人教版高中物理選修3-4知識(shí)框圖

人教版高中物理選修3-4知識(shí)框圖

i.知識(shí)梳理

物理量：振幅、周期、頻率

運(yùn)動(dòng)規(guī)律

r1_簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象

（街諧運(yùn)動(dòng)＜

r理普推子：F=k.x

I受力特點(diǎn).回復(fù)力：F=

機(jī)械振動(dòng)＜-kx〃收

受迫振動(dòng)-----?扶振、單擺：

（陰尼振動(dòng)

周期：T

形成和傳播特點(diǎn)

類型-----?樽波切波

「波的圖象

描述方法

機(jī)械波

波的公式：'■x-vt

特性-----?波的盆加干涉衍射多普勒效應(yīng)

I實(shí)例-----?聲波，超聲波及其應(yīng)用

f電磁波的發(fā)現(xiàn)：麥克斯韋電磁場(chǎng)理論：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)

產(chǎn)生4B場(chǎng)-我古電雄浪的存在

赫茲證實(shí)電磁波的存在

電磁波《電也振蕩：周期性變化的電場(chǎng)能與碳場(chǎng)能周朋性變化，周期和煩率

電運(yùn)波的發(fā)射和接收

電磁波與信息化社會(huì)：電視、雷達(dá)等

、電磁波譜：無(wú)線電波*紅外線.可見(jiàn)光、一外線.、射縹i射線

/相對(duì)論的誕生：伽利略相對(duì)性原理

狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)：狹義相對(duì)性理理，光速不變?cè)?/p>

時(shí)間和空間的相對(duì)性：“同時(shí)”的相對(duì)性

長(zhǎng)度的相對(duì)性：/=.，_（?，

時(shí)間間隔的相對(duì)性：A/=r-^—

Vc

,相對(duì)論的時(shí)空觀

相對(duì)論筒介/u'v

\狹義相對(duì)論的H他結(jié)論：相對(duì)論速度變換公式："=------

1+，

C

相對(duì)論庸里：:::一

JY）'

1C

質(zhì)能方程上=〃"二

廣義相對(duì)論簡(jiǎn)介：廣義相對(duì)性原理，等效原理

廣義相對(duì)論的幾個(gè)結(jié)論：物質(zhì)的引力使無(wú)線彎曲

V引力場(chǎng)的存在使得空間不同位置的時(shí)間送程出現(xiàn)差別

2.考點(diǎn)解析

考點(diǎn)1簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式和圖象

1）如果質(zhì)點(diǎn)所受的力與它偏離平衡位置位移的大小成正比，并

且總是指向平衡位置，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)就是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力：即F=-kx注意：其中x都是相對(duì)平衡位

置的位移。

區(qū)分：某一位置的位移（相對(duì)平衡位置）和某一過(guò)程的位移（相

對(duì)起點(diǎn)）

①回復(fù)力始終指向平衡位置，始終與位移方向相反

②-k對(duì)一般的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，k只是一個(gè)比例系數(shù)，而不

能理解為勁度系數(shù)

③F回=-kx是證明物體是否做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的依據(jù)

2）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式：-x=Asin（3t+cp）

3）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象：描述振子離開平衡位置的位移隨時(shí)間遵從

正弦（余弦）函數(shù)的規(guī)律變化的，要求能將圖象與恰當(dāng)?shù)哪Ｐ蛯?duì)

應(yīng)分析?？筛鶕?jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象的斜率判別速度的方向，注意在

振幅處速度無(wú)方向。

A、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)（關(guān)于平衡位置）對(duì)稱、相等

①同一位置：速度大小相等、方向可同可不同，位移、

回復(fù)力、加速度大小相等、方向相同.②對(duì)稱點(diǎn)：速

度大小相等、方向可同可不同，位移、回復(fù)力、加速

度大小相等、方向相反.

③對(duì)稱段：經(jīng)歷時(shí)間相同

④一個(gè)周期內(nèi)，振子的路程一定為4A（A為振幅）；

半個(gè)周期內(nèi)，振子的路程一定為2A;四分之一周期

內(nèi)，振子的路程不一定為A.

每經(jīng)一個(gè)周期，振子一定回到原出發(fā)點(diǎn)；每經(jīng)半個(gè)周期一定到

達(dá)另一側(cè)的關(guān)于平衡位置的對(duì)稱點(diǎn)，且速度方向一定相反B、

振幅與位移的區(qū)別：

⑴位移是矢量，振幅是標(biāo)量，等于最大位移的數(shù)值

⑵對(duì)于一個(gè)給定的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，振子的位移始終變化，

而振幅不變

考點(diǎn)2單擺的周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系（實(shí)瞼、探究）

1）單擺的等時(shí)性（伽利略）；即周期與擺球質(zhì)量無(wú)關(guān)，在振幅

較小時(shí)與振幅無(wú)關(guān)

7=2乃-

2）單擺的周期公式（惠更斯）（|為擺線長(zhǎng)度與擺球半

徑之和；周期測(cè)量：測(cè)N次全振動(dòng)所用時(shí)間t,則T=t/N）

3）數(shù)據(jù)處理：（1）平均值法；（2）圖象法：以I和尸為縱橫

坐標(biāo)，作出

/=-^yT2

4丁的圖象（變非線性關(guān)系為線性關(guān)系）；

4）振動(dòng)周期是2秒的單擺叫秒擺

擺鐘原理：鐘面顯示時(shí)間與鐘擺擺動(dòng)次數(shù)成正比

考點(diǎn)3受迫振動(dòng)和共振

受迫振動(dòng)：在周期性外力作用下、使振幅保持不變的振動(dòng)，又

叫無(wú)阻尼振動(dòng)或等幅振動(dòng)。f迫=￡策，與f固無(wú)關(guān)。A迫與

If策一f固I有關(guān)，|f策一f固|越大，A迫越小，|f策一f固|

越小，A迫越大。

當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率等于固有頻率時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅最大（共振）共

振的防止與應(yīng)用

考點(diǎn)4機(jī)械波橫波和縱波橫波的圖象

1）機(jī)械波

⑴產(chǎn)生機(jī)械波的條件：振源，介質(zhì)——有機(jī)械振動(dòng)不

一定形成機(jī)械波有機(jī)械波一定有機(jī)械振動(dòng)

⑵機(jī)械波的波速由介質(zhì)決定，同一類的不同機(jī)械波在

同一介質(zhì)中波速相等。與振源振動(dòng)的快慢無(wú)關(guān)

⑶機(jī)械波傳遞的是振動(dòng)形式（由振源決定）、能量（由

振幅體現(xiàn)）、信息

2）機(jī)械波可分為橫波與縱波

橫波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直。特點(diǎn)：

有波峰、波谷.只能在固體中傳播（條件：剪切形變），

為方便將水波認(rèn)為是橫波

縱波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上.

特點(diǎn)：有疏部、密部.氣體、液體只能傳遞縱波

3）波的獨(dú)立傳播與疊加

4）次聲波與超聲波

次聲波：頻率小于20Hz,波長(zhǎng)長(zhǎng)，易衍射，傳播距

離遠(yuǎn)，研究與應(yīng)用剛起步超聲波：頻率大于

20000Hz，波長(zhǎng)短，直線傳播效果好（聲納），穿

透能力強(qiáng)（幾厘米厚的金屬）。

應(yīng)用廣泛：聲納、B超、雷達(dá)、探傷、超聲加濕、制

照相乳膠

5）橫波圖象：表示某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置位移情況。

后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)總是重復(fù)前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)；特別要能判斷質(zhì)點(diǎn)

振動(dòng)方向或波的傳播方向。

注意：（1）周期性、方向性上引起的多解可能性；

（2）波傳播的距離與質(zhì)點(diǎn)的路程是不同的。

6）波動(dòng)圖象表示"各個(gè)質(zhì)點(diǎn)"在"某一時(shí)刻”的位移，振動(dòng)

圖象則表示介質(zhì)中"某個(gè)質(zhì)點(diǎn)"在"各個(gè)時(shí)刻"的位移。

考點(diǎn)5波長(zhǎng)、頻率（周期）和波速的關(guān)系

￡^y.2

v=t=T=’（V由介質(zhì)決定，f由波源決定）

①波形向前勻速平移，質(zhì)點(diǎn)本身不遷移，X可視為波

峰（波谷）移動(dòng)的距離

②在波的圖象中，無(wú)論時(shí)間多長(zhǎng)，質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)一定

不變

③介質(zhì)中所有質(zhì)點(diǎn)的起振位置一定在平衡位置，且起

振方向一定與振源的起振方向相同

④注意雙向性、周期性⑤注意坐標(biāo)軸的單位（是m,

還是cm;有無(wú)x等等）

注意：同時(shí)涉及振動(dòng)和波時(shí)，要將兩者對(duì)應(yīng)起來(lái)

關(guān)于振動(dòng)與波

⑴質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向判斷：振動(dòng)圖象（橫軸為時(shí)間軸）：順時(shí)間

軸一上，下坡

波動(dòng)圖象（橫軸為位移軸）：逆著波的傳播方向一上，下坡

共同規(guī)律：同一坡面（或平行坡面）上振動(dòng)方向相同，否則相

反

⑵一段時(shí)間后的圖象

a、振動(dòng)圖象：直接向后延伸

b、波動(dòng)圖象：不能向后延伸，而應(yīng)該將波形向后平移

⑶幾個(gè)物理量的意義：

周期（頻率）：決定振動(dòng)的快慢，進(jìn)入不同介質(zhì)中，T（f）不

變

振幅：決定振動(dòng)的強(qiáng)弱波速：決定振動(dòng)能量在介質(zhì)中傳播的

快慢

⑷幾個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系

①一物動(dòng)（或響）引起另一物動(dòng)（或響）-------受迫

振動(dòng)T共振（共鳴）

②不同位置，強(qiáng)弱相間-------干涉（要求：兩波源頻

率相同）

干涉：

a、振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)、減弱區(qū)相互間隔；

b、加強(qiáng)點(diǎn)始終加強(qiáng)（注意：加強(qiáng)的含義是振幅大，

千萬(wàn)不能誤認(rèn)為這些點(diǎn)始終位于波峰或波谷處）、減

弱點(diǎn)始終減弱.

c、判斷：若兩振源同相振動(dòng)，則有加強(qiáng)點(diǎn)到兩振源

的路程差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍，減弱點(diǎn)到

兩振源的路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍.

③繞過(guò)障礙物-------衍射（要求：縫、孔或障礙物的

尺寸與波長(zhǎng)差不多或小于波長(zhǎng)）縫后的衍射波的振幅

小于原波

★波的多解題型

⑴方向的多解：考慮是否既可以向左，也可以向右

⑵波形的多解：★幾種典型運(yùn)動(dòng)不受力：靜止或勻速直線運(yùn)

動(dòng)

受恒力：力大小、勻變速_［直線-勻加速'勻減速直線運(yùn)動(dòng)

方向都不變"1曲線-(類)平拋運(yùn)動(dòng)

*力大小不變，方向改變一勻速圓周運(yùn)動(dòng)

受艾力《力大小改變,方向不變一線定功室下的機(jī)車啟動(dòng)

、力大小、方向均改變一潼諧運(yùn)動(dòng)

幾種最簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)

最簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)：勻速直線運(yùn)動(dòng)

最簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng)：勻變速直線運(yùn)動(dòng)

最簡(jiǎn)單的振動(dòng)：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

考點(diǎn)6波的反射和折射波的衍射和干涉

1.波面(波陣面)：振動(dòng)狀態(tài)總是相同的點(diǎn)的集合；波線：與波

面垂直的那些線。

2.惠更斯原理：介質(zhì)中任一波面上的各點(diǎn)，都可以看做發(fā)射子

波的波源，其后任意時(shí)刻，這些子波的包跡就是新的波面；

3.

(1)互不干擾原理；

(2)疊加原理。反射、折射、干涉：Ax=k入處，振動(dòng)加強(qiáng)；△

x=(2k+1)入/2處，振動(dòng)減弱。

(3)衍射(產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件)

4.波的干涉：

(1)頻率相同

(2)現(xiàn)象：加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)相互間隔(加強(qiáng)區(qū)永遠(yuǎn)加強(qiáng)，減弱

區(qū)永遠(yuǎn)減弱)

考點(diǎn)7多普勒效應(yīng)

（1）現(xiàn)象：由于波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使觀察者感到

頻率（音調(diào)）發(fā)生變化的現(xiàn)象。結(jié)論：波源遠(yuǎn)離現(xiàn)察者，觀察

者接收頻率減??；波源靠近觀察者，觀察者接收頻率增大。

（2）應(yīng)用：A、利用發(fā)射波和接受波頻率的差異，制成測(cè)定運(yùn)

動(dòng)物體速度的多普勒測(cè)速儀。B、利用向人體血液發(fā)射和接收

的超聲波頻率的變化，制成測(cè)定人體血流速度的-彩

考點(diǎn)8電磁振蕩電磁波的發(fā)射和接收

1）麥克斯韋電磁場(chǎng)理論：

⑴變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)；變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)

⑵推廣：①均勻變化的磁場(chǎng)（或電場(chǎng)），會(huì)產(chǎn)生恒定

的電場(chǎng)（或磁場(chǎng)）。②非均勻變化的磁場(chǎng)（或電場(chǎng)），

會(huì)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)（或磁場(chǎng)）。

2）電磁波：電磁場(chǎng)由發(fā)生的區(qū)域在空間由近及遠(yuǎn)的傳播就形成

電磁波。

電磁波的特點(diǎn)：

①電磁波是物質(zhì)波，傳播時(shí)可不需要介質(zhì)而獨(dú)立在真

空中傳播。

②電磁波是橫波，磁場(chǎng)、電場(chǎng)、傳播方向三者互相垂

直。

③電磁波具有波的共性，能發(fā)生干涉、衍射等現(xiàn)象。

④電磁波可脫離一波源II而獨(dú)立存在，電磁波發(fā)射出去

后，產(chǎn)生電磁波的振蕩電路停止振蕩后，在空間的電

磁波仍繼續(xù)傳播。

⑤電磁波在真空中的傳播速度等于光在真空中的傳

播速度，C=3X108m/so

3）赫茲的電火花實(shí)驗(yàn)證實(shí)了麥克斯韋電磁場(chǎng)理論。

4）電磁振蕩（LC振蕩回路）：

①線圈上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于電容器兩端的電壓

②電磁振蕩的周期與頻率

1）電磁波的波速：v=Af同一列電磁波由一種介質(zhì)傳入另一

種介質(zhì)，頻率不變，波長(zhǎng)、波速都要發(fā)生變化。

2）電磁波的發(fā)射與接收

⑴無(wú)線電波的發(fā)射

a、要有效地發(fā)射電磁波，振蕩電路必須具有如下特點(diǎn)：①要有

足夠高的振蕩頻率②振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散到盡可

能大的空間

b、調(diào)制：電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)，調(diào)制分為兩種：調(diào)

幅（AM）和調(diào)頻（FM）

（2）無(wú)線電波的接收：

a、調(diào)諧（選臺(tái)）：使接收電路發(fā)生電諧振的過(guò)程

b、解調(diào)（檢波）：調(diào)制的逆過(guò)程

（3）雷達(dá)：雷達(dá)系統(tǒng)由天線系統(tǒng)、發(fā)射裝置、接收裝置、輸出

裝置及電源、計(jì)算機(jī)等組成。雷達(dá)用微波波段，每次發(fā)射時(shí)間約

百萬(wàn)分之一秒，結(jié)果由顯示器直接顯示。發(fā)射端和接收端合二為

-（不同于電視系統(tǒng)）。

考點(diǎn)8電磁波譜電磁波及其應(yīng)用

電磁波譜：波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短排列（頻率由低到高）順序

無(wú)線電波T紅外線T可見(jiàn)光T紫外線―倫琴（X）射線-g射線

_____________A____________

紅橙黃球藍(lán)靛紫

波長(zhǎng)：由長(zhǎng)到短（紅光最容易衍射，條紋間距最大）

頻率：由低到高（能量由小到大）

折射率：由小到大（紫光偏折最大，紅光偏折最?。?/p>

臨界角：由大到小（紫光最容易發(fā)生全反射）

在同種介質(zhì)中的波速：由大到小

1）無(wú)線電波

2）紅外線：一切物體都在輻射紅外線

（1）主要性質(zhì)；①最顯著的作用：熱作用，溫度越高，輻射能

力越強(qiáng)；②一切物體都在不停地輻射紅外線

（2）應(yīng)用：紅外攝影、紅外遙感、遙控、加熱

3)可見(jiàn)光光譜(波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短)：紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、

紫

①天空亮：大氣散射；

②天空是藍(lán)色：波長(zhǎng)較短的光比波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光更容易

散射；

③早晨、傍晚天空為紅色：紅光的波長(zhǎng)最長(zhǎng)，容易繞

過(guò)障礙物

4)紫外線：

(1)主要性質(zhì)：化學(xué)作用；熒光效應(yīng)

(2)應(yīng)用：激發(fā)熒光、殺菌消毒、促使人體合成維生素D

5)倫琴(X)射線：原子內(nèi)層電子受激躍遷產(chǎn)生

(1)主要性質(zhì)：穿透能力很強(qiáng)，

(2)應(yīng)用：金屬探傷人體透視

6)g射線：原子核受激輻射

(1)主要性質(zhì)：穿透能力很強(qiáng)，能穿透幾厘米的鉛板(幾十厘米

厚混凝土)

(2)應(yīng)用：金屬探傷

7)太陽(yáng)輻射的能量集中在可見(jiàn)光、紅外線、紫外線三個(gè)區(qū)域，

其中，黃綠光附近，輻射的能量最強(qiáng)(人眼對(duì)這個(gè)區(qū)域的電磁輻

射最敏感)

考點(diǎn)9光的折射定律折射率

1）光的折射定律

①入射角、反射角、折射角都是各自光線與法線的夾

角；

②表達(dá)式：□

③在光的折射現(xiàn)象中，光路也是可逆的

2）折射率光從真空射入某種介質(zhì)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)的絕對(duì)折射率，用符號(hào)n表

示口

n是反映介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的一個(gè)物理量，n越大，表明光線偏折越

厲害。發(fā)生折射的原因是光在不同介質(zhì)中，速度不同。

白光通過(guò)三棱鏡時(shí)，會(huì)分解出各種色光，在屏上形成紅一紫的彩

色光帶（注意：不同介質(zhì)中，光的頻率不變。）

考點(diǎn)10測(cè)定坡璃的折射率（實(shí)驗(yàn)、探究）

I.實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)：找到入射光線和折射光線以后，可以入射點(diǎn)O

為圓心，以任意長(zhǎng)為半徑畫圓，分別與AO、00'（或00’的延

長(zhǎng)線）交于C點(diǎn)和D點(diǎn)，過(guò)C、D兩點(diǎn)分別向NN'做垂線，交

NN'于C'、D'點(diǎn)，則易得：n=CC7DD,

2.實(shí)驗(yàn)方法：插針?lè)?/p>

考點(diǎn)11光的全反射光導(dǎo)纖維

i越大，Y越大，折射光線越來(lái)越弱，反射光越來(lái)越強(qiáng)。

1）全反射：

光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)：折射率小的介質(zhì)叫光疏介質(zhì)，折射率大的

介質(zhì)叫光密介質(zhì)。

注意：光疏和光密介質(zhì)是相對(duì)的。

全反射是光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，折射光線消失（），

只剩下反射光線的現(xiàn)象。

2）發(fā)生全反射的條件：①光必須從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)②入

射角必須大于（或等于）

sine」

3）臨界角：?

4）應(yīng)用

①全反射棱鏡

形狀：等腰直角三角形原理：如圖

條件：玻璃折射率大于L4優(yōu)點(diǎn)：比平面鏡反射時(shí)失

真小

②光導(dǎo)纖維：折射率大的內(nèi)芯、折射率小的外套

P71光導(dǎo)纖維P72做一做時(shí)間計(jì)算中注意光的路程

不是兩地距離及光在介質(zhì)中的速度不是光速

③海市蜃樓：沙漠：倒立虛像；海洋：正立虛像

考點(diǎn)12光的干涉、衍射和偏振

1）光的干涉現(xiàn)象：是波動(dòng)特有的現(xiàn)象，由托馬斯?楊首次觀察到。

（1）在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，條紋寬度或條紋間距：

L:屏到擋板間的距離，d:雙縫的間距，入：光的波長(zhǎng)，AX:相

鄰亮紋（暗紋）間的距離

（2）圖象特點(diǎn)：

中央為明條紋，兩邊等間距對(duì)稱分布明暗相間條紋。紅光（入最

大）明、暗條紋最寬，紫光明、暗條紋最窄。白光干涉圖象中央

明條紋外側(cè)為紅色。

2）光的顏色、色散

A、薄膜干涉（等厚干涉）：圖象特點(diǎn)：同一條亮（或暗）條

紋上所對(duì)應(yīng)薄膜厚度完全相等。不同人的光做實(shí)驗(yàn)，條紋間距

不同單色光在肥皂膜上（上薄下厚）形成水平狀明暗相間條

紋

B、薄膜干涉中的色散

⑴、各種看起來(lái)是彩色的膜，一般都是由于干涉引起的

⑵、原理：膜的前后兩個(gè)面反射的光形成的

⑶、現(xiàn)象：同一厚度的膜，對(duì)應(yīng)著同一亮紋（或暗紋）

⑷、厚度變化越快，條紋越密白光入射形成彩色條紋。

C、折射時(shí)的色散

⑴光線經(jīng)過(guò)棱鏡后向棱鏡的底面偏折。折射率越大，偏折的程度

越大

⑵不同顏色的光在同一介質(zhì)中的折射率不同。同一種介質(zhì)中，由

紅光到紫光，波長(zhǎng)越來(lái)越短、折射率越來(lái)越大、波速越來(lái)越慢

3）光的衍射：?jiǎn)慰p衍射圖象特點(diǎn)：中央最寬最亮；兩側(cè)條紋不

等間隔且較暗；條紋數(shù)較少。（白光入射為彩色條紋）。

光的衍射條紋：中間寬，兩側(cè)窄的明暗相間條紋（典例：泊松亮

斑）

共同點(diǎn)：同等條件下，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，條紋越寬

4）光的偏振：證明了光是橫波；常見(jiàn)的光的偏振現(xiàn)象：攝影，

太陽(yáng)鏡，動(dòng)感投影片，晶體的檢測(cè)，玻璃反光

⑴偏振片由特定的材料制成，它上面有一個(gè)特殊的方向（叫做透

振方向），只有振動(dòng)方向與透振方向平行的光波才能通過(guò)偏振

片。

⑵當(dāng)只有一塊偏振片時(shí)，以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片，透射

光的強(qiáng)度不變。當(dāng)兩塊偏振片的透振方向平行時(shí)，透射光的強(qiáng)

度最大，但是，比通過(guò)一塊偏振片時(shí)要弱。當(dāng)兩塊偏振片的透

振方向垂直時(shí)，透射光的強(qiáng)度最弱，幾乎為零。

⑶只有橫波才有偏振現(xiàn)象。

⑷光波的感光作用和生理作用等主要是由電場(chǎng)強(qiáng)度E所引起的，

因此常將E的振動(dòng)稱為光振動(dòng)。

⑸除了從光源（如太陽(yáng)、電燈等）直接發(fā)出的光以外，我們通常

看到的絕大部分光，都是偏振光。自然光射到兩種介質(zhì)的界面上，

如果光入射的方向合適，使反射光與折射光之間的夾角恰好是

90°,這時(shí)，反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振方向互相

垂直。

⑹偏振現(xiàn)象的應(yīng)用：拍攝、液晶顯示、汽車車燈（偏振化方向都

沿同一方向并與水平面成45°）、立體電影（左眼偏振片的偏振

化方向與左面放像機(jī)上的偏振化方向相同，右眼偏振片的偏振化

方向與右面放像機(jī)上的偏振化方向相同）

考點(diǎn)13激光的特性及應(yīng)用

激光是一種人工產(chǎn)生的相干光。

（1）電磁波頻率越高，能量越大，可以比無(wú)線電波傳遞更多信

息。

（2）特點(diǎn)：

A、頻率單一（頻寬很?。?。

B、相干性好：可傳遞信息，可以用于全息照相；

C、平行度好（方向性好），傳播很長(zhǎng)距離后仍能保持一定強(qiáng)度，

可精確測(cè)距。應(yīng)用在VCD、雷達(dá)測(cè)距、測(cè)速（多普勒原理）、

追蹤目標(biāo)；

D、亮度高(能在很小空間、很短時(shí)間內(nèi)集中很大的能量)。應(yīng)

用在一激光刀、引起核聚變等方面。

特點(diǎn)作用應(yīng)用實(shí)例

可進(jìn)行調(diào)劑、傳遞信息光纖通喑

相干光

干涉全息照相，在照明光的另一網(wǎng)費(fèi)育)

傳播家運(yùn)距離能保持一定強(qiáng)叟,可精魂

激光雷達(dá)

平行度好測(cè)更測(cè)速

可會(huì)聚于很小的一點(diǎn)，記錄信息密曳高DVD、CD.VCD機(jī).計(jì)算機(jī)光驅(qū)

可在澳小空間短時(shí)間內(nèi)震中猥大能量激光切機(jī)、冷接、打孔醫(yī)疔手術(shù)

亮度高

產(chǎn)生身壓引起核聚變?nèi)斯た刂茽C變反應(yīng)

考點(diǎn)14狹義相對(duì)論的基本假設(shè)狹義相對(duì)論時(shí)空觀與經(jīng)典時(shí)

空觀的區(qū)別

1)相對(duì)論的誕生

(1)伽利略相對(duì)性原理：力學(xué)規(guī)律在任何慣性系中都是相同的

(2)狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)

A、狹義相對(duì)性原理：在不同的慣性參考系中，一切物理定律都

是相同的

B、光速不變?cè)恚赫婵罩械墓馑僭诓煌膽T性參考系中都是相

同的結(jié)論：不論光源與觀察者做怎樣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，光速都是一

樣的。

2)時(shí)間和空間的相對(duì)性

(1)同時(shí)的相對(duì)性

(2)長(zhǎng)度的相對(duì)性：一條沿自身長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)的桿，其長(zhǎng)度總

比桿靜止時(shí)的長(zhǎng)度小

(3)時(shí)間間隔的相對(duì)性：從地面上觀察，飛船上的時(shí)間進(jìn)程比

地面上慢

(4)時(shí)空相對(duì)性的驗(yàn)證

⑴時(shí)空相對(duì)性的最早證據(jù)跟宇宙線的觀測(cè)有關(guān)⑵相對(duì)論的第一

次宏觀驗(yàn)證是在1971年進(jìn)行的。

(5)相對(duì)論的時(shí)空觀經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為空間和時(shí)間是脫離物質(zhì)

而存在的，是絕對(duì)的，空間與時(shí)間之間是沒(méi)有聯(lián)系的，相對(duì)論

則認(rèn)為空間和時(shí)間與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。

考點(diǎn)15狹義相對(duì)論的幾個(gè)重要結(jié)論

★廣義相對(duì)論簡(jiǎn)介(不必記憶)

A、廣義相對(duì)性原理和等效原理廣義相對(duì)性原理：在任何參考

系中，物理規(guī)律都是相同的等效原理：一個(gè)均勻的引力場(chǎng)與一

個(gè)做勻加速運(yùn)動(dòng)的參考系等價(jià)

B、廣義相對(duì)論的幾個(gè)結(jié)論

⑴物質(zhì)的引力使光線彎曲

①發(fā)生日全食時(shí)的觀測(cè)結(jié)果，是對(duì)廣義相對(duì)論的最早

驗(yàn)證

②一束光垂直于運(yùn)動(dòng)方向射入飛船，船外靜止的觀察

者認(rèn)為這束光是沿直線傳播的。而航天員以飛船為

參考系觀察到的現(xiàn)象則是：如果飛船做勻速直線運(yùn)

動(dòng)，飛船上的觀察者記錄下的光的徑跡是一條偏向船

尾的直線如果飛船做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，船上觀察者

記錄下的光經(jīng)過(guò)的軌跡為一條向下彎的曲線

⑵引力場(chǎng)的存在使得空間不同位置的時(shí)間進(jìn)程出現(xiàn)差別在強(qiáng)

引力的星球附近，時(shí)間進(jìn)程會(huì)變慢。

證實(shí)：體積小，質(zhì)量大的矮星，天文觀測(cè)到的引力紅移現(xiàn)象

物理選修3?4綜合練習(xí)題

（時(shí)間60分鐘，滿分100分）

1.（8分）（1）機(jī)械波和電磁波都能傳遞能量，其中電磁波的能量隨波的頻率的增大而

；波的傳播及其速度與介質(zhì)有一定的關(guān)系，在真空中機(jī)械波是傳

播的，電磁波是傳播的（填“能”、“不能”或“不確定”）；在從空氣進(jìn)

入水的過(guò)程中，機(jī)械波的傳播速度將,電磁波的傳播速度將.（填

“增大”、“減小”或“不變”）

（2）如圖1所示復(fù)合光經(jīng)過(guò)半圓形玻璃后分成a、b兩束光，比較a、b兩束光在玻璃

磚中的傳播速度va________vb；入射光線由AO轉(zhuǎn)到B。，出射光線中最先

消失；若在該光消失時(shí)測(cè)得A0與B0間的夾角為a,則玻璃對(duì)該光的折射率為

A

O

B

b

圖1

2.（8分）麥克斯韋在1865年發(fā)表的《電磁場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)理論》一文中揭示了電、磁現(xiàn)

象與光的內(nèi)在聯(lián)系及統(tǒng)一性，即光是電磁波一單色光波在折射率為1.5的介質(zhì)中傳

播，某時(shí)刻電場(chǎng)橫波圖象如圖2所示，求該光波的頻率.

L解析：⑴電燃波的能量隨波的頻率的增大而增大；電燃波的傳播不

需要介質(zhì)，可以在真空中傳播，而機(jī)械波不能在真空中傳播；從空氣

進(jìn)入水的過(guò)程中，機(jī)械波的傳播速度增大，而電透波的傳播速度減小.

(2)由折射率口=巴%R4>%,又/?=￡,故%V生；根據(jù)sinC=L可知,

sinavn

N光的臨界角較小，當(dāng)入射光線由月。轉(zhuǎn)到BO時(shí)，出射光線中2最先

?.11

消失.玻璃對(duì)a光的折射率n=—一：=-.

sin(90—6cos?

2、答案：⑴增大不能能增大減小

(2)<z—

COS2

解析：設(shè)光在介質(zhì)中的傳播速變?yōu)榍刹ㄩL(zhǎng)為Z頻率為/;則

vcC

￡=二、v=—,聯(lián)立得f=一

1nJOA

從波形圖上讀出波長(zhǎng)】=4XI。--m,

代入數(shù)據(jù)解得65X1。*Hz.

答案：5X10"Hz

3.(8分)(1)如圖3所示是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，S為單縫，SI、S2為雙縫，P

為光屏.用綠光從左邊照射單縫S時(shí)，可在光屏P上觀察到干涉條紋.則：

p

S1

右

52

圖3

①減小雙縫間的距離，干涉條紋間的距離將；

②增大雙縫到屏的距離，干涉條紋間的距離將；

③將綠光換為紅光，干涉條紋間的距離將.（填“增大”、“不變”或“減

小”）

（2）如圖4甲所示，橫波1沿BP方向傳播，B質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙所示；橫波2

沿CP方向傳播，C質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖丙所示.兩列波的波速都為20cm/s.P質(zhì)點(diǎn)

與B質(zhì)點(diǎn)相距40cm,P質(zhì)點(diǎn)與C質(zhì)點(diǎn)相距50cm,兩列波在P質(zhì)點(diǎn)相遇，則P質(zhì)點(diǎn)

振幅為（）

圖4

A.70cm

B.50cm

C.35cm

D.10cm

4.（8分）如圖5所示是一個(gè)透明圓柱的橫截面，其半徑為R,折射率是由。是一

條直徑.今有一束平行光沿Z8方向射向圓柱體.若一條入射光線經(jīng)折射后恰經(jīng)過(guò)B

點(diǎn)，則這條入射光線到Z8的距離是多少？

圖5

3、解析：⑴由WW可d知VSAA，A,當(dāng)d減小，Ar薄潸大；當(dāng)/常大時(shí)，

裊灣大；當(dāng)把綠光換為紅光時(shí)，2噌長(zhǎng)，航潸大.

0波1和2的液期均為1s,它們的波長(zhǎng)為：^=4=VI=20cm.

由于BP=2k,CP=2.5A.r=0時(shí)刻石質(zhì)點(diǎn)能位移為0且向上捏動(dòng)，

經(jīng)過(guò)2.37波1傳播到尸質(zhì)點(diǎn)并弓起尸員黃援動(dòng)此時(shí)其生承

2

為0且扭動(dòng)方向向下；-0時(shí)刻C表點(diǎn)比位多為03向下接動(dòng)，

經(jīng)過(guò)2J7波2剛好傳到尸云點(diǎn)，尸質(zhì)，卷彷位移為o耳投動(dòng)方向乜

向下；所以兩列波在尸責(zé)點(diǎn)弓起汶投動(dòng)是加裝若，尸費(fèi)點(diǎn)接幅為

兩列波分別弓:起的掾幅之和，為一cm,A正確.

答案:⑴①簿大②皆大③漕大⑵A

答案：工五

2

5.（8分）某實(shí)驗(yàn)室中懸掛著一彈簧振子和一單擺，彈簧振子的彈簧和小球（球中間有

孔）都套在固定的光滑豎直桿上.某次有感地震中觀察到靜止的振子開始振動(dòng)4.0s

后，單擺才開始擺動(dòng).此次地震中同一震源產(chǎn)生的地震縱波和橫波的波長(zhǎng)分別為10

km和5.0km,頻率為1.0Hz.假設(shè)該實(shí)驗(yàn)室恰好位于震源的正上方，求震源離實(shí)驗(yàn)室

的距離.

5、解析：設(shè)地震被波和橫波的傳港速度分別為左和口，則

SAAA,VSA.

力=^

VWW￡W

①

年=%

VSA.VSAA,

②

式中，f為地強(qiáng)波的頻室，V而W和V治W分別表示地震縱波和橫波的波

長(zhǎng).設(shè)震源離實(shí)差室的距離為工，縱波從登源傳播到實(shí)瞼室所

需時(shí)間為f,則

X=wVpwt

③

了=一弗

④

式中，包;為接￡開始掇動(dòng)的時(shí)刻與接子力開始振動(dòng)的時(shí)刻之間

公t

的時(shí)間間隔一由①②③④式得：工=";一f代入敷據(jù)得

x=40km.

答案：40km

6.（8分）機(jī)械橫波某時(shí)刻的波形圖如圖6所示，波沿x軸正方向傳播，質(zhì)點(diǎn)p的坐

標(biāo)x=0.32m.從此時(shí)刻開始計(jì)時(shí).

圖6

(1)若每間隔最小時(shí)間0.4s重復(fù)出現(xiàn)波形圖，求波速.

⑵若p點(diǎn)經(jīng)0.4s第一次達(dá)到正向最大位移，求波速.

⑶若p點(diǎn)經(jīng)0.4s到達(dá)平衡位置，求波速.

「Ci8

6、解析:⑴依題意，周期r=0.4S,波速片二二1—m/s=2m/s.

T0.4

(2)波沿x軸正方向傳捶，&r=0.32m—0.2m=0.12m.0點(diǎn)恰好

M0.12

第一次達(dá)到正向最大位移.波速0=—=----m/s=0.3m/s.

△r0.4

(3)波沿x軸正方向傳捶，若p點(diǎn)恰好第一次到達(dá)平衡位置則Ar

=0-32m,由周期性可知波傳捶的可能距離△*=@32+-h)m(n

2

=0,123…)

0.8

0.32+—n

可能波速F=—=im/s=(0.8+n)m/s(n=0,12,3,…).

0.4

答案:(1)2m/s(2)0.3m/s(3)(0.8+/7)m/s(/7=0,1,2,3,…)

7.(7分)(1)在“探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，兩位同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量

小球的直徑如圖7甲、乙所示.測(cè)量方法正確的是(選填“甲”或“乙”).

圖7

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，若擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動(dòng)，為了將人工記錄振動(dòng)次數(shù)改為自動(dòng)記

錄振動(dòng)次數(shù)，在擺球運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn)的左、右兩側(cè)分別放置一激光光源與光敏電阻，如

圖8甲所示.光敏電阻與某一自動(dòng)記錄儀相連，該儀器顯示的光敏電阻阻值R隨時(shí)

間t變化圖線如圖乙所示，則該單擺的振動(dòng)周期為.若保持懸點(diǎn)到小球頂

點(diǎn)的繩長(zhǎng)不變，改用直徑是原小球直徑2倍的另一小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則該單擺的周期

將（填“變大”、“不變”或“變小”）,圖乙中的△t將（填“變大”、

，，不變，，或“變小”）.

R

△rAzAf

飛一一口一一「一

III

III

Otxti+io力+2%t

乙

圖8

8.（8分）20世紀(jì)80年代初，科學(xué)家發(fā)明了硅太陽(yáng)能電池.如果在太空設(shè)立太陽(yáng)能

衛(wèi)星電站，可24h發(fā)電，且不受晝夜氣候的影響.利