高考物理二輪復習 第2部分 考前回扣篇 倒計時第2天 機械振動和機械波 光 電磁波檢測（選修3-4）-人教版高三選修3-4物理試題

倒計時第2天選修34機械振動和機械波光電磁波A主干回顧 B精要檢索一、機械振動和機械波1簡諧運動的公式和圖象(1)描述振動的物理量振幅：振動物體離開平衡位置的最大距離，用A表示周期：做簡諧運動的物體完成一次全振動所需要的時間，用T表示頻率：單位時間內完成全振動的次數(shù)，用f表示周期和頻率都是描述振動快慢的物理量，其關系為T.(2)簡諧運動：物體所受的力跟偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總指向平衡位置的振動動力學特征：Fkx.簡諧運動的表達式為xAsin.(3)簡諧運動的圖象簡諧運動的圖象是正弦或余弦函數(shù)曲線圖象的應用：可直接讀取振幅、周期、各時刻的位移判定各時刻回復力、加速度及速度的方向判定某段時間內位移、回復力、加速度、速度、動能、勢能的變化情況2單擺、單擺的周期公式在偏角很小(5°)的情況下，單擺做簡諧運動(1)單擺的周期公式T2.公式中l(wèi)為單擺的等效擺長，是指懸點到擺球球心的距離(2)由周期公式可知，單擺的振動周期與擺球質量m和振幅A無關，只與擺長l和當?shù)氐闹亓铀俣扔嘘P(3)單擺的回復力是重力沿圓弧切線方向的分力3受迫振動和共振(1)物體在外界驅動力(能夠使物體發(fā)生振動的周期性外力)作用下的振動叫做受迫振動(2)物體做受迫振動時，振動穩(wěn)定后的頻率等于驅動力的頻率，跟物體的固有頻率無關(3)驅動力的頻率接近物體的固有頻率時，受迫振動的振幅最大的現(xiàn)象叫做共振4機械波(1)機械波的分類：橫波和縱波橫波是質點振動方向與波的傳播方向垂直，縱波是質點振動方向與波的傳播方向在同一直線上(2)機械波的特點對理想的簡諧波，各質點振幅相同各質點的振動周期都與波源的振動周期相同離波源越遠的質點，振動越滯后各質點只在各自的平衡位置附近振動，并不沿波的傳播方向遷移機械波向前傳播的是運動形式，也是傳播能量和傳遞信息的方式5波速、波長和頻率(周期)的關系波速與波長、周期(頻率)的關系：vf.(1)周期和頻率只與波源有關，波在傳播過程中周期和頻率不變(2)波速只與介質有關，在同一種均勻介質中，波速是一個定值，與波源無關(3)波長既與波源有關又與介質有關6波的干涉和衍射現(xiàn)象(1)產(chǎn)生干涉的條件：兩列波的頻率相等現(xiàn)象：兩列波相遇時，某些區(qū)域總是振動加強，某些區(qū)域總是振動減弱，且振動加強區(qū)和振動減弱區(qū)相互間隔(2)產(chǎn)生明顯衍射的條件：孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不大，或者比波長更小時，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象7多普勒效應：波源的頻率是不改變的，只是由于波源和觀察者之間有相對運動，觀察者感到頻率發(fā)生了變化靠近(或遠離)波源，頻率增大(或減小)二、電磁波1變化的電場產(chǎn)生磁場，變化的磁場產(chǎn)生電場，電磁波及其傳播(1)麥克斯韋電磁場理論：變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場(2)電磁波：變化的磁場和變化的電場交替產(chǎn)生，形成電磁場，電磁場由近及遠地向外傳播形成電磁波電磁波是橫波，電磁波在真空中的速度為c3×108 m/s.2電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射和接收(1)電磁波的產(chǎn)生：振蕩電路的特點采用開放電路、頻率足夠高(2)發(fā)射電磁信號需經(jīng)過調制過程，調制分調幅、調頻兩種(3)調諧：使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程解調：使聲音或圖像信號從高頻電流中還原出來的過程3電磁波譜電磁波按波長由長到短的排列順序為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、射線三、光1光的折射定律(1)折射定律：折射光線跟入射光線和法線在同一平面內，折射光線和入射光線分居在法線兩側，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比(2)在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的2折射率折射率：n，其中1為光在真空(空氣)中的入射角，2為光在介質中的折射角，c為光在真空中的傳播速度，v為光在介質中的傳播速度. 3全反射、光導纖維(1)全反射條件：光從光密介質射入光疏介質入射角大于等于臨界角(2)現(xiàn)象：折射光完全消失，只剩下反射光(3)臨界角：sin C，C為折射角等于90°時的入射角(4)應用光導纖維它由內芯和外套兩層組成，內芯的折射率比外套的折射率大，光傳播時在內芯與外套的界面上發(fā)生全反射4光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象(1)干涉現(xiàn)象：兩列相干光波相疊加，某些區(qū)域的光被加強，某些區(qū)域的光被減弱，且加強區(qū)與減弱區(qū)互相間隔的現(xiàn)象叫光的干涉現(xiàn)象干涉條件：兩光源發(fā)出的光頻率相同，相位差恒定雙縫干涉：條紋間距：x亮、暗條紋產(chǎn)生的條件：某點到雙縫的距離之差x(2)薄膜干涉 形成：由薄膜前后表面反射的光疊加而成(薄膜一般指肥皂膜或空氣膜等)條紋：彼此平行的明暗相間的條紋若白光入射，得到平行的彩色條紋應用：增透膜(其厚度應為光在薄膜中波長的四分之一)用于檢查工件表面的平整度(3)光的衍射光在傳播過程中遇到障礙物時，偏離原來的直線傳播路徑，繞到障礙物后面繼續(xù)傳播的現(xiàn)象叫光的衍射(4)光的偏振在與光波傳播方向垂直的平面內，光振動沿各個方向均勻分布的光叫自然光，光振動只沿著某個特定方向的光叫偏振光C考前熱身1(2016·揚州模擬)(1)下列說法中正確的是_A照相機、攝影機鏡頭表面涂有增透膜，利用了光的干涉原理B在光的雙縫干涉實驗中，若僅將入射光由綠光變?yōu)榧t光，則條紋間距變窄C太陽光是偏振光D相對論認為空間和時間與物體的運動狀態(tài)有關(2)某同學用插針法測半圓形玻璃磚的折射率，部分實驗步驟如下：圖1A將玻璃磚放置在固定于水平木板的白紙上，用鉛筆記錄玻璃磚直徑的兩個端點EF；B先取走玻璃磚，連接EF，作EF的中垂線MN交于EF于O點，取直線OQ，在OQ上豎直地插上大頭針P1、P2；C再將玻璃磚放回原位置，在圖中EF的下方透過玻璃磚觀察P1、P2；D為確定出射光線OR，至少還須插1枚大頭針P3，在插入第三個大頭針P3時，要使它_如圖1是某次實驗時在白紙上留下的痕跡，根據(jù)該圖可算得玻璃的折射率n_.(計算結果保留兩位有效數(shù)字)(3)如圖2所示是一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t0時刻的波形圖，已知波的傳播速度v2 m/s.圖2寫出x0.5 m處的質點做簡諧運動的表達式；求出x0.5 m處的質點在05.5 s內通過的路程【解析】(1)照相機、攝影機鏡頭表面涂有增透膜，是利用了光的干涉原理，A正確；在光的雙縫干涉實驗中，由x可知，僅入射光由綠光換為紅光，則條紋間距變寬，B錯誤；太陽光是自然光，C錯誤；相對論認為空間和時間與物體的運動速度有關，D正確(2)確定第三個大頭針P3的位置的方法是：使P3擋住P1、P2的像在OQ和OR上截取相同的長度OG和OH，過G和H作法線MN的垂線，垂足分別為I和J，用mm刻度尺測量出GI和HJ，則玻璃的折射率n1.7.(3)由波形圖可知，A5 cm2.0 m.則波的周期T1.0 sx0.5 m處的質點t0時的位移為A5 cm故x0.5 m處質點做簡諧運動的表達式y(tǒng)5cost cm5cos 2t cm.t5.5 s5.5T，故x0.5 m處質點振動的路程為4A×5.522A110 cm.【答案】(1)AD(2)擋住P1、P2的像1.7(1.51.9都算對)(3)y5cos 2t cm110 cm2(2016·無錫模擬)(1)下列關于圖3所示的圖象描述和判斷中正確的是_圖3A圖甲是多普勒效應的圖象，B處的觀察者接收到波的頻率大于波源發(fā)出的頻率B圖甲是多普勒效應的圖象，A處的觀察者接收到波的頻率大于波源發(fā)出的頻率C圖乙是受迫振動的振幅隨驅動力頻率變化的圖象，物體做受迫振動時頻率始終等于固有頻率D圖乙是受迫振動的振幅隨驅動力頻率變化的圖象，當驅動力的頻率等于固有頻率時振幅最大(2)如圖4甲所示，A、B兩人乘坐兩艘飛船分別以0.6c和0.8c的速度相向運動，分別向對方發(fā)射一列相干光波，設真空中光速為c，B觀察到A發(fā)出光波的速度為_，地面上的觀察者看到兩列光波相遇如圖乙所示，實線表示光波的波峰，則MN連線的中點F的振動_(選填“加強”、“減弱”或“不振動”)；圖4(3)光導纖維現(xiàn)已在通訊、醫(yī)療技術中大量使用，如圖5所示，一束光不論以多大的入射角射到光纖的ab面上，經(jīng)光纖傳導后都能從光纖的cd面射出，實現(xiàn)信息的傳遞，求光纖的折射率應滿足的條件圖5【解析】(1)波在同一種均勻介質中是勻速傳播的，由圖甲可知，波源在靠近B處，遠離A處，所以B處的觀察者接收到波的頻率大于波源發(fā)出的頻率，A處的觀察者接收到波的頻率小于波源發(fā)出的頻率，故選項A正確，選項B錯誤根據(jù)共振的條件知選項D正確、C錯誤(2)根據(jù)相對論光速不變原理可知，B觀察到A發(fā)出光波的速度為c，由于光速不變，因此兩列光的波峰到達F點時通過的距離相等，因此所用時間相等，即兩波峰同時到達F點，則中點F的振動為加強(3)由題意“光束不論以多大的入射角射到光纖的ab面上，經(jīng)光纖傳導后都能從光纖的cd面射出”可知，光束進入纖維后在ad、bc面上將發(fā)生全反射，作出光路示意圖如下圖所示，由折射定律有：n，顯然入射角i越大，折射角越大，光束達到ad面上時的入射角越小，要使能發(fā)生全反射，需滿足：C(其中C為臨界角)，即有sin 不妨設光束以最大入射角i90°入射至ab面，此時有：n由圖中幾何關系有：90°解得：n.【答案】(1)AD(2)c加強(3)n