2023届二轮复习 专题五　机械振动和机械波　光和电磁波 课件

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1.机械振动与机械波(1)基础概念。
②振动加强点的位移随时间而改变,振幅最大。
2.光的折射、光的波动性、电磁波(1)基础概念。
(2)光的波动性。①光的干涉产生的条件:两光源频率相等,相位差恒定。
③发生明显衍射的条件是障碍物或小孔的尺寸跟光的波长相差不多或比光的波长小。
1.机械振动与机械波(1)分析简谐运动的技巧。①物理量变化分析:以位移为桥梁,位移增大时,振动质点的回复力、加速度、势能均增大,速度、动能均减小;反之,则产生相反的变化。②矢量方向分析:矢量均在其值为零时改变方向。(2)波在传播过程中的几个特点。①沿波的传播方向上各质点的起振方向与波源的起振方向一致。②传播中各质点随波振动,但并不随波迁移。③沿波的传播方向上每个周期传播一个波长的距离。④在波的传播过程中,同一时刻如果一个质点处于波峰,而另一质点处于波谷,则这两个质点振动步调总是相反。
2.光的折射和全反射(1)依据题目条件,正确分析可能的全反射及临界角。(2)通过分析、计算确定光传播过程中可能的折射、反射,把握光的“多过程”现象。(3)几何光学临界问题的分析。画出正确的光路图,从图中找出各种几何关系;利用好光路图中的临界光线,准确地判断出恰好发生全反射的临界条件。
考点一　振动和波动的综合应用
1.巧解振动图像与波的图像综合问题的基本方法
2.波的传播方向与质点振动方向的互判方法
2.(2022·北京房山区二模)图甲为一列简谐横波在t=1.0 s时的波形图,P是平衡位置为x=2 m处的质点,Q是平衡位置为x=4 m处的质点,图乙为质点Q的振动图像。下列判断正确的是(　 　)A.该波沿x轴负方向传播B.t=1.5 s时,质点P的位移达到负向最大C.t=1.5 s时,质点Q的回复力方向沿y轴负方向D.这列简谐波的波速为8 m/s
考点二　光的折射和全反射
2.对折射率的理解(1)折射率与介质和光的频率有关,与入射角的大小无关。(2)光密介质是相对的,是指两种介质中折射率较大的介质,而不是指密度大的介质。(3)同一种介质中,频率越大的色光折射率越大,传播速度越小。
3.求解光的折射和全反射问题的思路(1)根据题意画出正确的光路图,特别注意全反射的临界光线。(2)利用几何关系确定光路中的边、角关系。(3)利用折射定律等公式求解。(4)注意折射现象中光路的可逆性。
4.(2022·河北张家口三模)反光面料能将远方直射光线反射回发光处。它的核心组件是折射率比较大的玻璃微球,当一束光线在一定范围内以任何角度照射到微球前表面时,由于微球的折射作用而聚光在微球后表面反射层上,反射层将光线反射回去,就会形成回归反射。如图所示,取微球的最大截面圆,入射光线延长线垂直于某半径且垂足为该半径的中点,该光线经球面折射、反射、再折射出玻璃微球后恰好和入射光线反向平行。(1)请完成光路图,要求画出光线、法线;
解析:(1)因为入射光和出射光反向平行,根据对称性可知微球后表面入射光线与反射光线间的法线恰好位于前表面入射光线与出射光线的中间且与两条光线平行,光路图如图所示。
4.(2022·河北张家口三模)反光面料能将远方直射光线反射回发光处。它的核心组件是折射率比较大的玻璃微球,当一束光线在一定范围内以任何角度照射到微球前表面时,由于微球的折射作用而聚光在微球后表面反射层上,反射层将光线反射回去,就会形成回归反射。如图所示,取微球的最大截面圆,入射光线延长线垂直于某半径且垂足为该半径的中点,该光线经球面折射、反射、再折射出玻璃微球后恰好和入射光线反向平行。(2)求玻璃微球的折射率。(结果可用根式表示)
考点三　光的波动性　电磁波
1.光的双缝干涉和单缝衍射的比较。
2.光的干涉与衍射现象是光的波动性的表现,也是光具有波动性的证据。两者的区别是光的干涉现象只有在符合一定条件时才发生;而光的衍射现象却总是存在的,只有明显与不明显之分。3.关于电磁波应注意的几点。(1)光的本质是一种频率很高的电磁波。(2)电磁波是一种物质,电磁波也具有能量。(3)电磁波由真空进入介质后频率不变,波长变。(4)电磁波谱按波长由长到短、频率由小到大的次序依次是:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线,依次是波动性越来越弱、粒子性越来越强。
5.(2022·浙江宁波二模)图甲是用激光水平照射竖直圆珠笔中的小弹簧得到的衍射图样,它和图乙的DNA双螺旋结构的X射线衍射图样非常相似,我们常用衍射图样来分析事物的形状结构。请根据单缝衍射的实验规律,分析激光通过下列哪个小孔可得到图丙衍射图样(　 　)
解析:根据单缝衍射的实验规律,当缝调到很窄时,亮条纹的亮度有所降低,宽度反而增大。根据题图丙衍射图样的特点可知,激光通过的小孔左右较窄,上下较宽,故A正确,B、C、D错误。
6.铁丝圈上附肥皂膜通常作为演示薄膜干涉现象的实验装置,现将该装置水平放置,用单色光照射肥皂膜,产生的干涉条纹如图所示,条纹间距由内向外越来越小。下列有关肥皂薄膜侧面形状正确的是(　 　)
7.(多选)关于电磁波的作用,下列说法正确的是(　 　)A.用红外线热像仪检测发热病人,利用了物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同B.刑侦上用紫外线拍摄指纹照片,因为紫外线波长短,分辨率高C.红外遥感技术利用了红外线的显著热效应D.验钞机之所以利用紫外线验钞是因为紫外线具有荧光效应
解析:物体的温度越高,它辐射的红外线越强,波长越短,红外线热像仪利用物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同检测发热病人,选项A正确;因为紫外线波长短,用紫外线拍摄指纹照片,分辨率高, 选项B正确;红外遥感技术利用灵敏的红外线探测仪接收的物体发射的红外线探知物体的特征,选项C错误;紫外线具有荧光效应,可使钞票上的荧光物质发光,选项D正确。
类型一　周期或波长不确定引起的多解1.时间周期性:时间间隔Δt与周期T的关系不明确。每经过nT,质点完成n次全振动回到原来的状态,在时间上形成多解,多解通式为t=nT+Δt。2.空间周期性:波传播的距离Δx与波长λ的关系不明确。在波形图上,相距nλ的质点振动状态完全一致,在空间上形成多解,多解通式为x=nλ+Δx。3.波形的不确定:在波动问题中,往往只给出完整波形的一部分,或给出几个特殊点,波形就有多种情况,形成波动问题的多解性。
类型二　双向性引起的多解1.传播方向双向性:波的传播方向不确定。只告诉波速,不指明波的传播方向,应考虑沿两个方向传播的可能,即沿x轴正方向或沿x轴负方向传播。2.振动方向双向性:质点位移、速度方向不确定。质点达到最大位移处,则有正向和负向最大位移两种可能,质点在某一确定位置,振动速度方向有向上、向下(或向左、向右)两种可能。