高中物理選修3-4復(fù)習講義

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第十一章 機械振動與機械波內(nèi)容備注高考要求：1、簡諧運動、簡諧運動的表達式和圖像 （要求：）2、單擺的周期與擺長的關(guān)系（實驗、探究） （要求：）3、受迫振動和共振 （要求：）4、機械波、橫波和縱波、橫波的圖像 （要求：）5、波長、波速和頻率（周期）的關(guān)系 （要求：）6、波的反射和折射、波的干涉和衍射 （要求：）7、多普勒效應(yīng) （要求：）彈簧振子振動的周期公式不作要求；豎直直放置的彈簧振子振動過程中能量轉(zhuǎn)化的分析不作要求一、機械振動：（一）簡諧運動：1、簡諧運動的特征：1）運動學特征：振動物體離開平衡位置的位移隨時間按正弦規(guī)律變化：在振動中位移常指是物體離開平衡位置的位

2、移2）動力學特征：回復(fù)力的大小與振動物體離開平衡的位移成正比，方向與位移方向相反（指向平衡位置）：回復(fù)力：使振動物體回到平衡位置的力叫做回復(fù)力?；貜?fù)力是根據(jù)力的效果來命名的?；貜?fù)力的方向總是指向平衡位置?；貜?fù)力可以是物體所受的合外力，也可以是幾個力的合力，也可以是一個力，或者某個力的分力。由回復(fù)力產(chǎn)生的加速度與位移成正比，方向與位移方向相反證明一個物體是否是作簡諧運動，只需要看它的回復(fù)力的特征2、簡諧運動的運動學分析：1）簡諧運動的運動過程分析：（1）常用模型：彈簧振子（其運動過程代表了簡諧運動的過程）（2）運動過程：簡諧運動的基本過程是兩個加速度減小的加速運動過程和兩個加速度增大的減速運動過

3、程（3）簡諧運動的對稱性：做簡諧運動的物體在經(jīng)過關(guān)于平衡位置對稱的兩點時，兩處的加速度、速度、回復(fù)力大小相等（大小相等、相等）。動能、勢能相等（大小相等、相等）。2）表征簡諧運動的物理量：（1）振幅：振動物體離開平衡位置的最大距離叫做振動的振幅。：振幅是標量。振幅是反映振動強弱的物理量。（2）周期和頻率：振動物體完成一次全振動所用的時間叫做振動的周期。單位時間內(nèi)完成全振動的次數(shù)叫做全振動的頻率。它們的關(guān)系是T=1/f。：在一個周期內(nèi)振動物體通過的路程為振幅的4倍；在半個周期內(nèi)振動物體通過的路程為振幅2倍；在1/4個周期內(nèi)物體通過的路程不一定等于振幅3）簡諧運動的表達式：4）簡諧運動的圖像：振動

4、圖像表示了振動物體的位移隨時間變化的規(guī)律。反映了振動質(zhì)點在所有時刻的位移。：從圖像中可得到的信息：某時刻的位置、振幅、周期速度：方向順時而去；大小比較看位移大小加速度：方向與位移方向相反；大小與位移成正比3、簡諧運動的能量轉(zhuǎn)化過程：1）簡諧運動的能量：簡諧運動的能量就是振動系統(tǒng)的總機械能。：振動系統(tǒng)的機械能與振幅有關(guān)，振幅越大，則系統(tǒng)機械能越大。阻尼振動的振幅越來越小。3）簡諧運動過程中能量的轉(zhuǎn)化：系統(tǒng)的動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化過程中機械能的總量保持不變。在平衡位置處，動能最大勢能最小，在最大位移處，勢能最大，動能為零。（二）簡諧運動的一個典型例子單擺：1、單擺振動的回復(fù)力：擺球重力的切向分力

5、。2、單擺振動看成簡諧運動的條件：3、單擺的振動周期：T=24、利用單擺測重力加速度：（三）受迫振動：1、受迫振動的含義：物體在外界驅(qū)動力的作用下的運動叫做受迫振動。2、受迫振動的規(guī)律：1）受迫振動的頻率：物體做穩(wěn)定的受迫振動時振動頻率等于驅(qū)動力的頻率，與物體的固有頻率無關(guān)。2）受迫振動的振幅：與振動物體的固有頻率和驅(qū)動力頻率差有關(guān)3、共振：（1）條件：當驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率（2）特點：振幅最大：聲波的共振現(xiàn)象叫做共鳴。二、機械波：1、機械波的含義：1）機械波的含義：機械振動在介質(zhì)中的傳播，形成機械波。：機械波傳播到什么地方，該處的質(zhì)點就要在其平衡位置附近振動（重復(fù)振源的振動）介質(zhì)中

6、各質(zhì)點的振動都是受迫振動簡諧運動在介質(zhì)中的傳播形成的機械波稱為簡諧波2）機械波產(chǎn)生的條件：（1）要有波源，（2）要有傳播振動的介質(zhì)。3）機械波傳播的內(nèi)容：傳播振動，傳播波形，傳播能量，但不傳播物質(zhì)4）機械波的種類：（1）橫波：質(zhì)點振動方向與波的傳播方向垂直（2）縱波：質(zhì)點振動方向與波的傳播方向在同一直線上2、描述機械波的物理量：1）波長：（1）含義：在波的傳播方向上，相對平衡位置的位移總是相等的兩個相鄰質(zhì)點間的距離，叫波長。：相隔波長整數(shù)倍的兩質(zhì)點的振動情況相同，相隔半個波長的奇數(shù)倍的兩質(zhì)點的振動情況相反。（2）幾種說法：一個周期時間內(nèi)波傳播的距離是一個波長。在橫波中，兩個相鄰的波峰（或波谷）

7、間的距離，等于波長。在縱波中，兩個相鄰的密部（或疏部）間的距離，等于波長。（3）決定因素：由介質(zhì)與振源共同決定2）波的周期和頻率：（1）含義：波在傳播過程中介質(zhì)中各質(zhì)點的振動周期與頻率（2）決定因素：由振源決定，與介質(zhì)無關(guān)3）波速：波速反映波在介質(zhì)中傳播的快慢。V=f3、波的圖像：（1）波的圖像描述的問題：介質(zhì)中各個質(zhì)點在某一時刻相對平衡位置的位移。（2）作法：橫坐標各質(zhì)點的平衡位置；縱坐標各質(zhì)點在同一時刻的位移：簡諧波的圖像是正弦曲線不同時刻波的圖像不同（3）波的圖像的物理意義：各個質(zhì)點的位置、波長、振幅下一時刻波的圖像振動速度（方向逆波而行；大小比較位移大?。┘铀俣龋ǚ较蚺c位移方向相反；大

8、小與位移成正比）4、波的現(xiàn)象：1）波的反射與折射：（1）惠更斯原理：波陣面（波面）：振動情況相同的點組成的面波線：與波面垂直的線，表示波的傳播方向惠更斯原理：介質(zhì)中任一波面上的各點，都可以看做發(fā)射子波的波源，其后任意時刻，這些子波在波前進方向的包絡(luò)面就是新的波面（2）波的反射：反射波線與入射波線在同一平面內(nèi)反射波線與入射波線分居界面法線的兩側(cè)反射角等于入射角（3）波的折射：折射波線與入射波線在同一平面內(nèi)折射波線與入射波線分居界面法線的兩側(cè)入射角的正弦與折射角的正弦之比為：第2種介質(zhì)相對第1種介質(zhì)的折射率2）波的衍射現(xiàn)象：（1）含義：波繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象叫做波的衍射。（2）發(fā)生明顯衍射的條

9、件：孔、縫、障礙物的尺寸比波長小或跟波長相差不多。：一切波都能發(fā)生衍射，衍射是波特有的現(xiàn)象。3）波的干涉：（1）波的疊加原理：幾列波相遇時能夠保持各自的運動狀態(tài)繼續(xù)傳播；在他們重疊的區(qū)域內(nèi)，介質(zhì)的質(zhì)點同時參與這幾列波引起的振動，質(zhì)點的位移等于這幾列波單獨傳播時分別引起的位移的矢量和。（2）波的干涉：波的干涉的含義：兩列相干波疊加，使得某些區(qū)域振動加強，某些區(qū)域振動減弱，并且振動加強區(qū)域和振動減弱區(qū)域相互間隔，這種現(xiàn)象叫做波的干涉，形成的圖樣叫做波干涉圖樣。：一切波都可能發(fā)生干涉，干涉是波特有的現(xiàn)象。產(chǎn)生干涉的條件：兩列波的頻率相同相干條件規(guī)律：A：相遇觀點：波峰與波峰相遇振動加強；波谷與波谷相

10、遇振動加強；波峰與波谷相遇振動減弱B：路程差觀點：路程差為波長的整數(shù)倍振動加強；路程差為半波長的奇數(shù)倍振動減弱：要求兩波源的振動情況相同，否則無此結(jié)論4）多普勒效應(yīng)：（1）含義：由于波源和觀察者之間有相對運動，使觀察者感到波的頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象，叫做多普勒效應(yīng)。：一切波都能發(fā)生多普勒效應(yīng)（2）規(guī)律：當波源和觀察者相對靜止時，觀察者接收到的頻率等于波源的頻率。當波源和觀察者相對靠近時，觀察者接收到的頻率大于波源的頻率。當波源和觀察者相對遠離時，觀察者接收到的頻率小于波源的頻率。：設(shè)波源S振動的頻率為f，波源和觀察者A孝沿同一直線運動，相對于地面的速度分別為vS和vA。波在介質(zhì)中的傳播速度為vp，

11、且vS<vp，vA<vp，則觀察者接收到的頻率為.第十二章 光內(nèi)容備注高考要求：1、光的折射定律 折射率 （要求：）2、測定玻璃的折射率（實驗、探究） （要求：）3、光的全反射 光導(dǎo)纖維 （要求：）4、光的干涉、衍射和偏振 （要求：）5、激光的特性及應(yīng)用 （要求：）相對折射率不作要求激光原理不作要求一、幾何光學：1、光的直線傳播：2、光的反射：3、光的折射：1）介質(zhì)的折射率：（1）定義：光從真空射入某種介質(zhì)時，入射角正弦與折射角正弦的比值稱為這種介質(zhì)的折射率（2）與光在介質(zhì)中的速度的關(guān)系：2）光的折射定律：折射光線與入射光線在同一平面內(nèi)折射光線與入射光線分居界面法線的兩側(cè)入射角正弦

12、與折射角正弦的關(guān)系為光從真空進入介質(zhì)：光從介質(zhì)進入真空：3）測定玻璃的折射率：4、全反射：（1）含義：光射到兩種介質(zhì)的界面上全部返回原介質(zhì)而無折射的現(xiàn)象（2）發(fā)生全反射的條件：光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)入射角大于等于臨界角（3）光密介質(zhì)與光疏介質(zhì)：兩種介質(zhì)相比，折射率大的介質(zhì)稱為光密介質(zhì)；折射率小的介質(zhì)稱為光疏介質(zhì)（4）臨界角：含義：折射角為90時對應(yīng)的入射角計算公式：（從介質(zhì)射向真空）（5）光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時的其他情況：入射角增大折射角增大，折射光的強度變?。?）全反射的應(yīng)用光導(dǎo)纖維：光導(dǎo)纖維的應(yīng)用：醫(yī)學上的內(nèi)窺鏡，光纖通信5、白光經(jīng)過棱鏡的色散（1）產(chǎn)生的原因：不同色光在同一介質(zhì)中的

13、傳播速度不同（2）說明的問題：白光是一種復(fù)色光（3）不同色光折射率、光速、頻率、波長的比較：二、光的波動性：1、光的干涉：1）雙縫干涉：（1）P點到兩光源的路程差：（2）相鄰亮條紋或相鄰暗條紋間隔：（3）干涉圖樣：單色光干涉：等寬的明暗相間和條紋白光干涉：條紋是彩色的2）薄膜干涉：（1）兩反射光的路程差：（2）白光干涉：彩色圖樣（3）應(yīng)用：增透膜：厚度為檢查平面：3）光的干涉說明的問題：光是一種波2、光的衍射：1）明顯衍射的條件：光的波長與孔、縫、障礙物的尺寸相差不多2）幾種衍射：（1）光通過小孔的衍射（2）光通過狹縫的衍射（3）泊松亮斑（4）衍射光柵：狹縫數(shù)多衍射條紋寬度變小，亮度增加3）衍

14、射說明的問題：光是一種波3、光的偏振：1）光的偏振現(xiàn)象： 2）偏振光：在垂直光的傳播方向上只有某個特定方向振動的光3）反射現(xiàn)象中的偏振：4）光的偏振說明的問題：光是一種橫波三、激光的特性及應(yīng)用：（1）相干性好：應(yīng)用于傳遞信息（光纖通信）（2）平行度好：精確測距（激光雷達）、讀光盤（3）亮度高：切割、焊接（醫(yī)學上的“光刀”、“焊接”視網(wǎng)膜）、引起核聚變第十三章 電磁波內(nèi)容備注高考要求：1、電磁波 電磁波的傳播 （要求：）2、電磁振蕩 電磁波的發(fā)射和接收 （要求：）電磁振蕩內(nèi)容部分的電容器極板上的電荷量、電路中的振蕩電流隨時間的變化規(guī)律的分析不作要求，周期、頻率的計算不作要求一、電磁波1、麥克斯韋

15、電磁理論（1）變化的磁場產(chǎn)生電場均勻變化的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定的電場周期性變化的磁場產(chǎn)生周期性變化的電場（2）變化的電場產(chǎn)生磁場均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場周期性變化的電場產(chǎn)生周期性變化的磁場2、電磁場：（1）含義：變化的電場和變化的磁場交替產(chǎn)生，所形成的不可分離的統(tǒng)一體稱為電磁場（2）特點：電場與磁場交替產(chǎn)生從產(chǎn)生處向外傳播3、電磁波：（1）含義：電磁場在空中的傳播：電磁波是一種橫波，具有橫波的一切特性電磁波傳播依靠的是電磁場的交替產(chǎn)生，不需要介質(zhì)（與機械波不同）在真空中的傳播速度為c=3×108m/s，在介質(zhì)中的傳播速度由介質(zhì)決定，與波的頻率有關(guān)關(guān)系：預(yù)言電磁波存在的是麥克斯韋，首先用實驗證實電磁波存在的是赫茲（2）波的圖像：二、電磁振蕩電路中的電流、電容器極板上的電荷量、電容器中的電場、線圈中的磁場在作周期性變化振蕩周期：三、電磁波的發(fā)射的接收：（均利用LC振蕩電路）1、無線電波的發(fā)射：（1）發(fā)射要求：要有足夠高的頻率電場磁場要分散到盡可能大的空間：要求的達到：開放電路（2）利用無線電波輸送信號：對高頻電磁波進行調(diào)制（調(diào)幅、調(diào)頻）2、無線電波的接收：對接收電路進行調(diào)諧：取出信號：要檢波第十四章 相對論內(nèi)容備注高考要求：1、狹義相對論的基本假