1. 知识整理
2. 考点分析
测试点1 简谐运动 简谐运动的表达式及图像
1）如果作用于粒子上的力与该粒子偏离平衡位置的位移大小成正比，且力始终指向平衡位置，则该粒子的运动为简谐运动。
简谐运动的恢复力为：F = –kx 注：其中x为相对于平衡位置的位移。
区分：某一位置的位移（相对于平衡位置）和某一过程的位移（相对于起点）
①恢复力始终指向平衡位置，且始终与位移方向相反。
②-k对于一般的简谐运动来说，k只是一个比例系数，不能理解为刚度系数
③F back = -kx是证明物体是否做简谐运动的依据
2）简谐运动表达式：-x=A sin(ωt+φ)
3) 简谐运动图：描述振子从平衡位置的位移，并根据正弦（余弦）函数定律随时间变化。需要用适当的模型分析该图。斜率决定速度的方向。注意，在振幅处，速度没有方向。
A. 简谐运动（关于平衡位置）是对称且相等的
①同点：速度大小相等，方向相等，位移、恢复力、加速度大小相等，方向相等。 ②对称点：速度大小相等，方向相等，位移、恢复力、加速度大小相等，方向相等。 反之。
③ 对称段：经过的时间相同
④在一个周期内，振荡器行进的距离须为4A（A为振幅）；
在半个周期内，振荡器行进的距离必定是 2A；在四分之一周期内，振荡器行进的距离可能不是 A。
振子在每一个周期后，都要回到原来的起点；在每半个周期后，都要到达关于平衡位置的另一侧的对称点，速度方向相反。B.振幅与位移的区别：
1、位移是矢量，振幅是标量，等于最大位移的值。
（2）对于给定的简谐振动，振子的位移总是变化的，而振幅保持不变
测试点2：单摆周期与长度的关系（实验、探索）
1）单摆的等时性（伽利略）；即周期与摆球的质量无关，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：测量N次全振所用的时间t，则T=t/N）
3）数据处理：（1）平均法；（2）图解法：利用l和
作为纵横坐标，使
图表（将非线性关系转化为线性关系）；
4）振动周期为2秒的单摆称为二摆
摆钟原理：钟面上显示的时间与钟摆摆动的次数成正比
测试点3：受迫振动与共振
受迫振动：在周期性的外力作用下，保持振幅恒定的振动，也叫无阻尼振动或恒幅振动。 = ，与 无关。 与 |— | 越大，A逼越小，|f策—f固| 越小，A逼越大。
当驱动力频率与固有频率相等时，受迫振动的振幅最大（共振）共振的预防及应用
测试点4 机械波 横波和纵波 横波的图像
1）机械波
（1）产生机械波的条件：振动源、介质——有机械振动不一定形成机械波。机械波必须有机械振动。
（2）机械波的速度由介质决定，同一类型的不同机械波在同一介质中，其传播速度相同，与振源的速度无关。
（3）机械波传递振动形式（由振动源决定）、能量（由振幅反映）、信息。
2）机械波可分为横波和纵波
横波：质点振动方向与波的传播方向垂直。特点：有波峰、有波谷，只能在固体中传播（条件：剪切变形）。为方便起见，水波被认为是横波。
纵波：质点振动方向与波的传播方向在同一直线上。特点：有疏有密。气体、液体只能传播纵波。
3）波的独立传播和叠加
4）次声波和超声波
次声波：频率小于20Hz，波长较长，易绕射，传播距离长，研究和应用才刚刚起步。超声波：频率大于，波长短，直线传播效果好（声纳），穿透能力强（几厘米厚的金属）。
广泛用于：声纳、B超、雷达、探伤、超声波加湿、制作照相胶乳
5）剪切波图：表示某一时刻各粒子相对于平衡位置的位移。后一个粒子的振动总是重复前一个粒子的振动；特别需要能够确定粒子的振动方向或波的传播方向。
注意：（1）周期性和方向性导致的多种解的可能性；
（2）波传播的距离与粒子传播的距离不同。
6）波动图表示的是“某一时刻” “每个质点” 的位移，而振动图表示的是“每一时刻” 介质中“某个质点” 的位移。
测试点5：波长、频率（周期）与波速的关系
（v由介质决定，f由波源决定）
①波形以匀速向前移动，粒子本身不发生迁移，x可以看作是波峰（波谷）移动的距离
②在波动图中，无论时间多长，粒子的横坐标必定保持不变。
③介质中所有质点的振动位置必须处于平衡位置，且振动方向必须与振源的振动方向相同
④ 注意双向性和周期性 ⑤ 注意坐标轴的单位（是m还是cm；有没有×等）
注：当同时涉及振动和波时，两者应匹配。
关于振动和波
（1）质点振动方向的确定：振动曲线图（横轴为时间轴）：沿时间轴向上、向下
波浪图（横轴为位移轴）：逆波传播方向——上坡、下坡
共同规律：在同一斜面（或平行斜面）上，振动方向相同，否则相反
（2）一段时间后的图像
a. 振动图像：直接向后延伸
b. 波动图像：不能向后延伸，但波形要向后平移
（三）几个物理量的含义：
周期（频率）：决定振动的速度。当进入不同的介质时，T（f）保持不变。
振幅：决定振动的强度 波速：决定振动能量在介质中传播的速度
⑷几种对应关系
① 一个物体的运动（或声音）引起另一个物体的运动（或声音）——受迫振动→共振
②不同位置高中物理振动和波，强弱交替——干扰（要求：两个波源频率相同）
干涉：
a.振动加强区与振动减弱区相互分离；
b.加强点总是加强的（注意：加强意味着幅度很大，千万不要误以为这些点总是位于波峰或波谷），而削弱点总是减弱的。
c.判断：若两振源同相振动，则加强点到两振源的距离差为波长的整数倍，减弱点到两振源的距离差为波长的整数倍。
两个源之间的路径差是半波长的奇数倍。
③绕过障碍物——衍射（要求：狭缝、孔洞或障碍物的尺寸与波长差不多或者比波长小）经过狭缝后衍射波的振幅比原波要小
★多种波浪问题类型
1. 方向多解：考虑是否可以左转或右转
（2）多种波形解：★几种典型的不受力的运动：静止或匀速直线运动
一些最简单的运动
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
测试点6 波的反射和折射 波的衍射和干涉
1.波面（波前）：振动状态始终不变的点的集合；波线：垂直于波面的线。
2、惠更斯原理：介质中任意波面上的每一点都可以看作是一个向外发射子波的波源，在随后的任意时刻，这些子波的包络线就是新的波面。
3.
（1）不干涉原则；
（2）叠加原理。反射、折射、干涉：在Δx=kλ时，振动加强；在Δx=（2k+1）λ/2时，振动减弱。
（3）衍射（产生明显衍射现象的条件）
4.波的干涉：
（1）同频
（2）现象：强化区与弱化区相互分离（强化区一直在强化，弱化区一直在弱化）
测试点7 多普勒效应
（1）现象：由于波源与观察者之间存在相对运动，导致观察者感觉到频率（音调）发生变化。结论：当波源远离观察者时，观察者接收到的频率减小；当波源靠近观察者时，观察者或接收的频率增加。
(2) 应用：A. 利用发射波与接收波的频率差异，制成多普勒测速仪，测量运动物体的速度。B. 利用超声波发射到人体血液并被人体血液接收时的频率变化，制成多普勒测速仪，测量人体血液的速度。流速 - 颜色
测试点8 电磁振荡、电磁波的发射和接收
1）麦克斯韦电磁场理论：
1.变化的磁场产生电场；变化的电场产生磁场
（二）扩展： 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：电磁场在其发生区域的空间中由近到远传播时，就形成了电磁波。
电磁波的特点：
① 电磁波是物质波，不需要介质，可以在真空中独立传播。
②电磁波是横波，磁场、电场、传播方向互相垂直。
③电磁波具有波的一般性质，能引起干涉、衍射等现象。
④电磁波可以脱离“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，但电磁波仍然继续在空间传播。
⑤电磁波在真空中的速度等于光在真空中的速度，c=3×108m/s。
3）赫兹的电火花实验证实了麦克斯韦的电磁场理论。
4）电磁振荡（LC振荡电路）：
①线圈上感应电动势等于电容器两端的电压
②电磁振荡的周期和频率
1）电磁波的速度：v=λf。同一种电磁波从一种介质传播到另一种介质时，频率不变，但波长和速度会发生变化。
2）电磁波的发射和接收
1.无线电波的发射
a.为有效地传输电磁波，振荡电路必须具备以下特性： ①必须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中
b. 调制：一种根据各种信号改变电磁波的技术。调制有两种类型：幅度调制 (AM) 和频率调制 (FM)。
（2）无线电波的接收：
a. 调谐（频道选择）：在接收电路中引起电共振的过程
b.解调（检测）：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、电源、计算机等组成。雷达采用微波波段，每次发射约需百万分之一秒，结果直接显示在显示器上。发射机和接收机合二为一（与电视系统不同）。
测试点8 电磁波谱 电磁波及其应用
电磁波谱：波长由长到短（频率由低到高）排列
无线电波 → 红外线 → 可见光 → 紫外线 → X 射线 → G 射线
同一介质中的波速：由大到小
1）无线电波
2）红外线：所有物体都会辐射红外线
（1）主要性质： ①最显著的效应：热效应。温度越高，辐射能力越强； ②一切物体都在不断地辐射红外线。
（2）应用：红外摄影、红外遥感、遥控、加热
3）可见光谱（波长从长到短）：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫
① 明亮的天空：大气散射；
②天空是蓝色的：波长较短的光比波长较长的光更容易散射；
③清晨和傍晚天空呈红色：红光波长最长贝语网校，能轻松绕过障碍物
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，促进人体维生素D的合成
5）X射线：由原子内壳层电子受激跃迁产生
（1）主要性能：穿透能力强，
（2）应用：金属探伤、人体透视
6）G射线：原子核受激辐射
（1）主要性能：穿透能力强，可穿透几厘米厚的铅板（几十厘米厚的混凝土）
（2）应用：金属探伤
7）太阳辐射的能量集中在可见光、红外光、紫外光三个区域。其中，在黄绿光附近辐射能量最强（人眼对这一区域的电磁辐射最敏感）
测试点9：光的折射定律和折射率
1）光的折射定律
①入射角、反射角、折射角是每条光线与法线之间的夹角；
②表达方式：
③光的折射现象中，光路也是可逆的
2）折射率 光从真空折射到某种介质中时，入射角的正弦与折射角的正弦之比称为该介质的绝对折射率，用符号n表示。
n是反映介质光学特性的物理量，n越大，光发生偏折的程度越大，折射的原因是光在不同介质中传播的速度不同。
当白光经过三棱镜后，分解成各种色光，在屏幕上形成红色→紫色的彩色光带（注：在不同介质中，光的频率不会发生变化。）
测试点10 玻璃折射率的测定（实验、探索）
1、实验改进：求出入射光与折射光后，可以以入射点O为圆心，任意长度为半径画一个圆，分别与AO和OO'（或OO'的延长线）相交于C、D点，过C、D点作垂直线至NN'，与NN'相交于C'、D'点，则易得：n=CC'/DD'
2. 实验方法：插针法
测试点11：光纤中光的全反射
i越大，γ越大，折射光变弱，反射光变强。
1）全反射：
光稀介质与光密介质：折射率小的介质称为光稀介质，折射率大的介质称为光密介质。
注意：光学稀疏介质和光学密集介质是相对的。
全反射是指当光从密度较大的介质发射到密度较小的介质时，折射光消失。
），只剩下反射光的现象。
2）发生全反射的条件： ①光必须从密度较大的介质射向密度较小的介质 ②入射角必须大于（或等于）
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：比平面镜反射的畸变小
②光纤：内芯折射率高，外套折射率低
P71 光纤 P72 做一个时间计算，注意光的距离不是两地之间的距离，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
测试点12 光的干涉、衍射和偏振
1）光的干涉现象：这是波所特有的现象，由托马斯·杨（ Young）首次观察到。
（1）双缝干涉实验中，条纹宽度或条纹间距为：
L：屏幕与挡板之间的距离，d：双缝之间的距离，λ：光的波长，△x：相邻亮（暗）条纹之间的距离
（2）图像特征：
中心为亮条纹，明暗条纹等间距对称分布在两边，红光下明暗条纹最宽（λ最大），紫色下明暗条纹最窄，白光干涉像中心亮条纹外侧为红色。
2）光的颜色和色散
A.薄膜干涉（等厚干涉）：图像特点：同一亮（或暗）条纹上对应的薄膜厚度完全相同，用不同λ、不同条纹间距的光进行实验，单色光在肥皂膜上（上层薄膜较薄，下层较厚）形成横向的明暗条纹
B. 薄膜干涉色散
1.各种胶片呈现彩色现象，一般都是由于干涉作用造成的。
（二）、原理：光线在薄膜正反面反射形成
3.现象：同一膜厚对应同一亮线（或暗线）
⑷.厚度变化越快，条纹越密集。入射白光形成彩色条纹。
C. 折射过程中的色散
（1）光线穿过棱镜后，向棱镜底部偏转，折射率越大，偏转程度越大。
（2）不同颜色的光在同一介质中，折射率不同。在同一介质中，从红光到紫光，波长变短，折射率变大，波速变慢。
3）光的衍射：单缝衍射像的特点：中心最宽、最亮；两边条纹间距不等，且较暗；条纹数量较少。（白光入射到像上即为彩色条纹）。
光的衍射条纹：中间宽、两边窄的明暗条纹（典型例子：泊松亮点）
共同点：同等条件下，波长越长，条纹越宽
4）光的偏振：证明光是横波；常见的光的偏振现象：摄影、太阳镜、动态幻灯片、晶体检测、玻璃反射
1.偏光片是由特定的材料制成的，上面有一个特殊的方向（称为透射方向），只有振动方向与透射方向平行的光波才能穿过偏光片。
（2）当只有一张偏光膜时，以光的传播方向为轴，旋转偏光膜，透射光的强度保持不变。当两张偏光膜的透射方向平行时，透射光的强度最大，但比透过一张偏光膜时透射光的强度要小。当两张偏光膜的透射方向垂直时，透射光的强度最弱高中物理振动和波，几乎为零。
（3）只有横波才有极化现象。
⑷ 光波的光敏性和生理效应主要是由电场强度E引起的，因此，常把E的振动称为光振动。
⑸除了从光源（如太阳、电灯等）直接发射出来的光外，我们平时所见到的光线大部分都是偏振光，自然光射到两种介质的界面时，如果入射光的方向合适，反射光与折射光的夹角正好是90°，此时反射光和折射光都是偏振光，而且偏振方向互相垂直。
⑹ 偏振的应用：摄影、LCD显示、汽车灯（偏振方向一致且与水平面成45°）、3D电影（左眼偏振片的偏振方向与左投影机上的偏振方向相同，右眼偏振片的偏振方向与右投影机上的偏振方向相同）
测试点13 激光的特性及应用
激光是一种人工产生的相干光。
（1）电磁波的频率越高，能量越大，能比无线电波传输更多的信息。
（2）特点：
A.单频（带宽非常小）。
B.相干性好：可以传递信息，可以用于全息照相；
C.平行性好（方向性好），传播很长距离后能保持一定的强度，能准确测距。应用于VCD、雷达测距、测速（多普勒原理）、目标跟踪等；
D.亮度高（能在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量）。应用：激光刀、引起核聚变等。
第14点 狭义相对论的基本假设 狭义相对论的空间和时间观与经典理论的空间和时间观的区别
1）相对论的诞生
（1）伽利略相对性原理：任何惯性系的力学定律都是相同的
（2）狭义相对论的两个基本假设
A.狭义相对论原理：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是相同的。结论：不管光源和观察者作何相对运动，光速都是相同的。
2）时间与空间的相对性
（1）同时性的相对性
（2）长度相对性：一根杆沿其自身长度方向运动时的长度总是小于它静止时的长度。
（3）时间间隔的相对性：从地面观察，航天器上的时间流逝比地面上慢。
（4）空间和时间相对性的验证
（1）空间和时间相对论的最早证据与宇宙射线的观测有关。（2）相对论的首次宏观验证是在1971年。
（5）空间和时间的相对论 古典物理学认为空间和时间独立于物质而存在，是绝对的，空间和时间之间没有联系。而相对论则认为空间和时间与物质的运动状态有关。
测试点15 狭义相对论的几个重要结论
★广义相对论简介（无需死记硬背）
A.广义相对论原理与等效原理广义相对论原理：在任何参考系中，物理定律都是相同的等效原理：均匀引力场等效于匀速加速运动的参考系
B. 广义相对论的几个结论
（一）物质的引力使光弯曲
① 日全食期间的观测结果是广义相对论最早的验证
②一束光线垂直于运动方向射入航天器，航天器外的观察者认为这束光线是沿直线行进的，但航天员以航天器为参考系观察到的现象是：若航天器沿匀速直线运动，则航天器上的观察者记录下来的光线路径是一条偏离船尾的直线。若航天器沿匀速加速直线运动，则船上观察者记录下来的光线路径是一条向下的曲线。
（2）引力场的存在，导致宇宙空间中不同位置的时间进程不同，在引力强的行星附近，时间进程会减慢。
已证实：天文观测观测到小尺寸、大质量矮星引力红移现象
物理大师开了一家商店
初中、高中学生必备教具特卖……
- 结尾 -