2014屆高三物理選修3

1、文檔供參考，可復(fù)制、編制，期待您的好評(píng)與關(guān)注！ 2014屆高三物理選修34知識(shí)點(diǎn)梳理潘興華考向預(yù)測(cè):本專(zhuān)題涉及機(jī)械振動(dòng)、機(jī)械波和光,重點(diǎn)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)和簡(jiǎn)諧波的圖象、光的折射、全反射.近三年來(lái)高考考試說(shuō)明對(duì)本單元內(nèi)容和要求每年均有所調(diào)整.在2009年的安徽考試說(shuō)明中物理選修3-4未列入高考范圍,2010年在2009年考試說(shuō)明的基礎(chǔ)上增加了“機(jī)械振動(dòng)”、“機(jī)械波”、“電磁波”和實(shí)驗(yàn)“探究單擺的運(yùn)動(dòng)、用單擺測(cè)定重力加速度”;2011年又將2010年考試說(shuō)明選修3-4的內(nèi)容中“電磁波”換為“光”.2012年考試說(shuō)明變化很大:1.將“單擺、單擺的周期公式”要求由“”變化為“”;2.將考點(diǎn)“橫波的圖象”變?yōu)?/p>

2、“橫波的圖象(正弦波)”;3.在考點(diǎn)介質(zhì)的折射率(即絕對(duì)折射率)后增加“n=c/v(c、v分別是光在真空中的傳播速度和光在某種介質(zhì)中的傳播速度)”;4.刪去“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)原理:;5.增加考點(diǎn)“光的顏色、色散”,要求為“”.考試說(shuō)明的這些變化預(yù)示著要加強(qiáng)單擺的周期公式的理解和應(yīng)用,加強(qiáng)對(duì)介質(zhì)的折射率的理解,要求學(xué)生理解光的顏色和色散,能用色散現(xiàn)象的結(jié)果進(jìn)行類(lèi)比遷移.隨著每次考試說(shuō)明的變化,高考試題都會(huì)對(duì)變化有所體現(xiàn).2010年考試說(shuō)明變化后,高考試題對(duì)選修3-4部分的考查內(nèi)容是橫波的圖象;2011年考試說(shuō)明變化后,高考試題對(duì)選修3-4部分的考查內(nèi)容是折定律、折射率;2012年考查

3、的是橫波的圖象(正弦波);對(duì)于實(shí)驗(yàn)近幾年均沒(méi)有考查. 對(duì)本章的復(fù)習(xí),應(yīng)很好地把握考試大綱中的難度.雖然考試說(shuō)明中對(duì)振動(dòng)圖象,波的圖象,波長(zhǎng)、波速與周期的關(guān)系和光的折射率要求較高,但考題難度相對(duì)來(lái)說(shuō)較低,命題方式仍然是對(duì)單個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)考查.從近幾年安徽省高考命題情況看,本章考查的重點(diǎn)有波的圖象以及波速、波長(zhǎng)和頻率的關(guān)系(如2010年高考安徽理綜卷第15題、2012年高考安徽理綜卷第15題)、光的折射率、色散(如2011年高考安徽理綜卷第15題).預(yù)計(jì)在2014年的高考中對(duì)本專(zhuān)題的考查仍以上述熱點(diǎn)為主,題型仍是選擇題和計(jì)算題，其中對(duì)光的折射定律、折射率、色散考查的概率很大,特別是對(duì)新增考點(diǎn)、變

4、化考點(diǎn)命題的可能性會(huì)達(dá)到80%,不排除針對(duì)單擺周期命題的可能性.知識(shí)梳理：一、機(jī)械振動(dòng)1.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比,并且總指向平衡位置的回復(fù)力的作用下的振動(dòng),叫簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).表達(dá)式為:F=-kx.2.典型的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)模型(1)彈簧振子周期與振幅無(wú)關(guān),只由振子質(zhì)量和彈簧的勁度系數(shù)決定.可以證明,豎直放置的彈簧振子的振動(dòng)也是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).在水平方向上振動(dòng)的彈簧振子的回復(fù)力是彈簧的彈力;在豎直方向上振動(dòng)的彈簧振子的回復(fù)力是彈簧彈力和重力的合力.(2)單擺單擺是一個(gè)理想物理模型,只有在擺角小于5°時(shí)的振動(dòng)才可以視為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).單擺的周期公式中的l為擺長(zhǎng),是懸點(diǎn)到擺球重心的距離,g是當(dāng)

5、地的重力加速度,單擺的周期與擺球質(zhì)量無(wú)關(guān),與擺動(dòng)的振幅無(wú)關(guān)(在一些習(xí)題中存在計(jì)算等效擺長(zhǎng)和等效加速度的問(wèn)題).利用單擺可以測(cè)量重力加速度.3.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象以橫軸表示時(shí)間t,以縱軸表示位移x,建立坐標(biāo)系,畫(huà)出的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移-時(shí)間圖象都是正弦或余弦曲線(xiàn).振動(dòng)圖象表示了振動(dòng)物體的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律.從簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象中可以知道任一個(gè)時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移x、振幅A、周期T,以及各時(shí)刻速度和加速度的方向.4.受迫振動(dòng)與共振物體在驅(qū)動(dòng)力(既周期性外力)作用下的振動(dòng)叫受迫振動(dòng).(1)物體做受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,與物體的固有頻率無(wú)關(guān).(2)物體做受迫振動(dòng)的振幅由驅(qū)動(dòng)力頻率和物體的固有頻率共同決定:兩者

6、越接近,受迫振動(dòng)的振幅越大,兩者相差越大受迫振動(dòng)的振幅越小.(3)當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率跟物體的固有頻率相等時(shí),受迫振動(dòng)的振幅最大,這種現(xiàn)象叫共振二、機(jī)械波1.機(jī)械波的產(chǎn)生條件:波源(機(jī)械振動(dòng))、傳播振動(dòng)的介質(zhì)(相鄰質(zhì)點(diǎn)間存在相互作用力).2.機(jī)械波的分類(lèi):橫波和縱波.3.機(jī)械波的傳播(1)在同一種均勻介質(zhì)中機(jī)械波的傳播是勻速的.波速、波長(zhǎng)和頻率之間滿(mǎn)足公式:v=f.(2)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是在各自的平衡位置附近的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),是變加速運(yùn)動(dòng),介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移.機(jī)械波傳播的是振動(dòng)形式、能量和信息.機(jī)械波的頻率由波源決定,而傳播速度由介質(zhì)決定.4.波的獨(dú)立傳播原理和疊加原理獨(dú)立傳播原理:幾列波相遇時(shí),能夠保持

7、各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)傳播,不互相影響.疊加原理:介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的位移、速度、加速度都等于幾列波單獨(dú)轉(zhuǎn)播時(shí)引起的位移、速度、加速度的矢量和.5.波的圖象波的圖象表示介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻的位移.從波的圖象上可以讀出振幅和波長(zhǎng).三、光的折射1.折射定律折射光線(xiàn)與入射光線(xiàn)、法線(xiàn)處于同一平面內(nèi),折射光線(xiàn)與入射光線(xiàn)分別位于法線(xiàn)兩側(cè),入射角的正弦與折射角的正弦成正比.2.折射率 光從真空或空氣中射入介質(zhì)中發(fā)生折射時(shí),入射角的正弦與折射角的正弦之比,叫做這種介質(zhì)的折射率.折射率是反映介質(zhì)折射光的本領(lǐng)大小的一個(gè)物理量.折射率的定義表達(dá)式: n=(其中1為真空或空氣中的角度)折射率的其他各種計(jì)算表達(dá)形式:n= c/

8、v = = (其中c、為光在真空或空氣中的光速、波長(zhǎng);v、'為介質(zhì)中的光速、波長(zhǎng);C為光發(fā)生全反射時(shí)的臨界角).3.光的全反射 發(fā)生全反射的條件:光從光密介質(zhì)入射到光疏介質(zhì);入射角大于等于臨界角.臨界角:折射角等于90°時(shí)對(duì)應(yīng)的入射角叫做臨界角.用C表示,sin C=1/n4.光的色散白光通過(guò)三棱鏡后,出射光束變?yōu)榧t、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七色光束.由七色光組成的光帶叫做光譜.這種現(xiàn)象叫做光的色散.各種色光性質(zhì)比較:可見(jiàn)光中紅光的折射率n最小,頻率最小,在同種介質(zhì)中(除真空外)傳播速度v最大,波長(zhǎng)最大,從同種介質(zhì)射向真空時(shí)發(fā)生全反射的臨界角C最大,以相同入射角在介質(zhì)間發(fā)生折射

9、時(shí)的偏折角最小(注意區(qū)分偏折角和折射角).四、光的干涉、衍射和偏振1.光的干涉若光源S1、S2振動(dòng)情況完全相同,則符合=r2-r1=n(n=0、1、2、3)時(shí),出現(xiàn)亮條紋;符合=r2-r1=(2n+1)(n=0,1,2,3)時(shí),出現(xiàn)暗條紋. 相鄰亮條紋(或相鄰暗條紋)的中央間距:x=L/d.薄膜干涉:由薄膜的前、后表面反射的兩列光波疊加而成,劈形薄膜干涉可產(chǎn)生平行的明暗相間的條紋.2.光的衍射現(xiàn)象光遇到障礙物時(shí),偏離直線(xiàn)傳播方向而照射到陰影區(qū)域的現(xiàn)象叫做光的衍射.從理論上講衍射是無(wú)條件的,但需發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件是:當(dāng)孔或障礙物的尺寸比光波的波長(zhǎng)小,或者跟光波的波長(zhǎng)相差不多時(shí),光才發(fā)生明顯

10、的衍射現(xiàn)象.高中物理學(xué)史：一、力學(xué)1、1638年，意大利物理學(xué)家伽利略在兩種新科學(xué)的對(duì)話(huà)中用科學(xué)推理論證重物體和輕物體下落一樣快；并在比薩斜塔做了兩個(gè)不同質(zhì)量的小球下落的實(shí)驗(yàn)，證明了他的觀(guān)點(diǎn)是正確的，推翻了古希臘學(xué)者亞里士多德的觀(guān)點(diǎn)（即：質(zhì)量大的小球下落快是錯(cuò)誤的）； 2、17世紀(jì)，伽利略通過(guò)構(gòu)思的理想實(shí)驗(yàn)指出：在水平面上運(yùn)動(dòng)的物體若沒(méi)有摩擦，將保持這個(gè)速度一直運(yùn)動(dòng)下去；得出結(jié)論：力是改變物體運(yùn)動(dòng)的原因，推翻了亞里士多德的觀(guān)點(diǎn)：力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。同時(shí)代的法國(guó)物理學(xué)家笛卡兒進(jìn)一步指出：如果沒(méi)有其它原因，運(yùn)動(dòng)物體將繼續(xù)以同速度沿著一條直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，既不會(huì)停下來(lái)，也不會(huì)偏離原來(lái)的方向。3、1687

11、年，英國(guó)科學(xué)家牛頓在自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理著作中提出了三條運(yùn)動(dòng)定律（即牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律）。4、20世紀(jì)初建立的量子力學(xué)和愛(ài)因斯坦提出的狹義相對(duì)論表明經(jīng)典力學(xué)不適用于微觀(guān)粒子和高速運(yùn)動(dòng)物體。5、1638年，伽利略在兩種新科學(xué)的對(duì)話(huà)一書(shū)中，運(yùn)用觀(guān)察假設(shè)數(shù)學(xué)推理的方法，詳細(xì)研究了拋體運(yùn)動(dòng)。6、人們根據(jù)日常的觀(guān)察和經(jīng)驗(yàn)，提出“地心說(shuō)”，古希臘科學(xué)家托勒密是代表；而波蘭天文學(xué)家哥白尼提出了“日心說(shuō)”，大膽反駁地心說(shuō)。7、17世紀(jì)，德國(guó)天文學(xué)家開(kāi)普勒提出開(kāi)普勒三大定律；8、牛頓于1687年正式發(fā)表萬(wàn)有引力定律；1798年英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許利用扭秤實(shí)驗(yàn)裝置比較準(zhǔn)確地測(cè)出了引力常量；9、1846年，英國(guó)劍橋大學(xué)

12、學(xué)生亞當(dāng)斯和法國(guó)天文學(xué)家勒維烈應(yīng)用萬(wàn)有引力定律，計(jì)算并觀(guān)測(cè)到海王星，1930年，美國(guó)天文學(xué)家湯苞用同樣的計(jì)算方法發(fā)現(xiàn)冥王星。10、我國(guó)宋朝發(fā)明的火箭是現(xiàn)代火箭的鼻祖，與現(xiàn)代火箭原理相同；俄國(guó)科學(xué)家齊奧爾科夫斯基被稱(chēng)為近代火箭之父，他首先提出了多級(jí)火箭和慣性導(dǎo)航的概念。11、1957年10月，蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星；1961年4月，世界第一艘載人宇宙飛船“東方1號(hào)”帶著尤里加加林第一次踏入太空。二、電磁學(xué)12、1785年法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵隼门こ訉?shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電荷之間的相互作用規(guī)律庫(kù)侖定律，并測(cè)出了靜電力常量k的值。13、16世紀(jì)末，英國(guó)人吉伯第一個(gè)研究了摩擦是物體帶電的現(xiàn)象。18世紀(jì)中葉，美國(guó)人

13、富蘭克林提出了正、負(fù)電荷的概念。1752年，富蘭克林在費(fèi)城通過(guò)風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證閃電是放電的一種形式，把天電與地電統(tǒng)一起來(lái)，并發(fā)明避雷針。14、1913年，美國(guó)物理學(xué)家密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)精確測(cè)定了元電荷e電荷量，獲得諾貝爾獎(jiǎng)。15、1837年，英國(guó)物理學(xué)家法拉第最早引入了電場(chǎng)概念，并提出用電場(chǎng)線(xiàn)表示電場(chǎng)。16、1826年德國(guó)物理學(xué)家歐姆（1787-1854）通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出歐姆定律。17、1911年，荷蘭科學(xué)家昂納斯發(fā)現(xiàn)大多數(shù)金屬在溫度降到某一值時(shí)，都會(huì)出現(xiàn)電阻突然降為零的現(xiàn)象超導(dǎo)現(xiàn)象。18、19世紀(jì)，焦耳和楞次先后各自獨(dú)立發(fā)現(xiàn)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱效應(yīng)的規(guī)律，即焦耳定律。19、1820年，丹麥物理學(xué)家?jiàn)W

14、斯特發(fā)現(xiàn)電流可以使周?chē)男〈裴槹l(fā)生偏轉(zhuǎn)，稱(chēng)為電流磁效應(yīng)。20、法國(guó)物理學(xué)家安培發(fā)現(xiàn)兩根通有同向電流的平行導(dǎo)線(xiàn)相吸，反向電流的平行導(dǎo)線(xiàn)則相斥，并總結(jié)出安培定則（右手螺旋定則）判斷電流與磁場(chǎng)的相互關(guān)系和左手定則判斷通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受到磁場(chǎng)力的方向。21、荷蘭物理學(xué)家洛倫茲提出運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生了磁場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力（洛倫茲力）的觀(guān)點(diǎn)。22、湯姆生的學(xué)生阿斯頓設(shè)計(jì)的質(zhì)譜儀可用來(lái)測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素。23、1932年，美國(guó)物理學(xué)家勞倫茲發(fā)明了回旋加速器能在實(shí)驗(yàn)室中產(chǎn)生大量的高能粒子。（最大動(dòng)能僅取決于磁場(chǎng)和D形盒直徑，帶電粒子圓周運(yùn)動(dòng)周期與高頻電源的周期相同）24、1831年英國(guó)物理學(xué)家法

15、拉第發(fā)現(xiàn)了由磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律電磁感應(yīng)定律。25、1834年，俄國(guó)物理學(xué)家楞次發(fā)表確定感應(yīng)電流方向的定律楞次定律。26、1835年，美國(guó)科學(xué)家亨利發(fā)現(xiàn)自感現(xiàn)象（因電流變化而在電路本身引起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象），日光燈的工作原理即為其應(yīng)用之一。三、波動(dòng)學(xué)27、17世紀(jì)，荷蘭物理學(xué)家惠更斯確定了單擺周期公式。周期是2s的單擺叫秒擺。28、1690年，荷蘭物理學(xué)家惠更斯提出了機(jī)械波的波動(dòng)現(xiàn)象規(guī)律惠更斯原理。29、奧地利物理學(xué)家多普勒（1803-1853）首先發(fā)現(xiàn)由于波源和觀(guān)察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使觀(guān)察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象多普勒效應(yīng)。四、光學(xué)30、1621年，荷蘭數(shù)學(xué)家斯涅耳找到了入射角與折射角之

16、間的規(guī)律折射定律。31、1801年，英國(guó)物理學(xué)家托馬斯·楊成功地觀(guān)察到了光的干涉現(xiàn)象。32、1818年，法國(guó)科學(xué)家菲涅爾和泊松計(jì)算并實(shí)驗(yàn)觀(guān)察到光的圓板衍射泊松亮斑。33、1864年，英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋發(fā)表電磁場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)理論的論文，提出了電磁場(chǎng)理論，預(yù)言了電磁波的存在，指出光是一種電磁波，為光的電磁理論奠定了基礎(chǔ)。34、1887年，德國(guó)物理學(xué)家赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，并測(cè)定了電磁波的傳播速度等于光速。35、1894年，意大利馬可尼和俄國(guó)波波夫分別發(fā)明了無(wú)線(xiàn)電報(bào)，揭開(kāi)無(wú)線(xiàn)電通信的新篇章。36、1800年，英國(guó)物理學(xué)家赫歇耳發(fā)現(xiàn)紅外線(xiàn)； 1801年，德國(guó)物理學(xué)家里特發(fā)現(xiàn)紫外線(xiàn)； 1

17、895年，德國(guó)物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)X射線(xiàn)（倫琴射線(xiàn)），并為他夫人的手拍下世界上第一張X射線(xiàn)的人體照片。37、激光被譽(yù)為20世紀(jì)的“世紀(jì)之光”。五、波粒二象性38、1900年，德國(guó)物理學(xué)家普朗克為解釋物體熱輻射規(guī)律提出能量子假說(shuō)：物質(zhì)發(fā)射或吸收能量時(shí)，能量不是連續(xù)的（電磁波的發(fā)射和吸收不是連續(xù)的），而是一份一份的，每一份就是一個(gè)最小的能量單位，即能量子E=h，把物理學(xué)帶進(jìn)了量子世界；受其啟發(fā)1905年愛(ài)因斯坦提出光子說(shuō)，成功地解釋了光電效應(yīng)規(guī)律，因此獲得諾貝爾物理獎(jiǎng)。39、1922年，美國(guó)物理學(xué)家康普頓在研究石墨中的電子對(duì)X射線(xiàn)的散射時(shí)康普頓效應(yīng)，證實(shí)了光的粒子性。40、1913年，丹麥物理學(xué)家玻爾

18、提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說(shuō)，最先得出氫原子能級(jí)表達(dá)式，成功地解釋和預(yù)言了氫原子的輻射電磁波譜，為量子力學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。41、1885年，瑞士的中學(xué)數(shù)學(xué)教師巴耳末總結(jié)了氫原子光譜的波長(zhǎng)規(guī)律巴耳末系。42、1924年，法國(guó)物理學(xué)家德布羅意大膽預(yù)言了實(shí)物粒子在一定條件下會(huì)表現(xiàn)出波動(dòng)性；1927年美、英兩國(guó)物理學(xué)家得到了電子束在金屬晶體上的衍射圖案。電子顯微鏡與光學(xué)顯微鏡相比，衍射現(xiàn)象影響小很多，大大地提高了分辨能力，質(zhì)子顯微鏡的分辨本能更高。六、相對(duì)論43、物理學(xué)晴朗天空上的兩朵烏云：邁克遜莫雷實(shí)驗(yàn)相對(duì)論（高速運(yùn)動(dòng)世界），熱輻射實(shí)驗(yàn)量子論（微觀(guān)世界）；44、19世紀(jì)和20世紀(jì)之交，物理學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)

19、：X射線(xiàn)的發(fā)現(xiàn)，電子的發(fā)現(xiàn)，放射性的發(fā)現(xiàn)。45、1905年，愛(ài)因斯坦提出了狹義相對(duì)論，有兩條基本原理：相對(duì)性原理不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的；光速不變?cè)聿煌膽T性參考系中，光在真空中的速度一定是c不變。狹義相對(duì)論的其他結(jié)論：時(shí)間和空間的相對(duì)性長(zhǎng)度收縮和動(dòng)鐘變慢（或時(shí)間膨脹）相對(duì)論速度疊加：光速不變，與光源速度無(wú)關(guān)；一切運(yùn)動(dòng)物體的速度不能超過(guò)光速，即光速是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度的極限。相對(duì)論質(zhì)量：物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量大于靜止時(shí)的質(zhì)量。46、愛(ài)因斯坦還提出了相對(duì)論中的一個(gè)重要結(jié)論質(zhì)能方程式：E=mc2。七、原子物理學(xué)48、1858年，德國(guó)科學(xué)家普呂克爾發(fā)現(xiàn)了一種奇妙的射線(xiàn)陰極射線(xiàn)（高速運(yùn)動(dòng)的電子流）。49、1897年，湯姆生利用陰極射線(xiàn)管發(fā)現(xiàn)了電子，指出陰極射線(xiàn)是高速運(yùn)動(dòng)的電子流。說(shuō)明原子可分，有復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并提出原子的棗糕模型。1906年，獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。50、19091911年，英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福和助手們進(jìn)行了粒子散射實(shí)驗(yàn)，并提出了原子