2016年步步高版《考前三个月》高考物理（通用）二轮专题复习考前静悟篇：第二部分 第天振动和波　光学.doc

第十一天　振动和波　光学 [知识回扣] 1． 简谐运动的图象 简谐运动的图象是正弦或余弦曲线． 图象的应用：①可直观读取振幅、周期、各时刻的位移．②判定各时刻回复力、加速度及速度方向．③判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况． 2． 单摆的周期公式T＝2π .公式中l为单摆的等效摆长，是指悬点到摆球球心的距离． 由周期公式可知，单摆的振动周期与摆球质量m和振幅A无关，只与摆长l和当地的重力加速度有关． 3． 波长、波速和频率 (1)波长λ：两个相邻的在振动过程中相对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长．在横波中是两个相邻的波峰或相邻的波谷之间的距离．在纵波中是两相邻的密部(或疏部)中央间的距离．振动在一个周期内在介质中传播的距离等于波长． (2)波速：单位时间内波向外传播的距离．v＝s/t＝λ/T＝λf，波速的大小由介质决定． (3)频率：波的频率由振源决定，在任何介质中传播波的频率不变．波从一种介质进入另一种介质时，唯一不变的是频率(或周期)，波速与波长都发生变化． 4． 振动图象与波动图象的比较 振动图象 波动图象研究对象 某振动质点 所有质点 研究内容 某质点位移随时间的变化规律 某时刻所有质点的空间分布规律 图象 物理意义 某质点在各时刻的位移 某时刻各质点的空间分布规律 图象变化 随时间推移，图象延续，但已有形状不变 随时间推移，图象沿传播方向平移 一完整曲线 表示一个周期 表示一个波长 图象信息 (1)振动周期(2)振幅(3)各时刻质点的位移(4)各时刻质点速度及加速度的方向 (1)波长、振幅(2)任意质点在此时刻的位移(3)任意质点在此时刻加速度方向(4)传播方向、振动方向的互判 5． 折射率公式 n＝＝＝ 6． 临界角公式 光线从某种介质射向真空(或空气)时的临界角为C，则sin C＝＝ 7． 光的色散 白光通过三棱镜后发生色散现象，说明白光是复色光，是由七种单色光组成的 色散现象 n v λ(波动性) 衍射 临界角 干涉条纹间距 ν(粒子性) E光子 光电 效应 小 大 大 小 大(明显) 小(不明显) 容易 难 大 小 大 小 小(不明显) 大(明显) 小 大 难 易 8光的干涉现象 (1)双缝干涉 ①双缝的作用：将同一束光分为两束形成相干波源 ②Δx＝λ＝|S2P－S1P| ③产生亮暗条纹的条件是|S2P－S1P|＝nλ(亮)，|S2P－S1P|＝λ(暗) (2)薄膜干涉 ①形成：光照到薄膜上，由薄膜前、后表面反射的两列光波叠加而成．劈形薄膜干涉可产生平行相间条纹． ②条纹：单色光出现明暗相间条纹，白光出现彩色条纹． ③应用：增透膜(其厚度为光在薄膜中波长的四分之一)、检查工件表面的平整度． [方法回扣] 由波的传播方向判断质点振动方向的方法 内容 图象 上下坡法 沿波的传播方向，上坡时质点向下振动，下坡时质点向上振动 同侧法 波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧 微平移法 将波形图沿传播方向进行微小平移，再由x轴上某一位置的两波形曲线上的点来判定 [习题精练] 1． 图1为某弹簧振子在0～5 s内的振动图象．由图可知，下列说法中正确的是(　　) 图1 A．振动周期为5 s，振幅为8 cm B．第2 s末振子的速度为零，加速度为负向的最大值 C．第3 s末振子的速度为正向的最大值 D．从第1 s末到第2 s末振子在做加速运动 答案　C 解析　本题考查考生对振动图象的理解．根据题图可知，弹簧振子的周期T＝4 s，振幅A＝8 cm，A错误；第2 s末振子到达波谷位置，速度为零，加速度最大，且沿x轴正方向，B错误；第3 s末振子经过平衡位置，速度达到最大，且向x轴正方向运动，C正确；从第1 s末到第2 s末振子经过平衡位置向下运动到达波谷位置，速度逐渐减小，D错误． 2． 一列简谐横波由质点A向质点B传播，已知A、B两点相距4 m，这列波的波长大于2 m而小于20 m．如图2表示在波的传播过程中A、B两质点的振动图象．求波的传播速度． 　 图2 答案　 m/s或 m/s 解析　由振动图象读出T＝0.4 s 分析图象可知：t＝0时，质点A位于＋y方向最大位移处，而质点B则经过平衡位置向负y方向运动． 所以A、B间距4 m＝(n＋3/4)λ，λ＝16/(4n＋3) m，其中n＝0,1,2，… 因为这列波的波长大于2 m而小于20 m 所以n有0、1两个可能的取值，即λ1＝ m，λ2＝ m 因v＝，所以v1＝ m/s或v2＝ m/s 3． 如图3所示，一等腰直角三棱镜，放在真空中，AB＝AC.在棱镜侧面AB左方有一单色光源S，从S发出的光线SD以60°入射角从AB侧面中点射入三棱镜，当它从侧面AC射出时，出射光线与棱镜侧面AC间的夹