2019学年人教版高中物理选修3-4要点汇总

选 修3—4

1、常识互联网

2、考试知识点分析    考试知识点80   简谐运动  简谐运动的表达式和图象     需要：I

1）假如质点所受的力与它偏离平衡地方位移的大小成正比，并且一直指向平衡地方，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__________的位移。

区别：某一地方的位移（相对平衡地方）和某一过程的位移（相对起点）

⑴回复力一直指向平衡地方，一直与位移方向相反

⑵“k”对普通的简谐运动，k只不过一个比率系数，而不可以理解为劲度系数

⑶F回＝－kx是证明物体是不是做简谐运动的依据

2）简谐运动的表达式： “x = A sin ”

3）简谐运动的图象：描述振子离开平衡地方的位移随时间遵从正弦（余弦）函数的规律变化的，需要能将图象与适合的模型对应剖析。可依据简谐运动的图象的斜率辨别速度的方向，注意在振幅处速度无方向。

A、简谐运动__________

①同一地方：速度大小相等、方向可同可不同，位移、回复力、加速度大小相等、方向相同.

②对称点：速度大小相等、方向可同可不同，位移、回复力、加速度大小相等、方向相反.

③对称段：历程时间相同

④一个周期内，振子的路程__________为4A（A为振幅）；

半个周期内，振子的路程__________为2A；

四分之一周期内，振子的路程__________为A

每经一个周期，振子肯定回到原出发点；每经半个周期肯定到达另一侧的关于平衡地方的对称点，且速度方向肯定相反

B、振幅与位移有什么区别： ⑴位移是矢量，振幅是标量，等于最大位移的数值

⑵对于一个给定的简谐运动，振子的位移一直变化，而振幅不变

考虑：  1、平衡地方的合力肯定为0吗？          （单摆）

2、弹簧振子在对称地方弹性势能相等吗？  （竖直弹簧振子）

3、人的来回走动、拍皮球时皮球的运动是振动吗？

考试知识点81    单摆的周期与摆长的关系（实验、探究）    需要：Ⅰ

1）单摆的等时性（伽利略）；即周期与摆球水平无关，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）数据处置：（1）平均值法；（2）图象法：以l和T2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

考试知识点82  受迫振动和共振    需要：Ⅰ

受迫振动：在周期性外力用途下、使振幅维持不变的振动，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）

共振的预防与应用

考试知识点83  机械波 横波和纵波 横波的图象   需要：Ⅰ

1）机械波:⑴产生机械波的条件：振源，介质——有机械振动未必形成机械波

                             有机械波肯定有机械振动

⑵机械波的波速由介质决定，同一类的不同机械波在同一介质中波速相等。与振源振动的快慢无关

⑶机械波传递的是振动形式（由振源决定）、能量（由振幅体现）、信息

2）机械波可分为横波与纵波

横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直。特征：有波峰、波谷.

         只能在固体中传播（条件：剪切形变），为便捷将水波觉得是横波

纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上.特征：有疏部、密部.

         __________

3）波的独立传播与叠加

4）次声波与超声波

次声波：频率小于20Hz，波长长，易衍射，传播距离远，研究与应用刚起步

超声波：频率大于20000Hz，波长短，直线传播成效好（声纳），穿透能力强（几厘米厚的金属）。

   应用广泛：声纳、B超、雷达、探伤、超声加湿、制照相乳胶

5）横波图象：表示某一时刻每个质点离开平衡地方位移状况。后一质点的振动一直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一样的。

6）波动图象表示 “每个质点”在“某一时刻”的位移，振动图象则表示介质中“某个质点”在“每个时刻”的位移。

考试知识点84   波长、频率（周期）和波速的关系   需要：Ⅰ

（由介质决定，f由波源决定）

①波形向前__________平移，质点本身不迁移，x可视为波峰（波谷）移动的距离

②在波的图象中，无论时间多长，质点的__________肯定不变

③介质中所有质点的起振地方肯定在平衡地方，且__________肯定与__________的起振方向相同

④注意双向性、周期性

⑤注意坐标轴的单位（是m，还是cm；有无×10-n等等）

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”

一同规律：同一坡面（或平行坡面）上振动方向相同，不然相反

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：不可以向后延伸，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

①一物动（或响）引起另一物动（或响）———受迫振动→共振（共鸣）

②不同地方，强弱相间———干预（需要：两波源__________相同）

干预：a、振动加大区、减弱区相互间隔；

      b、加大点__________加大（注意：加大的意思是振幅大，千万不可以误觉得这类点一直坐落于波峰或波谷处）、减弱点__________减弱.

c、判断：若两振源__________振动，则有__________到两振源的路程差为__________，__________到两振源的路程差为__________.

③绕过障碍物———衍射（需要：缝、孔或障碍物的__________与波长差不多或__________）

                  缝后的衍射波的振幅小于原波

★波的多解题型

⑴方向的多解：考虑是不是既能够向左，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

考试知识点85   波的反射和折射  波的衍射和干预    需要：Ⅰ

1．波面（波阵面）：振动状况一直相同的点的集合；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，这类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、干预：Δx = kλ处，振动加大；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．波的干预：（1）频率相同（2）现象：加大区与减弱区相互间隔（加大区永远加大，减弱区永远减弱）

考试知识点86  多普勒效应    需要：Ⅰ

（1）现象：因为波源和察看者之间有相对运动，使察看者感到频率（音调）发生变化的现象。

结论：波源离得远远的现察者，察看者接收频率减小；波源挨近察看者，察看者接收频率增大。

（2）应用：A、借助发射波和同意波频率的差异，制成测定运动物体速度的多普勒测速仪。

B、借助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

考试知识点87  电磁振荡  电磁波的发射和接收   需要：Ⅰ

1）麦克斯韦电磁场理论：

⑴变化的磁场产生电场；变化的电场产生磁场

⑵推广：

①均匀变化的磁场（或电场），会产生恒定的电场（或磁场）。

②非均匀变化的磁场（或电场），会产生变化的电场（或磁场）。

2）电磁波：电磁场由发生的地区在空间由近及远的传播就形成电磁波。

电磁波的特征：

①电磁波是物质波，传播时可无需介质而独立在真空中传播。

    ②电磁波是横波，磁场、电场、传播方向三者互相垂直。

③电磁波具备波的共性，能发生干预、衍射等现象

    ③电磁波可脱离“波源”而独立存在，电磁波发射出去后，产生电磁波的振荡电路停止振荡后，在空间的电磁波仍继续传播。

④电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度，c＝3×108m/s。

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）

⑴线圈上的感应电动势等于电容器两端的电压

⑵电磁振荡的周期与频率

、

5）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。

6）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，振荡电路需要具备如下特征：

①要有足够高的振荡频率

②振荡电路的电场和磁场需要分散到尽量大的空间

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）。

考试知识点88  电磁波谱电磁波及其应用      需要：Ⅰ

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→射线

                 红    橙    黄    绿    蓝    靛   紫

波长：由长到短  （红光最易衍射，条纹间距最大）

频率：由低到高  （能量由小到大）

折射率：由小到大（紫光偏折最大，红光偏折最小）

临界角：由大到小 （紫光最易发生全反射）

在同种介质中的波速：由大到小

1）无线电波

2）红外线：所有物体都在辐射红外线

（1）主要性质；①最显著有哪些用途：热用途，温度越高，辐射能力越强

②所有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

①天空亮：大方散射

②天空是蓝色：波长较短的光比波长较长的光更容易散射

③早晨、傍晚天空为红色：红光的波长最长，容易绕过障碍物

4）紫外线：（1）主要性质：化学用途；荧光效应

（2）应用：激起荧光、杀菌消毒、促进人体合成维生素D

5）伦琴（X）射线：原子内层电子受激跃迁产生

（1）主要性质：穿透能力非常强，

（2）应用：金属探伤  人体透视

6）射线：原子核受激辐射

（1）主要性质：穿透能力非常强，能穿透几厘米的铅板

（2）应用：金属探伤

7）太阳辐射的能量集中在可见光、红外线、紫外线三个地区，其中，黄绿光附近，辐射的能量最强（人眼对这个地区的电磁辐射最敏锐）

考试知识点89  光的折射定律 折射率   需要：Ⅰ

1）光的折射定律

①入射角、反射角、折射角都是各自光线与法线的夹角！

   ②表达式：

③在光的折射现象中，光路也是可逆的

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。发生折射是什么原因光在不同介质中，速度不同

2．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。）

考试知识点90  测定玻璃的折射率（实验、探究）   需要：Ⅰ

1．实验的改进：找到入射光线和折射光线将来，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．实验办法：插针法

考试知识点91   光的全反射  光导纤维     需要：Ⅰ

i越大，γ越大，折射光线愈加弱，反射光愈加强。

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（γ=900），只剩下反射光线的现象。

2）发生全反射的条件：①光需要从光密介质射向光疏介质 ②入射角需要大于（或等于）临界角

3）临界角

4）应用

①全反射棱镜 形状：等腰直角三角形  原理：如图

条件：玻璃折射率大于1.4   优点：比平面镜反射时失真小

②光导纤维：折射率大的内芯、折射率小的外套     

时间计算中注意光的路程不是两地距离及光在介质中的速度不是光速

③海市蜃楼：  沙漠：倒立虚像；海洋：正立虚像

考试知识点92  光的干预、衍射和偏振     需要：Ⅰ

1）光的干预现象：是波动特有些现象，由托马斯•杨初次察看到。

（1）在双缝干预实验中，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）图象特征： 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。白光干预图象中央明条纹外侧为红色。

2）光的颜色、色散  A、薄膜干预（等厚干预）：

图象特征：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、薄膜干预中的色散

⑴、各种看着是彩色的膜，通常都是因为干预引起的 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，波长愈加短、折射率愈加大、波速愈加慢

3）光的衍射：单缝衍射图象特征：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）

一同点：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；容易见到的光的偏振现象：摄影，太阳镜，动感投影片，晶体的测试，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），__________

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，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__________

⑷光波的感光用途和生理用途等主如果由电场强度E所引起的，因此常将E的振动称为光振动。

⑸除去从光源（如太阳、电灯等）直接发出的光以外，大家一般看到的绝大多数光，都是偏振光。自然光射到两种介质的界面上，假如光入射的方向适合，使反射光与折射光之间的夹角恰好是90°，这个时候，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）

考试知识点93  激光的特质及应用     需要：Ⅰ

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）特征：A、频率单一（频宽非常小）。 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），传播非常长距离后仍能维持肯定强度，可精准测距。应用在VCD、雷达测距、测速（多普勒原理）、追踪目的；

D、亮度高（能在非常小空间、非常短期内集中非常大的能量）。应用在“激光刀”、引起核聚变等方面。

考试知识点94  狭义相对论的基本假设  狭义相对论时空观与经典时空观有什么区别     需要：Ⅰ

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：在不一样的惯性参考系中，所有物理定律都是相同的

B、光速不变原理：真空中的光速在不一样的惯性参考系中都是相同的

结论：不论光源与察看者做什么样的相对运动，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：一条沿自己长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小

（3）时间间隔的相对性：从地面上察看，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相对论的首次宏观验证是在1971年进行的。

（5）相对论的时空观

经典物理学觉得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联系的，相对论则觉得空间和时间与物质的运动状况有关。

考试知识点95  狭义相对论的几个要紧结论    需要：Ⅰ

动尺变短 一条沿自己方向运动的杆，其长度比杆静止的长度小；

动钟变慢 （不必记忆）

相对论速度变换公式（不必记忆）

相对论水平（不必记忆）

质能方程：E = mc2     （需要记住）

★广义相对论介绍（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

①发过生日全食时的观测结果，是对广义相对论的最早验证

②一束光垂直于运动方向射入飞船，船外静止的察看者觉得这束光是沿直线传播的。

而航天员以飞船为参考系察看到的现象则是：

假如飞船做匀速直线运动，飞船上的察看者记录下的光的径迹是一条偏向船尾的直线

假如飞船做匀加速直线运动，船上察看者记录下的光经过的轨迹为一条向下弯的曲线

⑵引力场的存在使得空间不同地方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，水平大的矮星，天文观测到的引力红移现象