2020版高考物理大二轮复习专题八鸭模块第二讲机械振动与机械波光学教学案29页

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第二讲　机械振动与机械波光学
[知识建构]
(注 1)……(注 4)：详见答案部分
[备考点睛]
1.常考知识
(1)波的图像.
(2)波长、波速和频率及其相互关系.
(3)光的折射及全反射.
(4)光的干涉、衍射及双缝干涉实验.
(5)简谐运动的规律及振动图像.
(6)电磁波的有关性质.
2.常用的思想方法
(1)波的传播方向与质点振动方向的互判方法.
(2)波动问题出现多解的处理方法.
(3)光的全反射问题的处理方法.
3.常见易错点
(1)质点不会随波迁移，波速和振速不同；(2)干涉
条纹与衍射条纹的区别要分清；(3)增透膜最小厚度
为光在介质中波长的四分之一.
[答案]　(1)自由振动、受迫振动和共振的关系比较

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(2)波动图像和振动图像异同点对比
振动图像 波动图像
研究对象 一振动质元 沿波传播方向的所有质元
研究内容 一质元位移随时间变化规律
某时刻所有质元的空间分布
规律
图像

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物理意义 表示一质元在各时刻的位移 表示某时刻各质元的位移
形象比喻
记录一个人一段时间内活动
的录像带
记录一些人同一时刻不同动
作表情的集体合影照片
图像变化
随时间推移图像延续，但已有
形态不变
随时间推移，图像沿传播方向
平移
一完整曲
线占横坐
标距离
表示一个周期 表示一个波长
(3)全反射的条件：①光从光密介质射入光疏介质；②入射角大于或等于临界角．
(4)光的干涉和衍射的比较
内容 干涉 衍射
现象 在光重叠区域出现加强或减弱的现象 光绕过障碍物偏离直线传播的现象
产生条件
两束光频率相同、相位差恒定、振动方
向相同
障碍物或孔的尺寸与波长差不多或比
波长小得多
典型实验 杨氏双缝干涉实验
单缝衍射(圆孔衍射、不透明小圆盘衍
射、泊松亮斑)
图样特点
中央亮纹，两边等间距分布的明暗相间
条纹．各条纹亮度基本相同
中央最宽最亮，两边不等间距分布的明
暗相间条纹．中央条纹最亮、两边变暗
应用 检查平面，增透膜 测定波长(光栅)
共同点
都是波特有的现象，都是波叠加的结果．干涉中有衍射，衍射中有干涉．都有明
暗相间的条纹

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热点考向一　振动与波动的综合应用
【典例】　(多选)(2019·全国卷Ⅰ)一简谐横波沿 x 轴正方向传播，在 t＝
T
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时刻，该
波的波形图如图(a)所示，P、Q 是介质中的两个质点．图(b)表示介质中某质点的振动图像．下
列说法正确的是________．(填正确答案标号)
A．质点 Q的振动图像与图(b)相同
B．在 t＝0时刻，质点 P的速率比质点 Q的大
C．在 t＝0时刻，质点 P的加速度的大小比质点 Q的大
D．平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示
E．在 t＝0时刻，质点 P与其平衡位置的距离比质点 Q的大
[思路引领]　图(a)为波形图，
T
2
时刻 Q质点向上振动，图(b)为振动图像，
T
2
时刻该质点
向下振动．
[解析]　t＝
T
2
时刻，题图(b)表示介质中的某质点从平衡位置向下振动，而题图(a)中质
点 Q 在 t＝
T
2
时刻从平衡位置向上振动，平衡位置在坐标原点的质点从平衡位置向下振动，
所以质点 Q的振动图像与题图(b)不同，平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如题图(b)所
示，选项 A 错误，D 正确；在 t＝0 时刻，质点 P 处在波谷位置，速率为零，与其平衡位置
的距离最大，加速度最大，而质点 Q 运动到平衡位置，速率最大，加速度为零，即在 t＝0
时刻，质点 P的速率比质点 Q 的小，质点 P的加速度比质点 Q的大，质点 P与其平衡位置的
距离比质点 Q的大，选项 B错误，C、E正确．
[答案]　CDE

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求解波动图像与振动图像综合类问题可采用“一分、一看、二找”的方法
1．分清振动图像与波动图像．此问题最简单，只要看清横坐标即可，横坐标为 x 则为
波动图像，横坐标为 t则为振动图像．
2．看清横、纵坐标的单位．尤其要注意单位前的数量级．
3．找准波动图像对应的时刻．
4．找准振动图像对应的质点．
迁移一　波的传播方向与质点振动方向的相互判断
1．(多选)如图甲所示为沿 x轴传播的一列简谐横波在 t＝0时刻的波形图，图乙为参与
波动的质点 P的振动图像，则下列判断正确的是________．(填正确答案标号)
A．该波的传播速率为 4 m/s
B．该波沿 x...