./簡諧振動(dòng)一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解什么是機(jī)械振動(dòng)、簡諧運(yùn)動(dòng)2.正確理解簡諧運(yùn)動(dòng)圖象的物理含義,知道簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象是一條正弦或余弦曲線。二、知識(shí)點(diǎn)說明1.彈簧振子<簡諧振子>：<1>平衡位置：小球偏離原來靜止的位置；<2>彈簧振子：小球在平衡位置附近的往復(fù)運(yùn)動(dòng),是一種機(jī)械運(yùn)動(dòng),這樣的系統(tǒng)叫做彈簧振子。<3>特點(diǎn)：一個(gè)不考慮摩擦阻力,不考慮彈簧的質(zhì)量,不考慮振子的大小和形狀的理想化的物理模型。2.彈簧振子的位移—時(shí)間圖像彈簧振子的s—t圖像是一條正弦曲線,如圖所示。3.簡諧運(yùn)動(dòng)及其圖像。<1>簡諧運(yùn)動(dòng)：如果質(zhì)點(diǎn)的位移與時(shí)間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律,即它的振動(dòng)圖像<x-t圖像>是一條正弦曲線,這樣的振動(dòng)叫做簡諧運(yùn)動(dòng)。<2>應(yīng)用：心電圖儀、地震儀中繪制地震曲線裝置等。三、典型例題例1：簡諧運(yùn)動(dòng)屬于下列哪種運(yùn)動(dòng)<>A．勻速運(yùn)動(dòng)

B．勻變速運(yùn)動(dòng)C．非勻變速運(yùn)動(dòng)

D．機(jī)械振動(dòng)解析：以彈簧振子為例,振子是在平衡位置附近做往復(fù)運(yùn)動(dòng),并且平衡位置處合力為零,加速度為零,速度最大．從平衡位置向最大位移處運(yùn)動(dòng)的過程中,由F＝－kx可知,振子的受力是變化的,因此加速度也是變化的。故A、B錯(cuò),C正確。簡諧運(yùn)動(dòng)是最簡單的、最基本的機(jī)械振動(dòng),D正確。答案：CD簡諧運(yùn)動(dòng)的描述一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1．知道簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅、周期和頻率的含義。2．知道振動(dòng)物體的固有周期和固有頻率,并正確理解與振幅無關(guān)。二、知識(shí)點(diǎn)說明1.描述簡諧振動(dòng)的物理量,如圖所示：<1>振幅：振動(dòng)物體離開平衡位置的最大距離,。<2>全振動(dòng)：振子向右通過O點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí),運(yùn)動(dòng)到A,然后向左回到O,又繼續(xù)向左達(dá)到,之后又回到O,這樣一個(gè)完整的振動(dòng)過程稱為一次全振動(dòng)。<3>周期：做簡諧運(yùn)動(dòng)的物體完成一次全振動(dòng)所需要的時(shí)間,符號T表示,單位是秒<s>。<4>頻率：單位時(shí)間完成全振動(dòng)的次數(shù),符號用f表示,且有,單位是赫茲<Hz>,。<5>周期和頻率都是表示物體振動(dòng)快慢的物理量,周期越小,頻率越大,振動(dòng)越快。<6>相位：用來描述周期性運(yùn)動(dòng)在各個(gè)時(shí)刻所處的不同狀態(tài)。2.簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式：。<1>理解：A代表簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅；叫做簡諧運(yùn)動(dòng)的圓頻率,表示簡諧運(yùn)動(dòng)的快慢,且；<代表簡諧運(yùn)動(dòng)的相位,是t=0時(shí)的相位,稱作初相位或初相；兩個(gè)具有相同頻率的簡諧運(yùn)動(dòng)存在相位差,我們說2的相位比1超前。<2>變形：。三、典型例題例1：某振子做簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為x＝2sin<2πt＋6π>cm則該振子振動(dòng)的振幅和周期為<>A．2cm1s

B．2cm2πsC．1cmπ6s

D．以上全錯(cuò)解析：由x＝Asin<ωt＋φ>與x＝2sin<2πt＋6π>對照可得：A＝2cm,ω＝2π＝2πT,∴T＝1s,A選項(xiàng)正確。答案：A例2：周期為2s的簡諧運(yùn)動(dòng),在半分鐘通過的路程是60cm,則在此時(shí)間振子經(jīng)過平衡位置的次數(shù)和振子的振幅分別為<>A．15次,2cmB．30次,1cmC．15次,1cm

D．60次,2cm解析：振子完成一次全振動(dòng)經(jīng)過軌跡上每點(diǎn)的位置兩次<除最大位移處>,而每次全振動(dòng)振子通過的路程為4個(gè)振幅。答案：B例3：一簡諧振子沿x軸振動(dòng),平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)。t=0時(shí)刻振子的位移x=-0.1m；t=s時(shí)刻x=0.1m；t=4s時(shí)刻x=0.1m。該振子的振幅和周期可能為<>A．0.1m,B．0.1m,8sC．0.2m,D．0.2m,8s△t1△t2解析：t=s和t=4s兩時(shí)刻振子的位移相同,第一種情況是此時(shí)間差是周期的整數(shù)倍,當(dāng)n=1時(shí)T=s。在s的半個(gè)周期振子的位移由負(fù)的最大變?yōu)檎淖畲?所以振幅是0.1m△t1△t2第二種情況是此時(shí)間差不是周期的整數(shù)倍,則,當(dāng)n=0時(shí)T=8s,且由于是的二倍說明振幅是該位移的二倍為0.2m。如圖答案D。答案：AD簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握簡諧運(yùn)動(dòng)的定義。2.了解簡諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特征。3.掌握簡諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)公式。4.了解簡諧運(yùn)動(dòng)的能量變化規(guī)律。二、知識(shí)點(diǎn)說明1.簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力：<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)就是簡諧運(yùn)動(dòng),力的方向總是指向平衡位置,所以稱這個(gè)力為回復(fù)力。<2>大?。?k是彈簧的勁度系數(shù),x是小球的位移大小。2.簡諧運(yùn)動(dòng)的能量：<1>振子速度在變,因而動(dòng)能在變；彈簧的伸長量在變,彈性勢能在變。<2>變化規(guī)律：位置AOB位移的大小最大減小0增大最大速度的大小0增大最大減小0動(dòng)能0增大最大減小0勢能最大減小0增大最大總能<理想化>不變不變不變不變不變總結(jié)：A總機(jī)械能=任意位置的動(dòng)能+勢能=平衡位置的動(dòng)能=振幅位置的勢能；B彈簧振子在平衡位置的動(dòng)能越大,振動(dòng)的能量就越大；振幅越大,振幅位置的勢能就越大,振動(dòng)的能量就越大。三、典型例題例1：關(guān)于回復(fù)力,下列說確的是<>A．回復(fù)力是指物體離開平衡位置時(shí)受到的指向平衡位置的力B．回復(fù)力是按力的作用效果命名的,它可能由彈力提供,也可能由摩擦力提供C．回復(fù)力可能是某幾個(gè)力的合力,也可能是某一個(gè)力的分力D．振動(dòng)物體在平衡位置時(shí),其所受合力為零解析：選ABC.由回復(fù)力定義可知選項(xiàng)A正確；回復(fù)力是物體在振動(dòng)方向上受到的合力,并不一定是物體所受合力,所以平衡位置是回復(fù)力為零的位置,并不一定是合力為零的位置,D選項(xiàng)錯(cuò)誤；回復(fù)力是效果力,它可以由一個(gè)力來提供,也可以由幾個(gè)力的合力來提供,B、C選項(xiàng)正確例2：彈簧振子做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí),下列說法中正確的是<>A．加速度最大時(shí),速度也最大B．位移相同時(shí)速度一定相同C．加速度減小時(shí),速度一定增大D．速度相同時(shí)位移也一定相同解析：選C.加速度最大時(shí),速度為零,A錯(cuò)誤．位移相同時(shí),速度方向可能不同,B錯(cuò)誤,加速度減小時(shí),振子向平衡位置運(yùn)動(dòng),速度增大,C正確．速度相同時(shí),振子的位移也可能方向相反,D錯(cuò)誤。例3：一簡諧橫波以4m/s的波速沿x軸正方向傳播。已知t=0時(shí)的波形如圖所示,則A．波的周期為1sB．x=0處的質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí)向y軸負(fù)向運(yùn)動(dòng)C．x=0處的質(zhì)點(diǎn)在t=s時(shí)速度為0D．x=0處的質(zhì)點(diǎn)在t=s時(shí)速度值最大解析：由波的圖像可知,半個(gè)波長是2m,波長是4m,周期是,A正確。波在沿x軸正方向傳播,則x=0的支點(diǎn)在沿y軸的負(fù)方向運(yùn)動(dòng),B正確。x=0的質(zhì)點(diǎn)的位移是振幅的一半,則要運(yùn)動(dòng)到平衡位置的時(shí)間是,則時(shí)刻x=0的質(zhì)點(diǎn)越過了平衡位置速度不是最大,CD錯(cuò)誤。答案：AB單擺一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道什么是單擺；2.理解單擺振動(dòng)的回復(fù)力來源及做簡諧運(yùn)動(dòng)的條件；3.知道單擺的周期和什么有關(guān),掌握單擺振動(dòng)的周期公式,并能用公式解題。二、知識(shí)點(diǎn)說明1.定義：用一根絕對撓性且長度不變、質(zhì)量可忽略不計(jì)的線懸掛一個(gè)質(zhì)點(diǎn),在重力作用下在鉛垂平面作周期運(yùn)動(dòng),就成為單擺。2.回復(fù)力：,其中x為擺球偏離平衡位置的位移。3.周期：簡諧運(yùn)動(dòng)的周期T與擺長l的二次方根成正比,與重力加速度g的二次方根成反比,而與振幅、擺球的質(zhì)量無關(guān),表達(dá)式。4.應(yīng)用：利用單擺測量重力加速度。由單擺的周期公式得到,測出單擺的擺長l、周期T,就可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取?.實(shí)驗(yàn)探求單擺周期與擺長的關(guān)系注意事項(xiàng)：<1>擺的振幅不要太大,即偏角較小,不超過5°<現(xiàn)在一般認(rèn)為是小于10°>,這時(shí)才能看做是簡諧振動(dòng)。<2>擺線要盡量選擇細(xì)的、伸縮性小的,并且盡可能長點(diǎn)；<3>擺球要盡量選擇質(zhì)量大的、體積小的；<4>懸掛時(shí)盡量使懸掛點(diǎn)和小球都在豎直方向；<5>細(xì)線的長度和小球的半徑作為擺長的測量值；<6>小球在平衡位置時(shí)作為計(jì)時(shí)的開始與終止更好一些。三、典型例題例1：如圖所示的單擺,擺球a向右擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),恰好與一沿水平方向向左運(yùn)動(dòng)的粘性小球b發(fā)生碰撞,并粘接在一起,且擺動(dòng)平面不變.已知碰撞前a球擺動(dòng)的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的高度差為h,擺動(dòng)的周期為T,a球質(zhì)量是b球質(zhì)量的5倍,碰撞前a球在最低點(diǎn)的速度是b球速度的一半.則碰撞后<>A.擺動(dòng)的周期為TB.擺動(dòng)的周期為TC.擺球的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的高度差為0.3h D.擺球的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的高度差為0.25h解析：碰撞前后擺長不變,由T=2π知,擺動(dòng)的周期不變.若a球質(zhì)量為M,速度為v,則B球質(zhì)量為Mb=,vb=2v,由碰撞過程動(dòng)量守恒得：Mv-Mbvb=<M+Mb>v′代入數(shù)值解得：v′=v因?yàn)閔=所以h′==h.答案：D例2：一單擺做小角度擺動(dòng),其振動(dòng)圖象如圖所示,以下說確的是<>A.t1時(shí)刻擺球速度最大,懸線對它的拉力最小B.t2時(shí)刻擺球速度為零,懸線對它的拉力最小C.t3時(shí)刻擺球速度為零,懸線對它的拉力最大D.t4時(shí)刻擺球速度最大,懸線對它的拉力最大解析：由振動(dòng)圖線可看出,t1時(shí)刻和t0時(shí)刻,小球偏離平衡位置的位移最大,此時(shí)其速度為零,懸線對它的拉力最小,故A、C錯(cuò)；t2和t4時(shí)刻,小球位于平衡位置,其速度最大,懸線的拉力最大,故B錯(cuò),D對。答案：D例3：如圖所示,A、B分別為單擺做簡諧振動(dòng)時(shí)擺球的不同位置,其中,位置A為擺球擺動(dòng)的最高位置,虛線為過懸點(diǎn)的豎直線.以擺球最低位置為重力勢能零點(diǎn),則擺球在擺動(dòng)過程中<>A.位于B處時(shí)動(dòng)能最大B.位于A處時(shí)勢能最大C.在位置A的勢能大于在位置B的動(dòng)能D.在位置B的機(jī)械能大于在位置A的機(jī)械能解析：小球在擺動(dòng)過程中,只有重力做功,機(jī)械能守恒,即A點(diǎn)的重力勢能等于B點(diǎn)動(dòng)能和勢能的和。答案：BC外力作用下的振動(dòng)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道阻尼振動(dòng)和無阻尼振動(dòng),并能從能量的觀點(diǎn)給予說明。2.知道受迫振動(dòng)的概念。知道受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,而跟振動(dòng)物體的固有頻率無關(guān)。二、知識(shí)點(diǎn)說明1.固有頻率：如果振動(dòng)系統(tǒng)不受外力的作用,此時(shí)的振動(dòng)叫做固有振動(dòng),其振動(dòng)頻率稱為固有頻率。2.阻尼振動(dòng)：<1>定義：振幅逐漸減小的振動(dòng)；<2>原因：系統(tǒng)克服阻尼的作用要做功,消耗機(jī)械能,因而振幅減小,最后停下來。<3>特點(diǎn)：阻尼越大,振幅減小得越快,阻尼越小,振幅減小得越慢。3.受迫振動(dòng)：<1>自由振動(dòng)：物體在系統(tǒng)部回復(fù)力作用下產(chǎn)生的振動(dòng)；<2>驅(qū)動(dòng)力：系統(tǒng)受到的周期性的外力；<3>受迫振動(dòng)：系統(tǒng)在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)叫做受迫振動(dòng)。<4>不管系統(tǒng)的固有頻率如何,它做受迫振動(dòng)的頻率總等于周期性驅(qū)動(dòng)力的頻率,與系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)。4.共振：驅(qū)動(dòng)力頻率f等于系統(tǒng)的固有頻率時(shí),受迫振動(dòng)的振幅最大,這種現(xiàn)象叫做共振。三、典型例題例1：在接近收費(fèi)口的道路上安裝了若干條突起于路面且與行駛方向垂直的減速帶,減速帶間距為10m,當(dāng)車輛經(jīng)過減速帶時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。若某汽車的固有頻率為1.25Hz,則當(dāng)該車以_________m/s的速度行駛在此減速區(qū)時(shí)顛簸得最厲害,我們把這種現(xiàn)象稱為_________。解析：汽車每經(jīng)過一個(gè)減速帶時(shí),減速帶都給汽車一個(gè)向上的力,這個(gè)力使汽車上下顛簸,當(dāng)這個(gè)力的頻率等于汽車的固有頻率

時(shí),汽車發(fā)生共振,振動(dòng)最厲害。答案：

12.5,共振例2：下列說確的是<>A．實(shí)際的自由振動(dòng)必然是阻尼振動(dòng)B．在外力作用下的振動(dòng)是受迫振動(dòng)C．阻尼振動(dòng)的振幅越來越小D．受迫振動(dòng)穩(wěn)定后頻率與自身物理?xiàng)l件無關(guān)解析：實(shí)際的自由振動(dòng),必須不斷克服外界阻力做功而消耗能量,振幅會(huì)逐漸減小,必然是阻尼振動(dòng),故A、C正確；只有在周期性外力<驅(qū)動(dòng)力>的作用下物體所做的振動(dòng)才是受迫振動(dòng),B錯(cuò)；受迫振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率由驅(qū)動(dòng)力的頻率決定,與自身物理?xiàng)l件無關(guān),D對。答案：ACD例3：A、B兩個(gè)單擺,A擺的固有頻率為f,B擺的固有頻率為4f,若讓它們在頻率為5f的驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng),那么A、B兩個(gè)單擺比較<>A．A擺的振幅較大,振動(dòng)頻率為fB．A擺的振幅較大,振動(dòng)頻率為5fC．B擺的振幅較大,振動(dòng)頻率為5fD．B擺的振幅較大,振動(dòng)頻率為4f解析：A、B兩單擺都做受迫振動(dòng),振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率5f。B擺的固有頻率更接近5f,故B擺振幅較大,C正確,A、B、D錯(cuò)誤。答案：C波的形成與傳播一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道直線上機(jī)械波的形成過程。2.知道什么是橫波,波峰和波谷。3.知道什么是縱波,密部和疏部。二、知識(shí)點(diǎn)說明1.波的形成：振動(dòng)的傳播稱為波動(dòng),簡稱波。2.橫波和縱波：<1>橫波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相互垂直的波；凸起的最高處叫波峰,凹下的最低處叫波谷。<2>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的波；質(zhì)點(diǎn)分布最密的位置叫密部,質(zhì)點(diǎn)分布最疏的位置叫疏部。3.機(jī)械波：<1>介質(zhì)：波借以傳播的物質(zhì),如繩、彈簧、水、空氣等,介質(zhì)本身不隨波一起傳播。<2>機(jī)械波：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中傳播形成了機(jī)械波。4.應(yīng)用：波既能傳播能量,又能傳播信息。三、典型例題例1：關(guān)于橫波和縱波,下列說確的是<>A．質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向垂直的波叫橫波B．質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向跟波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波C．橫波有波峰和波谷,縱波有密部和疏部D．地震波是橫波,聲波是縱波答案：ABC解析：根據(jù)橫波和縱波的定義知A、B、C正確；聲波是一種縱波,但地震波中既有橫波又有縱波,D選項(xiàng)錯(cuò)誤,故選A、B、C。例2：一個(gè)小石子投向平靜的湖面中心,會(huì)激起一圈圈波紋向外傳播,如果此時(shí)水面上有一片樹葉,下列對樹葉運(yùn)動(dòng)情況的敘述正確的是<>A．樹葉慢慢向湖心運(yùn)動(dòng)B．樹葉慢慢向湖岸漂去C．在原處上下振動(dòng)D．沿著波紋做圓周運(yùn)動(dòng)解析：由于波在傳播過程中,只傳遞振動(dòng)能量和波源所發(fā)出的信息,而各質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移,只在各自的位置附近做振動(dòng),故選C。答案：C例3：在敲響古剎里的大鐘時(shí),有的同學(xué)發(fā)現(xiàn),停止對大鐘的撞擊后,大鐘仍"余音未絕",分析其原因是<>A．大鐘的回聲B．大鐘在繼續(xù)振動(dòng),空氣中繼續(xù)形成聲波C．人的聽覺發(fā)生"暫留"的緣故D．大鐘雖停止振動(dòng),但空氣仍在振動(dòng)解析：停止對大鐘的撞擊后,大鐘做阻尼振動(dòng),仍在空氣中形成聲波；另一個(gè)方面即使大鐘停止振動(dòng),空氣中已形成的機(jī)械波也仍在傳播．隨著能量的減弱,鐘聲逐漸消失。答案：B例4：下圖是某繩上波形成過程的示意圖。質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下沿豎直方向做簡諧振動(dòng),帶動(dòng)2、3、4……各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次上下振動(dòng),把振動(dòng)由繩的左端傳到右端．已知t＝0時(shí),質(zhì)點(diǎn)1開始向上運(yùn)動(dòng),t＝eq\f<T,4>時(shí),質(zhì)點(diǎn)1到達(dá)最上方,質(zhì)點(diǎn)5開始向上運(yùn)動(dòng)。問：<1>t＝eq\f<T,2>時(shí),質(zhì)點(diǎn)8、12、16的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)<是否運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)方向>如何？<2>t＝eq\f<3,4>T時(shí),質(zhì)點(diǎn)8、12、16的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何？<3>t＝T時(shí),質(zhì)點(diǎn)8、12、16的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何？解析：由于質(zhì)點(diǎn)間的相互作用,前面的質(zhì)點(diǎn)總是帶動(dòng)后面的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng),所以后面的質(zhì)點(diǎn)總是滯后于前面的質(zhì)點(diǎn)。<1>t＝eq\f<T,2>時(shí),質(zhì)點(diǎn)8未達(dá)到最高點(diǎn),正在向上振動(dòng),質(zhì)點(diǎn)12、16未動(dòng)。<2>t＝eq\f<3,4>T時(shí),質(zhì)點(diǎn)8正在向下振,質(zhì)點(diǎn)12向上振動(dòng),質(zhì)點(diǎn)16未振動(dòng)。<3>t＝T時(shí),質(zhì)點(diǎn)8、12正在向下振動(dòng),質(zhì)點(diǎn)16向上振動(dòng)。波的圖像一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道波的圖象,知道橫、縱坐標(biāo)各表示什么物理量,知道什么是簡諧波。2.知道什么是波的圖象,能在簡諧波的圖象中讀出質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅。二、知識(shí)點(diǎn)說明1.形狀：波的圖象的形狀是正〔余弦曲線。2.意義：波的圖象反映的是波的傳播過程中某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)相對于各自的平衡位置的位移情況：3.作用：利用波的圖象通?？梢越鉀Q如下問題：<1>從圖象中可以看出波長；<2>從圖象中可以看出各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅A；<3>從圖象中可以看出該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移情況；<4>從圖象中可以間接地比較各質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的振動(dòng)速度、動(dòng)能、勢能、回復(fù)力、加速度等量的大小；<5>如波的傳播方向已知,則還可以由圖象判斷各質(zhì)點(diǎn)該時(shí)刻的振動(dòng)方向以及下一時(shí)刻的波形；<6>如波的傳播速度大小書籍,更可利用圖象所得的相關(guān)信息進(jìn)一步求得各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期和頻率；

4.振動(dòng)圖像與波的圖像之間的區(qū)別與聯(lián)系1.相同點(diǎn)：兩者都是按正弦或余弦規(guī)律變化的曲線,振動(dòng)圖像和波的圖像中的縱坐標(biāo)均表示質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移,縱坐標(biāo)的最大值均表示質(zhì)點(diǎn)的振幅。2.不同點(diǎn)：<1>橫軸坐標(biāo)的意義不同：波的圖像中橫軸表示各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置到原點(diǎn)的距離；振動(dòng)圖像中橫軸表示該質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間。<2>物理意義不同：波動(dòng)圖像表示某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的距離；振動(dòng)圖像描述的是某一質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻離開平衡位置的位移。<3>最大值間距的含義不同：波的圖像中相鄰的最大值之間的間隔等于波長；振動(dòng)圖像中相鄰的最大值之間的間隔等于周期。三、典型例題例1：如圖所示,〔1為某一波在t＝0時(shí)刻的波形圖,〔2為參與該波動(dòng)的P點(diǎn)的振動(dòng)圖象,則下列判斷正確的是該列波的波速度為4m／s；B．若P點(diǎn)的坐標(biāo)為xp＝2m,則該列波沿x軸正方向傳播C．該列波的頻率可能為2Hz；D．若P點(diǎn)的坐標(biāo)為xp＝4m,則該列波沿x軸負(fù)方向傳播；解析：當(dāng)一列波某一時(shí)刻的波動(dòng)圖象已知時(shí),它的波長和振幅就被唯一地確定,當(dāng)其媒質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象已知時(shí),這列波的周期也就被唯一地確定,所以本題中的波長λ、周期T、波速v均是唯一的．由于質(zhì)點(diǎn)P的坐標(biāo)位置沒有唯一地確定,所以由其振動(dòng)圖象可知P點(diǎn)在t＝0后的運(yùn)動(dòng)方向,再由波動(dòng)圖象確定波的傳播方向由波動(dòng)圖象和振動(dòng)圖象可知該列波的波長λ=4m,周期T＝1．0s,所以波速v＝λ／T＝4m／s。由P質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象說明在t=0后,P點(diǎn)是沿y軸的負(fù)方向運(yùn)動(dòng)：若P點(diǎn)的坐標(biāo)為xp＝2m,則說明波是沿x軸負(fù)方向傳播的；若P點(diǎn)的坐標(biāo)為xp＝4m,則說明波是沿x軸的正方向傳播的．該列波周期由質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象被唯一地確定,頻率也就唯一地被確定為f＝l／t＝0Hz．綜上所述,只有A選項(xiàng)正確。答案：A例2：如圖所示,甲為某一波動(dòng)在t=1．0s時(shí)的圖象,乙為參與該波動(dòng)的P質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象〔1說出兩圖中AA/的意義？〔2說出甲圖中OA/B圖線的意義？〔3求該波速v=？〔4在甲圖中畫出再經(jīng)3．5s時(shí)的波形圖〔5求再經(jīng)過3．5s時(shí)p質(zhì)點(diǎn)的路程S和位移解析：甲圖中AA/表示A質(zhì)點(diǎn)的振幅或1．0s時(shí)A質(zhì)點(diǎn)的位移大小為0．2m,方向?yàn)樨?fù)．乙圖中AA/’表示P質(zhì)點(diǎn)的振幅,也是P質(zhì)點(diǎn)在0．25s的位移大小為0．2m,方向?yàn)樨?fù)?！?甲圖中OA/B段圖線表示O到B之間所有質(zhì)點(diǎn)在1．0s時(shí)的位移、方向均為負(fù)．由乙圖看出P質(zhì)點(diǎn)在1．0s時(shí)向一y方向振動(dòng),由帶動(dòng)法可知甲圖中波向左傳播,則OA/間各質(zhì)點(diǎn)正向遠(yuǎn)離平衡位置方向振動(dòng),A/B間各質(zhì)點(diǎn)正向靠近平衡位置方向振動(dòng)．〔3甲圖得波長λ＝4m,乙圖得周期T＝1s所以波速v=λ/T=4m/s〔4用平移法：Δx＝v·Δt＝14m＝〔3十?λ所以只需將波形向x軸負(fù)向平移?λ=2m即可,如圖所示：〔5求路程：因?yàn)閚==7,所以路程S=2An=2×0·2×7=2。8m求位移：由于波動(dòng)的重復(fù)性,經(jīng)歷時(shí)間為周期的整數(shù)倍時(shí)．位移不變,所以只需考查從圖示時(shí)刻,p質(zhì)點(diǎn)經(jīng)T/2時(shí)的位移即可,所以經(jīng)3．5s質(zhì)點(diǎn)P的位移仍為零。波長、頻率和波速一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.什么是波的波長,能在波的圖象中求出波長。2.什么是波傳播的周期〔頻率,理解周期與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期的關(guān)系。3.決定波的周期的因素,并知道其在波的傳播過程中的特點(diǎn)。二、知識(shí)點(diǎn)說明1.波長：在波動(dòng)中,振動(dòng)相位總是相同的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離,用λ表示。<1>在橫波中,兩個(gè)相鄰波峰或兩個(gè)相鄰波谷之間的距離等于波長；<2>在縱波中,兩個(gè)相鄰密部或兩個(gè)相鄰疏部之間的距離等于波長。2.周期或頻率：<1>定義：在波動(dòng)中,各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期或頻率是相同的,它們都等于波源的振動(dòng)周期或頻率,也叫做波的周期或頻率。<2>公式：；f表示頻率,v表示波速,λ表示波長,T表示周期。3.波速：<1>機(jī)械波在介質(zhì)中的傳播速度由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定,在不同的介質(zhì)中,波速是不同的；<2>公式適用于機(jī)械波,也適用于電磁波。<3>機(jī)械波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì),頻率并不改變,但波速變了,所以波長會(huì)改變。三、典型例題例1：關(guān)于機(jī)械波的概念,下列說法中正確的是〔A．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向總是垂直于波傳播的方向B．簡諧波沿長繩傳播,繩相距半個(gè)波長的兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移的大小相等C．任一振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)每經(jīng)過一個(gè)周期,沿波的傳播方向移動(dòng)一個(gè)波長D．相隔一個(gè)周期的兩個(gè)時(shí)刻,簡諧波的圖象相同解析：波有縱波和橫波兩種,橫波的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向總與波傳播方向垂直,而縱波的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向則與波傳播方向一致,所以選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的。相距半波長的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移大小相等,方向相反,所以選項(xiàng)B是正確的。振動(dòng)在傳播過程中,各質(zhì)點(diǎn)均在自己的平衡位置附近振動(dòng),并不沿傳播方向移動(dòng),所以選項(xiàng)C是錯(cuò)誤的。相隔一個(gè)周期的兩個(gè)時(shí)刻,各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)是相同的,則這兩個(gè)時(shí)刻簡諧波的波形圖象是相同的,故選項(xiàng)D正確。答案：BD例2：一列簡諧波,在時(shí)刻的波形如圖所示,自右向左傳播,已知在s時(shí),P點(diǎn)出現(xiàn)第二次波峰,Q點(diǎn)坐標(biāo)是〔－7,0,則以下判斷中正確的是<>A．質(zhì)點(diǎn)A和質(zhì)點(diǎn)B,在時(shí)刻的位移是相等的B．在時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)C向上運(yùn)動(dòng)C．在s末,Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰D．在s末,Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰解析：由圖像知,時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)A．B位移大小相等,但方向相反；用"特殊點(diǎn)法"易判斷出C點(diǎn)在時(shí)刻向上運(yùn)動(dòng),故B正確。由s時(shí),P點(diǎn)出現(xiàn)第二次波峰且時(shí)刻P點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng),可判定,∴。時(shí)刻A的振動(dòng)狀態(tài)〔波峰第一次傳播到Q點(diǎn)時(shí),需要的時(shí)間是,C項(xiàng)正確。答案：BC例3：如圖所示的實(shí)線是某時(shí)刻的波形圖象,虛線是經(jīng)過0.2s時(shí)的波形圖象?！?假設(shè)波向左傳播,求它傳播的可能距離?！?若這列波向右傳播,求它的最大周期?！?假定波速是35m/s,求波的傳播方向。解析：波從實(shí)線傳到虛線可能向左傳播,也可能向右傳播,可能在一個(gè)周期,也可能在幾個(gè)周期。向左傳播時(shí)傳播的距離為：s=〔n+λ=〔n+×4m〔n=0、1、2…可能值有3m、7m、11m…〔2根據(jù)t=〔n+T得：T=,在所有可能的周期中,當(dāng)n=0時(shí)最大,故Tm=0.8s?！?播在0.2s傳播的距離s=vt=7m,等于s/λ=7/4=個(gè)波長,故可知波向左。波的衍射和干涉一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道什么是波的衍射現(xiàn)象,知道波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。2.知道波的疊加原理。3.知道什么是波的干涉現(xiàn)象和干涉圖樣。4.知道衍射和干涉現(xiàn)象也是波所特有的現(xiàn)象。二、知識(shí)點(diǎn)說明1.波的衍射：<1>概念：波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播,這種現(xiàn)象叫做波的衍射。<2>條件：只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長差不多,或者比波長更小時(shí)才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。<3>一切波都能發(fā)生顏色,衍射是波特有的現(xiàn)象。2.波的疊加：幾列波相遇時(shí)能夠保持各自的運(yùn)動(dòng)特征,繼續(xù)傳播,在它們重疊的區(qū)域里,介質(zhì)的支點(diǎn)同時(shí)參與這幾列波引起的振動(dòng),支點(diǎn)的位移等于這幾列波單獨(dú)傳播時(shí)引起的位移的矢量和。3.波的干涉：<1>概念：頻率相同的兩列波疊加時(shí),某些區(qū)域的振幅加大、某些區(qū)域的振幅減小,這種現(xiàn)象叫做波的干涉。<2>條件：兩列波的頻率必須相同；兩個(gè)波源的相位差必須保持不變。<3>特點(diǎn)：A振動(dòng)的相位相同的點(diǎn),兩列波在這點(diǎn)的相位差保持不變,因此兩列波引起的振動(dòng)總是相互加強(qiáng)的,質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅最大；B振動(dòng)的相位相反的點(diǎn),兩列波在這點(diǎn)的相位差保持不變,所以它們在這點(diǎn)引起的振動(dòng)總是相互削弱的,振幅最小,振幅之和等于0；4.干涉和衍射是波——水波、聲波、電磁波等一切波所特有的現(xiàn)象。三、典型例題例1：下列說法中正確的是<>A．孔的尺寸比波長大得多時(shí)不會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象B．孔的尺寸比波長小才發(fā)生衍射現(xiàn)象C．只有孔的尺寸跟波長相差不多或者比波長更小時(shí),才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象D．只有波才有衍射現(xiàn)象解析：波繞過障礙物的現(xiàn)象稱為波的衍射現(xiàn)象,發(fā)生明顯衍射的條件是孔或障礙物尺寸跟波長差不多或者比波長更小?？讖酱蟛⒉皇遣话l(fā)生衍射,只是更突出原波的傳播,波面只有邊緣有變化。換句話說,波的衍射現(xiàn)象不明顯,所以A、B項(xiàng)錯(cuò),C項(xiàng)正確。衍射現(xiàn)象是波的特有的現(xiàn)象,所以D項(xiàng)正確。答案：選CD例2：兩列波相疊加發(fā)生了穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象,那么<>A．兩列波的頻率不一定相同B．振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域的各質(zhì)點(diǎn)都在波峰上C．振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域始終加強(qiáng),振動(dòng)減弱的區(qū)域始終減弱D．振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域和振動(dòng)減弱的區(qū)域不斷地周期性地交換位置解析：兩列波發(fā)生穩(wěn)定的干涉的條件是兩列波的頻率相同且相位差恒定,故A錯(cuò)；且振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)始終加強(qiáng),振動(dòng)減弱區(qū)始終減弱,形成穩(wěn)定的干涉圖樣,C對D錯(cuò)；振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域的各質(zhì)點(diǎn)只是振幅最大,它們也在自己的平衡位置附近振動(dòng),并不是只在波峰上,B錯(cuò)。答案：C例3：當(dāng)兩列波產(chǎn)生干涉時(shí),如果兩列波的波峰在P點(diǎn)相遇,下列說確的是<>A．質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)始終是加強(qiáng)的B．質(zhì)點(diǎn)P的振幅最大C．質(zhì)點(diǎn)P的位移始終最大D．質(zhì)點(diǎn)P的位移有時(shí)為零解析：依題意兩列波滿足干涉條件,其波峰相遇點(diǎn)P一定是加強(qiáng)點(diǎn),且振動(dòng)是始終加強(qiáng)的,合振幅最大。但需要注意的是,加強(qiáng)點(diǎn)不能理解為位移始終是最大的,而是指兩列波在振動(dòng)過程中始終是加強(qiáng)的,這個(gè)加強(qiáng)點(diǎn)的位移有時(shí)可能為零,有時(shí)可能最大。故選項(xiàng)A、B、D正確。答案：ABD例4：如圖所示,在同一均勻介質(zhì)中有S1和S2兩個(gè)波源,這兩個(gè)波源的頻率、振動(dòng)方向均相同,且振動(dòng)的步調(diào)完全一致,S1與S2之間相距為4m,若S1、S2振動(dòng)頻率均為5Hz,兩列波的波速均為10m/s,B點(diǎn)為S1和S2連線的中點(diǎn),今以B點(diǎn)為圓心,以R＝BS1為半徑畫圓。<1>該波的波長為多少？<2>在S1、S2連線之間振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)有幾個(gè)？<3>在該圓周上<S1和S2兩波源除外>共有幾個(gè)振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)？解析：<1>由公式λ＝eq\f<v,f>,得λ＝eq\f<10,5>m＝2m。<2>在S1、S2連線上任選一點(diǎn)A,則：|S1A－S2A|<4＝2λ即－2λ<Δx<2λ由加強(qiáng)的條件：Δx＝nλ得：－2<n<2故n＝－1,0,1,即3個(gè)加強(qiáng)點(diǎn)。<3>如上圖,A、B、C三點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn),過A、B、C三點(diǎn)作三條加強(qiáng)線<表示三個(gè)加強(qiáng)區(qū)域>交于圓周上A1、A2、B1、B2、C1、C2六個(gè)點(diǎn),顯然這六個(gè)點(diǎn)也為加強(qiáng)點(diǎn),故圓周上共有六個(gè)加強(qiáng)點(diǎn)。答案：<1>2m<2>3<3>6多普勒效應(yīng)一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道波源的頻率與觀察者接收到的頻率的區(qū)別。2.知道什么是多普勒效應(yīng)。3.能運(yùn)用多普勒效應(yīng)解釋一些物理現(xiàn)象。二、知識(shí)點(diǎn)說明1.概念：波源與觀察者相互靠近或者相互原理時(shí),接受到的波的頻率都會(huì)發(fā)生變化,這種現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng)。2.特點(diǎn)：波在波源移向觀察者時(shí)接受頻率變高,而在波源原理觀察者時(shí)接收頻率變低。3.產(chǎn)生原因：聲源完成一次全振動(dòng),向外發(fā)出一個(gè)波長的波,頻率表示單位時(shí)間完成的全振動(dòng)的次數(shù),因此波源的頻率等于單位時(shí)間波源發(fā)出的完全波的個(gè)數(shù),而觀察者聽到的聲音的音調(diào),是由觀察者接受到的頻率,即單位時(shí)間接收到的完全波的個(gè)數(shù)決定的。3.應(yīng)用：不僅僅適用于聲波,也適用所有類型的波,包括電磁波。醫(yī)學(xué)應(yīng)用D超,彩超,彩色多普勒超聲等等。三、典型例題例1：醫(yī)院有一種先進(jìn)的檢測技術(shù)——彩超,向病人體發(fā)射頻率已精確掌握的超聲波.超聲波經(jīng)血液反射后被專用儀器接收,測出反射波的頻率變化,就可以知道血液的流速.這一技術(shù)主要體現(xiàn)了哪一種物理現(xiàn)象〔A.多普勒效應(yīng)B.波的衍射C.波的干涉D.共振解析：由于血液流動(dòng),接收到的反射波與發(fā)射波頻率相比發(fā)生了變化,具備由于相對運(yùn)動(dòng),接收到的反射波比發(fā)射波頻率變大或變小特征,因此是利用了多普勒效應(yīng),故選A。答案：A例2：公路巡警開車在高速公路上以100km/h的恒定速度巡查,在同一車道上巡警車向前方的一輛轎車發(fā)出一個(gè)已知頻率的電磁波,結(jié)果該電磁波被那輛轎車反射回來時(shí),巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)的低。<1>此現(xiàn)象屬于<>A．波的衍射B．波的干涉C．多普勒效應(yīng)D．波的反射<2>若該路段限速為100km/h,則該車是否超速？<3>若該轎車以20m/s的速度向前行進(jìn),反射回的頻率應(yīng)怎樣變化？解析：<1>巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)的低,此現(xiàn)象為多普勒效應(yīng),選C。<2>因警車接收到的頻率低,由多普勒效應(yīng)知警車與轎車在相互遠(yuǎn)離,而警車車速恒定又在后面,可判斷轎車車速比警車車速大,故該車超速。<3>若該轎車以20m/s的速度向前行進(jìn),由于警車速度大于轎車速度,此時(shí)警車與轎車在相互靠近,由多普勒效應(yīng)知反射回的頻率應(yīng)變高。答案：<1>C<2>超速<3>變高例3：下列說法不正確的是<>A.若聲波波源向觀察者靠近,則觀察者接收到的聲波頻率減小B.聲波擊碎玻璃杯的實(shí)驗(yàn)原理是共振C.超聲波在水中傳播的距離要比光波遠(yuǎn)得多D."聞其聲而不見其人"是聲波的衍射現(xiàn)象解析：由多普勒效應(yīng)可知,若聲波波源向著觀察者運(yùn)動(dòng),則觀察者接收到的聲波頻率增大,A錯(cuò)；聲波擊碎玻璃杯是聲波頻率與玻璃杯的固有頻率相同,玻璃杯發(fā)生共振導(dǎo)致破碎,B正確；由于水對光波吸收比對聲波吸收多,所以超聲波在水中傳播的距離比光波在水中傳播的距離要遠(yuǎn)得多,C正確；"聞其聲而不見其人"是聲波的衍射現(xiàn)象,D對。答案：A惠更斯原理一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解波面和波線的概念并會(huì)確定波面和波線2.掌握惠更斯原理3.知道入射角、反射角、折射角和折射率的概念4.掌握反射和折射定律并會(huì)應(yīng)用解題二、知識(shí)點(diǎn)說明1.波面和波線：<1>波面：任何振動(dòng)狀態(tài)相同的點(diǎn)組成的一個(gè)個(gè)圓,這些圓就叫做波面；<2>波線：與波面垂直的那些代表波的傳播方向的線。2.惠更斯原理：<1>容：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,這些子波在波前進(jìn)方向的包絡(luò)面就是新的波面。<2>理解光的反射：<3>理解光的折射：三、典型例題例1：一列聲波從空氣傳入水中,已知水中聲速較大,則<>A．聲波頻率不變,波長變小B．聲波頻率不變,波長變大C．聲波頻率變小,波長變大D．聲波頻率變大,波長不變答案：B例2：下列說法中不正確的是<>A．只有平面波的波面才與波線垂直B．任何波的波線與波面都相互垂直C．任何波的波線表示波的傳播方向D．有些波的波面表示波的傳播方向解析：不管是平面波,還是球面波,其波面與波線均垂直,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確,只有波線才表示波的傳播方向,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。答案：AD光的反射和折射一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、了解光的反射現(xiàn)象。2、認(rèn)識(shí)光的反射規(guī)律,了解法線、入射角和反射角的含義。知道光路可逆。3、了解光的折射的現(xiàn)象。4、了解光從空氣射入水中或其他介質(zhì)時(shí)的偏折規(guī)律。5、了解光在發(fā)生折射時(shí),光路的可逆性。二、知識(shí)點(diǎn)說明1.反射定律和折射定律：<1>反射定律：反射光線與入射光線、法線處在同一平面；反射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；反射角等于入射角。<2>折射定律：折射光線與入射光線、法線處在同一平面；折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成正比,即,是比例常數(shù)。<3>在光的折射和反射現(xiàn)象中,光路也是可逆的。2.折射率：<1>容：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)的絕對折射率,簡稱折射率,用n表示。<2>某種介質(zhì)的折射率,等于光在真空鎮(zhèn)南關(guān)的傳播速度c與光在這種介質(zhì)中的傳播速度v之比,即。三、典型例題例1：如圖所示,落山的太陽看上去正好在地平線上,但實(shí)際上太陽已處于地平線以下,觀察者的視覺誤差大小取決于當(dāng)?shù)卮髿獾臓顩r。造成這種現(xiàn)象的原因是<>A．光的反射B．光的折射C．光的直線傳播D．小孔成像解析：太線進(jìn)入大氣層發(fā)生折射,使傳播方向改變,而使人感覺太陽的位置比實(shí)際位置偏高。答案：B例2：一束光線從空氣射向折射率為1.5的玻璃,入射角為45°,下面光路圖中正確的是<>解析：光在兩介質(zhì)的界面上通常同時(shí)發(fā)生反射和折射,所以A錯(cuò)誤；由反射定律和反射角為45°,根據(jù)折射定律n＝eq\f<sinθ1,sinθ2>得θ1>θ2,故B錯(cuò)誤；C正確,D錯(cuò)誤。答案：C例3：如圖所示,S為點(diǎn)光源,MN為平面鏡。<1>用作圖法畫出通過P點(diǎn)的反射光線所對應(yīng)的入射光線；<2>確定其成像的觀察圍。解析：這是一道關(guān)于平面鏡成像問題的題目,主要考查對平面鏡成像規(guī)律的認(rèn)識(shí),平面鏡成像的特點(diǎn)是：等大正立的虛像。方法是先確定像點(diǎn)的位置,然后再畫符合要求的光線以及與之對應(yīng)的入射光線。<1>先確定S對應(yīng)的像S′,連接PS′與MN交于Q點(diǎn),Q點(diǎn)即是過P點(diǎn)的反射點(diǎn)。連接SQ即得對應(yīng)的入射光線,如圖甲所示。<2>由對稱性確定S′后,過S′連接MN兩端點(diǎn)的邊界光線S′M和S′N,此區(qū)域即為像點(diǎn)S′的觀察圍,如圖乙所示。例4：為從軍事工事部觀察到外面的目標(biāo),在工事壁上開一長方形孔。設(shè)工事壁厚d＝34.64cm,孔的寬度L＝20cm,孔嵌入折射率n＝eq\r<3>的玻璃磚如圖所示,試問：<1>嵌入玻璃磚后,工事部人員觀察到外界的視野的最大角為多少？<2>要想使外界180°圍景物全被觀察到,應(yīng)嵌入多大折射率的玻璃磚？解析：當(dāng)人眼處于底端呈對角線向外看時(shí),視野最大,光路如圖所示,又d＝34.64cm,L＝20cm,則tanβ＝eq\f<20,34.64>＝eq\f<1,\r<3>>,所以β＝30°<1>折射定律eq\f<sinα,sinβ>＝eq\r<3>,所以α＝60°,所以視野最大角為120°<2>要使視野的角為180°,即α′＝90°,由折射定律得eq\f<sin90°,sinβ>＝n,所以n＝2。答案：<1>120°<2>2全反射一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1．知道什么是光疏介質(zhì),什么是光密介質(zhì)。2．理解光的全反射現(xiàn)象。3．理解臨界角的概念,能判斷是否發(fā)生全反射,并能解決相關(guān)的問題。4．知道光導(dǎo)纖維原理及其作用。二、知識(shí)點(diǎn)說明1.光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)：折射率較小的介質(zhì)稱為光疏介質(zhì),折射率較大的介質(zhì)稱為光密介質(zhì),光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)是相對的；光在光密介質(zhì)中的傳播速度比在光疏介質(zhì)中的傳播速度小。2.全反射：<1>概念：當(dāng)入射角增大到某一角度,使折射角達(dá)到90°時(shí),折射光完全消失,只剩下反射光,這種現(xiàn)象叫做全發(fā)射,這時(shí)的入射角叫做臨界角。<2>條件：光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)；入射角等于或大于臨界角。<3>臨界角：。3.光導(dǎo)纖維：<1>主要成分：二氧化硅。<2>特點(diǎn)：頻帶寬、損耗低、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、保真度高、工作性能可靠等。4.全反射棱鏡：橫截面是等腰直角三角形的棱鏡叫全反射棱鏡。常用的棱鏡有單棱鏡、3棱鏡、9棱鏡、簡易棱鏡、標(biāo)桿單棱鏡等。三、典型例題例1：一束單色光由空氣射入玻璃,這束光的<>A．速度變慢,波長變短B．速度不變,波長變短C．頻率增高,波長變長D．頻率不變,波長變長解析單色光由空氣射入玻璃時(shí),根據(jù)v＝知,光的速度v變慢,光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí),光的頻率不變,根據(jù)v＝λν知光從空氣射入玻璃時(shí),波長變短,故選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤。答案A例2：如圖所示,空氣中有一橫截面為半圓環(huán)的均勻透明柱體,其圓半徑為r,外圓半徑為R,R＝r?，F(xiàn)有一束單色光垂直于水平端面A射入透明柱體,只經(jīng)過兩次全反射就垂直于水平端面B射出。設(shè)透明柱體的折射率為n,光在透明柱體傳播的時(shí)間為t,若真空中的光速為c,則<>A.n可能為B.n可能為2C.t可能為D.t可能為解析：只經(jīng)過兩次全反射可知第一次入射角為45°,反射光路圖如右圖所示。根據(jù)全反射可知臨界角C≤45°,再根據(jù)n＝可知n≥；光在透明柱體中運(yùn)動(dòng)路程為L＝4r,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t＝L/V＝4nr/c,則t≥4r/c,CD均錯(cuò)。答案：AB例3：一玻璃磚橫截面如圖所示,其中ABC為直角三角形〔AC邊末畫出,AB為直角邊ABC=45°；ADC為一圓弧,其圓心在BC邊的中點(diǎn)。此玻璃的折射率為1.5。P為一貼近玻璃磚放置的、與AB垂直的光屏。若一束寬度與AB邊長度相等的平行光從AB邊垂直射入玻璃磚,則<>A.從BC邊折射出束寬度與BC邊長度相等的平行光B.屏上有一亮區(qū),其寬度小于AB邊的長度C.屏上有一亮區(qū),其寬度等于AC邊的長度D.當(dāng)屏向遠(yuǎn)離玻璃磚的方向平行移動(dòng)時(shí),屏上亮區(qū)先逐漸變小然后逐漸變大解析：本題考查光的折射和全反射.寬為AB的平行光進(jìn)入到玻璃中直接射到BC面,入射角為45o>臨界角,所以在BC面上發(fā)生全反射仍然以寬度大小為AB長度的豎直向下的平行光射到AC圓弧面上.根據(jù)幾何關(guān)系可得到在屏上的亮區(qū)寬度小于AB的長度,BD正確。答案：BD光的干涉一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.認(rèn)識(shí)光的干涉現(xiàn)象及產(chǎn)生光干涉的條件。2.理解光的干涉條紋形成原理,認(rèn)識(shí)干涉條紋的特征。、二、知識(shí)點(diǎn)說明1.光的干涉：來自兩個(gè)光源的光在一些位置相互加強(qiáng),在另一些位置相互削弱,得到明暗相間的條紋,也證明光是一種波。2.光的干涉產(chǎn)生條件：只有兩列光波的頻率相同,相位差恒定,振動(dòng)方向一致的相干光源,才能產(chǎn)生光的干涉。3.決定條紋間距的條件：<1>當(dāng)兩個(gè)光源與屏上某點(diǎn)的距離之差等于半波長的偶數(shù)倍時(shí),兩列光在這點(diǎn)相互加強(qiáng),這里出現(xiàn)亮條紋；<2>當(dāng)兩個(gè)光源在屏上某點(diǎn)的距離之差等于半波長的奇數(shù)倍時(shí),兩列光在這點(diǎn)相互削弱,這里出現(xiàn)暗條紋。三、典型例題例1：如圖為雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)示意圖,若要使干涉條紋的間距變大可改用長更___________〔填長、短的單色光,或是使雙縫與光屏間的距離___________〔填增大、減小。解析：依據(jù)雙縫干涉條紋間距規(guī)律,可知要使干涉條紋的間距變大,需要改用波長更長的單色光,應(yīng)將增大雙縫與屏之間的距離L。答案：長,增大。例2：已知某玻璃對藍(lán)光的折射率比對紅光的折射率大,則兩種光〔A.在該玻璃中傳播時(shí),藍(lán)光的速度較大B.以相同的入射角從空氣斜射入該玻璃中,藍(lán)光折射角較大C.從該玻璃中射入空氣發(fā)生反射時(shí),紅光臨界角較大D.用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn),藍(lán)光的相鄰條紋間距較大解析：由可知,藍(lán)光在玻璃中的折射率大,藍(lán)光的速度較小,A錯(cuò)；以相同的入射角從空氣中斜射入玻璃中,藍(lán)光的折射率大,向法線靠攏偏折得多,折射角應(yīng)較小,B錯(cuò)。從玻璃射入空氣發(fā)生全反射時(shí)的臨界角由公式可知,紅光的折射率小,臨界角大,C正確；用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn),由公式可知藍(lán)光的波長短,相鄰條紋間距小,D錯(cuò)。答案：C例3：在氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,如果<>〔A用白光作為光源,屏上將呈現(xiàn)黑白相間的條紋〔B用紅光作為光源,屏上將呈現(xiàn)紅黑相間的條紋〔C用紅光照射一條狹縫,用紫光照射另一條狹縫,屏上將呈現(xiàn)彩色條紋〔D用紫光作為光源,遮住其中一條狹縫,屏上將呈現(xiàn)間距不等的條紋解析：白光作氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn),屏上將呈現(xiàn)彩色條紋,A錯(cuò)；用紅光作光源,屏上將呈現(xiàn)紅色兩條紋與暗條紋〔即黑條紋相間,B對；紅光和紫光頻率不同,不能產(chǎn)生干涉條紋,C錯(cuò)；紫光作光源,遮住一條狹縫,屏上出現(xiàn)單縫衍射條紋,即間距不等的條紋,D對。答案：BD光的偏振一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1．通過實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)振動(dòng)中的偏振現(xiàn)象,知道只有橫波有偏振現(xiàn)象。2．了解偏振光和自然光的區(qū)別,從光的偏振現(xiàn)象知道光是橫波。3．了解日常見到的光多數(shù)是偏振光,了解偏振光在生產(chǎn)生活中的一些應(yīng)用。二、知識(shí)點(diǎn)說明1.偏振現(xiàn)象：<1>容：振動(dòng)方向?qū)τ趥鞑シ较虻牟粚ΨQ性叫做偏振。<2>偏振光：在垂直于傳播方向的平面上,沿著某個(gè)特定的方向振動(dòng),這種光叫做偏振光,只有橫波才有偏振現(xiàn)象。<3>自然光在不同的表面反射時(shí),反射光和折射光都是偏振光,入射角變化時(shí),偏振的程度也有變化。2.偏振現(xiàn)象的應(yīng)用：<1>在攝影鏡頭前加上偏振鏡消除反光；<2>攝影時(shí)控制天空亮度,使變暗；<3>試用偏振鏡看立體電影；<4>生物的生理機(jī)能和偏振光密切相關(guān)；<5>汽車使用偏振片防止夜晚對面車燈晃眼。三、典型例題例1：光在科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用,下列說確的是〔A.用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象B.用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的衍射現(xiàn)象C.在光導(dǎo)纖維束傳送圖像是利用光的色散現(xiàn)象D.光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象解析：用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的薄膜干涉現(xiàn)象,A錯(cuò)；用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的折射形成的色散現(xiàn)象,B錯(cuò)；在光導(dǎo)纖維束傳送圖像是利用光的全反射現(xiàn)象,C錯(cuò)；光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象,D對。答案：D例2：下列有關(guān)光現(xiàn)象的說確的是〔A.在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,若僅將入射光由紫光改為紅光,則條紋間距一定變大B.以相同入射角從水中射向空氣,紫光能發(fā)生全反射,紅光也一定能發(fā)生全反射C.紫光照射某金屬時(shí)有電子向外發(fā)射,紅光照射該金屬時(shí)也一定有電子向外發(fā)射D.拍攝玻璃櫥窗的物品時(shí),往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以增加透射光的強(qiáng)度解析：根據(jù)干涉條紋的間距的公式△x=EQ\F<l,d>λ可知,由于紫光的波長比紅光的波長短,所以改為紅光后條紋間距一定增大,A正確；紫光的臨界角比紅光的臨界角小,所以紫光發(fā)生全反射后紅光不一定發(fā)生全反射,B錯(cuò)誤；由于紫光的頻率大于紅光的頻率,所以紫光的能量比紅光的能量大,紫光發(fā)生光電效應(yīng)紅光不一定發(fā)生光電效應(yīng),C錯(cuò)誤,拍攝玻璃櫥窗的物品時(shí),往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振鏡是為了防止玻璃的反光,所以D錯(cuò)誤。答案：A光的顏色色散一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1．知道不同顏色的光,波長不同。2．知道什么是色散,了解什么是光譜。3．通過實(shí)驗(yàn)初步認(rèn)識(shí)薄膜干涉現(xiàn)象,了解其應(yīng)用。4．知道光線通過棱鏡時(shí)的光路,認(rèn)識(shí)折射時(shí)的色散現(xiàn)象。5．知道不同色光在同一介質(zhì)中傳播速度不同；知道同一介質(zhì)對紅光的折射率最小,對紫光的折射率最大。二、知識(shí)點(diǎn)說明1.條紋之間的距離與光波的波長成正比,不同顏色的光,波長不同。2.含有多種顏色的光被分解為單色光的現(xiàn)象叫做光的色散；分解后的各種色光按其波長的有序排列就是光譜。3.薄膜干涉：<1>容：由薄膜產(chǎn)生的干涉,薄膜可以是透明固體、液體或由兩塊玻璃所夾的氣體薄層。<2>特點(diǎn)：兩束光在薄膜的同側(cè),由同一入射振動(dòng)分出,是相干光,屬分振幅干涉。<3>作用：制造增透膜,可以用于檢測平面是否平整。4.衍射和折射時(shí)都能發(fā)生色散。5.在同一種物質(zhì)中,不同波長的傳播的傳播速度不一樣,波長越短,波速越慢。三、典型例題例1：下列說確的是<>A.用分光鏡觀測光譜是利用光折射時(shí)的色散現(xiàn)象B.用X光機(jī)透視人體是利用光電效應(yīng)C.光導(dǎo)纖維傳輸信號是利用光的干涉現(xiàn)象D.門鏡可以擴(kuò)大視野是利用光的衍射現(xiàn)象解析：用X光機(jī)透視人體是利用X光的穿透性；光導(dǎo)纖維傳輸信號是利用光的全反射現(xiàn)象；門鏡可以擴(kuò)大視野是利用光的折射現(xiàn)象。答案：A例2：實(shí)驗(yàn)表明,可見光通過三棱鏡時(shí)各色光的折射率n隨著波長λ的變化符合科西經(jīng)驗(yàn)公式：n＝A＋eq\f<B,λ2>＋eq\f<C,λ4>,其中A、B、C是正的常量。太進(jìn)入三棱鏡后發(fā)生色散的情形如圖所示。則<>A．屏上c處是紫光B．屏上d處是紅光C．屏上b處是紫光D．屏上a處是紅光解析：太中紅光波長最長,紫光波長最短,則紫光折射率最大,紅光折射率最小,所以紫光偏折程度最大,對應(yīng)屏上d處,紅光偏折程度最小,對應(yīng)屏上a處。答案：D例3：如圖所示,在水中有一厚度不計(jì)的薄玻璃片制成的中空三棱鏡,里面是空氣,一束光A從棱鏡的左邊射入,從棱鏡的右邊射出時(shí)發(fā)生了色散,射出的可見光分布在a點(diǎn)和b點(diǎn)之間,則<>A．從a點(diǎn)射出的是紅光,從b點(diǎn)射出的是紫光B．從a點(diǎn)射出的是紫光,從b點(diǎn)射出的是紅光C．從a點(diǎn)和b點(diǎn)射出的都是紅光,從ab中點(diǎn)射出的是紫光D．從a點(diǎn)和b點(diǎn)射出的都是紫光,從ab中點(diǎn)射出的是紅光解析：本題中是空氣三棱鏡放在水中,光線由水中射入棱鏡,經(jīng)兩次折射射到水中,空氣相對于水是折射率小的介質(zhì),據(jù)折射定律分析,出射光線將向棱鏡頂角偏折,這樣,B選項(xiàng)正確。答案：B激光一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解自發(fā)發(fā)射、受激吸收和受激發(fā)射。2.了解激光產(chǎn)生的機(jī)理。3.了解激光器的構(gòu)造和工作原理。二、知識(shí)點(diǎn)說明1.激光的特點(diǎn)：定向發(fā)光、亮度極高、顏色極純、能量密度極大、高度的相關(guān)性、平行度非常好等。2.激光的應(yīng)用：激光加工系統(tǒng),激光加工工藝,激光焊接、切割、治療、打標(biāo)、打孔等,在醫(yī)學(xué)上有激光生命科學(xué)研究、激光診斷、激光治療等等,在科技上有激光雷達(dá),激光通信等。3.全息攝影：<1>概念：亦稱全息照相,是一種利用波的干涉記錄被攝物體發(fā)射<或透射>光波息的照相技術(shù)。<2>拍攝要求：光源必須是相干光源、全息照相系統(tǒng)要具有穩(wěn)定性、物光與參考光應(yīng)滿足、使用高分辨率的全息底片、沖洗過程按照嚴(yán)格要求。三、典型例題例1：下列說確的是<>A．兩支鉛筆靠在一起,自然光從筆縫過后就成了偏振光B．偏振光可以是橫波,也可以是縱波C．因?yàn)榧す獾姆较蛐院?所以激光不能發(fā)生衍射現(xiàn)象D．激光可以像刀子一樣切除腫瘤解析：兩支普通鉛筆靠在一起,中間的縫遠(yuǎn)遠(yuǎn)地大于光的波長,因此,光從中間通過時(shí)不會(huì)成為偏振光；光是橫波,偏振光也是橫波；激光也是光,因此激光就具有光波的特性,能夠發(fā)生衍射現(xiàn)象；激光有很多用途,其中可用來做手術(shù),切除腫瘤。答案：D例2：下列應(yīng)用激光的事例中錯(cuò)誤的是<>A．利用激光進(jìn)行長距離精確測量B．利用激光進(jìn)行通信C．利用激光進(jìn)行室照明D．利用激光加工堅(jiān)硬材料答案：C解析：激光單向性好,不利于室照明,并且大功率的激光要靠專門的激光器產(chǎn)生,成本太高,且由于激光的能量集中,會(huì)對人體產(chǎn)生傷害,因此選項(xiàng)C所述激光的應(yīng)用是錯(cuò)誤的。例3：由于激光是亮度高、平行度好、單色性好的相干光,所以光導(dǎo)纖維中用激光作為高速傳輸信息的載體。要使射到粗細(xì)均勻的圓形光導(dǎo)纖維一個(gè)端面上的激光束都能從另一個(gè)端面射出,而不會(huì)從側(cè)壁"泄漏"出來,光導(dǎo)纖維所用材料的折射率至少應(yīng)為多少？解析：設(shè)激光束在光導(dǎo)纖維前端的入射角為θ1,折射角為θ2,折射光線射向側(cè)面時(shí)的入射角為θ3,如圖所示。由折射定律n＝eq\f<sinθ1,sinθ2>由幾何關(guān)系θ2＋θ3＝90°,則sinθ2＝cosθ3由全反射臨界角公式sinθ3＝eq\f<1,n>故cosθ3＝eq\r<1－\f<1,n2>>要保證從端面射入的任何光線都能發(fā)生全反射,應(yīng)有θ1＝90°,sinθ1＝1故n＝eq\f<sinθ1,sinθ2>＝eq\f<sinθ1,cosθ3>＝eq\f<1,\r<1－\f<1,n2>>>＝eq\f<n,\r<n2－1>>解得n＝eq\r<2>答案：n＝eq\r<2>電磁波的發(fā)現(xiàn)一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道麥克斯韋電磁場理論的主要容和重要地位。2.知道電磁波的特點(diǎn)。3.知道赫茲實(shí)驗(yàn)及其重要意義。二、知識(shí)點(diǎn)說明1.變化的磁場產(chǎn)生電場<1>在變化的磁場中,所產(chǎn)生的的電場的電場線是閉合的<渦旋電場>。<2>均勻變化的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定電場。<3>非均勻變化的磁場產(chǎn)生變化電場。<4>變化的磁場周圍產(chǎn)生電場,是一種普遍存在的現(xiàn)象,跟閉合電路是否存在無關(guān),導(dǎo)體環(huán)只是用來顯示電流的存在。2.變化的電場產(chǎn)生磁場<1>均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定磁場。<2>非均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場。3.麥克斯韋電磁場理論的理解<1>恒定的電場不產(chǎn)生磁場。<2>恒定的磁場不產(chǎn)生電場。<3>均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場。<4>均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場。<5>振蕩電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場。<6>振蕩磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場。4.電磁波：電磁場由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播就是電磁波。5.電磁波的特點(diǎn)<1>電磁波是橫波,電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B做正弦規(guī)律,二者相互垂直,均與波的傳播方向垂直。<2>電磁波可以在真空中傳播,傳播速度和光速相同,。<3>電磁波具有波的特性。6.無線電波：無線電技術(shù)中使用的電磁波叫做無線電波。無線電波的波長從幾毫米到幾十千米。通常根據(jù)波長或頻率把無線電波分成幾個(gè)波段——長波、中波、中短波、短波、微波。7.無線電波的接收〔1電諧振：當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時(shí),接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)的現(xiàn)象?！?調(diào)諧電路〔3檢波：從接收到的高頻振蕩中"檢"出所攜帶的信號。三、典型例題例1：某電路中電場隨時(shí)間變化的圖象如下圖所示,能發(fā)射電磁波的電場是哪一種<>解析：圖A中電場不隨時(shí)間變化,不會(huì)產(chǎn)生磁場。圖B和C中電場都隨時(shí)間作均勻的變化,只能在周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場,也不會(huì)產(chǎn)生和發(fā)射電磁波。圖D中電場隨時(shí)間作不均勻的變化,能在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場。而這磁場的變化也是不均勻的,又能產(chǎn)生變化的電場,從而交織成一個(gè)不可分割的統(tǒng)一體,即形成電磁場,才能發(fā)射電磁波。答案：D例2：根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論,以下敘述中正確的是<>A．教室中開亮的日光燈周圍空間必有磁場和電場B．工作時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器必有磁場和電場C．穩(wěn)定的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場,穩(wěn)定的磁場激發(fā)穩(wěn)定的電場D．電磁波在傳播過程中,電場方向、磁場方向和傳播方向三者互相垂直解析：教室中開亮的日光燈、工作時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用的振蕩電流,在其周圍產(chǎn)生振蕩磁場和電場,故選項(xiàng)A、B正確；穩(wěn)定的電場不會(huì)產(chǎn)生磁場,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電磁波是橫波,電場方向、磁場方向和傳播方向相互垂直,故選項(xiàng)D正確。答案：ABD例3：一列電磁波的波長為30km,該波從地球傳到月球需1.3s,則在這一距離可排滿多少個(gè)波？解析：波從地球到月球的傳播速度看成光速,則地球到月球的距離s＝vt＝ct＝1.3×3×108m。波的個(gè)數(shù)n＝eq\f<s,λ>＝個(gè)＝1.3×104個(gè)。答案：1.3×104個(gè)電磁振蕩一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1．知道振蕩電流、振蕩電路、LC回路的概念。2．LC回路中振蕩電流的產(chǎn)生過程。3．知道在電磁振蕩過程中,LC回路中的能量轉(zhuǎn)化情況。4．知道電磁振蕩的周期和頻率。二、知識(shí)點(diǎn)說明1K2εCLG1K2εCLG將電鍵扳到2,此時(shí)可以見到G表的指針來回?cái)[動(dòng)。能產(chǎn)生大小和方向都都作周期發(fā)生變化的電流叫振蕩電流。能產(chǎn)生振蕩電流的電路叫振蕩電路。其中最簡單的振蕩電路叫LC回路。2.振蕩電流是一種交變電流,是一種頻率很高的交變電流,它無法用線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生,只能是由振蕩電路產(chǎn)生。3.那么振蕩電路中的交變電流的性質(zhì)：—甲乙丙丁戊對應(yīng)的電流圖像i0Tt對應(yīng)電容器所帶的電量qq0Tt〔2電路分析：甲圖：電場能達(dá)到最大,磁場能為零,電路感應(yīng)電流i=0甲→乙：電場能↓,磁場能↑,電路中電流i↑,電路中電場能向磁場能轉(zhuǎn)化,叫放電過程。乙圖：磁場能達(dá)到最大,電場能為零,電路中電流I達(dá)到最大。乙→丙：電場能↑,磁場能↓,電路中電流i↓,電路中電場能向磁場能轉(zhuǎn)化,叫充電過程。丙圖：電場能達(dá)到最大〔與甲圖的電場反向,磁場能為零,電路中電流為零。丙→?。弘妶瞿堋?磁場能↑,電路中電流i↑,電路中電場能向磁場能轉(zhuǎn)化,叫放電過程。丁圖：磁場能達(dá)到最大,電場能為零,回路中電流達(dá)到最大〔方向與原方向相反,丁→戊：電場能↑,磁場能↓,電路中電流i↓,電路中電場能向磁場能轉(zhuǎn)化,叫充電過程。戊與甲是重合的,從而振蕩電路完成了一個(gè)周期。綜述：充電完畢〔充電開始：電場能達(dá)到最大,磁場能為零,回路中感應(yīng)電流i=0。放電完畢〔放電開始：電場能為零,磁場能達(dá)到最大,回路中感應(yīng)電流達(dá)到最大。充電過程：電場能在增加,磁場能在減小,回路中電流在減小,電容器上電量在增加。從能量看：磁場能在向電場能轉(zhuǎn)化。放電過程：電場能在減少,磁場能在增加,回路中電流在增加,電容器上的電量在減少。從能量看：電場能在向磁場能轉(zhuǎn)化。歸納：在振蕩電路中產(chǎn)生振蕩電流的過程中,電容器極板上的電荷,通過線圈的電流,以及跟電流和電荷相聯(lián)系的磁場和電場都發(fā)生周期性變化,這種現(xiàn)象叫電磁振蕩。4.LC電路的周期T和自感系數(shù)L、電容C的關(guān)系是,由于,所以。三、典型例題例1：關(guān)于在LC振蕩電路的一個(gè)周期的時(shí)間,下列說確的是<>①磁場方向改變一次②電容器充、放電各一次③電場方向改變兩次④電場能向磁場能轉(zhuǎn)化完成兩次A．①②B．②③④C．③④D．①③④解析：在一個(gè)振蕩周期,電場、磁場方向改變兩次,電場能、磁場能轉(zhuǎn)化兩次；電容器充、放電各兩次。故選項(xiàng)C正確。答案：C例2：如圖所示,L是不計(jì)電阻的電感器,C是電容器,閉合電鍵K,待電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后,再斷開電鍵K,LC電路中將產(chǎn)生電磁振蕩。如果規(guī)定電感L中的電流方向從a到b為正,斷開電鍵K的時(shí)刻為t＝0,那么下列四個(gè)圖中能夠正確表示電感中的電流隨時(shí)間變化規(guī)律的是<>解析：電鍵閉合時(shí),電流從a流向b為正,當(dāng)斷開電鍵后,電感器與電容器構(gòu)成一振蕩電路,隨后形成振蕩電流,根據(jù)振蕩電流的規(guī)律,可知選項(xiàng)B正確。答案：B例3：實(shí)驗(yàn)室里有一水平放置的平行板電容器,知道其電容C＝1μF。在兩板帶有一定電荷時(shí),發(fā)現(xiàn)一粉塵恰好靜止在兩板間。手頭上還有一個(gè)自感系數(shù)L＝0.1mH的電感器,現(xiàn)連成如圖所示電路,試分析以下兩個(gè)問題：<1>從S閉合時(shí)開始計(jì)時(shí),經(jīng)過π×10－5s時(shí),電容器粉塵的加速度大小是多少？<2>當(dāng)粉塵的加速度為多大時(shí),線圈中電流最大？解析：電鍵斷開時(shí),電容器帶電粉塵恰好靜止,說明電場力方向向上,且F電＝mg,閉合S后,L、C構(gòu)成LC振蕩電路,T＝2πeq\r<LC>＝2π×10－5s,經(jīng)eq\f<T,2>＝π×10－5s時(shí),電容器間的場強(qiáng)反向,電場力的大小不變,方向豎直向下,由牛頓第二定律得：a＝eq\f<F電＋mg,m>＝2g。<2>線圈中電流最大時(shí),電容器兩極間的場強(qiáng)為零,由牛頓第二定律可得：a＝eq\f<mg,m>＝g,方向豎直向下。答案：<1>2g<2>g電磁波的發(fā)射與接收一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解無線電波的波長圍。2.了解無線電波的發(fā)射過程和調(diào)制的簡單概念。3.了解調(diào)諧、檢波及無線電波的接收的基本原理。二、知識(shí)點(diǎn)說明1.發(fā)射無線電波的振蕩電路的特點(diǎn)：<1>要有足夠高的頻率,頻率越高,發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大。<2>振蕩電路的電場和磁場必須分散到盡可能大的空間,才能有效地把能量輻射出去。2.應(yīng)用中的開放電路,線圈的一段用導(dǎo)線與相連的腳地線,線圈的另一段與高高地架在空中的天線相連接。3.調(diào)制：在電磁波發(fā)射技術(shù)中,使電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)叫調(diào)制。4.調(diào)幅<AM>：使高頻電磁波的振幅隨信號的強(qiáng)弱而改變,這種調(diào)制叫做調(diào)幅。5.調(diào)頻<PM>：使高頻電磁波的頻率隨信號的強(qiáng)弱而改變,這種調(diào)制叫做調(diào)頻。6.無線電波的接收：<1>用來接收電磁波的空中導(dǎo)體叫做天線；<2>使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做調(diào)諧；<3>使聲音或圖像信號從高頻電流中還原出來,這個(gè)過程是調(diào)制的逆過程,所以叫解調(diào)。<4>技術(shù)上把波長大于1mm<頻率低于300GHz>的電磁波稱作無線電波。三、典型例題例1：發(fā)射電磁波為什么要用開放電路？解析：振蕩電路要有效地向外發(fā)射電磁波必須具備兩個(gè)條件：<1>有足夠高的振蕩頻率；<2>振蕩電路的電場和磁場要盡量分散到大的空間,只有開放電路才能滿足這兩個(gè)條件,因此,發(fā)射電磁波要使用開放電路。例2：接收電磁波信號時(shí),為什么要調(diào)諧？解析：在空間里有大量的不同頻率的電磁波傳播,要接收到其中某一頻率的信號,必須使這一信號在接收電路中引起電諧振,因此必須進(jìn)行調(diào)諧。例3：調(diào)諧電路中,可變電容器的動(dòng)片從完全旋入到完全旋出仍接收不到某較高頻率的電臺(tái)發(fā)出的電信號,要受到該電臺(tái)的信號,應(yīng)該<>A.增加調(diào)諧電路線圈的匝數(shù)B.加大電源電壓C.減少調(diào)諧電路線圈的匝數(shù)D.減小電源電壓答案：C電磁波與信息化社會(huì)一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解光信號和電信號的轉(zhuǎn)化過程,了解電視信號的錄制、發(fā)射和接收過程。2.了解幾種傳感器的應(yīng)用特點(diǎn)。3.了解雷達(dá)的定位原理。二、知識(shí)點(diǎn)說明1.電磁波與信息的傳遞：電磁波可以通過電纜、光纜進(jìn)行有線傳輸,也可以實(shí)現(xiàn)無線傳輸；電磁波的頻率越高,相同時(shí)間傳遞的信息量越大。2.電視：<1>概念：利用電子技術(shù)及設(shè)備傳送活動(dòng)的圖像畫面和音頻信號,即電視接收機(jī)。<2>原理：電視信號從點(diǎn)到面順序取樣、傳送和復(fù)現(xiàn)是靠掃描來完成的。接收機(jī)收到高頻信號以后,經(jīng)過調(diào)諧、調(diào)解,將得到的圖像信號送到顯像管。<3>電源電路：電視電源電路的作用是將電視提供的220V交流電壓進(jìn)行變壓,然后經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓,得到符合要求的穩(wěn)定直流電壓提供各部分電路。3.雷達(dá)：<1>概念：雷達(dá)是利用無線電波來測定物體位置的無線電設(shè)備。<2>應(yīng)用：利用雷達(dá)探測飛機(jī)、艦艇、導(dǎo)彈以及其他軍事目標(biāo),可以為飛機(jī)、船只導(dǎo)航,可以用來研究衛(wèi)星、行星,可以探測云層、雷雨等。4.移動(dòng)：便攜式終端,體積很小,發(fā)射功率不大,天線也很簡單,靈敏度不高。5.因特網(wǎng)：由多個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相互連接而成,而不論采用何種協(xié)議與技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)。三、典型例題例1：關(guān)于移動(dòng),下列說確的是<>A．隨身攜帶的移動(dòng)<手機(jī)>,只有無線電接收裝置,沒有無線電發(fā)射裝置B．隨身攜帶的移動(dòng)<手機(jī)>,既有無線電接收裝置,又有無線電發(fā)射裝置C．兩個(gè)攜帶手機(jī)的人,可以不通過固定的基地臺(tái)轉(zhuǎn)接,相互通話D．無線尋呼機(jī)<BP機(jī)>只有無線電接收裝置,沒有無線電發(fā)射裝置解析：由于手機(jī)既能聽到對方說話,又能說話讓對方聽到,因而既是發(fā)射裝置又是接收裝置,而尋呼機(jī)只能接收外來信號,不能向外發(fā)射,因而B、D對,但手機(jī)信號必須經(jīng)過基地臺(tái)處理轉(zhuǎn)接才能收到,C錯(cuò)。答案：BD例2：高原上人的皮膚黝黑的原因是<>A．與高原上人的生活習(xí)慣有關(guān)B．與高原上的風(fēng)力過大有關(guān)C．與高原上紫外線輻射過強(qiáng)有關(guān)D．由遺傳基因本身決定的解析：高原上的紫外線輻射比平原高很多,而紫外線對皮膚有生理作用,可使皮膚變黑而粗糙。答案：C例3：下列說法中正確的是<>A．?dāng)z像機(jī)實(shí)際上是一種將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕难b置B．電視機(jī)實(shí)際上是一種將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘柕难b置C．?dāng)z像機(jī)在1s要傳送25畫面D．電視機(jī)接收的畫面是連續(xù)的解析：通過攝像機(jī)攝到景物的光信號,再通過特殊裝置<掃描>轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?在1s要傳送25畫面；電視機(jī)通過顯像管將接收到的電信號再轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?最后還原為圖像和景物,每秒要接收到25畫面,由于畫面更換迅速和視覺暫留,我們感覺到的便是活動(dòng)的圖像,所以A、B、C正確。答案：ABC電磁波譜一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解電磁波譜的構(gòu)成,知道各波段的電磁波的主要作用及應(yīng)用。2.知道電磁波具有能量,是一種物質(zhì)。3.了解太陽輻射。二、知識(shí)點(diǎn)說明1.電磁波譜：按電磁波的波長或頻率大小的順序把他們排列成的譜叫電磁波譜。2.無線電波：波長大于1mm<頻率小于300GHz>的電磁波叫做無線電波。3.紅外線：紅外線是一種光波,它的波長比無線電波短,比可見光長。4.可見光：波長在760nm到400nm之間的電磁波。5.紫外線：在紫光之外,波長圍在5nm到370nm之間的電磁波是紫外線,紫外線具有高能量。6.X射線和射線：波長比紫外線更短的電磁波。7.電磁波能傳遞能量。8.太陽輻射：從太陽輻射出來,其中含有可見光,還有無線電波、紅外線、紫外線、X射線和射線,太陽輻射的能量集中在可見光、紅外線和紫外線三個(gè)區(qū)域。三、典型例題例1：一種電磁波入射到半徑為1m的孔上,可發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,這種波屬于電磁波譜的哪個(gè)區(qū)域<>A．可見光B．γ射線C．無線電波D．紫外線解析：一種波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是：障礙物或孔的尺寸大小跟波長差不多或比波長還要小。電磁波中的無線電波波長大約是104～10－2m,紅外線波長大約是10－2～10－3m,可見光、紫外線、γ射線的波長更短,所以只有無線電波才符合條件。答案：C例2：發(fā)射電視信號時(shí)通常采用波長較短的米波,在高樓密集的城市樓群中,電視機(jī)上經(jīng)常出現(xiàn)重影,當(dāng)電視天線接收到強(qiáng)信號后,接著又接收到弱信號,屏幕上出現(xiàn)強(qiáng)弱交替的影像,這是由于<>A．電磁波的干涉B．電磁波的衍射C．電磁波的反射D．電磁波的折射解析：直接接收的是強(qiáng)信號,經(jīng)反射后再由天線接收到弱信號,故出現(xiàn)重影。答案：C例3：時(shí)間20XX10月29日14時(shí)13分,太陽風(fēng)暴襲擊地球,太陽日冕拋射出的大量帶電粒子流擊中地球磁場,產(chǎn)生了強(qiáng)磁暴。當(dāng)時(shí),不少地方出現(xiàn)了絢現(xiàn)多彩的極光,美國北部一些電網(wǎng)出現(xiàn)了電流急沖現(xiàn)象。太陽風(fēng)暴襲擊地球時(shí),不僅會(huì)影響通信,威脅衛(wèi)星,而且會(huì)破壞臭氧層。臭氧層作為地球的保護(hù)傘,是因?yàn)槌粞跄芪仗栞椛渲?lt;>A．波長較短的可見光B．波長較長的可見光C．波長較短的紫外線D．波長較長的紅外線解析：臭氧層的主要作用就是吸收由