20 第1阶段 专题7 第2讲 振动和波动 光与电磁波-【提分教练】2024年新高考物理二轮总复习讲义（老教材）

　振动和波动　光与电磁波 真题情境 　　 2023·全国乙卷T34　　　　　　　2023·全国甲卷T34 2022·全国甲卷T34　 　　2022·全国乙卷T34(2)　 　 2021·全国乙卷T34 考情分析 高考定位 素养目标 本节命题方式为机械振动、机械波与光学等知识的组合，题型可能为选择题或填空题，也可能为计算题。机械振动和机械波的考查常以振动图像或波的图像展开，两者常结合在一起考查，波的形成和传播规律结合波速公式是考查的重点，有时涉及多解问题，几何光学部分的命题则以三棱镜、玻璃半球、水池等为载体，重点考查光的折射和全反射的知识，正确画出光路图是求解关键。物理光学部分，注重常见现象的分析判断。 1．理解波的图像和振动图像及其相互转化。 2．会根据波的图像确定质点振动方向或波的传播方向、传播时间等。 3．会结合简谐运动图像及波的图像解决波传播的多解问题。 4．掌握相干波的叠加问题等。 5．掌握光的折射与全反射规律。 6．理解光的干涉、衍射、偏振现象，知道电磁波的常见特性。 突破点一　机械振动 1．简谐运动的表达式 x＝A sin (ωt＋φ)或x＝A cos (ωt＋φ)。 2．简谐运动的五大特征 受力 特征 回复力F＝－kx，F(或a)的大小与x的大小成正比，方向相反 运动 特征 靠近平衡位置时，a、F、x都减小，v增大；远离平衡位置时，a、F、x都增大，v减小 能量 特征 振幅越大，机械能越大。在运动过程中，系统的动能和势能相互转化，机械能守恒 周期 性特征 质点的位移、回复力、加速度和速度随时间做周期性变化，变化周期就是简谐运动的周期T；动能和势能也随时间做周期性变化，其变化周期为 对称 性特征 关于平衡位置O对称的两点，速度的大小、动能、势能相等，相对平衡位置的位移大小相等 3．简谐运动的描述 图像：反映同一质点在各个时刻的位移。 4．简谐运动的应用——单摆 单摆周期表达式：T＝2π。 [典例1]　(多选)(2022·湖南卷)下端附着重物的粗细均匀的木棒，竖直浮在河面，在重力和浮力作用下，沿竖直方向做频率为 1 Hz 的简谐运动；与此同时，木棒在水平方向上随河水做匀速直线运动，如图(a)所示。以木棒所受浮力F为纵轴，木棒水平位移x为横轴建立直角坐标系，浮力F随水平位移x的变化如图(b)所示。已知河水密度为ρ，木棒横截面积为S，重力加速度大小为g。下列说法正确的是(　　) A．x从0.05 m到0.15 m的过程中，木棒的动能先增大后减小 B．x从0.21 m到0.25 m的过程中，木棒加速度方向竖直向下，大小逐渐变小 C．x＝0.35 m和x＝0.45 m时，木棒的速度大小相等，方向相反 D．木棒在竖直方向做简谐运动的振幅为 E．木棒的运动为向x轴正方向传播的机械横波，波速为0.4 m/s [听课记录]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．如图甲所示为以O点为平衡位置，在A、B两点间运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是(　　) A．在t＝0.2 s时，弹簧振子的加速度为正方向最大 B．在t＝0.1 s与t＝0.3 s两个时刻，弹簧振子的速度相同 C．从t＝0到t＝0.2 s时间内，弹簧振子做加速度增大的减速运动 D．在t＝0.6 s时，弹簧振子有最小的位移 2．(2020·全国Ⅱ卷)用一个摆长为80.0 cm的单摆做实验，要求摆动的最大角度小于5°，则开始时将摆球拉离平衡位置的距离应不超过________cm(结果保留1位小数)。(提示：单摆被拉开小角度的情况下，所求的距离约等于摆球沿圆弧移动的路程。) 某同学想设计一个新单摆，要求新单摆摆动10个周期的时间与原单摆摆动11个周期的时间相等，新单摆的摆长应该取为______cm。 3．(多选)(2023·山东卷)如图所示，沿水平方向做简谐振动的质点，依次通过相距L的A、B两点。已知质点在A点的位移大小为振幅的一半，在B点的位移大小是在A点的倍，质点经过A点时开始计时，t时刻第二次经过B点，该振动的振幅和周期可能是(　　) A．，3t B．，4t C．，t D．，t 突破点二　机械波 考向1　机械波的传播及叠加 (1)波的传播问题 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介质中各质点随波振动，但并不随波迁移。 ③沿波的传播方向上波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，则这两个质点一定是反相点。 (2)