2024年高考物理二輪復習第一部分第18講振動和波光學學案

PAGE20-第18講振動和波光學1．簡諧運動的對稱性．振動質(zhì)點在關(guān)于平衡位置對稱的兩點，x、F、a、v、Ek、Ep的大小均相等，其中回復力F、加速度a與位移x的方向相反，而v與x的方向可能相同，也可能相反．振動質(zhì)點來回通過相同的兩點間的時間相等，即tBC＝tCB.振動質(zhì)點通過關(guān)于平衡位置對稱的等長的兩線段的時間相等，即tBC＝tB′C′.如圖所示．2．簡諧運動的周期性．做簡諧運動的物體，其位移、回復力、加速度、速度都隨時間按“正弦”或“余弦”規(guī)律改變，它們的周期均相同．其位移隨時間改變的表達式為：x＝Asin(ωt＋φ)或x＝Acos(ωt＋φ)．3．振動圖象和波動圖象的物理意義不同．振動圖象反映的是一個質(zhì)點在各個時刻的位移，而波動圖象反映的是某時刻各質(zhì)點的位移．振動圖象隨時間推移圖象持續(xù)，但是已有的形態(tài)不變，而波動圖象隨時間推移圖象沿傳播方向平移．4．波的現(xiàn)象．(1)波的疊加、干涉、衍射、多普勒效應．(2)波的干涉．①必要條件：頻率相同．②設兩列波到某一點的波程差為Δr.若兩波源振動狀況完全相同，則eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(Δr＝nλn＝0，1，2，…，振動加強,Δr＝nλ＋\f(λ,2)n＝0，1，2，…，振動減弱))③加強區(qū)始終加強，減弱區(qū)始終減弱．加強區(qū)的振幅A＝A1＋A2，減弱區(qū)的振幅A＝|A1－A2|.④若兩波源的振動狀況相反，則加強區(qū)、減弱區(qū)的條件與上述相反．5．折射率與全反射．(1)折射率：光從真空射入某種介質(zhì)，入射角的正弦與折射角的正弦之比叫作介質(zhì)的折射率，公式為n＝eq\f(sinθ1,sinθ2).試驗和探討證明，某種介質(zhì)的折射率等于光在真空中的傳播速度c跟光在這種介質(zhì)中的傳播速度v之比，即n＝eq\f(c,v).(2)臨界角：折射角等于90°時的入射角，稱為臨界角．當光從折射率為n的某種介質(zhì)射向真空(空氣)時發(fā)生全反射的臨界角為C，則sinC＝eq\f(1,n).(3)全反射的條件：①光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)；②入射角大于或等于臨界角．6．光的干涉和衍射．(1)光的干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象證明白光的波動性，光的偏振現(xiàn)象說明光波為橫波．相鄰兩明條紋(或暗條紋)間的距離與波長成正比，即Δx＝eq\f(l,d)λ，利用雙縫干涉試驗可測量光的波長．(2)干涉和衍射的產(chǎn)生條件．①雙縫干涉產(chǎn)生亮、暗條紋的條件：屏上某點到雙縫的路程差等于波長的整數(shù)倍時，該點干涉加強，出現(xiàn)亮條紋；當路程差等于半波長的奇數(shù)倍時，該點干涉減弱，出現(xiàn)暗條紋．②發(fā)生明顯衍射的條件：障礙物或小孔的尺寸跟光的波長相差不多或比光的波長?。?．(2024·全國卷Ⅰ)(多選)在下列現(xiàn)象中，可以用多普勒效應說明的有()A．雷雨天看到閃電后，稍過一會兒才能聽到雷聲B．超聲波被血管中的血流反射后，探測器接收到的超聲波頻率發(fā)生改變C．視察者聽到遠去的列車發(fā)出的汽笛聲，音調(diào)會變低D．同一聲源發(fā)出的聲波，在空氣和水中傳播的速度不同E．天文學上視察到雙星(相距較近、均繞它們連線上某點做圓周運動的兩顆恒星)光譜隨時間的周期性改變解析：之所以不能同時視察到是因為聲音的傳播速度比光的傳播速度慢，所以A錯誤；超聲波與血液中的血小板等細胞發(fā)生反射時，由于血小板的運動會使得反射聲波的頻率發(fā)生改變，B正確；列車和人的位置相對改變了，所以聽得的聲音頻率發(fā)生了改變，所以C正確；波動傳播速度不一樣是由于波的波長不一樣導致的，D錯誤；雙星在周期性運動時，會使得到地球的距離發(fā)生周期性改變，故接收到的光頻率會發(fā)生改變，E正確．答案：BCE2.(2024·全國卷Ⅰ)一振動片以頻率f做簡諧振動時，固定在振動片上的兩根細桿同步周期性地觸動水面上a、b兩點，兩波源發(fā)出的波在水面上形成穩(wěn)定的干涉圖樣．c是水面上的一點，a、b、c間的距離均為l，如圖所示．已知除c點外，在ac連線上還有其他振幅極大的點，其中距c最近的點到c的距離為eq\f(3,8)l.求：(1)波的波長；(2)波的傳播速度．解析：(1)如圖，設距c點最近的振幅極大的點為d，a與d的距離為r1，b與d的距離為r2，d與c的距離為s，波長為λ.則r2－r1＝λ，①由幾何關(guān)系有r1＝l－s，②req\o\al(2,2)＝(r1sin60°)2＋(l－r1cos60°)2，③聯(lián)立①②③式并代入題給數(shù)據(jù)得λ＝eq\f(1,4)l.④(2)波的頻率為f，設波的傳播速度為v，有v＝fλ，⑤聯(lián)立④⑤式得v＝eq\f(fl,4).⑥答案：(1)eq\f(1,4)l(2)eq\f(1,4)fl3.(2024·全國卷Ⅱ)直角棱鏡的折射率n＝1.5，其橫截面如圖所示，圖中∠C＝90°，∠A＝30°.截面內(nèi)一細束與BC邊平行的光線，從棱鏡AB邊上的D點射入，經(jīng)折射后射到BC邊上．(1)光線在BC邊上是否會發(fā)生全反射？說明理由；(2)不考慮多次反射，求從AC邊射出光線與最初的入射光線夾角的正弦值．解析：(1)如圖，設光線在D點的入射角為i，折射角為r.折射光線射到BC邊上的E點．設光線在E點的入射角為θ，由幾何關(guān)系，有θ＝90°－(30°－r)>60°，①依據(jù)題給數(shù)據(jù)得sinθ>sin60°>eq\f(1,n)，②即θ大于全反射臨界角，因此光線在E點發(fā)生全反射．(2)設光線在AC邊上的F點射出棱鏡，光線的入射角為i′，折射角為r′，由幾何關(guān)系、反射定律及折射定律，有i＝30°，③i′＝90°－θ，④sini＝nsinr，⑤nsini′＝sinr′，⑥聯(lián)立①③④⑤⑥式并代入題給數(shù)據(jù)，得sinr′＝eq\f(2\r(2)－\r(3),4)，⑦由幾何關(guān)系，r′即AC邊射出的光線與最初的入射光線的夾角．答案：(1)光線在E點發(fā)生全反射(2)sinr′＝eq\f(2\r(2)－\r(3),4)考點一機械振動及其規(guī)律1．簡諧運動．(1)定義：假如質(zhì)點的位移與時間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動圖象(xt圖象)是一條正弦曲線，這樣的振動就叫作簡諧運動．(2)條件：假如質(zhì)點所受的力與它偏離平衡位置位移的大小成正比，并且總是指向平衡位置，質(zhì)點的運動就是簡諧運動．(3)平衡位置：物體在振動過程中回復力為零的位置．(4)回復力：使物體返回到平衡位置的力．①方向：總是指向平衡位置．②來源：屬于效果力，可以是某一個力，也可以是幾個力的合力或某個力的分力．2．簡諧運動的公式和圖象．(1)表達式．①動力學表達式：F＝－kx，其中“－”表示回復力與位移的方向相反．②運動學表達式：x＝Asin(ωt＋φ0)，其中A代表振幅，ω＝2πf代表簡諧運動的快慢，ωt＋φ0代表簡諧運動的相位，φ0叫作初相．(2)圖象．①從平衡位置起先計時，函數(shù)表達式為x＝Asinωt，圖象如圖甲所示．②從最大位移處起先計時，函數(shù)表達式為x＝Acosωt，圖象如圖乙所示．3．受迫振動和共振．(1)受迫振動．系統(tǒng)在驅(qū)動力作用下的振動．受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，而與系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)．物體做受迫振動的頻率肯定等于驅(qū)動力的頻率，但不肯定等于系統(tǒng)的固有頻率，固有頻率由系統(tǒng)本身確定．(2)共振．驅(qū)動力的頻率與系統(tǒng)的固有頻率相等時，受迫振動的振幅達到最大，這種現(xiàn)象叫作共振．共振曲線如圖所示．(2024·全國卷Ⅱ)用一個擺長為80.0cm的單擺做試驗，要求搖擺的最大角度小于5°，則起先時將擺球拉離平衡位置的距離應不超過__________cm(保留一位小數(shù))．(提示：單擺被拉開小角度的狀況下，所求的距離約等于擺球沿圓弧移動的路程．)某同學想設計一個新單擺，要求新單擺搖擺10個周期的時間與原單擺搖擺11個周期的時間相等．新單擺的擺長應當取為__________cm.解析：拉離平衡位置的距離x＝2π×80cm×eq\f(5°,360°)＝6.98cm，題中要求搖擺的最大角度小于5°，且保留1位小數(shù)，所以拉離平衡位置的不超過6.9cm；依據(jù)單擺周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))結(jié)合題意可知10T′＝11T，代入數(shù)據(jù)為10eq\r(L′)＝11eq\r(80cm)，解得新單擺的擺長為L′＝96.8cm.答案：6.996.8考向簡諧運動的規(guī)律1.如圖所示，一輕質(zhì)彈簧上端固定在天花板上，下端連接一物塊，物塊沿豎直方向以O點為中心點，在C、D之間做周期為T的簡諧運動．已知在t1時刻物塊的動量為p、動能為Ek.下列說法正確的是()A．假如在t2時刻物塊的動量也為p，則t2－t1的最小值為TB．假如在t2時刻物塊的動能也為Ek，則t2－t1的最小值為TC．當物塊通過O點時，其加速度最小D．物塊運動至C點時，其加速度最小解析：物塊做簡諧運動，物塊同向經(jīng)過關(guān)于平衡位置對稱的兩點時動量相等，所以假如在t2時刻物塊的動量也為p，t2－t1的最小值小于等于eq\f(T,2)，故A錯誤；物塊經(jīng)過同一位置或關(guān)于平衡位置對稱的位置時動能相等，假如在t2時刻物塊的動能也為Ek，則t2－t1的最小值可以小于T，故B錯誤；圖中O點是平衡位置，依據(jù)a＝－eq\f(kx,m)知，物塊經(jīng)過O點時位移最小，則其加速度最小，故C正確；物塊運動至C點時，位移最大，其加速度最大，故D錯誤．答案：C考向簡諧運動的圖象2.(2024·全國卷Ⅱ)如圖，長為l的細繩下方懸掛一小球a.繩的另一端固定在天花板上O點處，在O點正下方eq\f(3,4)l的O′處有一固定細鐵釘．將小球向右拉開，使細繩與豎直方向成一小角度(約為2°)后由靜止釋放，并從釋放時起先計時．當小球a擺至最低位置時，細繩會受到鐵釘?shù)淖钃酰O小球相對于其平衡位置的水平位移為x，向右為正．下列圖象中，能描述小球在起先一個周期內(nèi)的xt關(guān)系的是()解析：由單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))可知，小球在釘子右側(cè)時，振動周期為在左側(cè)時振動周期的2倍，所以B、D項錯誤．由機械能守恒定律可知，小球在左、右最大位移處距離最低點的高度相同，但由于擺長不同，所以小球在左、右兩側(cè)搖擺時相對平衡位置的最大水平位移不同，當小球在右側(cè)搖擺時，最大水平位移較大，故A項正確．答案：A考向受迫振動和共振3.(多選)如圖所示，曲軸上掛一個彈簧振子，轉(zhuǎn)動搖把，曲軸可帶動彈簧振子上下振動．起先時不轉(zhuǎn)動搖把，讓振子自由振動，測得其頻率為2Hz.現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動搖把，轉(zhuǎn)速為240r/min.則()A．當振子穩(wěn)定振動時，它的振動周期是0.5sB．當振子穩(wěn)定振動時，它的振動頻率是4HzC．當轉(zhuǎn)速增大時，彈簧振子的振幅增大D．當轉(zhuǎn)速減小時，彈簧振子的振幅增大E．振幅增大的過程中，外界對彈簧振子做正功解析：搖把勻速轉(zhuǎn)動的頻率f＝n＝eq\f(240,60)Hz＝4Hz，周期T＝eq\f(1,f)＝0.25s，當振子穩(wěn)定振動時，它的振動周期及頻率均與驅(qū)動力的周期及頻率相等，A錯誤，B正確；當轉(zhuǎn)速減小時，其頻率將更接近振子的固有頻率2Hz，彈簧振子的振幅將增大，C錯誤，D正確；外界對彈簧振子做正功，系統(tǒng)機械能增大，振幅增大，故E正確．答案：BDE考向單擺周期公式及用單擺測定重力加速度4．在“用單擺測定重力加速度”的試驗中：(1)搖擺時偏角滿意的條件是偏角小于5°，為了減小測量周期的誤差，計時起先時，擺球應是經(jīng)過最________(選填“高”或“低”)點的位置，且用停表測量單擺完成多次全振動所用的時間，求出周期．圖甲中停表示數(shù)為一單擺全振動50次所用的時間，則單擺振動周期為________．(2)用最小刻度為1mm的刻度尺測擺長，測量狀況如圖乙所示．O為懸掛點，從圖乙中可知單擺的擺長為________m.(3)若用L表示擺長，T表示周期，那么重力加速度的表達式為g＝________．(4)考慮到單擺振動時空氣浮力的影響后，學生甲說：“因為空氣浮力與擺球重力方向相反，它對球的作用相當于重力加速度變小，因此振動周期變大．”學生乙說：“浮力對擺球的影響似乎用一個輕一些的擺球做試驗，因此振動周期不變”，這兩個學生中________．A．甲的說法正確B．乙的說法正確C．兩學生的說法都是錯誤的解析：(1)擺球經(jīng)過最低點時小球速度最大，簡單視察和計時；圖甲中停表的示數(shù)為1.5min＋12.5s＝102.5s，則周期T＝eq\f(102.5,50)s＝2.05s.(2)從懸點到球心的距離即為擺長，可得L＝0.9970m.(3)由單擺周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))可得g＝eq\f(4π2L,T2).(4)由于受到空氣浮力的影響，小球的質(zhì)量沒變而相當于小球所受重力減小，即等效重力加速度減小，因而振動周期變大，選項A正確．答案：(1)低2.05s(2)0.9970(0.9970～0.9980均可)(3)eq\f(4π2L,T2)(4)A考點二機械振動與機械波1．振動圖與波形圖的對比．項目振動圖象波動圖象探討對象一個振動質(zhì)點沿波傳播方向的全部質(zhì)點探討內(nèi)容某一質(zhì)點的位移隨時間的改變規(guī)律某時刻全部質(zhì)點的空間分布規(guī)律圖象物理意義表示同一質(zhì)點在各時刻的位移表示某時刻各質(zhì)點的位移圖象信息(1)質(zhì)點振動周期(2)質(zhì)點振幅(3)某一質(zhì)點在各時刻的位移(4)各時刻速度、加速度的方向(1)波長、振幅(2)隨意一質(zhì)點在該時刻的位移(3)隨意一質(zhì)點在該時刻加速度的方向(4)傳播方向、振動方向的互判圖象改變隨時間推移圖象持續(xù)，但已有形態(tài)不變隨時間推移，圖象沿傳播方向平移一個完整曲線占橫坐標的距離表示一個周期表示一個波長2.波動圖象的多解問題．造成波動問題多解的主要因素．(1)周期性．①時間周期性：時間間隔Δt與周期T的關(guān)系不明確．②空間周期性：波傳播距離Δx與波長λ的關(guān)系不明確．(2)雙向性．①傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定．②振動方向雙向性：質(zhì)點振動方向不確定．3．波的干涉、衍射、多普勒效應．(1)波的干涉中振動加強點和減弱點的推斷．某質(zhì)點的振動是加強還是減弱，取決于該點到兩相干波源的距離之差Δr.①當兩波源振動步調(diào)一樣時．若Δr＝nλ(n＝0，1，2，…)，則振動加強．若Δr＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0，1，2，…)，則振動減弱．②當兩波源振動步調(diào)相反時．若Δr＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0，1，2，3，…)，則振動加強．若Δr＝nλ(n＝0，1，2，…)，則振動減弱．(2)多普勒效應的成因分析．①接收頻率：視察者接收到的頻率等于視察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)．②波源與視察者假如相互靠近，視察者接收到的頻率增大．③波源與視察者假如相互遠離，視察者接收到的頻率減?。懿ㄔ春鸵暡煺呒偃缦鄬o止，視察者接收到的頻率等于波源的頻率．(2024·天津卷)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，周期為T，t＝0時的波形如圖所示．t＝eq\f(T,4)時()A．質(zhì)點a速度方向沿y軸負方向B．質(zhì)點b沿x軸正方向遷移了1mC．質(zhì)點c的加速度為零D．質(zhì)點d的位移為－5cm解析：t＝eq\f(T,4)時，質(zhì)點a沿y軸正方向運動到平衡位置，其速度方向沿y軸正方向，選項A錯誤；依據(jù)簡諧橫波的傳播特點可知，質(zhì)點只在平衡位置旁邊上下振動，不沿傳播方向遷移，選項B錯誤；t＝eq\f(T,4)時，質(zhì)點c運動到平衡位置，所受合外力為零，加速度為零，選項C正確；t＝eq\f(T,4)時，質(zhì)點d運動到正的最大位移處，位移為5cm，選項D錯誤．答案：C考向?qū)Σㄐ螆D的理解1.(2024·全國卷Ⅲ)(多選)如圖，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，實線為t＝0時的波形圖，虛線為t＝0.5s時的波形圖．已知該簡諧波的周期大于0.5s．關(guān)于該簡諧波，下列說法正確的是()A．波長為2mB．波速為6m/sC．頻率為1.5HzD．t＝1s時，x＝1m處的質(zhì)點處于波峰E．t＝2s時，x＝2m處的質(zhì)點經(jīng)過平衡位置解析：由圖象可知簡諧橫波的波長為λ＝4m，A項錯誤；波沿x軸正向傳播，t＝0.5s＝eq\f(3,4)T＋nT(n＝0，1，2…)，因為周期大于0.5s，可得周期T＝eq\f(2,3)s、頻率f＝eq\f(1,T)＝1.5Hz，波速v＝eq\f(λ,T)＝6m/s，B、C項正確；t＝0時刻，x＝1m處的質(zhì)點在波峰，經(jīng)過1s＝eq\f(3,2)T，肯定在波谷，D項錯誤；t＝0時刻，x＝2m處的質(zhì)點在平衡位置，經(jīng)過2s＝3T，質(zhì)點肯定經(jīng)過平衡位置，E項正確．答案：BCE考向波的傳播方向與質(zhì)點振動方向間的關(guān)系2.(2024·天津卷)手持較長軟繩端點O以周期T在豎直方向上做簡諧運動，帶動繩上的其他質(zhì)點振動形成簡諧波沿繩水平傳播，示意如圖．繩上有另一質(zhì)點P，且O、P的平衡位置間距為L.t＝0時，O位于最高點，P的位移恰好為零，速度方向豎直向上，下列推斷正確的是()A．該簡諧波是縱波B．該簡諧波的最大波長為2LC．t＝eq\f(T,8)時，P在平衡位置上方D．t＝eq\f(3T,8)時，P的速度方向豎直向上解析：由題意知繩上的質(zhì)點在豎直方向上振動，波水平向右傳播，故該波為橫波，選項A錯誤；在t＝0時刻，P點在如圖所示位置時，波長最大，則有eq\f(1,4)λ＝L，λ＝4L，選項B錯誤；t＝0時，P在平衡位置且向上振動，當t＝eq\f(T,8)時，P在平衡位置上方，選項C正確；當t＝eq\f(3,8)T時，P處于從最高點向平衡位置運動過程中，故速度方向豎直向下，選項D錯誤．答案：C考向由波動圖象確定質(zhì)點的振動圖象3．如圖所示，甲為t＝1s時某橫波的波形圖象，乙為該波傳播方向上某一質(zhì)點的振動圖象，距該質(zhì)點Δx＝0.5m處質(zhì)點的振動圖象可能是()解析：依據(jù)波形圖象可得波長λ＝2m，依據(jù)振動圖象可得周期T＝2s．兩質(zhì)點之間的距離Δx＝0.5m＝eq\f(1,4)λ.依據(jù)振動和波動之間的關(guān)系，則另一質(zhì)點相對該質(zhì)點的振動延遲eq\f(1,4)T，如解析圖甲所示，或者提前eq\f(1,4)T，如解析圖乙所示．故A正確．答案：A考向由振動圖象確定波動圖象4.(多選)一列簡諧橫波沿直線傳播，該直線上平衡位置相距9m的a、b兩質(zhì)點的振動圖象如圖所示．下列描述該波的圖象可能的是()解析：依據(jù)y-t圖象可知，a、b兩質(zhì)點的距離為nλ＋eq\f(1,4)λ或nλ＋eq\f(3,4)λ，即nλ＋eq\f(1,4)λ＝9m或nλ＋eq\f(3,4)λ＝9m(n＝0，1，2，3，…)解得波長λ＝eq\f(36,4n＋1)m或λ＝eq\f(36,4n＋3)m．即該波的波長λ＝36m、7.2m、4m…或λ＝12m、eq\f(36,7)m、eq\f(36,11)m…選項A、B、C、D的波長分別為4m、8m、12m、16m，故選項A、C正確，選項B、D錯誤．答案：AC考向波的多解問題5．(多選)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t時刻波形圖如圖中的實線所示，此時波剛好傳到P點，t＋0.6s時刻的波形如圖中的虛線所示，a、b、c、P、Q是介質(zhì)中的質(zhì)點，則下列說法正確的是()A．這列波的波速可能為50m/sB．質(zhì)點a在這段時間內(nèi)通過的路程肯定小于30cmC．質(zhì)點c在這段時間內(nèi)通過的路程可能為60cmD．若周期T＝0.8s，則在t＋0.5s時刻，質(zhì)點b、P的位移相同E．若周期T＝0.8s，從t＋0.4s時刻起先計時，則質(zhì)點c的振動方程為x＝0.1sinπt(m)解析：由波形圖可知波長λ＝40m，且0.6s＝nT＋eq\f(3,4)T(n＝0，1，2，…)，解得周期T＝eq\f(2.4,4n＋3)s(n＝0，1，2，…)．當n＝0時，T＝0.8s，波速v＝eq\f(λ,T)＝50m/s，選項A正確；由傳播方向沿x軸正方向可知質(zhì)點a在t時刻向上運動，當n＝0時，T＝0.8s，則質(zhì)點a在這段時間內(nèi)通過的路程小于30cm，當n＝1時，T＝eq\f(24,70)s，質(zhì)點a在這段時間內(nèi)通過的路程大于30cm，選項B錯誤；若n＝1，則T＝eq\f(24,70)s，波傳播到c點所用時間為eq\f(1,4)T，0.6s＝eq\f(7T,4)，質(zhì)點c振動的時間為eq\f(7,4)T－eq\f(1,4)T＝eq\f(3,2)T，故在這段時間內(nèi)質(zhì)點c通過的路程為6A＝60cm，選項C正確；若T＝0.8s，t＋0.5s時刻，質(zhì)點b、P的位移均為負值，大小相等，選項D正確；若T＝0.8s，在t＋0.4s時刻，c點處于波峰，從t＋0.4s時刻起先計時，質(zhì)點c的振動方程為y＝0.1·coseq\f(5,2)πt(m)，選項E錯誤．答案：ACD考向波的干涉、衍射、多普勒效應6．(2024·全國卷Ⅰ)如圖(a)，在xy平面內(nèi)有兩個沿z方向做簡諧振動的點波源S1(0，4)和S2(0，－2)．兩波源的振動圖線分別如圖(b)和圖(c)所示，兩列波的波速均為1.00m/s.兩列波從波源傳播到點A(8，－2)的路程差為________m，兩列波引起的點B(4，1)處質(zhì)點的振動相互________(選填“加強”或“減弱”)，點C(0，0.5)處質(zhì)點的振動相互__________(選填“加強”或“減弱”)．解析：波長λ＝vT＝2m，由幾何關(guān)系可知AS1＝10m，AS2＝8m，所以波程差為2m；同理可求BS1－BS2＝0，為波長整數(shù)倍，由振動圖象知兩振源振動方向相反，故B點為振動減弱點，CS1－CS2＝1m，所以C點振動加強．答案：2減弱加強考點三電磁的產(chǎn)生、放射與接收1．麥克斯韋電磁場理論：改變的磁場產(chǎn)生電場，改變的電場產(chǎn)生磁場．2．電磁波：電磁場在空間由近及遠的傳播形成電磁波．(1)電磁波在空間傳播不須要介質(zhì)．(2)真空中電磁波的速度為3.0×108m/s.(3)電磁波是橫波，滿意關(guān)系v＝λf.(4)不同頻率的電磁波，在同一介質(zhì)中傳播，頻率越高，波速越?。?．電磁波的放射．(1)放射條件：開放電路和高頻振蕩信號．(2)調(diào)制方式：①調(diào)幅：使高頻電磁波的振幅隨信號的強弱而變．②調(diào)頻：使高頻電磁波的頻率隨信號的強弱而變．4．電磁波的接收．(1)電諧振：當接收電路的固有頻率跟接收到的無線電波的頻率相等時，激起的振蕩電流最強，這就是電諧振，產(chǎn)生電諧振的過程叫作調(diào)諧．(2)解調(diào)：從接收到的高頻電磁波中還原出所攜帶的信號波的方法．5．電磁波譜．(1)按波長從長到短排列電磁波譜：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線．(2)電磁波的特點與應用：電磁波譜特性應用無線電波易發(fā)生衍射無線電技術(shù)紅外線熱效應紅外線遙感可見光引起視覺照明、攝影紫外線熒光效應、殺菌消毒、防偽X射線貫穿性強醫(yī)用透視γ射線貫穿本事最強工業(yè)探傷、醫(yī)用化療(2024·浙江卷)在抗擊新冠病毒的過程中，廣泛運用了紅外體溫計測量體溫，下列說法正確的是()A．當體溫超過37.3℃時人體才輻射紅外線B．當體溫超過四周空氣溫度時人體才輻射紅外線C．紅外體溫計是依據(jù)體溫計放射紅外線來測體溫的D．紅外體溫計是依據(jù)人體溫度越高，輻射的紅外線強度越大來測體溫的解析：凡是溫度高于肯定零度的物體都能產(chǎn)生紅外輻射，故人體始終都會輻射紅外線，故A、B錯誤；人身體各個部位體溫是有改變的，所以輻射的紅外線強度就會不一樣，溫度越高紅外線強度越高，溫度越低輻射的紅外線強度就越低，所以通過輻射出來的紅外線的強度就會輻射出個各部位的溫度；紅外體溫計并不是靠體溫計放射紅外線來測體溫的，故C錯誤，D正確．答案：D考向電磁波的理解1．(多選)關(guān)于電磁波，下列說法正確的是()A．電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關(guān)B．周期性改變的電場和磁場可以相互激發(fā)，形成電磁波C．電磁波在真空中自由傳播時，其傳播方向與電場強度、磁感應強度均垂直D．利用電磁波傳遞信號可以實現(xiàn)無線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸E．電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生，若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波隨即消逝解析：電磁波在真空中的傳播速度等于光速，與電磁波的頻率無關(guān)，選項A正確；周期性改變的電場和磁場可以相互激發(fā)，形成電磁波，選項B正確；電磁波的傳播方向與電場強度、磁感應強度均垂直，選項C正確；電磁波可以通過光纜傳輸，選項D錯誤；電磁波波源的電磁振蕩停止，波源不再產(chǎn)生新的電磁波，但空間中已產(chǎn)生的電磁波仍可接著傳播，選項E錯誤．答案：ABC考向電磁波的特性2．如圖所示，我國勝利研發(fā)的反隱身先進米波雷達堪稱隱身飛機的克星，它標記著我國雷達探討又創(chuàng)新的里程碑．米波雷達放射無線電波的波長在1～10m范圍內(nèi)，則對該無線電波的推斷正確的是()A．米波的頻率比厘米波頻率高B．和機械波一樣須靠介質(zhì)傳播C．同光波一樣會發(fā)生反射現(xiàn)象D．不行能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象解析：由ν＝eq\f(c,λ)可知，波長越長，頻率越低，故米波的頻率比厘米波頻率低，選項A錯誤；無線電波是電磁波，它的傳播不須靠介質(zhì)，選項B錯誤；無線電波與光波一樣具有波的特性，會發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象，選項C正確，D錯誤．答案：C考向電磁波與機械波的比較3．(2024·菏澤質(zhì)檢)(多選)關(guān)于機械波與電磁波，下列說法正確的是()A．電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率有關(guān)B．電磁波可以發(fā)生衍射現(xiàn)象和偏振現(xiàn)象C．簡諧機械波在給定的介質(zhì)中傳播時，振動的頻率越高，則波傳播速度越大D．紫外線在水中的傳播速度小于紅外線在水中的傳播速度E．機械波不但能傳遞能量，而且能傳遞信息，其傳播方向就是能量或信息傳遞的方向解析：電磁波在真空中的傳播速度等于光速，與電磁波的頻率無關(guān)，故A錯誤；衍射現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象，而偏振現(xiàn)象是橫波特有的現(xiàn)象，電磁波是一種橫波，可以發(fā)生衍射現(xiàn)象和偏振現(xiàn)象，故B正確；在同一種勻稱介質(zhì)中傳播時，簡諧機械波的傳播速度相等，故C錯誤；光在介質(zhì)中傳播，頻率越高，傳播速度越小，紫外線在水中的傳播速度小于紅外線在水中的傳播速度，故D正確；機械波沿其傳播方向既能傳遞能量，又能傳遞信息，故E正確．答案：BDE考點四光的折射、全反射1．光的折射定律、折射率．(1)折射定律．①內(nèi)容：如圖所示，折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成正比．②表達式：eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n.③在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的．(2)折射率．①折射率是一個反映介質(zhì)的光學性質(zhì)的物理量．②定義式：n＝eq\f(sinθ1,sinθ2).③計算公式：n＝eq\f(c,v)，因為v<c，所以任何介質(zhì)的折射率都大于1.(3)折射率的理解．①折射率由介質(zhì)本身性質(zhì)確定，與入射角的大小無關(guān)．②折射率與介質(zhì)的密度沒有關(guān)系，光密介質(zhì)不是指密度大的介質(zhì)．③同一種介質(zhì)中，頻率越大的色光折射率越大，傳播速度越小．2．全反射、光導纖維．(1)定義．光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，當入射角增大到某一角度時，折射光線將全部消逝，只剩下反射光線的現(xiàn)象．(2)條件．①光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)；②入射角大于或等于臨界角．(3)臨界角．折射角等于90°時的入射角．若光從光密介質(zhì)(折射率為n)射向真空或空氣時，發(fā)生全反射的臨界角為C，則sinC＝eq\f(1,n).介質(zhì)的折射率越大，發(fā)生全反射的臨界角越?。?．光的色散．(1)光的色散現(xiàn)象：一束白光通過三棱鏡后在屏上會形成彩色光帶．(2)成因：棱鏡材料對不同色光的折射率不同，對紅光的折射率最小，紅光通過棱鏡后的偏折程度最小，對紫光的折射率最大，紫光通過棱鏡后的偏折程度最大，從而產(chǎn)生色散現(xiàn)象．4．光的干涉現(xiàn)象．(1)雙縫干涉．①光能夠發(fā)生干涉的條件：兩光的頻率相同，振動步調(diào)相同．②雙縫干涉形成的條紋是等間距的，兩相鄰亮條紋或相鄰暗條紋間距離與波長成正比，即Δx＝eq\f(l,d)λ.③用白光照耀雙縫時，形成的干涉條紋的特點：中心為白條紋，兩側(cè)為彩色條紋．(2)亮暗條紋的推斷方法．①如圖所示，光源S1、S2發(fā)出的光到屏上某點的路程差r2－r1＝kλ(k＝0，1，2，…)時，光屏上出現(xiàn)亮條紋．②光的路程差r2－r1＝(2k＋1)eq\f(λ,2)(k＝0，1，2，…)時，光屏上出現(xiàn)暗條紋．③條紋間距：Δx＝eq\f(l,d)λ，其中l(wèi)是雙縫到光屏的距離，d是雙縫間的距離，λ是光波的波長．(2024·全國卷Ⅲ)如圖，一折射率為eq\r(3)的材料制作的三棱鏡，其橫截面為直角三角形ABC，∠A＝90°，∠