選修34基礎(chǔ)課時(shí)1

[高考導(dǎo)航]考點(diǎn)內(nèi)容要求說明高考命題實(shí)況命題熱點(diǎn)2014Ⅰ卷2014Ⅱ卷2015Ⅰ卷2015Ⅱ卷簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)Ⅰ(1)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)只限于單擺和彈簧振子；(2)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的公式只限于回復(fù)力公式；圖象只限于位移－時(shí)間圖象；(3)光的干涉限于雙縫干涉、薄膜干涉

(1)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及規(guī)律；(2)波速、波長(zhǎng)、頻率間的關(guān)系；(3)波動(dòng)圖象與振動(dòng)圖象綜合問題及波的多解性問題；(4)用單擺測(cè)定重力加速度；(5)對(duì)光的折射、不同色光的折射率、全反射的考查；(6)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象的考查；(7)測(cè)定玻璃的折射率、雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)；(8)麥克斯韋電磁理論、電磁波，相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的公式和圖象Ⅱ

單擺、單擺的周期公式Ⅰ

受迫振動(dòng)和共振Ⅰ

機(jī)械波Ⅰ橫波和縱波Ⅰ

橫波的圖象ⅡT34(1)6分T34(1)5分T34(2)10分T34(2)10分波速、波長(zhǎng)和頻率(周期)的關(guān)系Ⅱ

波的干涉和衍射現(xiàn)象Ⅰ

多普勒效應(yīng)Ⅰ

光的折射定律Ⅱ

T34(1)5分折射率Ⅰ

T34(2)10分

全反射、光導(dǎo)纖維ⅠT34(2)9分

光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象Ⅰ

T34(1)5分

變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)、變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)、電磁波及其傳播Ⅰ

電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射和接收Ⅰ

電磁波譜Ⅰ

狹義相對(duì)論的基本假設(shè)Ⅰ

質(zhì)速關(guān)系、質(zhì)能關(guān)系Ⅰ

相對(duì)論質(zhì)能關(guān)系式Ⅰ

實(shí)驗(yàn)一：探究單擺的運(yùn)動(dòng)、用單擺測(cè)定重力加速度

實(shí)驗(yàn)二：測(cè)定玻璃的折射率

實(shí)驗(yàn)三：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)

T34(1)5分

基礎(chǔ)課時(shí)1機(jī)械振動(dòng)知識(shí)點(diǎn)一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)單擺、單擺的周期公式1.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

(1)定義：物體在跟位移大小成正比并且總是指向__________的回復(fù)力作用下的振動(dòng)。(2)平衡位置：物體在振動(dòng)過程中_______為零的位置。(3)回復(fù)力①定義：使物體返回到_________的力。②方向：總是指向_________。③來源：屬于______力，可以是某一個(gè)力，也可以是幾個(gè)力的

_____或某個(gè)力的______。平衡位置回復(fù)力平衡位置平衡位置合力分力效果 (4)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征 ①動(dòng)力學(xué)特征：F回＝_____。 ②運(yùn)動(dòng)學(xué)特征：x、v、a均按正弦或余弦規(guī)律發(fā)生周期性變化(注意v、a的變化趨勢(shì)相反)。 ③能量特征：系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，振幅A不變。2.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的兩種模型－kx模型彈簧振子單擺示意圖彈力原長(zhǎng)重力知識(shí)點(diǎn)二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的公式和圖象1.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式(1)動(dòng)力學(xué)表達(dá)式：F＝_____，其中“－”表示回復(fù)力與位移的方向相反。(2)運(yùn)動(dòng)學(xué)表達(dá)式：x＝___________，其中A代表振幅，ω＝2πf表示簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的快慢。2.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象(1)從_________開始計(jì)時(shí)，函數(shù)表達(dá)式為x＝Asinωt，圖象如圖1甲所示。圖1－kxAsin(ωt＋φ)平衡位置 (2)從___________開始計(jì)時(shí)，函數(shù)表達(dá)式為x＝Acosωt，圖象如圖1乙所示。知識(shí)點(diǎn)三、受迫振動(dòng)和共振1.受迫振動(dòng)

系統(tǒng)在_______作用下的振動(dòng)。做受迫振動(dòng)的物體，它做受迫振動(dòng)的周期(或頻率)等于________的周期(或頻率)，而與物體的固有周期(或頻率)___關(guān)。2.共振

做受迫振動(dòng)的物體，它的固有頻率與驅(qū)動(dòng)力的頻率越接近，其振幅就越大，當(dāng)二者_(dá)____時(shí)，振幅達(dá)到最大，這就是共振現(xiàn)象。共振曲線如圖2所示。圖2最大位移處驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力無相等[思考判斷](1)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)平衡位置就是質(zhì)點(diǎn)所受合力為零的位置。(

)(2)彈簧振子每次經(jīng)過平衡位置時(shí)，位移為零、動(dòng)能為零。(

)(3)單擺無論擺角多大都是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。(

)(4)物體做受迫振動(dòng)時(shí)，其振動(dòng)頻率與固有頻率無關(guān)。(

)(5)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象描述的是振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的軌跡。(

)答案(1)×

(2)×

(3)×

(4)√

(5)×考點(diǎn)一簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的五個(gè)特征1.動(dòng)力學(xué)特征：F＝－kx，“－”表示回復(fù)力的方向與位移方向相反，k是比例系數(shù)，不一定是彈簧的勁度系數(shù)。2.運(yùn)動(dòng)學(xué)特征：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的加速度與物體偏離平衡位置的位移成正比，而方向相反，為變加速運(yùn)動(dòng)，遠(yuǎn)離平衡位置時(shí)，x、F、a、Ep均增大，v、Ek均減小，靠近平衡位置時(shí)則相反。3.運(yùn)動(dòng)的周期性特征：相隔T或nT的兩個(gè)時(shí)刻振子處于同一位置且振動(dòng)狀態(tài)相同。4.對(duì)稱性特征：(2)如圖3所示，振子經(jīng)過關(guān)于平衡位置O對(duì)稱的兩點(diǎn)P、P′(OP＝OP′)時(shí)，速度的大小、動(dòng)能、勢(shì)能相等，相對(duì)于平衡位置的位移大小相等。(3)振子由P到O所用時(shí)間等于由O到P′所用時(shí)間，即tPO＝tOP′。(4)振子往復(fù)過程中通過同一段路程(如OP段)所用時(shí)間相等，即tOP＝tPO。5.能量特征：振動(dòng)的能量包括動(dòng)能Ek和勢(shì)能Ep，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)過程中，系統(tǒng)動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。圖3【例1】

[2013·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ，34(1)]如圖4，一輕彈簧一端固定，另一端連接一物塊構(gòu)成彈簧振子，該物塊是由a、b兩個(gè)小物塊粘在一起組成的。物塊在光滑水平面上左右振動(dòng)，振幅為A0，周期為T0。當(dāng)物塊向右通過平衡位置時(shí)，a、b之間的粘膠脫開；以后小物塊a振動(dòng)的振幅和周期分別為A和T，則A________A0(填“>”、“<”或“＝”),T________T0(填“>”、“<”或“＝”)。圖4答案<

<【例2】

(多選)彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，O為平衡位置，當(dāng)它經(jīng)過點(diǎn)O時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過0.3s，第一次到達(dá)點(diǎn)M，再經(jīng)過0.2s第二次到達(dá)點(diǎn)M，則彈簧振子的周期為(

)A.0.53s

B.1.4s

C.1.6s

D.3s答案

AC方法提煉分析簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的技巧：(1)分析簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中各物理量的變化情況時(shí)，一定要以位移為橋梁，位移增大時(shí)，振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的回復(fù)力、加速度、勢(shì)能均增大，速度、動(dòng)能均減?。环粗?，則產(chǎn)生相反的變化。另外，各矢量均在其值為零時(shí)改變方向。(2)分析過程中要特別注意簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期性和對(duì)稱性。圖5A.該彈簧振子的振幅為1mB.該彈簧振子的周期為1sC.該彈簧振子的最大加速度為10m/s2D.該彈簧振子的最大速度為2m/s答案

BC考點(diǎn)二簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及圖象1.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式x＝Asin(ωt＋φ)2.振動(dòng)圖象提供的信息(1)由圖象可以看出質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅、周期。(2)可以確定某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移。(3)可以確定各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向。(4)可以確定某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的回復(fù)力、加速度和速度的方向。(5)比較不同時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的速度、加速度的大小?！纠?】

(多選)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)以O(shè)為中心做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，位移隨時(shí)間變化的圖象如圖6所示。a、b、c、d表示質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的相應(yīng)位置，且b、d關(guān)于平衡位置對(duì)稱，則下列說法中正確的是(

)圖6答案

AC【變式訓(xùn)練】2.(多選)(2016·浙江瑞安測(cè)試)一水平彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象如圖7所示，已知彈簧的勁度系數(shù)為20N/cm，則(

)圖7A.圖中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻振子所受的回復(fù)力大小為5N，方向指向x軸的負(fù)方向B.圖中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻振子的速度方向指向x軸的正方向C.在0～4s內(nèi)振子做了1.75次全振動(dòng)D.在0～4s內(nèi)振子通過的路程為3.5cm解析由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和彈簧彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系可知，圖中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻振子所受的回復(fù)力大小為F＝kx＝20×0.25N＝5N，方向指向x軸的負(fù)方向，并且現(xiàn)在正在遠(yuǎn)離O點(diǎn)向x軸的正方向運(yùn)動(dòng)，A、B正確；由圖可讀出周期為2s，4s內(nèi)振子做兩次全振動(dòng)，通過的路程是s＝2×4A＝2×4×0.5cm＝4cm，C、D錯(cuò)誤。答案

AB考點(diǎn)三單擺周期公式的應(yīng)用【例4】如圖8所示，在水平地面上有一段光滑圓弧形槽，弧的半徑是R，所對(duì)圓心角小于10°，現(xiàn)在圓弧的右側(cè)邊緣M處放一個(gè)小球A，使其由靜止下滑，則：圖8(1)小球由M至O的過程中所需時(shí)間t為多少？在此過程中能量如何轉(zhuǎn)化(定性說明)?(2)若在MN圓弧上存在兩點(diǎn)P、Q，且P、Q關(guān)于O對(duì)稱，且已測(cè)得小球A由P到達(dá)Q所需時(shí)間為Δt，則小球由Q至N的最短時(shí)間為多少？【拓展延伸】

在【例4】中若在圓弧的最低點(diǎn)O的正上方h處由靜止釋放小球B，讓其自由下落，同時(shí)A球從圓弧左側(cè)由靜止釋放，欲使A、B兩球在圓弧最低點(diǎn)O處相遇，則B球下落的高度h是多少？【變式訓(xùn)練】3.(多選)如圖9所示，為半徑很大的光滑圓弧軌道上的一小段，小球B靜止在圓弧軌道的最低點(diǎn)O處，另有一小球A自圓弧軌道上C處由靜止?jié)L下，經(jīng)時(shí)間t與B發(fā)生正碰。碰后兩球分別在這段圓弧軌道上運(yùn)動(dòng)而未離開軌道。當(dāng)兩球第二次相碰時(shí)(

)圖9A.相間隔的時(shí)間為4t B.相間隔的時(shí)間為2tC.將仍在O處相碰

D.可能在O點(diǎn)以外的其他地方相碰答案

BC圖10【例5】

[2015·天津理綜，9(2)]某同學(xué)利用單擺測(cè)量重力加速度。 ①為了使測(cè)量誤差盡量小，下列說法正確的是________。 A.組裝單擺須選用密度和直徑都較小的擺球 B.組裝單擺須選用輕且不易伸長(zhǎng)的細(xì)線 C.實(shí)驗(yàn)時(shí)須使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng) D.擺長(zhǎng)一定的情況下，擺的振幅盡量大 ②如圖11所示，在物理支架的豎直立柱上固定有擺長(zhǎng)約1m的單擺。實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于僅有量程為20cm、精度為1mm的鋼板刻度尺，于是他先使擺球自然下垂，在豎直立柱上與擺球最下端處于同一水平面的位置做一標(biāo)記點(diǎn)，測(cè)出單擺的周期T1；然后保持懸點(diǎn)位置不變，設(shè)法將擺長(zhǎng)縮短一些，再次使擺球自然下垂，用同樣方法在豎直立柱上做另一標(biāo)記點(diǎn)，并測(cè)出單擺的周期T2；最后用鋼板刻度尺量出豎直立柱上兩標(biāo)記點(diǎn)之間的距離ΔL。用上述測(cè)量結(jié)果，寫出重力加速度的表達(dá)式g＝________。圖11解析①在利用單擺測(cè)重力加速度實(shí)驗(yàn)中，為了使測(cè)量誤差盡量小，須選用密度大、半徑小的擺球和不易伸長(zhǎng)的細(xì)線，擺球須在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng)，擺長(zhǎng)一定時(shí)，振幅盡量小些，以使其滿足簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)條件，故選B、C。【變式訓(xùn)練】4.某同學(xué)在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了如下的操作：(1)用游標(biāo)尺上有10個(gè)小格的游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球的直徑如圖12甲所示，可讀出擺球的直徑為________cm。把擺球用細(xì)線懸掛在鐵架臺(tái)上，測(cè)量擺線長(zhǎng)，通過計(jì)算得到擺長(zhǎng)L。圖12(2)用秒表測(cè)量單擺的周期。當(dāng)單擺擺動(dòng)穩(wěn)定且到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)并記為n＝1，單擺每經(jīng)過最低點(diǎn)記一次數(shù)，當(dāng)數(shù)到n＝60時(shí)秒表的示數(shù)如圖12乙所示，該單擺的周期是T＝________s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。(3)測(cè)量出多組周期T、擺長(zhǎng)L的數(shù)值后，畫出T2－L圖線如圖13丙，此圖線斜率的物理意義是(

)(4)在(3)中，描點(diǎn)時(shí)若誤將擺線長(zhǎng)當(dāng)作擺長(zhǎng)，那么畫出的直線將不通過原點(diǎn)，由圖線斜率得到的重力加速度與原來相比，其大小(

)A.偏大

B.偏小

C.不變

D.都有可能答案(1)2.06

(2)2.28

(3)C

(4)C1.如圖13所示，彈簧振子在BC間振動(dòng)，O為平衡位置，BO＝OC＝5cm，若振子從B到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是1s，則下列說法中正確的是(

)圖13A.振子從B經(jīng)O到C完成一次全振動(dòng)B.振動(dòng)周期是1s，振幅是10cmC.經(jīng)過兩次全振動(dòng)，振子通過的路程是20cmD.從B開始經(jīng)過3s，振子通過的路程是30cm解析振子從B→O→C僅完成了半次全振動(dòng)，所以周期T＝2×1s＝2s，振幅A＝BO＝5cm，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；振子在一次全振動(dòng)中通過的路程為4A＝20cm，所以兩次全振動(dòng)中通過的路程為40cm，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；3s的時(shí)間為1.5T，所以振子通過的路程為30cm，選項(xiàng)D正確。答案

D2.如圖14所示的裝置，彈簧振子的固有頻率是4Hz?，F(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)把手，給彈簧振子以周期性的驅(qū)動(dòng)力，測(cè)得彈簧振子振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的頻率為1Hz，則把手轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為(

)圖14A.1Hz

B.3HzC.4Hz

D.5Hz解析因把手每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，驅(qū)動(dòng)力完成一次周期性變化，即把手轉(zhuǎn)動(dòng)頻率即為驅(qū)動(dòng)力的頻率.彈簧振子做受迫振動(dòng)，而受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)，故A正確。答案A3.(多選)如圖15所示，虛線和實(shí)線分別為甲、乙兩個(gè)彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象。已知甲、乙兩個(gè)振子質(zhì)量相等。則(

)圖15A.甲、乙兩振子的振幅之比為2∶1B.甲、乙兩振子的頻率之比為1∶2C.