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高中物理选修3-4全册精品教案目录第十一章机械振动与机械波 (1)第一节简谐运动 (2)第二节简谐运动的描述 (4)第三节简谐运动的回复力和能量 (6)第四节单摆 (7)第五阶外力作用下的振动 (8)第十二章机械波 (12)第一节波的形成和传播 (12)第二节波的图象 (14)第三节波长、频率和波速 (16)第四节波的反射和折射、波的衍射 (18)第五节波的干涉 (19)第六节多普勒效应 (21)第十三章光学 (23)第一节光的折射 (23)第二节光的干涉 (25)第三节光的色散 (27)第四节光的衍射现象 (30)第五节光的偏振、全反射、激光 (31)第十四章电磁波 (34)第一节电磁波的发现、电磁振荡 (34)第二节电磁波的发射和接收 (35)第三节课题研究：电磁波与信息化社会，电磁波谱 (36)第十五章联系电话（0592）5166869 双十正门前水晶森林84高中物理选修3-4全册精品教案目录第十—章机械振动与机械波第—节简谐运动【教学目的】（1）了解什么是机械振动、简谐运动（2）正确理解简谐运动图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。
【能力培养】通过观察演示实验，概括出机械振动的特征，培养学生的观察、概括能力【教学重点】使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律【教学难点】偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆；在一次全振动中速度的变化课型：启发式的讲授课教具：钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球、气垫弹簧振子、微型气源【教学过程】（教学方法）教学内容[引入]我们学习机械运动的规律，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的运动——简谐运动。
1．机械振动振动是自然界中普遍存在的一种运动形式，请举例说明什么样的运动就是振动？[讲授]微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动……这些物体的运动都是振动。
请同学们观察几个振动的实验，注意边看边想：物体振动时有什么特征？[演示实验]（1）一端固定的钢板尺[见图1（a）]（2）单摆[见图1（b）]（3）弹簧振子[见图1（c）（d）] （4）穿在橡皮绳上的塑料球[见图1（e）][提问] 这些物体的运动各不相同：运动轨迹是直线的、曲线的；运动方向水平的、竖直的；物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征？[归纳] 物体振动时有一中心位置，物体（或物体的一部分）在中心位置两侧做往复运动，振动是机械振动的简称。
1.激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛．下面关于激光的叙述正确的是( )A ．激光是纵波B ．频率相同的激光在不同介质中的波长相同C ．两束频率不同的激光能产生干涉现象D ．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离解析：选D.电磁波是横波，A 项错；光在不同介质中传播速度不同，波长也不同，B 项错；相干光的条件是频率相同，C 项错，D 项正确．2.已知介质对某单色光的临界角为θ，则( )A ．该介质对此单色光的折射率等于1/sin θB ．此单色光在该介质中的传播速度等于光在真空中传播速度的sin θ倍C ．此单色光在该介质中的频率是在真空中频率的sin θ倍D ．此单色光在该介质中的波长是在真空中波长的sin θ倍解析：选ABD.由临界角公式sin C ＝1n ，得n ＝1sin C ，所以A 正确．由n ＝c v 知，v ＝c n，所以v ＝c sin C ，B 正确．当光从空气进入介质时，频率不变，C 错误．c ＝λf ，则波长与波速成正比，D 正确．3.如图所示，已知介质Ⅱ为空气，介质Ⅰ的折射率为2，则下列说法中正确的是( )A ．光线a 、b 都不能发生全反射B ．光线a 、b 都能发生全反射C ．光线a 发生全反射，光线b 不发生全反射D ．光线a 不发生全反射，光线b 发生全反射解析：选C.根据发生全反射的条件，光从光密介质射到光疏介质中时．介质Ⅰ对空气Ⅱ来说是光密介质，所以光线a 可能发生全反射，光线在介质Ⅰ中的临界角为：sin C ＝1n ＝12，C ＝45°.注意题图中光线a 与界面的夹角为30°，而此时的入射角为60°>45°，故光线a 能发生全反射，正确选项为C.4.如图所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由MN 端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF 上发生全反射，然后垂直PQ 端面射出．(1)求该玻璃棒的折射率．(2)若将入射光向N 端平移，当第一次射到弧面EF 上时________(填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射．解析：如图所示，单色光照射到EF 弧面上时刚好发生全反射，由全反射的条件得C ＝45°①由折射定律得n ＝sin90°sin C② 联立①②式得n ＝ 2.答案：(1)2 (2)能一、选择题1.以下说法正确的是( )A ．光纤通信利用了激光相干性好的特点B ．激光武器利用了激光亮度高的特点C ．激光写、读利用了激光亮度高的特点D ．激光加工、激光手术利用了激光亮度高的特点解析：选ABD.利用激光的相干性进行信息的传递，例如利用激光相干性好进行光纤通信；利用激光的平行度好进行精确测量和数据采集；利用激光的亮度高进行激光切割和焊接．2.下列现象中，属于光的全反射现象的是( )A ．肥皂泡上的彩色条纹B ．雨后天边出现彩虹C ．早晨东方天边出现红色朝霞D ．荷叶上的水珠在阳光下晶莹透亮解析：选D.肥皂泡上的彩色条纹属于光的干涉，雨后彩虹属于光的折射，早晨的红色朝霞是由于空气的散射作用，荷叶上的水珠在阳光下晶莹透亮，是由于光线在水珠中发生全反射．D 项正确．3.下列说法正确的是( )A ．因为水的密度大于酒精的密度，所以水是光密介质B ．因为水的折射率小于酒精的折射率，所以水对酒精来说是光疏介质C ．同一束光，在光密介质中的传播速度较大D ．同一束光，在光密介质中的传播速度较小解析：选BD.本题考查对光疏介质和光密介质的理解．因为水的折射率为1.33，酒精的折射率为1.36，所以水对酒精来说是光疏介质；由v ＝c n可知，光在光密介质中的速度较小． 4.让激光照射到VCD 机、CD 机、DVD 机或计算机的光盘上，就可以读出光盘上记录的信息，经过处理后还原成声音和图像，这是利用了激光的( )A ．平行度好，可以会聚到很小的一点上B ．相干性好，可以很容易形成干涉图样C ．亮度高，可以在很短时间内集中很大的能量D ．波长短，很容易发生明显的衍射现象解析：选A.激光的相干性好，平行度高，容易会聚成一个很小的光点，让激光照射到VCD 机、CD 机、DVD 机或计算机的光盘上，传感器把光盘反射的光转化为电信号进行处理，还原成声音或图像，选项A 正确．计算机的光盘刻录同时利用了激光亮度高的性质——能产生高温，进行光盘的烧制．波长短，很容易发生明显的衍射现象这个判断是错误的，因为发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸与波长差不多或比波长小，选项D 不正确． 5.自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理，它虽然本身不能发光，但在夜间骑自行车时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车．尾灯由透明介质做成，其外形如图所示 .下面说法中正确的是( )A ．汽车灯光应从左表面射过来，在尾灯的左表面发生全反射B ．汽车灯光应从左表面射过来，在尾灯的右表面发生全反射C ．汽车灯光应从右表面射过来，在尾灯的右表面发生全反射D ．汽车灯光应从右表面射过来，在尾灯的左表面发生全反射解析：选D.全反射的条件是从光密介质进入光疏介质，则发生全发射必然在尾灯的左表面，光从右表面射过来，选项D 正确．6.如图所示，一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45°.下面四个光路图中，正确的是( )解析：选A.因为玻璃的折射率为n ＝1.5，所以全反射临界角为C ＝arcsin 1n ＝arcsin 23.从题图可知入射角α＝45°>C ，故发生全反射．6.(2012·榆林高二检测)如图为一直角棱镜的横截面，∠bac ＝90°，∠abc ＝60°.一平行细光束从O 点沿垂直于bc 面的方向射入棱镜．已知棱镜材料的折射率n ＝2，若不考虑入射光线在bc 面上的反射光，则有光线( )A ．从ab 面射出B ．从ac 面射出C ．从bc 面射出，且与bc 面斜交D ．从bc 面射出，且与bc 面垂直解析：选BD.由全反射条件，sin C ＝1n ＝12，所以C ＝45°. 由已知几何知识和反射定律、折射定律作出光路图如图所示，通过分析计算可以判断：光线在ab 面发生全反射，在ac 面不发生全反射，即既有折射光线，又有反射光线，且其反射光线垂直于bc 面射出．8.(2012·成都高二检测)两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为θ1、θ2，已知θ1＞θ2.用n 1、n 2分别表示水对两单色光的折射率，v 1、v 2分别表示两单色光在水中的传播速度，则( )A ．n 1＜n 2，v 1＜v 2B ．n 1＜n 2，v 1＞v 2C ．n 1＞n 2，v 1＜v 2D ．n 1＞n 2，v 1＞v 2解析：选B.由临界角定义sin C ＝1n可知，临界角小，折射率大，因为θ1>θ2，所以n 1<n 2，故选项C 、D 是错误的．由n ＝c v 知，n 1v 1＝n 2v 2，v 1>v 2，故选项A 错误，B 正确．9.激光器发光功率为P ，发出的激光在折射率为n 的介质中波长为λ，c 表示光在真空中的速度，下列说法中正确的是( )A ．该光在真空中的波长为nλB ．该光在真空中的波长为λnC ．该光的频率为c λD ．该光的频率为c n λ解析：选AD.光从一种介质进入另一种介质时，频率不会发生变化，对激光也是一样，由于速度变化的原因，波长会相应地变化，对同一频率的光，它在真空中的波长应大于在介质中的波长．10.(2011·高考福建卷)如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ 的左下方．一束白光沿半径方向从A 点射人玻璃砖，在O 点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带．若入射点由A 向B 缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O 点，观察到各色光在光屏上陆续消失．在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是( )A ．减弱，紫光B ．减弱，红光C ．增强，紫光D ．增强，红光解析：选C.因n 红<n 紫，再由临界角公式sin C ＝1n可得，C 红>C 紫，因此当增大入射角时，紫光先发生全反射，紫光先消失，且当入射光的入射角逐渐增大时，折射光强度会逐渐减弱，反射光强度会逐渐增强，故应选C.二、非选择题11.如图所示，一根长为L 的直光导纤维，它的折射率为n .光从它的一个端面射入，又从另一端面射出所需的最长时间为多少？(设光在真空中的速度为c )解析：由题中的已知条件可知，要使光线从光导纤维的一端射入，然后从它的另一端全部射出，必须使光线在光导纤维中发生全反射现象．要使光线在光导纤维中经历的时间最长，就必须使光线的路径最长，即光对光导纤维的入射角最小．光导纤维的临界角为C ＝arcsin 1n. 光在光导纤维中传播的路程为d ＝L sin C＝nL . 光在光导纤维中传播的速度为v ＝c n. 所需最长时间为t max ＝d v ＝nL c n＝n 2L c. 答案：n 2L c12.如图所示，在清澈平静的水底，抬头向上观察，会看到一个十分有趣的景象：(1)水面外的景物(蓝天、白云、树木、房屋)，都呈现在顶角θ＝97.6°的倒立圆锥底面的“洞”内；(2)“洞”外是水底的镜像；(3)“洞”边呈彩色，且七色的顺序为内紫外红．试分析上述水下观天的奇异现象．解析：(1)水面外的景物射向水面的光线，凡入射角0≤i ≤90°时，都能折射入水中被人观察到(如图所示)．根据折射定律，在i ＝90°的临界条件下n ＝sin i sin r ，sin r ＝sin i n ＝1n＝sin C . 因为水的临界角C ＝48.8°，所以，倒立圆锥的顶角为θ＝2r ＝2C ＝97.6°.(2)水底发出的光线，通过水面反射成虚像，也可以在水下观察到，但是由于“洞”内有很强的折射光，所以只有在“洞”外才能看到反射光(尤其是全反射光)形成的水底镜像．(3)光线从空气中折射入水中时，要发生色散现象：红光的折射率最小，偏向角最小；紫光的折射率最大，偏向角最大．因为眼睛感觉光线是沿直线传播的，所以从水中看到的彩色“洞”边，是内紫外红(如上图所示)．答案：见解析。
