机械波、光 期末复习专题讲义-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第三章《机械波》 第四章《光》 1、章节的期末试题考点梳理 【21-22】 客观题：T1 波的干涉和衍射；T3 共振现象；T4 单摆周期公式 ；T6 光的折射；T12波的图像与震动图像；T3 共振现象；T4 单摆周期公式 【22-23】 客观题：T2 单摆周期公式；T3 光的折射；T5 光生活中的应用 ；T8 波动图像； 【23-24】 客观题：T6 波的图像综合问题；T7 双缝干涉实验；T8 弹簧振子与图像分析；T9 多普勒效应；T10光的生活应用； 计算题：T18插针法测量物体的折射率 2、章节的学情分析（从知识点和考点的掌握情况进行分析） 机械波客观题部分考察的重点是简谐运动弹簧振子与单摆周期公式，以及波的图像。单摆周期公式需要学生加强记忆。波动图像可以让学生专题练习相关内容。光学考察重点以折射、干涉和测物体折射率实验为主，近两年也出现了一些光学生活中的应用题目 实验题重点是测量物体的折射率，需要学生熟练掌握插针法测折射率，以及根据图像计算物体折射率，需要会对实验进行误差分析 3、章节的备考策略 【复习课时】共 2 课时，其中基本机械波1课时；光学1课时； 【复习重点】简谐运动模型——单摆、弹簧振子、波动图像与震动图像问题综合、测量物体折射率、双缝干涉实验和测量物体折射率实验 【复习难点】波的图像综合问题 高二（上）物理期末复习专题 《机械波》（第1课时） 【考点】 ①单摆周期公式的应用； ②弹簧振子的分析； ③波动图像问题求解； ④共振现象； 【课堂复习资料】 （单摆周期公式的应用）例 1．如图所示，在铁架台的横梁上固定两个单摆，把它们拉起一小角度后释放，研究单摆的振动周期，则（　　） A．摆线越短周期越小 B．摆角越小周期越小 C．摆球越重周期越小 D．横梁越低周期越小 （弹簧振子的分析）例 2．(多选)如图甲所示，一弹簧振子在A、B间做简谐运动，O为平衡位置，图乙是弹簧振子做简谐运动时的位移—时间图象，则关于弹簧振子的加速度随时间的变化规律，下列四个图象中不正确的是（　　） A． B．C．D． （波动图像问题）例 3．一列简谐横波沿x轴传播，图（a）是时刻的波形图；P是介质中位于处的质点，其振动图像如图（b）所示。下列说法错误的是（    ） A．波速为2m/s B．波向左传播 C．波的振幅是10cm D．质点P在0~7s时间内运动的路程为70cm （共振现象）例 4．如图所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆，其中A、B的摆长相等。当A摆振动的时候，通过张紧的绳子给B、C、D摆施加驱动力，使其余各摆做受迫振动。观察B、C、D摆的振动发现（　　） A．C摆的频率最小 B．D摆的周期最大 C．B摆的振幅最大 D．B、C、D的振幅相同 【课后作业】 一、单选题 1．如图所示，一轻弹簧一端固定在天花板上，另一端连接一小球，小球在A、B之间做简谐运动，规定竖直向上的方向为正方向，已知A、B之间的距离为4cm，O为A、B连线的中点，时，小球正位于O、A连线的中点处且向上运动，时，小球第一次到达B点，下列说法正确的是（    ） A．小球运动的周期为4s B．小球从A向O运动时，弹性势能一定增加 C．小球运动的初相位为 D．小球运动时位移的方向与加速度的方向始终相同 2．如图所示为某弹簧振子在0~5s内的振动图像，由图可知，下列说法中正确的是（　　） A．振动周期为5s，振幅为8cm B．第4s末振子的速度为零，加速度为负向的最大值 C．从第2s末到第3s末振子在做减速运动 D．第1s末振子的速度为正向的最大值 3．沿x轴传播的简谐横波在t1 = 0时刻的波形如图中实线所示，在t2 = 0.4s时刻的波形如图中虚线所示。已知波的周期0.2s < T < 0.4s，P为波中的一个振动质点。则下列说法不正确的是（   ） A．波的传播速度可能为20m/s B．在t3 = 0.6s时刻，质点P的振动方向一定向下 C．在t3 = 0.6s时刻，质点P的加速度方向一定向上 D．质点P在2.4s内运动的路程可能为96cm 4．制造某型芯片所使用的银灰色硅片覆上一层厚度均匀的无色透明薄膜后，在自然光照射下硅片呈现深紫色。关于此现象，下列说法正确的是（　　） A．上述现象与彩虹的形成原理相同 B．光在薄膜的下表面发生了全反射 C．薄膜上下表面的反射光发生了干涉 D．薄膜厚度发生变化，硅片总呈现深紫色 5．力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力。图甲中O点为单摆的固定悬点，现将摆球拉至A点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球将在竖直平面内的A、B、C之间来回摆动。B点为运动中的最低位置，∠AOB = ∠COB = θ，θ小于5°且是未知量。图乙是由计算机得到的细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，且图中t = 0时刻为摆球从A点开始运动的时刻，摆球可视为质点，重力加速度g = 10 m/s2。下列说法正确的是（　　） A．此单摆的振动周期为0.2π s B．此单摆的摆长为0.4 m C．此单摆摆球的质量为0.5 kg D．此摆球运动过程中的最大速度为0.5 m/s 6．如图所示，为一质点做简谐运动的图像，由图像可知（　　） A．质点的运动轨迹为正弦曲线 B．在时，质点的速度最大 C．在时，质点的速度方向与位移方向相同 D．质点运动过程中，周期为0.5s 7．现在的智能手机大多有“双MIC降噪技术”，简单说就是在通话时，辅助麦克风收集背景音，与主麦克风音质信号相减来降低背景噪音。图甲是原理简化图，图乙是理想状态下的降噪过程，实线表示环境噪声声波，虚线表示降噪系统产生的等幅降噪声波，则下列说法正确的是（　　）      A．降噪过程应用的是声波的衍射原理 B．理想状态下，降噪声波与环境噪声声波的传播速度大小相等，波长相等 C．P点处的质点经过一个周期振动所产生的路程为4A（A为降噪声波的振幅） D．P点处的质点经过一个周期向外迁移的距离为一个波长 2、 多选题 8. 一列简谐横波在t＝0.4s时的波形图如图（a）所示，P是介质中的质点，图（b）是质点P的振动图像。已知该波在该介质中的传播速度为20m/s，则（    ） A．该波的周期为0.6s B．该波的波长为24m C．该波沿x轴正方向传播 D．质点P的平衡位置坐标为x＝6m 9．如图（a），在均匀介质中有A、B、C和D四点，其中A、B、C三点位于同一直线上，AC=BC=4m，DC=3m，DC 垂直AB． t=0时，位于A、B、C处的三个完全相同的横波波源同时开始振动，振动图像均如图（b）所示，振动方向与平面ABD垂直，已知波长为4m，下列说法正确的是（　　） A．这三列波的波速均为 1m/s B．t=2s时，D处的质点开始振动 C．t=4.5s时，D处的质点向 y轴负方向运动 D．t=6s时，D处的质点与平衡位置的距离是 6cm 高二（上）物理期末复习专题 《光》（第2课时） 【考点】 ①光的折射；②光学在生活中的应用；③双缝干涉实验 【课堂复习资料】 （考点：光的全折射）例1．如图所示，楔形玻璃的横截面POQ的顶角为，OP边上的点光源S到顶点O的距离为d，垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角为。不考虑多次反射，OQ边上有光射出部分的长度为（    ）    A． B． C． D． （考点：光在生活中的应用）例2关于光学现象，下列说法正确的是（　　） A．图甲：光导纤维中，不管光的入射角多大，一定能发生全反射 B．图甲：若光源是白光，则射出光导纤维的光一定是彩色的 C．图乙：看到彩色条纹，是因为光发生了衍射现象 D．图乙：看到彩色条纹，是因为光发生了干涉现象 （考点·实验：双缝干涉实验）例3．13．(1)如图1所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为光源、滤光片、 （填写相应的器材）、双缝、遮光筒、光屏。某同学用黄色滤光片时得到一个干涉图样，请说明黄色滤光片的作用 。 (2)如图2所示，将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数x12.320mm，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图3中手轮上的示数为x6。 ①已知双缝间距为2.0×10﹣4m，测得双缝到屏的距离L为0.700m，由计算式λ （用字母表示），可得所测红光波长为 m（结果保留两位有效数字）。 ②为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离Δx，而是先测量n个条纹的间距再求出Δx。还有哪些实验中什么物理量的测量采用了类似方法 ， 。（请至少举出两个例子）    【课后作业】 1．制造某型芯片所使用的银灰色硅片覆上一层厚度均匀的无色透明薄膜后，在自然光照射下硅片呈现深紫色。关于此现象，下列说法正确的是（　　） A．上述现象与彩虹的形成原理相同 B．光在薄膜的下表面发生了全反射 C．薄膜上下表面的反射光发生了干涉 D．薄膜厚度发生变化，硅片总呈现深紫色 2．如图甲是夏季常出现的日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。图乙为一束太阳光射到六角形冰晶上的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，比较a、b两种单色光，下列说法正确的是（　　） A．b光比a光更容易发生明显衍射现象 B．在冰晶中，a光的波速与b光的波速一样大 C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻明条纹间距较大 D．a、b两种光分别从水射入空气发生全反射时，a光的临界角比b光的小 3．如图为某款手机防窥膜的原理图，在透明介质中等距排列有相互平行的吸光屏障，屏障的高度与防窥膜厚度均为，相邻屏障的间距为L，方向与屏幕垂直。防窥膜的可视角度通常是以垂直于屏幕的法线为基线，左右各有一定的可视角度（如下图所示），可视角度越小，防窥效果越好。当可视角度时，透明介质的折射率为（　　） A．1 B． C．3 D．无法确定 5．阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于光的（   ） A．偏振现象 B．衍射现象 C．干涉现象 D．全反射现象 6．关于双缝干涉实验，下列说法正确的是（   ） A．用复色光投射就看不到条纹 B．明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果 C．把光屏前移或后移，不能看到明暗相间条纹 D．蓝光干涉条纹的间距比红光的大 9．下列四幅图所涉及的光学现象和相应的描述中，说法正确的是（　　） A．图是内窥镜，可以把光传送到人体内部进行照明，是利用了光的全反射 B．图是阳光下观察肥皂膜，看到了彩色条纹，这是光的干涉现象，实验时肥皂膜应水平放置 C．图是单色平行光线通过狭缝得到的干涉图样 D．图是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种纵波 10．如图所示的四个场景中，属于光的干涉现象的是（　　） A．泊松亮斑 B．彩色的肥皂泡 C．彩虹 D．立体电影 11．关于光学现象和相应的描述中，下列说法正确的是（　　） A．图甲所示，立体电影利用了光的偏振现象，说明光是一种横波 B．图乙是单色平行光线通过狭缝得到的干涉图样 C．图丙所示，在多雾或多雨的城市中，采用红灯图作为各种交通警示，原因是红光波较短容易产生衍射 D．图丁是阳光下观察竖直放置的肥皂膜，看到彩色条纹是光的衍射产生的 二、多选题 12．光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务。如今，随着4G和5G网络无线接入点的不断拓展，需要越来越多的光纤来满足网络日益增长的需求。下列说法正确的是（　　） A．光纤通信是利用光作为载体来传播信息 B．光导纤维传递光信号利用了光的衍射原理 C．光导纤维传递光信号利用了光的全反射原理 D．光导纤维必须呈直线状态，不能发生弯曲 三、实验题 14．某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。正确操作后，做出的光路图及测量的相关角度如图甲所示。 (1)下列说法正确的是（　　） A．在插P3和P4时，只需要P4挡住P3即可确定出射光线的光路 B．P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度 C．实验中入射角θ适当偏大一点，测量结果越准确 D．实验中大头针P1、P2越靠近法线测量结果越准确 (2)由于实验时忘了携带刻度尺、量角器等工具，该同学利用坐标纸进行数据处理，他利用图乙可以计算出玻璃砖的折射率为 。 (3)“插针法”确定好光路后，另一同学在坐标纸上确定界面的时候，不小心把玻璃砖整体平行上移一小段距离d，如图丙所示，此时他计算出的玻璃砖折射率 。（选填“偏大”“偏小”或“不变”） 17．如图甲所示，利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝的间距双缝到光屏的距离，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。 (1)某种单色光照射双缝得到的干涉条纹如图乙所示，则分划板在图乙中A位置时游标卡尺的读数（如图丙所示）， ，在B位置时游标卡尺的读数；该单色光的波长 ； (2)实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小 （选填“系统误差”或“偶然误差”）； (3)在该实验中，如果分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，装置各数据不变，在双缝后的屏幕上观察到的红光条纹个数比绿光条纹个数 （选填“多”或“少”）。 18．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中。 (1)在观察红光的干涉图样时，现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、滤光片D、单缝E等光学元件，将白光光源C放在光具座最右端，依次放置其他光学元件，由右至左，表示各光学元件的字母排列顺序应为： （选填“①”或“②”）。 ①C、D、E、B、A          ②C、D、B、E、A (2)一同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，如图所示。若要使两者对齐，该同学应如何调节________。 A．仅左右转动透镜 B．仅旋转单缝 C．仅旋转双缝 D．仅旋转测量头 (3)为了使测得单色光的条纹间距增大，在其他条件不变的情况下，以下做法合适的是________。 A．增大单缝与双缝间距 B．增大双缝与毛玻璃屏间距 C．更换双缝间距更小的双缝片 D．增强光源亮度 第 1 页 共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 $$