江蘇 史瑞航

(作者單位：江蘇省江陰市南菁高級中學(xué))

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高考新課標選修3-4復(fù)習(xí)備考之我見

2017年高考已經(jīng)落下帷幕，為了拓寬自己知識的廣度和深度，這個暑假認真地做了最近幾年的全國卷，頗有感觸，現(xiàn)就選修3-4內(nèi)容的備考談?wù)勛约旱囊娊狻?/p>

要點一、機械振動

圖象法和公式法描述振動是本專題采用的兩種方法。質(zhì)點從平衡位置開始計時，表達式為x=Asinωt，質(zhì)點從最大位移處開始計時，表達式為x=Acosωt。

【例1】如圖1所示是質(zhì)點做簡諧運動的圖象，由此可知

( )

圖1

A．t=0時，質(zhì)點的位移、速度均為零

B．t=1 s時，質(zhì)點的位移最大，速度為零，加速度最大

C．t=2 s時，質(zhì)點的位移為零，速度負向最大，加速度為零

D．t=4 s時，質(zhì)點停止運動

E．質(zhì)點的周期為4 s，頻率為0.25 Hz

【答案】BCE

要點二、機械波的傳播

【例2】(2017·武漢武昌區(qū)調(diào)研)一列簡諧橫波，在t=0.6 s時刻的圖象如圖2甲所示，波上A質(zhì)點的振動圖象如圖2乙所示，則以下說法正確的是

( )

圖2

A．這列波沿x軸正方向傳播

C．從t=0.6 s開始，質(zhì)點P比質(zhì)點Q晚0.4 s回到平衡位置

D．從t=0.6 s開始，緊接著的Δt=0.6 s時間內(nèi)，A質(zhì)點通過的路程是4 m

E．若該波在傳播過程中遇到一個尺寸為10 m的障礙物，不能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象

【答案】ABD

【總結(jié)】(1)波的傳播方向與質(zhì)點振動方向的互判方法

內(nèi)容圖象“上下坡”法沿波的傳播方向，“上坡”時質(zhì)點向下振動，“下坡”時質(zhì)點向上振動“同側(cè)”法波形圖上某點表示傳播方向和振動方向的箭頭在圖線同側(cè)“微平移”法將波形沿傳播方向進行微小的平移，再由對應(yīng)同一x坐標的兩波形曲線上的點來判斷振動方向

(2)解決兩種圖象的綜合性問題，要注意四點。

①分清振動圖象與波動圖象。橫坐標為x則為波動圖象，橫坐標為t則為振動圖象。

②看清橫、縱坐標的單位。尤其要注意單位前的數(shù)量級。

③找準波動圖象對應(yīng)的時刻。

④找準振動圖象對應(yīng)的質(zhì)點。

【例3】(2017·河南商丘市高三第二次模擬考試)如圖3所示是某繩波形成過程的示意圖，1，2，3，4…。為繩上的一系列等距離的質(zhì)點，相鄰兩質(zhì)點間的距離均為10 cm，繩處于水平方向；質(zhì)點1在外力作用下沿豎直方向做簡諧振動，帶動2，3，4…。各個質(zhì)點依次上下振動，把振動從繩的左端傳到右端，t=0時質(zhì)點1開始豎直向上運動，經(jīng)過t=0.1 s達到最大位移20 cm處，這時質(zhì)點3開始運動，以向上為正方向，下列說法正確的是

( )

圖3

A．該波的波速一定是2 m/s

B．該波的波長一定是0.8 m

C．質(zhì)點3振動后離開平衡位置的最大位移一定是20 cm

D．質(zhì)點3開始運動時運動方向一定向上

E．質(zhì)點3的振動方程一定是y=20sin5πt(cm)

【答案】ACD

【總結(jié)】由于振動、波動的周期性、波動的雙向性等將引發(fā)波動問題的多解性。解決波的多解問題的思路是：一般采用從特殊到一般的思維方法，即找出一個周期內(nèi)滿足條件的關(guān)系Δt或Δx，若此關(guān)系為時間，則t=nT+Δt(n=0，1，2…)；若此關(guān)系為距離，則x=nλ+Δx(n=0，1，2…)。

要點三、干涉和衍射

【例4】如圖4甲所示，OP=s，t=0時刻質(zhì)點O開始振動，產(chǎn)生沿O、P所在直線向右傳播的簡諧橫波，圖4乙為質(zhì)點P從t=t1時刻開始振動的圖象，則以下說法正確的是

( )

圖4

A．t=0時刻質(zhì)點O的振動方向沿y軸正方向

B．t2時刻質(zhì)點P振動速度最大，方向沿y軸負方向

【答案】ACD

【總結(jié)】波的特有現(xiàn)象——波的疊加、干涉、衍射、多普勒效應(yīng)。

(1)波的干涉：①必要條件：頻率相同。

加強區(qū)始終加強，減弱區(qū)始終減弱，加強區(qū)的振幅A=A1+A2，減弱區(qū)的振幅A=|A1-A2|。

(2)衍射(任何波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象，區(qū)別在于現(xiàn)象是否明顯)。只有障礙物或孔(縫)的尺寸跟波長差不多，或者比波長更小時才能產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象。

(3)多普勒效應(yīng)：如果二者相互接近，觀察者接收到的頻率變大；如果二者相互遠離，觀察者接收到的頻率變小。

要點四、電磁波、光的干涉和衍射等現(xiàn)象

【例5】(2017·成都外國語學(xué)校高三4月月考)下列說法中正確的是

( )

A．光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波，但并非所有的波都能發(fā)生偏振現(xiàn)象

B．電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生,若波源的電磁振蕩停止空間的電磁波隨即消失

C．在光的雙縫干涉實驗中，若僅將入射光由紅光改為綠光，則干涉條紋間距變窄

D．一束白光從空氣射入玻璃三棱鏡后形成彩色條紋，是因為玻璃三棱鏡吸收了白光中的一些色光

E．火車過橋要慢行，目的是使驅(qū)動力頻率遠小于橋梁的固有頻率，以免發(fā)生共振損壞橋梁

【答案】ACE

【點評】(1)兩類光的干涉

②薄膜干涉：從薄膜前后表面反射的兩列波疊加產(chǎn)生的干涉。應(yīng)用：檢查平面的平整度、增透膜等。

(2)光的衍射：光的衍射條紋和干涉條紋不同。泊松亮斑是光的衍射引起的。

兩種圖樣：干涉圖樣(等距)與衍射圖樣(中間寬且亮的)。

(3)光的偏振：光的偏振現(xiàn)象證明光是橫波。常見應(yīng)用有：照相機鏡頭上的偏振片、立體電影等。

(4)麥克斯韋提出“光是一種電磁波”的假設(shè)，赫茲用實驗驗證了電磁說的正確性。

(5)電磁波的發(fā)射端：調(diào)幅與調(diào)頻。無線電波的接收端：調(diào)諧、解調(diào)。

要點五、幾何光學(xué)

圖5

(1)畫出光路圖并計算出光從棱鏡第一次射入空氣時的折射角；

(2)光從進入棱鏡到它第一次從棱鏡中射出所經(jīng)歷的時間(光在真空中的傳播速度為c)。

圖6

【解析】(1)光路如圖6所示

i1=60°，設(shè)玻璃對空氣的臨界角為C，則

i1gt;45°，光在AB面發(fā)生全反射，i2=i1-30°=30°lt;C

(作者單位：江蘇省江陰市南菁高級中學(xué))