人教版高中物理选修3-4知识框图

人教版高中物理选修3-4知识框图

i.知识梳理

物理量：振幅、周期、频率

运动规律

r1_简谐运动图象

（街谐运动＜

r理普推子：F=k.x

I受力特点.回复力：F=

机械振动＜-kx〃收

受迫振动-----►扶振、单摆：

（阴尼振动

周期：T

形成和传播特点

类型-----►樽波切波

「波的图象

描述方法

机械波

波的公式：'■x-vt

特性-----►波的盆加干涉衍射多普勒效应

I实例-----►声波，超声波及其应用

f电磁波的发现：麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生电场，变化的电场

产生4B场-我古电雄浪的存在

赫兹证实电磁波的存在

电磁波《电也振荡：周期性变化的电场能与碳场能周朋性变化，周期和烦率

电运波的发射和接收

电磁波与信息化社会：电视、雷达等

、电磁波谱：无线电波*红外线.可见光、一外线.、射缥i射线

/相对论的诞生：伽利略相对性原理

狭义相对论的两个基本假设：狭义相对性理理，光速不变原理

时间和空间的相对性：“同时”的相对性

长度的相对性：/=.，_（?，

时间间隔的相对性：A/=r-^—

Vc

,相对论的时空观

相对论筒介/u'v

\狭义相对论的H他结论：相对论速度变换公式："=------

1+，

C

相对论庸里：:::一

JY）'

1C

质能方程上=〃"二

广义相对论简介：广义相对性原理，等效原理

广义相对论的几个结论：物质的引力使无线弯曲

V引力场的存在使得空间不同位置的时间送程出现差别

2.考点解析

考点1简谐运动简谐运动的表达式和图象

1）如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并

且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动。

简谐运动的回复力：即F=-kx注意：其中x都是相对平衡位

置的位移。

区分：某一位置的位移（相对平衡位置）和某一过程的位移（相

对起点）

①回复力始终指向平衡位置，始终与位移方向相反

②-k对一般的简谐运动，k只是一个比例系数，而不

能理解为劲度系数

③F回=-kx是证明物体是否做简谐运动的依据

2）简谐运动的表达式：-x=Asin（3t+cp）

3）简谐运动的图象：描述振子离开平衡位置的位移随时间遵从

正弦（余弦）函数的规律变化的，要求能将图象与恰当的模型对

应分析。可根据简谐运动的图象的斜率判别速度的方向，注意在

振幅处速度无方向。

A、简谐运动（关于平衡位置）对称、相等

①同一位置：速度大小相等、方向可同可不同，位移、

回复力、加速度大小相等、方向相同.②对称点：速

度大小相等、方向可同可不同，位移、回复力、加速

度大小相等、方向相反.

③对称段：经历时间相同

④一个周期内，振子的路程一定为4A（A为振幅）；

半个周期内，振子的路程一定为2A;四分之一周期

内，振子的路程不一定为A.

每经一个周期，振子一定回到原出发点；每经半个周期一定到

达另一侧的关于平衡位置的对称点，且速度方向一定相反B、

振幅与位移的区别：

⑴位移是矢量，振幅是标量，等于最大位移的数值

⑵对于一个给定的简谐运动，振子的位移始终变化，

而振幅不变

考点2单摆的周期与摆长的关系（实睑、探究）

1）单摆的等时性（伽利略）；即周期与摆球质量无关，在振幅

较小时与振幅无关

7=2乃-

2）单摆的周期公式（惠更斯）（|为摆线长度与摆球半

径之和；周期测量：测N次全振动所用时间t,则T=t/N）

3）数据处理：（1）平均值法；（2）图象法：以I和尸为纵横

坐标，作出

/=-^yT2

4丁的图象（变非线性关系为线性关系）；

4）振动周期是2秒的单摆叫秒摆

摆钟原理：钟面显示时间与钟摆摆动次数成正比

考点3受迫振动和共振

受迫振动：在周期性外力作用下、使振幅保持不变的振动，又

叫无阻尼振动或等幅振动。f迫=£策，与f固无关。A迫与

If策一f固I有关，|f策一f固|越大，A迫越小，|f策一f固|

越小，A迫越大。

当驱动力频率等于固有频率时，受迫振动的振幅最大（共振）共

振的防止与应用

考点4机械波横波和纵波横波的图象

1）机械波

⑴产生机械波的条件：振源，介质——有机械振动不

一定形成机械波有机械波一定有机械振动

⑵机械波的波速由介质决定，同一类的不同机械波在

同一介质中波速相等。与振源振动的快慢无关

⑶机械波传递的是振动形式（由振源决定）、能量（由

振幅体现）、信息

2）机械波可分为横波与纵波

横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直。特点：

有波峰、波谷.只能在固体中传播（条件：剪切形变），

为方便将水波认为是横波

纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上.

特点：有疏部、密部.气体、液体只能传递纵波

3）波的独立传播与叠加

4）次声波与超声波

次声波：频率小于20Hz,波长长，易衍射，传播距

离远，研究与应用刚起步超声波：频率大于

20000Hz，波长短，直线传播效果好（声纳），穿

透能力强（几厘米厚的金属）。

应用广泛：声纳、B超、雷达、探伤、超声加湿、制

照相乳胶

5）横波图象：表示某一时刻各个质点离开平衡位置位移情况。

后一质点的振动总是重复前一质点的振动；特别要能判断质点

振动方向或波的传播方向。

注意：（1）周期性、方向性上引起的多解可能性；

（2）波传播的距离与质点的路程是不同的。

6）波动图象表示"各个质点"在"某一时刻”的位移，振动

图象则表示介质中"某个质点"在"各个时刻"的位移。

考点5波长、频率（周期）和波速的关系

£^y.2

v=t=T=’（V由介质决定，f由波源决定）

①波形向前匀速平移，质点本身不迁移，X可视为波

峰（波谷）移动的距离

②在波的图象中，无论时间多长，质点的横坐标一定

不变

③介质中所有质点的起振位置一定在平衡位置，且起

振方向一定与振源的起振方向相同

④注意双向性、周期性⑤注意坐标轴的单位（是m,

还是cm;有无x等等）

注意：同时涉及振动和波时，要将两者对应起来

关于振动与波

⑴质点的振动方向判断：振动图象（横轴为时间轴）：顺时间

轴一上，下坡

波动图象（横轴为位移轴）：逆着波的传播方向一上，下坡

共同规律：同一坡面（或平行坡面）上振动方向相同，否则相

反

⑵一段时间后的图象

a、振动图象：直接向后延伸

b、波动图象：不能向后延伸，而应该将波形向后平移

⑶几个物理量的意义：

周期（频率）：决定振动的快慢，进入不同介质中，T（f）不

变

振幅：决定振动的强弱波速：决定振动能量在介质中传播的

快慢

⑷几个对应关系

①一物动（或响）引起另一物动（或响）-------受迫

振动T共振（共鸣）

②不同位置，强弱相间-------干涉（要求：两波源频

率相同）

干涉：

a、振动加强区、减弱区相互间隔；

b、加强点始终加强（注意：加强的含义是振幅大，

千万不能误认为这些点始终位于波峰或波谷处）、减

弱点始终减弱.

c、判断：若两振源同相振动，则有加强点到两振源

的路程差为波长的整数倍，减弱点到

两振源的路程差为半波长的奇数倍.

③绕过障碍物-------衍射（要求：缝、孔或障碍物的

尺寸与波长差不多或小于波长）缝后的衍射波的振幅

小于原波

★波的多解题型

⑴方向的多解：考虑是否既可以向左，也可以向右

⑵波形的多解：★几种典型运动不受力：静止或匀速直线运

动

受恒力：力大小、匀变速_［直线-匀加速'匀减速直线运动

方向都不变"1曲线-(类)平抛运动

*力大小不变，方向改变一匀速圆周运动

受艾力《力大小改变,方向不变一线定功室下的机车启动

、力大小、方向均改变一潼谐运动

几种最简单的运动

最简单的运动：匀速直线运动

最简单的变速运动：匀变速直线运动

最简单的振动：简谐运动

考点6波的反射和折射波的衍射和干涉

1.波面(波阵面)：振动状态总是相同的点的集合；波线：与波

面垂直的那些线。

2.惠更斯原理：介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子

波的波源，其后任意时刻，这些子波的包迹就是新的波面；

3.

(1)互不干扰原理；

(2)叠加原理。反射、折射、干涉：Ax=k入处，振动加强；△

x=(2k+1)入/2处，振动减弱。

(3)衍射(产生明显衍射现象的条件)

4.波的干涉：

(1)频率相同

(2)现象：加强区与减弱区相互间隔(加强区永远加强，减弱

区永远减弱)

考点7多普勒效应

（1）现象：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到

频率（音调）发生变化的现象。结论：波源远离现察者，观察

者接收频率减小；波源靠近观察者，观察者接收频率增大。

（2）应用：A、利用发射波和接受波频率的差异，制成测定运

动物体速度的多普勒测速仪。B、利用向人体血液发射和接收

的超声波频率的变化，制成测定人体血流速度的-彩

考点8电磁振荡电磁波的发射和接收

1）麦克斯韦电磁场理论：

⑴变化的磁场产生电场；变化的电场产生磁场

⑵推广：①均匀变化的磁场（或电场），会产生恒定

的电场（或磁场）。②非均匀变化的磁场（或电场），

会产生变化的电场（或磁场）。

2）电磁波：电磁场由发生的区域在空间由近及远的传播就形成

电磁波。

电磁波的特点：

①电磁波是物质波，传播时可不需要介质而独立在真

空中传播。

②电磁波是横波，磁场、电场、传播方向三者互相垂

直。

③电磁波具有波的共性，能发生干涉、衍射等现象。

④电磁波可脱离一波源II而独立存在，电磁波发射出去

后，产生电磁波的振荡电路停止振荡后，在空间的电

磁波仍继续传播。

⑤电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传

播速度，C=3X108m/so

3）赫兹的电火花实验证实了麦克斯韦电磁场理论。

4）电磁振荡（LC振荡回路）：

①线圈上的感应电动势等于电容器两端的电压

②电磁振荡的周期与频率

1）电磁波的波速：v=Af同一列电磁波由一种介质传入另一

种介质，频率不变，波长、波速都要发生变化。

2）电磁波的发射与接收

⑴无线电波的发射

a、要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有如下特点：①要有

足够高的振荡频率②振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可

能大的空间

b、调制：电磁波随各种信号而改变的技术，调制分为两种：调

幅（AM）和调频（FM）

（2）无线电波的接收：

a、调谐（选台）：使接收电路发生电谐振的过程

b、解调（检波）：调制的逆过程

（3）雷达：雷达系统由天线系统、发射装置、接收装置、输出

装置及电源、计算机等组成。雷达用微波波段，每次发射时间约

百万分之一秒，结果由显示器直接显示。发射端和接收端合二为

-（不同于电视系统）。

考点8电磁波谱电磁波及其应用

电磁波谱：波长由长到短排列（频率由低到高）顺序

无线电波T红外线T可见光T紫外线―伦琴（X）射线-g射线

_____________A____________

红橙黄球蓝靛紫

波长：由长到短（红光最容易衍射，条纹间距最大）

频率：由低到高（能量由小到大）

折射率：由小到大（紫光偏折最大，红光偏折最小）

临界角：由大到小（紫光最容易发生全反射）

在同种介质中的波速：由大到小

1）无线电波

2）红外线：一切物体都在辐射红外线

（1）主要性质；①最显著的作用：热作用，温度越高，辐射能

力越强；②一切物体都在不停地辐射红外线

（2）应用：红外摄影、红外遥感、遥控、加热

3)可见光光谱(波长由长到短)：红、橙、黄、绿、蓝、靛、

紫

①天空亮：大气散射；

②天空是蓝色：波长较短的光比波长较长的光更容易

散射；

③早晨、傍晚天空为红色：红光的波长最长，容易绕

过障碍物

4)紫外线：

(1)主要性质：化学作用；荧光效应

(2)应用：激发荧光、杀菌消毒、促使人体合成维生素D

5)伦琴(X)射线：原子内层电子受激跃迁产生

(1)主要性质：穿透能力很强，

(2)应用：金属探伤人体透视

6)g射线：原子核受激辐射

(1)主要性质：穿透能力很强，能穿透几厘米的铅板(几十厘米

厚混凝土)

(2)应用：金属探伤

7)太阳辐射的能量集中在可见光、红外线、紫外线三个区域，

其中，黄绿光附近，辐射的能量最强(人眼对这个区域的电磁辐

射最敏感)

考点9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：□

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

示口

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。

白光通过三棱镜时，会分解出各种色光，在屏上形成红一紫的彩

色光带（注意：不同介质中，光的频率不变。）

考点10测定坡璃的折射率（实验、探究）

I.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、00'（或00’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=CC7DD,

2.实验方法：插针法

考点11光的全反射光导纤维

i越大，Y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（），

只剩下反射光线的现象。

2）发生全反射的条件：①光必须从光密介质射向光疏介质②入

射角必须大于（或等于）

sine」

3）临界角：«

4）应用

①全反射棱镜

形状：等腰直角三角形原理：如图

条件：玻璃折射率大于L4优点：比平面镜反射时失

真小

②光导纤维：折射率大的内芯、折射率小的外套

P71光导纤维P72做一做时间计算中注意光的路程

不是两地距离及光在介质中的速度不是光速

③海市蜃楼：沙漠：倒立虚像；海洋：正立虚像

考点12光的干涉、衍射和偏振

1）光的干涉现象：是波动特有的现象，由托马斯•杨首次观察到。

（1）在双缝干涉实验中，条纹宽度或条纹间距：

L:屏到挡板间的距离，d:双缝的间距，入：光的波长，AX:相

邻亮纹（暗纹）间的距离

（2）图象特点：

中央为明条纹，两边等间距对称分布明暗相间条纹。红光（入最

大）明、暗条纹最宽，紫光明、暗条纹最窄。白光干涉图象中央

明条纹外侧为红色。

2）光的颜色、色散

A、薄膜干涉（等厚干涉）：图象特点：同一条亮（或暗）条

纹上所对应薄膜厚度完全相等。不同人的光做实验，条纹间距

不同单色光在肥皂膜上（上薄下厚）形成水平状明暗相间条

纹

B、薄膜干涉中的色散

⑴、各种看起来是彩色的膜，一般都是由于干涉引起的

⑵、原理：膜的前后两个面反射的光形成的

⑶、现象：同一厚度的膜，对应着同一亮纹（或暗纹）

⑷、厚度变化越快，条纹越密白光入射形成彩色条纹。

C、折射时的色散

⑴光线经过棱镜后向棱镜的底面偏折。折射率越大，偏折的程度

越大

⑵不同颜色的光在同一介质中的折射率不同。同一种介质中，由

红光到紫光，波长越来越短、折射率越来越大、波速越来越慢

3）光的衍射：单缝衍射图象特点：中央最宽最亮；两侧条纹不

等间隔且较暗；条纹数较少。（白光入射为彩色条纹）。

光的衍射条纹：中间宽，两侧窄的明暗相间条纹（典例：泊松亮

斑）

共同点：同等条件下，波长越长，条纹越宽

4）光的偏振：证明了光是横波；常见的光的偏振现象：摄影，

太阳镜，动感投影片，晶体的检测，玻璃反光

⑴偏振片由特定的材料制成，它上面有一个特殊的方向（叫做透

振方向），只有振动方向与透振方向平行的光波才能通过偏振

片。

⑵当只有一块偏振片时，以光的传播方向为轴旋转偏振片，透射

光的强度不变。当两块偏振片的透振方向平行时，透射光的强

度最大，但是，比通过一块偏振片时要弱。当两块偏振片的透

振方向垂直时，透射光的强度最弱，几乎为零。

⑶只有横波才有偏振现象。

⑷光波的感光作用和生理作用等主要是由电场强度E所引起的，

因此常将E的振动称为光振动。

⑸除了从光源（如太阳、电灯等）直接发出的光以外，我们通常

看到的绝大部分光，都是偏振光。自然光射到两种介质的界面上，

如果光入射的方向合适，使反射光与折射光之间的夹角恰好是

90°,这时，反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振方向互相

垂直。

⑹偏振现象的应用：拍摄、液晶显示、汽车车灯（偏振化方向都

沿同一方向并与水平面成45°）、立体电影（左眼偏振片的偏振

化方向与左面放像机上的偏振化方向相同，右眼偏振片的偏振化

方向与右面放像机上的偏振化方向相同）

考点13激光的特性及应用

激光是一种人工产生的相干光。

（1）电磁波频率越高，能量越大，可以比无线电波传递更多信

息。

（2）特点：

A、频率单一（频宽很小）。

B、相干性好：可传递信息，可以用于全息照相；

C、平行度好（方向性好），传播很长距离后仍能保持一定强度，

可精确测距。应用在VCD、雷达测距、测速（多普勒原理）、

追踪目标；

D、亮度高(能在很小空间、很短时间内集中很大的能量)。应

用在一激光刀、引起核聚变等方面。

特点作用应用实例

可进行调剂、传递信息光纤通喑

相干光

干涉全息照相，在照明光的另一网费育)

传播家运距离能保持一定强叟,可精魂

激光雷达

平行度好测更测速

可会聚于很小的一点，记录信息密曳高DVD、CD.VCD机.计算机光驱

可在澳小空间短时间内震中猥大能量激光切机、冷接、打孔医疔手术

亮度高

产生身压引起核聚变人工控制烫变反应

考点14狭义相对论的基本假设狭义相对论时空观与经典时

空观的区别

1)相对论的诞生

(1)伽利略相对性原理：力学规律在任何惯性系中都是相同的

(2)狭义相对论的两个基本假设

A、狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理定律都

是相同的

B、光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相

同的结论：不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一

样的。

2)时间和空间的相对性

(1)同时的相对性

(2)长度的相对性：一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总

比杆静止时的长度小

(3)时间间隔的相对性：从地面上观察，飞船上的时间进程比

地面上慢

(4)时空相对性的验证

⑴时空相对性的最早证据跟宇宙线的观测有关⑵相对论的第一

次宏观验证是在1971年进行的。

(5)相对论的时空观经典物理学认为空间和时间是脱离物质

而存在的，是绝对的，空间与时间之间是没有联系的，相对论

则认为空间和时间与物质的运动状态有关。

考点15狭义相对论的几个重要结论

★广义相对论简介(不必记忆)

A、广义相对性原理和等效原理广义相对性原理：在任何参考

系中，物理规律都是相同的等效原理：一个均匀的引力场与一

个做匀加速运动的参考系等价

B、广义相对论的几个结论

⑴物质的引力使光线弯曲

①发生日全食时的观测结果，是对广义相对论的最早

验证

②一束光垂直于运动方向射入飞船，船外静止的观察

者认为这束光是沿直线传播的。而航天员以飞船为

参考系观察到的现象则是：如果飞船做匀速直线运

动，飞船上的观察者记录下的光的径迹是一条偏向船

尾的直线如果飞船做匀加速直线运动，船上观察者

记录下的光经过的轨迹为一条向下弯的曲线

⑵引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别在强

引力的星球附近，时间进程会变慢。

证实：体积小，质量大的矮星，天文观测到的引力红移现象

物理选修3・4综合练习题

（时间60分钟，满分100分）

1.（8分）（1）机械波和电磁波都能传递能量，其中电磁波的能量随波的频率的增大而

；波的传播及其速度与介质有一定的关系，在真空中机械波是传

播的，电磁波是传播的（填“能”、“不能”或“不确定”）；在从空气进

入水的过程中，机械波的传播速度将,电磁波的传播速度将.（填

“增大”、“减小”或“不变”）

（2）如图1所示复合光经过半圆形玻璃后分成a、b两束光，比较a、b两束光在玻璃

砖中的传播速度va________vb；入射光线由AO转到B。，出射光线中最先

消失；若在该光消失时测得A0与B0间的夹角为a,则玻璃对该光的折射率为

A

O

B

b

图1

2.（8分）麦克斯韦在1865年发表的《电磁场的动力学理论》一文中揭示了电、磁现

象与光的内在联系及统一性，即光是电磁波一单色光波在折射率为1.5的介质中传

播，某时刻电场横波图象如图2所示，求该光波的频率.

L解析：⑴电燃波的能量随波的频率的增大而增大；电燃波的传播不

需要介质，可以在真空中传播，而机械波不能在真空中传播；从空气

进入水的过程中，机械波的传播速度增大，而电透波的传播速度减小.

(2)由折射率口=巴%R4>%,又/?=£,故%V生；根据sinC=L可知,

sinavn

N光的临界角较小，当入射光线由月。转到BO时，出射光线中2最先

・.11

消失.玻璃对a光的折射率n=—一：=-.

sin(90—6cos?

2、答案：⑴增大不能能增大减小

(2)<z—

COS2

解析：设光在介质中的传播速变为巧波长为Z频率为/;则

vcC

£=二、v=—,联立得f=一

1nJOA

从波形图上读出波长】=4XI。--m,

代入数据解得65X1。*Hz.

答案：5X10"Hz

3.(8分)(1)如图3所示是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，SI、S2为双缝，P

为光屏.用绿光从左边照射单缝S时，可在光屏P上观察到干涉条纹.则：

p

S1

右

52

图3

①减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离将；

②增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离将；

③将绿光换为红光，干涉条纹间的距离将.（填“增大”、“不变”或“减

小”）

（2）如图4甲所示，横波1沿BP方向传播，B质点的振动图象如图乙所示；横波2

沿CP方向传播，C质点的振动图象如图丙所示.两列波的波速都为20cm/s.P质点

与B质点相距40cm,P质点与C质点相距50cm,两列波在P质点相遇，则P质点

振幅为（）

图4

A.70cm

B.50cm

C.35cm

D.10cm

4.（8分）如图5所示是一个透明圆柱的横截面，其半径为R,折射率是由。是一

条直径.今有一束平行光沿Z8方向射向圆柱体.若一条入射光线经折射后恰经过B

点，则这条入射光线到Z8的距离是多少？

图5

3、解析：⑴由WW可d知VSAA，A,当d减小，Ar薄潸大；当/常大时，

袅湾大；当把绿光换为红光时，2噌长，航潸大.

0波1和2的液期均为1s,它们的波长为：^=4=VI=20cm.

由于BP=2k,CP=2.5A.r=0时刻石质点能位移为0且向上捏动，

经过2.37波1传播到尸质点并弓起尸员黄援动此时其生承

2

为0且扭动方向向下；-0时刻C表点比位多为03向下接动，

经过2J7波2刚好传到尸云点，尸质，卷彷位移为o耳投动方向乜

向下；所以两列波在尸责点弓起汶投动是加装若，尸费点接幅为

两列波分别弓:起的掾幅之和，为一cm,A正确.

答案:⑴①簿大②皆大③漕大⑵A

答案：工五

2

5.（8分）某实验室中悬挂着一弹簧振子和一单摆，弹簧振子的弹簧和小球（球中间有

孔）都套在固定的光滑竖直杆上.某次有感地震中观察到静止的振子开始振动4.0s

后，单摆才开始摆动.此次地震中同一震源产生的地震纵波和横波的波长分别为10

km和5.0km,频率为1.0Hz.假设该实验室恰好位于震源的正上方，求震源离实验室

的距离.

5、解析：设地震被波和横波的传港速度分别为左和口，则

SAAA,VSA.

力=^

VWW£W

①

年=%

VSA.VSAA,

②

式中，f为地强波的频室，V而W和V治W分别表示地震纵波和横波的波

长.设震源离实差室的距离为工，纵波从登源传播到实睑室所

需时间为f,则

X=wVpwt

③

了=一弗

④

式中，包;为接£开始掇动的时刻与接子力开始振动的时刻之间

公t

的时间间隔一由①②③④式得：工=";一f代入敷据得

x=40km.

答案：40km

6.（8分）机械横波某时刻的波形图如图6所示，波沿x轴正方向传播，质点p的坐

标x=0.32m.从此时刻开始计时.

图6

(1)若每间隔最小时间0.4s重复出现波形图，求波速.

⑵若p点经0.4s第一次达到正向最大位移，求波速.

⑶若p点经0.4s到达平衡位置，求波速.

「Ci8

6、解析:⑴依题意，周期r=0.4S,波速片二二1—m/s=2m/s.

T0.4

(2)波沿x轴正方向传捶，&r=0.32m—0.2m=0.12m.0点恰好

M0.12

第一次达到正向最大位移.波速0=—=----m/s=0.3m/s.

△r0.4

(3)波沿x轴正方向传捶，若p点恰好第一次到达平衡位置则Ar

=0-32m,由周期性可知波传捶的可能距离△*=@32+-h)m(n

2

=0,123…)

0.8

0.32+—n

可能波速F=—=im/s=(0.8+n)m/s(n=0,12,3,…).

0.4

答案:(1)2m/s(2)0.3m/s(3)(0.8+/7)m/s(/7=0,1,2,3,…)

7.(7分)(1)在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，两位同学用游标卡尺测量

小球的直径如图7甲、乙所示.测量方法正确的是(选填“甲”或“乙”).

图7

(2)实验时，若摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记

录振动次数，在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻，如

图8甲所示.光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时

间t变化图线如图乙所示，则该单摆的振动周期为.若保持悬点到小球顶

点的绳长不变，改用直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验，则该单摆的周期

将（填“变大”、“不变”或“变小”）,图乙中的△t将（填“变大”、

，，不变，，或“变小”）.

R

△rAzAf

飞一一口一一「一

III

III

Otxti+io力+2%t

乙

图8

8.（8分）20世纪80年代初，科学家发明了硅太阳能电池.如果在太空设立太阳能

卫星电站，可24h发电，且不受昼夜气候的影响.利