高考精编精校专题九 选修3-4.doc

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1、高考【专题九】选修3-4【考情分析】《大纲》对选修3-4中的所列的内容,除简谐运动的公式和图象,横波的图象,波速、波长和频率(周期)的关系,光的折射定律为Ⅱ类要求外,其余所有内容均为Ⅰ类要求。振动和波的知识虽然不是很多,其中命题频率较高的知识点是简谐运动的公式和图象,横波的图象,波速、波长和频率(周期)的关系。试题信息容量大,综合性强,一道题往往考查多个概念和规律,特别是通过波的图象综合考查对波的理解能力、推理能力和空间想象能力!复习时重点仍为波的图象,同时也应对振动的规律及图象加以重视。【知识归纳】1.简谐运动的动力学特征:回复

2、力及加速度与位移大小成正比,方向总是与位移的方向相反,始终指向平衡位置,其表达式为:F=-kx。2.物体做简谐运动的运动学特征是周期性运动、位移、回复力、加速度、速度都随时间按“正弦”或“余弦”的规律变化,它们的周期均相同,其位移=。3.简谐运动的两种模型是弹簧振子和单摆,当单摆摆角时,可以看成简谐运动,其周期公式为T=。4.机械波(1)机械波的产生条件:①波源;②介质。(2)机械波的特点①机械波传播的是振动的形式和振动的能量,质点在各自的平衡位置附近振动,并不随波迁移。实质:通过传播振动的形式而将振源的能量传播出去。②介质中各质

3、点的振动周期和波的传播周期都与波源相同。③机械波的传播速度只由介质决定。(3)波速、波长、周期、频率的关系5.振动图象和波动图象的物理意义不同,振动图象反映的是质点的位移随时间的变化关系,而波动图象是介质中各个质点在某时刻的位移。6.理解麦克斯韦的电磁场理论:8恒定的电(磁)场不能产生磁(电)场,均匀变化的电(磁)场产生恒定的磁(电)场,周期性变化的电(磁)场产生周期性变化的磁(电)场。7.电磁波是横波,在真空中也能传播,在真空中的波速为c=3.0×108m/s.8.折射率与全反射(1)折射率:光从真空射入某种介质,入射角的正弦与

4、折射角的正弦之比叫做介质的折射率,公式为n=。折射率与光速的关系.(2)临界角:折射角等于90o时的入射角,称为临界角,当光从折射率为n的某种介质射向真空(空气)时发生全反射的临界角sinC=(3)全反射的条件:①光从光密介质射向光疏介质;②入射角大于或等于临界角。5.光的干涉和衍射光的干涉现象和衍射现象证明了光的波动性,光的偏振现象说明光波为横波。相邻两明条纹(或暗纹)间的距离与波长成正比,即=,利用双缝干涉实验可测量光的波长【考点例析】一、简谐运动的公式及图象比较描述简谐运动的物理量有位移、振幅、周期、频率、相位等。这些物理量

5、间的关系可以用运动学方程来描述,也可用振动图象来描述。【例1】劲度系数为20N/cm的弹簧振子,它的振动图象如图所示,在图中A点对应的时刻A.振子所受的弹力大小为0.5N,方向指向x轴的负方向B.振子的速度方向指向x轴的正方向C.在0~4s内振子作了1.75次全振动D.在0~4s内振子通过的路程为0.35cm,位移为0解析:由图可知A在t轴上方,位移x=0.25cm,所以弹力F=-kx=-5N,即弹力大小为5N,方向指向x轴负方向,选项A不正确;随着时间的延续,正向位移正在增大,即振子的速度方向指向x轴的正方向,选项B正确.t=0

6、、t=4s时刻振子的位移都是最大,且都在t轴的上方,在0~4s内完成两次全振动,选项C错误.振幅为0.5cm,在0~4s内振子通过的路程为2×4A=4cm,选项D错误.答案B.●规律总结简谐运动的图象和公式是描述简谐运动的两种数学方法,学习过程中要注意数形结合。由于图象具有形象直观的特点,因此图象是考查更多的一个考点。二、波的产生和传播8【例2】一列简谐横波沿x轴正向传播,O、A、B、C、D为传播方向上的五个质点,相邻质点之间相隔1.0m,如图所示。t=0时刻波源O点开始向y轴正方向运动.经过0.10s它第一次达到正向最大位移,而

7、此时刻B质点开始从平衡位置开始向y轴正方向运动.由此可以确定()A.这列波的波长为8.0m,周期为2.0sB.这列波的波速为20m/s,频率是2.5HzC.在0.30s末D质点刚开始振动D.在0.30s末D质点第一次达到正向最大位移解析:由题意可知,t=T/4=0.10s,则T=0.40s,f=1/T=2.5Hz,设相邻两点之间的距离为d,则2d=λ/4,λ=8d=8.0m,v=λ/T=20m/s,于是,A错,B正确;OD两点相距半个波长,则振动由波源传到D点需时间t1=T/2=0.2s,再经过t2=T/4=0.10s,D质点将第

8、一次达到正向最大位移,故C错,D正确.答案:BD●审题指导波是振动沿介质的传播过程。介质中各个质点的起振方向和波源的起振方向相同,抓住这一点,再根据波的传播方向就能画出波的图形。有时题目给出的波形图可能是一部分波形,不能认为波形画到哪里就是波刚好传

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