高考物理二轮复习 专题九 选修3-4精品教学案

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1、【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

2、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

3、．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：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）

4、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

5、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、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

6、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【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

7、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到哪里。