2019届高考物理一轮复习 第12章 机械振动与机械波、光、电磁波与相对论 1 第一节 机械振动 新人教版
(浙江专版)2019届高考物理一轮复习 第12章 机械振动与机械波、光、电磁波与相对论 1 第一节 机械振动讲义
ωt+φ
的不同状态
二、单摆 1.定义:在细线的一端拴一个小球,另一 端 固 定 在 悬 点 上 , 如 果 细 线 的 _伸__缩___ 和 _质__量___都不计,球的直径比__线__的__长__度__短得 多,这样的装置叫做单摆. 2.视为简谐运动的条件:___θ_<__5_°___. 3.回复力:F=G2=Gsin θ=mlgx. 4.周期公式:T=2π gl .
【迁移题组】 迁移 1 弹簧振子模型 1.如图,一轻弹簧一端固定,另一端连接一物块构成弹簧振 子,该物块是由 a、b 两个小物块粘在一起组成的.物块在光 滑水平面上左右振动,振幅为 A0,周期为 T0.当物块向右通 过平衡位置时,a、b 之间的粘胶脱开;以后小物块 a 振动的 振幅和周期分别为 A 和 T,则 A________A0(填“>”“<”或 “=”), T________T0(填“>”“<”或“=”).
(2)受迫振动中系统能量的转化:受迫振动系统机械能不守恒, 系统与外界时刻进行能量交换.
第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论
第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论
第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论
第一节 机械振动 (实验十一:单摆的周期与摆长的关系)
【基础梳理】 一、简谐运动 1.概念:质点的位移与时间的关系遵从__正__弦__函__数__的规律, 即它的振动图象(x-t 图象)是一条__正__弦__曲__线__的振动. 2.平衡位置:物体在振动过程中__回__复__力__为零的位置. 3.回复力 (1)定义:使物体返回到_平__衡__位__置___的力. (2)方向:时刻指向_平___衡__位__置__. (3)来源:振动物体所受的沿__振__动__方__向__的合力.
配套K122019届高考物理一轮复习 第12章 机械振动与机械波、光、电磁波与相对论 3 第三节 光
3 第三节 光的折射 全反射1.(2018·苏锡常镇四市调研)某同学用插针法测量平行玻璃砖折射率的实验图景如图所示.他按正确的方法插了大头针a 、b 、c 、d .则下列说法中正确的是( )A .实验中,入射角应适当大些B .该同学在插大头针d 时,使d 挡住a 、b 的像和cC .若入射角太大,光会在玻璃砖内表面发生全反射D .该实验方法只能测量平行玻璃砖的折射率解析:选AB .入射角应尽量大些,可减小入射角的相对误差,故A 正确;插大头针d 时,使d 挡住a 、b 的像和c ,说明cd 连线在ab 的出射光线上,故B 正确;由几何知识可知,光线在上表面的折射角等于光在下表面的入射角,根据光路可逆性原理可知,光线一定会从下表面射出,折射光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射,故C 错误;根据实验原理可知,用插针法测定折射率时,玻璃砖上下表面不一定要平行,故D 错误.2.如图所示,口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球,则( )A .小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B .小球所发的光能从水面任何区域射出C .小球所发的光从水中进入空气后频率变大D .小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大解析:选D .发光小球沿水平方向发出的光,均能射出玻璃缸,不发生全反射,选项A 错误;小球发出的光射到水面上时,当入射角大于等于临界角时,会发生全反射,选项B 错误;光的频率由光源决定,光由一种介质进入另一种介质时,光的频率不变,选项C 错误;根据n =c v,光在水中的传播速度较小,选项D 正确.3.半圆形玻璃砖横截面如图,AB 为直径,O 点为圆心.在该截面内有a 、b 两束单色可见光从空气垂直于AB 射入玻璃砖,两入射点到O 的距离相等.两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示,则a 、b 两束光( )A .在同种均匀介质中传播,a 光的传播速度较大B .以相同的入射角从空气斜射入水中,b 光的折射角大C .在真空中,a 光的波长小于b 光波长D .让a 光向A 端逐渐平移,将发生全反射解析:选AD .由题图可知,b 光发生了全反射,a 光没有发生全反射,即a 光发生全反射的临界角C a 大于b 光发生全反射的临界角C b ,根据sin C =1n,知a 光的折射率小,即n a <n b ,根据n =c v ,知v a >v b ,选项A 正确;根据n =sin i sin r,当i 相等时,r a >r b ,选项B 错误;由v a >v b 知其频率关系:f a <f b ,在真空中,由c =λf 得,波长关系λa >λb ,选项C 错误;a 光束向A 端平移,射到圆面的入射角增大到大于临界角,发生全反射,故选项D 正确.4.如图所示,实线为空气和水的分界面,一束蓝光从空气中的A 点沿AO 1方向(O 1点在分界面上,图中O 1点和入射光线都未画出)射向水中,折射后通过水中的B 点.图中O 点为A 、B 连线与分界面的交点.下列说法正确的是( )A .O 1点在O 点的右侧B .蓝光从空气中射入水中时,速度变小C .若沿AO 1方向射向水中的是一束紫光,则折射光线有可能通过B 点正下方的C 点D .若沿AO 1方向射向水中的是一束红光,则折射光线有可能通过B 点正上方的D 点解析:选BCD .据折射定律,知光由空气斜射入水中时入射角大于折射角,则画出光路图如图所示,知O 1点应在O 点的左侧,故A 错.光从光疏介质(空气)进入光密介质(水)中时,速度变小,故B 对.紫光的折射率大于蓝光,所以折射角要小于蓝光的,则可能通过B 点正下方的C 点,故C 对.若是红光,折射率小于蓝光,折射角大于蓝光的,则可能通过B 点正上方的D 点,故D 对.5.以往,已知材料的折射率都为正值(n >0).现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料,其折射率可以为负值(n <0),称为负折射率材料.位于空气中的这类材料,入射角i 与折射角r 依然满足sin i sin r=n ,但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值).现空气中有一上下表面平行的负折射率材料,一束电磁波从其上表面射入,下表面射出.若该材料对此电磁波的折射率n =-1,正确反映电磁波穿过该材料的传播途径的示意图是( )解析:选B .由题意知,折射线和入射线位于法线的同一侧,n =-1,由折射定律可知,入射角等于折射角,所以选项B 正确.6.(2018·宿迁高三调研测试)如图所示为某等腰直角三棱镜ABC 的截面图,一条光线与AB 面成45°入射,已知棱镜材料的折射率n =2,求:(1)光线经过AB 面时的折射角;(2)通过计算说明光线第一次到达BC 面时能否从BC 面射出.解析:(1)由题意知入射角为α=45°n =sin αsin r =sin 45°sin r所以折射角r =30°.(2)以C =45°由几何关系知在BC 面上的入射角大于临界角,所以光线不能从BC 面射出.答案:见解析。
高三物理一轮复习 第12章 机械振动 机械波 光 电磁波
峙对市爱惜阳光实验学校机械波[随堂反应]1.(多项选择)关于振动和波的关系,以下说法中正确的选项是( )A.振动是波的成因,波是振动的传播B.振动是单个质点呈现的运动现象,波是许多质点起来呈现的运动现象C.波的传播速度就是质点振动的速度D.波源停止振动时,波立即停止传播解析:机械波的产生条件是有波源和介质.由于介质中的质点依次带动由近及远传播而形成波,所以选项A和B正确.波的传播速度是波形由波源向外伸展的速度,在均匀介质中其速度大小不变;而质点振动的速度和方向都随时间周期性地发生变化,选项C错误.波源一旦将振动传给了介质,振动就会在介质中向远处传播,当波源停止振动时,介质仍然继续传播波源振动的运动形式,不会随波源停止振动而停止传播,即波不会停止传播,选项D错误.答案:AB2.(2021·高考卷)周期为2.0 s的简谐横波沿x轴传播,该波在某时刻图象如下图,此时质点P沿y轴负方向运动,那么该波( )A.沿x轴正方向传播,波速v=20 m/sB.沿x轴正方向传播,波速v=10 m/s C.沿x轴负方向传播,波速v=20 m/sD.沿x轴负方向传播,波速v=10 m/s解析:P点沿y轴向负方向运动,由“上下坡〞法可知,该波沿x轴正方向传播.由图可知波长λ=20 m,因周期T=2.0 s,故波速v=λT=20 m2.0 s=10 m/s,B正确.答案:B3.(2021·高考卷)简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播,波速为v.假设某时刻在波的传播方向上,位于平衡位置的两质点a、b相距为s,a、b之间只存在一个波谷,那么从该时刻起,以下四幅波形图中质点a最早到达波谷的是( )解析:B、D图中a点正通过平衡位置向下振动,A、C图中a点正通过平衡位置向上振动,A中波长λA=2s,周期T A=2sv,结合a点振动方向,可知a点到达波谷时间t A=34T A=3s2v.同理,t B=s4v、t C=3s4v、t D=s6v,t D最小,D正确.答案:D4.(多项选择)(2021·高考课标卷Ⅱ)图甲为一列简谐横波在t=0.10 s时刻的波形图,P是平衡位置在x=1.0 m处的质点,Q是平衡位置在x=4.0 m处的质点;图乙为质点Q的振动图象.以下说法正确的选项是( )A .在t =0.10 s 时,质点Q 向y 轴正方向运动B .在t =0.25 s 时,质点P 的加速度方向与y 轴正方向相同C .从t =0.10 s 到t =0.25 s ,该波沿x 轴负方向传播了6 mD .从t =0.10 s 到t =0.25 s ,质点P 通过的路程为30 cmE .质点Q 简谐运动的表达式为y =0.10sin 10πt (单位制)解析:由图甲得λ=8 m ,由图乙得T =0.2 s ,所以v =λT=40 m/s.由图乙知,在t =0.10 s 时,质点Q 通过平衡位置向y 轴负方向运动,A 错误.结合图甲,由“同侧法〞判得波沿x 轴负方向传播,画出t =0.25 s 时的波形图,标出P 、Q 点,如下图,此时P 点在x 轴下方,其加速度向上,B 正确.Δt =0.25 s -0.10 s =0.15 s ,Δx =v Δt =6.0 m ,C 正确.P 点起始位置不在平衡位置或最大位移处,故D 错误.由图知A =0.1 m ,ω=2πT=10π rad/s,所以Q 点做简谐运动表达式为y =0.10sin 10πt (单位制),E 正确.答案:BCE5.(多项选择)(2021·高三检测)一列简谐横波沿直线传播,该直线上平衡位置相距9 m 的a 、b 两质点的振动图象如下图.以下描述该波的图象可能正确的选项是( )解析:根据a 、b 两质点的振动图象可知其间距为λ4的奇数倍,即nλ4=9 m(n=1,3,5…),那么波长λ的可能值是:36 m 、12 m 、365 m 、367 m 、4 m 、3611 m .综上可知答案为A 、C.答案:AC[课时作业]一、单项选择题1.关于波的形成和传播,以下说法不正确的选项是( )A .质点的振动方向与波的传播方向平行时,形成的波是纵波B .质点的振动方向与波的传播方向垂直时,形成的波是横波C .波在传播过程中,介质中的质点随波一起迁移D .波可以传递振动形式和能量解析:横波和纵波的分类是根据波的传播方向和振动方向的关系,平行为纵波,垂直为横波,故A 、B 两项都正确;波是振动形式的传播,在传播过程中,质点只在平衡位置附近振动,并不随波迁移,故D 正确,C 错误.答案:C2.(2021·高考卷)一简谐机械横波沿x 轴正方向传播,波长为λ,周期为T .t=0时刻的波形如图甲所示,a 、b 是波上的两个质点.图乙是波上某一质点的振动图象.以下说法正确的选项是( )A .t =0时质点a 的速度比质点b 的大B.t=0时质点a的加速度比质点b的小C.图乙可以表示质点a的振动D.图乙可以表示质点b的振动解析:由图甲可知,t=0时,a在正向最大位移处,v=0,加速度最大;b在平衡位置,速度最大,a=0,且振动方向沿y轴负向,图乙可以表示质点b的振动,选项A、B、C都错误,选项D正确.答案:D3.如下图是两个完全相同的波源在介质中形成的波相叠加而发生的干预的示意图,实线表示波峰,虚线表示波谷,那么以下说法正确的选项是( )A.A点为振动点,经过半个周期,这一点振动减弱B.B点为振动减弱点,经过半个周期,这一点振动C.C点为振动点,经过半个周期,这一点振动仍D.D点为振动减弱点,经过半个周期,这一点振动解析:两列波在A、C两点(A、C连线上)引起的振动始终同相,振动始终,两列波在B、D两点引起的振动始终反相,振动始终减弱,故只有C正确.答案:C4.(2021·月考)如图甲所示,是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,P是离原点x1=2 m的一个介质质点,Q是离原点x2=4 m的一个介质质点,此时离原点x3=6 m的介质质点刚刚要开始振动.图乙是该简谐波传播方向上的某一质点的振动图象(计时起点相同).由此可知( )A.这列波的波长λ=2 mB.图乙可能是图质点Q的振动图象C.这列波的传播速度v=3 m/sD.这列波的波源起振方向为向上解析:由题图甲读出波长λ=4 m,由题图乙读出周期T=2 s,波速v=λT=2 m/s,A、C错误;由题图乙看出,t=0时刻,质点经过平衡位置向上,而题图,Q点也经过平衡位置向上运动,B正确;波源的起振方向与x3=6 m的质点t=0时刻的振动方向相同,简谐波沿x轴正方向传播,那么知x3=6 m的质点在t =0时刻的振动方向向下,那么波源的起振方向向下,D错误.答案:B5.如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时的波形图,当Q点在t =0时的振动状态传到P点时,那么( )A.1 cm<x<3 cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动B.Q处的质点此时的加速度沿y轴的正方向C.Q处的质点此时正在波峰位置D.Q处的质点此时运动到P处解析:画出当Q 点的振动状态传到P 点,即t =34T 时的波形图(如图中虚线所示),由波的传播方向知,1 cm <x <2 cm 范围内的质点沿y 轴正方向运动,A 错误.此时Q 处的质点在波谷位置,具有沿y 轴正方向的加速度,所以B 正确,C 错误.介质中的各点在波的传播过程中只在其平衡位置附近做机械振动,并不向前传播,D 错误.答案:B二、多项选择题6.关于波的干预、衍射现象,以下说法正确的选项是( )A .有的波只能发生干预现象,有的波只能发生衍射现象B .产生干预现象的必要条件之一,就是两列波的频率相C .能观察到明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长比拟相差不多或比波长更小D .在干预图样中,振动区域的质点,其位移始终保持最大;振动减弱区域的质点,其位移始终保持最小E .当观测者靠近波源时,接收到的波的频率会大于波源的振动频率解析:干预、衍射是波共有的特性,所以A 错误.干预需要满足两波频率相同、波源性质相同的条件,B 正确.当满足d ≤λ时,可产生明显的衍射现象,C正确.在干预图样中,位移随时间时刻发生变化,D 错误.在多普勒效中,观测者与波源相对靠近时,接收到的波的频率大于波源的振动频率,E 正确. 答案:BCE7.一列简谐横波在t =0时的波形图如下图.介质中x =2 m 处的质点P 沿y轴正方向做简谐运动的表达式为y =10sin(5πt ) cm.关于这列简谐波,以下说法正确的选项是( )A .周期为4.0 sB .振幅为20 cmC .传播方向沿x 轴正向D .传播速度为10 m/s解析:由题意知ω=5π rad/s,周期T =2πω=0.4 s ,由波的图象得振幅A =10 cm ,波长λ=4 m ,故波速v =λT=10 m/s ,P 点在t =0时振动方向为正y方向,波向正x 方向传播.答案:CD8.(2021·期中)一列波速为2.0 m/s 、沿x 轴正向传播的简谐机械横波某时刻的波形图如下图,P 为介质中的一个质点.关于这列机械波,以下说法中正确的选项是( )A .该机械波的振幅为0.2 mB .该机械波的波长为10 mC .从此时刻起再经过10 s ,质点P 通过的路程为0.8 mD .此时刻质点P 的加速度方向与速度方向相同解析:从题图中可得该机械波的振幅为0.2 m ,波长为10 m ,A 、B 正确.该机械波的周期T =λv =102s =5 s ,从此时刻起再经过10 s ,即质点P 振动了2个周期,所以经过的路程s =4A ×2=4×0.2×2 m=1.6 m ,C 错误.此时根据“上下坡法〞可得P 点正向下振动,回复力向下,即加速度向下,故此时刻质点P 的加速度方向与速度方向相同,D 正确.答案:ABD9.一列简谐横波沿x 轴正向传播,t =0时的图象如下图.此时刻后介质中P 质点回到平衡位置的最短时间为0.2 s ,Q 质点回到平衡位置的最短时间为1 s ,t =0时两质点相对平衡位置的位移相同,那么( )A .该简谐波的传播周期为 sB .该简谐波的传播速度为0.05 m/sC .t =0.4 s 时,质点P 的加速度沿y 轴正方向D .经过1 s 质点Q 向右移动了0.05 m解析:由简谐横波沿x 轴正向传播知,此时P 点向下运动,Q 点向上,传播周期T =2×(0.2+1)s = s ,A 错误.λ=12 cm ,v =λT=0.05 m/s ,B 正确.由题分析可知,P 质点回到平衡位置的最短时间为0.2 s ,从平衡位置到达波谷的最短时间为0.6 s ,那么t =0.4 s 时P 点位于向负的最大位移运动过程中,加速度为y 轴正向,C 正确.简谐横波沿x 轴正向传播,质点Q 振动方向与x 轴垂直,在x 轴方向没有位移,D 错误. 答案:BC10.(2021·高考课标卷Ⅰ)图甲为一列简谐横波在t =2 s 时的波形图,图乙为媒质中平衡位置在x =1.5 m 处的质点的振动图象,P 是平衡位置为x =2 m 的质点.以下说法正确的选项是( )A .波速为0.5 m/sB .波的传播方向向右C .0~2 s 时间内,P 运动的路程为8 cmD .0~2 s 时间内,P 向y 轴正方向运动E .当t =7 s 时,P 恰好回到平衡位置解析:由图甲可知,波长λ=2 m ,由图乙可知周期T =4 s ,那么波速v =λT=0.5 m/s ,A 正确.t =2 s 时,x = m 处的质点振动方向向下,那么波向左传播,B 错误.0~2 s 时间内P 质点运动的路程x P =tT×4A =8 cm ,C 项正确.0~2 s内P 质点由波峰向波谷振动,向y 轴负方向运动,D 项错误.t =0时P 质点位于正向最大位移处,故P 质点到达平衡位置的时刻为t =(2n +1)T4,那么n =3时,t =7 s ,P 恰好回到平衡位置,E 项正确. 答案:ACE 三、非选择题11.如下图,在某一均匀介质中,A 、B 是振动情况完全相同的两个波源,其简谐运动表达式均为x =0.1sin(20πt )m ,介质中P 点与A 、B 两波源间的距离分别为4 m 和5 m ,两波源形成的简谐横波分别沿AP 、BP 方向传播,波速都是10 m/s.(1)求简谐横波的波长;(2)P 点的振动________(选填“〞或“减弱〞).解析:(1)设简谐波的波速为v ,波长为λ,周期为T ,由题意知T =0.1 s ,由波速公式v =λT,代入数据得λ= 1 m.(2)|Δs |=x BP -x AP =5 m -4 m =1 m 因为Δs =λ,所以P 点为点. 答案:(1)1 m (2)12.(2021·高考卷Ⅰ)甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x 轴正向和负向传播,波速均为v =25 cm/s.两列波在t =0时的波形曲线如下图.求: (1)t =0时,介质中偏离平衡位置位移为16 cm 的所有质点的x 坐标;(2)从t =0开始,介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16 cm 的质点的时间. 解析:(1)t =0时,在x =50 cm 处两列波的波峰相遇,该处质点偏离平衡位置的位移为16 cm.两列波的波峰相遇处的质点偏离平衡位置的位移均为16 cm. 从图线可以看出,甲、乙两列波的波长分别为λ1=50 cm ,λ2=60 cm ①甲、乙两列波波峰的x 坐标分别为x 1=50+k 1λ1(k 1=0,±1,±2,…)② x 2=50+k 2λ2(k 2=0,±1,±2,…)③由①②③式得,介质中偏离平衡位置位移为16 cm 的所有质点的x 坐标为x =(50+300n )cm(n =0,±1,±2,…)④(2)只有两列波的波谷相遇处的质点的位移为-16 cm.t =0时,两列波波谷间的x 坐标之差为Δx ′=⎣⎢⎡⎦⎥⎤50+2m 2+1λ22-⎣⎢⎡⎦⎥⎤50+2m 1+1λ12⑤式中,m 1和m 2均为整数.将①式代入⑤式得Δx ′=10×(6m 2-5m 1)+5⑥由于m 1、m 2均为整数,相向传播的波谷间的距离最小为 Δx 0′=5 cm ⑦从t =0开始,介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16 cm 的质点的时间t =Δx 0′2v⑧代入数值得t=0.1 s⑨答案:(1)(50+300n)cm(n=0,±1,±2,…)(2)0.1 s。
2019-2020年高三物理一轮复习部分第12章振动波动光电磁波与相对论第1节机械振动课件
判断正确的是( ) A.h=1.7 m
B.简谐运动的周期是 0.8 s
C.0.6 s 内物块运动的路程是 0.2 m
D.t=0.4 s 时,物块与小球运动方向相反
图12-1-4
【合作探讨】
(1)根据物块简谐运动的表达式 y=0.1sin 2.5πt (m)能知道哪些物理量? 提示:振幅为 0.1 m,角频率 ω=2.5π,周期 T=2ωπ=0.8 s. (2)如何根据 t=0.6 s 时,小球恰好与物块处于同一高度列式? 提示:先求出 t=0.6 s 时,y=-0.1 m,再根据位移关系列式,即|y|+h=12gt2.
[核心精讲] 1.对简谐运动图象的认识 (1)简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线,如图 12-1-5 所示.
图12-1-5
(2)图象反映的是位移随时间的变化规律,随时间的增加而延伸,图象不代 表质点运动的轨迹.
2.图象信息 (1)由图象可以得出质点做简谐运动的振幅、周期和频率. (2)可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移. (3)可以确定某时刻质点回复力、加速度的方向:因回复力总是指向平衡位 置,故回复力和加速度在图象上总是指向 t 轴. (4)确定某时刻质点速度的方向:速度的方向可以通过下一时刻位移的变化 来判定,下一时刻位移如增加,振动质点的速度方向就是远离 t 轴,下一时刻位 移如减小,振动质点的速度方向就是指向 t 轴. (5)比较不同时刻回复力、加速度的大小. (6)比较不同时刻质点的动能、势能的大小.
(4)共振曲线(如图 12-1-1 所示)
图12-1-1
知识点 3 实验:单摆的周期与摆长的关系
1.实验原理
单摆在偏角很小(小于 5°)时的摆动,可看成简谐运动,其固有周期 T=
l __2_π____g___,可得
高考物理一轮复习 第12章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 第4讲 电磁波与相对论课件 新人教
路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
人教版 · 高考总复习
机械振动与机械波 光 电磁波与相对论
第十二章
第4讲 电磁波与相对论
第十二章
考 纲 解 读
1
基础自主梳理
2
跟踪自测巩固
3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
重点题型突破
4
课 时 作 业
5
考 纲 解 读
1.掌握麦克斯韦电磁场理论,知道电磁波是横波。 2.了解电磁波的产生、传播、发射和接收,熟记电磁波谱。 3.了解狭义相对论的基本假设和几个重要结论。
3.紫外线 在医疗上有其应用;许多昆虫对紫外线特别敏感,可用紫外灯来诱捕害虫;紫外线还会引起强烈的化学作用,使照相底片感光。另一方面,波长为290~320nm的紫外线,对生命有害。臭氧对太阳辐射的紫外线的吸收能力极强,有95%以上可被它吸收。臭氧层在地球上方10~50km之间,它是地球生物的保护伞。 (1)紫外线具有化学作用,可利用紫外线杀菌消毒。 (2)紫外线有显著的生理作用,能促进人体对钙的吸收,改善人的身体健康。 (3)紫外线具有荧光作用,可以用来设计防伪措施。
电磁波
产生机理
特性
应用
伦琴射线
原子的内层电子受激发后产生的
穿透本领很大
医疗透视,工作探伤
γ射线
原子核受激发后产生的
穿透本领最强
探伤,对生物组织的物理、化学作用,医疗上杀菌消毒
1.时间的相对性 (1)同时的相对性:在一个惯性参考系中“同时”发生的两个事件,在另一个惯性参考系中可能是不同时的,即同时是相对的。 (2)时间间隔的相对性:当从地面观察以速度v前进的火车时,车上的时间进程变慢了,不仅时间变慢了,物理、化学过程和生命的过程都变慢了,这称为时间膨胀。 关系式为:_________
配套K122019届高考物理一轮复习 第12章 机械振动与机械波、光、电磁波与相对论 1 第一节 机
1 第一节 机械振动(建议用时:60分钟)一、选择题1.一个质点在平衡位置O 点附近做机械振动.若从O 点开始计时,经过3 s 质点第一次经过M 点(如图所示);再继续运动,又经过2 s 它第二次经过M 点;则该质点第三次经过M 点还需要的时间是( )A .8 sB .4 sC .14 sD .103s解析:选CD .设题图中a 、b 两点为质点振动过程的最大位移处,若在开始计时时刻,质点从O 点向右运动,O →M 过程历时3 s ,M →b →M 运动过程历时2 s ,显然,T4=4 s ,T=16 s .质点第三次经过M 点还需要的时间Δt 3=T -2 s =(16-2) s =14 s ,故选项C 正确.若在开始计时时刻,质点从O 点向左运动,O →a →O →M 运动过程历时3 s ,M →b →M 运动过程历时2 s ,显然,T 2+T 4=4 s ,T =163s .质点第三次经过M 点还需要的时间Δt ′3=T-2 s =⎝ ⎛⎭⎪⎫163-2 s =103 s ,故选项D 正确. 2.如图所示,曲轴上挂一个弹簧振子,转动摇把,曲轴可带动弹簧振子上下振动.开始时不转动摇把,让振子自由振动,测得其频率为2 Hz .现匀速转动摇把,转速为240 r/min .则( )A .当振子稳定振动时,它的振动周期是0.5 sB .当振子稳定振动时,它的振动频率是4 HzC .当转速增大时,弹簧振子的振幅增大D .当转速减小时,弹簧振子的振幅增大解析:选BD .摇把匀速转动的频率f =n =24060 Hz =4 Hz ,周期T =1f =0.25 s ,当振子稳定振动时,它的振动周期及频率均与驱动力的周期及频率相等,A 错误,B 正确.当转速减小时,其频率将更接近振子的固有频率2 Hz ,弹簧振子的振幅将增大,C 错误,D 正确.3.在科学研究中,科学家常将未知现象同已知现象进行比较,找出其共同点,进一步推测未知现象的特性和规律.法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时,曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系.已知单摆摆长为l ,引力常量为G ,地球质量为M ,摆球到地心的距离为r ,则单摆振动周期T 与距离r 的关系式为( )A .T =2πr GM lB .T =2πr l GMC .T =2πrGM lD .T =2πlr GM解析:选B .考虑单摆的周期公式与万有引力定律.根据单摆周期公式T =2πl g和GM =gr 2可得T =2πlGM r 2=2πr lGM,故选项B 正确. 4.如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象,下列说法中正确的是( ) A .甲、乙两单摆的摆长相等 B .甲摆的振幅比乙摆大 C .甲摆的机械能比乙摆大 D .甲摆的周期比乙摆大解析:选AB .可从题图上看出甲摆振幅大,B 正确.由题图知两摆周期相等,则摆长相等,因两摆球质量关系不明确,无法比较它们的机械能的大小,A 正确,C 、D 错误.5.平衡位置处于坐标原点的波源S 在y 轴上振动,产生频率为50 Hz 的简谐横波向x 轴正、负两个方向传播,波速均为100 m/s .平衡位置在x 轴上的P 、Q 两个质点随波源振动着,P 、Q 的x 轴坐标分别为x P =3.5 m 、x Q =-3 m .当S 位移为负且向-y 方向运动时,P 、Q 两质点的( )A .位移方向相同、速度方向相反B .位移方向相同、速度方向相同C .位移方向相反、速度方向相反D .位移方向相反、速度方向相同解析:选D .由题意可知,此波的波长为λ=v f =10050 m =2 m ,x P =3.5 m =λ+34λ,当波源位移为负且向-y 方向运动时,P 质点位移为负,速度沿+y 方向;|x Q |=3 m =λ+λ2,故Q 质点位移为正,速度沿+y 方向,故D 正确.6.如图,a 、b 、c 、d 是均匀介质中x 轴上的四个质点,相邻两点的间距依次为2 m 、4 m 和6 m .一列简谐横波以2 m/s 的波速沿x 轴正向传播,在t =0时刻到达质点a 处,质点a 由平衡位置开始竖直向下运动,t =3 s 时a 第一次到达最高点.下列说法正确的是( )A .在t =6 s 时刻波恰好传到质点d 处B .在t =5 s 时刻质点c 恰好到达最高点C .质点b 开始振动后,其振动周期为4 sD .在4 s<t <6 s 的时间间隔内质点c 向上运动解析:选ACD .由波的传播知t =6 s 时波传播的距离s =vt =2×6 m=12 m ,即传到d 点,选项A 正确;t =0时a 由平衡位置开始向下振动,t =3 s 时第一次到达最高点,则34T=3 s ,得T =4 s ;各质点振动周期相同,选项C 正确;波传到c 点所需时间t =s v =62s =3s ,此时c 点由平衡位置开始向下振动,1 s 后到达最低点,所以4 s<t <6 s 内质点c 向上运动,选项D 正确.5 s 时c 点正在平衡位置,选项B 错误.7.如图甲所示为以O 点为平衡位置,在A 、B 两点间做简谐运动的弹簧振子,图乙为这个弹簧振子的振动图象,由图可知下列说法中正确的是( )A .在t =0.2 s 时,弹簧振子的加速度为正向最大B .在t =0.1 s 与t =0.3 s 两个时刻,弹簧振子在同一位置C .从t =0到t =0.2 s 时间内,弹簧振子做加速度增大的减速运动D .在t =0.6 s 时,弹簧振子有最小的弹性势能解析:选BC .t =0.2 s 时,弹簧振子的位移为正向最大值,而弹簧振子的加速度与位移大小成正比,方向与位移方向相反,A 错误;在t =0.1 s 与t =0.3 s 两个时刻,弹簧振子的位移相同,B 正确;从t =0到t =0.2 s 时间内,弹簧振子从平衡位置向最大位移处运动,位移逐渐增大,加速度逐渐增大,加速度方向与速度方向相反,弹簧振子做加速度增大的减速运动,C 正确;在t =0.6 s 时,弹簧振子的位移为负向最大值,即弹簧的形变量最大,弹簧振子的弹性势能最大,D 错误.8.如图所示,把能在绝缘光滑水平面上做简谐运动的弹簧振子放在水平向右的匀强电场中,小球在O 点时,弹簧处于原长,A 、B 为关于O 对称的两个位置,现在使小球带上负电,并让小球从B 点静止释放,那么下列说法不正确的是( )A .小球仍然能在A 、B 间做简谐运动,O 点是其平衡位置 B .小球从B 运动到A 的过程中,动能一定先增大后减小C .小球仍然能做简谐运动,但其平衡位置不在O 点D .小球不可能再做简谐运动解析:选ABD .小球在匀强电场中受到水平向左的电场力,设该电场力大小为F 0,小球合力为零的位置应该在O 点左侧,设为O 1,设O 1、O 点的间距为x 0,弹簧劲度系数为k ,则F 0=kx 0;取水平向右为正方向,当小球从O 1点向右运动的位移为x 时,回复力F =-F 0+k (x 0-x )=-kx ,所以小球会以O 1点为平衡位置做简谐运动,选项A 、D 错误,C 正确;因为不知道A 点与平衡位置O 1点的位置关系,所以不能确定小球从B 运动到A 的过程中,动能如何变化,选项B 错误.二、非选择题9.(2018·江苏六校联考)两列简谐横波a 、b 在同一种均匀介质中沿x 轴传播,a 波周期为0.5 s .某时刻,两列波的波峰正好在x P =3.0 m 处的P 点重合,如图所示,则b 波的周期为T b =________s ,该时刻,离P 点最近的波峰重叠点到P 点的距离是________m .解析:两列简谐横波a 、b 在同一种均匀介质中沿x 轴传播,速度相同.a 波波长为3.0 m ,则波速v =λa T a=6 m/s ,b 波波长为4.8 m ,由v =λ/T 可得,b 波的周期为T b =0.8 s .两波长的最小公倍数为24 m ,所以该时刻,离P 点最近的波峰重叠点到P 点的距离是24.0 m .答案:见解析 10.甲用单摆测定重力加速度的实验装置如图甲所示.(1)组装单摆时,应在下列器材中选用________(选填选项前的字母).A.长度为1 m左右的细线B.长度为30 cm左右的细线C.直径为1.8 cm的塑料球D.直径为1.8 cm的铁球(2)测出悬点O到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t,则重力加速度g=__________(用L、n、t表示).(3)下表是某同学记录的3组实验数据,并做了部分计算处理.乙(4)用多组实验数据作出T2-L图象,也可以求出重力加速度g.已知三位同学作出的T2-L图线的示意图如图乙中的a、b、c所示,其中a和b平行,b和c都过原点,图线b 对应的g值最接近当地重力加速度的值.则相对于图线b,下列分析正确的是________(选填选项前的字母).A.出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长LB.出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次C.图线c对应的g值小于图线b对应的g值丙(5)某同学在家里测重力加速度.他找到细线和铁锁,制成一个单摆,如图丙所示,由于家里只有一根量程为0~30 cm 的刻度尺,于是他在细线上的A 点做了一个标记,使得悬点O 到A 点间的细线长度小于刻度尺量程.保持该标记以下的细线长度不变,通过改变O 、A 间细线长度以改变摆长.实验中,当O 、A 间细线的长度分别为l 1、l 2时,测得相应单摆的周期为T 1、T 2.由此可得重力加速度g =________(用l 1、l 2、T 1、T 2表示).解析:(1)组装单摆时,应选用1 m 左右的细线,摆球应选择体积小、密度大的球,选项A 、D 正确.(2)单摆的振动周期T =tn. 根据T =2πL g ,得g =4π2L T 2=4π2n 2L t 2. (3)T 3=t 350=2.01 s .根据T =2πL g ,得g =4π2L T2≈9.76 m/s 2. (4)根据T =2πL g ,得T 2=4π2gL ,即当L =0时,T 2=0.出现图线a 的原因是计算摆长时过短,误将悬点O 到小球上端的距离记为摆长,选项A 错误;对于图线c ,其斜率k 变小了,根据k =T 2L,可能是T 变小了或L 变大了.选项B 中误将49次全振动记为50次,则周期T 变小,选项B 正确;由4π2g =k 得g =4π2k,则k 变小,重力加速度g 变大,选项C错误.(5)设A 点到铁锁重心的距离为l 0.根据单摆的周期公式T =2πLg,得T 1=2π l 1+l 0g ,T 2=2π l 2+l 0g .联立以上两式,解得重力加速度g =4π2(l 1-l 2)T 21-T 22. 答案:(1)AD (2)4π2n 2Lt2(3)2.01 9.76 (4)B (5)4π2(l 1-l 2)T 21-T 2211.(2018·扬州市高三调研测试)如图所示是探究单摆共振条件时得到的图象,它表示振幅跟驱动力频率之间的关系,求:(1)这个单摆的摆长是多少;(取g =10 m/s 2,π2≈10)(2)如果摆长变长一些,画出来的图象的高峰将向哪个方向移动. 解析:(1)从共振曲线知,单摆的固有周期T =1f 固=10.5s =2 s 由T =2πl g 得l =gT 24π2=1 m . (2)若摆长变长一些,则由周期公式T =2πlg可知,单摆周期增大,固有频率变小,因此图象的高峰将向原点方向移动.答案:见解析。
【配套K12】2019届高考物理一轮复习 第12章 机械振动与机械波、光、电磁波与相对论 4 第四节
4 第四节 光的波动性1.下列说法中正确的是( )A .同种介质中,光的波长越短,传播速度越快B .泊松亮斑有力地支持了光的微粒说,杨氏干涉实验有力地支持了光的波动说C .某同学在测单摆的周期时将全振动的次数多记了一次,则测出的周期偏小D .可见光波长越长,越容易发生衍射解析:选CD .同种介质中,光的波长越短,频率越高,传播速度越慢,故A 错;泊松亮斑是由于光的衍射产生的,所以泊松亮斑和杨氏干涉实验都有力地支持了光的波动说,故B 错;某同学在测单摆的周期时将全振动的次数多记了一次,测出的周期T =t n偏小,故C 对;产生明显衍射的条件是障碍物的尺寸比波长小或跟波长差不多,所以可见光波长越长,越容易发生衍射,故D 对.2.如图是a 、b 两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样,则( )A .在同种均匀介质中,a 光的传播速度比b 光的大B .从同种介质射入真空发生全反射时a 光临界角大C .照射在同一金属板上发生光电效应时,a 光的饱和电流大D .若两光均由氢原子能级跃迁产生,产生a 光的能级能量差大答案:D3.如图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( )A .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 .将绿光换为紫光解析:选C .由双缝干涉条纹间距公式Δx =l dλ可知,要增大相邻条纹间距,可以增大双缝到屏的距离,减小双缝间距,选用波长更长的单色光,因此C 正确.4.如图,一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为θ,经折射后射出a 、b 两束光线.则( )A .在玻璃中,a 光的传播速度小于b 光的传播速度B .在真空中,a 光的波长小于b 光的波长C .玻璃砖对a 光的折射率小于对b 光的折射率D .若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,则折射光线a 首先消失解析:选ABD .通过光路图可看出,折射后a 光的偏折程度大于b 光的偏折程度,玻璃砖对a 光的折射率大于b 光的折射率,选项C 错误.a 光的频率大于b 光的频率,a 光的波长小于b 光的波长,选项B 正确.由n =c v知,在玻璃中,a 光的传播速度小于b 光的传播速度,选项A 正确.入射角增大时,折射率大的光线首先发生全反射,a 光首先消失,选项D 正确.5.在研究材料A 的热膨胀特性时,可采用如图所示的干涉实验法,A 的上表面是一光滑平面,在A 的上方放一个透明的平行板B ,B 与A 上表面平行,在它们之间形成一个厚度均匀的空气膜.现在用波长为λ的单色光垂直照射,同时对A 缓慢加热,在B 上方观察到B 板的亮度发生周期性变化.当温度为t 1时最亮,然后亮度逐渐减弱至最暗;当温度升到t 2时,亮度再一次回到最亮,则( )A .出现最亮时,B 上表面反射光与A 上表面反射光叠加后加强B .出现最亮时,B 下表面反射光与A 上表面反射光叠加后相抵消C .温度从t 1升至t 2过程中,A 的高度增加λ4D .温度从t 1升至t 2过程中,A 的高度增加λ2解析:选D .该装置利用B 下表面反射光与A 上表面反射光发生干涉的原理,若最亮,说明干涉加强,加强时路程差Δx=nλ(n=0,1,2,…),由于t1和t2两温度为连续变化,且出现两次最亮,所以两次路程差为一个波长,t1到t2过程中,A的高度应增加半个波长.。
2019高考物理一轮总复习第十二章振动和波光相对论选修3_4第35讲机械波课时达标
第35讲 机械波[解密考纲]主要考查机械波的特点、分类、波的干涉和衍射的条件、多普勒效应、分析波的图象,以及波速、波长和频率的关系.1.下列物理现象:(1)在春天里一次闪电过后,有时雷声轰鸣不绝;(2)“闻其声而不见其人”;(3)学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音;(4)当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高.分别属于波的( A )A .反射、衍射、干涉、多普勒效应B .折射、衍射、多普勒效应、干涉C .反射,折射、干涉、多普勒效应D .衍射、折射、干涉、多普勒效应解析:在春天里一次闪电过后,有时雷声轰鸣不绝,属于声波的反射,“闻其声而不见其人”属于声波的衍射;学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音属于声波的干涉,当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高属于多普勒效应,正确选项是A .2.(2015·四川卷)平静湖面传播着一列水面波(横波),在波的传播方向上有相距 3 m 的甲、乙两小木块随波上下运动,测得两小木块每分钟都上下30次,甲在波谷时,乙在波峰,且两木块之间有一个波峰.这列水面波( C )A .频率是30 HzB .波长是3 mC .波速是1 m/sD .周期是0.1 s解析:由题意知T =6030 s =2 s ,f =1T =0.5 Hz ,A 、D 错误;32λ=3 m ,则λ=2 m ,B 错误;由v =λT =22m/s =1 m/s ,所以C 正确. 3.一列简谐横波沿直线传播,某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距 6 m ,且这两质点之间的波峰只有一个,则该简谐波可能的波长为( C )A .4 m 、6 m 和8 mB .6 m 、8 m 和12 mC .4 m 、6 m 和12 mD .4 m 、8 m 和12 m解析:根据题意,可能的波形有三种,如图所示:则λ12=6 m ,λ1=12 m ,λ2=6 m 32λ3=6 m ,λ3=4 m .因此选项C 正确. 4.(多选)一列简谐横波沿x 轴传播,a 、b 为x 轴上的两质点,平衡位置分别为x =0,x =x b (x b >0).a 点的振动规律如图所示.已知波速为v =10 m/s ,在t =0.1 s 时b 的位移为0.05 m ,则下列判断可能正确的是( BC )A .波沿x 轴正向传播,x b =0.5 mB .波沿x 轴正向传播,x b =1.5 mC .波沿x 轴负向传播,x b =0.5 mD .波沿x 轴负向传播,x b =1.5 m解析:由振动图象可知,振动周期T =0.2 s ,所以λ=vT =10×0.2 m=2 m ;由题意可知在t =0.1 s 时,a 向上振动,b 在最大位移处,这时如果波沿x 轴正向传播,根据“同侧法”,a 、b 之间的距离为⎝ ⎛⎭⎪⎫n +34λ(n =0,1,2,3,…),所以x b =⎝ ⎛⎭⎪⎫n +34λ=(2n +1.5)m(n =0,1,2,3,…);这时如果波沿x 轴负向传播,根据“同侧法”,a 、b 之间的距离为⎝ ⎛⎭⎪⎫n +14λ(n =0,1,2,3,…),所以x b =⎝ ⎛⎭⎪⎫n +14λ=(2n +0.5) m(n =0,1,2,3,…).B 、C 正确. 5.(多选)(2017·江苏启东模拟)一列简谐横波沿直线传播,该直线上平衡位置相距9 m 的a 、b 两质点的振动图象如图甲所示,下列描述该波的图象可能正确的是( AC )解析:由振动图象可知,在t =0时,质点a 处在波峰位置,质点b 处在平衡位置且向下运动,若简谐横波沿直线由b 向a 传播,有34λ+n λ=9 m ,解得波长的表达式:λ=364n +3m(n =0,1,2,3,4,…),其波长可能值为12 m,5.14 m ,…,选项C 正确;若简谐横波沿直线由a 向b 传播,有14λ+n λ=9 m ,解得波长的表达式:λ=364n +1m(n =0,1,2,3,4,…),。
2019届高考物理(人教浙江版)一轮复习课件 第12章机械振动与机械波、光、电磁波与相对论5第五节
5.电磁波的接收
电谐振 的过程. (1)调谐:使接收电路产生________ 高频电流 中还原出来的过程. (2)解调: 使声音或图像信号从__________
二、电磁波谱 无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ 射线等合 起来构成了范围广阔的电磁波谱,如图所示.
三、相对论的简单知识 1.狭义相对论的两个基本假设 (1)狭义相对性原理:在不同的惯性参考系中,一切物理规律
2.对电磁波的理解 (1)电磁波是横波.电磁波的电场 E、磁场 B、传播方向 v 三 者两两垂直,如图所示.
(2)电磁波与机械波不同,机械波在介质中传播的速度与介质 有关,电磁波在介质中传播的速度与介质和频率均有关.
【典题例析】 关于电磁波,下列说法正确的是( )
A.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波 B.电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁 感应强度均垂直 C.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能 通过电缆、光缆传输 D.电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止, 空间的电磁波立即消失
不需要 介质. (1)电磁波是横波,在空间传播________ 3.0×108 (2)真空中电磁波的速度为________________ m/s.
(3)电磁波能产生干涉、衍射、反射和折射等现象. 4.电磁波的发射
开放电路 . 频率 和__________ (1)发射条件:足够高的______
(2)调制分类:调幅和调频.
(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,但它 们产生的机理不同.
2018-2019高考物理(通用版)一轮复习课件:第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 第2课时
考点 2| 波动图象与振动图象
1.振动图象与波动图象的比较
振动图象
波动图象
研究对象
单个振动质点
沿波传播方向的所有质点
单个质点的位移随时间的
研究内容
某时刻所有质点的空间分布规律
变化规律
图象
表示同一质点在各时刻的
物理意义
表示某时刻各质点的位移
位移
(1)质点振动周期(2)质点振 (1)波长、振幅(2)任意一质点在该时
【答案】 ABE
2.[对波的图象的理解]如图 12-2-1 所示为一列沿 x 轴负方向传播的简谐横 波在 t=0 时的波形图,当 Q 点在 t=0 时的振动状态传到 P 点时( )
图 12-2-1
A.位于 1 cm<x<3 cm 范围内的所有质点正在向 y 轴的负方向运动 B.Q 点此时的加速度沿 y 轴的正方向 C.Q 点此时正在波峰位置 D.P 点此时已运动到 x<0 的位置
【解析】 t=0 时,x=1 m 处的质点振动方向向上,选项 A 正确;根据波 动传播的双向性和对称性,画出向左传播波的波形图,t=0 时,x=-2 m 处的 质点振动方向向下,选项 B 错误;波长为 λ=2 m,周期 T=1f=0.1 s,波速 v=λf =20 m/s.t=0.175 s 时,x=-1 m 处的质点处在波谷位置,选项 C 正确,选项 D 错误.
【解析】 由于没有能量损失,故 P 与波源的振幅相同,A 正确;波在传 播过程中周期不变,故 B 正确;质点的振动速度与波传播的速度是两个概念, 故 C 错误;介质中所有质点开始振动的方向都与波源的起振方向相同,故 D 错 误;若 P 点与波源距离 s=vT,则 P 与波源之间的距离为一个波长,故质点 P 与波源的位移总是相同的,E 正确.
(浙江专版)2019届高考物理一轮复习 第12章 机械振动与机械波、光、电磁波与相对论 5 第五节
界线,如紫外线和 X 射线、X 射线和 γ 射线都有重叠,但它 们产生的机理不同.
栏目 导引
第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论
狭义相对论
Ev【al知ua识ti提on炼o】nly. eate1d.w对it“h同A时sp”o的se相.S对lid性e的s 理fo解r .:N“E同T时3.”5具C有lie相n对t P性r,of即ile在5.2.0
B.电磁C波o的py传ri播gh需t要20介0质4-2011 Aspose Pty Ltd.
C.电磁波能产生干涉和衍射现象 D.电磁波中电场和磁场的方向处处相互垂直
栏目 导引
第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论
解析:选 AB.电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场 在空间中以波的形式移动,其传播方向垂直于电场与磁场构
Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
(2)光速不变原理:真空中的光速在不同的惯性参考系中都是 _相__同__的 ___,光速与光源、观测者间的相对运动没有关系.
栏目 导引
第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论
2.相对论的质速关系 (1)物体的质量随物体速度的增加而增大,物体以速度 v 运动 时的质量 m 与静止时的质量 m0 之间有如下关系:
【基础梳理】 一、电磁波的产生、发射和接收
Evaluation only. eate1d.w麦it克h斯A韦sp电o磁se场.S理lid论e:s 变fo化r 的.N磁E场T产3.生5_C电__l场_ie_n_,t P变r化of的ile电5.2.0
【高考复习强化】2019届高三物理一轮复习选考部分第12章振动波动光电磁波与相对论第2节机械波教师用
第2节 机械波知识点1 机械波的形成和传播特点 1.机械波的形成和传播 (1)产生条件: ①有波源.②有介质,如空气、水、绳子等. (2)传播特点:①传播振动形式、能量和信息. ②质点不随波迁移.③介质中各质点振动频率、振幅、起振方向等都与波源相同. 2.机械波的分类(1)波长:在波动中,振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离,用λ表示.波长由频率和波速共同决定.①横波中,相邻两个波峰(或波谷)之间的距离等于波长. ②纵波中,相邻两个密部(或疏部)之间的距离等于波长.(2)频率:波的频率由波源决定,等于波源的振动频率.在任何介质中频率不变. (3)波速:波的传播速度,波速由介质决定,与波源无关. (4)波速公式:v =λf =λT 或v =ΔxΔt .知识点2 波的图象 1.坐标轴x 轴:各质点平衡位置的连线.y 轴:沿质点振动方向,表示质点的位移.2.物理意义表示介质中各质点在某一时刻相对各自平衡位置的位移. 3.图象形状简谐波的图象是正弦(或余弦)曲线,如图1221所示.图1221知识点3 波的特性 1.波的干涉和衍射[核心精讲]1.波的传播方向和质点振动方向的判断图1222(1)若已知某时刻A 点振动方向向上,则波向x 轴负方向传播. (2)若已知波向x 轴正方向传播,则该时刻B 点向上振动. 2.由t 时刻的波形确定t +Δt 时刻的波形图1223(1)波向右传播Δt =14T 的时间和向左传播Δt =34T 的时间波形相同.(2)若Δt >T ,可以采取“舍整取零头”的办法. 3.波速公式振源经过一个周期T 完成一次全振动,波恰好向前传播一个波长的距离,所以有v =λT=λf .4.波的图象特点(1)质点振动nT (波传播n λ)时,波形不变.(2)在波的传播方向上,当两质点平衡位置间的距离为n λ时(n =1,2,3…),它们的振动步调总相同;当两质点平衡位置间的距离为(2n +1)λ2(n =0,1,2,3…)时,它们的振动步调总相反.(3)波源质点的起振方向决定了它后面的质点的起振方向,各质点的起振方向与波源的起振方向相同.[师生共研](多选)(2014·山东高考)一列简谐横波沿直线传播.以波源O 由平衡位置开始振动为计时零点,质点A 的振动图象如图1224所示,已知O 、A 的平衡位置相距0.9 m .以下判断正确的是( )图1224A .波长为1.2 mB .波源起振方向沿y 轴正方向C .波速大小为0.4 m/sD .质点A 的动能在t =4 s 时最大 【合作探讨】(1)从题中的y t 图象中能直接读出哪些信息? 提示:振幅、周期、A 质点的起振时间. (2)计算波速有哪两个公式? 提示:v =λT ,v =xtAB 由于以波源开始振动为计时起点,因此波传到A 点需要的时间由题图可以看出为3 s ,已知O 、A 两点平衡位置的距离为0.9 m ,根据v =xt可求得波的传播速度为0.3 m/s ,再根据波长公式λ=vT 可求得波长为1.2 m ,因此选项A 正确,选项C 错误;由于A 点开始振动的方向沿着y 轴正方向,因此波源的起振方向也是沿着y 轴正方向,故选项B 正确;质点A 在t =4 s 时处在最大位移处,因此动能最小,所以选项D 错误.波的传播方向与质点振动方向的互判方法1.(多选)(2016·全国丙卷)由波源S 形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播.波源振动的频率为20 Hz ,波速为16 m/s.已知介质中P 、Q 两质点位于波源S 的两侧,且P 、Q 和S 的平衡位置在一条直线上,P 、Q 的平衡位置到S 的平衡位置之间的距离分别为15.8 m 、14.6 m .P 、Q 开始振动后,下列判断正确的是( ) 【导学号:】A .P 、Q 两质点运动的方向始终相同B .P 、Q 两质点运动的方向始终相反C .当S 恰好通过平衡位置时,P 、Q 两点也正好通过平衡位置D .当S 恰好通过平衡位置向上运动时,P 在波峰E .当S 恰好通过平衡位置向下运动时,Q 在波峰BDE 简谐横波的波长λ=v f =1620m =0.8 m .P 、Q 两质点距离波源S 的距离PS =15.8 m=19λ+34λ,SQ =14.6 m =18λ+14λ.因此P 、Q 两质点运动的方向始终相反,说法A 错误,说法B 正确.当S 恰好通过平衡位置向上运动时,P 在波峰的位置,Q 在波谷的位置.当S 恰好通过平衡位置向下运动时,P 在波谷的位置,Q 在波峰的位置.说法C 错误,说法D 、E 正确.2.(多选)如图1225所示为一列简谐横波在t 1=0.7 s 时刻的波形,波自右向左传播.从该时刻开始到t 2=1.4 s 时,P 点刚好第二次到达波峰,则以下判断中正确的是( )图1225A .该波的传播速度为0.1 m/sB .在t 0=0时刻,质点C 向上运动 C .在t 3=1.6 s 末,Q 点第一次出现波峰D .在t 1到t 4=1.9 s 过程中,Q 点通过的路程为0.2 mACD 设波传播的周期为T ,由题图可知,P 点经过74T 时间第二次到达波峰位置,所以74T =0.7 s ,解得T =0.4 s ,波速v =λT=0.1 m/s ,选项A 正确;在t 0=0时刻,C 点处于波峰位置,选项B 错误;波峰A 传播到Q 需要的时间Δt =Δx v =0.09 m0.1 m/s =0.9 s ,选项C 正确;经Δt 1=Δx 1v =0.08 m0.1 m/s =0.8 s ,Q 点开始振动,t 4=1.9 s 时Q 已振动了0.4 s ,通过路程s =4A =4×0.05 m=0.2 m ,选项D 正确.[核心精讲]两种图象的比较(2015·天津高考)图1226甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,a 、b 两质点的横坐标分别为x a =2 m 和x b =6 m ,图乙为质点b 从该时刻开始计时的振动图象.下列说法正确的是( )甲 乙图1226A .该波沿+x 方向传播,波速为1 m/sB .质点a 经4 s 振动的路程为4 mC .此时刻质点a 的速度沿+y 方向D .质点a 在t =2 s 时速度为零D 由题图乙可知,简谐横波的周期T =8 s ,且t =0时质点b 沿+y 方向运动,根据振动和波动的关系,波沿-x 方向传播,质点a 沿-y 方向运动,选项A 、C 错误;质点a 经过4 s 振动的路程s =tT·4A =1 m ,选项B 错误;质点a 在t =2 s 时,处于负向最大位移处,速度为零,选项D 正确.“一分、一看、二找”巧解波动图象与振动图象的综合类问题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.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.[题组通关]3.(多选)(2014·全国卷Ⅰ)图1227(a)为一列简谐横波在t =2 s 时的波形图,图(b)为媒质中平衡位置在x =1.5 m 处的质点的振动图象,P 是平衡位置为x =2 m 的质点.下列说法正确的是( ) 【导学号:】图1227A .波速为0.5 m/sB .波的传播方向向右C .0~2 s 时间内,P 运动的路程为8 cmD .0~2 s 时间内,P 向y 轴正方向运动E .当t =7 s 时,P 恰好回到平衡位置ACE 由题图(a)读出波长λ=2.0 m ,由题图(b)读出周期T =4 s ,则v =λT=0.5 m/s ,选项A 正确;题图(a)是t =2 s 时的波形图,题图(b)是x =1.5 m 处质点的振动图象,所以该质点在t =2 s 时向下振动,所以波向左传播,选项B 错误;在0~2 s 内质点P 由波峰向波谷振动,通过的路程s =2A =8 cm ,选项C 正确,选项D 错误;t =7 s 时,P 点振动了74个周期,所以这时P 点位置与t =34T =3 s 时位置相同,即在平衡位置,所以选项E 正确.4.(多选)如图1228所示,甲为一列沿x 轴传播的简谐波在t =0.1 s 时刻的波形图象,乙表示该波在传播介质中x =2 m 处的质点a 从t =0时起的振动图象.则( )甲 乙图1228A .该波的周期是0.10 sB .该波沿x 轴负方向传播C .t =0.05 s 时,质点a 在负的最大位移处D .从t =0.10 s 到t =0.25 s ,质点a 通过的路程为40 cmBC 由乙图知,质点的振动周期为T =0.2 s ,A 错误;由乙图知,t =0.1 s 时,质点a 向上运动,在甲图上,由波形的平移可知,该波沿x 轴负方向传播,B 正确;由乙图知,质点a 在t =0.05 s 处于负的最大位移处,C 正确;从t =0.10 s 到t =0.25 s ,质点a 振动了t =0.25-0.10.2T =34T ,通过的路程为3A =3×0.2 m=60 cm ,D 错误.[师生共研](多选)如图1229所示,a 、b 是一列横波上的两个质点,它们在x 轴上的距离Δx =30 m ,波沿x 轴正方向传播,当a 振动到最高点时b 恰好经过平衡位置,经过3 s ,波传播了30 m ,并且a 经过平衡位置,b 恰好到达最高点,下列说法正确的是( )图1229A .这列波的速度一定是10 m/sB .这列波的周期可能是0.8 sC .这列波的周期可能是3 sD .这列波的波长可能是24 mABD 波速v =Δx Δt =303m/s =10 m/s ,A 对;波长的通式为对①式k =1时λ=24 m ,D 对;由②式知周期T =λv =124k +3(k =0,1,2,3…),当k =3时T =0.8 s ,B 对;由①式知T =λv =124k +1(k =0,1,2,3…),C 错.1.造成波动问题多解的主要因素 (1)周期性①时间周期性:时间间隔Δt 与周期T 的关系不明确; ②空间周期性:波传播距离Δx 与波长λ的关系不明确. (2)双向性①传播方向双向性:波的传播方向不确定; ②振动方向双向性:质点振动方向不确定. 2.解决波的多解问题的思路一般采用从特殊到一般的思维方法,即找出一个周期内满足条件的关系Δt 或Δx ,若此关系为时间,则t =nT +Δt (n =0,1,2…);若此关系为距离,则x =n λ+Δx (n =0,1,2…).[题组通关]5.(多选)一列简谐横波沿x 轴正方向传播,在x =12 m 处的质点的振动图线如图12210甲所示,在x =18 m 处的质点的振动图线如图乙所示.下列说法正确的是( )【导学号:】图12210A .该波的周期为12 sB .x =12 m 处的质点在平衡位置向上振动时,x =18 m 处的质点在波峰C .在0~4 s 内x =12 m 处和x =18 m 处的质点通过的路程均为6 cmD .该波的波长可能为8 mABD 根据图甲,该波的周期为12 s ,选项A 正确;根据图甲和图乙,x =12 m 处的质点在平衡位置向上振动时,x =18 m 处的质点在波峰,选项B 正确;x =18 m 处质点的振动方程为y =4sin π6t ,在0~4 s 内质点通过的路程为(8-23)cm ,选项C 错误;根据⎝ ⎛⎭⎪⎫n +34λ=6 m ,当n =0时,λ=8 m ,选项D 正确.6.(多选)一列简谐横波沿x 轴传播,x =0与x =1 m 处两质点的振动图线分别如图12211中实线与虚线所示,由此可以得出( )图12211A .波长一定是4 mB .周期一定是4 sC .最大波速一定是1 m/sD .波的传播速度可能是0.125 m/sBC 根据图象可得,该波的周期为T =4 s ,选项B 正确;两质点之间距离为x =1 m ,则波向x 轴正向传播时有⎝ ⎛⎭⎪⎫14+n λ=1 m(n 为自然数),当波向x 轴负向传播时有⎝ ⎛⎭⎪⎫n +34λ=1 m(n 为自然数),可得波长的最大值为4 m ,最大波速v =λT=1 m/s ,选项A 错误,选项C正确;波速v =14n +1 m/s 或v =14n +3m/s ,无论n 取何值,都不能使波速为0.125 m/s ,选项D 错误.[核心精讲]1.波的干涉现象中加强点、减弱点的两种判断方法(1)公式法:某质点的振动是加强还是减弱,取决于该点到两相干波源的距离之差Δr . ①当两波源振动步调一致时.若Δr =n λ(n =0,1,2,…),则振动加强; 若Δr =(2n +1)λ2(n =0,1,2,…),则振动减弱.②当两波源振动步调相反时.若Δr =(2n +1)λ2(n =0,1,2,…),则振动加强;若Δr =n λ(n =0,1,2…),则振动减弱.(2)图象法:在某时刻波的干涉的波形图上,波峰与波峰(或波谷与波谷)的交点,一定是加强点,而波峰与波谷的交点一定是减弱点,各加强点或减弱点各自连接而成以两波源为中心向外辐射的连线,形成加强线和减弱线.两种线互相间隔,加强点与减弱点之间各质点的振幅介于加强点与减弱点的振幅之间.2.多普勒效应的成因分析(1)接收频率:观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数.当波以速度v 通过观察者时,时间t 内通过的完全波的个数为N =vtλ.(2)当波源与观察者相互靠近时,观察者接收到的频率变大;当波源与观察者相互远离时,观察者接收到的频率变小.[题组通关]7.利用发波水槽得到的水面波形如图12212甲、乙所示,则( )图12212A .图甲、乙均显示了波的干涉现象B .图甲、乙均显示了波的衍射现象C .图甲显示了波的干涉现象,图乙显示了波的衍射现象D .图甲显示了波的衍射现象,图乙显示了波的干涉现象D 甲图中水波通过小孔的现象是波的衍射现象,乙图中是两列水波相遇发生干涉形成的条纹,故选项D 正确.8.如图12213所示为两列相干水波在t =0时刻的叠加情况,其中实线表示波峰,虚线表示波谷.若两列波的振幅均保持5 cm 不变,波速和波长分别为1 m/s 和0.5 m ,C 点是BD 连线的中点.则下列说法正确的是( )【导学号:】图12213A .A 、D 点振动始终加强,B 点振动始终减弱 B .C 点始终保持静止不动C .t =0时刻,A 、B 两点的竖直高度差为10 cmD .在t =0至t =0.25 s 的时间内,B 点通过的路程为20 cmD A 、B 、C 、D 点振动始终加强,选项A 、B 错误;t =0时刻,A 、B 两点的竖直高度差为20 cm ,选项C 错误;波动周期T =λv=0.5 s ,在t =0至t =0.25 s 的时间内,B 点通过的路程为20 cm ,选项D 正确.9.如图12214所示,向左匀速运动的小车发出频率为f 的声波,车左侧A 处的静止的人感受到的声波的频率为f 1,车右侧B 处的静止的人感受到的声波的频率为f 2,则( )图12214A .f 1<f ,f 2<fB .f 1<f ,f 2>fC .f 1>f ,f 2>fD .f 1>f ,f 2<fD 波源朝向观察者运动时,观测频率大于静止的观测频率,波源远离观察者运动时,观测频率小于静止的观测频率,D 正确.。
近年届高考物理一轮复习第12章机械振动与机械波、光、电磁波与相对论1第一节机械振动随堂检测巩固落实
(浙江专版)2019届高考物理一轮复习第12章机械振动与机械波、光、电磁波与相对论1 第一节机械振动随堂检测巩固落实新人教版编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望((浙江专版)2019届高考物理一轮复习第12章机械振动与机械波、光、电磁波与相对论1 第一节机械振动随堂检测巩固落实新人教版)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为(浙江专版)2019届高考物理一轮复习第12章机械振动与机械波、光、电磁波与相对论1 第一节机械振动随堂检测巩固落实新人教版的全部内容。
1 第一节机械振动1.下列说法正确的是( )A.摆钟走时快了必须调短摆长,才可能使其走时准确B.挑水时为了防止水从桶中荡出,可以加快或减慢走路的步频C.在连续均匀的海浪冲击下,停在海面的小船上下振动,是共振现象D.部队要便步通过桥梁,是为了防止桥梁发生共振而坍塌解析:选BD.摆钟走时快了,说明摆钟的周期变小了,根据T=2π错误!可知增大摆长L 可以增大摆钟的周期,A错误;挑水时为了防止水从桶中荡出,可以改变走路的步频,B正确;在连续均匀的海浪冲击下,停在海面的小船上下振动,是受迫振动,C错误;部队便步通过桥梁,不能产生较强的驱动力,就避免桥梁发生共振现象,故D正确.2.一位游客在千岛湖边欲乘坐游船,当日风浪很大,游船上下浮动.可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动,振幅为20 cm,周期为3.0 s.当船上升到最高点时,甲板刚好与码头地面平齐.地面与甲板的高度差不超过10 cm时,游客能舒服地登船.在一个周期内,游客能舒服登船的时间是( )A.0.5 s B.0.75 sC.1.0 s D.1.5 s解析:选C.由振动周期T=3.0 s、ω=错误!、A=20 cm知,游船做简谐运动的振动方程x=A sin ωt=20sin 错误!t(cm).在一个周期内,当x=10 cm时,解得t1=0.25 s,t2=1.25 s.游客能舒服登船的时间Δt=t2-t1=1.0 s,选项C正确,选项A、B、D错误.3.甲、乙两弹簧振子,振动图象如图所示,则可知( )A.两弹簧振子完全相同B.两弹簧振子所受回复力最大值之比F甲∶F乙=2∶1C.振子甲速度为零时,振子乙速度最大D.两振子的振动频率之比f甲∶f乙=1∶2解析:选CD.从图象中可以看出,两弹簧振子周期之比T甲∶T乙=2∶1,得频率之比f甲∶f=1∶2,D选项正确;弹簧振子周期与振子质量、弹簧劲度系数k有关,周期不同,说明两弹簧乙振子不同,A错误;由于弹簧的劲度系数k不一定相同,所以两振子所受回复力(F=-kx)的最大值之比F甲∶F乙不一定为2∶1,所以B错误;由简谐运动的特点可知,在振子到达平衡位置时位移为零,速度最大;在振子到达最大位移处时,速度为零,从图象中可以看出,在振子甲到达最大位移处时,振子乙恰好到达平衡位置,所以C正确.4.有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室,各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长l的关系”,他们通过校园网交换实验数据,并由计算机绘制了T2-l图象,如图甲所示,去北大的同学所测实验结果对应的图线是________(选填“A”或“B”).另外,在南大做探究的同学还利用计算机绘制了a、b两个摆球的振动图象(如图乙所示),由图可知,两单摆摆长之比错误!=________.在t=1 s时,b球振动的方向是__________.解析:由单摆的周期公式T=2π错误!得:T2=错误!l,即图象的斜率k=错误!,重力加速度越大,斜率越小,我们知道北京的重力加速度比南京的大,所以去北大的同学所测实验结果对应的图线是B;从题图乙可以得出T b=1.5T a,由T=2π错误!知,两单摆摆长之比错误!=错误!;从题图乙可以看出,t=1 s时b球正在向负最大位移处运动,所以b球的振动方向沿y 轴负方向.答案:B错误!沿y轴负方向w。
2018-2019高考物理(通用版)一轮复习课件:第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 第1课时
3.6 个规律 (1)简谐运动的规律 (2)受迫振动的规律 律 (4)光的折射定律 (5)全反射的条件 (6)光的波动规律
8.波的衍射没有条件,但明显的衍射有 条件 9.当入射角达到临界角时,折射光线的 10.同一介质的折射率也与光的颜色有 关 11.光的干涉条纹、衍射条纹的区别 12.自然光与偏振光的不同
考点 1| 简谐振动的规律 1.简谐运动
平衡位置 (1)定义:物体在跟位移大小成正比并且总是指向________ 的回复力作用下
的振动.
回复力 (2)平衡位置:物体在振动过程中______ 为零的位置.
(3)回复力 ①定义:使物体返回到平衡位置 ________的力.
平衡位置 ②方向:总是指向________ . 效果 合力 ③来源:属于____ 力,可以是某一个力,也可以是几个力的____ 或某个力 分力 的____ .
(4)简谐运动的特征
-kx ①动力学特征:F 回=____ .
②运动学特征:x、v、a 均按正弦或余弦规律发生周期性变化(注意 v、a 的 变化趋势相反). ③能量特征:系统的机械能守恒,振幅 A 不变.
2.简谐运动的两种模型 模型 弹簧振子 单摆
示意图
(1)弹簧质量可忽略 简谐运动条件 (2)无摩擦等阻力 (3)在弹簧弹性限度内 回复力 弹簧的弹力 ____提供
简谐运动、回复力、共振、称特征和能量特征 机械波、横波、纵波、波 2.振动和波动图象信息 率、全反射. 以平衡位置为起点的
的干涉、波的衍射、折射 3. 简谐运动中的位移均是 3. 机械波和机械振动的综
4. 机械波的频率由波源决 2.7 个公式 定,与介质无关 4.光的折射、折射定律 x = Asin(ωt + φ) 、 T = 2 π 5. 机械波传播时 , 波的频
(浙江专版)2019届高考物理一轮复习第12章机械振动与机械波、光、电磁波与相对论4第四节光的波动性课件新
第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论
解析:选 AC.由于在凸透镜和平板玻璃之间的空气形成薄 膜,所以形成相干光的反射面是凸透镜的下表面和平板玻璃 的上表面,故 A 正确,B 错误.由于凸透镜的下表面是圆弧 面,所以形成的薄膜厚度不是均匀变化的,形成不等间距的 干涉条纹,故 C 正确,D 错误.
栏目 导引
第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论
A.P 点接收到的干涉信号先变强 B.P 点接收到的干涉信号先变弱 C.干涉条纹间距发生改变 D.干涉条纹间距不变
栏目 导引
第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论
[解析] 从 S 射出的光被 S1、S2 分成两束相干光,某时刻光 屏上 P 点到 S1、S2 的距离相等,所以该时刻 P 点为干涉加强 点,信号最强,且在光屏上以 P 为中心向两边形成强弱相间 的信号,当 S2 向上远离 S1 时,P 点到 S1、S2 的距离不相等, 则接收到的信号先变弱,故 B 正确,A 错误;由条纹间距公 式Δ x=dl λ 可知,d 变化,条纹间距也发生改变,故 C 正确, D 错误. [答案] BC
栏目 导引
第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论
3.双缝干涉:由同一光源发出的光经双缝后形成两束振动情 况总是_频__率___相__等__的相干光波,屏上某点到双缝的路程差是 __波__长__的__整__数__倍__处出现亮条纹;路程差是半波长的__奇__数__倍__ 处出现暗条纹.相邻的明条纹(或暗条纹)之间距离Δ x 与波长 λ、双缝间距 d 及屏到双缝距离 l 的关系为__Δ__x_=__dl_λ__. 4.薄膜干涉:利用薄膜(如肥皂液薄膜)__前__后__表__面__反射的光 相遇而形成的.图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应薄膜厚度 __相__同__.
高考物理一轮复习 第12章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 新人教版
人教版 ·高考总复习
路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
第十二章
机械振动与机械波 光 电磁波与相对论
1 高考导航 2 名师点拨
高考导航
最新考纲
1.简谐运动Ⅰ 2.简谐运动的公式和图 象Ⅱ 3.单摆、周期公式Ⅰ 4.受迫振动和共振Ⅰ 5.机械波Ⅰ 6.横波和纵波Ⅰ 7.横波的图象Ⅱ 8.波速、波长和频率(周 期)的关系Ⅱ 9.波的干涉和衍射现象 Ⅰ
最新考纲
考向瞭望
10.变化的磁场产生电 场、变化的电场产生 磁场、电磁波及其传播Ⅰ 11.电磁波的产生、发射 和接收Ⅰ 12.电磁波谱Ⅰ 13.狭义相对论的基本假 设Ⅰ 14.质速关系、质能关系
Ⅰ 15.相对论质能关系式Ⅰ
7.波的干涉、衍射现象的分析和应 用 8.麦克斯韦电磁场理论,电磁波的 传播问题 9.电磁波的产生、发射和接收过程 的了解 10.电磁波谱的分析和应用 11.相对论初步知识的了解 12.光的折射现象及折射率的应用 1涉和衍射、超声波是高考常考的知识点,可能为选 择题,也可能为计算题,难度中等或偏易。
光常考查的知识点是光的折射定律、折射率、全反射,试 题可能为选择题,也可能为计算题,选择题难度中等,计算题 难度中等或偏难。
考查光的干涉、衍射和偏振的试题可能为选择题,也可能 为填空题、计算题,难度中等。
考查电磁波的试题一般为选择题,难度中等或偏易。 高考考查相对论的试题难度不大,一般为选择题。
最新考纲
16.光的折射定律Ⅱ 17.折射率Ⅰ 18.全反射、光导纤维Ⅰ 19.光的干涉、衍射和偏 振现象Ⅰ
考向瞭望
14.棱镜及光导纤维问题 15.光的干涉、衍射现象及条件 16.实验:测定玻璃的折射率 17.实验:用双缝干涉测量光的 波长
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
1 第一节 机械振动(建议用时:60分钟)一、选择题1.一个质点在平衡位置O 点附近做机械振动.若从O 点开始计时,经过3 s 质点第一次经过M 点(如图所示);再继续运动,又经过2 s 它第二次经过M 点;则该质点第三次经过M 点还需要的时间是( )A .8 sB .4 sC .14 sD .103s解析:选CD .设题图中a 、b 两点为质点振动过程的最大位移处,若在开始计时时刻,质点从O 点向右运动,O →M 过程历时3 s ,M →b →M 运动过程历时2 s ,显然,T4=4 s ,T=16 s .质点第三次经过M 点还需要的时间Δt 3=T -2 s =(16-2) s =14 s ,故选项C 正确.若在开始计时时刻,质点从O 点向左运动,O →a →O →M 运动过程历时3 s ,M →b →M 运动过程历时2 s ,显然,T 2+T 4=4 s ,T =163s .质点第三次经过M 点还需要的时间Δt ′3=T-2 s =⎝ ⎛⎭⎪⎫163-2 s =103 s ,故选项D 正确. 2.如图所示,曲轴上挂一个弹簧振子,转动摇把,曲轴可带动弹簧振子上下振动.开始时不转动摇把,让振子自由振动,测得其频率为2 Hz .现匀速转动摇把,转速为240 r/min .则( )A .当振子稳定振动时,它的振动周期是0.5 sB .当振子稳定振动时,它的振动频率是4 HzC .当转速增大时,弹簧振子的振幅增大D .当转速减小时,弹簧振子的振幅增大解析:选BD .摇把匀速转动的频率f =n =24060 Hz =4 Hz ,周期T =1f =0.25 s ,当振子稳定振动时,它的振动周期及频率均与驱动力的周期及频率相等,A 错误,B 正确.当转速减小时,其频率将更接近振子的固有频率2 Hz ,弹簧振子的振幅将增大,C 错误,D 正确.3.在科学研究中,科学家常将未知现象同已知现象进行比较,找出其共同点,进一步推测未知现象的特性和规律.法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时,曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系.已知单摆摆长为l ,引力常量为G ,地球质量为M ,摆球到地心的距离为r ,则单摆振动周期T 与距离r 的关系式为( )A .T =2πr GM lB .T =2πr l GMC .T =2πrGM lD .T =2πlr GM解析:选B .考虑单摆的周期公式与万有引力定律.根据单摆周期公式T =2πl g和GM =gr 2可得T =2πlGM r 2=2πr lGM,故选项B 正确. 4.如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象,下列说法中正确的是( ) A .甲、乙两单摆的摆长相等 B .甲摆的振幅比乙摆大 C .甲摆的机械能比乙摆大 D .甲摆的周期比乙摆大解析:选AB .可从题图上看出甲摆振幅大,B 正确.由题图知两摆周期相等,则摆长相等,因两摆球质量关系不明确,无法比较它们的机械能的大小,A 正确,C 、D 错误.5.平衡位置处于坐标原点的波源S 在y 轴上振动,产生频率为50 Hz 的简谐横波向x 轴正、负两个方向传播,波速均为100 m/s .平衡位置在x 轴上的P 、Q 两个质点随波源振动着,P 、Q 的x 轴坐标分别为x P =3.5 m 、x Q =-3 m .当S 位移为负且向-y 方向运动时,P 、Q 两质点的( )A .位移方向相同、速度方向相反B .位移方向相同、速度方向相同C .位移方向相反、速度方向相反D .位移方向相反、速度方向相同解析:选D .由题意可知,此波的波长为λ=v f =10050 m =2 m ,x P =3.5 m =λ+34λ,当波源位移为负且向-y 方向运动时,P 质点位移为负,速度沿+y 方向;|x Q |=3 m =λ+λ2,故Q 质点位移为正,速度沿+y 方向,故D 正确.6.如图,a 、b 、c 、d 是均匀介质中x 轴上的四个质点,相邻两点的间距依次为2 m 、4 m 和6 m .一列简谐横波以2 m/s 的波速沿x 轴正向传播,在t =0时刻到达质点a 处,质点a 由平衡位置开始竖直向下运动,t =3 s 时a 第一次到达最高点.下列说法正确的是( )A .在t =6 s 时刻波恰好传到质点d 处B .在t =5 s 时刻质点c 恰好到达最高点C .质点b 开始振动后,其振动周期为4 sD .在4 s<t <6 s 的时间间隔内质点c 向上运动解析:选ACD .由波的传播知t =6 s 时波传播的距离s =vt =2×6 m=12 m ,即传到d 点,选项A 正确;t =0时a 由平衡位置开始向下振动,t =3 s 时第一次到达最高点,则34T=3 s ,得T =4 s ;各质点振动周期相同,选项C 正确;波传到c 点所需时间t =s v =62s =3s ,此时c 点由平衡位置开始向下振动,1 s 后到达最低点,所以4 s<t <6 s 内质点c 向上运动,选项D 正确.5 s 时c 点正在平衡位置,选项B 错误.7.如图甲所示为以O 点为平衡位置,在A 、B 两点间做简谐运动的弹簧振子,图乙为这个弹簧振子的振动图象,由图可知下列说法中正确的是( )A .在t =0.2 s 时,弹簧振子的加速度为正向最大B .在t =0.1 s 与t =0.3 s 两个时刻,弹簧振子在同一位置C .从t =0到t =0.2 s 时间内,弹簧振子做加速度增大的减速运动D .在t =0.6 s 时,弹簧振子有最小的弹性势能解析:选BC .t =0.2 s 时,弹簧振子的位移为正向最大值,而弹簧振子的加速度与位移大小成正比,方向与位移方向相反,A 错误;在t =0.1 s 与t =0.3 s 两个时刻,弹簧振子的位移相同,B 正确;从t =0到t =0.2 s 时间内,弹簧振子从平衡位置向最大位移处运动,位移逐渐增大,加速度逐渐增大,加速度方向与速度方向相反,弹簧振子做加速度增大的减速运动,C 正确;在t =0.6 s 时,弹簧振子的位移为负向最大值,即弹簧的形变量最大,弹簧振子的弹性势能最大,D 错误.8.如图所示,把能在绝缘光滑水平面上做简谐运动的弹簧振子放在水平向右的匀强电场中,小球在O 点时,弹簧处于原长,A 、B 为关于O 对称的两个位置,现在使小球带上负电,并让小球从B 点静止释放,那么下列说法不正确的是( )A .小球仍然能在A 、B 间做简谐运动,O 点是其平衡位置 B .小球从B 运动到A 的过程中,动能一定先增大后减小C .小球仍然能做简谐运动,但其平衡位置不在O 点D .小球不可能再做简谐运动解析:选ABD .小球在匀强电场中受到水平向左的电场力,设该电场力大小为F 0,小球合力为零的位置应该在O 点左侧,设为O 1,设O 1、O 点的间距为x 0,弹簧劲度系数为k ,则F 0=kx 0;取水平向右为正方向,当小球从O 1点向右运动的位移为x 时,回复力F =-F 0+k (x 0-x )=-kx ,所以小球会以O 1点为平衡位置做简谐运动,选项A 、D 错误,C 正确;因为不知道A 点与平衡位置O 1点的位置关系,所以不能确定小球从B 运动到A 的过程中,动能如何变化,选项B 错误.二、非选择题9.(2018·江苏六校联考)两列简谐横波a 、b 在同一种均匀介质中沿x 轴传播,a 波周期为0.5 s .某时刻,两列波的波峰正好在x P =3.0 m 处的P 点重合,如图所示,则b 波的周期为T b =________s ,该时刻,离P 点最近的波峰重叠点到P 点的距离是________m .解析:两列简谐横波a 、b 在同一种均匀介质中沿x 轴传播,速度相同.a 波波长为3.0 m ,则波速v =λa T a=6 m/s ,b 波波长为4.8 m ,由v =λ/T 可得,b 波的周期为T b =0.8 s .两波长的最小公倍数为24 m ,所以该时刻,离P 点最近的波峰重叠点到P 点的距离是24.0 m .答案:见解析 10.甲用单摆测定重力加速度的实验装置如图甲所示.(1)组装单摆时,应在下列器材中选用________(选填选项前的字母).A.长度为1 m左右的细线B.长度为30 cm左右的细线C.直径为1.8 cm的塑料球D.直径为1.8 cm的铁球(2)测出悬点O到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t,则重力加速度g=__________(用L、n、t表示).(3)下表是某同学记录的3组实验数据,并做了部分计算处理.乙(4)用多组实验数据作出T2-L图象,也可以求出重力加速度g.已知三位同学作出的T2-L图线的示意图如图乙中的a、b、c所示,其中a和b平行,b和c都过原点,图线b 对应的g值最接近当地重力加速度的值.则相对于图线b,下列分析正确的是________(选填选项前的字母).A.出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长LB.出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次C.图线c对应的g值小于图线b对应的g值丙(5)某同学在家里测重力加速度.他找到细线和铁锁,制成一个单摆,如图丙所示,由于家里只有一根量程为0~30 cm 的刻度尺,于是他在细线上的A 点做了一个标记,使得悬点O 到A 点间的细线长度小于刻度尺量程.保持该标记以下的细线长度不变,通过改变O 、A 间细线长度以改变摆长.实验中,当O 、A 间细线的长度分别为l 1、l 2时,测得相应单摆的周期为T 1、T 2.由此可得重力加速度g =________(用l 1、l 2、T 1、T 2表示).解析:(1)组装单摆时,应选用1 m 左右的细线,摆球应选择体积小、密度大的球,选项A 、D 正确.(2)单摆的振动周期T =tn. 根据T =2πL g ,得g =4π2L T 2=4π2n 2L t 2. (3)T 3=t 350=2.01 s .根据T =2πL g ,得g =4π2L T2≈9.76 m/s 2. (4)根据T =2πL g ,得T 2=4π2gL ,即当L =0时,T 2=0.出现图线a 的原因是计算摆长时过短,误将悬点O 到小球上端的距离记为摆长,选项A 错误;对于图线c ,其斜率k 变小了,根据k =T 2L,可能是T 变小了或L 变大了.选项B 中误将49次全振动记为50次,则周期T 变小,选项B 正确;由4π2g =k 得g =4π2k,则k 变小,重力加速度g 变大,选项C错误.(5)设A 点到铁锁重心的距离为l 0.根据单摆的周期公式T =2πLg,得T 1=2π l 1+l 0g ,T 2=2π l 2+l 0g .联立以上两式,解得重力加速度g =4π2(l 1-l 2)T 21-T 22. 答案:(1)AD (2)4π2n 2Lt2(3)2.01 9.76 (4)B (5)4π2(l 1-l 2)T 21-T 2211.(2018·扬州市高三调研测试)如图所示是探究单摆共振条件时得到的图象,它表示振幅跟驱动力频率之间的关系,求:(1)这个单摆的摆长是多少;(取g =10 m/s 2,π2≈10)(2)如果摆长变长一些,画出来的图象的高峰将向哪个方向移动. 解析:(1)从共振曲线知,单摆的固有周期T =1f 固=10.5s =2 s 由T =2πl g 得l =gT 24π2=1 m . (2)若摆长变长一些,则由周期公式T =2πlg可知,单摆周期增大,固有频率变小,因此图象的高峰将向原点方向移动.答案:见解析。