2024年高考物理二輪復(fù)習(xí)第一部分第18講振動(dòng)和波光學(xué)學(xué)案

PAGE20-第18講振動(dòng)和波光學(xué)1．簡諧運(yùn)動(dòng)的對稱性．振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在關(guān)于平衡位置對稱的兩點(diǎn)，x、F、a、v、Ek、Ep的大小均相等，其中回復(fù)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(dòng)質(zhì)點(diǎn)來回通過相同的兩點(diǎn)間的時(shí)間相等，即tBC＝tCB.振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)通過關(guān)于平衡位置對稱的等長的兩線段的時(shí)間相等，即tBC＝tB′C′.如圖所示．2．簡諧運(yùn)動(dòng)的周期性．做簡諧運(yùn)動(dòng)的物體，其位移、回復(fù)力、加速度、速度都隨時(shí)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(shí)間改變的表達(dá)式為：x＝Asin(ωt＋φ)或x＝Acos(ωt＋φ)．3．振動(dòng)圖象和波動(dòng)圖象的物理意義不同．振動(dòng)圖象反映的是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在各個(gè)時(shí)刻的位移，而波動(dòng)圖象反映的是某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移．振動(dòng)圖象隨時(shí)間推移圖象持續(xù)，但是已有的形態(tài)不變，而波動(dòng)圖象隨時(shí)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(yīng)．(2)波的干涉．①必要條件：頻率相同．②設(shè)兩列波到某一點(diǎn)的波程差為Δr.若兩波源振動(dòng)狀況完全相同，則eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(Δr＝nλn＝0，1，2，…，振動(dòng)加強(qiáng),Δr＝nλ＋\f(λ,2)n＝0，1，2，…，振動(dòng)減弱))③加強(qiáng)區(qū)始終加強(qiáng)，減弱區(qū)始終減弱．加強(qiáng)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(dòng)狀況相反，則加強(qiáng)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(yàn)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(shí)的入射角，稱為臨界角．當(dāng)光從折射率為n的某種介質(zhì)射向真空(空氣)時(shí)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(dòng)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(yàn)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(diǎn)到雙縫的路程差等于波長的整數(shù)倍時(shí)，該點(diǎn)干涉加強(qiáng)，出現(xiàn)亮條紋；當(dāng)路程差等于半波長的奇數(shù)倍時(shí)，該點(diǎn)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(yīng)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(yuǎn)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(xué)上視察到雙星(相距較近、均繞它們連線上某點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的兩顆恒星)光譜隨時(shí)間的周期性改變解析：之所以不能同時(shí)視察到是因?yàn)槁曇舻膫鞑ニ俣缺裙獾膫鞑ニ俣嚷?，所以A錯(cuò)誤；超聲波與血液中的血小板等細(xì)胞發(fā)生反射時(shí)，由于血小板的運(yùn)動(dòng)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(dòng)傳播速度不一樣是由于波的波長不一樣導(dǎo)致的，D錯(cuò)誤；雙星在周期性運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(dòng)片以頻率f做簡諧振動(dòng)時(shí)，固定在振動(dòng)片上的兩根細(xì)桿同步周期性地觸動(dòng)水面上a、b兩點(diǎn)，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(diǎn)，a、b、c間的距離均為l，如圖所示．已知除c點(diǎn)外，在ac連線上還有其他振幅極大的點(diǎn)，其中距c最近的點(diǎn)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(shè)距c點(diǎn)最近的振幅極大的點(diǎn)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(shè)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(xì)束與BC邊平行的光線，從棱鏡AB邊上的D點(diǎn)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(shè)光線在D點(diǎn)的入射角為i，折射角為r.折射光線射到BC邊上的E點(diǎn)．設(shè)光線在E點(diǎn)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(diǎn)發(fā)生全反射．(2)設(shè)光線在AC邊上的F點(diǎn)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(diǎn)發(fā)生全反射(2)sinr′＝eq\f(2\r(2)－\r(3),4)考點(diǎn)一機(jī)械振動(dòng)及其規(guī)律1．簡諧運(yùn)動(dòng)．(1)定義：假如質(zhì)點(diǎn)的位移與時(shí)間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動(dòng)圖象(xt圖象)是一條正弦曲線，這樣的振動(dòng)就叫作簡諧運(yùn)動(dòng)．(2)條件：假如質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)的運(yùn)動(dòng)就是簡諧運(yùn)動(dòng)．(3)平衡位置：物體在振動(dòng)過程中回復(fù)力為零的位置．(4)回復(fù)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(gè)力，也可以是幾個(gè)力的合力或某個(gè)力的分力．2．簡諧運(yùn)動(dòng)的公式和圖象．(1)表達(dá)式．①動(dòng)力學(xué)表達(dá)式：F＝－kx，其中“－”表示回復(fù)力與位移的方向相反．②運(yùn)動(dòng)學(xué)表達(dá)式：x＝Asin(ωt＋φ0)，其中A代表振幅，ω＝2πf代表簡諧運(yùn)動(dòng)的快慢，ωt＋φ0代表簡諧運(yùn)動(dòng)的相位，φ0叫作初相．(2)圖象．①從平衡位置起先計(jì)時(shí)，函數(shù)表達(dá)式為x＝Asinωt，圖象如圖甲所示．②從最大位移處起先計(jì)時(shí)，函數(shù)表達(dá)式為x＝Acosωt，圖象如圖乙所示．3．受迫振動(dòng)和共振．(1)受迫振動(dòng)．系統(tǒng)在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)．受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，而與系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)．物體做受迫振動(dòng)的頻率肯定等于驅(qū)動(dòng)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(dòng)力的頻率與系統(tǒng)的固有頻率相等時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅達(dá)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(gè)擺長為80.0cm的單擺做試驗(yàn)，要求搖擺的最大角度小于5°，則起先時(shí)將擺球拉離平衡位置的距離應(yīng)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(dòng)的路程．)某同學(xué)想設(shè)計(jì)一個(gè)新單擺，要求新單擺搖擺10個(gè)周期的時(shí)間與原單擺搖擺11個(gè)周期的時(shí)間相等．新單擺的擺長應(yīng)當(dāng)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(yùn)動(dòng)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(shè)點(diǎn)為中心點(diǎn)，在C、D之間做周期為T的簡諧運(yùn)動(dòng)．已知在t1時(shí)刻物塊的動(dòng)量為p、動(dòng)能為Ek.下列說法正確的是()A．假如在t2時(shí)刻物塊的動(dòng)量也為p，則t2－t1的最小值為TB．假如在t2時(shí)刻物塊的動(dòng)能也為Ek，則t2－t1的最小值為TC．當(dāng)物塊通過O點(diǎn)時(shí)，其加速度最小D．物塊運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)時(shí)，其加速度最小解析：物塊做簡諧運(yùn)動(dòng)，物塊同向經(jīng)過關(guān)于平衡位置對稱的兩點(diǎn)時(shí)動(dòng)量相等，所以假如在t2時(shí)刻物塊的動(dòng)量也為p，t2－t1的最小值小于等于eq\f(T,2)，故A錯(cuò)誤；物塊經(jīng)過同一位置或關(guān)于平衡位置對稱的位置時(shí)動(dòng)能相等，假如在t2時(shí)刻物塊的動(dòng)能也為Ek，則t2－t1的最小值可以小于T，故B錯(cuò)誤；圖中O點(diǎn)是平衡位置，依據(jù)a＝－eq\f(kx,m)知，物塊經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)位移最小，則其加速度最小，故C正確；物塊運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)時(shí)，位移最大，其加速度最大，故D錯(cuò)誤．答案：C考向簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象2.(2024·全國卷Ⅱ)如圖，長為l的細(xì)繩下方懸掛一小球a.繩的另一端固定在天花板上O點(diǎn)處，在O點(diǎn)正下方eq\f(3,4)l的O′處有一固定細(xì)鐵釘．將小球向右拉開，使細(xì)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(shí)起先計(jì)時(shí)．當(dāng)小球a擺至最低位置時(shí)，細(xì)繩會受到鐵釘?shù)淖钃酰O(shè)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(gè)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(shí)，振動(dòng)周期為在左側(cè)時(shí)振動(dòng)周期的2倍，所以B、D項(xiàng)錯(cuò)誤．由機(jī)械能守恒定律可知，小球在左、右最大位移處距離最低點(diǎn)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(shí)相對平衡位置的最大水平位移不同，當(dāng)小球在右側(cè)搖擺時(shí)，最大水平位移較大，故A項(xiàng)正確．答案：A考向受迫振動(dòng)和共振3.(多選)如圖所示，曲軸上掛一個(gè)彈簧振子，轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，曲軸可帶動(dòng)彈簧振子上下振動(dòng)．起先時(shí)不轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，讓振子自由振動(dòng)，測得其頻率為2Hz.現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，轉(zhuǎn)速為240r/min.則()A．當(dāng)振子穩(wěn)定振動(dòng)時(shí)，它的振動(dòng)周期是0.5sB．當(dāng)振子穩(wěn)定振動(dòng)時(shí)，它的振動(dòng)頻率是4HzC．當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，彈簧振子的振幅增大D．當(dāng)轉(zhuǎn)速減小時(shí)，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(dòng)的頻率f＝n＝eq\f(240,60)Hz＝4Hz，周期T＝eq\f(1,f)＝0.25s，當(dāng)振子穩(wěn)定振動(dòng)時(shí)，它的振動(dòng)周期及頻率均與驅(qū)動(dòng)力的周期及頻率相等，A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)轉(zhuǎn)速減小時(shí)，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(cuò)誤，D正確；外界對彈簧振子做正功，系統(tǒng)機(jī)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(yàn)中：(1)搖擺時(shí)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(jì)時(shí)起先時(shí)，擺球應(yīng)是經(jīng)過最________(選填“高”或“低”)點(diǎn)的位置，且用停表測量單擺完成多次全振動(dòng)所用的時(shí)間，求出周期．圖甲中停表示數(shù)為一單擺全振動(dòng)50次所用的時(shí)間，則單擺振動(dòng)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(diǎn)，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(dá)式為g＝________．(4)考慮到單擺振動(dòng)時(shí)空氣浮力的影響后，學(xué)生甲說：“因?yàn)榭諝飧×εc擺球重力方向相反，它對球的作用相當(dāng)于重力加速度變小，因此振動(dòng)周期變大．”學(xué)生乙說：“浮力對擺球的影響似乎用一個(gè)輕一些的擺球做試驗(yàn)，因此振動(dòng)周期不變”，這兩個(gè)學(xué)生中________．A．甲的說法正確B．乙的說法正確C．兩學(xué)生的說法都是錯(cuò)誤的解析：(1)擺球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)小球速度最大，簡單視察和計(jì)時(shí)；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(diǎn)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(dāng)于小球所受重力減小，即等效重力加速度減小，因而振動(dòng)周期變大，選項(xiàng)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(diǎn)二機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波1．振動(dòng)圖與波形圖的對比．項(xiàng)目振動(dòng)圖象波動(dòng)圖象探討對象一個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)沿波傳播方向的全部質(zhì)點(diǎn)探討內(nèi)容某一質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間的改變規(guī)律某時(shí)刻全部質(zhì)點(diǎn)的空間分布規(guī)律圖象物理意義表示同一質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的位移表示某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移圖象信息(1)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期(2)質(zhì)點(diǎn)振幅(3)某一質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的位移(4)各時(shí)刻速度、加速度的方向(1)波長、振幅(2)隨意一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的位移(3)隨意一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻加速度的方向(4)傳播方向、振動(dòng)方向的互判圖象改變隨時(shí)間推移圖象持續(xù)，但已有形態(tài)不變隨時(shí)間推移，圖象沿傳播方向平移一個(gè)完整曲線占橫坐標(biāo)的距離表示一個(gè)周期表示一個(gè)波長2.波動(dòng)圖象的多解問題．造成波動(dòng)問題多解的主要因素．(1)周期性．①時(shí)間周期性：時(shí)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(dòng)方向雙向性：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向不確定．3．波的干涉、衍射、多普勒效應(yīng)．(1)波的干涉中振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的推斷．某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是加強(qiáng)還是減弱，取決于該點(diǎn)到兩相干波源的距離之差Δr.①當(dāng)兩波源振動(dòng)步調(diào)一樣時(shí)．若Δr＝nλ(n＝0，1，2，…)，則振動(dòng)加強(qiáng)．若Δr＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0，1，2，…)，則振動(dòng)減弱．②當(dāng)兩波源振動(dòng)步調(diào)相反時(shí)．若Δr＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0，1，2，3，…)，則振動(dòng)加強(qiáng)．若Δr＝nλ(n＝0，1，2，…)，則振動(dòng)減弱．(2)多普勒效應(yīng)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(shí)間內(nèi)接收到的完全波的個(gè)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(yuǎn)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(shí)的波形如圖所示．t＝eq\f(T,4)時(shí)()A．質(zhì)點(diǎn)a速度方向沿y軸負(fù)方向B．質(zhì)點(diǎn)b沿x軸正方向遷移了1mC．質(zhì)點(diǎn)c的加速度為零D．質(zhì)點(diǎn)d的位移為－5cm解析：t＝eq\f(T,4)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)到平衡位置，其速度方向沿y軸正方向，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；依據(jù)簡諧橫波的傳播特點(diǎn)可知，質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置旁邊上下振動(dòng)，不沿傳播方向遷移，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；t＝eq\f(T,4)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)c運(yùn)動(dòng)到平衡位置，所受合外力為零，加速度為零，選項(xiàng)C正確；t＝eq\f(T,4)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)d運(yùn)動(dòng)到正的最大位移處，位移為5cm，選項(xiàng)D錯(cuò)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(shí)線為t＝0時(shí)的波形圖，虛線為t＝0.5s時(shí)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(shí)，x＝1m處的質(zhì)點(diǎn)處于波峰E．t＝2s時(shí)，x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)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(xiàng)錯(cuò)誤；波沿x軸正向傳播，t＝0.5s＝eq\f(3,4)T＋nT(n＝0，1，2…)，因?yàn)橹芷诖笥?.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(xiàng)正確；t＝0時(shí)刻，x＝1m處的質(zhì)點(diǎn)在波峰，經(jīng)過1s＝eq\f(3,2)T，肯定在波谷，D項(xiàng)錯(cuò)誤；t＝0時(shí)刻，x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，經(jīng)過2s＝3T，質(zhì)點(diǎn)肯定經(jīng)過平衡位置，E項(xiàng)正確．答案：BCE考向波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向間的關(guān)系2.(2024·天津卷)手持較長軟繩端點(diǎn)O以周期T在豎直方向上做簡諧運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)繩上的其他質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)形成簡諧波沿繩水平傳播，示意如圖．繩上有另一質(zhì)點(diǎn)P，且O、P的平衡位置間距為L.t＝0時(shí)，O位于最高點(diǎn)，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(shí)，P在平衡位置上方D．t＝eq\f(3T,8)時(shí)，P的速度方向豎直向上解析：由題意知繩上的質(zhì)點(diǎn)在豎直方向上振動(dòng)，波水平向右傳播，故該波為橫波，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在t＝0時(shí)刻，P點(diǎn)在如圖所示位置時(shí)，波長最大，則有eq\f(1,4)λ＝L，λ＝4L，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；t＝0時(shí)，P在平衡位置且向上振動(dòng)，當(dāng)t＝eq\f(T,8)時(shí)，P在平衡位置上方，選項(xiàng)C正確；當(dāng)t＝eq\f(3,8)T時(shí)，P處于從最高點(diǎn)向平衡位置運(yùn)動(dòng)過程中，故速度方向豎直向下，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：C考向由波動(dòng)圖象確定質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象3．如圖所示，甲為t＝1s時(shí)某橫波的波形圖象，乙為該波傳播方向上某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，距該質(zhì)點(diǎn)Δx＝0.5m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)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(dòng)圖象可得周期T＝2s．兩質(zhì)點(diǎn)之間的距離Δx＝0.5m＝eq\f(1,4)λ.依據(jù)振動(dòng)和波動(dòng)之間的關(guān)系，則另一質(zhì)點(diǎn)相對該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)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(dòng)圖象確定波動(dòng)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(diǎn)的振動(dòng)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(diǎn)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(xiàng)A、B、C、D的波長分別為4m、8m、12m、16m，故選項(xiàng)A、C正確，選項(xiàng)B、D錯(cuò)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(shí)刻波形圖如圖中的實(shí)線所示，此時(shí)波剛好傳到P點(diǎn)，t＋0.6s時(shí)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(diǎn)，則下列說法正確的是()A．這列波的波速可能為50m/sB．質(zhì)點(diǎn)a在這段時(shí)間內(nèi)通過的路程肯定小于30cmC．質(zhì)點(diǎn)c在這段時(shí)間內(nèi)通過的路程可能為60cmD．若周期T＝0.8s，則在t＋0.5s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)b、P的位移相同E．若周期T＝0.8s，從t＋0.4s時(shí)刻起先計(jì)時(shí)，則質(zhì)點(diǎn)c的振動(dòng)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(dāng)n＝0時(shí)，T＝0.8s，波速v＝eq\f(λ,T)＝50m/s，選項(xiàng)A正確；由傳播方向沿x軸正方向可知質(zhì)點(diǎn)a在t時(shí)刻向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)n＝0時(shí)，T＝0.8s，則質(zhì)點(diǎn)a在這段時(shí)間內(nèi)通過的路程小于30cm，當(dāng)n＝1時(shí)，T＝eq\f(24,70)s，質(zhì)點(diǎn)a在這段時(shí)間內(nèi)通過的路程大于30cm，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若n＝1，則T＝eq\f(24,70)s，波傳播到c點(diǎn)所用時(shí)間為eq\f(1,4)T，0.6s＝eq\f(7T,4)，質(zhì)點(diǎn)c振動(dòng)的時(shí)間為eq\f(7,4)T－eq\f(1,4)T＝eq\f(3,2)T，故在這段時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)c通過的路程為6A＝60cm，選項(xiàng)C正確；若T＝0.8s，t＋0.5s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)b、P的位移均為負(fù)值，大小相等，選項(xiàng)D正確；若T＝0.8s，在t＋0.4s時(shí)刻，c點(diǎn)處于波峰，從t＋0.4s時(shí)刻起先計(jì)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)c的振動(dòng)方程為y＝0.1·coseq\f(5,2)πt(m)，選項(xiàng)E錯(cuò)誤．答案：ACD考向波的干涉、衍射、多普勒效應(yīng)6．(2024·全國卷Ⅰ)如圖(a)，在xy平面內(nèi)有兩個(gè)沿z方向做簡諧振動(dòng)的點(diǎn)波源S1(0，4)和S2(0，－2)．兩波源的振動(dòng)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(diǎn)A(8，－2)的路程差為________m，兩列波引起的點(diǎn)B(4，1)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相互________(選填“加強(qiáng)”或“減弱”)，點(diǎn)C(0，0.5)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相互__________(選填“加強(qiáng)”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(dòng)圖象知兩振源振動(dòng)方向相反，故B點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)，CS1－CS2＝1m，所以C點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)．答案：2減弱加強(qiáng)考點(diǎn)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(yuǎn)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，波速越小．3．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(qiáng)弱而變．②調(diào)頻：使高頻電磁波的頻率隨信號的強(qiáng)弱而變．4．電磁波的接收．(1)電諧振：當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的無線電波的頻率相等時(shí)，激起的振蕩電流最強(qiáng)，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(diǎn)與應(yīng)用：電磁波譜特性應(yīng)用無線電波易發(fā)生衍射無線電技術(shù)紅外線熱效應(yīng)紅外線遙感可見光引起視覺照明、攝影紫外線熒光效應(yīng)、殺菌消毒、防偽X射線貫穿性強(qiáng)醫(yī)用透視γ射線貫穿本事最強(qiáng)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(yùn)用了紅外體溫計(jì)測量體溫，下列說法正確的是()A．當(dāng)體溫超過37.3℃時(shí)人體才輻射紅外線B．當(dāng)體溫超過四周空氣溫度時(shí)人體才輻射紅外線C．紅外體溫計(jì)是依據(jù)體溫計(jì)放射紅外線來測體溫的D．紅外體溫計(jì)是依據(jù)人體溫度越高，輻射的紅外線強(qiáng)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(cuò)誤；人身體各個(gè)部位體溫是有改變的，所以輻射的紅外線強(qiáng)度就會不一樣，溫度越高紅外線強(qiáng)度越高，溫度越低輻射的紅外線強(qiáng)度就越低，所以通過輻射出來的紅外線的強(qiáng)度就會輻射出個(gè)各部位的溫度；紅外體溫計(jì)并不是靠體溫計(jì)放射紅外線來測體溫的，故C錯(cuò)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(shí)，其傳播方向與電場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直D．利用電磁波傳遞信號可以實(shí)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(xiàng)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(xiàng)B正確；電磁波的傳播方向與電場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直，選項(xiàng)C正確；電磁波可以通過光纜傳輸，選項(xiàng)D錯(cuò)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(xiàng)E錯(cuò)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(jìn)米波雷達(dá)堪稱隱身飛機(jī)的克星，它標(biāo)記著我國雷達(dá)探討又創(chuàng)新的里程碑．米波雷達(dá)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(jī)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(xiàng)A錯(cuò)誤；無線電波是電磁波，它的傳播不須靠介質(zhì)，選項(xiàng)B錯(cuò)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(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．答案：C考向電磁波與機(jī)械波的比較3．(2024·菏澤質(zhì)檢)(多選)關(guān)于機(jī)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(jī)械波在給定的介質(zhì)中傳播時(shí)，振動(dòng)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(jī)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(cuò)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(shí)，簡諧機(jī)械波的傳播速度相等，故C錯(cuò)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(jī)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(diǎn)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(dá)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(gè)反映介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)的物理量．②定義式：n＝eq\f(sinθ1,sinθ2).③計(jì)算公式：n＝eq\f(c,v)，因?yàn)関<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?。?．全反射、光導(dǎo)纖維．(1)定義．光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，當(dāng)入射角增大到某一角度時(shí)，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(shí)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(shí)，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(dòng)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(shí)，形成的干涉條紋的特點(diǎn)：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(diǎn)的路程差r2－r1＝kλ(k＝0，1，2，…)時(shí)，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(shí)，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°，∠