高中物理 选修3-4知识点复习

简谐运动：简谐运动位移X与时间t之间的定量关系X=Asin(wt+φ)；F=-kx；

关于小球和弹簧组成的弹簧振子系统

例1.关于弹簧振子的振动,下述说法中正确的是        （   ）

A.周期与振幅有关,振幅越小,周期越小

B.振子经过平衡位置时速度为零

C.在平衡位置时速度最大

D.在最大位移处，因为速度为零所以加速度也为零

例2.一弹簧振子在一条直线上做简谐运动，第一次先后经过M、N两点时速度v(v≠0)相同，那么，下列说法正确的是                           （   ）

A．振子在M、N两点受回复力相同 

B．振子在M、N两点对平衡位置的位移相同 

C．振子在M、N两点加速度大小相等 

D．从M点到N点，振子先做匀加速运动，后做匀减速运动

例3.水平弹簧振子做简谐运动，如图所示。若以水平向右为坐标的正方向，振子向左经过平衡位置O点时开始计时，则振子的加速度随时间变化的图象，以下各图中正确的是（   ）

选择不同参考点的问题：对于同一参考点总能量不变；对于不同参考点总能量不同

例4.如图所示，弹簧下面挂一质量为m的物体，物体在竖直方向上作振幅为A的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好为原长，则物体在振动过程中（    ）  /多选/

A．物体在最低点时的弹力大小应为2mg

B．弹簧的弹性势能和物体的动能总和保持不变

C．弹簧的最大弹性势能等于2mgA

D．物体的最大动能应等于mgA

关于判断一个运动是否为简谐振动：验证F=-kx

例5.如图，在光滑水平面上，用两根劲度系数分别为k1与k2的轻质弹簧系住一个质量为m的小球.开始时，两弹簧均处于原长，后使小球向左偏离x后放手，可以看到小球将在水平面上做往复运动.试问小球是否做简谐运动？

平衡位置的特点：回复力为零，但回复力并不一定为合力

例6.如图所示，一条轻质弹簧左端固定，右端系一小物块，物块与水平面各处动摩擦因数相同，弹簧无形变时，物块位于O点。今先后分别把物块拉到P1和P2点由静止释放，物块都能运动到O点左方，设两次运动过程中物块速度最大的位置分别为Q1和Q2点，则Q1和Q2点                                              (    )

A．都在O处

B．都在O处右方，且Q1离O点近

C．都在O点右方，且Q2离O点近

D．都在O点右方，且Q1、Q2在同一位置

单摆：单摆在摆角θ很小的情况下所做的运动也为简谐运动；

例7.一单摆做小角度摆动，其振动图象如图，以下说法正确的是   （   ）

A.t1时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最小

B.t2时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最小

C.t3时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最大

D.t4时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大

例8.如图所示，用绝缘细丝线悬吊着的带正电的小球在匀强磁场中做简谐运动，则（   ）

/多选/

A．在左右两个最高点，回复力大小相等

B．当小球每次通过平衡位置时，速度相同

C．当小球每次通过平衡位置时，细线的拉力相同

D．当小球每次通过平衡位置时，动能相同

单摆周期：T=2π√L/g

例9.如图是甲乙两个单摆做简谐运动的图像，则甲乙两个单摆的振幅之比为         ；甲乙两摆的摆长之比为          。 

受迫振动、共振：不管系统的固有频率如何，它做受迫振动的频率等于驱动力的频率；与固有频率无关；

当驱动力的频率等于系统的固有频率时，系统的振动幅度最大，此时为共振状态。

例10.一根水平紧张的绳子上系着五个单摆,如图所示,摆长从左到右依次为3l/2、l、1I/2、I、2I。若让D摆先摆动起来，已知周期为T，则稳定时        （    ）/多选/

A.B摆振幅最大

B.E摆振幅最大

C.C摆的振动周期为√2T/2

D.A摆的振动周期为T

机械波：波传播过程中振动质元并未传播，只是在上下振动

例11.简谐机械波在给定介质中传播时，下列说法中正确的是     （   ）

A．振幅越大，则波传播的速度越快

B．振幅越大，则波传播的速度越慢

C．在一个周期内，振动质元走过的路程等于一个波长

D．振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短

例12.如图是一列简谐横波在某时刻的波形图，已知图中b位置的质点起振比a位置的质点晚0.5s，b和c之间的距离是5m , 则此列波的波长和频率应分别为    (    )

A．5m，1Hz

B．10m，2Hz

C．5m，2Hz

D．10m，1Hz

T=λ/V；f=1/ T

例13.一列简谐波沿x轴传播，如图所示，甲乙分别为传播方向上相距3m的两质点的振动图像，如果波长大于1.5m则播的传播速度可能是          (    ) /多选/

A.30m/s

B.15m/s

C.10m/s

D.6m/s

多普勒效应

例14.如图所示，让小球P一边贴水面每秒振动5次，一边沿x轴正方向匀速移动，O点是它的初始位置。图示为恰好经10个周期时观察到的水面波，图中的实线表示水面波的波峰位置，此时小球P处于波峰位置，激起的第一个波峰刚好传到40 cm处。那么水面波的传播速度及小球P匀速移动的速度分别是   (    )

A.0.2 m／s、0.1 m／s                    

B.0.1 m／s、0.1 m／s

C.0.2 m／s、0.2 m／s                     

D.20 m／s、10 m／s

波的干涉：

振动加强点的振动总是加强的（但不代表总处于波峰或波谷）；振动减弱点的振动总是减弱的（振动减弱点的质点总是处于平衡位置）。

例15.由两个完全相同的波源S1与S2发出的两列波在某时刻的情况如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，下列说法正确的是       （    ）

A．处于波谷与波谷相遇处质点振动一定最弱

B．处于波峰与波峰相遇处的质点振动一定最强

C．振动最强的质点的位移始终最大，大小为每一列波振幅的2倍

D．振动最弱的质点除了该时刻处于波峰与波谷的交点外，没有其它质点

例16.如图所示表示两列相干水波某时刻的波峰和波谷位置，实线表示波峰，虚线表示波谷，相邻实线与虚线间的距离为0.2m，波速为1m/s，在图示范围内可以认为这两列波的振幅均为1cm，C点是相邻实线与虚线间的中点，则              (    )  /多选/

A.图示时刻A、B两点的竖直高度为2cm

B.图示时刻C点正处在平衡且向水面上运动

C.F点到两波源的路程为零

D.经0.1s，A点的位移为零

例17.一波源在绳的左端发出半个波①,频率f1,振幅A1;同时另一波源在绳右端发出半个波②,频率f2(f2＞f1),振幅A2,P为两波源的中点,如图所示,下列说法错误的是(     ) 

/多选/

A.两列波同时到达P点

B.两列波相遇时P点波峰值可达到A1+A2

C.两列波相遇再分开后,各自保持原波形传播

D.因频率不同,这两列波相遇不能叠加

波的衍射：当波长与障碍物的长度接近或相差不大时会发生明显衍射现象

例18.如右图一小型渔港的防波堤两端MN相距约60m，在防波堤后A、B两处有两个小船进港躲避风浪。某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播，下列说法中正确的有 （    ）   /多选/

A．假设波浪的波长约为10m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响

B．假设波浪的波长约为10m，则A、B两处小船明显受到波浪影响

C．假设波浪的波长约为50m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响

D．假设波浪的波长约为50m，则A、B两处小船明显受到波浪影响

双缝干涉：△X=(L/d)λ  /△X 代表相邻亮条纹或暗条纹的间距；L代表两屏间距离；d代表双缝间距；λ代表入射光波长/

例19.如图所示是杨氏双缝干涉实验示意图，其中S1，S2为双缝，D为光屏，实验中观察到屏上O点为亮文的中心，P1为第一级亮文的中心，若将双缝间的距离变小，其他条件不变，则     （   ）                                                                             A.屏上的干涉条纹的间距将变小                                                  B.屏上的O点可能出现暗条纹                                                      C.屏上P1位置仍然可能为亮条纹的中心                                            D.屏上P1位置可能为暗条纹的中心

全反射：全反射的发生条件（a.光要从光密介质射向光疏介质； b.入射角要大于或等于临界角）；SinC=1/n 其中C为临界角

例20.光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。以下关于光导纤维的说法正确的是      （   ）   

                                                                           A．内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射                B．内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与 外套的界面发生全反射                C．内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生折射                  D．内芯的折射率比外套相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用           

例21.如图AOB为半圆玻璃砖截面图，玻璃的折射率n=，现有一束平行光线以45º角入射到AB面上。结合适当的计算画出光不能从圆柱面射出的临界光线，并求半圆柱面上无光射出的面积与整个半圆柱面面积之比（设不能从圆柱射出的光线立即被半圆柱面吸收）。

狭义相对论两个基本假设: (a.狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的；b.光速不变原理)

例22.如图甲所示，强强乘速度为0.9（为光速）的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为             。（填写选项前的字母）

（A)0.4c           (B)0.5c

 (C)0.9c           (D)1.0c

把列车当成静止，解决问题（时间的相对性）

书本P102 最后一段话

例24

惯性系S中有一边长为l的正方形（如图A所示），从相对S系沿x轴方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是     （    ）

选修3-4知识点复习答案

1-5：C/C/B/AC/是

6-10：D/D/AD/2：1  1：4/AD

11-15：D/A/AC/A/B

16-20：BD/BD/AD/D/A

21-24：1：2/D/C/C