高考物理课件：热学光学原子物理.ppt

2007年高考命题研究与备考策略 热学 光学 原子物理 一 考查形式与命题特点 理科综合下物理学科对热学 光学和原子物理部分的命题以选择题为主 除天津04年 05年将核反应与电学知识综合在一起各命一道计算题 05年天津卷 06年全国卷I考查双缝干涉的实验题 06年北京卷考查单缝衍射的实验题外 其他理综试卷对热学 光学和原子物理部分的考查均为选择题 热学考查的重点集中在分子动理论 内能 热力学第一定律 热力学第二定律 气体等知识点 2004年 2006年各现综卷中热学题考查知识点见表一 表一2004年 2006年理综热学题考查知识点 几何光学考查的重点集中在光的反射定律 平面镜成像 光的折射定律 全反射 棱镜 光的色散等 物理光学的重点是光的干涉和衍射 光的波动性 光的电磁说 光电效应实验及光子说 德布罗意物质波等 2004年 2006年各理综卷中光学题考查知识点见表二 表二2004年 2006年理综光学题考查知识点 原子物理命题集中在粒子散射实验及原子核式结构学说 原子能级 光的发射和吸收 放射性衰变及核反应方程 半衰期 质能方程 核能及核电站等 2004年 2006年各理综卷中原子物理题考查知识点见表三 表三2004年 2006年理综原子物理考查知识点 命题特点如下 1 一个选择题考查多个知识点 以增大试题的覆盖面 例1 2006年天津理综14题 下列说法中正确的是A 物体的内能就是组成该物体的所有分子热运动动能的总和B 只要对内燃机不断改进 就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能C 做功和热传递在改变内能的方式上是不同的D 满足能量守恒定律的物理过程就能自发进行 例2 如图所示 a b两块足够长的平板玻璃砖平行放置 且折射率 现有一束单色光入射到a的上表面 则下列说法正确的是 A 光在a b的下表面可能会发生全反射B 从b下表面射出的光线一定与a上表面的入射光线平行C 光在a中的速度比光在b中的速度小D 光在b中的光子能量比光在a中的光子能量小 例3 2005年全国理综 如图中画出了氢原子的4个能级 并注明了相应的能量E 处在n 4能级的一群氢原子向低能级跃迁时 能够发出若干种不同频率的光波 已知金属钾的逸出功为2 22eV 在这些光波中 能够从金属钾表面打出光电子的共有A 二种B 三种C 四种D 五种 命题特点如下 1 一个选择题考查多个知识点 以增大试题的覆盖面 2 重点考查主干知识和核心内容 例4 2005年全国理综19题 一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程 设气体分子间的势能可忽略 则在此过程中A 外界对气体做功 气体分子的平均动能增加B 外界对气体做功 气体分子的平均动能减少C 气体对外界做功 气体分子的平均动能增加D 气体对外界做功 气体分子的平均动能减少 例5 2006年四川理综15题 现有a b c三束单色光 其波长关系为 用b光束照射某种金属时 恰能发生光电效应 若分别用a光束和c光束照射该金属 则可以断定A a光束照射时 不能发生光电效应B c光束照射时 不能发生光电效应C a光束照射时 释放出的光电子数目最多D c光束照射时 释放出的光电子的最大初动能最小 例6 2006年四川理综16题 某核反应方程为 已知的质量为2 0136u 的质量为3 0180u 的质量为4 0026u X的质量为1 0087u 下列说法中正确的是A X是质子 该反应释放能量B X是中子 该反应释放能量C X是质子 该反应吸收能量D X是中子 该反应吸收能量 命题特点如下 1 一个选择题考查多个知识点 以增大试题的覆盖面 2 重点考查主干知识和核心内容 3 将热学 光学 原子物理学与电学 力学的主干知识综合在一起命题 以体现理科综合 例7 2005年高考天津理综20题 现用电子显微镜观测线度为d的生物大分子的结构 为满足测量要求 将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为 其中n 1 已知普朗克常量为h 电子质量为m和电子电荷量为e 电子的初速度不计 则显微镜工作时电子的加速电压应为A B C D 例8 如图所示 在xoy平面上 一个以原点O为中心 半径为R的圆形区域内存在着匀强磁场 磁场的磁感应强度为B 方向垂直于xoy平面向里 在O点处原来静止着一个具有放射性的原子核 氮 13 某时刻该核发生衰变 放出一个正电子和一个反冲核 已知正电子从O点射出时沿x轴正方向 而反冲核刚好不会离开磁场区域 不计重力影响和粒子间的相互作用 1 试写出衰变方程 2 画出正电子和反冲核的轨迹示意图 3 求正电子离开磁场区域时的坐标 命题特点如下 1 一个选择题考查多个知识点 以增大试题的覆盖面 2 重点考查主干知识和核心内容 3 将热学 光学 原子物理学与电学 力学的主干知识综合在一起命题 以体现理科综合 4 重视对热学 光学 原子物理演示实验和学生实验的考查 例9 利用图中装置研究双缝干涉现象时 有下面几种说法 A 将屏移近双缝 干涉条纹间距变窄B 将滤光片由蓝色的换成红色的 干涉条纹间距变宽C 将单缝向双缝移动一小段距离后 干涉条纹间距变宽D 换一个两缝之间距离较大的双缝 干涉条纹间距变窄E 去掉滤光片后 干涉现象消失其中正确的是 二 07年高考命题趋势 根据近几年理综命题情况 2007年高考理综下物理的热 光 原部分的命题趋势为 在注重考查热学 光学和原子物理重点知识的基础上 适当增大对新考纲新增加内容 例如热力学第三定律 气体分子运动的特点 光的偏振 物质波公式A 半衰期 核电站 的考查 命题将依据考纲上设置的考点 突出基础性 应用性和灵活性 考查题型一般为选择题 仍可能为热学 光学和原子物理部分各一题 为中等难度题或容易题 难度为0 6 0 7 也不排除出计算题的可能 1 根据分子动理论 下列关于某一定质量气体的说法正确的是A 气体的温度越高 气体分子的相互作用越弱B 气体的压强越大 气体分子的平均动能越大C 气体分子的平均动能越大 气体的温度越高D 气体的体积越大 气体分子之间的相互作用力越大 三 典型例题分析 2 只要知道下列哪一组物理量 就可以估算出气体中分子的平均距离A 阿伏加德罗常数 气体的摩尔质量和质量B 阿伏加德罗常数 气体的摩尔质量和密度C 阿伏加德罗常数 气体的摩尔质量和体积D 气体的摩尔质量 密度和体积 3 某一温度均匀且恒定的常温水池 底部有气泡从池底缓慢上升 气泡内的气体可看作理想气体 在气泡上升的过程中 气体的质量不变 在下列判断中正确的是A 气泡内气体分子的平均动能增大B 气泡内气体的内能增大C 气泡内气体分子的平均距离增大D 气泡气体向外放热 4 质量相等的氢气和氧气 温度相同 氢气和氧气视为理想气体 则A 氧气的内能较大B 两者内能相等C 氢气的内能较大D 氢气分子的平均速率较大 5 关于物体内能的变化 下列说法正确的是A 压缩一定质量的气体 其内能一定增加B 物体吸收热量 其内能一定增加C 物体吸收热量 同时外界对物体做功 物体的内能一定增加D 一定质量的气体在吸收热量的同时对外做功 其内能可能不变 6 根据热力学定律 下列判正确的是A 把从火炉中散失到周围环境中的能量全部收集起来是可能的B 利用浅层海水和深层海水间的温度差制造出一种热机 将海水的一部分内能转化为机械能 这在理论上是可行的C 制冷系统将冰箱内的热量传给外界温度较高的空气 不会引起其他变化D 自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性 7 美国麻省理工学院教授威斯哥夫根据能量的观点解释了地球上的山峰为什么不能太高 他的观点是 山太高 则山太重 太重则会下沉 山下沉则其重力势能减少 减少的重力势能如果足够将部分岩石熔化 山就将继续下沉 为了使山不再下沉 山下沉所减少的重力势能必须小于溶化下沉部分岩厂所需的能量 为了估算地球上山的最大高度 我们把山简化为一个横截面面积为S的圆柱体 如图所示 假设山体全部是由SiO2所组成 SiO2作为一个个单独的分子而存在 1 试导出用以下各物理量符号表示的山的最大高度h的表达式 2 已知SiO2的分子量为A 60 算出地球上山的最大高度h的数值 SiO2晶体熔化时平均每个SiO2分子所需的能量为E0 0 3eV 山所在范围内的重力加速度g 10m s2 阿伏加德罗常数NA 6 0 1023mol 1 8 如图所示 气缸内盛有一定质量的理想气体 气缸壁是导热的 缸外环境保持恒温 活塞与气缸壁的接触是光滑的 但不漏气 现通过活塞杆使活塞缓慢地向右移动 这样气体将等温膨胀并通过活塞对外做功 则下说法中正确的是A 气体是从单一热源吸热 并全部用来对外做功 因此此过程违反了热力学第二定律B 气体是从单一热源吸热 但并未全部用来对外做功 所以此过程不违反热力学第二定律C 气体是从单一热源吸热 并全部用来对外做功 但此过程不违反热力学第二定律D 气体对外做功 气体的内能减少 9 关于空调机的工作 有下列说法 致冷空调机工作时 热量从低温物体传到高温物体 致暖空调机工作时 热量从高温物体传到低温物体 冷暖空调机工作时 热量既可以从低温物体传到高温物体 也可以从高温物体传到低温物体 冷暖空调机工作时 热量只能从低温物体传到高温物体其中正确的是A B C D 10 下列说法正确的是A 甲分子固定不动 乙分子从很远处向甲靠近到不能再靠近的过程中 分子间的分子动能是先增大后减小B 一定量的气体在体积不变的条件下 吸收热量压强一定增大C 已知阿伏加德罗常数为NA 水的摩尔质量为M 标准状况下水蒸气的密度为 均为国际单位 则1个水分子的体积是D 第二类永动机不可制成的因为它违背了能量守恒定律 11 对一定质量的气体 下列说法中正确的是A 温度升高 压强一定增大B 温度升高 分子热运动的平均动能一定增大C 压强增大 体积一定减小D 吸收热量 可能使分子热运动加剧 同时气体体积增大 12 一定质量的理想气体 下列说法正确的是 A 先等压膨胀 再等容降温 其温度必低于起始温度B 先等温膨胀 再等压压缩 其体积必小于起始体积C 先等容升温 再等压压缩 其温度有可能等于起始温度D 先等容加热 再绝热压缩 其内能必大于起始内能 13 2006年高考全国理综II 对一定量的气体 若用N表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数 则A 当体积减小时 N必定增加B 当温度升高时 N必定增加C 当压强不变而体积和温度变化时 N必定变化D 当压强不变而体积和温度变化时 N可能不变 14 如图所示 两个相通的容器A B间有一个与器壁无摩擦的绝热活塞 K为销子 A中充满气体 B内充有一定气体 其压强小于A中的气体压强 整个系统与外界没有热交换 拔下销子K后 A中的气体推动活塞右移 最终达到平衡 则A A中气体体积膨胀 内能增加B A中气体分子间距离增大 气体分子势能增大 内能增加C B中气体分子势能增加 压强增大D B中气体温度升高 15 如图所示 绝热隔板K把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分 K与气缸壁的接触处均光滑 两部分中分别盛有相同质量 相同温度的同种气体a和b 气体分子之间的相互作用势能可忽略 现通过电热丝对气体a加热一段时间后 a b各自达到新的平衡A a的体积增大了 压强变小了B b的温度升高了C 加热后a的分子热运动比b的分子热运动更激烈D a增加的内能大于b增加的内能 16 关于温度和压强 下列有几种说法 其中正确的是 温度是分子平均动能的标志 物体温度高 则分子的平均动能大 一个物体当它的内能增大时 它的温度一定升高 气体的压强取决于单位体积内的分子数和分子的平均动能 气体的压强是由气体的重力产生的A B C D 17 如图所示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 若不考虑原入射光在bc面上的反射光 则有光线A 从ab画射出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 18 如图所示 ABC为一等腰三棱镜的主截面 顶角A的大小为60 一条单色光线由AB面入射 折射光线与底边BC平行 出射光线的偏向角 为30 则这个三棱镜材料的折射率为多少 19 为了连续改变反射光的方向 并多次重复这个过程 方法之一是旋转由许多反射镜面组成的多面体棱镜 简称镜鼓 如图所示 当激光束以固定方向入射到镜鼓的一个反射面上时 由于反射镜绕垂直轴旋转 反射光就可在屏幕上扫出一条水平线 依此 每块反射镜都将轮流扫描一次 如果要求扫描范围 450且每秒钟扫描48次 那么镜鼓反射镜面数目和镜鼓旋转的转速为 A 8 360转 分 B 16 180转 分 C 16 360转 分 D 32 180转 分 20 用折射率为n 的透明物质做成内 外径分别为a b的球壳 球壳内表面涂有能完全吸光的物质 如图所示 当一束平行光从侧射向该球壳时 被吸收掉的光束在射进球壳左侧外表面前的横截面积有多大 21 如图所示 用折射率为n的透明且均匀介质做成内 外径分别为a b的空心球 当平行光射向此球壳的外表面时 其中一部分平行光可直接经两次折射射入空心球壳内 试问这部分平行光束的横截面积有多大 22 甲 乙两色光的波长之比为3 4 用两种色光同时照射双缝干涉实验装置的双缝 在屏上发现 除中心点P两色光的亮条纹重合外 在离P等距的P1 P2的对称点又一次出现两色光的亮条纹重合 则在P1 P2两点之间 甲 乙两色光各有几条亮条纹 不含P1 P2点上的亮条纹 A dA dBB dA dBC dA dBD 以上三种情况都有可能 23 用干涉法检查平面的装置和观察到的干涉条纹如图所示 跟弯曲的条纹上A B两处对应的空气层厚度分别为dA和dB 那么 B 24 20世纪初叶 爱因斯坦发表了两种理论 他完全改变了我们有关空间和时间以及实在本身的思维方式 在100年后的今天 我们仍在消化它们的含义 以及想把它们合并到能描述万物的统一理论之中 这两种理论便是广义相对论和量子力学 为纪念这一奇迹年100周年 联合国宣告2005年为 世界物理年 爱因斯坦为了解释光电效应 提出了光子说 光电管是根据光子论的原理制作的光学原件 如图所示的是光电管的使用原理图 已知波长为的光照射到阴极K上时 电路中有光电流 则 A 若换用波长为的光照射阴极K时 电路中一定没有光电流B 若换用波长为的光照射阴极K时 电路中一定有光电流C 增加电路中电源两极电压 电路中光电流一定增大D 若将电源极性反接 电路中一定没有光电流产生 25 地球的年龄到底有多大 科学家利用天然放射性元素的衰变规律 通过目前发现的最古老的岩石中铀和铅的含量来推算 测得该岩石中现含有的铀是岩石形成初期 岩石形成初期不含铅 的一半 铀238衰变后生成铅206 铀238的相对含量随时间变化的规律如图所示 图中N为铀238的原子数 N0为铀和铅的总原子数 由此可以判断出A 铀238的半衰期是90亿年B 地球的年龄大致为45亿年 C 被测定的古老岩石样品在90亿年时的铀 铅原子数之比约为1 4D 被测定的古老岩石样品在90亿年时的铀 铅元素的质量之比大于1 3 26 据新华社报道 由我国自行设计 研制的世界第一套全超导核聚变实验装置 又称 人造太阳 已完成了首次工程调试 下列关于 人造太阳 的说法正确的是A 人造太阳 的核反应方程是B 人造太阳 的核反应方程是C 人造太阳 释放的能量大小的计算公式是 E mc2D 人造太阳 核能大小的计算公式是E 27 如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系图象 下列说法正确的是 A 若DE能结合成F 结合过程一定能放出核能B 若DE能结合成F 结合过程一定要吸收能量C 若CB能结合成A 结合过程一定要放出能量D 若FC能结合成B 结合过程一定要放出能量 28 现有2100个氢原子被激发到量子数为4的能级上 若这些受激氢原子最后都回到基态 则在此过程中发出的光子总数是多少 假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的 29 处在激发态的氢原子向能量较低的状态跃迁时会发出一系列不同频率的光 称为氢光谱 氢光谱线的波长可以用下面的巴耳末一里德伯公式来表示 其中n k分别表示氢原子跃迁前后所处状态的量子数 k 1 2 3 对于每一个k 有n k 1 k 2 k 3 R称为里德伯常量 是一个已知量 对于k 1的一系列谱线其波长处在紫外线区 称为赖曼系 k 2的一系列谱线其波长处在可见光区 称为巴耳末系 用氢原子发出的光照射某种金属进行光电效应实验 当用赖曼系波长最长的光照射时 遏止电压的大小为U1 当用巴耳末系波长最短的光照射时 遏止电压的大小为U2 已知电子电量的大小为e 真空中的光速为c 试求 普朗克常量和该种金属的逸出功 30 某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象 当用某单色光照射光电管的阴极K时 会发生光电效应现象 闭合开关S 在阳极A和阴极K之间加上反向电压 通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压 直至电流计中电流为零 此电压表的电压值U称为反向截至电压 根据反向截止电压 可以计算光电子的最大初动能Ekm 现分别用频率为 1 2的单色光照射阴极 测量到反向截止电压分别为U1和U2 设电子质量为m 电荷量为e 则下列关系式正确的是 A 频率为v1的单色光照射时 光电子的最大初速度 B 阴极K金属的逸出功W h 1eU1 C 阴极K金属的极限频率 0 D 普朗克常数h 31 如图所示 一天然放射性物质射出三种射线 经过一个匀强电场和匀强磁场共存的区域 方向如图所示 调整电场E和磁感应强度B的大小 使得在MN上只有两个点受到射线照射 下列的哪种判断是正确的 A 射到b点的一定是 射线B 射到b点的一定是 射线C 射到b点的一定是 射线或 射线D 射到b点的一定是 射线 32 光电管阴极的金属极限频率是1 6 1015HZ 把光电管接入如图的电路中 以UAK表示光电管阳极对阴极的电压 调节电路 使UAK从 10V缓慢变化到10V 若阴极受2 0 1015HZ的光持续照射 通过计算 在图中作出光电子击中阳极A时的最大动能EK随UAK变化的图象 33 未来人类需要通过可控热核反应取得能量 要持续发生热核反应 必须把温度高达几百万摄氏度以上的核材料约束在一定的空间内 约束的办法有多种 其中技术上较为成熟的是用磁场约束核材料 称为 托卡马克 装置 如图所示为这种装置的简化示意图 垂直纸面的 有环形边界的匀强磁场b区域围着磁感应强度为零的圆形a区域 a区域内的离子向各个方向运动 离子的速度只要不超过某值 就不能穿过环形磁场的外边界而逃逸 从而被约束 设环形磁场的内半径R1 0 50m 外半径R2 1 0m 磁场的磁感应强度B 1 0T 被约束的离子的比荷q m 4 0 107C kg 1 完成核反应方程 2 若要a区域中沿半径OM方向射入磁场的离子不能穿过磁场 离子的速度不能超过多大 3 若要使从a区域沿任何方向射入磁场的速率为2 107m s的