2019-2020年高考物理 波的性质与波的图像复习教案

第53讲 机械波 横波的图象【教学目标】1.知道机械波的特点和分类.2.掌握波速、波长和频率的关系，会分析波的图象.3.理解波的干涉、衍射现象和多普勒效应，掌握波的干涉和衍射的条件． 【教学过程】★重难点一、波的图象与波速公式★1．波的图象反映了在某时刻介质中的各质点离开平衡位置的位移情况，图象的横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质点的位移，如图所示。

图象的应用：(1)直接读取振幅A 和波长λ，以及该时刻各质点的位移。

(2)确定某时刻各质点加速度的方向，并能比较其大小。

(3)结合波的传播方向可确定各质点的振动方向或由各质点的振动方向确定波的传播方向。

2．波速与波长、周期、频率的关系为：v ＝λT ＝λf 。

3．质点振动nT (波传播nλ)时，波形不变。

4．在波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为nλ时(n ＝1，2，3…)，它们的振动步调总相同；当两质点平衡位置间的距离为(2n ＋1)λ2(n ＝0，1，2，3…)时，它们的振动步调总相反。

5．波源质点的起振方向决定了它后面的质点的起振方向，各质点的起振方向与波源的起振方向相同。

6．波的传播方向与质点振动方向的互判方法内容图象“上下坡”法 沿波的传播方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡”时质点向上振动“同侧”法 波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧“微平移”法将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对应同－x 坐标的两波形曲线上的点来判断振动方向【特别提醒】波的多解问题的处理方法 1．造成波动问题多解的主要因素 (1)周期性：①时间周期性：时间间隔Δt 与周期T 的关系不明确。

②空间周期性：波传播距离Δx 与波长λ的关系不明确。

(2)双向性：①传播方向双向性：波的传播方向不确定。

②振动方向双向性：质点振动方向不确定。

如：a.质点达到最大位移处，则有正向和负向最大位移两种可能。

b ．质点由平衡位置开始振动，则起振方向有向上、向下(或向左、向右)两种可能。

[高二物理教案10-2]10.22 波的图象一、教案目标：通过本节课的复习，进一步熟悉波的图象的物理意义，掌握利用图象解决实际问题的方法，提高解决问题的能力。

二、重点难点：理解波的图象的意义，波动图象的应用。

三、教案方法：复习提问，讲练结合，学案导学，课件演示四、教具计算机、投影仪、大屏幕、演示波动图象的课件五、教案过程（一）知识回顾1、简谐波的图象都是正弦或余弦曲线，表示某个时刻介质中各个质点相对平衡位置的位移。

2、从简谐波的图象可以知道的物理量。

（1）从图象可以知道振幅。

（曲线的最大值）（2）从图象可以知道波长（曲线相邻两最大值之间的距离）。

（3）从图象可以知道该时刻各个质点对平衡位置的位移。

（4）借助图象还可以说明各个质点的速度、加速度在该时刻的变化情况和速度、加速度的方向。

3、根据某一时刻的波的图象和波的传播方向，能画出下一时刻和前一时刻的波的图象，并能指出图象中各个质点在该时刻的振动方向。

常用的方法有两种：（1）描点作图法；（2）图象平移作图法。

（二）例题精讲【例】某一简谐波在t=0时刻的波形图如图10-2中的实线所示。

若波向右传播，画出T/4后和T/4前两个时刻的波的图象。

在上节课的学习中我们知道，确定波的图象变化的情况有两种方法：一是描点作图法，二是图象平移作图法。

我们已经用描点作图法画出了上题中简谐波在T/4后和T/4前两个时刻的波的图象。

下面我们用第二种方法来作图。

如图10-3是T/4前时刻的波的图象，由图10-3我们可以知道，在质点振动的一个周期内，波向前传播一个波长的距离，即传播的距离x=12m，因此在T/4内，波向前传播了Δx=3m。

根据波的传播过程和传播实质，若波向右传播，把波的原有波形向左移动3m的距离，就得到了T/4前时刻的波的图象，如图10-3中虚线所示。

若波向左传播，同样道理可以画出从t=0时刻开始的T/4后和T/4前两个时刻的波的图象。

下面请同学们用图象平移作图法在练习本上画出波向左传播，从t=0时刻开始的T/4后和T/4前两个时刻的波的图象。

2019-2020年高考物理波的现象与声波复习教案一、波的现象1.波的反射:波遇到障碍物会返回来继续传播的现象．(1)波面：沿波传播方向的波峰（或波谷）在同一时刻构成的面．(2)波线：跟波面垂直的线，表示波的传播方向．(3)入射波与反射波的方向关系．①入射角：入射波的波线与平面法线的夹角．②反射角：反射波的波线与平面法线的夹角．③在波的反射中，反射角等于入射角；反射波的波长、频率和波速都跟入射波的相同．(4)特例：夏日轰鸣不绝的雷声；在空房子里说话会听到声音更响．(5)人耳能区分相差0.1 s以上的两个声音．2.波的折射: 波从一种介质射入另一种介质时，传播方向发生改变的现象．(1)波的折射中，波的频率不变，波速和波长都发生了改变．(2)折射角：折射波的波线与界面法线的夹角．(3)入射角i与折射角r的关系(V1和v2是波在介质I和介质Ⅱ中的波速．i为I介质中的入射角,r为Ⅱ介质中的折射角)．3.波的衍射:波可以绕过障碍物继续传播的现象．衍射是波的特性，一切波都能发生衍射．产生明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多。

例如：声波的波长一般比墙坡大，“隔墙有耳”就是声波衍射的例证．说明：衍射是波特有的现象．4.波的叠加与波的干涉(1)波的叠加原理：在两列波相遇的区域里，每个质点都将参与两列波引起的振动，其位移是两列波分别引起位移的矢量和．相遇后仍保持原来的运动状态．波在相遇区域里，互不干扰，有独立性．(2)波的干涉:①条件：频率相同的两列同性质的波相遇．②现象：某些地方的振动加强，某些地方的振动减弱，并且加强和减弱的区域间隔出现，加强的地方始终加强，减弱的地方始终减弱，形成的图样是稳定的干涉图样．说明：①加强、减弱点的位移与振幅．加强处和减弱处都是两列波引起的位移的矢量和，质点的位移都随时间变化，各质点仍围烧平衡位置振动，与振源振动周期相同．加强处振幅大，等于两列波的振幅之和，即A=A1 +A2,质点的振动能量大，并且始终最大．减弱处振幅小，等于两列波的振福之差，即A=∣A1－A2∣,质点振动能量小，并且始终最小，若A1=A2，则减弱处不振动．加强点的位移变化范围：一∣A1 +A2∣～∣A1 +A2∣减弱点位移变化范围：一∣A1－A2∣～∣A1－A2∣②干涉是波特有的现象．③加强和减弱点的判断．波峰与波峰（波谷与波谷）相遇处一定是加强的，并且用一条直线将以上加强点连接起来，这条直线上的点都是加强的；而波峰与波谷相遇处一定是减弱的，把以上减弱点用直线连接起来，直线上的点都是减弱的．加强点与减弱点之间各质点的振幅介于加强点与减弱点振幅之间．当两相干波源振动步调相同时，到两波源的路程差Δs 是波长整数倍处是加强区．而路程差是半波长奇数倍处是减弱区．任何波相遇都能叠加，但两列频率不同的同性质波相遇不能产生干涉．5.驻波:两列沿相反方向传播的振幅相同、频率相同的波叠加时，形成驻波．(1)波节：始终静止不动的点．(2)波腹：波节与波节之间振幅最大的点．(3)驻波—特殊的干涉现象:波源特殊;波形特殊说明：驻波与行波的区别．①物理意义不同：驻波是两列波的特珠干涉现象，行波是一列波在介质中的传播．②质点的振动情况不同：在行波中各个质点作振格相同的简谐运动，在驻波中各个质．点作振幅不同的简谐运动；处于波腹位置的质点振幅最大；处于波节位置的质点振幅等于零；其他一些质点的振幅也不相同，但都比波腹处质点的振幅小．③波形不同：行波波形经过一段时间，波形向前“平移”，而驻波波形并不随时间发生平移，只是各质点的振动位移发生变化而已．6．多普勒效应(1)由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率发生变化的现象．实质是：波源的频率没有变化，而是观察者接收到的频率发生了变化．(2)多普勒效应的产生原因观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数．当波以速度v 通过接收者时，时间t 内通过的完全波的个数为N=vt/λ，因而单位时间内通过接收者的完全波的个数，即接收频率f v/λ．若波源不动，观察者朝向波源以速度V 2运动，由于相对速度增大而使得单位时间内通过观察者的完全波的个数增多，即()/2221v v v v v f f v v f λ++===+，可见接收频率增大了.同理可知，当观察者背离波源运动时，接收频率将减小．若观察者不动，波源朝向观察者以速度v 1运动,由于波长变短为λ/=λ－v 1T,而使得单位时间内通过观察者的完全波的个数增多，即，可见接收频率亦增大，同理可知,当波源背离观察者运动时,接收频率将减小． 注：发生多普勒效应时，波源的真实率不发生任何变化，只是观察者接收到的频率发生了变化．(3)相对运动与频率的关系①波源与观察者相对静止：观察者接收到的频率等于波源的频率．②波源与观察者相互接近：观察者接收到的频率增大．③波源与观察者相互远离：观察者接收到的频率减小．二.声波(1)空气中的声波是纵波．能在空气、液体、固体中传播．在通常情况下在空气中为340m ／s ，随介质、温度改变而变．(2)人耳听到声波的频率范围：20 Hz ---xx0 Hz.(3)能够把回声与原声区分开来的最小时间间隔为0.1s(4)声波亦能发生反射、折射、干涉和衍射等现象．声波的共振现象称为声波的共鸣．(5)次声波：频率低于20 Hz 的声波．(6)超声波：频率高于xx0 Hz 的声波． 应用：声呐、探伤、打碎、粉碎、诊断等．(7)声音的分类①乐音：好听悦耳的声音．乐音的三要素：音调(基音的频率的高低)响度(声源的振幅大小)、音品（泛音的多少，泛音的频率和振幅共同决定的）．声强：单位时间内通过垂直于声波传播方向单位面积的能量．②噪声：嘈杂刺耳的声音，是妨碍人的正常生活和工作的声音．噪声已列为国际公害．光的传播(几何光学)规律2019-2020年高考物理波粒二象性讲义温故自查一、光电效性1．光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象．2.初动能二、光的波粒二象性光的本性：光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有 ．波粒二象性考点精析一、光电效应中入射光强度、频率的影响情况1．入射光频率―→决定光子能量―→决定光电子最大初动能．2．入射光强度―→决定单位时间内接收的光子数―→决定单位时间内发射的光电子数．二、E km －ν曲线1．曲线(如图)2．由曲线可以得到的物理量(1)极限频率：图线与ν轴交点的横坐标ν0.(2)逸出功：图线与E km轴交点的纵坐标的值W0＝E.(3)普朗克常量：图线的斜率k＝h.温故自查1．1858年德国物理学家较早发现了气体导电时的辉光放电现象．德国物理学家研究辉光放电现象时认为这是从阴极发出的某种射线引起的．所以他把这种未知射线称之为阴极射线．普吕克尔戈德斯坦2．对于阴极射线的本质，有大量的科学家做出大量的科学研究，主要形成了两种观点．(1)电磁波说：代表人物，．认为这种射线的本质是一种电磁波的传播过程．(2)粒子说：代表人物，．认为这种射线的本质是一种高速粒子流．赫兹汤姆孙3．美国物理学家密立根利用油滴实验测量出电子的电量．密立根通过实验还发现，电荷具有量子化的特征．即任何电荷只能是e的整数倍．电子的质量：m＝kg，电子的电荷量：e＝ C.9.1×10－311.6×10－19考点精析英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子．实验装置如下图所示．从高压电场的阴极发出的阴极射线，穿过C1C2后沿直线打在荧光屏A′上．(1)当在平行极板上加一如图所示的电场，发现阴极射线打在荧光屏上的位置向下偏，则可判定，阴极射线带有负电荷．(2)为使阴极射线不发生偏转，则请思考可在平行极板区域采取什么措施．在平行极板区域加一磁场，且磁场方向必须垂直纸面向外．当满足条件q v0B＝qE时，则阴极射线不发生偏转．则：v0＝(3)如下图所示，根据带电的阴极射线在电场中的运动情况可知，其速度偏转角为：tanθ＝又因为：tanθ＝且v0＝.则：根据已知量，可求出阴极射线的比荷.温故自查1．汤姆孙通过对的研究发现电子，说明原子也是可分的．2．卢瑟福用α粒子轰击金箔，发现α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，的α粒发生较大角度偏转，极少数发生大角度偏转，达到180°而反向弹回．绝大多数少数个别的3．卢瑟福提出原子核式结构学说：在原子的中心有一个很小的核，叫．它集中了原子的和几乎全部．带负电的电子在核外绕核旋转．从α粒子散射实验可以估计出原子核的大小约为m.原子核全部正电荷质量10－14考点精析1．α粒子散射实验(1)实验装置：如下图所示．(2)实验条件：金属箔是由重金属原子组成，很薄，厚度接近单原子的直径．全部设备装在真空环境中，因为α粒子很容易使气体电离，在空气中只能前进几厘米．显微镜可在底盘上旋转，可在360°的范围内进行观察．(3)实验结果：α粒子穿过金箔后，绝大多数沿原方向前进，少数发生较大角度偏转，极少数偏转角度大于90°，甚至被弹回．α粒子的大角度散射现象无法用汤姆孙的原子模型解释．α粒子散射实验的结果揭示了：①原子内部绝大部分是空的；②原子内部有一个很小的“核”．2．原子的核式结构卢瑟福对α粒子散射实验结果进行了分析，于1911年提出了原子的核式结构学说：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎所有的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转，原子核所带的单位正电荷数等于核外电子数．原子的直径大约是10－10m，原子核的直径约为10－15～10－14m.3．核式结构模型对α粒子散射实验的解释(1)因为原子核很小，原子的大部分空间是空的，大部分α粒子穿过金箔时离核很远，受到的库仑力很小，运动几乎不受影响，因而大部分α粒子穿过金箔后，运动方向几乎不改变．(2)只有少数α粒子从原子核附近飞过，受到原子核的库仑力较大，才发生较大角度的偏转. 温故自查1．光谱：复色光经过色散以后形成的彩色图案称为光谱．2．发射光谱：物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱．发射光谱有连续光谱和明线光谱两种．连续光谱由炽热的固体、液体或高压气体所发出的光形成；明线光谱是稀薄气体或蒸气发出的光生成的．原子的特征光谱为明线光谱，不同原子的明线光谱不同．3．吸收光谱：吸收光谱是温度很高的光源发出来的白光，通过温度较低的蒸气或气体后产生的．太阳光谱为吸收光谱．考点精析1．巴尔末系公式n＝3,4,5…，每一个n值对应氢光谱的一条谱线．R ＝1.1×107m－1.2．卢瑟福的原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾主要有两点：按照经典电磁理论，电子在绕核做加速运动的过程中，要向外辐射电磁波，因此能量要减少，电子轨道半径也要变小，最终会落到原子核上，因而原子是不稳定的；电子在转动过程中，随着转动半径的缩小，转动频率不断增大，辐射电磁波的频率不断变化，因而大量原子发光的光谱应该是连续光谱．然而事实上，原子是稳定的，原子光谱也不是连续光谱而是线状光谱.温故自查1．玻尔的原子模型：是以假说的形式提出来的，它包括以下三方面的内容：(1)轨道假设：即轨道是的，只能是某些分立的值．(2)定态假设：即不同的轨道对应着不同的状态，这些状态中原子是稳定的，不向外辐射能量．(3)跃迁假设：原子在不同的状态具有不同的，从一个定态向另一个定态跃迁时要或一定频率的光子，该光子的能量等于这两个状态的．量子化能量能量辐射吸收能级差2．能级：在玻尔模型中，原子的可能状态是的，因此各状态对应的能量也是的．这些能量值叫能级．3．基态与激发态：能量状态叫做基态；其他能量状态叫激发态．4．光子的发射与吸收：原子由激发态向基态跃迁时发射出光子，由基态向激发态跃迁时要光子．光子的频率与能级的关系：.不连续不连续最低的吸收hν＝E m－E n考点精析1．对原子跃迁条件的理解(1)原子从低能级向高能级跃迁：吸收一定能量的光子，当一个光子的能量满足hν＝E末－E初时，才能被某一个原子吸收，使原子从低能级E初向高能级E末跃迁，而当光子能量h ν大于或小于E末－E初时都不能被原子吸收．(2)原子从高能级向低能级跃迁，以光子的形式向外辐射能量，所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差．(3)当光子能量大于或等于13.6eV时，也可以被氢原子吸收，使氢原子电离；当氢原子吸收的光子能量大于13.6eV时，氢原子电离后，电子具有一定的初动能．一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射出的光谱线条数为2．氢原子的能级公式和轨道公式设基态轨道的半径为r1，量子数为n的激发态轨道半径为r n，则有：r n＝n2r1(n＝1,2,3…) 设基态能量为E1，量子数为n的激发态能量为E n，则有：E n＝(n＝1,2,3…)对于氢原子而言，r1＝0.53×10－10m，E1＝－13.6eV温故自查1．天然放射现象：某些元素放射某些射线的现象称为天然放射现象，这些元素称．2．三种射线的本质：α射线是，β射线是，γ射线是．自发地放射性元素氦核流电子流电磁波考点精析贝克勒耳发现天然放射现象，揭开了人类研究原子核结构的序幕．通过对天然放射现象的研究，人们发现原子序数大于83的所有天然存在的元素都有放射性，原子序数小于83的天然存在的元素有些也具有放射性，它们放射出来的射线共有三种，三种射线的本质和特征对比如下表：研究放射线的方法：①在磁场中偏转(如下图1所示)根据≈360，则在磁场中β射线比α射线偏转的更明显．图1图2②在电场中偏转(如图2所示)设α与β沿初速度方向前进相同的距离L，两者在电场方向上偏转的距离之比：可见在电场中β射线比α射线有较明显的偏转.温故自查1．定义：原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的变化叫原子核的．2．分类(1)α衰变：同时放出γ射线(2)β衰变：同时放出γ射线衰变3．半衰期(1)定义：放射性元素的原子核发生衰变需要的时间．(2)半衰期的大小由放射性元素的原子核内部本身的因素决定，跟原子所处的(如压强、温度等)或(如单质或化合物)无关．有半数物理状态化学状态4．放射性同位素及应用(1)同位素有些原子的原子核电荷数，但质量数，这样一些具有相同核电荷数和不同中子数的原子互称为同位素．(2)放射性同位素的应用①放射性同位素放出的射线应用于工业、探伤、农业、医疗等．②作示踪原子．相同不同考点精析1．三种衰变的实质(1)α衰变：α衰变的实质是其元素的原子核同时放出由两个质子和两个中子组成的粒子(即氦核)，每发生一次α衰变，新元素与原元素比较，核电荷数减少2，质量数减少4，即，(2)β衰变：β衰变的实质是其元素的原子核内的一个中子变成质子时放射出一个电子，每发生一次β衰变，新元素与原元素比较，核电荷数增加1，质量数不变，即(3)γ衰变：γ衰变是伴随着α衰变或β衰变同时发生的，γ衰变不改变原子核的电荷数和质量数．其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变时，产生的某些新核由于具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出光子．2．原子核衰变时遵守三个守恒电荷数守恒、质量数守恒和动量守恒3．半衰期放射性衰变可理解为由不稳定原子核自发地放射粒子而变成另一原子核的过程，而且并非所有的原子核同时衰变成子核．但无论谁先谁后，谁快谁慢，母核的数目将随时间而不断减少；半衰期就是指放射性元素的原子核半数发生衰变所需的时间，它反映着放射性物质衰变速率的大小，每种放射性元素都有一定的半衰期，是物质的核的属性，与外界条件无关．半衰期的计算可用通过取对数求解指数，并根据关系推算出矿物的生成年代(最典型的是用矿石中铀铅比测定矿物寿命)．核衰变生成的新物质质量m的计算式为m＝(M0－M) ·上式中M0为原来放射性物质总质量，M为剩余的尚未衰变的那部分放射性物质质量，A0为原放射性物质的原子量，A为生成新物质的原子量.温故自查1．核反应：在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新的过程．2．原子核的人工转变：用轰击靶核，产生另一种的方法．原子核高能粒子新核(1)1919年卢瑟福用轰击氮原子核，产生了氧的同位素，第一次实现了原子核的人工转变，并发现了质子，其核反应方程为(2)1932年查德威克用轰击铍核，发现了中子．其核反应方程为(3)1934年约里奥·居里夫妇用人工方法发现了放射性同位素，同时发现了正电子，其核反应方程为α粒子α粒子考点精析1．核反应的四种类型2.书写原子核的核反应方程时应注意：(1)核反应方程一般都不是可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接．(2)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程．(3)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒，核反应方程中反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)且释放出核能．(4)当放射性物质发生连续衰变时，原子核中有的发生衰变，有的不发生衰变，同时伴随着辐射.温故自查1．核力：之间的相互作用力叫核力，它是短程力．2．核能：由于原子核间存在核力，所以核子成原子核或原子核分裂为核子时均伴随着巨大的能量变化，这种能量称为核能．3．质能方程：核子结合E＝mc2(ΔE＝Δmc2)4．质量亏损总是发生在系统向外辐射能量的情况下，系统能量减少了，质量自然也就减少了．当系统的质量减少Δm时，系统的能量就减少了ΔE，减少的能量向外辐射出去了．减少的质量转化为光子的质量，减少的能量转化为光子的能量．虽然光子的静止质量为零，但在光子的辐射过程中，具有能量E＝hν，所以运动的光子具有一定的质量．光子运动的速度始终为c，E＝hν＝mc2，所以当一个光子的频率为ν时，它的质量为m＝.考点精析核能的计算方法1．根据爱因斯坦质能方程列式计算，即ΔE＝Δmc2(Δm的单位：kg)．2．根据1原子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏能量，则ΔE＝Δm×931.5MeV(Δm的单位：u,1u＝1.6606×10－27kg).温故自查1．重核的裂变：重核俘获一个中子后分裂成两个(或多个)中等质量核的反应过程，重核裂变的同时放出几个中子，并释放出核能．如：2．轻核的聚变：某些轻核结合成质量较大的核的反应过程，同时释放出大量的核能．要想使氘核和氚核结合成氦核，必须达到的高温，因此聚变反应又叫反应．如：几百万度以上热核3．裂变反应堆：又称核反应堆，简称反应堆．反应堆主要由以下几部分组成：①；②；③；④；⑤．核燃料减速剂控制棒冷却剂反射层考点精析1．热核反应在宇宙中是很普遍的，太阳内部和许多恒星内部，温度高达107K以上，热核反应在那里激烈地进行着．太阳每秒钟辐射出来的能量约为3.8×1026J，就是热核反应产生的．地球只接受了其中的二十二亿分之一，就使地面温暖，万物生长．但是目前除了氢弹以外，人们还不能控制聚变反应，所以还无法和平利用聚变时释放的核能．2．热核反应和裂变反应相比，具有许多优越性．首先，热核反应释放的能量，就相同质量的核燃料来讲，比裂变反应大．再有，裂变时产生放射性物质，处理起来比较困难，热核反应在这方面的问题要简单得多．第三，热核反应所用的燃料——氘，在地球上的储量非常丰富，1L海水中大约有0.038g氘，如果用来进行热核反应，放出的能量和燃烧300L汽油相当．因此，海水中的氘就是异常丰富的能源．命题规律考查对光电效应规律的理解和爱因斯坦光电效应方程的应用．[考例1]用绿光照射一光电管，能产生光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大，应()A．改用红光照射B．增大绿光的强度C．增大光电管上的加速电压D．改用紫光照射[解析]根据爱因斯坦光电效应方程可知，光电子从阴极逸出时最大初动能为E km＝＝hν－W.改用红光照射，由于红光光子的频率比绿光的小，可能无法产生光电效应．即使能产生，光电子从阴极逸出时的最大初动能也将减小．故选项A错误．增大绿光强度，仅能使每秒从阴极逸出的光电子数增加，不会改变光电子的最大初动能．故选项B错误．增大光电管上的加速电压，仅能增大光电子到达阳极板时的动能．故选项C错误．改用紫光照射，由于紫光光子的频率比绿光的大，才能使光电子逸出的最大初动能增大．所以选项D正确．[答案] D[总结评述]根据爱因斯坦光电效应方程：hν＝W＋E km，逸出功W对某一金属而言是不变的，要想增大E km，只能增大入射光的频率．研究光电效应规律的实验装置如图甲所示，以频率为ν1和ν2的两种光分别照射光电管阴极K时，都有光电子产生．在光电管的两极K、A之间加反向电压时，光电子从阴极K发射出来后向阳极A做减速运动．当电流表G读数为零时，电压表V的读数称为反向截止电压．在光电管K、A之间加正向电压时，光电子从阴极K发射出来向阳极A做加速运动，当电流表G的读数为最大时，称为饱和光电流．由电压表V和电流表G的读数，可画出两种光照射时光电管的伏安特性曲线如图乙所示．以下说法正确的是()A．两种光分别照射光电管时，阴极K的极限频率不同B．两种光分别照射光电管时，光电子从阴极K表面逸出时间的长短不同C．两种光的频率不同D．两种光的强度不同[解析]阴极K的极限频率由其材料决定，与入射光无关，A错；光电效应发生的时间极短，且时间的长短与入射光无关，B错；由图乙可知，两种光照射时，光电管的反向截止电压相同，则光电子的最大初动能全部用来克服电场力做功，由eU＝＝hν－W可知，这两种光实际是同频率的光，C错；频率相同的两束光照射，光的强度大则饱和光电流大，图乙显示饱和光电流不同，表示入射光强度不同，D正确．[答案] D命题规律考查光的波粒二象性的理解、物质波的理解[考例2]人类对光的本性的认识经历了曲折的过程．下列关于光的本性的陈述正确的是()A．牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的B．任何一个运动着物体，都具有波动性C．麦克斯韦预言了光是一种电磁波D．光波是概率波。

2019-2020年高中物理 12.2《波的图像》学案新人教版选修3-4【知识目标】1、知识与技能：①理解波的图像的物理意义。

②知道波的图像与振动图像的区别。

③掌握波的图像的简单应用。

2、过程与方法：小组合作探究，大胆拓展质疑3、情感态度与价值观：以积极的热情投入学习，体验成功的快乐。

【基础知识】一、波的图像的做法1、建立坐标系：用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的，纵坐标y表示某时刻各质点偏离平衡位置的。

2、选取正方向：选取质点振动的某一个方向为正方向，x轴一般为正。

3、描点：把某一时刻所有质点的画在坐标系里。

4、连线：用一条的线把3中的诸点连接起来就是这时的。

二、波的图像的特点1、波的图像也称，简称。

如果波形是正弦曲线，这样的波叫做，简称。

2、介质中有正弦波传播时，介质中的质点做。

三、波的图像与振动图像的意义1、波的图像表示介质中的“各个质点”在的位移。

2、振动图像表示介质中“某个质点”在的位移。

四、波的图像的应用由下图可知：1、该时刻各质点的及。

2、该波的。

3、若已知该波的传播方向，可以确定各质点的；或已知某质点的，可以确定该波的传播方向。

4、已知该波的传播速度v的大小和方向，可画出前、后一段时间△t时的。

五、两种图像的比较※判断波的传播方向与质点振动方向用“上下坡法”【基础训练】1、根据图像，分别判断它们属于何种图像，并判定A、B两质点的运动方向：A、（甲）是振动图像，（乙）是波动图像B、（乙）是振动图像，（甲）是波动图像C、A、B两质点均向上D、A、B两质点均向下2、如图所示，实线为某时刻一横波的图像，虚线是短暂时间间隔△t后的波的图像，且已知波传播得很慢，则由图像可判断出：A、波传播速度的大小B、波的传播方向C、各质点的速度D、各质点的振动方向3、一列横波沿绳子向右传播，某时刻形成如图所示的凸凹形状，对此时绳A、B、C、D、E、F 六个质点，下列说法正确的是：A、它们的振幅相同B、其中D、F速度方向相同C、其中A、C速度方向相同D、从此时算起，B比C先回到平衡位置4、如图所示为一列沿x轴负方向传播的横波在某时刻的图像，下列说法正确的是：A、该时刻a点和d点处的质点位移相同，加速度方向相反B、该时刻b点和c点处的质点位移相同，速度方向相同C、质点b比质点c先回到平衡位置D、质点a比质点d先回到平衡位置5、如图所示为一列简谐波在某一时刻的波的图像，已知质点a在此刻的振动方向向下，则：A、波向左传播，质点b向下振动，质点c向上振动B、波向右传播，质点b向上振动，质点c向下振动C、波向左传播，质点b向上振动，质点c向上振动D、波向右传播，质点b向下振动，质点c向下振动6、一列简谐波某时刻的波形如图所示。

2019-2020年高考物理一轮复习 11.3机械波1教学案一、知识要点1、机械波的形成和传播2、机械波的分类3、横波的图象：简谐波的图象是________曲线．4、波的干涉和衍射5、多普勒效应二、疑点分析1、波的传播方向与质点振动方向的判断方法2、波的干涉和衍射3、多普勒效应的应用三、典例互动例1.介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点( )A．它的振动速度等于波的传播速度B．它的振动方向一定垂直于波的传播方向C．它在一个周期内走过的路程等于一个波长D．它的振动频率等于波源的振动频率例2.如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t＝0时的波形图，当Q点在t＝0时的振动状态传到P点时，则( )A．1cm＜x＜3cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动B．Q处的质点此时的加速度沿y轴的正方向C．Q处的质点此时正在波峰位置D．Q处的质点此时运动到P处例3.图甲为一列简谐横波在t＝0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x＝1m处的质点，Q是平衡位置为x＝4m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则( )A．横波的波长是8mB．横波的频率是0.2HzC．质点P随波迁移的速度大小为40m/sD．t＝0.10s时质点P正沿y轴正方向运动例4.如图所示为两列相干水波在t＝0时刻的叠加情况，其中实线表示波峰，虚线表示波谷．若两列波的振幅均保持5cm不变，波速和波长分别为1m/s和0.5m，C点是BD连线的中点．则下列说法正确的是( )A．A、D点振动始终加强，B点振动始终减弱B．C点始终保持静止不动C．t＝0时刻，A、B两点的竖直高度差为10cmD．在t＝0至t＝0.25s的时间内，B点通过的路程为20cm例5.下列关于波的衍射的说法正确的是( )A．衍射是一切波特有的现象B．对同一列波，缝、孔或障碍物越小衍射现象越明显C．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象D．声波容易发生衍射现象是由于声波波长较大四、随堂演练1．如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图，已知波的传播速度v ＝2m/s.试回答下列问题：写出x＝0.5m处的质点做简谐运动的表达式：____________________cm；x＝0.5m处质点在0～5.5s内通过的路程为________cm.2．水槽内有一振源，振动时产生的水波通过挡板间的缝隙发生衍射现象，为了使衍射现象更明显，可采用的方法是使缝隙的宽度________；或者是使振源的振动频率________(选填“变大”或“变小”)．3．铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行列车经过轨端接缝处时，车轮就会受到一次冲击．由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动．普通钢轨长为12.6m，列车固有振动周期为0.315s.下列说法正确的是( ) A．列车的危险速率为40m/s B．列车过桥需要减速，是为了防止列车发生共振现象C．列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的D．增加钢轨的长度有利于列车高速运行4．新型列车动车组速度可达110km/h，与该车汽笛声的音调相比．(1)站在车前方路旁的农民听起来音调________(选填“偏高”或“偏低”)．站在车后路旁的农民听起来音调________(选填“偏高”或“偏低”)．(2)迎面来的另一列车上的乘客听起来音调怎样？此时列车汽笛发出的音调变化吗．(3)坐在新型列车动车组上的乘客听起来音调怎样．5.自t＝0时刻起，质点A做简谐运动，其振动图象如图所示．t＝10s时，距A质点10m处的B质点开始振动．求：①该波的波速大小v；②该波的波长λ.。

教学资料参考范本【2019-2020】高中物理第二章机械波第3节波的图像教学案教科版选修3_4撰写人：__________________部门：__________________时间：__________________对应学生用书P23[自读教材·抓基础]1．横波图像的特点简谐波的波形为正弦曲线。

2．横波图像的物理意义描述了离波源不同距离的各振动质点在某一时刻的位置。

3．画横波图像的一般步骤(1)建立坐标系：用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。

(2)选取正方向：规定位移的方向向上为正值，向下为负值。

(3)描点：把某一时刻所有质点的位移画在坐标系里。

(4)连线：用平滑曲线把坐标系中各质点的位移坐标点连接起来就是这时的横波的图像。

[跟随名师·解疑难]1．横波图像的理解(1)横波的图像是某一时刻介质中各个质点偏离平衡位置的位移情况。

可以将波的图像比喻为某一时刻对所有质点拍摄下的“集体照”。

(2)简谐波的图像是正(余)弦曲线，是最简单的一种波，各个质点振动的最大位移都相等。

2．横波图像的周期性在波的传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动，不同时刻质点的位移不同，则不同时刻波的图像不同。

质点的振动位移做周期性变化，则波的图像也做周期性变化。

经过一个周期，波的图像复原一次。

3．横波传播的双向性如果只知道波沿x轴传播，则有可能沿x轴正向传播，也有可能沿x轴负向传播，具有双向性。

4．横波图像的两种画法根据某时刻的波形图画出另一时刻波形图的方法：(1)特殊点法：取正弦波上的五个特殊点(三个平衡位置点，一个波峰点，一个波谷点)，先根据波传播的方向确定它们的振动方向，再判断Δt后各点运动到什么位置，最后连成曲线，即为另一时刻的波形图。

适用于Δt＝n的情形。

(2)平移法：将原图像沿x轴方向即波传播的方向平移。

根据波速和给定的时间，利用Δx＝vΔt，求出沿波的传播方向上移动的位移，将波进行平移。

高中物理波的图形教案
教学目标：
1. 了解波的概念和类型；
2. 掌握波的特点和性质；
3. 能够对波的传播过程进行分析。

教学内容：
1. 波的概念及分类；
2. 波的特点和性质；
3. 波的传播过程。

教学准备：
1. PowerPoint课件；
2. 白板、彩色粉笔和橡皮；
3. 教学实验材料：弹簧振子、水波箱等。

教学过程：
第一步：引入
1. 教师通过展示一幅波的图片或视频来引入本节课的主题；
2. 引导学生观察图片或视频，让学生了解波的基本概念。

第二步：讲解
1. 通过PowerPoint课件介绍波的概念和分类；
2. 结合实际例子，讲解机械波、电磁波的特点和性质；
3. 讲解波的传播过程：波的传播方向、速度、波长等。

第三步：实验
1. 利用弹簧振子或水波箱等实验材料，展示波的传播过程；
2. 让学生参与实验，感受波的传播方式和特点。

第四步：复习与总结
1. 教师带领学生复习本节课的重点内容；
2. 对学生进行小测验，检查学生对波的理解程度；
3. 总结本节课的重点内容，强化学生对波的概念和特点的理解。

教学反馈：
1. 鼓励学生提问和回答问题，促进学生积极参与；
2. 在教学过程中及时纠正学生的错误认识，引导学生正确理解波的概念和性质。

教学延伸：
1. 探究波的性质对物体的影响；
2. 实验观察不同波在不同介质中的传播特点。

板书设计：
1. 波的概念及分类；
2. 波的特点和性质；
3. 波的传播过程。

2020高考物理一轮复习精品教案集波的图象一、 教学目标1、 知识目标:① 明白波的图象，明白横、纵坐标各表示什么物理量，明白什么是简谐波。

② 明白什么是波的图象，能在简谐波的图象中读出质点振动的振幅。

③ 依照某一时刻的波的图象和波的传播方向，能画出下一时刻和前一时刻的波的图象，并能指出图象 中各个质点在该时刻的振动方向。

④ 了解波的图象的物理意义，能区不简谐波与简谐运动两者的图象。

2、 能力目标：能够利用波的图象解决实际咨询题。

二、 教学重点、难点：波的图象的物理意义。

三、 教学方法：实验演示四、 教 具：波动演示仪，五、 教学过程：〔一〕弓I 入新课通过上节课的学习，我们明白了什么是机械波，同时认识了波的形成和传播过程。

我们还清晰，图象是描述物理过程、物理现象和反映物理规律的一种简单、直观的方法，如物体的运 动图象、简谐运动的图象等。

同样，波的运动情形及传播过程也能够用图象直观的表示出来。

这确实是波 的图象。

〔二〕进行新课【板书】一、什么是波的图象振动质点在某一时刻的位置连成的一条曲线，叫波的图象。

这确实是质点振动方向和波的传播方向之间的关系咨询题。

【板书】二、振动方向和波的传播方向的关系【例题1】一列横波在某一时刻的波形图如图10-1所示。

假设现在刻质点 向什么方向传播？ 分析：取和a 相邻的两个点是在a 点带动下振动的。

因此 b 点先振动，其次是【板书】三、波的图象变化情形确定波的图象变化的情形有两种方法：一是描点作图法，二是图象平移作图法。

〔这一节课我们重点学习前一种方法〕【板书】1、描点作图法 【例题3】某一简谐波在t=0时刻的波形图如图10-2中的实线所示。

假设波向右传播，画出T/4后和T/4前两个时刻的波的图象。

a 的振动方向向下，那么波b 点应是带动 a 点振动的，c 点应 a 、c 两点。

因此，波是向左传播的。

i y/cm阳W-2分析：依照t=o时刻波的图象及传播方向，可知现在刻A、B、C、D、E、F各质点在该时刻的振动方向，由各个质点的振动方向可确定岀经T/4后各个质点所在的位置，将这些点所在位置用平滑曲线连接起来，便可得到经T/4后时刻的波的图象。

2019-2020年高中物理 12.2波的图像教案新人教版选修3-4一、教学目标1、知识目标：①知道波的图象，知道横、纵坐标各表示什么物理量，知道什么是简谐波。

②知道什么是波的图象，能在简谐波的图象中读出质点振动的振幅。

③根据某一时刻的波的图象和波的传播方向，能画出下一时刻和前一时刻的波的图象，并能指出图象中各个质点在该时刻的振动方向。

④了解波的图象的物理意义，能区别简谐波与简谐运动两者的图象。

2、能力目标：能够利用波的图象解决实际问题。

二、教学重点、难点：波的图象的物理意义。

三、教学方法：实验演示四、教具：波动演示仪，五、教学过程：（一）引入新课通过上节课的学习，我们知道了什么是机械波，同时认识了波的形成和传播过程。

我们还清楚，图象是描述物理过程、物理现象和反映物理规律的一种简单、直观的方法，如物体的运动图象、简谐运动的图象等。

同样，波的运动情况及传播过程也可以用图象直观的表示出来。

这就是波的图象。

（二）进行新课【板书】一、什么是波的图象振动质点在某一时刻的位置连成的一条曲线，叫波的图象。

这就是质点振动方向和波的传播方向之间的关系问题。

【板书】二、振动方向和波的传播方向的关系【例题1】一列横波在某一时刻的波形图如图10-1所示。

若此时刻质点a的振动方向向下，则波向什么方向传播？分析：取和a相邻的两个点b、c。

若a点此时刻向下振动，则b点应是带动a点振动的，c点应是在a点带动下振动的。

所以b点先振动，其次是a、c两点。

因此，波是向左传播的。

【板书】三、波的图象变化情况确定波的图象变化的情况有两种方法：一是描点作图法，二是图象平移作图法。

（这一节课我们重点学习前一种方法）【板书】1、描点作图法【例题3】某一简谐波在t=0时刻的波形图如图10-2中的实线所示。

若波向右传播，画出T/4后和T/4前两个时刻的波的图象。

分析：根据t=o时刻波的图象及传播方向，可知此时刻A、B、C、D、E、F各质点在该时刻的振动方向，由各个质点的振动方向可确定出经T/4后各个质点所在的位置，将这些点所在位置用平滑曲线连接起来，便可得到经T/4后时刻的波的图象。