2024屆高考：自編口訣快速記住原子物理知識(shí) (2)學(xué)案

這是一份2024屆高考：自編口訣快速記住原子物理知識(shí) (2)學(xué)案，共10頁(yè)。學(xué)案主要包含了機(jī)械振動(dòng)，機(jī)械波，光學(xué)，電磁振蕩，相對(duì)論，實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容，歡迎下載使用。

一、機(jī)械振動(dòng)
1、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的兩種模型
2.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)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
①相隔eq \f(T,2)的奇數(shù)倍的兩個(gè)時(shí)刻，振子位置關(guān)于平衡位置對(duì)稱，位移、速度、加速度大小相等，方向相反。
②如圖所示，振子經(jīng)過(guò)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(guò)程中通過(guò)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(guò)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。
3.單擺
(1)回復(fù)力：擺球重力沿切線方向的分力，F(xiàn)回＝－mgsin θ＝－eq \f(mg,l)x＝－kx，負(fù)號(hào)表示回復(fù)力F回與位移x的方向相反。
(2)向心力：細(xì)線的拉力和重力沿細(xì)線方向的分力的合力充當(dāng)向心力，F(xiàn)向＝FT－mgcs θ。
(3)兩點(diǎn)說(shuō)明
當(dāng)擺球在最高點(diǎn)時(shí)，F(xiàn)向＝eq \f(mv2,l)＝0，F(xiàn)T＝mgcs θ。
當(dāng)擺球在最低點(diǎn)時(shí)，F(xiàn)向＝eq \f(mveq \\al(2,max),l)，F(xiàn)向最大，F(xiàn)T＝mg＋meq \f(veq \\al(2,max),l)。
4、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)公式和圖象的理解與應(yīng)用
(1)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式：x＝Asin(ωt＋φ)
(2)根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象可獲取的信息
①確定振動(dòng)的振幅A和周期T。(如圖所示)
②可以確定振動(dòng)物體在任一時(shí)刻的位移。
③確定各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向。判斷方法：振動(dòng)方向可以根據(jù)下一時(shí)刻位移的變化來(lái)判定。下一時(shí)刻位移若增加，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向是遠(yuǎn)離平衡位置；下一時(shí)刻位移如果減小，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向指向平衡位置。
④比較各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的加速度(回復(fù)力)的大小和方向。
⑤比較不同時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的勢(shì)能和動(dòng)能的大小。質(zhì)點(diǎn)的位移越大，它所具有的勢(shì)能越大，動(dòng)能則越小。
6、受迫振動(dòng)和共振
（1）自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)和共振的關(guān)系比較
（2）對(duì)共振的理解
1)共振曲線：如圖所示，橫坐標(biāo)為驅(qū)動(dòng)力頻率f，縱坐標(biāo)為受迫振動(dòng)的振幅A。其特點(diǎn)：
①反映了驅(qū)動(dòng)力頻率對(duì)某固有頻率為f0的振動(dòng)系統(tǒng)受迫振動(dòng)振幅的影響；
②反映了f與f0越接近，受迫振動(dòng)的振幅A越大；
③當(dāng)f≈f0時(shí)，振幅A最大。
2)能量轉(zhuǎn)化：做受迫振動(dòng)的系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒，系統(tǒng)與外界時(shí)刻進(jìn)行能量交換。發(fā)生共振時(shí)系統(tǒng)的能量最高。
二、機(jī)械波
1、機(jī)械波 橫波和縱波
2、波速、波長(zhǎng)和頻率的關(guān)系
（1）波長(zhǎng)λ：在波動(dòng)中，振動(dòng)相位總是相同的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離。
（2）頻率f：與波源的振動(dòng)頻率相等。
（3）波速v：v＝λf＝eq \f(λ,T)或v＝eq \f(Δx,Δt)。
3.機(jī)械波的傳播規(guī)律
(1)波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，波長(zhǎng)和波速發(fā)生改變，但頻率和周期都不會(huì)改變。
(2)振源經(jīng)過(guò)一個(gè)周期T完成一次全振動(dòng)，波恰好向前傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離，所以v＝eq \f(λ,T)＝λf。
(3)經(jīng)過(guò)Δt＝nT(n＝1，2，3，…)時(shí)，波形不變。
(4)在波的傳播方向上，當(dāng)兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為λ的整數(shù)倍時(shí)，即nλ(n＝1，2，3…)時(shí)，它們的振動(dòng)步調(diào)總相同；當(dāng)兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為eq \f(λ,2)的奇數(shù)倍時(shí)，即(2n＋1)eq \f(λ,2)(n＝0，1，2，3…)時(shí)，它們的振動(dòng)步調(diào)總相反。
（5）波的多解問(wèn)題
造成波動(dòng)問(wèn)題多解的主要因素有
4.波的圖象的理解及應(yīng)用
(1)波的圖象反映了在某時(shí)刻介質(zhì)中的各質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移情況，圖象的橫軸表示各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，縱軸表示該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移，如圖所示。
(2)圖象的應(yīng)用
①直接讀取振幅A和波長(zhǎng)λ，以及該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移。
②確定某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)加速度的方向，并能比較其大小。
③結(jié)合波的傳播方向可確定各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向或由各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向確定波的傳播方向。
（3）振動(dòng)圖象和波的圖象的比較
5.波的干涉和衍射
（1）波的干涉現(xiàn)象中加強(qiáng)點(diǎn)、減弱點(diǎn)的判斷方法
1)公式法
某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是加強(qiáng)還是減弱，取決于該點(diǎn)到兩相干波源的距離之差Δr。
①當(dāng)兩波源振動(dòng)步調(diào)一致時(shí)，若Δr＝nλ (n＝0，1，2，…)，則振動(dòng)加強(qiáng)；若Δr＝(2n＋1)eq \f(λ,2) (n＝0，1，2，…)，則振動(dòng)減弱。
②當(dāng)兩波源振動(dòng)步調(diào)相反時(shí)，若Δr＝(2n＋1)eq \f(λ,2) (n＝0，1，2，…)，則振動(dòng)加強(qiáng)；若Δr＝nλ (n＝0，1，2，…)，則振動(dòng)減弱。
2)波形圖法
如圖所示，在某時(shí)刻波的干涉的波形圖上，波峰與波峰(或波谷與波谷)的交點(diǎn)，一定是加強(qiáng)點(diǎn)，而波峰與波谷的交點(diǎn)一定是減弱點(diǎn)，各加強(qiáng)點(diǎn)或減弱點(diǎn)各自連接而成以兩波源為中心向外輻射的連線，形成加強(qiáng)線和減弱線，兩種線互相間隔，加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)之間各質(zhì)點(diǎn)的振幅介于加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)的振幅之間。
6.多普勒效應(yīng)
(1)條件：波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
(2)現(xiàn)象：觀察者感到頻率發(fā)生變化。
(3)實(shí)質(zhì)：波源頻率不變，觀察者接收到的頻率變化——波源與觀察者如果相互靠近，觀察者接收到的頻率增大。波源與觀察者如果相互遠(yuǎn)離，觀察者接收到的頻率減小。
三、光學(xué)
1、光的折射定律 折射率
（1）折射定律
1)內(nèi)容：折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦值與折射角的正弦值成正比。
2)表達(dá)式：eq \f(sin θ1,sin θ2)＝n12，式中n12是比例常數(shù)。
（2）折射率
1)物理意義：折射率反映介質(zhì)的光學(xué)特性，折射率大，說(shuō)明光從真空射入到該介質(zhì)時(shí)偏折角大，反之偏折角小。
2)定義式：n＝eq \f(sin θ1,sin θ2)，不能說(shuō)n與sin θ1成正比，與sin θ2成反比。折射率由介質(zhì)本身的光學(xué)性質(zhì)和光的頻率決定。同一種介質(zhì)中，頻率越大的色光折射率越大，傳播速度越小。
3)計(jì)算公式：n＝eq \f(c,v)，因v