【最新人教版】【人教版】(高考)高中物理(选修3-4)：13.7《光的颜色色散》精品教案(含答案)
课时13.7光的颜色色散
1.知道什么是色散现象。
2.观察薄膜干涉现象,知道薄膜干涉能产生色散,并能
利用它来解释生活中相关的现象。
3.知道棱镜折射能产生色散。认识对同一介质而言,不同颜色的光折射率不同。
重点难点:薄膜干涉的原理及应用,折射、色散的原理。
教学建议:本节主要讲述色散的概念和发生色散现象的两种情况。要让学生动手做肥皂液膜的干涉实验,仔细观察现象。在讲解时要辅之以光路图来说明其原理。对于棱镜折射的色散,主要涉及同一介质对不同色光速度、折射率、偏折角的影响。关于颜色、频率和波长,应当明确不同颜色的光具有不同的频率,光的频率决定于光源,与介质无关。光在不同介质中传播时,频率(颜色)不变,但速度(从而波长)要
改变。
导入新课:大雨过后,彩虹的绚丽多彩,雨后马路上油膜的彩色以及肥皂泡的五颜六色,这些彩色是怎么形成的?产
生的过程都是一样的吗?
1.光的颜色
(1)不同颜色的光①波长(或频率)不同。白光发生干涉
时条纹是彩色的,说明白光是由②多种色光组成的。
(2)人眼睛的③视杆细胞对光非常敏感,但不能区分颜色;人的眼睛靠④视锥细胞来分辨颜色。
2.色散与光谱
(1)色散
含有多种颜色的光被分解为⑤单色光的现象叫色散,白
光由⑥红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成。
(2)光谱
含有多种颜色的光被分解后,各种色光按波长的有序排
列叫光谱,在可见光中,波长最长的是⑦红光,频率最高的是
⑧紫光。
3.薄膜干涉
(1)薄膜干涉中相干光来源于⑨薄膜前后表面反射的光。
(2)竖直放置的肥皂液膜在单色光照射时,薄膜干涉条
纹是⑩明暗相间的条纹,干涉条纹呈水平(填“水平”或
“竖直”)且相互平行,明条纹的颜色与入射光的颜色相同。
(3)薄膜干涉的应用:在光学镜头上涂一层增透膜可以
增加透射光的强度;薄膜干涉用来检查工件表面是否平整。
4.折射时的色散
(1)三棱镜指的是截面为三角形的透明介质,简称棱镜。
(2)如图所示,当光斜射向玻璃棱镜的一个侧面时,光线
将向棱镜的底面偏折。
(3)如果斜射向玻璃棱镜一个侧面的入射光是白光,则
经棱镜两侧面的两次折射后,将会发生色散现象。偏折程度最小的是红光,偏折程度最大的是紫光。
(4)棱镜能使白光发生色散的原因是同一种介质对不同
颜色的光折射率不同。单色光的波长越短,介质的折射率
越大。
1.可见光中,波长最长的光是什么色光?
解答: 红光。
2.光的干涉现象中有色散吗?
解答: 有。
3.光的衍射现象中有色散吗?
解答: 有。
主题1:生活中的薄膜干涉现象
问题:(1)找两块比较干净的玻璃片叠放在一起,在阳光
下用力挤压,会看到彩色的条纹。用力挤压时,条纹会移动,
这是为什么?
(2)夏天路面上有积水时,如果水面有油膜,它呈现什么
颜色?你知道形成的原因吗?
(3)根据你在日常生活中的观察,还有哪些现象是薄膜
干涉?
解答:(1)观察到的是薄膜干涉现象。由于两玻璃的接触表面不是很平,会在两玻璃片之间形成一层厚度不均匀、也
不是均匀变化的空气夹层。由于空气膜厚度不均匀,从空气
膜前后表面反射的光相互叠加而发生干涉,所观察到的彩色
条纹就是干涉条纹。
(2)水面上的油膜呈现彩色,这是由于油膜厚度不均匀
形成薄膜干涉的结果。
(3)照相机镜头呈现淡紫色;阳光下吹出的肥皂泡是彩
色的;玻璃或眼镜片表面有油污时,也呈现出彩色。另外,好
多产品上都有激光防伪标志,激光防伪标志在光的照射下也
会呈现出彩色,这也是薄膜干涉现象。
知识链接:薄膜干涉广泛应用于光学表面的检验、微小
的角度或线度的精密测量、减反射膜和干涉滤光片的制备等。
主题2:薄膜干涉的原理
问题:薄膜干涉的实验装置如图所示。
(1)试分析说明薄膜干涉中相干光的来源及其干涉原理。
(2)在酒精灯的灯芯上撒一些食盐与灯芯上不撒任何东
西分别做实验,观察到的现象有什么区别?
解答:(1)竖直放置的肥皂薄膜,由于受到重力的作用,
形成了上薄下厚的楔形。酒精灯火焰照射到薄膜上时,从膜
的前表面和后表面分别反射出来,形成了两列波,这两列波
的频率相同,是相干波,它们相互叠加后发生干涉现象。
(2)灯芯上撒一些食盐可使火焰发出单色光(黄光),薄膜干涉图样是明暗相间的条纹;灯芯上不撒任何东西时火
焰发出复色光,薄膜干涉图样是彩色的条纹。
知识链接:薄膜干涉是由薄膜的上、下表面反射(或折射)光束相遇而产生的干涉。薄膜通常由厚度很小的透明介质形成。
主题3:薄膜干涉检查平整度
情景:用薄膜干涉检查工件表面的平整程度时,其装置
如图所示。
问题:(1)我们要检查的工件是a还是b?
(2)具体地说说相干光是哪里来的。
(3)如果工件表面平整,入射光是单色光,其干涉条纹是什么形状的?
(4)薄膜干涉检查平整度比肉眼直接检查平整度达到的精度是高还是低?
解答:(1)要检查的工件是b,即厚玻璃砖的上表面。标准样板必须是平整的。
(2)相干光就是楔形空气层上、下表面反射出来的光(或者说标准样板a的下表面、厚玻璃砖b的上表面反射出来的两列光)。
(3)如果工件表面平整,入射光为单色光时,从空气薄膜同一厚度处的上、下表面反射的光,其路程差是相同的,如果路程差刚好是入射光波长的整数倍,则叠加后相互加强,会出现明条纹。由此可知,明条纹是与标准样板左边棱边平行的,而且干涉条纹相互平行。
(4)薄膜干涉检查平整度的精度远高于肉眼观察。
知识链接:用干涉法检查平面时,如果被检测平面是平整的,得到干涉图样是等间距的,如果不平整,则干涉条纹出现弯曲。
1.(考查对薄膜干涉的理解)关于薄膜干涉,下列说法正确的是 ()。
A.干涉条纹的产生是由于光在膜的前后两表面反射形
成的两列光波叠加的结果
B.干涉条纹中的暗条纹是由于上述两列反射光的波谷
与波谷叠加的结果
C.干涉条纹是等间距的平行线时,说明薄膜的厚度处处相等
D.观察薄膜干涉条纹时,应在入射光的另一侧观察
【解析】薄膜前后两个面反射的光波的光程不同,在一些地方,波峰(波谷)与波峰(波谷)相遇,相互加强,出现亮条纹;在另一些地方,波峰(波谷)与波谷(波峰)相遇,相互削弱,出现暗条纹,选项A正确,选项B错误。干涉条纹是等间距的平行线时,说明薄膜是理想的劈尖干涉,即薄膜厚度是均匀
变化的,选项C错误。人眼观察到的条纹是膜前、膜后反射光波叠加的结果,因此人应与入射光在同一侧观察,选项D错误。
【答案】A
【点评】薄膜干涉是膜前后两个面反射光叠加的结果。观察薄膜干涉要从入射光的一侧观察。
2.(考查光学现象中的彩色图样)表面附着油膜的透明玻璃片,当有阳光照射时,可在表面和玻璃片的边缘分别看到彩
色图样,则( )。
A.两者都是色散现象
B.两者都是干涉现象
C.前者是干涉现象,后者是折射现象
D.前者是色散现象,后者不是色散现象
【解析】阳光照射到油膜上,油膜前后表面的反射光干涉形成彩色图样,是干涉现象。阳光照在边缘棱角处,由于折射产生彩色图样,是折射现象,两者都属于色散现象,选项A、C正确。
【答案】AC
【点评】干涉、衍射、折射都能产生色散现象,但是要能区分它们。
3.(考查对色散现象的理解)白光通过三棱镜发生色散,这说明( )。
A.不同颜色的光在真空中的光速不同
B.对同一介质红光的折射率比紫光大
C.在同一介质中,红光的折射率小于紫光的折射率
D.每种颜色的光通过三棱镜都会分成几种颜色的光
【解析】白光通过三棱镜后发生色散,说明不同频率的
光在同一介质中折射率不同,红光折射率最小,紫光的折射
率最大,故C选项正确。
【答案】C
【点评】各色光在同一介质中折射率不同,偏折角度不同。
4.(考查薄膜干涉的应用)劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置
如图甲所示。将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在
一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空
气薄膜。当光垂直入射后,从上往下看到的干涉条纹如图乙
所示。干涉条纹有如下特点:
(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等。
(2)任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。
现将甲图装置中的纸片抽去一张,则当光垂直入射到新的劈
形空气薄膜后,则条纹()。
A.变疏
B.变密
C.不变
D.消失
【解析】根据形成明条纹的条件可知,相邻明条纹对应
的路程差等于入射光的波长。抽去一张纸片,样板的倾角变小,要使相邻明条纹对应的路程差仍等于入射光的波长,则
样板上条纹间的距离将会增大,即干涉条纹将变疏。
【答案】A
【点评】要理解劈形空气薄膜变薄后干涉条纹变稀疏的原因。
拓展一:薄膜干涉原理及其应用
1.图甲为用薄膜干涉检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置。若待检板的上表面平整,则当平行的单色光照射到标准板上时,可从标准板上方观察到平行的、明暗相间的干涉条纹。若观察到的条纹如图乙所示,则说明待检板的上表面()。
A.有一个凸起的圆台
B.有一个凹陷的圆坑
C.有一个沿ab方向凸起的高台
D.有一个沿ab方向凹陷的沟
【分析】在应用薄膜干涉检查材料的表面时,如果表面是平整的,则得到的干涉条纹是互相平行的;如果有凹陷的部分,则该处条纹向楔形的顶部弯曲。
【解析】由薄膜干涉原理知,如果被检玻璃板表面是平整的,则干涉条纹疏密均匀,薄膜同一厚度处出现同一条纹,
相邻干涉条纹的光程差等于入射光的波长。从图乙所示情况来看,明条纹向左弯曲,说明弯曲处光程差与该条纹上其他
位置的光程差相同,因此弯曲处比原薄膜厚,即玻璃表面向
下凹陷,选项A、C不正确。如果有一个沿ab方向凹陷的沟,那么所有条纹都应向同一方向弯曲,因此不是选项D所说的情况。本题正确选项为B。
【答案】B
【点拨】要抓住产生明暗条纹的条件进行判断。
拓展二:折射时的色散
2.如图所示,一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象,下
列说法正确的是()。
A.红光的偏折最大,紫光的偏折最小
B.红光的偏折最小,紫光的偏折最大
C.玻璃对红光的折射率比紫光大
D.玻璃中紫光的传播速度比红光大
【分析】在同一条件下,通过棱镜的各种色光中紫光偏折角度最大,紫光在同一介质中折射率最大,传播速度最小。
【解析】玻璃对频率不同的各种色光的折射率不同,在可见光中,对红光的折射率最小,对紫光的折射率最大。因此在空气和玻璃的第一个界面上,虽然各单色光入射角相同,
但各单色光的折射角不同,由n=可知,红光的折射角最大,紫光的折射角最小。在另一个界面上,光由玻璃进入空气,根据光路的可逆性可知,紫光的折射角最大,红光的折射角最小。因此白光经棱镜两次折射后,发生了色散现象,可知选项B正确,选项A、C错误。由n=可知,可见光中红光在玻璃中的传播速度最大,选项D不正确。
【答案】B
【点拨】同种介质对不同波长单色光的折射率不同,折射率由小到大的顺序是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。根据真空中光速相同,即c=λf,可知不同单色光波长由大到小的顺序是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
一、物理百科
雨后天空中的彩虹产生的原因和条件雨后天空中的彩虹是光的色散现象。
美丽的彩虹是如何产生的?是由于雨后有大量小水滴悬浮在空中,太阳光投射到小水滴上,产生了色散现象。我们来考察其中一条光线,如图甲所示,这条光线在水滴的前表面处产生折射,再在后表面处部分反射,最后在水滴的前表面处折射射出。由于不同颜色的光在水中的折射率各不相同,在水滴的前后表面发生折射时会产生色散,如图乙所示。
尽管从每一水滴上出射的光线中各种色光都有,但在某一位置的观察者从一个水滴上只能看到一种颜色的光。如图丙所示,观察者从一个水滴上看到紫光,则从同一水滴上出射的红光不能进入他的眼睛,可能会射到他的脚上,他只能从较高位置的水滴上才能看到红光。雨后空中悬浮有大量的水滴,设想太阳光平行于地平线入射,你站在地面上观察虹的现象,从对你的眼睛的张角为42°的半圆周上的所有小水滴上能看到红光,同样,从张角为40°的半圆周上的水滴上能观察到紫光,在两圆弧之间能看到其他颜色的光,红光在最外侧,紫光在最内侧。
获得人造彩虹的方法:太阳初升或夕阳西下时,你口中
含水,背着大阳喷出,空中就会出现人造彩虹。
二、备用试题
1.在水中同一深度排列着四个不同颜色的球。如果从水面上方垂直俯视各球,感觉最浅的是()。
A.红球
B.黄球
C.绿球
D.紫球
【解析】由视深公式h'=知紫球看上去最浅,D选项正确。
【答案】D
甲
2.如图甲所示,在水中厚度不计的薄玻璃片做成中空三棱镜,里面是空气,一束白光A从棱镜的左边射入,从三棱镜的右边射出时发生色散,射出的可见光分布在a点和b点之间,则()。
A.从a点射出的是红光,从b点射出的是紫光
B.从a点射出的是紫光,从b点射出的是红光
C.从a点和b点射出的都是紫光,从ab中点射出的是红光
D.从a点和b点射出的都是红光,从ab中点射出的是紫光
【解析】由红光的折射率小于紫光的折射率知,紫光偏离原来方向比红光严重。由于光线是由水向空气传播,所以光线经折射后向顶角偏折,光路如图乙所示。所以从a点射出的是紫光,从b点射出的是红光,选项B正确。
乙
【答案】B
3.市场上有种灯具俗称“冷光灯”,用它照射物品时能使被照物品产生的热效应大大降低,从而广泛地应用于博物馆、商店等处。这种灯降低热效应的原理之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀了一层薄膜(氟化镁),这种膜能消除不
镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线,以λ表示此红外线在薄膜中的波长,则所镀薄膜的厚度最小应为()。
A.λ
B.λ
C.λ
D.λ
【解析】为减小反射的热效应显著的红外线,则要求红外线在薄膜的前后表面反射后由于叠加作用减弱,即路程差
为半波长的奇数倍,故薄膜的最小厚度为红外线在该薄膜中波长的。
【答案】B
4.用三棱镜可使阳光折射成一条彩色光谱带,如图所示,如果将光谱带的三个区域分为绿光区、红光区和蓝光区,请回答下列问题:
(1)B、C、D区域分别是什么色光区?
(2)将一瓶绿藻放在A处,则B、C、D哪一处变暗?
(3)将一瓶绿藻放在B、C、D的哪一位置上,就会严重影响它的生长?
【解析】(1)B为红光区,C为绿光区,D为蓝光区。
(2)由绿藻呈绿色可知其对绿光的吸收最弱,故B和D处变暗。
(3)由(1)可知,C为绿光区,故绿藻只能得到极少量可利用的光来进行光合作用,因而会严重影响其生长。
【答案】见解析
1.在下列现象中属于光的色散现象的是()。
A.雨后马路上油膜显彩色
B.肥皂泡在阳光下呈现出彩色
C.阳光通过三棱镜形成彩色光带
D.单色光通过双缝时形成明暗相间的条纹
【解析】雨后马路上油膜上下表面反射光具备相干性,出现白光的干涉条纹,即彩色条纹;肥皂泡在阳光下呈现出彩色,也是由于发生了薄膜干涉;阳光通过三棱镜形成彩色光带,是折射现象,三者都是光的色散,故A、B、C选项正确。单色光通过双缝时形成明暗相间的条纹,是光的双缝干涉,故D选项不对。
【答案】ABC
2.关于薄膜干涉,下列说法正确的是 ()。
A.只有厚度均匀的薄膜,才会发生干涉现象
B.只有厚度不均匀的楔形薄膜,才会发生干涉现象
C.厚度均匀的薄膜,会形成干涉条纹
D.观察肥皂液膜的干涉现象时,观察者应和光源在薄膜的同一侧
【解析】当光从薄膜的一侧照射到薄膜上时,只要前后两面反射回来的光波的光程差满足振动加强的条件,就会出现明条纹,满足振动减弱的条件就会出现暗条纹。要形成明暗相间的条纹,只有在薄膜厚度不均匀时才会出现,但对薄
膜的形状没有要求,因此选项A、B错误。当薄膜厚度均匀时,不会出现干涉条纹,但能发生干涉现象,如果是复色光照射,这时某些颜色的光因干涉而减弱,另一些颜色的光因干涉而加强,减弱的光透过薄膜,加强的光被反射回来,这时会看到薄膜的颜色是振动加强的光的颜色,但没有形成干涉条纹,故选项C错误。由薄膜干涉中相干光的来源可知,干涉的区域应在入射光一侧,因此选项D正确。
【答案】D
甲
3.图甲为一显示薄膜干涉现象的实验装置,P是附有肥皂膜的铁丝圈,S是一点燃的酒精灯。往火焰上撒些盐后,酒精灯发出的光基本上是黄光,则在肥皂膜上观察到的干涉图像应是图乙中的()。
乙
【解析】由于肥皂膜在重力作用下形成一个从上到下逐渐变厚的楔形薄膜,从肥皂膜前后表面反射的光从上到下路
程差也逐渐增加。但是,肥皂膜同一厚度处在同一水平线上,因此干涉条纹应该是水平的。因此,选项D正确。
【答案】D
4.如图所示,从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入
射到三棱镜的表面,经过三棱镜的折射后发生色散现象,在
光屏的ab间形成一条彩色光带,下面说法中正确的是()。
A.a侧是红色光,b侧是紫色光
B.在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长
C.三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率
D.在三棱镜中a侧光的传播速率大于b侧光的传播速率
【解析】由题图可以看出,棱镜对a光偏折得严重,即对a光的折射率大,所以a侧是紫光,波长较短,b侧是红光,波
长较长,选项A错,B、C对;再根据折射率公式n=,所以三棱
镜中红光传播速率最大,紫光传播速率最小,选项D错。
【答案】BC
5.图示是用薄膜干涉法检查平面的平整程度的示意图。其中AB是透明的标准样板,CD是被检查的平面。用单色光从上面
竖直地照射下来, 从AB上方观察到有明暗相间的条纹,这是由两束反射光叠加形成的。下列说法中正确的是()。
A.两束反射光分别是从AB的上表面和AB的下表面反射的
B.两束反射光分别是从AB的上表面和CD的上表面反射的
C.两束反射光分别是从AB的下表面和CD的上表面反射的
D.如果将右边BD间垫的薄片变薄些,观察到相邻亮条纹间的距离将减小
【解析】AB是等厚的透明样板,CD是不透明的,发生干涉现象是由两者之间的空气膜造成的。明确薄膜干涉的成因后,可知本题选项C正确。垫片变薄后,在同一位置,两束反射光的光程差变小,而相邻亮条纹的光程差是一个波长,由于AB倾角变小,因此相邻亮条纹间的距离应增大。
【答案】C
6.试分析下列光现象各属于哪种现象。
(1)夏天的树荫下出现了很多小的亮斑,形成的原因是什么?
(2)雨后路面上油膜呈现出彩色,这是什么现象?
(3)在阳光照射下有时玻璃片的边缘呈现出彩色,这是什么现象?
高中物理选修3-3知识点整理
选修3—3考点汇编 1、物质是由大量分子组成的 （1）单分子油膜法测量分子直径 （2）1mol 任何物质含有的微粒数相同2316.0210A N mol -=? （3）对微观量的估算 ①分子的两种模型：球形和立方体（固体液体通常看成球形，空气分子占据的空间看成立方体） ②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量 a.分子质量：mol A M m N = b.分子体积：mol A V v N = c.分子数量：A A A A mol mol mol mol M v M v n N N N N M M V V ρρ= === 2、分子永不停息的做无规则的热运动（布朗运动 扩散现象） （1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，说明了物质分子在不停地运动，同时还说明分子 间有间隙，温度越高扩散越快 （2）布朗运动：它是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，是在显微镜下观察到的。 ①布朗运动的三个主要特点： 永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。 ②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对 固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造成的。 ③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，布朗运 动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地
做无规则运动。 （3）热运动：分子的无规则运动与温度有关，简称热运动，温度越高，运动越剧烈 3、分子间的相互作用力 分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小。但是分子间斥力随分子间距离加大而减小得更快些，如图1中两条虚线所示。分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力。在图1图象中实线曲线表示引力和斥力的合力(即分子力)随距离变化的情况。当两个分子间距在图象横坐标0r 距离时，分子间的引力与斥力平衡，分子间作用力为零，0r 的数量级为1010 -m ，相当于0r 位置叫做平衡位置。当分子距离的数量级大于 m 时，分子间的作用力变得十分微弱，可以忽略不 计了 4、温度 宏观上的温度表示物体的冷热程度，微观上的温度是物体大量分子热运动平均动能的标志。热力学温度与摄氏温度的关系：273.15T t K =+ 5、内能 ①分子势能 分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。分子势能的大小与分子间距离有关，分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。（0r r =时分子势能最小） 当0r r >时，分子力为引力，当r 增大时，分子力做负功，分子势能增加 当0r r <时，分子力为斥力，当r 减少时，分子力做负功，分子是能增加 ②物体的内能 物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成，因此任何物体都是有内能的。（理想气体的内能只取决于温度） ③改变内能的方式
高中物理选修3-4光章节检测带答案
高中物理选修3-4光章节检测带答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
2017年01月21日阿甘的高中物理组卷 一．填空题（共1小题） 1．如图，三角形ABC为某透明介质的横截面，O为BC边的中点，位于截面所在平面内的一束光线自O以角I入射，第一次到达AB边恰好发生全反射，已知θ=15°，BC边长为2L，该介质的折射率为，求： （i）入射角i； （ii）从入射角到发生第一次全反射所用的时间（设光在真空中的速度为v，可能用到sin75°=或sin15°=2﹣） 二．解答题（共17小题） 2．如图所示为某透明介质的截面图，截面可看做由四分之一个圆面ABO和一个长方形BCDO组成，AO=2DO=R，一束光线在弧面AB的中点E沿垂直于DC 边方向射入，折射光线刚好到达D点，求： （i）介质对光的折射率； （ii）光在介质中从E传到D所用的时间（光在真空中的速度为c）． 3．如图所示，一个足够大的水池盛满清水，水深h=4m，水池底部中心有一点光源A，其中一条光线斜射到水面上距A为l=5m的B点时，它的反射光线与折射光线恰好垂直．
（1）求水的折射率n； （2）用折射率n和水深h表示水面上被光源照亮部分的面积（圆周率用π表示）． 4．半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图所示，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线．足够大的光屏PQ紧靠在玻璃砖的右侧且与MN垂直．一束复色光沿半径方向与OO′成θ=30°角射向O点，已知复色光包含有折射率从n1=到n2=的光束，因而光屏上出现了彩色光带． （ⅰ）求彩色光带的宽度； （ⅱ）当复色光入射角逐渐增大时，光屏上的彩色光带将变成一个光点，求θ角至少为多少？ 5．如图所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径．来自B点的光线BM在M点射出，出射光线平行于AB，另一光线BN恰好在N点发生全反射．已知∠ABM=30°，求 ①玻璃的折射率． ②球心O到BN的距离．
人教版高中物理选修3-1 全册知识点总结大全
人教版高中物理选修3-1 全册知识点总结大全 第一章 静电场 第1课时 库仑定律、电场力的性质 考点1.电荷、电荷守恒定律 自然界中存在两种电荷：正电荷和负电荷。例如：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引；电荷的基本性质：能吸引轻小物体 1. 元电荷：电荷量c e 191060.1-?=的电荷，叫元电荷。说明：任意带电体的电荷量都是 元电荷电荷量的整数倍。 2.使物体带电也叫起电。使物体带电的方法有三种：①摩擦起电 ②接触带电 ③感应起电。 3电荷守恒定律：电荷既不能被创造，又不能被消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，电荷的总量保持不变。 考点2.库仑定律 1. 内容：在真空中静止的两个点电荷之间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在他们的连线上。 2. 公式：叫静电力常量）式中,/100.9(2 292 21C m N k r Q Q k F ??== 3. 适用条件：真空、点电荷。 4. 点电荷：如果带电体间的距离比它们的大小大得多，以致带电体的形状体积对相互作用力的影响可忽略不计，这样的带电体可以看成点电荷。 考点3.电场强度 1.电场 ⑴ 定义：存在电荷周围能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。 ⑵ 基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。 ⑶ 静电场：静止的电荷产生的电场 2.电场强度 ⑴ 定义：放入电场中的电荷受到的电场力F 与它的电荷量q 的比值，叫做该点的电场强度。
⑵ 定义式： q F E = E 与 F 、q 无关，只由电场本身决定。 ⑶ 单位：N/C 或V/m 。 ⑷ 电场强度的三种表达方式的比较 定义式 决定式 关系式 表达式 q F E /= 2/r kQ E = d U E /= 适用 范围 任何电场 真空中的点电荷 匀强电场 说明 E 的大小和方向与检验电荷 的电荷量以及电性以及存在与否无关 Q ：场源电荷的电荷量 r:研究点到场源电荷的距离 U:电场中两点的电势差 d ：两点沿电场线方向的距离 （5）矢量性：规定正电荷在电场中受到的电场力的方向为该点电场强度的方向，或与负电荷在电场中受到的电场力的方向相反。 （6）叠加性：多个电荷在电场中某点的电场强度为各个电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，这种关系叫做电场强度的矢量叠加，电场强度的叠加遵从平行四边形定则。 考点4.电场线、匀强电场 1. 电场线：为了形象直观描述电场的强弱和方向，在电场中画出一系列的曲线，曲线上的各点的切线方向代表该点的电场强度的方向，曲线的疏密程度表示场强的大小。 2. 电场线的特点 ⑴ 电场线是为了直观形象的描述电场而假想的、实际是不存在的理想化模型。 ⑵ 始于正电荷或无穷远，终于无穷远或负电荷，电场线是不闭合曲线。 ⑶ 任意两条电场线不相交。 ⑷ 电场线的疏密表示电场的强弱，某点的切线方向表示该点的场强方向，它不表示电荷在电场中的运动轨迹。 ⑸ 沿着电场线的方向电势降低；电场线从高等势面（线）垂直指向低等势面（线）。 3. 匀强电场 ⑴定义：场强方向处处相同，场强大小处处相等的区域称之为匀强电场。 ⑵特点：匀强电场中的电场线是等距的平行线。平行正对的两金属板带等量异种电荷后，在
高中物理选修3-4 光学部分
高中物理选修3-4 光学部分 光既具有波动性，又具有粒子性；光是一种电磁波。 阳光能够照亮水中的鱼和水草，同时我们也能通过水面看到烈日的倒影；这说明光从空气射到水面时，一部分光射进水中，另一部分光被反射回到空气中。 一般说来，光从一种介质射到它和另种分界面时，一部分光又回到这种介质中的现象叫做光的反射；而斜着射向界面的光进入第二种介质的现象，叫做光的折射。 1.光的反射定律： 实验表明：光的反射遵循以下规律 a 、 反射光线和入射光线、界面的法线在同一平面内，反射光 线和入射光线分别们于法线的两侧。 b 、 反射角等于入射角。（i=i ‘） 在反射现象中，光路是可逆的。
2.光的折射定律： 入射光线和法线的夹角i叫做入射角；折射光线和法线的夹角r叫做折射角；反射光线和法线的夹角i‘叫做反射角。 光的折射定律可这样表示： a、折射光线跟入射光线和界面的法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别们 位于法线的两侧。 b、入射角的正弦跟折射角的正弦之比是一个常量，即：sini/sinr=n 在折射现象中，光路也是可逆的。 3.折射率： 由折射定律可知：光从一种介质射入另一种介质时，尽管折射角的大小随着入射角的大小在变化，但是两个角的正弦之比是个常量，对于水、玻璃等各种介质都是这样，但是，对于不同介质，比值n的大小并不相同，例如，光从空气射入水时这个比值为1.33，从空气射入普通玻璃时，比值约为1.5。因此，常量n是一个能够反映介质的光学性质的物理量，我们把它叫做介质折射率。 光在不同介质中的传播速度不同（介质n越大，光传播速度越小）。某种介质的折射率，等于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的速度v之比，即：n=c/v 注意：1.真空中的折射率n=1(空气中一般视为真空)，其他介质的折射率n>1。 2. 通过比较入射角i和折射角r的大小判断入射介质和折射介质的折射率大小， 当i>r时，n入 物理选修3-1 知识总结 第一章 第1节 电荷及其守恒定律 一、电荷守恒定律 表述1：电荷守恒定律：电荷既不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一个物体转移到另一个 物体，或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中，电荷的总量保持不变。 表述2、在一个与外界没有电荷交换的系统内，正、负电荷的代数和保持不变。 二、电荷量 1、电荷量：电荷的多少。 2、元电荷：电子所带电荷的绝对值1.6×10－19 C 3、比荷：粒子的电荷量与粒子质量的比值。 第一章 第2节 库仑定律 一、电荷间的相互作用 1、点电荷：带电体的大小比带电体之间的距离小得多。 2、影响电荷间相互作用的因素 二、库仑定律：在真空中两个静止点电荷间的作用力跟它们的电荷的乘积成正比，跟它们距离的平方 成反比，作用力的方向在它们的连线上。 2 2 1r Q Q k F 注意（1）适用条件为真空中静止点电荷 （2）计算时各量带入绝对值，力的方向利用电性来判断 第一章 第3节 电场 电场强度 一、电场 电荷（带电体）周围存在着的一种物质，其基本性质就是对置于其中的电荷有力的作用。 二、电场强度 1、检验电荷与场源电荷 2、电场强度 检验电荷在电场中某点所受的电场力F 与检验电荷的电荷q 的比值。 q F E = 国际单位：N /C 电场强度是矢量。规定：正电荷在电场中某一点受到的电场力方向就是那一点的电场强度的方向。 三、点电荷的场强公式 2r Q k q F E == 四、电场的叠加 五、电场线 1、电场线：为了形象地描述电场而在电场中画出的一些曲线，曲线的疏密程度表示场强的大小， 曲线上某点的切线方向表示场强的方向。 2、几种典型电场的电场线 3、电场线的特点 （1）假想的 （2）起----正电荷；无穷远处 止----负电荷；无穷远处 （3）不闭合 （4）不相交 （5）疏密----强弱 切线方向---场强方向 第一章 第4节 电势能 电势 一、电势能 1、电势能：电荷处于电场中时所具有的,由其在电场中的位置决定的能量称为电势能. 注意：系统性、相对性 2、电势能的变化与电场力做功的关系 3、电势能大小的确定 电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功 二、电势 1.电势：置于电场中某点的检验电荷具有的电势能与其电量的比叫做该点的电势 q E 电= ? 单位：伏特（V ） 标量 2.电势的相对性 3.顺着电场线的方向，电势越来越低。 三、等势面 1、等势面：电场中电势相等的各点构成的面。 2、等势面的特点 a:在同一等势面的两点间移动电荷，电场力不做功。 b:电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面。 c:电场线总是与等势面垂直。 第一章 第5节 电势差 电场力的功 一、电势差：电势差等于电场中两点电势的差值 B A AB U ??-= 电电电电电电）＝－－＝－（－＝E E E E E W A B B A AB ?)(电势能为零的点点电＝A A W E 高二物理选修3-4教案 11、1简谐运动 一、三维目标 知识与技能 1、了解什么就是机械振动、简谐运动 2、正确理解简谐运动图象得物理含义,知道简谐运动得图象就是一条正弦或余弦曲线过程与方法 通过观察演示实验,概括出机械振动得特征,培养学生得观察、概括能力 情感态度与价值观 让学生体验科学得神奇,实验得乐趣 二、教学重点 使学生掌握简谐运动得回复力特征及相关物理量得变化规律 三、教学难点 偏离平衡位置得位移与位移得概念容易混淆;在一次全振动中速度得变化 四、教学过程 引入:我们学习机械运动得规律,就是从简单到复杂:匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动,今天学习一种更复杂得运动——简谐运动 1、机械振动 振动就是自然界中普遍存在得一种运动形式,请举例说明什么样得运动就就是振动？ 微风中树枝得颤动、心脏得跳动、钟摆得摆动、声带得振动……这些物体得运动都就是振动。请同学们观察几个振动得实验,注意边瞧边想:物体振动时有什么特征？ [演示实验] (1)一端固定得钢板尺[见图1(a)] (2)单摆[见图1(b)] (3)弹簧振子[见图1(c)(d)] (4)穿在橡皮绳上得塑料球[见图1(e)] 提问:这些物体得运动各不相同:运动轨迹就是直线得、曲线得;运动方向水平得、竖直得;物体 各部分运动情况相同得、不同得……它们得运动有什么共同特征？ 归纳:物体振动时有一中心位置,物体(或物体得一部分)在中心位置两侧做往复运动,振动就是机械振动得简称。 2、简谐运动 简谐运动就是一种最简单、最基本得振动,我们以弹簧振子为例学习简谐运动 (1)弹簧振子 演示实验:气垫弹簧振子得振动 讨论:a.滑块得运动就是平动,可以瞧作质点 b.弹簧得质量远远小于滑动得质量,可以忽略不计,一个轻质弹簧联接一个质点,弹簧得另一端固定,就构成了一个弹簧振子 c.没有气垫时,阻力太大,振子不振动;有了气垫时,阻力很小,振子振动。我们研究在没有阻力得理想条件下弹簧振子得运动。 (2)弹簧振子为什么会振动？ 物体做机械振动时,一定受到指向中心位置得力,这个力得作用总能使物体回到中心位置,这个力叫回复力,回复力就是根据力得效果命名得,对于弹簧振子,它就是弹力。 回复力可以就是弹力,或其它得力,或几个力得合力,或某个力得分力,在O点,回复力就是零,叫振动得平衡位置。 (3)简谐运动得特征 弹簧振子在振动过程中,回复力得大小与方向与振子偏离平衡位置得位移有直接关系。在研究机械振动时,我们把偏离平衡位置得位移简称为位移。 3、简谐运动得位移图象——振动图象 简谐运动得振动图象就是一条什么形状得图线呢？简谐运动得位移指得就是什么位移？(相对平衡位置得位移) 演示:当弹簧振子振动时,沿垂置于振动方向匀速拉动纸带,毛笔P就在纸带上画出一条振动曲线 说明:匀速拉动纸带时,纸带移动得距离与时间成正比,纸带拉动 一定得距离对应振子振动一定得时间,因此纸带得运动方向可以代 高中物理选修3-4第十三章----光-总结 及练习 高中物理选修3-4第十三章知识点总结及练习 第十三章 光 第一节光的反射和折射 知识点1光的折射定律 折射率 1）光的折射定律 ①入射角、反射角、折射角都是各自光线与法线的夹角！ ②表达式：2211sin sin θθn n = ③在光的折射现象中，光路也是可逆的 2）折射率 光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的绝对折射率，用符号n 表示 sin sin n θθ=大 小 n 是反映介质光学性质的一个物理量，n 越大，表明光线偏折越厉害。发生 折射的原因是光在不同介质中，速度不同 例题：光在某介质中的传播速度是2.122×108m/s ，当光线以30°入射角，由该介质射入空 气时，折射角为多少？ 解：由介质的折射率与光速的关系得 又根据介质折射率的定义式得 r 为在空气中光线、法线间的夹角即为所求．i 为在介质中光线与法线间的夹角30°． 由(1)、(2)两式解得： 所以r=45°． 白光通过三棱镜时，会分解出各种色光，在屏上形成红→紫的彩色光带（注意：不同介质中，光的频率不变。） 练习：1、如图所示，平面镜AB 水平放置，入射光线PO 与AB 夹角为30°，当AB 转过20°角至A′B′位置时，下列说法正确的是 ( ) A ．入射角等于50° B ．入射光线与反射光线的夹角为80° c n v = C ．反射光线与平面镜的夹角为40° D ．反射光线与AB 的夹角为60° 2、一束光从空气射入某种透明液体，入射角40°，在界面上光的一部分被反 射，另一部分被折射，则反射光线与折射光线的夹角是 ( ) A ．小于40° B ．在40°与50°之间 C ．大于140° D ．在100°与140°与间 3、太阳光沿与水平面成30°角的方向射到平面镜上，为了使反射光线沿水平 方向射出，则平面镜跟水平面所成的夹角可以是 ( ) A ．15° B ．30° C ．60° D ．105° 知识点：2、测定玻璃的折射率（实验、探究） 1．实验的改进：找到入射光线和折射光线以后，可以入射点 O 为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO 、OO′（或OO′的 延长线）交于C 点和D 点，过C 、D 两点分别向NN′做垂线， 交NN′于C′、D′点， 则易得：n = CC′/DD′ 2．实验方法：插针法 例题：光线从空气射向玻璃砖，当入射光线与玻璃砖表面成30°角时，折射光线与反射光线恰好垂直，则此玻璃砖的折射率为 ( ) A ．2 B ．3 C ．22 D ．3 3 练习：1、光线从空气射向折射率n ＝2的玻璃表面，入射角为θ1，求： 当θ1＝45o时，折射角多大？ 2、光线从空气射向折射率n ＝2的玻璃表面，入射角为θ1，求：当θ1多大时，反射光线和折射光线刚好垂直？ （1）300（2）arctan 2 3、为了测定水的折射率，某同学将一个高32cm ，底面直径24cm 的圆筒内注满水，如图所示，这时从P 点恰能看到筒底的A 点．把水倒掉后仍放在原处，这时再从P 点观察只能看到B 点，B 点和C 点的距离为18cm ．由以上数据计算得水的折射率为多少? 4/3 第二节全反射 知识点：光的全反射 i 越大，γ越大，折射光线越来越弱，反射光越来越强。 1）全反射： 光疏介质和光密介质：折射率小的介质叫光疏介质，折射率大的介质叫光 密介质。 （2019全国Ⅰ卷）1.氢原子能级示意图如图所示。光子能量 在1.63 eV~3.10 eV的光为可见光。要使处于基态（n=1）的 氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供 的能量为 A. 12.09 eV B. 10.20 eV C. 1.89 eV D. 1.5l eV [物理—选修3-3] 13.某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良 好，空气可视为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同。此时，容器中空气的温度__________（填“高于”“低于”或“等于”）外界温度，容器中空气的密度__________（填“大于”“小于”或“等于”）外界空气的密度。 14.热等静压设备广泛用于材料加工中。该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改部其性能。一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为013 m3，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中。已知每瓶氩气的容积为3.2×10-2 m3，使用前瓶中气体压强为1.5×107 Pa，使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106 Pa；室温温度为27 ℃。氩气可视为理想气体。 （1）求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强； （2）将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ℃，求此时炉腔中气体的压强。 [物理一选修3-4] 15.一简谐横波沿x轴正方向传播，在t=5时刻，该波的波形图如图（a）所示，P、Q是介质中的两个质点。图（b）表示介质中某质 点的振动图像。下列说法正确的是（填正确 答案标号。选对1个得2分，选对2个得4 分，选对3个得5分。每选错1个扣3分， 最低得分为0分） A. 质点Q的振动图像与图（b）相同 B. 在t=0时刻，质点P的速率比质点Q的大 C. 在t=0时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大 D. 平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图（b）所示 E. 在t=0时刻，质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大 16.如图，一般帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3 m。距水面4 m的湖底P点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹 角为53°（取sin53°=0.8）。已知水的折射率为4 3 n E/eV ∞ 4 3 2 1 -0.85 -1.53 -3.4 -13.6 第四章电磁感应 划时代的发现 教学目标 （一）知识与技能 1．知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。 2．知道电磁感应、感应电流的定义。 （二）过程与方法 领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问题时的重要性。 （三）情感、态度与价值观 1．领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。 2．以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。 教学重点 知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。 教学难点 领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。教学方法 教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。 教学手段 计算机、投影仪、录像片 教学过程 一、奥斯特梦圆“电生磁”------电流的磁效应 引导学生阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容。提出以下问题，引导学 生思考并回答： （1）是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的在这之前，科学研究领域存在怎样的历史背景 （2）奥斯特的研究是一帆风顺的吗奥斯特面对失败是怎样做的 （3）奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的用学过的知识如何解释 （4）电流磁效应的发现有何意义谈谈自己的感受。 学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。二、法拉第心系“磁生电”------电磁感应现象 教师活动：引导学生阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容。提出以下问题，引导学生思考并回答： （1）奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考法拉第持怎样的观点 （2）法拉第的研究是一帆风顺的吗法拉第面对失败是怎样做的 （3）法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么 （4）法拉第经历了多次失败后，终于发现了电磁感应现象，他 发现电磁感应现象的具体的过程是怎样的之后他又做了大量的实 验都取得了成功，他认为成功的“秘诀”是什么 （5）从法拉第探索电磁感应现象的历程中，你学到了什么谈谈 自己的体会。 学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。 三、科学的足迹 1、科学家的启迪教材P3 2、伟大的科学家法拉第教材P4 四、实例探究 【例1】发电的基本原理是电磁感应。发现电磁感应现象的科学家是（C） 动量部分精讲1、(多选)如图所示，一个物体在与水平方向成θ角 的拉力F的作用下匀速前进了时间t，则() A．拉力对物体的冲量大小为Ft B．拉力对物体的冲量大小为Ft sin θ C．摩擦力对物体的冲量大小为Ft sin θ D ．合外力对物体的冲量大小为零 2 、如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的 光滑细杆，a、b、c、d四个点位于同一圆周上，a 在圆周最高点，d在圆周最低点，每根杆上都套着 质量相等的小滑环(图中未画出)，三个滑环分别从a、 b、c三个点同时由静止释放．关于它们下滑的过程， 下列说法正确的是() A．重力对它们的冲量相同 B．弹力对它们的冲量相同 C．合外力对它们的冲量相同 D．它们动能的增量相同 3、(2018·全国卷Ⅱ·15)高空坠物极易对行人造成伤 害．若一个50 g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下， 与地面的碰撞时间约为2 ms，则该鸡蛋对地面产生 的冲击力约为() A．10 N B．102 N C．103 N D．104 N 4、一高空作业的工人质量为60 kg，系一条长为L ＝5 m的安全带，若工人由静止不慎跌落时安全带 的缓冲时间t＝1 s(工人最终静止悬挂在空中)，则缓 冲过程中安全带受的平均冲力是多少？(g取10 m/s2， 忽略空气阻力的影响) 5、如图所示，悬挂于竖直弹簧下端的小球质量为m， 运动速度的大小为v，方向向下．经过时间t，小球 的速度大小为v，方向变为向上．忽略空气阻力， 重力加速度为g，求该运动过程中，小球所受弹簧 弹力冲量的大小． 6、某质量为m的运动员从距蹦床h1高处自由落下， 接着又能弹起h2高，运动员与蹦床接触时间为t， 在空中保持直立．重力加速度为g.取竖直向上为正 方向，忽略空气阻力．求： (1)运动员与蹦床接触时间内，所受重力的冲量I； (2)运动员与蹦床接触时间内，受到蹦床平均弹力的 大小F. 7、(多选)一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下 由静止开始沿直线运动．F随时间t变化的图线如图 所示，则() A．t＝1 s时物块的速率为1 m/s B．t＝2 s时物块的动量大小为4 kg·m/s C．t＝3 s时物块的动量大小为5 kg·m/s D．t＝4 s时物块的速度为零 8、超强台风“山竹”的风力达到17级超强台风强 度，风速60 m/s左右，对固定建筑物破坏程度巨 大．请你根据所学物理知识推算固定建筑物所受风 力(空气的压力)与风速(空气流动速度)大小的关 系．假设某一建筑物垂直风速方向的受力面积为S， 风速大小为v，空气吹到建筑物上后速度瞬间减为 零，空气密度为ρ，风力F与风速大小v的关系式 为() A．F＝ρS v B．F＝ρS v2 C．F＝ 1 2ρS v3D．F＝ρS v3 9、某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量 为M的卡通玩具稳定地悬停在空中．为计算方便起 见，假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0 竖直向上喷出；玩具底部为平板(面积略大于S)；水 柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零， 在水平方向朝四周均匀散开．忽略空气阻力．已知 水的密度为ρ，重力加速度大小为g.求： (1)喷泉单位时间内喷出的水的质量； (2)玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度． 10、(多选)如图所示，光滑水平面上两小车中间夹一 压缩了的水平轻弹簧，两手分别按住小车，使它们 高中物理选修必做大题 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】 选修3-3 大题部分 11．如图所示，粗细均匀的弯曲玻璃管A 、B 两端开口，管内有一段水银柱，右管内气体柱长为39cm ，中管内水银面与管口A 之间气体柱长为40cm ，先将口B 封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设整个过程温度不变，稳定后右管内水银面比中管内水银面高2cm ，求： ①稳定后右管内的气体压强p ； ②左管A 端插入水银槽的深度h(大气压强p 0=76cmHg) 12．（9分）如图所示，竖直放置的气缸，活塞横截面积为S=0.01m 2，可在气缸内无摩擦滑动。气缸侧壁有一个小孔与装有水银的U 形玻璃管相通，气缸内封闭了一段高为80cm 的气柱（U 形管内的气体体积不计）。此时缸内气体温度为7℃，U 形管内水银面高度差h 1=5cm 。已知大气压强p 0=1.0×105Pa ，水银的 密度3106.13?=ρkg/m 3，重力加速度g 取10m/s 2。 ①求活塞的质量m ； ②若对气缸缓慢加热的同时，在活塞上缓慢添加沙粒，可保持活塞的高度不变。当缸内气体温度升高到37℃时，求U 形管内水银面的高度差为多少？ 13．（9分）一个密闭的气缸内的理想气体被活塞分成体积相等的左右两室，气缸壁与活塞都是不导热的，活塞与气缸壁之间没有摩擦。开始时，左右两室中气体的温度相等，如图所示。现利用左室中的电热丝对左室中的气体加热一段时间。达到平衡后，左室气体的体积变为原来体积的1．5倍，且右室气体的温度变为300 K 。求加热后左室气体的温度。（忽略气缸、活塞的热胀冷缩） —－可编辑修改，可打印—— 别找了你想要的都有！ 精品教育资料 ——全册教案，，试卷，教学课件，教学设计等一站式服务—— 全力满足教学需求，真实规划教学环节 最新全面教学资源，打造完美教学模式 第四章电磁感应 4.1 划时代的发现 教学目标 （一）知识与技能 1．知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。 2．知道电磁感应、感应电流的定义。 （二）过程与方法 领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问题时的重要性。 （三）情感、态度与价值观 1．领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。 2．以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。 教学重点 知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。 教学难点 领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。教学方法 教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。 教学手段 计算机、投影仪、录像片 教学过程 一、奥斯特梦圆“电生磁”------电流的磁效应 引导学生阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容。提出以下问题，引导学生思考并回答： （1）是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的？在这之前，科学研究领域存在怎样的历史背景？ （2）奥斯特的研究是一帆风顺的吗？奥斯特面对失败是怎样做的？ （3）奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的？用学过的知识如何解释？ （4）电流磁效应的发现有何意义？谈谈自己的感受。 学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。二、法拉第心系“磁生电”------电磁感应现象 教师活动：引导学生阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容。提出以下问题，引导学生思考并回答： （1）奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考？法拉第持怎样的观点？ （2）法拉第的研究是一帆风顺的吗？法拉第面对失败是怎样做的？ （3）法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么？ 选修3-5总结 一、黑体辐射（了解）与能量子 1.一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，叫热辐射。 2.黑体：某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体叫黑体。 3．黑体辐射的实验规律 ①一般材料的物体，辐射的电磁波除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关． ②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关． a ．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加． b ．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动． 4．★★★ 普朗克能量子：带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值的整数倍．即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的．这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子．能量子的大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h 称为普朗克常量． 爱因斯坦光子说：空间传播的光本身就是一份一份的，每一份能量子 叫做一个光子．光子的能量为ε＝hν。 二、光电效应规律 (1)每种金属都有一个极限频率． (2) 光电流的强度与入射光的强度成正比． (3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的． (4) 光子的最大初动能与入射光的强度无关，随入射光的频率增大而增大． 理解：（1 ）光照强度（单色光） 光子数 光电子数 饱和光电流 （2）光子频率ν 光子能量 ε＝hν 爱因斯坦光电效应方程（密立根验证） E k ＝hν－W 0 遏制电压 U c e=E k 三、光的波粒二象性与物质波 1．光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性．光电效应（光子有能量）康普顿效应（光子有动量和能量）说明光具有粒子性． 光的本性：光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性． 2．光波是概率波．大量的、频率低的粒子波动性明显（注意有粒子性，只是不明显） 3. 德布罗意物质波（电子衍射证实）:任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物 体都有一种波与它对应，其波长λ＝h p ，p 为运动物体的动量，h 为普朗克常量. h W 00=ν 人教版 高中化学教材目录 必修1 走进物理课堂之前物理学与人类文明 第一章运动的描述 1 质点参考系和坐标系 2 时间和位移 3 运动快慢的描述──速度 4 实验：用打点计时器测速度 5 速度变化快慢的描述──加速度 第二章匀变速直线运动的研究 1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 2 匀变速直线运动的速度与时间的关系 3 匀变速直线运动的位移与速度的关系 4 自由落体运动 5 伽利略对自由落体运动的研究 第三章相互作用 1 重力基本相互作用 2 弹力 3 摩擦力 4 力的合成 5 力的分解 第四章牛顿运动定律 1 牛顿第一定律 2 实验：探究加速度与力、质量的关系 3 牛顿第二定律 4 力学单位制 5 牛顿第三定律 6 用牛顿运动定律解决问题（一） 7 用牛顿定运动律解决问题（二） 必修2 第五章曲线运动 1 曲线运动 2 平抛运动 3实验：研究平抛运动 4 圆周运动 5 向心加速度 6 向心力 7 生活中的圆周运动 第六章万有引力与航天 1 行星的运动 2 太阳与行星间的引力 3 万有引力定律 4 万有引力理论的成就 5 宇宙航行 6 经典力学的局限性 第七章机械能及其守恒定律 1 追寻守恒量—能量 2 功 3 功率 4 重力势能 5 探究弹性势能的表达式 6 实验：探究功与速度变化的关系 7 动能和动能定理 8 机械能守恒定律 9 实验：验证机械能守恒定律 10 能量守恒定律与能源 选修1-1 第一章电场电流 一、电荷库仑定律 二、电场 三、生活中的静电现象 四、电容器 五、电流和电源 六、电流的热效应 第二章磁场 一、指南针与远洋航海 二、电流的磁场 三、磁场对通电导线的作用 四、磁场对运动电荷的作用 五、磁性材料 第三章电磁感应 一、电磁感应现象 二、法拉第电磁感应定律 三、交变电流 四、变压器 五、高压输电 六、自感现象涡流 七、课题研究：电在我家中 高中物理选修3-4第十三章知识点总结及练习 第十三章 光 第一节光的反射和折射 知识点1光的折射定律 折射率 1）光的折射定律 ①入射角、反射角、折射角都是各自光线与法线的夹角！ ②表达式：2211sin sin θθn n = ③在光的折射现象中，光路也是可逆的 2）折射率 光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的绝对折射率，用符号n 表示 sin sin n θθ=大 小 n 是反映介质光学性质的一个物理量，n 越大，表明光线偏折越厉害。发生折射的原因是 光在不同介质中，速度不同 例题：光在某介质中的传播速度是2.122×108m/s ，当光线以30°入射角，由该介质射入空 气时，折射角为多少？ 解：由介质的折射率与光速的关系得 又根据介质折射率的定义式得 r 为在空气中光线、法线间的夹角即为所求．i 为在介质中光线与法线间的夹角30°． 由(1)、(2)两式解得： 所以r=45°． 白光通过三棱镜时，会分解出各种色光，在屏上形成红→紫的彩色光带（注意：不同介质中，光的频率不变。） 练习：1、如图所示，平面镜AB 水平放置，入射光线PO 与AB 夹角为30°，当AB 转过20°角至A′B′位置时，下列说法正确的是 ( ) A ．入射角等于50° B ．入射光线与反射光线的夹角为80° c n v = C ．反射光线与平面镜的夹角为40° D ．反射光线与AB 的夹角为60° 2、一束光从空气射入某种透明液体，入射角40°，在界面上光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线与折射光线的夹角是 ( ) A ．小于40° B ．在40°与50°之间 C ．大于140° D ．在100°与140°与间 3、太阳光沿与水平面成30°角的方向射到平面镜上，为了使反射光线沿水平方向射出，则平面镜跟水平面所成的夹角可以是 ( ) A ．15° B ．30° C ．60° D ．105° 知识点：2、测定玻璃的折射率（实验、探究） 1．实验的改进：找到入射光线和折射光线以后，可以入射点O 为圆心， 以任意长为半径画圆，分别与AO 、OO′（或OO′的延长线）交于C 点和 D 点，过C 、D 两点分别向NN′做垂线，交NN′于C′、D′点， 则易得：n = CC′/DD′ 2．实验方法：插针法 例题：光线从空气射向玻璃砖，当入射光线与玻璃砖表面成30°角时，折射光线与反射光线恰好垂直，则此玻璃砖的折射率为 ( ) A ．2 B ．3 C ．22 D ．3 3 练习：1、光线从空气射向折射率n ＝2的玻璃表面，入射角为θ1，求： 当θ1＝45o时，折射角多大？ 2、光线从空气射向折射率n ＝2的玻璃表面，入射角为θ1，求：当θ1多大时，反射光线和折射光线刚好垂直？ （1）300（2）arctan 2 3、为了测定水的折射率，某同学将一个高32cm ，底面直径24cm 的圆筒内注满水，如图所示，这时从P 点恰能看到筒底的A 点．把水倒掉后仍放在原处，这时再从P 点观察只能看到B 点，B 点和C 点的距离为18cm ．由以上数据计算得水的折射率为多少? 4/3 第二节全反射 知识点：光的全反射 i 越大，γ越大，折射光线越来越弱，反射光越来越强。 1）全反射： 光疏介质和光密介质：折射率小的介质叫光疏介质，折射率大的介质叫光密介质。 注意：光疏和光密介质是相对的。 全反射是光从光密介质射向光疏介质时，折射光线消失（γ=900），只剩下反射光线的现 选修3-5知识梳理 一．量子论的建立黑体和黑体辐射Ⅰ （一）量子论 1.创立标志：1900年普朗克在德国的《物理年刊》上发表《论正常光谱能量分布定律》的论文，标志着量子论的诞生。 2.量子论的主要内容： ①普朗克认为物质的辐射能量并不是无限可分的，其最小的、不可分的能量单元即“能量子”或称“量子”，也就是说组成能量的单元是量子。 ②物质的辐射能量不是连续的，而是以量子的整数倍跳跃式变化的。 3.量子论的发展 ①1905年，爱因斯坦奖量子概念推广到光的传播中，提出了光量子论。 ②1913年，英国物理学家玻尔把量子概念推广到原子内部的能量状态，提出了一种量子化的原子结构模型，丰富了量子论。 ③到1925年左右，量子力学最终建立。 4.量子论的意义 ①与量子论等一起，引起物理学的一场重大革命，并促进了现代科学技术的突破性发展。 ②量子论的革命性观念揭开了微观世界的奥秘，深刻改变了人们对整个物质世界的认识。 ③量子论成功的揭示了诸多物质现象，如光量子论揭示了光电效应 ④量子概念是一个重要基石，现代物理学中的许多领域都是从量子概念基础上衍生出来的。 量子论的形成标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界；同时，在量子论的基础上发展起来的量子论学，极大地促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学的发展。 （二）黑体和黑体辐射 1．热辐射现象 任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波，并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。 这种由于物质中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象称为热辐射。 ①.物体在任何温度下都会辐射能量。 ②.物体既会辐射能量，也会吸收能量。物体在某个频率范围内发射电磁波能力越大，则它吸收该频率范围内电磁波能力也越大。 辐射和吸收的能量恰相等时称为热平衡。此时温度恒定不变。 实验表明：物体辐射能多少决定于物体的温度（T）、辐射的波长、时间的长短和发射的面积。 2.黑体 物体具有向四周辐射能量的本领，又有吸收外界辐 射来的能量的本领。 黑体是指在任何温度下，全部吸收任何波长的辐射 的物体。 3．实验规律： 1）随着温度的升高，黑体的辐射强度都有增加； 2）随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短 方向移动。人教版高中物理选修3-1知识点归纳总结
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高中物理选修3-4第十三章----光-总结及练习资料讲解
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