第一部分 专题五 第12讲 机械振动和机械波、LC振荡和电磁波-【衡中学案】2025年高考物理二轮总复习学案

!%"对8#O组成的系统%最终O棒一直做匀速直线运 动%根据能量守恒定律有% 1 !7 & 1 $ " 1 !7 1 65总 对8#O%根据焦耳定律有5$116 ! 8 因8#O流过的电流一直相等%所用时间相同%故8#O产 生的热量与电阻成正比%即5 8 ( 5 O $" ( 1 又5 8 65 O $5总 联立解得O棒产生的焦耳热为5 O $ 1@ 1< !7 & 1 $ 专题五!振动与波!光学 第"1讲!机械振动和机械波! 2>振荡和电磁波 题型" 真题研究 !*!由单摆的振动图像可知振动周期为'$&%+ " .!由 单摆的周期公式'$1 " )槡" 得摆长为)$"'14"1 $"%@ )! $>8图像的斜率代表速度!故起始时刻速度为零!且(% >点的速度相同!(%0点的速度大小相同!方向不同" 综上所述!可知*正确!故选*" 对点训练 "%#!根据图像可知!振幅为" ,)#周期为'$&%4 .!则频 率为:$" ' $ " &%4 TU$1%9 TU!故/错误!#正确#根据 图像可知!&%" .时质点处于平衡位置!此时速度最大! 故*错误#根据图像可知!&%1 .时质点处于负向最大位 移处!则此时加速度方向竖直向上!故0错误" 故选#" 1%0!物块/做简谐运动!回复力由弹簧的弹力和重力的 合力来提供!/错误#8 " 时刻物块/在平衡位置!此时弹 簧处于压缩状态!弹力为&$1!"!对物体#受力分析 有& ' $&6!"!则可得& ' $%!"!由牛顿第三定律得物 体#在8 " 时刻对地面的压力大小为%!"!#错误#物体 /在运动过程中除了受重力外!还受弹簧的弹力!弹力 对物体/做功!故机械能不守恒!*错误#由图乙可知振 幅为($"& ,)!周期为'$"%& .!圆频率为 % $ 1 " ' $ 1 " P8V(.!规定向上为正方向!8$&时刻位移为&%&9 )! 表示振子由平衡位置上方&%&9 )处开始运动!所以初 相为 # & $ " @ !则振子的振动方程为<$&% (".23 1"86 " ) @ )!0正确" 题型1 真题研究 !0!根据题意可知!$ (0 $ % 1 , $@ )!解得 , $4 )!故/ 错误#波源的振动频率为:$@& @& TU$" TU!故波速为7$ , :$4 )(.!故#错误#质点的振动周期为'$" .!因为 &%19 .$ ' 4 !故0点在8 & 6&%19 .时运动到平衡位置!位 移为&!速度最大!故*错误#&%9 .$' 1 !故(点在8 & 6 &%9 .时运动到波峰!位移最大!速度为&!故0正确" 对点训练 !&"'1& )(.!&1'&%1 .!&%'&%+ . #解析$!!""波速为7$$+? 8 " %解得7$1& )(.$ !1"根据题意得$ +? $ % 1 , %解得 , $4 )%周期为'$, 7 $&%1 .$ !%"当>点第一次到达波峰时的时刻8 1 $8 " 6 , 4 6$ ?> 7 $&%+ .$ 题型% 真题研究 !#0!根据乙图写出平衡位置与坐标原点距离为% )的 质点的振动方程<$(.23& % 86 # ' (带入点&!槡% ) 1 和&1! &'解得 # $ " % ! % $ 9 " @ 可得'$1%4 .!:$9 "1 TU!故#正 确#在答图中标出位移为槡% 1 ,)的质点!若波沿$轴正 方向传播则为5点!沿$轴负方向传播则为?点!则波 长可能为" @ , $% )!即 , $"+ )#或" % , .$% )!即 , .$ ; )!故/错误#根据7$, ' !可得7$<%9 )(.!7.$ %%<9 )(.!故*错误#根据题图乙计算该质点在1 .内 运动的路程为E ($ " 6" 6" 6" >槡% ) 1 (,)$ 4 >槡% ) 1 ,)!故0正确" 故选#0" 对点训练 "%*!由图乙可知!在8$&%19 .时!质点?向上振动!根 据+同侧法,可知!波向右传播#由图甲可知!波的波长 为 , $4 )!由图乙可知!波的周期为'$1 .!所以波速 为7$, ' $1 )(.!故/错误#再经过%%9 .!则前% .! ! 8 & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & " (%&#( $% .$ % 1 '!质点?通过的路程为E " $ % 1 A4($ "1& ,)!后&%9 .! ! 8 1 $&%9 .$ " 4 '!由于质点?不是从 最大位移处或平衡位置处开始振动!则通过的路程E 1 C ($1& ,)!所以!再经过%%9 .质点?通过的路程E$E " 6E 1 C"4& ,)!故#错误#根据+同侧法,可知!2质点向 <轴正方向运动!,质点向<轴负方向运动!则2质点比 ,质点先到达波峰!故*正确#人若加快抖动轻绳!则波 的振动频率变大!波速不变!根据 , $ 7 : 可知!波长变 小!即两个相邻波峰之间的距离变小!故0错误" 1%#0!根据质点5的振动图像可知!8$&时刻!质点5在 平衡位置向上振动!结合波形图可知!波的传播方向为 $轴正方向!选项/错误#该波的波长为 , $+ )!周期' $&%1 .!则波速大小为7$, ' $4& )(.!选项#正确#结 合波形图可知8 1 $ A , 6 " 4 , 7 $ +A 61 4& .$ 4A 6" 1& .&A $&! "!1!%)'!选项*错误#从8 " $&时刻起!质点?第一次 到达波峰处所需要的时间为 ! 8$ ! $ 7 $ @ 6" 4& .$ &%"<9 .!选项0正确" 故选#0" 题型4 真题研究 !#!根据图像可知8$4 .时/点开始向上振动!故此时 一列波传播到/点!起振方向向上!8$< .时波形开始 改变!说明另一列波传播到/点!此时两列波平衡位置 都传到/点!第一列波使/点向下振动!之后振幅减 小!则此时/点振动减弱!可知此时第二列波使/点向 上振动" D " %D 1 到/的距离之差为@ )!由图可知两列 波传到/点的时间差为% .!根据7$!$ ! 8 可得波速为7$ @ % )(.$1 )(.!故波长为 , $7'$4 )!故/错误#根据 前面分析可知两列波刚传到/点时均使/点向上振 动!故两列波的起振方向均沿$正方向!故#正确#两列 波频率相等!在平面内能产生干涉现象!故*错误#由 8$4%9 .和8$<%9 .时的位移知第一列波的振幅为 % ,)!第二列波的振幅为( 1 $% ,)>" ,)$1 ,)!故0 错误" 对点训练 "%*!由题意可知两列波的波速相同!所以相同时间内传 播的距离相同!故两列横波在$$""%& )处开始相遇! 故/%#错误#甲波峰的坐标为$ " $9 )!乙波峰的坐标 为$ 1 $"@ )!由于两列波的波速相同!所以波峰在$.$ 9 )6 "@ >9 1 )$"&%9 )处相遇!故*正确!0错误" 1%/!根据反射信号图像可知!超声波的传播周期为'$ 1 A"& >< .!又波速7$@ %&& )(.!则超声波在机翼材料 中的波长 , $7'$"%1@ A"& >% )!结合题图可知!两个反 射信号传播到探头处的时间差为8$"%9 A"& >@ .!故两 个反射信号的路程差1* $7 ! 8$;%49 A"& >@ )$ "9 1 , !解 得* $4%<19 ))!两个反射信号在探头处振动减弱!/ 正确" 第"%讲!光学 题型" 真题研究 ! 槡% > % % ) #解析$!由题意做出光路图如图所示%光线垂直于0> 方向射入%根据几何关系可知入射角为49:)由于棱镜 折射率为槡1 %根据A $.23 P .23 @ %有.23 @$" 1 %则折射角为 %&:) / 0/+$@&:%因为 / 0$49:%所以光在0>面的入 射角为 ! $;&:>!"+&:>@&:>49:" $"9:%根据反射定 律可知 / /+($1 ! $%&:%根据几何关系可知 / 0(+$ %&:%即 - /(+为等腰三角形%则/+ (+ $ 槡% % %又因为 - 0+/与 - >(+相似%故有0/ (> $ /+ (+ %由题知(0$(> $)%联立可得0/$槡% % (>$ 槡% % )%所以/到(点的距离 为$$/($)>0/$ 槡% > % % )$ 对点训练 !#!根据几何关系画出光路图! 如图所示!标注入射角 ! " !折射 角 ! 1 !根据折射定律可得A $ .23 ! " .23 ! 1 $ $ ; $ + ,) ; !若; $4 ,)! 则A $1!故/错误#若; $@ ,)! 则A $4 % !故#正确#若A $9 4 !则; $9 %1 ,)!故*错误# 若A $% 1 !则; $"@ % ,)!故0错误 & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & " (&&#( 专题五!振动与波!光学 第"$讲!机械振动和机械波!A2振荡和电磁波 "!机械振动与机械波 $!波的叠加规律 ""#两个振动情况相同的波源形成的波$在空间某点振动加强的条件为 # $#. + $振动减弱的条件为 # $#. + 3 + $ $两个振动情况相反的波源形成的波$在空间某点振动加强的条件为 # $#. + 3 + $ $振动减弱 的条件为 # $#. + % "$#振动加强点的位移随时间而改变$振幅最大% !(# "!分析简谐运动的技巧 ""#物理量变化分析)以位移为桥梁$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$则产生相反的变化% "$#矢量方向分析)矢量均在其值为零时改变方向% $!波的传播问题中四个问题 ""#沿波的传播方向上各质点的起振方向与波源的起振方向一致% "$#传播中各质点随波振动$但并不随波迁移% "%#沿波的传播方向上每个周期传播一个波长的距离% "&#在波的传播过程中$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% !" " hiž- !!!!!!!!!! !!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!! !!"$($&#甘肃卷%如图为某单摆的振动图像$重力加速度0取 "( +=6 $ $下列说法正确的是 "!!# >!摆长为"!/ +$起始时刻速度最大 @!摆长为$!' +$起始时刻速度为零 A!摆长为"!/ +$4!2点的速度相同 B!摆长为$!' +$4!*点的速度相同 !!"$($&#福建卷%某简谐振动的&2=图像如图所示$则以下说法正确 的是 "!!# >!振幅$ <+ @!频率$!' \] A!(!" 6时速度为( B!(!$ 6时加速度方向竖直向下 "!"$($&#浙江金华三模%如图甲所示质量为/的@木板放在水平面上$质量为$/的物块>通过一轻弹簧 与其连接% 给>一竖直方向上的初速度$当>运动到最高点时$@与水平面间的作用力刚好为零% 从某 时刻开始计时$>的位移随时间变化规律如图乙$已知重力加速度为0$空气阻力不计$下列说法正确的是 "!!# >!物块>做简谐运动$回复力由弹簧提供 @!物体@在= " 时刻对地面的压力大小为/0 A!物体>在运动过程中机械能守恒 B!物体>的振动方程为&#(! ("678 $)=3)) / + !($ !" $ hiŸ !"$($&#湖南卷%如图$健身者在公园以每分钟/(次的频率上下抖动长绳的一 端$长绳自右向左呈现波浪状起伏$可近似为单向传播的简谐横波% 长绳上4!* 两点平衡位置相距/ +$= ( 时刻4点位于波谷$*点位于波峰$两者之间还有一个 波谷% 下列说法正确的是 "!!# >!波长为% + @!波速为"$ +=6 A!= ( 3(!$' 6时刻$*点速度为( B!= ( 3(!'( 6时刻$4点速度为( !"$($&#广东惠州模拟%近年来$人们越来越 注重身体锻炼% 如图",#所示$有种健身设 施叫战绳$其用途广泛$通常可用于高强度 间歇训练形式的心肺锻炼或肌肉锻炼% 一 次锻炼中$形成的机械波可以视为简谐波$ 如图"D#所示$位于原点3的质点从=#(时 刻开始振动$产生的简谐横波沿着$轴正方向传播$= " #(!% 6时刻传至D点$若$ 3D #/ +$$ D2 #5 +$求) ""#这列波的波速( "$#这列波的周期( "%#当2点第一次到达波峰时的时刻% !" % ž-AB@Ÿ2ABfg !!!!!!!!!! !!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!! !!"多选%"$($&#重庆卷%一列沿$轴传播的简谐波$在某时 刻的波形图如图甲所示$一平衡位置与坐标原点距离为%米 的质点从该时刻开始的振动图像如图乙所示$若该波的波长 大于%米% 则 "!!# >!最小波长"( ' + @!频率' "$ \] A!最大波速"' & +=6 B!从该时刻开始$ 6 (内该质点运动的路程为& 2槡% ) $ <+ !(% !!"$($&#四川内江模拟%当上!下抖动长长的轻绳时$轻绳则呈正弦波形状% 如图甲$是某轻绳产生的横波 在介质中沿$轴传播$在=#(!$' 6时的波形图$图乙为横坐标在"!' +处D点的振动图像% 则下列说法 中正确的是 "!!# >!该波向左传播$波速为$ +=6 @!再经过%!' 6质点D通过的路程为"&( <+ A!A质点比;质点先到达波峰 B!人若加快抖动轻绳$两个相邻波峰之间的距离不变 "!"多选%"$($&#云南昆明模拟%一列简谐横波沿$轴传播$如图",#$实线和虚线分别为= " #(和= $ 时刻的 波形图$D!E分别是平衡位置为$ " #"!( +和$ $ #&!( +的两个质点$图"D#为质点E的振动图像% 则 "!!# >!波的传播方向为$轴负方向 @!波速大小为&( +=6 A!= $ 的大小为(!(' 6 B!从= " #(时刻起$质点D第一次到达波峰处所需要的时间为(!"0' 6 !" & Ÿ2‰Š^  ¡^ ¢]^ £¤¥¦; A2 ž§n./Ÿ !!!!!!!!!! !!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!! !!"$($&#浙江/月选考%频率相同的简谐波源J " J $ 和接收 点:位于同一平面内$J " !J $ 到:的距离之差为/ +% =#( 时J " $J $ $同时垂直平面开始振动$:点的振动图像如图所 示$则 "!!# >!两列波的波长为$ + @!两列波的起振方向均沿$正方向 A!J " 和J $ $在平面内不能产生干涉现象 B!两列波的振幅分别为% <+和" <+ !!"$($&#安徽卷%某仪器发射甲!乙两列横波$在同一均匀介质中相向 传播$波速-大小相等% 某时刻的波形图如图所示$则这两列横波 "!!# >!在$#5!( +处开始相遇 @!在$#"(!( +处开始相遇 A!波峰在$#"(!' +处相遇 B!波峰在$#""!' +处相遇 !(& "!"$($&#江西卷%如图",#所示$利用超声波可以检测飞机机翼内部缺陷% 在某次检测实验中$入射波为连 续的正弦信号$探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号$分别如图"D#!"<#所示% 已知超声波在 机翼材料中的波速为/ %(( +=6% 关于这两个反射信号在探头处的叠加效果和缺陷深度@$下列选项正确 的是 "!!# >!振动减弱(@ #&!0$' ++ @!振动加强(@ #&!0$' ++ A!振动减弱(@ #5!&' ++ B!振动加强(@ #5!&' ++ 温馨提示(复习至此!请做练案""0#% 第"%讲!光学 "!知识体系 $!光的波动性 ""#光形成稳定干涉的条件)两光源频率相等$相位差恒定% "$#两列光波发生稳定干涉现象时$光的频率相等$相位差恒定$条纹间距 # $# , @ + % "%#发生明显衍射的条件是障碍物或小孔的尺寸跟光的波长相差不多或比光的波长小% !光的折射和全反射题型的分析思路 ""#确定要研究的光线$有时需根据题意$分析!寻找临界光线!边界光线为研究对象% "$#找入射点$确认界面$并画出法线% "%#明确两介质折射率的大小关系% ! 若光疏 $ 光密)一定有反射光线和折射光线% " 若光密 $ 光疏)如果入射角大于或等于临界角$一定发生全反射% "&#根据反射定律!折射定律列出关系式$结合几何关系$联立求解% !('