新高考物理二輪復習重難點專練重難點15 機械振動與機械波　光　電磁波（原卷版）

重難點15機械振動與機械波光電磁波1.命題情境源自生產(chǎn)生活中的與機械振動與機械波、光、電磁波的相關的情境或科學探究情境，解題時能從具體情境中抽象出物理模型，正確應用相應知識點解決物理實際問題。2.機械振動與機械波的考查以圖像為主，重點是簡諧運動的特點、振動和波動圖像、波的傳播、波的疊加、波速的計算、波的多解問題以及用單擺測定重力加速度等。3.光的考查主要以光的折射定律、全反射、光的干涉和光的衍射和光的雙縫干涉實驗。（建議用時：30分鐘）一、單題1．如圖甲所示，質(zhì)量為SKIPIF1<0的物體SKIPIF1<0放在水平面上，通過輕彈簧與質(zhì)量為SKIPIF1<0的物體SKIPIF1<0連接，現(xiàn)在豎直方向給物體SKIPIF1<0一初速度，當物體SKIPIF1<0運動到最高點時，物體SKIPIF1<0與水平面間的作用力剛好為零。從某時刻開始計時，物體SKIPIF1<0的位移隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示，已知重力加速度為SKIPIF1<0，則下列說法正確的是（

）

A．SKIPIF1<0時間內(nèi)，物體SKIPIF1<0的速度與加速度方向相反B．物體SKIPIF1<0在任意一個SKIPIF1<0內(nèi)通過的路程均為SKIPIF1<0C．物體SKIPIF1<0的振動方程為SKIPIF1<0D．物體SKIPIF1<0對水平面的最大壓力為SKIPIF1<02．一個小物塊拴在一個輕彈簧上，并將彈簧和小物塊豎直懸掛處于靜止狀態(tài)，以此時小物塊所處位置為坐標原點O，以豎直向下為正方向建立Ox軸，如圖所示。先將小物塊豎直向上托起使彈簧處于原長，然后將小物塊由靜止釋放并開始計時，經(jīng)過SKIPIF1<0，小物塊向下運動20cm第一次到達最低點，已知小物塊在豎直方向做簡諧運動，重力加速度SKIPIF1<0，忽略小物塊受到的阻力，下列說法正確的是（）

A．小物塊的振動方程為SKIPIF1<0（國際單位）B．小物塊的最大加速度為2gC．小物塊的最大速度為SKIPIF1<0D．小物塊在0～SKIPIF1<0的時間內(nèi)所經(jīng)過的路程為85cm3．如圖所示，兩個擺長均為L的單擺，擺球A、B質(zhì)量分別為m1、m2，懸點均為O。在O點正下方0.19L處固定一小釘。初始時刻B靜止于最低點，其擺線緊貼小釘右側(cè)，A從圖示位置由靜止釋放（θ足夠?。?，在最低點與B發(fā)生彈性正碰。兩擺在整個運動過程中均滿足簡諧運動條件，懸線始終保持繃緊狀態(tài)且長度不變，擺球可視為質(zhì)點，不計碰撞時間及空氣阻力，重力加速度為g。下列選項正確的是（）

A．若m1=m2，則A、B在擺動過程中最大振幅之比為9:10B．若m1=m2，則每經(jīng)過SKIPIF1<0時間A回到最高點C．若m1>m2，則A與B第二次碰撞不在最低點D．若m1<m2，則A與B第二次碰撞必在最低點4．一列簡諧橫波沿x軸傳播，圖甲是t＝1.0s時的波形圖，圖乙是x＝3.0m處質(zhì)點的振動圖像，已知a質(zhì)點在x軸上的平衡位置為SKIPIF1<0，則下列說法正確的是（）A．波沿x軸正方向傳播B．波的傳播速度為0.5m/sC．從t＝1.0s到t＝1.5s質(zhì)點a的路程為10cmD．t＝1.5s時，a質(zhì)點的速度方向沿y軸負方向5．一列簡諧橫波沿x軸傳播，SKIPIF1<0時刻的波形如圖所示，此時質(zhì)點A經(jīng)過x軸沿y軸負方向運動，質(zhì)點B的位移SKIPIF1<0，從SKIPIF1<0時刻起，經(jīng)過5.5s質(zhì)點A恰好第三次到達波峰。則（）A．該波沿x軸正方向傳播B．該波的傳播速度為2m/sC．從SKIPIF1<0時刻起，經(jīng)過SKIPIF1<0質(zhì)點B第一次經(jīng)過平衡位置D．質(zhì)點A和質(zhì)點B不可能在某一時刻速度相同二、多選題6．如圖所示，SKIPIF1<0是某三棱鏡的橫截面，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，直角邊SKIPIF1<0，一平行于SKIPIF1<0的單色光從斜邊上的D點射入棱鏡，經(jīng)棱鏡兩次折射后，從SKIPIF1<0邊的中點E射出，出射光線與SKIPIF1<0邊的夾角SKIPIF1<0。已知該單色光在真空中的傳播速度為c，下列說法正確的是（

）A．D點到A點的距離為LB．單色光在D點的折射角SKIPIF1<0C．三棱鏡對該單色光的折射率為SKIPIF1<0D．該單色光從D點傳播到E點的時間為SKIPIF1<07．圓心為O、半徑為R的半圓形玻璃磚橫截面如圖，A為半圓形玻璃磚截面上的一點，某時刻，一束單色光從A點垂直于半圓形玻璃磚平面入射，光線第一次射到玻璃磚圓表面時恰好發(fā)生全反射?，F(xiàn)使該束單色光以60°的入射角從A點射入玻璃磚，則光線經(jīng)過兩次折射后從玻璃磚圓表面射出，射出的光線相對于最初射入的光線發(fā)生了側(cè)移，但其傳播方向未變。則（）A．該玻璃的折射率為SKIPIF1<0 B．該玻璃的折射率為SKIPIF1<0C．光線側(cè)移的距離為SKIPIF1<0 D．光線側(cè)移的距離為SKIPIF1<08．圖甲為某種車輛智能道閘系統(tǒng)的簡化原理圖：預埋在地面下的地感線圈L和電容器C構(gòu)成LC振蕩電路，當車輛靠近地感線圈時，線圈自感系數(shù)變大，使得振蕩電流頻率發(fā)生變化，檢測器將該信號發(fā)送至車牌識別器，從而向閘機發(fā)送起桿或落桿指令。某段時間振蕩電路中的電路如圖乙，則下列有關說法正確的是（）A．t1時刻電容器間的電場強度為最小值B．t1~t2時間內(nèi)，電容器處于充電過程C．汽車靠近線圈時，振蕩電流頻率變小D．從圖乙波形可判斷汽車正靠近地感線圈一、對簡諧運動的理解受力特點回復力F＝－kx，F(xiàn)(或a)的大小與x的大小成正比，方向相反運動特點靠近平衡位置時，a、F、x都減小，v增大；遠離平衡位置時，a、F、x都增大，v減小能量振幅越大，能量越大．在運動過程中，動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)的機械能守恒周期性做簡諧運動的物體的位移、回復力、加速度和速度均隨時間做周期性變化，變化周期就是簡諧運動的周期T；動能和勢能也隨時間做周期性變化，其變化周期為eq\f(T,2)對稱性(1)如圖所示，做簡諧運動的物體經(jīng)過關于平衡位置O對稱的兩點P、P′(OP＝OP′)時，速度的大小、動能、勢能相等，相對于平衡位置的位移大小相等(2)物體由P到O所用的時間等于由O到P′所用時間，即tPO＝tOP′(3)物體往復過程中通過同一段路程(如OP段)所用時間相等，即tOP＝tPO(4)相隔eq\f(T,2)或eq\f(2n＋1T,2)(n為正整數(shù))的兩個時刻，物體位置關于平衡位置對稱，位移、速度、加速度大小相等，方向相反二、振動圖像和波的圖像的比較比較項目振動圖像波的圖像研究對象一個質(zhì)點波傳播方向上的所有質(zhì)點研究內(nèi)容某質(zhì)點位移隨時間的變化規(guī)律某時刻所有質(zhì)點在空間分布的規(guī)律圖像橫坐標表示時間表示各質(zhì)點的平衡位置物理意義某質(zhì)點在各時刻的位移某時刻各質(zhì)點的位移振動方向的判斷(看下一時刻的位移)(同側(cè)法)Δt后的圖形隨時間推移，圖像延伸，但已有形狀不變隨時間推移，圖像沿波的傳播方向平移，原有波形做周期性變化聯(lián)系(1)縱坐標均表示質(zhì)點的位移(2)縱坐標的最大值均表示振幅(3)波在傳播過程中，各質(zhì)點都在各自的平衡位置附近振動三、光的折射1．對折射率的理解(1)折射率的大小不僅反映了介質(zhì)對光的折射本領，也反映了光在該介質(zhì)中傳播速度的大小v＝eq\f(c,n).(2)折射率的大小不僅與介質(zhì)本身有關，還與光的頻率有關．①同一種介質(zhì)中，頻率越大的光折射率越大，傳播速度越?。谕环N光，在不同介質(zhì)中雖然波速、波長不同，但頻率相同．2．光路的可逆性在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的．如果讓光線逆著原來的折射光線射到界面上，光線就會逆著原來的入射光線發(fā)生折射．3．平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體(球)對光路的控制特點平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)對光線的作用通過平行玻璃磚的光線不改變傳播方向，但要發(fā)生側(cè)移通過三棱鏡的光線經(jīng)兩次折射后，出射光線向棱鏡底面偏折圓界面的法線是過圓心的直線，光線經(jīng)過兩次折射后向圓心偏折四、全反射1．光密介質(zhì)與光疏介質(zhì)介質(zhì)光密介質(zhì)光疏介質(zhì)折射率大小光速小大相對性若n甲＞n乙，則甲相對乙是光密介質(zhì)若n甲＜n丙，則甲相對丙是光疏介質(zhì)2.全反射(1)定義：光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時，當入射角增大到某一角度，折射光線消失，只剩下反射光線的現(xiàn)象．(2)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．(3)臨界角：折射角等于90°時的入射角．若光從介質(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，由n＝eq\f(sin90°,sinC)，得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?。?．光導纖維光導纖維的原理是利用光的全反射(如圖)．五、光的干涉1．雙縫干涉(1)條紋間距：Δx＝eq\f(l,d)λ，對同一雙縫干涉裝置，光的波長越長，干涉條紋的間距越大．(2)明暗條紋的判斷方法：如圖所示，相干光源S1、S2發(fā)出的光到屏上P′點的路程差為Δr＝r2－r1.當Δr＝nλ(n＝0,1,2…)時，光屏上P′處出現(xiàn)明條紋．當Δr＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2…)時，光屏上P′處出現(xiàn)暗條紋．2．薄膜干涉(1)形成原因：如圖所示，豎直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形．光照射到薄膜上時，從膜的前表面AA′和后表面BB′分別反射回來，形成兩列頻率相同的光波，并且疊加．(2)明暗條紋的判斷方法：兩個表面反射回來的兩列光波的路程差Δr等于薄膜厚度的2倍，光在薄膜中的波長為λ.在P1、P2處，Δr＝nλ(n＝1,2,3…)，薄膜上出現(xiàn)明條紋．在Q處，Δr＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2,3…)，薄膜上出現(xiàn)暗條紋．(3)應用：增透膜、檢查平面的平整度．六、光的衍射