 9 发生的 是第 98 次振动
λ 个波峰的时间间隔为 0.4 s”, 即周期 T=0.4 s, 则 v=T=10 m/s, B 对;质点 Q(x=9 m)经过 0.4 s 开始振动,波传到 Q 时,其左侧 质点在它下方,所以 Q 点在 0.5 s 时处于波谷,再经过 0.2 s,即总 共经过 0.7 s 才第一次到达波峰, C 错; 从波的传播原理可以知道, M 点以后的每个质点都是先向下振动的,D 对,故选 C。
图乙为质点Q的振动图象,则(
)
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
解析
由乙图象看出,t=0.15 s 时,质点 Q 位于负方向的最大位
答案
C
3.(多选)如图所示为一列简谐波在某一时刻的波形图,此时刻质点
F的振动方向如图所示。则(
)
A.该波沿x轴负方向传播
B.质点B和D的运动方向相同
C.质点C比质点B先回到平衡位置 D.此时质点F和H的加速度相同
解析
由上、下坡法可知,波只有沿 x 轴负方向传播才会有此
时刻质点 F 的运动方向向下。同理,质点 D、E 的运动方向也 向下,而质点 A、B、H 的运动方向向上。质点 F、H 相对各 kx 自平衡位置的位移相同,由 a=- 可知,两质点的加速度相 m T 同。因质点 C 直接从最大位移处回到平衡位置,即 tC= ,而 4 T 质点 B 要先运动到最大位移处,再回到平衡位置,故 tB> = 4 tC。故正确答案为 A、C、D。
Δt波形 横坐标
联系
(1)纵坐标均表示质点的位移; (2)纵坐标的最大值都表示振幅; (3)波在传播过程中,各质点都在各自的平衡位置 附近振动,每一个质点都有自己的振动图象
【例2】 一列简谐横波沿x轴负方向传播,波速v=4 m/s。已知坐
标原点 (x = 0) 处质点的振动图象如图所示。在选项图中能够正 确表示t=0.15 s时波形图的是( )
答案
B
要点二
振动图象与波的图象的比较
振动图象波的图象来自研究 对象一个质点
沿波传播方向上的所有质点
图象 正(余)弦曲线 物理 意义 正(余)弦曲线
某质点在各时刻的位移
某时刻各质点的位移
振动方向 (看下一时刻的位移) 随时间推移,图象延 续,但已有形状不变 表示时间 (将波沿传播方向平移) 随时间推移,图象沿波的 传播方向平移 表示各质点的平衡位置
方法
内容 沿波的传播方向,“上坡”时质 点向下振动,“下坡”时质点向 上振动
图象
“上下 坡”法
“同侧” 法
波形图上某点表示传播方向和振 动方向的箭头在图线同侧
“微平 移”法
将波形沿传播方向进行微小的平 移,再由对应同一x坐标的两波形 曲线上的点来判断振动方向
【例1】 周期为2.0 s的简谐横波沿x轴传播,该波在某时刻的图象