2018届二轮复习机械振动和机械波光和电磁波课件（22张）（全国通用） 22页

选修 3—4 　机械振动和 机械波 　 光 和电磁波 - 2 - 必查点 49 必查点 50 必查点 51 必查点 52 必查点 53 必查点 54 必查点 55 必查点 56 必查点 57 必查点 58 必查点 59 必查点 60 必查点 61 1 . 机械振动与机械波 简谐运动 ( Ⅰ ) 　 简谐运动的公式和图象 ( Ⅱ ) (1) 描述振动的物理量 ① 振幅 : 振动物体离开平衡位置的最大距离 , 用 A 表示。 ② 周期 : 做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间 , 用 T 表示。 ③ 频率 : 单位时间内完成全振动的次数 , 用 f 表示。 ④ 周期和频率都是描述振动快慢的物理量 , 其关系为　 (2) 简谐运动 : 物体所受的力跟偏离平衡位置的位移大小成正比 , 并且总指向平衡位置的振动。动力学特征 :F=-kx 。简谐运动的表达式为 - 3 - 必查点 49 必查点 50 必查点 51 必查点 52 必查点 53 必查点 54 必查点 55 必查点 56 必查点 57 必查点 58 必查点 59 必查点 60 必查点 61 (3) 简谐运动的图象 简谐运动的图象是正弦或余弦函数曲线。 图象的应用 : ① 可直接读取振幅、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。 - 4 - 必查点 49 必查点 50 必查点 51 必查点 52 必查点 53 必查点 54 必查点 55 必查点 56 必查点 57 必查点 58 必查点 59 必查点 60 必查点 61 单摆、单摆的周期公式 ( Ⅰ ) 在偏角很小 ( θ ≤ 5 ° ) 的情况下 , 单摆做简谐运动。 (1) 单摆的周期公式 T= 。公式中 l 为单摆的等效摆长 , 是指悬点到摆球球心的距离。 (2) 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) 单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向的分力。 - 5 - 必查点 49 必查点 50 必查点 51 必查点 52 必查点 53 必查点 54 必查点 55 必查点 56 必查点 57 必查点 58 必查点 59 必查点 60 必查点 61 受迫振动和共振 ( Ⅰ ) (1) 物体在外界驱动力 ( 能够使物体发生振动的周期性外力 ) 作用下的振动叫做受迫振动。 (2) 物体做受迫振动时 , 振动稳定后的频率等于驱动力的频率 , 跟物体的固有频率无关。 (3) 驱动力的频率接近物体的固有频率时 , 受迫振动的振幅最大的现象叫做共振。 - 6 - 必查点 49 必查点 50 必查点 51 必查点 52 必查点 53 必查点 54 必查点 55 必查点 56 必查点 57 必查点 58 必查点 59 必查点 60 必查点 61 机械波、横波和纵波 ( Ⅰ ) (1) 机械波的分类 : 横波和纵波 横波是质点振动方向与波的传播方向垂直 , 纵波是质点振动方向与波的传播方向在同一直线上。 (2) 机械波的特点 ① 对理想的简谐波 , 各质点振幅相同。 ② 各质点的振动周期都与波源的振动周期相同。 ③ 离波源越远的质点 , 振动越滞后。 ④ 各质点只在各自的平衡位置附近振动 , 并不沿波的传播方向迁移。 ⑤ 机械波向前传播的是运动形式 , 也是传播能量和传递信息的方式。 - 7 - 必查点 49 必查点 50 必查点 51 必查点 52 必查点 53 必查点 54 必查点 55 必查点 56 必查点 57 必查点 58 必查点 59 必查点 60 必查点 61 横波的图象 ( Ⅱ ) 　 波速、波长和频率 ( 周期 ) 的关系 ( Ⅰ ) (1) 波速与波长、周期 ( 频率 ) 的关系 : ① 周期和频率只与波源有关 , 波在传播过程中周期和频率不变。 ② 波速只与介质有关 , 在同一种均匀介质中 , 波速是一个定值 , 与波源无关。 ③ 波长既与波源有关 , 又与介质有关。 (2) 简谐波的图象是一条正弦或余弦函数曲线。 - 8 - 必查点 49 必查点 50 必查点 51 必查点 52 必查点 53 必查点 54 必查点 55 必查点 56 必查点 57 必查点 58 必查点 59 必查点 60 必查点 61 波的干涉和衍射现象 ( Ⅰ ) 　 多普勒效应 ( Ⅰ ) (1) 产生干涉的条件 : 两列波的频率相等。 现象 : 两列波相遇时 , 某些区域总是振动加强 , 某些区域总是振动减弱 , 且振动加强区和振动减弱区相互间隔。 (2) 产生明显衍射的条件 : 孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不大 , 或者比波长更小时 , 才能观察到明显的衍射现象。 (3) 多普勒效应 : 波源的频率是不改变的 , 只是由于波源和观察者之间有相对运动 , 观察者感到频率发生了变化。靠近 ( 或远离 ) 波源 , 频率增大 ( 或减小 ) 。 - 9 - 必查点 49 必查点 50 必查点 51 必查点 52 必查点 53 必查点 54 必查点 55 必查点 56 必查点 57 必查点 58 必查点 59 必查点 60 必查点 61 2 . 电磁振荡与电磁波 电磁波的产生 ( Ⅰ ) 　 电磁波的发射、传播和接收 ( Ⅰ ) (1) 麦克斯韦电磁场理论 : 变化的磁场产生电场 , 变化的电场产生磁场。 (2) 电磁波 : 变化的磁场和变化的电场交替产生 , 形成电磁场 , 电磁场由近及远地向外传播形成电磁波。 电磁波是横波 , 电磁波在真空中的速度为 c=3×10 8 m/s 。 (3) 电磁波的产生 : 振荡电路的特点 —— 采用开放电路、频率足够高。 (4) 发射电磁信号需经过调制过程 , 调制分调幅、调频两种。 (5) 调谐 : 使接收电路产生电谐振的过程。 解调 : 使声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程。 - 10 - 必查点 49 必查点 50 必查点 51 必查点 52 必查点 53 必查点 54 必查点 55 必查点 56 必查点 57 必查点 58 必查点 59 必查点 60 必查点 61 电磁波谱 ( Ⅰ ) 电磁波按波长由长到短的排列顺序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、 X 射线、 γ 射线。 - 11 - 必查点 49 必查点 50 必查点 51 必查点 52 必查点 53 必查点 54 必查点 55 必查点 56 必查点 57 必查点 58 必查点 59 必查点 60 必查点 61 3 . 光 光的折射定律 ( Ⅱ ) (1) 折射定律 : 折射光线跟入射光线和法线在同一平面内 , 折射光线和入射光线分居在法线两侧 , 入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。 (2) 在折射现象中 , 光路是可逆的。 - 12 - 必查点 49 必查点 50 必查点 51 必查点 52 必查点 53 必查点 54 必查点 55 必查点 56 必查点 57 必查点 58 必查点 59 必查点 60 必查点 61 折射率 ( Ⅰ ) 折射率 : , 其中 θ 1 为光在真空 ( 空气 ) 中的入射角 , θ 2 为光在介质中的折射角 ,c 为光在真空中的传播速度 ,v 为光在介质中的传播速度。 - 13 - 必查点 49 必查点 50 必查点 51 必查点 52 必查点 53 必查点 54 必查点 55 必查点 56 必查点 57 必查点 58 必查点 59 必查点 60 必查点 61 全反射、光导纤维 ( Ⅰ ) (1) 全反射条件 : ① 光从光密介质射入光疏介质。 ② 入射角大于等于临界角。 (2) 现象 : 折射光完全消失 , 只剩下反射光。 (3) 临界角 : sin C= ,C 为折射角等于 90 ° 时的入射角。 (4) 应用 —— 光导纤维 它由内芯和外套两层组成 , 内芯的折射率比外套的折射率大 , 光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射。 - 14 - 必查点 49 必查点 50 必查点 51 必查点 52 必查点 53 必查点 54 必查点 55 必查点 56 必查点 57 必查点 58 必查点 59 必查点 60 必查点 61 光的干涉、衍射和偏振现象 ( Ⅰ ) (1) 干涉现象 : 两列相干光波相叠加 , 某些区域的光被加强 , 某些区域的光被减弱 , 且加强区与减弱区互相间隔的现象叫光的干涉现象。 (2) 干涉条件 : 两光源发出的光频率相同 , 相位差恒定。 - 15 - 必查点 49 必查点 50 必查点 51 必查点 52 必查点 53 必查点 54 必查点 55 必查点 56 必查点 57 必查点 58 必查点 59 必查点 60 必查点 61 狭义相对论的基本假设 ( Ⅰ ) 　 质能关系 ( Ⅰ ) (1) 狭义相对论的两个基本假设 —— 狭义相对性原理和光速不变原理。 (2) 爱因斯坦质能方程 E=mc 2 。 - 16 - 1 2 1 .(1) 右图是一列简谐波在 t=0 时的波形 , 介质中的质点 P 没 y 轴方向做简谐运动 , 其位移随时间变化的函数表达式为 y=10 sin 5 π t( cm ) 。关于这列简谐波及质点 P 的振动 , 下列说法正确的是 　　　　 。 ( 填正确答案标号。选对 1 个得 2 分 , 选对 2 个得 4 分 , 选对 3 个得 5 分 ; 每选错 1 个扣 3 分 , 最低得分为 0 分 )   A . 质点 P 的周期为 0.4 s B . 质点 P 的位移方向和速度方向始终相反 C . 这列简谐波的振幅为 20 cm D . 这列简谐波沿 x 轴正方向传播 E . 这列简谐波在该介质中的传播速度为 10 m/s - 17 - 1 2 (2) 有一玻璃半球 , 右侧面镀银 , 光源 S 在其对称轴 PO 上 (O 为球心 ), 且 PO 水平 , 如图所示。从光源 S 发出的一束细光射到半球面上 , 其中一部分光经球面反射后恰能竖直向上传播 , 另一部分光经过折射进入玻璃半球内 , 经右侧镀银面反射恰能沿原路返回。若球半径为 R, 玻璃折射率为 , 求光源 S 与球心 O 之间的距离。 - 18 - 1 2 - 19 - 1 2 - 20 - 1 2 2 .(1) 如图所示 , 两列简谐横波分别沿 x 轴正方向和负方向传播 , 两波源分别位于 x=-2 m 和 x=12 m 处 , 两列波的传播速度均为 v=4 m/s , 两波源的振幅均为 A=2 cm 。图示为 t=0 时刻两列波的图象 ( 传播方向如图所示 ), 此时刻平衡位置处于 x=2 m 和 x=8 m 的 P 、 Q 两质点刚开始振动。质点 M 的平衡位置处于 x=5 m 处 , 则下列说法正确的是 　　　　 。 ( 选对 1 个得 2 分 , 选对 2 个得 4 分 , 选对 3 个得 5 分 ; 每选错 1 个扣 3 分 , 最低得分为 0 分 )   A . 两列波相遇后振幅仍然为 2 cm B .t=1 s 时刻 , 质点 M 的位移为 -4 cm C .t=1 s 时刻 , 质点 M 的位移为 +4 cm D .t=0.75 s 时刻 , 质点 P 、 Q 都运动到 M 点 E . 质点 P 、 Q 的起振方向都沿 y 轴负方向 - 21 - 1 2 (2) 如图所示 , 直角玻璃三棱镜置于空气中 , 已知 ∠ A=60 ° , ∠ C=90 ° , 一束极细的光于 AC 的中点 D 垂直 AC 面入射 ,AD=a, 棱镜的折射率为 , 求 : ( ⅰ ) 此玻璃的临界角。 ( ⅱ ) 光从棱镜第一次射入空气时的折射角。 ( ⅲ ) 光从进入棱镜到它第一次射入空气所经历的时间 ( 设光在真空中的传播速度为 c) 。 - 22 - 1 2