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高中物理选修3-4知识点汇总(填空版)


高中物理选修 3-4 基础知识回顾(填空)
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第十一章 机械振动 一、简谐运动 1.概念:如果质点的位移与时间的关系遵从________函数的规律,即它的振动图象(x-t 图象)是一 条________曲线,这样的振动叫简谐运动. 2.动力学表达式 F=________. 3.描述简谐运动的物理量 (1)位移 x:由____________指向______________________的有向线段表示振动位移,是矢量. (2)振幅 A:振动物体离开平衡位置的____________,是标量,表示振动的强弱. (3)周期 T 和频率 f:做简谐运动的物体完成____________所需要的时间叫周期,而频率则等于单 位时间内完成________________;它们是表示振动快慢的物理量.二者互为倒数关系. 4.简谐运动的图象 (1)物理意义:表示振动物体的位移随时间变化的规律. (2)从平衡位置开始计时,函数表达式为 x=Asin ωt,图象如图 2 所示. 从最大位移处开始计时,函数表达式为 x=Acos ωt,图象如图 3 所示. 运动学表达式 x=Asin (ωt+φ).

图2

图3

5. 简谐运动的能量: 简谐运动过程中动能和势能相互转化, 机械能守恒, 振动能量与________有关, ________越大,能量越大. 二、单摆 如右下图所示,平衡位置在最低点. (1)定义: 在细线的一端拴一个小球, 另一端固定在悬点上, 如果线的________和________都不计, 球的直径比________短得多,这样的装置叫做单摆. (2)视为简谐运动的条件:________________. (3)回复力:小球所受重力沿________方向的分力,即:F=G2=Gsin θ= mg x,F 的方向与位移 x 的方向相反. l (4)周期公式:T= (5)单摆的等时性:单摆的振动周期取决于摆长 l 和重力加速度 g,与振幅和振子(小球)质量无关.
注意 单摆振动时,线的张力与重力沿摆线方向的分力的合力提供单摆做圆周运动的向心力.重力沿速度方向的 mg 分力提供回复力,最大回复力大小为 A,在平衡位置时回复力为零,但合外力等于向心力,不等于零. l

三、受迫振动和共振 1.受迫振动:系统在________________作用下的振动.做受迫振动的物体,它的周期(或频率)等于 ________的周期(或频率),而与物体的固有周期(或频率)______关.

1

2. 共振: 做受迫振动的物体, 它的固有频率与驱动力的频率越接近, 其振幅就越大, 当二者________ 时,振幅达到最大,这就是共振现象.共振曲线如右图所示. 第十二章 机械波 一、机械波 1.波的形成:机械振动在介质中传播,形成机械波. (1)产生条件:①________;②________. (2)特点 ①机械波传播的只是振动的________和________,质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动,并 不随波________. ②介质中各质点的振幅相同,振动周期和频率都与________振动周期和频率相同. ③各质点开始振动(即起振)的方向均________. ④一个周期内,质点完成一次全振动,通过的路程为______,位移为________. 2.机械波的分类 (1)横波:质点的振动方向与波的传播方向相互_______的波,有_______(凸部)和_______(凹部). (2)纵波:质点的振动方向与波的传播方向在__________上的波,有________和________. 3.波长、波速、频率及其关系 (1)波长:在波动中,振动相位总是________的两个相邻质点间的距离,用 λ 表示. (2)波速:波在介质中的传播速度.由________本身的性质决定. (3)频率:由________决定,等于________的振动频率.(4)波长、波速和频率的关系:v=fλ.
特别提醒 (1)机械波从一种介质进入另一种介质,频率不变,波速、波长都改变. λ Δx (2)机械波的波速仅由介质来决定,在固体、液体中波速比在空气中大.波速的计算方法:v= 或 v= . T Δt

二、波的图象 1.图象:在平面直角坐标系中,用横坐标表示介质中各质点的____________;用纵坐标表示某一时 刻,各质点偏离平衡位置的________,简谐波的图象是________(或余弦)曲线. 2.物理意义:某一时刻介质中________相对平衡位置的位移. 三、波特有的现象 1.波的干涉 (1)产生稳定干涉的条件:频率相同的两列同性质的波相遇. (2)现象:两列波相遇时,某些区域的振动总是________,某些区域的振动总是________,且加强 区和减弱区互相间隔. (3)对两个完全相同的波源产生的干涉来说,凡到两波源的路程差为一个波长的____________时, 振动加强;凡到两波源的路程差为半个波长的__________时,振动减弱. 2.波的衍射 产生明显衍射现象的条件:障碍物的尺寸或孔(缝)的宽度跟波长__________,或者比波长_______. 3.多普勒效应 (1)由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者接收到的波的频率发生变化的现象叫多普勒效应. (2)波源的频率不变,只是观察者接收到的波的频率发生变化.如果二者相互接近,观察者接收到的 波的频率 ;如果二者相互远离,观察者接收到的波的频率 .

2

第十三章 光 一、光的折射定律和折射率 1.折射现象 光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向________的现象. 2.折射定律(如图所示) (1)内容:折射光线与入射光线、法线处在____________内,折射光线与入 射光线分别位于法线的两侧;入射角的正弦与折射角的正弦成______比. sin θ1 (2)表达式: =n. (3)在光的折射现象中,光路是____的. sin θ2 3.折射率 (1)物理意义:折射率是一个反映介质的__________的物理量,折射率大,说明光线从空气射入到 该介质时________,反之偏折小. sin θ1 (2)定义式: n= , 不能说 n 与 sin θ1 成正比、 sin θ2 成反比. 与 折射率是由介质本身的________ sin θ2 和光的频率决定的. c (3)计算公式:n=v,因为 v<c,所以任何介质的折射率都大于____. (4)当光从真空(或空气)射入某种介质时,入射角大于折射角;当光由介质射入真空(或空气)时, 入射角小于折射角. 二、全反射和临界角 1.全反射 (1)条件:①光从________介质射入________介质. ②入射角______________临界角. (2)现象:折射光完全消失,只剩下反射光. 2.临界角:折射角等于 90° 时的入射角,用 C 表示,sin C=___ 3.应用 :(1)全反射棱镜.(2)光导纤维. 三、光的色散、棱镜 1.光的色散:含有多种颜色的光被分解为单色光的现象. 2.光谱:含有多种颜色的光被分解后,各种色光按其波长的有序排列. 3.棱镜: (1)含义:截面是__________的玻璃仪器,可以使光发生色散,白光的色散表明各色光在 同一介质中的__________不同.(2)三棱镜对光线的作用:改变光的传播方向,使复色光发生色散. 四、光的干涉 1.双缝干涉:由同一光源发出的光经双缝后形成两束振动情况总是________的相干光波.屏上某点 到双缝的路程差是_________时出现亮条纹;路程差是半波长的________时出现暗条纹.相邻的 明条纹(或暗条纹)之间的距离 Δx 与波长 λ、双缝间距 d 及屏到双缝的距离 l 之间的关系为 ________. 2. 薄膜干涉: 利用薄膜(如肥皂液薄膜)____________反射的光相遇而形成的. 图样中同一条亮(或暗) 条纹上所对应的薄膜厚度________.
特别提醒 1.只有相干光才能形成稳定的干涉图样.2.单色光形成明暗相间的干涉条纹,白光形成彩色条纹.

___.

五、光的衍射 1.光________________________________的现象叫光的衍射.
3

2.发生明显衍射的条件: 距的明暗相间的圆环).
特别提醒 1.光的干涉、衍射和光的色散都可出现彩色条纹,但光学本质不同.



3.泊松亮斑:当光照到不透光的小圆板上时,在圆板的阴影中心出现的亮斑(在阴影外还有不等间

2.区分干涉和衍射,关键是理解其本质,实际应用中可从条纹宽度、条纹间距、亮度等方面加以区分.

六、光的偏振 1.偏振:光波只沿____________的方向振动,称为光的偏振. 2. 自然光: 太阳、 电灯等普通光源发出的光, 包含着在垂直于传播方向上沿____________振动的光, 而且沿各个方向振动的光波的________都相同,这种光叫做自然光. 3.偏振光:在________于传播方向的平面上,只沿某个特定方向振动的光,叫做偏振光.光的偏振 证明光是________.自然光通过偏振片后,就得到了偏振光.
特别提醒 1.自然光通过偏振片后,就变成了偏振光. 2.平时我们所见的光,除直接从光源射来的以外都是不同程度的偏振光.

第十四、十五章 电磁波和相对论简介 一、电磁波、电磁波谱 1.定义:交替产生的振荡电场和振荡磁场向周围空间传播形成电磁波. 2.电磁波是______波,在空间传播__________介质. 3.它在真空中传播速度等于光速 c=____________. 4.波速 v、波长 λ 与频率 f 的关系:________. 5. 电磁波按波长由大到小的顺序为: ________、 ________、 ________、 ________、 ________、 ________. 6.不同电磁波的特性不同:无线电波易发生______和______.红外线有显著________,可见光可引 起视觉反应;紫外线有显著的____________;X 射线的________能力很强;γ 射线的________能 力更强. 二、无线电波的发射和接收 1.发射电磁波的条件:(1)要有足够高的振荡频率; (2)电路必须开放,使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间. 2.调制有________和________两种方式,________是调制的逆过程. 三、相对论的简单知识 1.狭义相对论的基本假设 (1)在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是 (2)真空中的光速在不同的惯性参考系中都是 2.时间间隔的相对性 Δt= 的. 的.

3.长度的相对性 l=

4.相对论的速度变换公式 u=

5.相对论质量 m=

6.质能方程 E=

.

4

第十一章 机械振动 一、1.正弦 正弦 2.-kx 3.(1)平衡位置 振动质点所在位置 (2)最大距离 (3)一次全振动 全振动的次数 5.振幅 二、 (1)伸长 质量 摆线 (2)摆角小于 5° (3)切线 三、 1.周期性驱动力 驱动力 无 2.相等 第十二章 一、1.(1)①波源 ②介质 (2)①形式 能量 迁移 ②波源的 ③相同 ④4A 零 2.(1)垂直 波峰 波谷 (2)同一直线 密部 疏部 3.(1)相同 (2)介质 (3)波源 波源 二、 1.平衡位置 位移 正弦 2.各质点 三、1.(2)加强 减弱 (3)整数倍 奇数倍 2.(1)相差不多 更小 第十三章 一、1.改变 2.(1)同一平面 正 (3)可逆 3.(1)光学性质 偏折大 1 二、1.(1)①光密 光疏 ②大于或等于 2. n 三、 3.(1)三角形 折射率 l 四、1.相同 波长整数倍 奇数倍 Δx= λ d 五、1.离开直线路径绕到障碍物阴影里 六、1.某一特定 2.一切方向 强度 3.垂直 横波 第十四、十五章 一、2.横 不需要 3.3×108 m/s 4.v=λf 5.无线电波 红外线 可见光 紫外线 X 射线 γ 射线 6.干涉 衍射 热效应 荧光效应 穿透 穿透 二、2.调幅 调频 解调 三、1.狭义相对论的基本假设 (1)在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的. (2)真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的. v Δτ 2.时间间隔的相对性 Δt= .3.长度的相对性 l=l0 1-?c?2. ? ? v 1-?c ?2 ? ? u′+v m0 4.相对论的速度变换公式 u= .5.相对论质量 m= . u′v v 1+ 2 1-?c ?2 c ? ? 6.质能方程 E=mc2.
5

振幅

(2)光学性质 (3)1

2.前后两面 相同


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