高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題十二課件（打包8套）[新人教版].zip

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考點1簡諧運動的特征 重點歸納 1 力學(xué)特征 簡諧運動的回復(fù)力滿足F kx 位移x與回復(fù)力的方向相反 由牛頓第二定律知 加速度a與位移的大小成正比 方向相反 2 運動特征 當v a同向 即v F同向 也就是v x反向 時 v一定增大 當v a反向 即v F反向 也就是v x同向 時 v一定減小 當物體靠近平衡位置時 a F x都減小 v增大 當物體遠離平衡位置時 a F x都增大 v減小 3 能量特征 對彈簧振子和單擺來說 振幅越大 能量越大 在振動過程中 動能和勢能相互轉(zhuǎn)化 機械能守恒 5 對稱性特征 1 速率的對稱性 物體在關(guān)于平衡位置對稱的兩位置具有 相等的速率 2 時間的對稱性 物體通過關(guān)于平衡位置對稱的兩段位移的時間相等 在振動過程中 物體通過任意兩點A B的時間與逆向通過這兩點的時間相等 3 加速度的對稱性 物體在關(guān)于平衡位置對稱的兩位置具 有等大 反向的加速度 典例剖析 例1 2013年新課標卷 如圖12 1 3所示 一輕彈簧一端固定 另一端連接一物塊構(gòu)成彈簧振子 該物塊是由a b兩個小物塊粘在一起組成的 物塊在光滑水平面上左右振動 振幅為A0 周期為T0 當物塊向右通過平衡位置時 a b之間的粘膠脫開 以后小物塊a振動的振幅和周期分別為A和T 則A A0 填 或 圖12 1 3 思維點撥 由題意可知 a b脫離后 b做勻速直線運動 a做簡諧運動 故簡諧運動的能量減小 振幅減小 周期變小 答案 考點練透 1 多選 某質(zhì)點做簡諧運動 其位移隨時間變化的關(guān)系式 A 第1s末與第3s末的位移相同B 第1s末與第3s末的速度相同C 第3s末至第5s末的位移方向都相同D 第3s末至第5s末的速度方向都相同 解析 答案 AD 和t 3s代入關(guān)系式中求得兩時刻位移相同 A正確 圖D51 如圖D51所示 作出質(zhì)點的振動圖象 由圖象可以看出 第1s末和第3s末的速度方向不同 B錯誤 由圖象可知 第3s末至第4s末質(zhì)點的位移方向與第4s末至第5s末質(zhì)點的位移方向相反 而速度的方向相同 故C錯誤 D正確 考點2簡諧運動圖象的應(yīng)用 重點歸納 由簡諧運動的圖象可讀出以下信息 1 振幅 周期和頻率 2 某時刻質(zhì)點離開平衡位置的位移 3 某時刻質(zhì)點回復(fù)力 加速度 速度的方向 4 比較不同時刻回復(fù)力 加速度的大小 5 比較不同時刻質(zhì)點的動能 勢能的大小 典例剖析例2 多選 2014年甘肅張掖三診 如圖12 1 4所示為同一地點的兩單擺甲 乙的振動圖象 則下列說法中正確的是 圖12 1 4 A 甲 乙兩單擺的擺長相等B 甲擺的振幅比乙擺大C 甲擺的機械能比乙擺大D 在t 0 5s時有正向最大加速度的是乙擺E 由圖象可以求出當?shù)氐闹亓铀俣?答案 ABD備考策略 物理圖象是表示物理規(guī)律的重要方法 正確理解并運用物理圖象解題可使解題過程簡單 因此 在復(fù)習(xí)過程中 應(yīng)對物理圖象給予足夠的重視 乙兩單擺的擺長相等 但不知道擺長是多少 不能計算出重力加速度g 故A B正確 E錯誤 兩單擺的質(zhì)量未知 所以兩單擺的機械能無法比較 故C錯誤 在t 0 5s時 乙擺有負向最大位移 即有正向最大加速度 而甲擺的位移為零 加速度為零 故D正確 故選ABD 考點練透 2 如圖12 1 5甲所示 彈簧振子以O(shè)點為平衡位置 在A B兩點之間做簡諧運動 取向右為正方向 振子的位移x隨時 間t的變化如圖乙所示 下列說法正確的是 圖12 1 5A t 0 8s時 振子的速度方向向左B t 0 2s時 振子在O點右側(cè)6cm處C t 0 4s和t 1 2s時 振子的加速度完全相同D t 0 4s到t 0 8s的時間內(nèi) 振子的速度逐漸減小答案 A 第2講 機械波 一 機械波1 定義 在介質(zhì)中的傳播叫做機械波 2 形成條件 機械振動 機械振動 介質(zhì) 1 有發(fā)生 的波源 2 有傳播 3 分類 垂直 波峰 波谷 同一直線 密部 疏部 1 橫波 質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向相互 的波 有 凸部 和 凹部 2 縱波 質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在 上的波 有 和 4 傳播特點 形式 能量 遷移 波源 4A 1 機械波傳播的只是振動的 和 質(zhì)點只在各自的平衡位置附近做簡諧運動 并不隨波 2 介質(zhì)中各質(zhì)點的振幅相同 振動周期和頻率都與 的振動周期和頻率相同 3 一個周期內(nèi) 質(zhì)點完成一次全振動 通過的路程為 位移為零 二 波長 波速和波的圖象1 波長 波速 頻率及其關(guān)系 1 波長 在波動中 總是相同的兩個相鄰質(zhì)點間 的距離 振動相位 介質(zhì)本身 波源 2 波速v 波在介質(zhì)中的傳播速度 由 的性質(zhì) 決定 f 3 頻率f 由 決定 等于波源的振動頻率 4 波長 波速和頻率的關(guān)系 v 2 波的圖象 平衡位置 位移 各質(zhì)點 1 坐標軸 橫軸表示各質(zhì)點的 縱軸表示該時刻各質(zhì)點的 2 意義 表示在波的傳播方向上 某時刻 離開平衡位置的位移 3 圖象 4 振動圖象與波動圖象的比較 基礎(chǔ)檢測 1 2013年北京卷 一列沿x軸正方向傳播的簡諧機械橫波 波速為4m s 某時刻波形如圖12 2 1所示 下列說法正確的是 圖12 2 1 A 這列波的振幅為4cmB 這列波的周期為1sC 此時x 4m處質(zhì)點沿y軸負方向運動D 此時x 4m處質(zhì)點的加速度為0答案 D 三 波的干涉和衍射現(xiàn)象多普勒效應(yīng) 1 波的干涉 相同 加強區(qū) 減弱區(qū) 1 條件 兩列波的頻率必須 2 現(xiàn)象 形成 和 相互隔開的穩(wěn)定的干涉圖樣 2 波的衍謝 小 相差不多 繞過障礙物 1 條件 障礙物或孔的尺寸比波長 或 2 現(xiàn)象 波能夠 或孔繼續(xù)向前傳播 3 多普勒效應(yīng) 相對運動 頻率 不變 變化 1 條件 聲源和觀察者之間有 2 現(xiàn)象 觀察者感到 發(fā)生變化 3 實質(zhì) 聲源頻率 觀察者接收到的頻率 基礎(chǔ)檢測 2 下列物理現(xiàn)象 在春天里一次閃電過后 有時雷聲轟鳴不絕 聞其聲而不見其人 學(xué)生圍繞振動的音叉轉(zhuǎn)一圈會聽到忽強忽弱的聲音 當正在鳴笛的火車向著我們疾 駛而來時 我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高 分別屬于波的 A 反射 衍射 干涉 多普勒效應(yīng)B 折射 衍射 多普勒效應(yīng) 干涉C 反射 折射 干涉 多普勒效應(yīng)D 衍射 折射 干涉 多普勒效應(yīng)答案 A 考點1波的傳播規(guī)律和波動圖象的應(yīng)用 重點歸納 1 從波動圖象可以獲取的信息 如圖12 2 2所示 圖12 2 2 1 直接讀取振幅A和波長 以及該時刻各質(zhì)點的位移 2 確定某時刻各質(zhì)點加速度的方向 并能比較其大小 3 結(jié)合波的傳播方向可確定各質(zhì)點的振動方向或由各質(zhì) 點的振動方向確定波的傳播方向 典例剖析例1 多選 2016年湖北龍泉中學(xué) 宜昌一中聯(lián)考 一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播 t 0時刻的波形如圖12 2 3中實線所示 t 0 1s時刻的波形如圖中虛線所示 波源不在坐標原點O P是傳播介質(zhì)中離坐標原點xP 2 5m處的一個質(zhì)點 則 以下說法正確的是 圖12 2 3 A 質(zhì)點P的振幅為0 1mB 波的頻率可能為7 5Hz C 波的傳播速度可能為50m s D 在t 0 1s時刻與P相距5m處的質(zhì)點一定沿x軸正方 向運動 E 在t 0 1s時刻與P相距5m處的質(zhì)點可能是向上振動 也可能是向下振動 思維點撥 解答本類題目 要熟悉波的傳播規(guī)律 注意波 的傳播方向和傳播距離或所用的時間 答案 ACE備考策略 1 熟悉波的傳播規(guī)律 2 由波形圖求出波長 根據(jù)波的傳播方向求出周期及波速大小通式 3 要抓住波的周期性 確定周期與時間 或者傳播距離與波長 的關(guān)系 考點練透 1 多選 2016年云南師范大學(xué)附屬中學(xué)月考 如圖12 2 4所示 一列沿x軸負方向傳播的簡諧橫波 實線為t 0時刻的 波形圖 虛線為t 0 6s時的波形圖 波的周期T 0 6s 則 圖12 2 4 A波的周期為2 4sB 波速為10m s C 在t 0 9s時 P點沿y軸正方向運動 D 從t 0 6s起的0 4s內(nèi) P點經(jīng)過的路程為0 4mE 在t 0 5s時 Q點到達波峰位置 答案 BDE 考點2波的干涉 衍射 多普勒效應(yīng) 重點歸納 波的干涉現(xiàn)象中加強點 減弱點的兩種判斷方法 1 公式法 某質(zhì)點的振動是加強還是減弱 取決于該點到兩相干波源 的距離之差 r 當兩波源振動步調(diào)一致時 若 r n n 0 1 2 則振動加強 當兩波源振動步調(diào)相反時 若 r n n 0 1 2 則振動減弱 2 圖象法 在某時刻波的干涉的波形圖上 波峰與波峰 或波谷與波谷 的交點 一定是加強點 而波峰與波谷的交點一定是減弱點 各加強點或減弱點各自連接而成以兩波源為中心向外輻射的連線 形成加強線和減弱線 兩種線互相間隔 加強點與減弱點之間各質(zhì)點的振幅介于加強點與減弱點的振幅之間 典例剖析例2 多選 2014年大綱卷 兩列振動方向相同 振幅分別為 A1和A2的相干簡諧橫波相遇 下列說法正確的是 A 波峰與波谷相遇處質(zhì)點的振幅為 A1 A2 B 波峰與波峰相遇處質(zhì)點離開平衡位置的位移始終為A1 A2C 波峰與波谷相遇處質(zhì)點的位移總是小于波峰與波峰相遇處質(zhì)點的位移D 波峰與波峰相遇處質(zhì)點的振幅一定大于波峰與波谷相遇處質(zhì)點的振幅 解析 空間某一質(zhì)點的位移等于兩列波同時在該點引起位移的矢量和 對于相干波源在某一點是加強點 說明兩列波在該點振動方向始終一致 但該質(zhì)點的位移不是始終不變的 選項B錯誤 波峰和波谷相遇處的點是減弱點 兩列波在該點振動方向始終相反 但其合位移不一定總小于加強點的位移 選項C錯誤 加強點處的質(zhì)點的振幅為A1 A2 減弱點處的質(zhì)點的振幅為 A1 A2 選項A D正確 答案 AD 考點練透 2 2013年山東卷 如圖12 2 5所示 在某一均勻介質(zhì)中 A B是振動情況完全相同的兩個波源 其簡諧運動表達式均為x 0 1sin 20 t m 介質(zhì)中P點與A B兩波源間的距離分別為4m和5m 兩波源形成的簡諧橫波分別沿AP BP方向傳播 波速都是10m s 圖12 2 5 1 求簡諧橫波的波長 2 P點的振動 填 加強 或 減弱 易錯點波的傳播方向與質(zhì)點振動方向的互判 1 互判方法 2 求解波動圖象與振動圖象綜合類問題可采用 一分 一 看 二找 的方法 1 分清振動圖象與波動圖象 看清橫坐標 2 看清橫 縱坐標的單位 尤其要注意單位前的數(shù)量級 3 找準波動圖象對應(yīng)的時刻 4 找準振動圖象對應(yīng)的質(zhì)點 例3 多選 2014年新課標卷 如圖12 2 6甲所示為一列簡諧橫波在t 2s時的波形圖 圖乙為介質(zhì)中平衡位置在x 1 5m處的質(zhì)點的振動圖象 P是平衡位置為x 2m的質(zhì)點 下列說法正確的是 圖12 2 6 A 波速為0 5m sB 波的傳播方向向右C 0 2s時間內(nèi) P運動的路程為8cmD 0 2s時間內(nèi) P向y軸正方向運動E 當t 7s時 P恰好回到平衡位置 答案 ACE 備考策略 解答本類題目 要正確理解振動和波的傳播之間的關(guān)系 理解波動圖象和振動圖象的含義 能從圖象中獲取周期 波長等信息 從而判斷質(zhì)點振動方向和判斷傳播方向 觸類旁通 多選 2014年新課標卷 如圖12 2 7甲所示為一列簡諧橫波在t 0 10s時刻的波形圖 P是平衡位置在x 1 0m處的質(zhì)點 Q是平衡位置在x 4 0m處的質(zhì)點 圖乙為質(zhì)點Q的振 動圖象 下列說法正確的是 圖12 2 7 A 在t 0 10s時 質(zhì)點Q向y軸正方向運動 B 在t 0 25s時 質(zhì)點P的加速度方向與y軸正方向相 同 C 從t 0 10s到t 0 25s 該波沿x軸負方向傳播了6mD 從t 0 10s到t 0 25s 質(zhì)點P通過的路程為30cmE 質(zhì)點Q簡諧運動的表達式為y 0 10sin10 t 國際單位 制 第3講光的折射全反射 1 折射定律 折射 入射 兩側(cè) 正比 1 內(nèi)容 光線與 光線 法線處在同一平面內(nèi) 折射光線與入射光線分別位于法線的 入射角的正弦與折射角的正弦成 2 表達式 n12 式中n12是比例常數(shù) 一 折射定律折射率 2 折射率 1 定義 光從 射入某種介質(zhì) 的正弦與 折射角的正弦之比 叫做介質(zhì)的折射率 2 定義式 n 折射率由介質(zhì)本身的 和光的 決定 3 計算式 n 因v c 故任何介質(zhì)的折射率總 1 4 意義 反映了介質(zhì)的 折射率大 說明光 從真空射入到該介質(zhì)時 反之偏折小 5 光密介質(zhì)和光疏介質(zhì) 兩種介質(zhì)相比較 折射率大的為 光密介質(zhì) 折射率小的為光疏介質(zhì) 入射角 真空 光學(xué)性質(zhì) 頻率 大于 偏折大 光學(xué)特性 基礎(chǔ)檢測 1 2014年新課標卷 一厚度為h的大平板玻璃水平放置 其下表面貼有一半徑為r的圓形發(fā)光面 在玻璃板上表面放置一半徑為R的圓紙片 圓紙片與圓形發(fā)光面的中心在同一豎直線上 已知圓紙片恰好能完全遮擋住從圓形發(fā)光面發(fā)出的光線 不考慮反射 求平板玻璃的折射率 圖D52 二 全反射 1 定義 光從 介質(zhì)射入光疏介質(zhì) 當 增大到某一角度時 折射光線將 只剩下 的現(xiàn)象 2 條件 光從 介質(zhì)射向光疏介質(zhì) 入射角 臨界角 3 臨界角 折射角等于90 時的入射角 若光從光密介質(zhì) 折射率為n 射向真空或空氣時 發(fā)生全反射的臨界角為C 則sinC 介質(zhì)的折射率越 發(fā)生全反射的臨界角越 4 應(yīng)用 光導(dǎo)纖維 光密 入射角 消失 反射光線 光密 大于或等于 大 小 基礎(chǔ)檢測 圖12 3 1 圖D53 考點1折射定律及折射率的應(yīng)用 重點歸納 平行玻璃磚 三棱鏡和圓柱體 球 對光線的控制作用 典例剖析 例1 2013年海南卷 如圖12 3 2所示 三棱鏡的橫截面為直角三角形ABC A 30 AC平行于光屏MN 與光屏的距離為L 棱鏡對紅光的折射率為n1 對紫光的折射率為n2 一束很細的白光由棱鏡的側(cè)面A B垂直射入 直接到達A C面并射出 畫出光路示意圖 并標出紅光和紫光射在光屏上的位置 求紅光和紫光在光屏上的位置之間的距離 圖12 3 2 思維點撥 光的顏色是由光的頻率決定的 同一種介質(zhì)對不同頻率的光的折射率不同 光的頻率越大 則折射率越大 解 光路如圖12 3 3所示 圖12 3 3 紅光和紫光在AC面的入射角相同 設(shè)為i 折射角分別為r1和r2 它們射到屏上的位置離O點的距離分別為d1和d2 由折射角定律得 備考策略 解決光的折射問題的思路 1 根據(jù)題意畫出正確的光路圖 2 利用幾何關(guān)系確定光路中的邊 角關(guān)系 要注意入射角 折射角均以法線為標準 3 利用折射定律 折射率公式求解 注意 在折射現(xiàn)象中 光路是可逆的 考點練透 1 2014年北京卷 以往 已知材料的折射率都為正值 n 0 現(xiàn)已有針對某些電磁波設(shè)計制作的人工材料 其折射率可以為負值 n 0 稱為負折射率材料 位于空氣中的這類材料 入射 角i與折射角r依然滿足 sinisinr n 但是折射光線與入射光線位 于法線的同一側(cè) 此時折射角取負值 現(xiàn)空氣中有一上下表面平行的負折射率材料 一束電磁波從其上表面射入 下表面射出 若該材料對此電磁波的折射率n 1 下列各圖中正確反 映電磁波穿過該材料的傳播路徑的示意圖是 答案 B 考點2全反射 重點歸納 求解全反射問題的一般方法 1 確定光是從光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì) 3 根據(jù)題設(shè)條件 判定光在傳播時是否發(fā)生全反射 4 如發(fā)生全反射 畫出入射角等于臨界角時的臨界光路 圖 5 運用幾何關(guān)系或三角函數(shù)關(guān)系以及反射定律等進行分 析 判斷 運算 解決問題 典例剖析 例2 2013年新課標卷 如圖12 3 4所示為一光導(dǎo)纖維 可簡化為一長玻璃絲 的示意圖 玻璃絲長為L 折射率為n AB代表端面 已知光在真空中的傳播速度為c 圖12 3 4 1 為使光線能從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣?求光 線在端面AB上的入射角應(yīng)滿足的條件 2 求光線從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣嫠璧淖铋L 時間 思維點撥 光由AB面進入玻璃絲發(fā)生折射 由玻璃絲進入空氣時 如果滿足入射角大于或等于臨界角 則發(fā)生全反射 否則再次折射 要求光在玻璃絲中的時間 畫出光路圖 結(jié)合幾何關(guān)系 求出光在玻璃絲中傳播的距離即可求得 圖12 3 5 考點練透 圖12 3 6 圖D54 圖D55 第4講光的波動性電磁波相對論 一 光的干涉1 條件 兩列光的 相同 振動方向 且 具有恒定的相位差 就能產(chǎn)生干涉 頻率 相同 2 干涉圖樣 1 楊氏雙縫干涉 如圖12 4 1所示 圖12 4 1 白 單色光 等間距的 的條紋 中央為明條紋 當光源S1 S2發(fā)出的光到屏上P點的路程差r2 r1 k 0 1 2 時 光屏上出現(xiàn)明條紋 當光的路程差r2 r1 k 0 1 2 時 光屏上出現(xiàn)暗條紋 白光 光屏上出現(xiàn)彩色條紋 且中央亮條紋是 色 相鄰兩個亮條紋或暗條紋的中心間距離 x 明暗相間 k 2 薄膜干涉 相干光 如圖12 4 2所示 照射到透明薄膜上的光 從薄膜的前表面AA 和后表面BB 反射回來的兩列光波 圖12 4 2 圖樣特點 單色光 照射薄膜時形成明暗相間的條紋 兩列光波的路程差 r等于波長的整數(shù)倍 即 r n 1 2 3 薄膜上出現(xiàn)明條紋 路程差 r等于半波長的奇數(shù)倍 即 r n 0 1 2 3 薄膜上出現(xiàn)暗條紋 白光 形成 色條紋 n 彩 基礎(chǔ)檢測 1 2014年江蘇卷 某同學(xué)用單色光進行雙縫干涉實驗 在屏上觀察到圖12 4 3甲所示的條紋 僅改變一個實驗條件后 觀察到的條紋如圖乙所示 他改變的實驗條件可能是 圖12 4 3A 減小光源到單縫的距離B 減小雙縫之間的距離C 減小雙縫到光屏之間的距離D 換用頻率更高的單色光源答案 B 二 光的衍射1 發(fā)生明顯衍射的條件 只有當障礙物的尺寸與光的波長 甚至比光的波長 的時候 才會發(fā)生明顯的 衍射現(xiàn)象 相差不多 小 2 衍射條紋的特點 1 單縫衍射和圓孔衍射圖樣的比較 亮 寬 明暗相間 越弱 越小 白 變暗 變小 紫 紅 亮斑 明暗相間 越弱 越小 減小 彩 2 泊松亮斑 圓盤衍射 當光照到 填 透明 或 不透明 的半徑很小的小圓盤上時 在圓盤的陰影中心出現(xiàn) 在陰影外還有不等間距的明暗相間的圓環(huán) 三 光的偏振現(xiàn)象 亮斑 1 偏振 強度 光波只沿 的方向的振動 2 自然光太陽 電燈等普通光源發(fā)出的光 包括在垂直于傳播方向上沿 振動的光 而且沿各個方向振動的光波的 都相同 這種光叫做自然光 不透明 某一特定 一切方向 3 偏振光 在 于傳播方向的平面上 只沿某個特定方向振動的光 只有 波才有偏振現(xiàn)象 自然光通過 后 就得到了偏振光 垂直 橫 偏振片 基礎(chǔ)檢測 2 下列關(guān)于光學(xué)現(xiàn)象的說法中正確的是 A 用光導(dǎo)纖維束傳送圖象信息 這是光的衍射的應(yīng)用B 太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜 這是光的干涉的結(jié)果C 在照相機鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時的景物 可使景像更清晰D 透過平行于日光燈的窄縫觀察正常發(fā)光的日光燈時能看到彩色條紋 這是光的色散現(xiàn)象答案 C 四 電磁場 電磁波 電磁波譜1 麥克斯韋電磁場理論變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生 變化的電場能 夠在周圍空間產(chǎn)生 電場 磁場 2 電磁場變化電場在周圍空間產(chǎn)生磁場 變化磁場在周圍空間產(chǎn)生電場 變化的 和 總是相互聯(lián)系成為一個完整 的整體 這就是電磁場 電場 磁場 3 電磁波 介質(zhì) 相同 不同 高 小 f 1 電磁場在空間由近及遠的傳播 形成電磁波 2 電磁波的傳播不需要 可在真空中傳播 在真空中不同頻率的電磁波傳播速度是 的 都等于光速 3 不同頻率的電磁波 在同一介質(zhì)中傳播 其速度是 的 頻率越 波速越 v f是電磁波的頻率 4 電磁波譜 五 狹義相對論的基本假設(shè) 質(zhì)速關(guān)系 質(zhì)能關(guān)系 1 狹義相對論的兩個基本假設(shè) 1 狹義相對性原理 在不同的慣性參考系中 一切物理規(guī) 律都是 的 相同 相同 2 光速不變原理 真空中的光速在不同的慣性參考系中都是 的 光速與光源 觀測者間的相對運動沒有關(guān)系 2 相對論的質(zhì)速關(guān)系 1 物體的質(zhì)量隨物體速度的增加而 物體以速度v運動時的質(zhì)量m與靜止時的質(zhì)量m0之間有如下關(guān)系 2 物體運動時的質(zhì)量總要 靜止時的質(zhì)量m0 增大 大于 3 相對論質(zhì)能關(guān)系 用m表示物體的質(zhì)量 E表示它具有的能量 則愛因斯坦 質(zhì)能方程為 E mc2 考點1光的干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象 重點歸納 光的干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象的比較 考點練透 1 一束白光在真空中通過雙縫后在屏上觀察到干涉條紋 除中央白色亮紋外 兩側(cè)還有彩色條紋 其原因是 A 各色光的波長不同 因而各色光分別產(chǎn)生的干涉條紋的間距不同B 各色光的速度不同 因而各色光分別產(chǎn)生的干涉條紋的間距不同C 各色光的強度不同 因而各色光分別產(chǎn)生的干涉條紋的間距不同D 上述說法都不正確答案 A 考點2電磁場 電磁波和相對論 重點歸納 1 波長不同的電磁波 表現(xiàn)出不同的特性 其中波長較長的無線電波和紅外線等 易發(fā)生干涉 衍射現(xiàn)象 波長較短的紫外線 X射線 射線等 穿透能力較強 2 電磁波譜中 相鄰兩波段的電磁波的波長并沒有很明顯的界線 如紫外線和X射線 X射線和 射線都有重疊 但它們產(chǎn)生的機理不同 3 電磁波與機械波不同 機械波在介質(zhì)中傳播的速度只與介質(zhì)有關(guān) 電磁波在介質(zhì)中傳播的速度與介質(zhì)和頻率均有關(guān) 考點練透 2 2014年四川卷 電磁波已廣泛運用于很多領(lǐng)域 下列關(guān) 于電磁波的說法符合實際的是 A 電磁波不能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象B 常用的遙控器通過發(fā)出紫外線脈沖信號來遙控電視機C 根據(jù)多普勒效應(yīng)可以判斷遙遠天體相對于地球的運動速度D 光在真空中運動的速度在不同慣性系中測得的數(shù)值可能不同答案 C 3 多選 下列關(guān)于光的說法中正確的是 A 分別用紅光和紫光在同一裝置上做干涉實驗 相鄰紅光干涉條紋間距小于相鄰紫光干涉條紋間距B 雨后天空出現(xiàn)的彩虹是光的衍射現(xiàn)象C 水面油膜呈現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象D 醫(yī)學(xué)上用光導(dǎo)纖維制成內(nèi)窺鏡 用來檢查人體內(nèi)臟器官的內(nèi)部 它利用了光的全反射原理 答案 CD 專題提升十二機械波的多解問題 突破一 由波的傳播雙向性和質(zhì)點振動的雙向性引起的多解問題 由于題目沒有明確給出波的傳播方向或某一質(zhì)點的振動方 向 所以 在解答這類問題時就要進行討論分析 從而產(chǎn)生多解 例1 2015年山東濟寧一中期末 一列橫波在x軸上傳播 a b是x軸上相距sab 6m的兩質(zhì)點 t 0時 b點正好到達最高點 且b點到x軸的距離為4cm 而此時a點恰好經(jīng)過平衡位置向上運動 已知這列波的頻率為25Hz 1 求經(jīng)過時間1s a質(zhì)點運動的路程 2 質(zhì)點a b在x軸上的距離大于一個波長 求該波的波速 突破二由波的周期性引起的多解問題 波的周期性包括時間和空間兩個方面的周期性 時間的周期性表現(xiàn)為題目所給時間段和波的傳播周期之間的關(guān)系 空間的周期性表現(xiàn)為題目所給兩點間的距離與波長之間的關(guān)系 例2 2015年江西南昌模擬 如圖Z12 1所示實線是一列簡諧橫波在t1 0時刻的波形 虛線是這列波在t2 0 5s時刻的波形 這列波的周期T符合 3T t2 t1 4T 問 1 若波速向右 波速多大 2 若波速向左 波速多大 3 若波速大小為74m s 波速方向如何 圖Z12 1 實驗十三探究單擺的運動用單擺測定 重力加速度 實驗準備 圖S13 1 實驗?zāi)康? 學(xué)會用單擺測定當?shù)氐闹亓铀俣?2 能正確熟練地使用秒表 實驗原理當擺角小于 時 單擺做簡諧運動 其運動周期為T 與擺角的大小及擺球的質(zhì)量無關(guān) 由此得到g 因此 只要測出擺長l和振動周期T 就可以求出當 地的重力加速度g的值 5 實驗器材帶孔小鋼球一個 細絲線一條 長約1m 毫米刻度尺一把 帶鐵夾的鐵架臺 秒表 游標卡尺 實驗過程實驗步驟 1 讓細線的一端穿過金屬小球的小孔 然后打一個比小孔 大一些的線結(jié) 做成單擺 2 把細線的上端用鐵夾固定在 上 把鐵架臺放在實驗桌邊 使鐵夾伸到桌面以外 讓擺球自然下垂 在 處作上標記 如實驗原理圖S13 1所示 3 用 量出擺線長度l 用 測出擺球的直徑 即得出金屬小球半徑r 計算出擺長l 鐵架臺 單擺平衡 毫米刻度尺 游標卡尺 位置 l r 1 tN N 6 改變擺長 重做幾次實驗 計算出每次實驗的重力加速度值 求出它們的平均值 該平均值即為當?shù)氐闹亓铀俣戎?7 將測得的重力加速度值與當?shù)氐闹亓铀俣戎迪啾容^ 分析產(chǎn)生誤差的可能原因 數(shù)據(jù)處理 圖S13 2 實驗分析誤差分析 1 系統(tǒng)誤差的主要來源 懸點不固定 球 線不符合要求 振動的圓錐擺不是在同一豎直平面內(nèi)的振動等 2 偶然誤差主要來自時間的測量上 因此 要從擺球通過 平衡位置時開始計時 不能多記或漏記振動次數(shù) 基礎(chǔ)檢測 圖S13 3 1 用游標卡尺測量小鋼球直徑 示數(shù)如圖乙所示 讀數(shù)為 mm 2 以下是實驗過程中的一些做法 其中正確的有 A 擺線要選擇細些的 伸縮性小些的 并且盡可能長一些B 擺球盡量選擇質(zhì)量大些 體積小些的C 為了使擺的周期大一些 以方便測量 開始時拉開擺球 使擺線相距平衡位置有較大的角度 答案 1 18 6 2 ABE 考點1實驗原理及實驗操作 重點歸納 1 強調(diào)在同一平面內(nèi)振動且擺角小于10 2 選擇在擺球擺到平衡位置處開始計時 并數(shù)準全振動的次 數(shù) 3 小球自然下垂時 用毫米刻度尺量出懸線長l 用游標卡尺測量小球的直徑 然后算出擺球的半徑r 則擺長l l r 4 選用一米左右的細線 典例剖析例1 某同學(xué)用實驗的方法探究影響單擺周期的因素 1 他組裝單擺時 在擺線上端的懸點處 用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線 再用鐵架臺的鐵夾將橡皮夾緊 如圖S13 4 所示 這樣做的目的是 填字母代號 A 保證擺動過程中擺長不變B 可使周期測量得更加準確C 需要改變擺長時便于調(diào)節(jié)D 保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動 圖S13 4 2 他組裝好單擺后在擺球自然懸垂的情況下 用毫米刻度尺從懸點量到擺球的最低端的長度L 0 9990m 再用游標卡尺測量擺球直徑 結(jié)果如圖S13 5所示 則該擺球的直徑為 mm 單擺擺長為 m 圖S13 5 3 下列振動圖象真實地描述了對擺長約為1m的單擺進行周期測量的四種操作過程 圖中橫坐標原點表示計時開始 A B C均為30次全振動的圖象 已知sin5 0 087 sin15 0 26 這四種操作過程合乎實驗要求且誤差最小的是 填字母代號 C D B A 答案 1 AC 2 12 00 9930 3 A 考點2數(shù)據(jù)處理與誤差分析 重點歸納 典例剖析 例2 2015年四川成都摸底 在 用單擺測定重力加速度 的實驗中 某實驗小組在測量單擺的周期時 從單擺運動到最低點開始計時 且記數(shù)為1 到第n次經(jīng)過最低點所用的時間為t 在測量單擺的擺長時 先用毫米刻度尺測得懸掛擺球后的擺線長為l 再用游標卡尺測得擺球的直徑為d 1 該單擺的擺長為 2 該單擺的周期為 3 用上述物理量的符號寫出求重力加速度的一般表達式g 4 實驗結(jié)束后 某同學(xué)發(fā)現(xiàn)他測得的重力加速度的值總是偏 大 其原因可能是下述原因中的 A 單擺的懸點未固定緊 擺動中出現(xiàn)松動 使擺線增長了B 把n次擺動的時間誤記為 n 1 次擺動的時間C 以擺線長作為擺長來計算D 以擺線長與擺球的直徑之和作為擺長來計算 考點練透 1 如果測得的g值偏小 可能的原因是 填寫代號 A 測擺長時 忘記了擺球的半徑B 擺線上端懸點未固定 振動中出現(xiàn)松動 使擺線長度增加了C 開始計時時 秒表過早按下D 實驗中誤將39次全振動次數(shù)記為40次 2 某同學(xué)在實驗中 測量6種不同擺長情況下單擺的振動 周期 記錄表格如下 以l為橫坐標 T2為縱坐標 作出T2 l圖線 并利用此圖 線求重力加速度g 9 86m s2 答案 1 ABC 2 如圖D56所示 圖D56 實驗十四測定玻璃的折射率 實驗準備實驗?zāi)康? 測定玻璃的折射率 2 學(xué)會用插針法確定光路 實驗原理 插針法 甲 乙 圖S14 1 實驗器材木板 白紙 玻璃磚 大頭針 圖釘 量角器 三角板 鉛筆實驗過程實驗步驟 1 用圖釘把白紙固定在木板上 2 在白紙上畫一條直線aa 并取aa 上的一點O為入射點 作過O點的法線NN 3 畫出線段AO作為 并在AO上插上P1 P2 兩枚大頭針 入射光線 4 在白紙上放上 使玻璃磚的一條長邊與直線 aa 并畫出另一條長邊的對齊線bb 5 眼睛在bb 的一側(cè)透過玻璃磚觀察兩枚大頭針P1 P2并調(diào)整視線方向 使 的像擋住 的像 然后在眼睛這一側(cè)插上大頭針P3 使P3擋住 的像 再插上P4 使P4擋住 和 的像 6 移去玻璃磚 拔去大頭針 由大頭針 的針孔位置確定出射光線O B及出射點O 連接O O 得線段OO 玻璃磚 對齊 P2 P1 P1 P2 P3 P1 P2 P3 P4 7 用量角器測量入射角 1和折射角 2 并查出其正弦值sin 1和sin 2 數(shù)據(jù)處理 基礎(chǔ)檢測 多選 2015年北京卷 測定玻璃的折射率 的實驗中 在白紙上放好玻璃磚 aa 和bb 分別是玻璃磚與空氣的兩個界面 如圖S14 2所示 在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2 用 表示大頭針的位置 然后在另一側(cè)透過玻璃磚觀 圖S14 2 察 并依次插上大頭針P3和P4 在插P3和P4時 應(yīng)使 A P3只擋住P1的像B P4只擋住P2的像 C P3同時擋住P1 P2的像 D P4同時擋住P3和P1 P2的像答案 CD 考點1實驗原理和基本操作 重點歸納 1 玻璃磚應(yīng)選用厚度 寬度較大的 2 大頭針要插得豎直 且間隔要大些 3 入射角不宜過大或過小 一般在15 75 之間 4 玻璃磚的折射面要畫準 不能用玻璃磚界面代替直尺畫 界線 5 實驗過程中 玻璃磚和白紙的相對位置不能改變 典例剖析 例題 測定玻璃的折射率 實驗中 在玻璃磚的一側(cè)豎直插兩枚大頭針A B 在另一側(cè)再豎直插兩枚大頭針C D 在插入第四個大頭針D時 應(yīng)使它 如圖S14 3所示是在白紙上留下的實驗痕跡 其中直線a a 是描在紙上的玻璃磚的兩個邊 根據(jù)該圖可算得玻璃的折射率n 計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 圖S14 3 答案 擋住C及A B的像1 8 圖S14 4 考點練透 1 在 測定玻璃的折射率 實驗中 某同學(xué)經(jīng)正確操作插 好了4枚大頭針 如圖S14 5甲所示 圖S14 5 1 在圖S14 6中畫出完整的光路圖 圖S14 6 2 對你畫出的光路圖進行測量和計算 求得該玻璃磚的折 射率n 保留3位有效數(shù)字 3 為了觀測光在玻璃磚不同表面的折射現(xiàn)象 某同學(xué)做了兩次實驗 經(jīng)正確操作插好了8枚大頭針 如圖乙所示 圖中P1和P2是同一入射光線的2枚大頭針 其對應(yīng)出射光線上的2枚大頭針是P3和 填 A 或 B 答案 1 如圖D57所示 2 1 51 0 03范圍內(nèi)都可 3 A 圖D57 考點2數(shù)據(jù)處理與誤差分析 考點練透 2 如圖S14 7所示 某同學(xué)用插針法測定一半圓形玻璃磚的折射率 在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針P1 P2確定入射光線 并讓入射光線過圓心O 在玻璃磚 圖中實線部分 另一側(cè)垂直紙面插大頭針P3 使P3擋住P1 P2的像 連接OP3 圖中MN為分界線 虛線半圓與玻璃磚對稱 B C分別是入射光線 折射光線與圓的交點 AB CD均垂直于法線并分別交法線于A D點 圖S14 7 1 設(shè)AB的長度為l1 AO的長度為l2 CD的長度為l3 DO的長度為l4 為較方便地表示出玻璃磚的折射率 需用刻度尺測量 則玻璃磚的折射率可表示為 2 該同學(xué)在插大頭針P3前不小心將玻璃磚以O(shè)為圓心順時針轉(zhuǎn)過一小角度 由此測得玻璃磚的折射率將 填 偏大 偏小 或 不變 實驗十五用雙縫干涉測光的波長 實驗準備實驗?zāi)康? 了解光波產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的條件 2 觀察白光和單色光的雙縫干涉圖樣 3 測定單色光的波長 實驗原理 圖S15 1實驗器材雙縫干涉儀 由光具座 光源 濾光片 單縫 雙縫 遮光筒 毛玻璃屏 測量頭組成 學(xué)生電源 導(dǎo)線 刻度尺 實驗過程實驗步驟 1 觀察干涉條紋 遮光筒 毛玻璃屏 1 將光源 依次安放在光具座上 如圖S15 2所示 圖S15 2 2 接好光源 打開開關(guān) 使燈絲正常發(fā)光 3 調(diào)節(jié)各器件的高度 使光源發(fā)出的光能沿 到達 光屏 軸線 雙縫 單縫 軸線 平行 4 安裝 和 中心大致位于遮光筒的 上 使雙縫與單縫的縫 二者間距約5 10cm 這時 可觀察白光的干涉條紋 濾光片 毛玻璃屏 5 在單縫和光源間放上 6 用刻度尺測量雙縫到 的距離L d是已知的 7 重復(fù)測量 2 測定單色光的波長 干涉 手輪上 1 1 安裝測量頭 調(diào)節(jié)至可清晰觀察到 條紋 2 使分劃板 對齊某條亮條紋的中央 記下 的讀數(shù)a1 將該條紋記為第 條亮紋 轉(zhuǎn)動手輪 使分劃板中心刻線移動至另一亮條紋的 記下此時手輪上 的讀數(shù)a2 將該條紋記為第 條亮紋 中央 n 中心刻線 數(shù)據(jù)處理 1 條紋間距 x 觀察單色光的干涉條紋 2 波長 3 計算多組數(shù)據(jù) 求 的平均值 實驗分析誤差分析 1 雙縫到屏的距離l的測量存在誤差 2 測條紋間距 x帶來的誤差 干涉條紋沒有調(diào)整到最清晰的程度 誤認為 x為亮 暗 條紋的寬度 分劃板刻線與干涉條紋不平行 中心刻線沒有恰好位于 條紋中心 測量多條亮條紋間的距離時讀數(shù)不準確 此間距中的條 紋數(shù)未數(shù)清 基礎(chǔ)檢測 2015年湖北八校聯(lián)考 在 用雙縫干涉測光的波長 的實驗中 請按照題目要求回答下列問題 1 如圖S15 3中甲 乙兩圖所示都是光的條紋形狀示意圖 其中干涉圖樣是 圖S15 3 甲 2 將下表中的光學(xué)元件放在圖S15 3丙所示的光具座上組裝成用雙縫干涉測光的波長的實驗裝置 并用此裝置測量紅光的波長 將白光光源C放在光具座最左端 依次放置其他光學(xué)元件 由左至右 表示各光學(xué)元件的排列順序應(yīng)為 填寫元 件代號 CEDBA 3 已知該裝置中雙縫間距d 0 50mm 雙縫到光屏的距離L 0 50m 在光屏上得到的干涉圖樣如圖S15 4甲所示 分劃板在圖中A位置時游標卡尺如圖乙所示 則其示數(shù)為 mm 在B位置時游標卡尺如圖丙所示 由以上所測數(shù)據(jù)可以得出形 成此干涉圖樣的單色光的波長為 m 111 10 圖S15 4 考點1實驗操作及實驗現(xiàn)象分析 重點歸納 1 保證燈絲 單縫 雙縫 測量頭與遮光筒共軸 2 保持單縫和雙縫平行 典例剖析 例1 現(xiàn)有毛玻璃屏A 雙縫B 白光光源C 單縫D和透紅光的濾光片E等光學(xué)元件 要把它們放在如圖S15 5所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置 用以測量紅光的波長 圖S15 5 1 將白光光源C放在光具座最左端 依次放置其他光學(xué)元件 由左至右 表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C A 2 本實驗的步驟有 取下遮光筒左側(cè)的元件 調(diào)節(jié)光源高度 使光束能沿遮 光筒的軸線把屏照亮 按合理的順序在光具座上放置各光學(xué)元件 并使各元件 的中心位于遮光筒的軸線上 用刻度尺測量雙縫到屏的距離 用測量頭 其讀數(shù)方法同螺旋測微器 測量數(shù)條亮紋間的 距離 在操作步驟 時還應(yīng)注意 和 解析 1 濾光片E可以從白光中選出單色紅光 單縫D是獲取線光源 雙縫B是獲得相干光源 最后成像在毛玻璃屏A上 所以排列順序為 C E D B A 2 在操作步驟 時應(yīng)注意的事項有 放置單縫 雙縫時 必須使縫平行 單縫 雙縫間的距離要適當 要保證光源 濾光片 單縫 雙縫和光屏的中心在同一軸線上 答案 1 ED B 單縫和雙縫間距離 2 旋轉(zhuǎn)單縫 雙縫時 必須使縫平行要適當 考點練透 1 2015年山西太原模擬 1 如圖S15 6所示 在 用雙縫干涉測光的波長 實驗中 光具座上放置的光學(xué)元件依次為 光源 遮光筒 光屏 對于某種單色光 為增加相鄰亮紋 暗紋 間的距離 可采取 或 的方法 圖S15 6 2 如果將燈泡換成激光光源 該實驗照樣可以完成 這時 可以去掉的部件是 填數(shù)字代號 3 轉(zhuǎn)動測量頭的手輪 使分劃板中心刻線對準第1條亮條紋 讀下手輪的讀數(shù)如圖S15 7甲所示 繼續(xù)轉(zhuǎn)動手輪 使分劃板中心刻線對準第10條亮條紋 讀下手輪的讀數(shù)如圖乙所示 則相鄰兩亮條紋的間距是 mm 圖S15 7 4 如果已經(jīng)量得雙縫的間距是0 30mm 雙縫和光屏之間的距離是900mm 則待測光的波長是 m 計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字 答案 1 濾光片 單縫 雙縫 增加雙縫到光屏間的距離 或選用較長的遮光筒 減小雙縫之間的距離 2 3 1 610 4 5 37 10 7 考點2數(shù)據(jù)處理與誤差分析 典例剖析 例2 2015年新課標卷 在雙縫干涉實驗中 分別用紅色和綠色的激光照射同一雙縫 在雙縫后的屏幕上 紅光的干涉條紋間距 x1與綠光的干涉條紋間距 x2相比 x1 x2 填 或 若實驗中紅光的波長為630nm 雙縫到屏幕的距離為1m 測得第1條到第6條亮條紋中心間的距離為10 5mm 則雙縫之間的距離為 mm 答案 0 3 考點練透 2 2015年福建廈門聯(lián)考 在 用雙縫干涉測光的波長 的 實驗中 實驗裝置如圖S15 8所示 圖S15 8 1 某同學(xué)以線狀白熾燈為光源 對實驗裝置進行調(diào)節(jié)并觀 察了實驗現(xiàn)象后 總結(jié)出以下幾點 A 燈絲與單縫和雙縫必須平行放置B 干涉條紋與雙縫垂直 C 干涉條紋的疏密程度與單縫寬度有關(guān)D 干涉條紋的間距與光的波長有關(guān) 以上幾點中 你認為正確的是 2 當測量頭中的分劃板中心刻線對齊某條紋的中心時 手 輪上的示數(shù)如圖S15 9甲所示 該讀數(shù)為 mm 圖S15 9 3 如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上 如圖乙所示 則在這種情況下來測量干涉條紋的間距 x時 測量值 實際值 填 大于 小于 或 等于 答案 1 濾光片 單縫 雙縫 增加雙縫到光屏間的距離 或選用較長的遮光筒 減小雙縫之間的距離 2 3 1 610 4 5 37 10 7