(统考版)2023高考物理二轮专题复习学案-专题八选考模块第16讲振动和波动光与电磁波.docxVIP

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第16讲振动和波动光与电磁波

命题热点

(1)简谐运动及振动图象；

(2)波的图象及波的叠加；

(3)振动图象与波的图象的综合应用；

(4)光的折射和全反射；

(5)光的波动、电磁波；

(6)生活、科技中的光学问题．

常考题型

选择题

填空题

计算题

高频考点·能力突破

考点一简谐运动及振动图象

1．必须理清的知识联系

2．简谐运动图象问题的两种分析方法

方法一：图象—运动结合法

解此类题时，首先要理解x-t图象的意义，其次要把x-t图象与质点的实际振动过程联系起来．图象上的一个点表示振动中的一个状态(位置、振动方向等)，图象上的一段曲线对应振动的一个过程，关键是判断好平衡位置、最大位移及振动方向．

方法二：直观结论法

简谐运动的图象表示振动质点的位移随时间变化的规律，即位移—时间的函数关系图象，不是物体的运动轨迹．

例1(多选)如图甲所示，上端固定的弹簧振子在竖直方向上做简谐运动，当振子到达最高点时，弹簧处于原长．选取向上为正方向，弹簧振子的振动图象如图乙所示．则下列说法正确的是()

A．弹簧的最大伸长量为5cm

B．弹簧振子的振动周期为2s

C．在1～1.5s内，弹簧振子的速度逐渐增大

D．在0～0.5s内，弹簧振子的位移逐渐增大

E．在1.5～2s内，弹簧的伸长量逐渐减小

预测1(多选)如图所示为两个单摆的受迫振动的共振曲线，则下列说法正确的是()

A．若两个受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线

B．若两个受迫振动是在地球上同一地点进行，则两个摆长之比LⅠ∶LⅡ＝25∶4

C．图线Ⅱ若是在地面上完成的，则该单摆摆长约为1m

D．若摆长均为1m，则图线Ⅰ是在地面上完成的

E．若两个单摆在同一地点均发生共振，图线Ⅱ表示的单摆的摆球的能量一定大于图线Ⅰ表示的单摆的摆球的能量

预测2(多选)甲、乙两弹簧振子的振动图象如图所示，则可知()

A．两弹簧振子完全相同

B．两弹簧振子所受回复力最大值之比F甲∶F乙＝2∶1

C．振子甲速度为零时，振子乙速度最大

D．两振子的振动频率之比f甲∶f乙＝1∶2

E．振子乙速度最大时，振子甲速度不一定为零

考点二波的图象及波的叠加

1．波的传播方向与质点振动方向的互判方法

(1)“上下坡”法

(2)“同侧”法

(3)“微平移”法

2．波的叠加

(1)两个振动情况相同的波源形成的波，在空间某点振动加强的条件为Δx＝nλ(n＝0，1，2，…)，振动减弱的条件为Δx＝nλ＋λ2(n＝0，1，2，…)．两个振动情况相反的波源形成的波，在空间某点振动加强的条件为Δx＝nλ＋λ2(n＝0，1，2，…)，振动减弱的条件为

(2)振动加强点的振幅最大，位移随时间而改变．

例2[2022·全国甲卷，节选]一平面简谐横波以速度v＝2m/s沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形图如图所示。介质中平衡位置在坐标原点的质点A在t＝0时刻的位移y＝2cm.该波的波长为________m，频率为________Hz.t＝2s时刻，质点A________(填“向上运动”“速度为零”或“向下运动”)．

例3[2022·全国乙卷，节选]介质中平衡位置在同一水平面上的两个点波源S1和S2，二者做简谐运动的振幅相等，周期均为0.8s．当S1过平衡位置向上运动时，S2也过平衡位置向上运动．若波速为5m/s，则由S1和S2发出的简谐横波的波长均为________m．P为波源平衡位置所在水平面上的一点，与S1、S2平衡位置的距离均为10m，则两波在P点引起的振动总是相互________(填“加强”或“削弱”)的；当S1恰好在平衡位置向上运动时，平衡位置在P处的质点________(填“向上”或“向下”)运动．

预测3(多选)我们常用以下实验装置观察水波的干涉现象．在水槽中，波源是固定在同一个振动片上的两根细杆，当振动片振动时，固连在振动片上的两根完全相同的细杆周期性地击打水面，并且两细杆击打的深度和频率完全相同，可看作两个波源．这两列波相遇后，在它们的重叠区域会形成如图甲所示的稳定干涉图样，如图乙所示，振动片以周期T做简谐运动时，两细杆同步周期性地击打水面上的A、B两点，两波源发出的水波在水面上形成稳定的干涉图样．若以线段AB为直径在水面上画一个半圆，半径OC与AB垂直．除C点外，圆周上还有其他振幅最大的点，其中在C点左侧距C点最近的为D点，已知半圆的直径为d，∠DBA＝37°，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.则()

A．水波的波长为d

B．水波的波长为d

C．水波的传播速度为d

D．若减小振动片振动的周期，C点可能为振幅最小的点

E．若让两细杆以原频率分别同步触动线段AD和BD的中点，则D点为