内部资料，请勿外传1 前言 本资料是一套结合高中物理新课改的高二资料，更加注重提高学生的学习能力，解 题能力和归纳能力特别是把最近三年以来的全国高考和各地区高三的一些考试题目融合到 了我们高二的这本资料中，力求本资料更加具有创新性强、实用性强的特点，针对高二学生 应用基础知识及解决物理问题的能力不强，知识和思维的跨跃难度大的普遍现象，资料的编 排注重引导，注重师生互动，习题的选取注重新颖，实用和梯度强调对“重点热 点”点点突破对学校课堂学习进行有效的超前学习力求让每个学生都能得到有效的提高 本资料绝大部分按120 分钟次编排，老师可根据实际从中选取80 分钟内容讲授，余下部 分作为同学们自由练习 第一讲简谐运动及其描述 第二讲简谐运动的回复力和能量、单摆 第三讲外力作用下的振动 第四讲波的形成和传播、波的图像 第五讲波长、频率和波速的关系 第六讲波的反射和折射、波的衍射 第七讲波的干涉及多普勒效应 第八讲光的折射及光的干涉 第九讲实验: 用双缝干涉测量光的波长及光的颜色色散 第十讲光的衍射及光的偏振 第十一讲全反射及激光 第十二讲电 磁 波 内部资料，请勿外传2 第一讲、简谐运动及其描述 第一课时简谐运动 新知预习 1. 弹簧振子 1）物体（或者物体的一部分）在_位置附近所做的_运动，叫做机械振动. 2）振动的特征：运动具有_性. 3）实际振子的理想化条件： 弹簧的质量比小球质量_得多； 水平杆足够光滑时，可以忽略弹簧以及小球与水平杆之间的摩擦力； 在振动过程中弹簧的形变量在弹簧的_内. 2. 平衡位置 对弹簧振子而言，小球原来_的位置叫做平衡位置. 3. 简谐运动 1）如果质点的位移与时间的关系遵从_函数的规律，即它的振动图象是一条_曲线， 这样的振动叫做简谐运动. 2）简谐运动是最简单、最基本的振动，其振动过程关于_对称，是一种 _运动 . 3）弹簧振子的振动是_. 典题热题 知识点一简谐运动 例 1 简谐运动属于下列哪一种运动( ) A.匀速运动B. 匀变速运动C.非匀变速运动 D.机械振动 例 2 一弹簧振子做简谐运动，则下列说法中正确的是（） A.若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值 B.振子通过平衡位置时，速度为零，加速度最大 C.振子每次通过平衡位置时，加速度相同，速度也一定相同 D.振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同 知识点二简谐运动的图象 例 3 如图 11-1-8 所示 , 为质点 P在 04 s 内的振动图象，下列叙 述正确的是 ( ) A.再过 1 s ，该质点的位移是正向最大 B.再过 1 s ，该质点的速度方向向上 C.再过 1 s ，该质点的加速度方向向上 D.再过 1 s ，该质点的加速度最大图 11-1-8 内部资料，请勿外传3 图 11-1-5 图 11-1-6 图 11-1-7 知识点三振动与牛顿第二定律的综合应用 例 4 弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中( ) A.振子所受的弹力逐渐增大B.振子的位移逐渐增大 C.振子的速度逐渐减小D.振子的加速度逐渐减少 自主广场 我夯基我达标 1. 一个弹簧振子做简谐运动，下列说法正确的是（ ) A.加速度最大时，速度也最大B.速度最大时，位移最大 C.位移最大时，加速度最大D.位移最小时，速度最大 2. 如图所示，轻质弹簧一端固定在地面上，另一端与一薄板连接，薄板的质量不计，板上放一重物. 用手 将重物往下压，然后突然将手撤去，则重物被弹离之前的运动情况是（ ) A.加速度一直增大 B.加速度一直减小 C.加速度先减小后增大 D.加速度先增大后减小 3. 一个弹簧振子振动过程中的某段时间内，其加速度数值越来越大，则在这段时间内（ ) A.振子的速度越来越大B.振子正在向平衡位置运动 C.振子的弹性势能越来越大 D.振子的运动方向与位移方向相反 4. 一个质点在平衡位置O点附近做简谐运动，如图11-1-5所示，若从O点开始计时，经过3 s 质点第一 次经过 M点； 再继续运动，又经过 2 s 它第二次经过M点. 则该质点第三次经过M点所需要的时间是 （ ) A.8 s B.4 s C.14 s D. 3 10 s 5. 如图 11-1-6所示，一块涂有碳黑的玻璃板，质量为2 kg ，在拉力F 的作用下，由静止开始竖直向上做 匀变速运动，一个装有水平振针的振动频率为5 Hz 的固定电动音叉在玻璃板上画出了图示曲线，量得OA 1 cm，OB 4 cm，OC 9 cm. 求拉力 F 的大小（ g10 m/s 2）. 我综合我发展 6. 甲、乙两弹簧振子质量相等，其振动图象如图11-1-7所示，则它们振动的机械能大小关系是E甲 _E乙（填“”“”或“”）；振动频率的大小关系是f甲_f乙；在 04 s 内，甲的 加速度为正向最大的时刻是_，乙的速度为正向最大的时刻是_. 内部资料，请勿外传4 图 11-2-3 7. 如图 11-1-8 所示，质量为m的物体 A放在质量为M的物体 B上，B与弹簧相连， 它们一起在光滑的水平 面上做简谐运动. 若 A、B 间的动摩擦因数为，弹簧的劲度系数为k，要使A、B 在振动过程中无相对滑 动，则 A、B在振动过程中的最大位移不能超过多少？ 图 11-1-8 第二课时简谐运动的描述 新知预习 1. 振幅是振动物体离开平衡位置的_，振幅的两倍表示的是振动的物体_的大小 . 振幅是 _（标，矢）量. 2. 振子以相同的速度（大小和方向）相继通过同一位置所经历的过程称为一次_. 振动质点在一 个全振动过程中通过的路程等于_个振幅 . 3. 周期和频率： 做简谐运动的物体， 完成 _的时间，叫做振动的周期， 单位时间内完成_ 叫做振动的频率. 在国际单位制中，周期的单位是_，频率的单位是_. 周期和频率的关 系是 _. 4. 简谐运动的一般表达式为_，式中 _代表简谐运动的振幅，_代表频率， _代表相位 . 典题热题 知识点一描述简谐运动的基本物理量 例 1 弹簧振子从距离平衡位置5 cm 处由静止释放，4 s内完成5 次全振动，则这个弹簧振子的振幅为 _cm，振动周期为_s ，频率为_Hz， 4 s末振子的位移大小为 _cm，4 s 内振子运动的路程为_cm，若其他条件都不变，只是使振子改为在距 平衡位置2.5 cm 处由静止释放，该振子的周期为_s. 知识点二全振动、振幅和路程的关系 例 2 如图 11-2-3 所示是物体做简谐运动的振动图象. 请根据图象回答下列问题： （1）在图中t1时刻和 t2时刻，物体的位移各是多少？ （2）这个物体的振幅是多大？ （3）这个振动的周期是多少？频率是多大？ （4）判断 t1、t2时刻的物体运动方向. 内部资料，请勿外传5 图 11-2-6 图 11-2-7 图 11-2-8 图 11-2-9 知识点三振动的对称性 例 3 如图 11-2-4 所示，一个做简谐运动的质点，先后以同样大小的速度通过相距10 cm 的 A、B两点，历 时 0.5 s ，过 B点后再经过t=0.5 s质点以方向相反、大小相同的速度再次通过B点，则质点振动的周期 是（） 图 11-2-4 A.0.5 s B.1.0 s C.2.0 s D.4.0 s 知识点四周期性带来的多解性问题 例 4 弹簧振子以O点为平衡位置做简谐运动，从O点开始计时，振子第一次到达M点用了 0.3 s时间，又 经过 0.2 s第二次通过M点，则振子第三次通过M点还要经过的时间可能是（） A. 3 1 s B. 15 8 s C.1.4 s D.1.6 s 自主广场 我夯基我达标 1. 简谐运动的图象的横坐标和纵坐标分别表示运动物体的（ ) A.时间 t ，振幅 A B.时间 t ，对平衡位置的位移x C.对平衡位置的位移x，时间 t D.时间 t ，周期 T 2. 如图 11-2-6所示，在光滑的水平桌面上有一弹簧振子，弹簧劲度系数为k. 开始时，振子被拉到平衡位 置 O的右侧 A处，此时拉力大小为F，然后释放振子从静止开始向左运动，经过时间t 后第一次到达平 衡位置 O处，此时振子的速度为v，在这个过程中振子的平均速度为（ ) A.0 B. 2 v C. kt F D. 不为零的某值，但由题设条件无法求出 3. 一质点做简谐运动，其位移x 与时间 t 的关系曲线如图所示，由图11-2-7 可知（ ) A.质点振动频率是4 Hz B.t=2 s时，质点的加速度最大 C.质点的振幅为2 cm D.t=3 s时，质点所受合外力最大 4. 如图 11-2-8 所示，为一弹簧振子做简谐运动的运动图线，在t1时刻与 t2时刻振子具有相同的（ ) A.加速度 B.速度 C.回复力 D.位移 5. 如图 11-2-9 所示，放在光滑水平面上的弹簧振子，振子质量为m ，振子以 O为平衡位置，在B和 C之间 振动，设振子经平衡位置时的速度为v，则它在由O BO C 的整个运动过程中，弹簧弹力对振子所做 功的大小为（ ) A.2mv 2 B.- 2 1 mv 2 C.3mv2 D. 2 3 mv 2 内部资料，请勿外传6 图 11-2-10 图 11-2-11 6. 弹簧振子在t1时刻速度为v， t2时刻速度也为v， 且方向相同， 已知（t2-t1） 小于周期 T， 则 （t2-t1）（v0） （ ) A.可能大于四分之一周期B.可能小于四分之一周期 C.一定小于二分之一周期D.可能等于二分之一周期 我综合我发展 7. 如图 11-2-10所示，质量为m的物体 A放置在质量为M的物体 B上， B与弹簧相连，它们一起在光滑水 平面上做简谐运动，振动过程中A、B 之间无相对运动. 设弹簧的劲度系数为k，当物体离开平衡位置的 位移为 x 时， A、B间摩擦力的大小等于（ ) A.0 B.kx C. M m kx D. Mm m kx 8.(2006北京高考 ) 某同学看到一只鸟落在树枝上的P 处，树枝在10 s 内上下振动了6 次，鸟飞走后，他 把 50 g 的砝码挂在P处，发现树枝在10 s 内上下振动了12 次. 将 50 g 的砝码换成500 g 后，他发现 树枝在 15 s 内上下振动了6 次. 试估计鸟的质量最接近（ ) A.50 g B.200 g C.500 g D.550 g 9. 一物体沿x 轴做简谐运动，振幅为8 cm，频率为0.5 Hz. 在 t 0 时，位移是4 cm，且向 x 轴负方向运 动，试写出用正弦函数表示的振动方程x=Asin( t+ ). 10. （创新型）已知某人心电图记录仪的出纸速度（纸带移动的速度）为2.5 cm/s ，如图 11-2-12所示是 用此仪器记录下的某人的心电图（图中每个大格的边长为0.5 cm ） . 图 11-2-12 （1） 由图 11-2-12 可知此人的心率是_次/ 分， 它的心脏每跳一次所需的时间是_s. （2）如果某人的心率是75 次 / 分，他的心脏每跳一次大约输送810 -5 m 3 的血液，他的血压（可看作他的 心脏跳动时压送血液的强度）的平均值是1.5 10 4 Pa ，据此估算此人的心脏跳动时做功的平均功率约为 _. 内部资料，请勿外传7 第二讲、简谐运动的回复力和能量、单摆 第一课时、简谐运动的回复力和能量 新知预习 1. 回复力 （1）回复力的方向跟振子偏离平衡位置的位移方向_，总是指向 _位置，它的作用 是使振子能 _平衡位置 . （2） 做简谐运动的弹簧振子的回复力为_， 式中常数k 为比例系数， 叫做弹簧的 _； 负号表示 _. （3）回复力是 _性变化的力 . 2. 简谐运动的能量的特征 （ 1）简谐运动过程是一个_和_不断转化的过程，在任意时刻振动物体的总机械 能_. （ 2）在平衡位置，动能最_，势能最 _；在位移最大处，势能最_，动能最 _. （3）振动系统的机械能跟振幅有关，振幅越大机械能越_. 典题热题 知识点一简谐运动过程中基本物理量的变化 例 1 弹簧振子在光。