学案振动与波光学

学案振动与波光学第1页，共32页，2023年，2月20日，星期六

C（）做简谐运动的物体，在半个周期内回复力 做功一定为零. D（）做简谐运动的物体，在任一半周期内速度 的变化量一定为零. E（）横波在传播过程中，波峰上的质点运动到 相邻的波峰所用的时间为一个周期. F（）高频的声波在空气中传播速度大. G（）波从一种介质进入另一种介质频率不变. H（）受迫振动的频率完全取决于驱动力的频 率，与物体的固有频率无关. I（）两列波发生干涉时，振动加强的点始终处 于波峰. J（）当障碍物大于波长时，不能发生衍射现象. K（）我们观察到远处的星系发出的光偏红说明 宇宙在膨胀.×××××√√√√第2页，共32页，2023年，2月20日，星期六（2）如图1所示，一列简谐横波沿+x方向传播，已知在t=0时，波传播到x轴上的B质点，在它左边的A质点位于负最大位移处；在t=0.6s时，质点A第二次出现在正的最大位移处.①这列简谐波的周期是

s，波速是

m/s.②t=0.6s时，质点D已运动的路程是

m.0.450.1图1第3页，共32页，2023年，2月20日，星期六解题归纳对振动过程及波动过程中各质点的运动规律的认识是本章的重点，振动、波动有别于其他运动方式，其描述方式和运动条件都与其他运动方式存在差别.尽管要求不高，但只有在充分理解的基础上才能很好地处理这方面的问题.而干涉、衍射、多普勒效应是波动特有的现象，应把握好现象、条件和应用.第4页，共32页，2023年，2月20日，星期六知识点二光的折射、干涉、衍射、偏振2.（1）下列对于光现象的说法是否正确？

A（）光的干涉和衍射不仅说明了光具有波动 性，还说明了光是横波. B（）拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前 加一个偏振片以增加透射光的强度. C（）全息照片往往用激光来拍摄，主要是利用 了激光的相干性. D（）雨后天空出现的彩虹是光的衍射现象. E（）光的偏振现象说明光是横波. F（）托马斯·杨利用双缝干涉实验有力地说明光 是一种波.×××√√√第5页，共32页，2023年，2月20日，星期六

G（）不同色光在真空中的速度相同，但在同一 介质中速度不同. H（）在玻璃中红光的速度最大. I（）对衍射现象的研究表明，我们一般所说的 “光沿直线传播”只是一种特殊情况. J（）超声波可以在真空中传播. K（）白光经光密三棱镜折射发生色散时，红光 的偏折角最大. L（）光导纤维是应用了光的全反射现象，无影 灯主要是应用了光的衍射. M（）增透膜是应用光的干涉现象. N（）分光镜是应用光的色散现象.×××√√√√√第6页，共32页，2023年，2月20日，星期六

O（）在光的双缝干涉实验中，将入射光由绿光 改为紫光，则条纹间隔变宽. P（）白光经肥皂膜前后表面反射后，反射光发 生干涉形成彩色条纹. Q（）著名的泊松亮斑是光的衍射现象. R（）自然光是光振动沿各个方向均匀分布的 光，偏振光是光振动沿着特定方向的光.×√√√第7页，共32页，2023年，2月20日，星期六（2）光的干涉和衍射说明了光具有

性；露珠呈现彩色属于光的

现象；利用双缝干涉测光的波长原理表达式为

；全息照片往往用激光来拍摄，主要是利用了激光的

性；海豚定位利用了自身发射的

波，雷达定位利用了自身发射的

波.波动折射λ=超声相干无线电第8页，共32页，2023年，2月20日，星期六解题归纳本章“光的折射”，不仅要明确现象，还要注意相关的实验和计算，而实验和计算的关键是作好光路图.对光的干涉、衍射、偏振，则更多的是要明确其现象、规律、产生的条件和应用.第9页，共32页，2023年，2月20日，星期六知识点三电磁波3.（1）下列对电磁波的说法是否正确？

A（）电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度 总是互相垂直且与波的传播方向垂直. B（）电磁波和机械波一样依赖于媒质传播. C（）只要空间中某个区域有振荡的电场或磁 场，就能产生电磁波. D（）电磁波在任何介质中传播的速度都相同， 而机械波的波速大小与介质密切相关. E（）电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象. F（）机械波能产生多普勒效应，电磁波也能产 生多普勒效应.××√√√√第10页，共32页，2023年，2月20日，星期六

G（）电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播. H（）电磁波由真空进入介质传播时，波长将变长. I（）电磁波不能产生干涉、衍射现象. J（）电磁场是一种物质，不能在真空中传播. K（）电磁波的传播过程就是能量传播的过程. L（）雷达所用无线电波的波长比短波更短. M（）雷达的显示屏上可以直接读出障碍物的距离. N（）雷达在能见度低的黑夜将无法使用. O（）雷达只有连续发射无线电波，才能发现目标.××××××√√√第11页，共32页，2023年，2月20日，星期六

P（）变化的电场一定产生变化的磁场；变化的 磁场一定产生变化的电场. Q（）电磁波是横波，而机械波既有横波又有纵 波. R（）机械波的能量由振幅决定，而电磁波的能 量由频率决定. S（）当机械波或电磁波从空气中进入水中时， 频率不变，波长和波速都变小. T（）日光灯启动时旁边的收音机会发出“咯咯” 声，是由于电磁波的干扰造成的.

解题归纳要能从能量转化的角度理解、分析电磁振荡过程的相关电、磁量的变化规律.从三个层次上明确麦克斯韦电磁理论的本意，从电磁波和机械波的共性和差异角度明确电磁波的特性.××√√√第12页，共32页，2023年，2月20日，星期六知识点四相对论4.（1）对相对论的基本认识，下列说法是否正确？

A（）相对论认为：真空中的光速在不同惯性参 照系中都是相同的. B（）爱因斯坦通过质能方程阐明质量就是能量. C（）对于不同的匀速运动参考系，一切物理规 律都是相同的. D（）在高速运动的飞船中的人会发现飞船中的 钟走得比地球上慢. E（）无论如何，同时发生的事不可能不同时观 察到. F（）因为高速运动的物体动能变大了，所以人 们感觉它重了.××××√√第13页，共32页，2023年，2月20日，星期六

G（）向上高速运动的球我们会发现它横向变短 了. H（）一个加速运动的参考系与一个引力场是等 效的，所以能观察到引力红移.（2）“世界物理年”决议的做出与爱因斯坦的相对论时空观有关.一个时钟，在它与观察者有不同相对速度的情况下，时钟的频率是不同的，它们之间的关系如图8所示.由此可知，当时钟和观察者的相对速度达到0.6c（c为真空中的光速）时，时钟的周期大约为

.在日常生活中，我们无法察觉时钟周期变化的现象，是因为观察者相对于时钟的运动速度

.2.5s远小于光速c×√第14页，共32页，2023年，2月20日，星期六若在高速运动的飞船上有一只表，从地面上观察，飞船上的一切物理、化学过程和生命过程都变慢（填“快”或“慢”）了.解题归纳主要把握好相对论的基本原理和相对论效应的现象，不必进行拓展、计算.要明确“宏观、低速”与“微观、高速”的差异.图2第15页，共32页，2023年，2月20日，星期六1.下列说法中不正确的是 （ ）

A.简谐波沿长绳传播，绳上相距半个波长的两个质 点振动位移的大小相等

B.简谐机械波在给定的介质中传播时，振动的频率 越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短

C.某同学做“用单摆测定重力加速度”的实验，开始 计时时，秒表提前按下

D.能产生干涉现象的两束光是频率相同、相位差恒 定的两束光

E.按照麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围产 生磁场，变化的磁场周围产生电场第16页，共32页，2023年，2月20日，星期六

F.振荡电场和振荡磁场交替产生，相互依存，形成 不可分离的统一体，即电磁场

G.除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到 的绝大部分光都是偏振光

H.根据狭义相对论，力学规律在任何参考系中都是 相同的 答案CH第17页，共32页，2023年，2月20日，星期六2.以下说法正确的是 （ ）

A.狭义相对论的两个基本假设之一是在不同惯性参 考系中，一切物理定律都是相同的

B.拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个 偏振片以减弱反射光的强度

C.如果质点所受合外力总是指向平衡位置，质点的 运动就是简谐运动

D.在波的干涉中，振动加强的点一定处在波峰或波 谷的叠加处AB第18页，共32页，2023年，2月20日，星期六3.以下说法中正确的是 （ ）

A.在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中，为减 小偶然误差，应测出单摆做n次全振动的时间t， 利用T=求出单摆的周期

B.如果质点所受的合外力总是指向平衡位置，质点 的运动就是简谐运动

C.变化的磁场一定会产生变化的电场

D.X射线是比紫外线频率低的电磁波

E.只有波长比障碍物的尺寸小的时候才会发生明显 的衍射现象

F.在同种均匀介质中传播的声波，频率越高，波长 越短AF第19页，共32页，2023年，2月20日，星期六4.（2009·烟台模拟）下列说法正确的是（ ）

A.光是从物质的原子中发射出来的，原子获得能量 后处于不稳定状态，它会以光子的形式将能量发 射出去. B.广义相对论认为在强引力的星球附近，时间进程 会变快. C.非均匀变化的磁场才能产生变化的电场，非均匀 变化的电场才能产生变化的磁场. D.当波源与观察者相向运动时，波源自身的频率会 变大.第20页，共32页，2023年，2月20日，星期六

E.激光炮的威力强大，这是利用了激光的高定向性 （平行度好）. F.从接收到的高频信号中还原出所携带的声音或图 象信号的过程称为解调.

答案ACF第21页，共32页，2023年，2月20日，星期六5.以下说法正确的是 （ ）

A.在电磁波接收过程中，使声音信号或图象信号从 高频电流中还原出来的过程叫调制

B.火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥 梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁

C.通过测量星球上某些元素发出光波的频率，然后 与地球上这些元素静止时发光的频率对照，就可 以算出星球靠近或远离我们的速度

D.光导纤维有很多的用途，它由内芯和外套两层组 成，外套的折射率比内芯要大

E.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改 为红光，则干涉条纹间距变窄第22页，共32页，2023年，2月20日，星期六

F.真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同 的，与光源、观察者间的相对运动没有关系 答案BCF6.下列说法不正确的是 （ ）

A.用三棱镜观察太阳看到彩色光带是利用光的干涉 现象

B.在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象

C.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的 偏振现象

D.电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来变换 频道的第23页，共32页，2023年，2月20日，星期六

E.肥皂泡呈现彩色条纹是光的干涉现象造成的

F.圆屏阴影中心的亮斑（泊松亮斑）是光的衍射现 象造成的

G.在阳光照射下，电线下面没有影子，是光的衍 射现象造成的

H.大量光子的行为能明显地表现出波动性，而个别 光子的行为往往表现出粒子性

I.频率越低、波长越长的光子，波动性明显，而频 率越高、波长越短的光子，粒子性明显

J.在光的双缝干涉实验中，将入射光由绿光改为紫 光，则条纹间隔变宽

K.根据光子说，光子的能量是与频率成正比的，这 说明了光的波动性与光的粒子性是统一的产物 答案ACDGJ 第24页，共32页，2023年，2月20日，星期六7.在以下各种说法中，正确的是 （ ）

A.一单摆做简谐运动，摆球相继两次通过同一位置 时的速度必相同

B.机械波和电磁波本质上不相同，但它们都能发生 反射、折射、干涉和衍射现象

C.横波在传播过程中，波峰上的质点运动到相邻的 波峰所用的时间为一个周期

D.变化的电场一定产生变化的磁场；变化的磁场一 定产生变化的电场

E.相对论认为：真空中的光速在不同惯性参照系中 都是相同的BE第25页，共32页，2023年，2月20日，星期六8.如图3所示为一列简谐横波在某一时刻的波的图象，A、B、C是介质中的三个质点.已知波是向x正方向传播的,波速为v=20m/s，下列说法中正确的是 （ ）

A.这列波的波长是10m B.质点A的振幅为零

C.质点B此刻向y轴正方向运动

D.质点C再经过0.15s通过平衡位置CD图3第26页，共32页，2023年，2月20日，星期六9.（2009·江苏卷·12B）（1）如图4所示，强强乘坐速度为0.9c（c为光速）的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为

.（填写选项前的字母）

A.0.4c B.0.5c C.0.9c D.1.0c D图4第27页，共32页，2023年，2月20日，星期六（2）在t=0时刻，质点A开始做简谐运动，其振动图象如图5所示.质点A振动的周期是

s；t=8s时，质点A的运动沿y轴的

方向（填“正”或“负”）；质点B在波的传播方向上与A相距16m,已知波的传播速度为2m/s,在t=9s时，质点B偏离平衡位置的位移是

cm.4正10图5第28页，共32页，2023年，2月20日，星期六（3）图6是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片，相机的镜头竖直向上.照片中，水立方运动馆的景象呈现在半