2020届高考物理课标版二轮复习训练题：基础回扣15十五、选修3-4 振动和波动 光 Word版含解析

 www.ks5u.com十五、选修3-4　振动和波动　光

知识点1　机械振动和机械波

基础回扣

(一)机械振动

1.简谐运动的两种模型

说明:振动中的位移x都是以平衡位置为起点的,方向从平衡位置指向末位置,大小为这两位置间的线段的长度。加速度与回复力的变化一致,在两个“端点”最大,在平衡位置为零,方向总是指向平衡位置。当物体靠近平衡位置时,a、F、x都减小,v增大;当物体远离平衡位置时,a、F、x都增大,v减小。

2.简谐运动的表达式

(1)动力学表达式:F=-kx,其中“-”表示回复力与位移的方向相反。

(2)运动学表达式:x=A sin(ωt+φ),其中A代表振幅,ω=2πf表示简谐运动的快慢,(ωt+φ)代表简谐运动的相位,φ叫做初相。

3.简谐运动的图像

(1)从平衡位置开始计时,函数表达式为x=A sin ωt,图像如图甲所示。

(2)从最大位移处开始计时,函数表达式为x=A cos ωt,图像如图乙所示。 

4.自由振动、受迫振动和共振的比较

(二)机械波

1.机械波的传播特点

(1)波传到任意一点,该点的起振方向都和波源的起振方向相同。

(2)介质中每个质点都做受迫振动,因此,任一质点的振动频率和周期都和波源的振动频率和周期相同。

(3)波从一种介质进入另一种介质,由于介质的情况不同,它的波长和波速可能改变,但频率和周期都不会改变。

(4)波经过一个周期T完成一次全振动,波恰好向前传播一个波长的距离,所以v==λf。

2.波的传播方向与质点振动方向的互判方法

　　3.波动图像和振动图像的理解和应用

4.波传播的周期性和多解性问题

波动问题多解的主要因素

(1)周期性

①时间周期性:时间间隔Δt与周期T的关系不明确。

②空间周期性:波传播的距离Δx与波长λ的关系不明确。

(2)双向性

①传播方向双向性:波的传播方向不确定。

②振动方向双向性:质点振动方向不确定。

5.波的干涉现象

波的干涉现象中加强点、减弱点的判断方法

(1)公式法:

某质点的振动是加强还是减弱,取决于该点到两相干波源的距离之差Δr。

①当两波源振动步调一致时

若Δr=nλ(n=0,1,2,…),则振动加强;

若Δr=(2n+1)(n=0,1,2,…),则振动减弱。

②当两波源振动步调相反时

若Δr=(2n+1)(n=0,1,2,…),则振动加强;

若Δr=nλ(n=0,1,2,…),则振动减弱。

(2)图像法:

在某时刻波的干涉的波形图上,波峰与波峰(或波谷与波谷)的交点,一定是加强点,而波峰与波谷的交点一定是减弱点,各加强点或减弱点各自连接而成以两波源为中心向外辐射的连线,形成加强线和减弱线,两种线互相间隔,加强点与减弱点之间各质点的振幅介于加强点与减弱点的振幅之间。

6.多普勒效应的成因分析

(1)接收频率:观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数。

(2)当波源与观察者相互靠近时,观察者接收到的频率变大,当波源与观察者相互远离时,观察者接收到的频率变小。

易错辨析

1.将单摆摆球在平衡位置处回复力为零误认为合力为零。

2.应用公式T=2π时,误将摆线长当成摆长。

3.分不清物体做受迫振动的频率、固有频率、驱动力频率。

4.波的分析与计算时,不能正确把握周期性、双向性。

知识点2　光的折射和全反射

基础回扣

1.光的折射定律

(1)表达式:=n12,式中n12是比例常数。

(2)折射率

①物理意义:折射率仅反映介质的光学特性,折射率越大,说明光从真空斜射入该介质时偏折的角度越大,反之偏折的角度越小。

②定义式:n=,不能说n与sin θ1成正比,与sin θ2成反比。折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定。

③n=,因v<c,故任何介质的折射率总大于1。

2.玻璃三棱镜对光路的控制

(1)光线两次折射均向底面偏折。

(2)各种色光的比较

(3)在光的反射和全反射现象中,均遵循光的反射定律;光路均是可逆的。

3.全反射

(1)条件:①光从光密介质射向光疏介质;②入射角大于等于临界角。

(2)临界角:折射角等于90°时的入射角。若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时,发生全反射的临界角为C,则sin C=。介质的折射率越大,发生全反射的临界角越小。

(3)光导纤维:利用光的全反射原理工作。

4.光的干涉和衍射比较

5.薄膜干涉

(1)相干光来自于薄膜的前、后表面(或上、下表面)反射回来的两列反射光。

(2)薄膜干涉的应用:增透膜,检查工件的平整度。

6.产生明、暗条纹的条件

(1)单色光

①光的路程差r2-r1=kλ(k=0,1,2,…),光屏上出现明条纹。

②光的路程差r2-r1=(2k+1)(k=0,1,2,…),光屏上出现暗条纹。

(2)白光:光屏上出现彩色条纹。

(3)相邻亮(暗)条纹中心间距公式:Δx=λ。

7.自然光和偏振光的比较

易错辨析

1.误以为n与 sin θ1成正比,与 sin θ2成反比。

2.对岸上人看水中鱼和潜水员看高空中鸟的两种视深问题分不清。

3.研究全反射问题时,不能区分光密介质和光疏介质。

4.分不清干涉图样和衍射图样。

知识点3　光的波动性、电磁波、相对论

基础回扣

1.麦克斯韦电磁场理论:变化的磁场能够在周围空间产生电场,变化的电场能够在周围空间产生磁场。

2.电磁波

(1)电磁场在空间由近及远地向周围传播,形成电磁波。

(2)电磁波的传播不需要介质,可在真空中传播,在真空中不同频率的电磁波传播速度是相等的(都等于光速)。

(3)不同频率的电磁波,在同一介质中传播,其速度是不同的,频率越高,波速越小。

(4)v=λf,f是电磁波的频率。

3.电磁波的发射

(1)发射条件:开放电路和高频振荡信号。

(2)调制方法

①调幅:使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变。调幅广播(AM)一般使用中波和短波波段。

②调频:使高频电磁波的频率随信号的强弱而变。调频广播(FM)和电视广播都采用调频的方法调制。

4.无线电波的接收

(1)当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相等时,激起的振荡电流最强,这就是电谐振现象。

(2)使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐。能够调谐的接收电路叫做调谐电路。

(3)使声音或图像信号从高频电流中还原出来,这个过程是调制的逆过程,所以叫解调。调幅波的解调也叫检波。

5.电磁波谱

　　6.机械波与电磁波对比

7.激光的三个特点:相干性强、平行度好、亮度高。

8.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,光速与光源和观测者间的相对运动没有关系。

9.相对论质能关系

用m表示物体的质量,E表示它具有的能量,则爱因斯坦质能方程为E=mc2。

易错辨析

1.混淆电磁波和超声波在传播时的不同。

2.对任何波都能发生衍射现象与发生明显的衍射需要一定的条件混淆。