（江苏专用）2019高考物理二轮复习 要点回扣 专题19 选修3-4学案

要点19选修3-4规律要点一、简谐运动1.简谐运动的图象：从平衡位置开始计时，函数表达式为xAsin t，图象如图1所示。图12.简谐运动的能量：简谐运动过程中动能和势能相互转化，机械能守恒，振动能量与振幅有关，振幅越大，能量越大。二、单摆1.回复力：由小球所受重力沿切线方向的分力提供。2.周期公式：T2。单摆的振动周期取决于摆长l和重力加速度g，与振幅和振子的质量都没有关系。三、受迫振动和共振1.受迫振动其振动频率等于驱动力的频率，跟系统的固有频率无关。2.共振：当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大。其共振曲线如图2所示。图2四、机械波1.机械波的形成和传播(1)产生条件：有波源；有传播振动的介质，如空气、水、绳子等。(2)传播特点：传播振动形式、能量和信息；介质中各质点的振动频率、振幅、起振方向等都与波源相同。2.波长、波速、频率及其关系：波长、波速和频率的关系：vf。其中波速由介质本身的性质决定，频率由波源决定，等于波源的振动频率。五、波的特有现象1.发生明显衍射的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才会发生明显的衍射现象。2.波的干涉：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振幅增大、某些区域的振幅减小，而且增大与减小的区域互相间隔，这种现象叫波的干涉。3.多普勒效应：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感觉到频率变化的现象。如果二者相互接近，观察者接收到的频率增大；如果二者远离，观察者接收到的频率减小。六、光的折射定律折射率1.图3定义式：n。折射率是由介质本身的光学性质和光的频率决定的。2.折射率与光速的关系：n。因为vc，所以任何介质的折射率都大于1。3.在光的折射现象中，光路是可逆的。七、全反射色散1.全反射和临界角(1)条件：光从光密介质射向光疏介质；入射角大于或等于临界角。(2)临界角：sin C，C为折射角等于90时所对应的入射角。(3)应用：全反射棱镜；光导纤维。2.光的色散：白光的色散说明白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种单色光组成的复色光。其中红光的折射率最小，紫光的折射率最大。八、光的干涉1.条件：两光源发出的光频率相同，相位差恒定。2.双缝干涉：(1)产生明暗条纹的条件：光屏上某点与两个狭缝的路程差是光波波长的整数倍处出现亮条纹；与两个狭缝的路程差是半波长的奇数倍处出现暗条纹。(2)条纹的特点：相邻明条纹(或暗条纹)的间距相等，且x，其中为波长，d为双缝间距，l为双缝到屏的距离。实验装置不变的条件下，红光的干涉条纹间距最大，紫光的干涉条纹间距最小；若换用白光，在屏上得到彩色条纹，且中央为白色。3.薄膜干涉(1)薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂膜)前后两表面的反射光波相遇而形成的干涉。(2)图样特点：同一条亮(或暗)条纹对应薄膜的厚度相等，单色光在肥皂膜上(上薄下厚)形成水平状的明暗相间的条纹，白光入射时形成彩色条纹。九、光的衍射1.单缝衍射：中央为亮条纹，向两侧有明暗相间的条纹，但间距和亮度不同。白光衍射时，中央仍为白光，最靠近中央的是紫光，最远离中央的是红光。2.泊松亮斑：当光照到不透明的小圆板上，在圆板的阴影中心出现亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。3.双缝干涉图样与单缝衍射图样的比较内容干涉衍射图样特点不同条纹宽度相等各相邻条纹等间距清晰条纹，亮度基本相等条纹宽度不等，中央最宽各相邻条纹间距不等中央条纹最亮，两边变暗相同干涉、衍射都是波特有的现象；干涉、衍射都有明暗相间的条纹十、光的偏振1.理论意义：光的干涉和衍射现象充分说明了光是波，但不能确定光波是横波还是纵波，光的偏振现象说明光波是横波。2.应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等等。十一、电磁场和电磁波1.电磁场和电磁波的产生2.电磁波的传播：电磁波是横波，其传播不需要介质。传播速度、频率和波长的关系为vf。在真空中的传播速度为3.0108 m/s。3.电磁波的发射和接收：调制、电谐振、调谐、检波。4.电磁波谱十二、相对论狭义相对论的两个基本假设(1)狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的。(2)光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的。保温训练(1)列车上安装一个声源，发出一定频率的乐音。当列车与观察者都静止时，观察者记住了这个乐音的音调。在以下情况中，观察者听到这个乐音的音调比原来降低的是()A.观察者静止，列车向他驶来B.观察者静止，列车离他驶去C.列车静止，观察者靠近列车D.列车静止，观察者远离列车(2)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t0时刻的图象如图4所示。周期T0.01 s，介质中质点P位于x2 m处。则该列波传播的速度大小为_m/s。t0.15 s时质点P振动沿_(选填“y”或“y”)方向。图4(3)水下光源在水面上形成一个半径为2 m的圆形亮区，水的折射率为，试确定光源离水面的距离。解析(1)根据多普勒效应，当列车和观察者相互远离时，观察者听到这个乐音的音调比原来的要低，故应选B、D。(2)根据波长、周期和波速的关系v，可求得该列波传播的速度大小为400 m/s，根据波的传播方向和质点的振动关系可判断，在t0.15 s时，质点P振动沿y方向。(3)光线刚好发生全反射，有n，C45由几何知识得光源位于水面下方h2 m处。答案(1)BD(2)400y(3)2 m5