考点1 简谐运动 简谐运动的表达式和图象 1)如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比,并且总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动。
简谐运动的回复力:即F = –kx 注意:其中x都是相对平衡位置的位移。 区分:某一位置的位移(相对平衡位置)和某一过程的位移(相对起点)
2)简谐运动的表达式: ―x = A sin (ωt+φ)
3)简谐运动的图象:描述振子离开平衡位置的位移随时间遵从正弦(余弦)函数的规律变化的,要求能将图象与恰当的模型对应分析。可根据简谐运动的图象的斜率判别速度的方向,注意在振幅处速度无方向。 A、简谐运动(关于平衡位置)对称、相等
每经一个周期,振子一定回到原出发点;每经半个周期一定到达另一侧的关于平衡位置的对称点,且速度方向一定相反 B、振幅与位移的区别:
考点2 单摆的周期与摆长的关系(实验、探究)
1)单摆的等时性(伽利略);即周期与摆球质量无关,在振幅较小时与振幅无关 2)单摆的周期公式(惠更斯)(l为摆线长度与摆球半径之和;周期测量:测N次全振动所用时间t,则T=t/N) 3)数据处理:(1)平均值法;(2)图象法:以l和为纵横坐标,作出 的图象(变 非线性关系为线性关系); 4)振动周期是2秒的单摆叫秒摆 摆钟原理:钟面显示时间与钟摆摆动次数成正比 考点3 受迫振动和共振 受迫振动:在周期性外力作用下、使振幅保持不变的振动,又叫无阻尼振动或等幅振动。 f迫 = f策,与f固无关。A迫 与∣f策—f固∣有关,∣f策—f固∣越大,A迫越小,∣f策—f固∣越小,A迫越大。 当驱动力频率等于固有频率时,受迫振动的振幅最大(共振) 共振的防止与应用 考点4 机械波 横波和纵波 横波的图象 1)机械波
2)机械波可分为横波与纵波
3)波的独立传播与叠加
4)次声波与超声波
5)横波图象:表示某一时刻各个质点离开平衡位置位移情况。后一质点的振动总是重复前一质点的振动;特别要能判断质点振动方向或波的传播方向。 注意:(1)周期性、方向性上引起的多解可能性; (2)波传播的距离与质点的路程是不同的。
6)波动图象表示 “各个质点”在“某一时刻”的位移,振动图象则表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移。 考点5 波长、频率(周期)和波速的关系 (v由介质决定,f由波源决定)
注意:同时涉及振动和波时,要将两者对应起来 关于振动与波 ⑴质点的振动方向判断: 振动图象(横轴为时间轴):顺时间轴—上,下坡 波动图象(横轴为位移轴):逆着波的传播方向—上,下坡 共同规律:同一坡面(或平行坡面)上振动方向相同,否则相反 ⑵一段时间后的图象 a、振动图象:直接向后延伸 b、波动图象:不能向后延伸,而应该将波形向后平移 ⑶几个物理量的意义: 周期(频率):决定振动的快慢,进入不同介质中,T(f)不变 振幅:决定振动的强弱 波速:决定振动能量在介质中传播的快慢 ⑷几个对应关系
★波的多解题型 ⑴方向的多解:考虑是否既可以向左,也可以向右 ⑵波形的多解: ★几种典型运动 不受力:静止或匀速直线运动 几种最简单的运动 最简单的运动:匀速直线运动 最简单的变速运动:匀变速直线运动 最简单的振动:简谐运动 考点6 波的反射和折射 波的衍射和干涉
1.波面(波阵面):振动状态总是相同的点的集合;波线:与波面垂直的那些线。 2.惠更斯原理:介质中任一波面上的各点,都可以看做发射子波的波源,其后任意时刻,这些子波的包迹就是新的波面; 3. (1)互不干扰原理; (2)叠加原理。反射、折射、干涉:Δx = kλ处,振动加强;Δx =(2k + 1)λ/2处,振动减弱。 (3)衍射(产生明显衍射现象的条件) 4.波的干涉: (1)频率相同 (2)现象:加强区与减弱区相互间隔(加强区永远加强,减弱区永远减弱) 考点7 多普勒效应 (1)现象:由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率(音调)发生变化的现象。 结论:波源远离现察者,观察者接收频率减小;波源靠近观察者,观察者接收频率增大。 (2)应用:A、利用发射波和接受波频率的差异,制成测定运动物体速度的多普勒测速仪。 B、利用向人体血液发射和接收的超声波频率的变化,制成测定人体血流速度的―彩 考点8 电磁振荡 电磁波的发射和接收 1)麦克斯韦电磁场理论:
2)电磁波:电磁场由发生的区域在空间由近及远的传播就形成电磁波。
3)赫兹的电火花实验证实了麦克斯韦电磁场理论。 4)电磁振荡(LC振荡回路):
1)电磁波的波速:v = λ f 同一列电磁波由一种介质传入另一种介质,频率不变,波长、波速都要发生变化。 2)电磁波的发射与接收 ⑴无线电波的发射 a、要有效地发射电磁波,振荡电路必须具有如下特点: ①要有足够高的振荡频率 ②振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间 b、调制:电磁波随各种信号而改变的技术,调制分为两种:调幅(AM)和调频(FM) (2)无线电波的接收: a、调谐(选台):使接收电路发生电谐振的过程 b、解调(检波):调制的逆过程 (3)雷达:雷达系统由天线系统、发射装置、接收装置、输出装置及电源、计算机等组成。雷达用微波波段,每次发射时间约百万分之一秒,结果由显示器直接显示。发射端和接收端合二为一(不同于电视系统)。
考点8 电磁波谱电磁波及其应用 电磁波谱:波长由长到短排列(频率由低到高)顺序 无线电波→红外线→可见光→紫外线→伦琴(X)射线→g射线 在同种介质中的波速:由大到小 1)无线电波 2)红外线:一切物体都在辐射红外线 (1)主要性质;①最显著的作用:热作用,温度越高,辐射能力越强 ;②一切物体都在不停地辐射红外线 (2)应用:红外摄影、红外遥感、遥控、加热 3)可见光光谱(波长由长到短):红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫
4)紫外线: (1)主要性质:化学作用;荧光效应 (2)应用:激发荧光、杀菌消毒、促使人体合成维生素D
5)伦琴(X)射线:原子内层电子受激跃迁产生 (1)主要性质:穿透能力很强, (2)应用:金属探伤 人体透视
6)g射线:原子核受激辐射 (1)主要性质:穿透能力很强,能穿透几厘米的铅板(几十厘米厚混凝土) (2)应用:金属探伤 7)太阳辐射的能量集中在可见光、红外线、紫外线三个区域,其中,黄绿光附近,辐射的能量最强(人眼对这个区域的电磁辐射最敏感) 考点9 光的折射定律 折射率 1)光的折射定律
2)折射率 光从真空射入某种介质发生折射时,入射角的正弦与折射角的正弦之比,叫做这种介质的绝对折射率,用符号n表示 n是反映介质光学性质的一个物理量,n越大,表明光线偏折越厉害。发生折射的原因是光在 不同介质中,速度不同。 白光通过三棱镜时,会分解出各种色光,在屏上形成红→紫的彩色光带(注意:不同介质中,光的频率不变。) 考点10 测定玻璃的折射率(实验、探究) 1.实验的改进:找到入射光线和折射光线以后,可以入射点O为圆心,以任意长为半径画圆,分别与AO、OO′(或OO′的延长线)交于C点和D点,过C、D两点分别向NN′做垂线,交NN′于C′、D′点, 则易得:n = CC′/DD′ 2.实验方法:插针法 考点11 光的全反射 光导纤维 i越大,γ越大,折射光线越来越弱,反射光越来越强。 1)全反射: 光疏介质和光密介质:折射率小的介质叫光疏介质,折射率大的介质叫光密介质。 注意:光疏和光密介质是相对的。 全反射是光从光密介质射向光疏介质时,折射光线消失(),只剩下反射光线的现象。 2)发生全反射的条件:①光必须从光密介质射向光疏介质 ②入射角必须大于(或等于) 3)临界角: 4)应用
考点12 光的干涉、衍射和偏振 1)光的干涉现象:是波动特有的现象,由托马斯·杨首次观察到。 (1)在双缝干涉实验中,条纹宽度或条纹间距: L:屏到挡板间的距离,d:双缝的间距,λ:光的波长,△x:相邻亮纹(暗纹)间的距离 (2)图象特点: 中央为明条纹,两边等间距对称分布明暗相间条纹。红光(λ最大)明、暗条纹最宽,紫光明、暗条纹最窄。白光干涉图象中央明条纹外侧为红色。
2)光的颜色、色散 A、薄膜干涉(等厚干涉): 图象特点:同一条亮(或暗)条纹上所对应薄膜厚度完全相等。 不同λ的光做实验,条纹间距不同 单色光在肥皂膜上(上薄下厚)形成水平状明暗相间条纹 B、薄膜干涉中的色散 ⑴、各种看起来是彩色的膜,一般都是由于干涉引起的 ⑵、原理:膜的前后两个面反射的光形成的 ⑶、现象:同一厚度的膜,对应着同一亮纹(或暗纹) ⑷、厚度变化越快,条纹越密 白光入射形成彩色条纹。 C、折射时的色散 ⑴光线经过棱镜后向棱镜的底面偏折。折射率越大,偏折的程度越大 ⑵不同颜色的光在同一介质中的折射率不同。同一种介质中,由红光到紫光,波长越来越短、折射率越来越大、波速越来越慢 3)光的衍射:单缝衍射图象特点:中央最宽最亮;两侧条纹不等间隔且较暗;条纹数较少。(白光入射为彩色条纹)。 光的衍射条纹:中间宽,两侧窄的明暗相间条纹(典例:泊松亮斑) 共同点:同等条件下,波长越长,条纹越宽
4)光的偏振:证明了光是横波;常见的光的偏振现象:摄影,太阳镜,动感投影片,晶体的检测,玻璃反光 ⑴偏振片由特定的材料制成,它上面有一个特殊的方向(叫做透振方向),只有振动方向与透振方向平行的光波才能通过偏振片。 ⑵当只有一块偏振片时,以光的传播方向为轴旋转偏振片,透射光的强度不变。 当两块偏振片的透振方向平行时,透射光的强度最大,但是,比通过一块偏振片时要弱。 当两块偏振片的透振方向垂直时,透射光的强度最弱,几乎为零。 ⑶只有横波才有偏振现象。 ⑷光波的感光作用和生理作用等主要是由电场强度E所引起的,因此常将E的振动称为光振动。 ⑸除了从光源(如太阳、电灯等)直接发出的光以外,我们通常看到的绝大部分光,都是偏振光。自然光射到两种介质的界面上,如果光入射的方向合适,使反射光与折射光之间的夹角恰好是90°,这时,反射光和折射光就都是偏振的,并且偏振方向互相垂直。 ⑹偏振现象的应用:拍摄、液晶显示、汽车车灯(偏振化方向都沿同一方向并与水平面成45°)、立体电影(左眼偏振片的偏振化方向与左面放像机上的偏振化方向相同,右眼偏振片的偏振化方向与右面放像机上的偏振化方向相同) 考点13 激光的特性及应用 激光是一种人工产生的相干光。 (1)电磁波频率越高,能量越大,可以比无线电波传递更多信息。 (2)特点: A、频率单一(频宽很小)。 B、相干性好:可传递信息,可以用于全息照相; C、平行度好(方向性好),传播很长距离后仍能保持一定强度,可精确测距。应用 在VCD、雷达测距、测速(多普勒原理)、追踪目标; D、亮度高(能在很小空间、很短时间内集中很大的能量)。应用在—激光刀、引起 核聚变等方面。 考点14 狭义相对论的基本假设 狭义相对论时空观与经典时空观的区别
1)相对论的诞生 (1)伽利略相对性原理:力学规律在任何惯性系中都是相同的 (2)狭义相对论的两个基本假设 A、狭义相对性原理:在不同的惯性参考系中,一切物理定律都是相同的 B、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 结论:不论光源与观察者做怎样的相对运动,光速都是一样的。
2)时间和空间的相对性 (1)同时的相对性 (2)长度的相对性:一条沿自身长度方向运动的杆,其长度总比杆静止时的长度小 (3)时间间隔的相对性:从地面上观察,飞船上的时间进程比地面上慢 (4)时空相对性的验证 ⑴时空相对性的最早证据跟宇宙线的观测有关 ⑵相对论的第一次宏观验证是在1971年进行的。 (5)相对论的时空观 经典物理学认为空间和时间是脱离物质而存在的,是绝对的,空间与时间之间是没有联 系的,相对论则认为空间和时间与物质的运动状态有关。 考点15 狭义相对论的几个重要结论 ★广义相对论简介(不必记忆) A、广义相对性原理和等效原理 广义相对性原理:在任何参考系中,物理规律都是相同的 等效原理:一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价 B、广义相对论的几个结论 ⑴物质的引力使光线弯曲
⑵引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别 在强引力的星球附近,时间进程会变慢。 证实:体积小,质量大的矮星,天文观测到的引力红移现象 |
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