高考复习方案（全国卷专用）高三物理二轮复习 专题6 选考模块课件.ppt

第12讲选修3 3第13讲选修3 4第14讲选修3 5 目录 专题六选考模块 第12讲选修3 3 返回目录 高频考点探究 热点模型解读 高考真题聚焦 返回目录 近年高考纵览 返回目录 近年高考纵览 返回目录 知识网络构建 返回目录 知识网络构建 返回目录 核心知识重组 返回目录 核心知识重组 图1图24 气体分子运动速率按统计规律分布 表现出 中间多 两头少 的规律 返回目录 核心知识重组 二 物体的内能与热力学定律1 决定内能的因素 从微观上看 物体内能的大小与分子平均动能和分子间距有关 从宏观上看 物体内能的大小与温度和体积有关 理想气体的内能仅与温度有关 2 热力学第一定律 u q w 外界对物体做功 w取正值 物体对外界做功 w取负值 物体吸收热量 q取正值 物体放出热量 q取负值 物体内能增加 u取正值 物体内能减少 u取负值 3 热力学第二定律 反映了涉及热现象的宏观过程的不可逆性 返回目录 核心知识重组 三 液体与固体1 单晶体具有规则的几何形状 某些物理性质表现为各向异性的特点 晶体具有固定的熔点 2 液晶既具有液体的流动性 又具有晶体的特征 在光学 电学特性上表现为各向异性 在显示屏技术上应用广泛 3 液体的表面张力是由液体表面层的结构决定的 类似现象还有浸润 不浸润 毛细现象等 4 与液体处于动态平衡的蒸汽称为饱和汽 饱和汽的压强随温度的升高而增大 某温度下空气中水蒸气的压强与同温度下水的饱和汽压的比值称为空气的相对湿度 第12讲选修3 3 高考真题聚焦 1 2015 全国卷 1 下列说法正确的是 a 将一块晶体敲碎后 得到的小颗粒是非晶体b 固体可以分为晶体和非晶体两类 有些晶体在不同方向上有不同的光学性质c 由同种元素构成的固体 可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体d 在合适的条件下 某些晶体可以转变为非晶体 某些非晶体也可以转变为晶体e 在熔化过程中 晶体要吸收热量 但温度保持不变 内能也保持不变 返回目录 第12讲选修3 3 高考真题聚焦 返回目录 第12讲选修3 3 高考真题聚焦 返回目录 第12讲选修3 3 高考真题聚焦 返回目录 第12讲选修3 3 高考真题聚焦 返回目录 第12讲选修3 3 高考真题聚焦 返回目录 第12讲选修3 3 高考真题聚焦 返回目录 2 2015 全国卷 关于扩散现象 下列说法正确的是 a 温度越高 扩散进行得越快b 扩散现象是不同物质间的一种化学反应c 扩散现象是由物质分子无规则运动产生的d 扩散现象在气体 液体和固体中都能发生e 液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的 第12讲选修3 3 高考真题聚焦 返回目录 第12讲选修3 3 高考真题聚焦 返回目录 第12讲选修3 3 高考真题聚焦 返回目录 第12讲选修3 3 高考真题聚焦 返回目录 返回目录 第12讲选修3 3 高频考点探究 考点一分子动理论例1以下说法正确的是 a 气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数 仅与单位体积内的分子数有关b 布朗运动是液体分子的运动 它说明分子不停息地做无规则热运动c 当分子间距离增大时 分子间的引力和斥力都减小d 当分子间的引力和斥力平衡时 分子势能最小e 如果气体分子总数不变 而气体温度升高 气体分子的平均动能一定增大 因此压强也必然增大 返回目录 第12讲选修3 3 高频考点探究 导思 布朗运动现象中观察到的是什么在运动 布朗运动现象说明什么在运动 分子力与分子间距有什么关系 分子势能的变化与分子力做功有什么关系 从微观角度看 气体压强与哪些因素有关 返回目录 第12讲选修3 3 高频考点探究 cd 解析 气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数 除了与单位体积内的分子数有关外 还与分子的平均动能有关 选项a错误 布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动 是液体分子运动的体现 它说明分子不停息地做无规则热运动 选项b错误 分子之间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小 当r r0时分子引力等于分子斥力 r0是分子的平衡距离 当r r0时 分子力表现为引力 分子距离减小时 分子势能减小 当r r0时 分子间的作用力表现为斥力 分子距离增大时分子势能减小 所以当分子间的引力和斥力平衡时 即r r0时 分子势能最小 选项c d正确 如果气体分子总数不变 而气体温度升高 气体分子的平均动能一定增大 当气体体积增大时 压强不一定增大 选项e错误 返回目录 第12讲选修3 3 高频考点探究 返回目录 第12讲选修3 3 高频考点探究 3 分子动能和分子势能温度是分子平均动能的标志 温度越高 分子平均动能越大 但某个分子的动能不一定越大 分子势能的大小与物体体积有关 但物体体积增大时 分子势能并不一定增大 物体体积变化时 分子势能如何变化 需要根据分子力做功情况来判定 返回目录 第12讲选修3 3 高频考点探究 变式 2015 山东卷 墨滴入水 扩而散之 徐徐混匀 关于该现象的分析正确的是 a 混合均匀主要是由于碳粒受重力作用b 混合均匀的过程中 水分子和碳粒都做无规则运动c 使用碳粒更小的墨汁 混合均匀的过程运行得更迅速d 墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的 返回目录 第12讲选修3 3 高频考点探究 bc 解析 本题的扩散现象是水分子和墨汁由于做无规则的热运动 彼此进入对方的现象 墨汁里面的碳粒做布朗运动 也是无规则的 b选项正确 碳粒越小 布朗运动越剧烈 混合得越快 c选项正确 返回目录 第12讲选修3 3 高频考点探究 考点二热力学定律例2 2015 福建卷 如图12 3所示 一定质量的理想气体 由状态a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c 设气体在状态b和状态c的温度分别为tb和tc 在过程ab和ac中吸收的热量分别为qab和qac 则 图12 3a tb tc qab qacb tb tc qabqacd tb tc qab qac 返回目录 第12讲选修3 3 高频考点探究 导思 状态变化过程中理想气体的内能变化与什么有关 气体对外界做的功与什么有关 气体吸收或放出的热量用什么规律求解 返回目录 第12讲选修3 3 高频考点探究 返回目录 第12讲选修3 3 高频考点探究 归纳 1 热力学第一定律 u w q热力学第一定律适用于固体 液体 气体 而气体实验定律 状态方程均适用于理想气体 判断理想气体状态变化问题时 应先根据气体实验定律判断三个状态参量的变化 一定质量理想气体的内能只与温度有关 温度升高则内能增加 温度降低则内能减少 依据气体体积的变化确定做功情况 体积增大则气体对外界做功 体积减小则外界对气体做功 根据内能的变化及做功情况 依据 u w q确定过程是吸热还是放热 应用热力学第一定律时 应注意做功的物理意义 外界对系统做功能增大系统的内能 则该功取正值 2 热力学第二定律 应注意热现象的方向性是有条件的 即 不产生其他影响 返回目录 第12讲选修3 3 高频考点探究 变式下列说法正确的是 a 气体从外界吸收热量 其内能一定增加b 在完全失重的情况下 气体对容器壁的压强为零c 气体在等压膨胀的过程中温度一定升高d 电冰箱的工作过程表明 热量可以从低温物体向高温物体传递e 自然界中符合能量守恒定律的宏观过程不一定能自然发生 返回目录 第12讲选修3 3 高频考点探究 返回目录 第12讲选修3 3 高频考点探究 考点三气体的状态变化例3 2015 山东卷 扣在水平桌面的热杯盖有时会发生被顶起的现象 如图12 4所示 截面积为s的热杯盖扣在水平桌面上 开始时内部封闭气体的温度为300k 压强为大气压强p0 当封闭气体温度上升至303k时 杯盖恰好被整体顶起 放出少许气体后又落回桌面 其内部气体压强立刻减为p0 温度仍为303k 再经过一段时间 内部气体温度恢复到300k 整个过程中封闭气体均可视为理想气体 求 1 当温度上升到303k且尚未放气时 封闭气体的压强 2 当温度恢复到300k时 竖立向上提起杯盖所需的最小力 返回目录 第12讲选修3 3 高频考点探究 导思 温度上升至303k过程 气体状态变化的特点是什么 杯盖恰好被整体顶起 说明杯盖处于什么状态 返回目录 第12讲选修3 3 高频考点探究 返回目录 第12讲选修3 3 高频考点探究 返回目录 第12讲选修3 3 高频考点探究 归纳 1 分析有关气体实验定律和理想气体状态方程问题的物理过程必须明确三个要点 1 阶段性 明确一个物理过程分为哪几个阶段 2 联系性 找出几个阶段之间是由什么物理量联系起来的 3 规律性 明确哪个阶段应遵循什么实验定律 2 利用三个实验定律及理想气体状态方程解决问题的基本思路 1 选取研究对象 选取所研究的某一部分气体 该部分气体在状态变化过程中 其质量必须保持一定 2 确定初 末状态 列出状态参量 3 分析状态变化的特点 选用适当的实验定律或理想气体状态方程列式 返回目录 第12讲选修3 3 高频考点探究 返回目录 第12讲选修3 3 高频考点探究 第12讲选修3 3 热点模型解读 返回目录 第12讲选修3 3 热点模型解读 返回目录 示例如图12 6所示 u形管左端封闭 右端开口 左管横截面积为右管横截面积的2倍 在左管内用水银封闭一段长为26cm 温度为280k的空气柱 左 右两管水银面高度差为36cm 外界大气压为76cmhg 若给左管的封闭气体加热 使管内气柱长度变为30cm 则此时左管内气体的温度为多少 图12 6 第12讲选修3 3 热点模型解读 返回目录 第12讲选修3 3 热点模型解读 返回目录 拓展1如图12 7所示 一上端开口 下端封闭的细长玻璃管竖直放置 玻璃管的下部封有长l1 25 0cm的空气柱 中间有一段长l2 25 0cm的水银柱 上部空气柱的长度l3 40 0cm 已知大气压强为p0 75 0cmhg 现将一活塞 图中未画出 从玻璃管开口处缓慢往下推 使管下部空气柱长度变为l1 20 0cm 假设活塞下推过程中没有漏气 求活塞下推的距离 图12 7 第12讲选修3 3 热点模型解读 返回目录 15 0cm 解析 以cmhg为压强单位 在活塞下推前 玻璃管下部空气柱的压强为p1 p0 l2 设活塞下推后 下部空气柱的压强为p 1 由玻意耳定律得p1l1 p 1l 1 如图 设活塞下推距离为 l 则此时玻璃管上部空气柱的长度为l 3 l3 l1 l 1 l 设此时玻璃管上部空气柱的压强为p 2 则p 2 p 1 l2 由玻意耳定律得p0l3 p 2l 3 由 至 式及题给数据解得 l 15 0cm 第12讲选修3 3 热点模型解读 返回目录 拓展2一足够高的直立气缸上端开口 用一个厚度不计的活塞封闭了一段高为80cm的气柱 活塞的横截面积为0 01m2 活塞与气缸间的摩擦不计 气缸侧壁通过一个开口与u形管相连 开口离气缸底部的高度为70cm 开口管内及u形管内的气体体积忽略不计 已知如图12 8所示状态气体的温度为7 u形管内水银面的高度差h1 5cm 大气压强p0 1 0 105pa保持不变 水银的密度 13 6 103kg m3 g取10m s2 求 1 活塞的重力 2 现在活塞上添加沙粒 同时对气缸内的气体加热 第12讲选修3 3 热点模型解读 返回目录 始终保持活塞的高度不变 此过程缓慢进行 当气体的温度升高到37 时 u形管内水银面的高度差为多少 3 保持上问中的沙粒质量不变 让气缸内的气体逐渐冷却 那么当气体的温度至少降为多少摄氏度时 u形管内的水银面变为一样高 图12 8 第12讲选修3 3 热点模型解读 返回目录 第12讲选修3 3 热点模型解读 返回目录 返回目录 第12讲选修3 3 教师备用例题 例1以下说法正确的是 a 知道阿伏伽德罗常数 气体的摩尔质量和密度 可估算出气体分子间的平均距离b 已知气体分子间的作用力表现为引力 若一定量的气体等温膨胀 则气体对外做功且内能增加c 分子间距离越大 分子势能越大 分子间距离越小 分子势能越小d 在热传导中 热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体 返回目录 第12讲选修3 3 教师备用例题 abd 解析 气体的摩尔体积等于其摩尔质量与密度的比值 气体分子平均占据的体积等于摩尔体积与阿伏伽德罗常数的比值 因此气体分子间的平均距离可以估算 选项a正确 气体等温膨胀过程中 温度不变 分子平均动能不变 分子间距增大 克服分子力做功 分子势能增大 所以气体的内能增大 而膨胀过程气体对外界做功 所以选项b正确 由分子势能随分子间距变化曲线知 分子势能随分子间距非单调变化 选项c错误 自发的热传递总是从高温物体传递到低温物体 选项d正确 返回目录 第12讲选修3 3 教师备用例题 例2如图所示为一可以测量较高温度的装置 左 右两壁等长的u形管内盛有温度为0 的水银 左管上端开口 水银恰到管口 在封闭的右管上方有空气 空气柱高h 24cm 现在给空气柱加热 空气膨胀 挤出部分水银 当空气又冷却到0 时 左边开口管内水银面下降了h 5cm 试求管内空气被加热到的最高温度 大气压p0 76cmhg 设管子足够长 右管始终有水银 返回目录 第12讲选修3 3 教师备用例题 返回目录 第12讲选修3 3 教师备用例题 例3一定质量的理想气体从状态a变化到状态b 再变化到状态c 其状态变化过程的p v图像如图所示 已知该气体在状态a时的温度为27 1 该气体在状态b c时的温度分别是多少 2 该气体从状态a到状态c的过程中内能的变化量是多少 3 该气体从状态a到状态c的过程中是吸热还是放热 传递的热量是多少 返回目录 第12讲选修3 3 教师备用例题 返回目录 第12讲选修3 3 教师备用例题 返回目录 第12讲选修3 3 教师备用例题 例4 1 下列说法正确的是 a 物体可以从单一热源吸收热量全部用于做功b 当分子间距离减小时 分子间斥力增大 引力减小c 知道某物质的摩尔体积和阿伏伽德罗常数可求出分子的体积d 一定量的气体 在压强不变时 分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加e 物理性质具有各向异性的晶体是单晶体 返回目录 第12讲选修3 3 教师备用例题 2 如图所示 一端封闭一端开口且粗细均匀的绝热玻璃管的横截面积为10cm2 管内有两个重力不计的活塞 导热活塞甲封闭了长30cm的气柱a 绝热活塞乙用一根劲度系数k 102n m 原长为15cm的轻质弹簧和管底相连 气柱b长15cm 气体的初始温度为27 现在甲活塞上放一个2kg的砝码 待活塞稳定后再加热气体b 当气体b的温度升高多少时 活塞甲可返回原处 大气压p0 105pa 摩擦不计 g取10m s2 返回目录 第12讲选修3 3 教师备用例题 返回目录 第12讲选修3 3 教师备用例题 返回目录 第12讲选修3 3 教师备用例题 第13讲选修3 4 返回目录 高频考点探究 热点模型解读 高考真题聚焦 返回目录 近年高考纵览 返回目录 近年高考纵览 返回目录 知识网络构建 返回目录 知识网络构建 返回目录 核心知识重组 一 机械振动与机械波1 振动图像和波动图像 振动图像反映了一个质点的位移x 位置坐标 随时间t变化的关系 波动图像反映了一系列质点在某一时刻相对其平衡位置的位移随质点的平衡位置变化的关系 由振动图像可确定周期t 振幅a 各时刻的位移及速度方向 由波动图像可确定波长 振幅a 波峰和波谷的位置 各个质点的位置及运动方向 结合传播的方向 注意 1 简谐运动与其在介质中的传播形成的简谐波的振幅 频率均相同 2 简谐运动和简谐波的图像均为正弦 或余弦 曲线 3 振动图像和波动图像中质点振动方向判断方法不同 返回目录 核心知识重组 返回目录 核心知识重组 返回目录 核心知识重组 第13讲选修3 4 高考真题聚焦 返回目录 1 2015 全国卷 1 在双缝干涉实验中 分别用红色和绿色的激光照射同一双缝 在双缝后的屏幕上 红光的干涉条纹间距 x1与绿光的干涉条纹间距 x2相比 x1 x2 填 或 若实验中红光的波长为630nm 双缝到屏幕的距离为1 00m 测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10 5mm 则双缝之间的距离为 mm 2 甲 乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播 波速均为v 25cm s 两列波在t 0时的波形曲线如图13 1所示 求 第13讲选修3 4 高考真题聚焦 返回目录 t 0时 介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标 从t 0开始 介质中最早出现偏离平衡位置位移为 16cm的质点的时间 图13 1 第13讲选修3 4 高考真题聚焦 返回目录 第13讲选修3 4 高考真题聚焦 返回目录 第13讲选修3 4 高考真题聚焦 返回目录 高考真题聚焦 返回目录 第13讲选修3 4 高考真题聚焦 返回目录 第13讲选修3 4 2 2015 全国卷 1 如图13 2所示 一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖 在玻璃砖底面上的入射角为 经折射后射出a b两束光线 则 a 在玻璃中 a光的传播速度小于b光的传播速度b 在真空中 a光的波长小于b光的波长c 玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率d 若改变光束的入射方向使 角逐渐变大 则折射光线a首先消失e 分别用a b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验 a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距图13 2 高考真题聚焦 返回目录 第13讲选修3 4 2 平衡位置位于原点o的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播 p q为x轴上的两个点 均位于x轴正向 p与o的距离为35cm 此距离介于一倍波长与二倍波长之间 已知波源自t 0时由平衡位置开始向上振动 周期t 1s 振幅a 5cm 当波传到p点时 波源恰好处于波峰位置 此后再经过5s 平衡位置在q处的质点第一次处于波峰位置 求 p q之间的距离 从t 0开始到平衡位置在q处的质点第一次处于波峰位置时 波源在振动过程中通过的路程 高考真题聚焦 返回目录 第13讲选修3 4 高考真题聚焦 返回目录 第13讲选修3 4 高考真题聚焦 返回目录 第13讲选修3 4 返回目录 第13讲选修3 4 高频考点探究 考点一振动图像和波动图像例1 2015 天津卷 图13 3甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图 a b两质点的横坐标分别为xa 2m和xb 6m 图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像 下列说法正确的是 甲乙图13 2 返回目录 第13讲选修3 4 高频考点探究 a 该波沿 x方向传播 波速为1m sb 质点a经4s振动的路程为4mc 此时刻质点a的速度沿 y方向d 质点a在t 2s时速度为零 导思 质点b在t 0时刻沿什么方向振动 怎样利用振动方向判断波的传播方向 4s等于几个振动周期 每个周期质点振动通过的路程是多少 返回目录 第13讲选修3 4 高频考点探究 d 解析 从图像中可知 该波的波长为8m 周期为8s 振幅为0 5m 由质点b从开始计时后向上振动 可以判断出波向 x方向传播 波速为1m s 质点a经4s振动的路程为1m 此时质点a的速度沿 y方向 在t 2s时 质点a的速度为零 所以a b c错误 d正确 返回目录 第13讲选修3 4 高频考点探究 归纳 1 振动图像和波动图像中质点振动方向的判断振动图像中质点在某时刻的振动方向 可根据下一个时刻远小于质点的位移 位置坐标 确定 也可根据图像中该时刻对应的图线斜率的正负确定 波动图像中质点的振动方向与波的传播方向有关 可用 上下坡法 沿着波传播的方向 上坡 处的质点振动方向向下 下坡 处的质点振动方向向上 或微平移法 作出微小时间 t后的波形确定各质点经 t后到达的位置以确定振动方向 确定质点振动方向 是哪个质点的图像 返回目录 第13讲选修3 4 高频考点探究 2 振动图像与波动图像结合波动图像是某时刻一系列质点的振动情况的反映 振动图像是某一质点在不同时刻的振动情况的反映 求解波动图像与振动图像综合问题应注意 1 明确题目所涉及的图像是振动图像还是波动图像 横坐标为x则为波动图像 横坐标为t则为振动图像 2 注意观察横 纵坐标的单位 尤其注意单位前的数量级 3 找准波动图像是哪个时刻的图像 4 找准振动图像是哪个质点的图像 返回目录 高频考点探究 第13讲选修3 4 变式 2015 海南卷 一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t 0时刻的波形如图13 4所示 质点p的x坐标为3m 已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0 4s 下列说法正确的是 a 波速为4m sb 波的频率为1 25hzc x坐标为15m的质点在t 0 6s时恰好位于波谷图13 4d x坐标为22m的质点在t 0 2s时恰好位于波峰e 当质点p位于波峰时 x坐标为17m的质点恰好位于波谷 返回目录 高频考点探究 第13讲选修3 4 返回目录 高频考点探究 第13讲选修3 4 考点二光的折射光的波动性例2如图13 5所示 两束单色光a b自空气射向玻璃 经折射后形成复合光束c 下列说法中正确的是 图13 5a 从玻璃射向空气 a光的临界角小于b光的临界角b 用同一装置做双缝干涉实验 a光条纹间距小于b光条纹间距c 玻璃对a光的折射率小于玻璃对b光的折射率d 在玻璃中 a光的速度等于b光的速度 返回目录 高频考点探究 第13讲选修3 4 导思 同种透明介质对频率较高的单色光的折射率比频率较低的单色光的折射率有什么差别 发生全反射时 临界角与介质的折射率之间的关系是什么 双缝干涉条纹间距与入射光的波长之间的关系是什么 返回目录 高频考点探究 第13讲选修3 4 返回目录 高频考点探究 第13讲选修3 4 返回目录 高频考点探究 第13讲选修3 4 2 光的衍射 发生明显衍射的条件是 孔或障碍物的大小比光的波长小 或者差不多 3 光的偏振 光波只沿某一个特定的方向振动叫作偏振 自然光通过偏振片产生偏振光 自然光发生反射和折射可以成为部分偏振光或完全偏振光 偏振现象证明光是横波 返回目录 高频考点探究 第13讲选修3 4 变式下列说法正确的是 a 只有当障碍物或孔的尺寸跟光的波长差不多 甚至比光的波长还小时 才能产生明显的光的衍射现象b 光的衍射现象是光波相互叠加的结果 光的衍射现象说明了光具有波动性c 用单色平行光照射单缝 缝宽不变 照射光的波长越长 衍射现象越显著d 光的衍射现象和干涉现象否定了光的直线传播的结论e 在太阳光照射下 肥皂泡呈现彩色 这是光的衍射现象f 在城市交通中 用红灯表示禁止通行 这是因为红光更容易产生干涉 返回目录 高频考点探究 第13讲选修3 4 abc 解析 发生明显衍射现象的条件是 障碍物或孔的尺寸比光的波长小或相差不大 波长越长 衍射现象越明显 选项a c正确 光的衍射现象形成的明暗条纹是光波相互叠加的结果 衍射现象说明了光具有波动性 选项b正确 光的干涉和衍射现象说明光具有波动性 而小孔成像说明光沿直线传播 而要出现小孔成像现象 孔不能太小 在光的波长比障碍物小得多的情况下 光是沿直线传播的 所以光的衍射现象和沿直线传播并不矛盾 它们是在不同条件下出现的两种光现象 选项d错误 光照下肥皂泡呈现彩色是光的薄膜干涉现象 选项e错误 可见光中 红光波长最长 衍射现象比其他可见光更易发生 烟雾较大情境下可视距离更大 所以用红灯表示禁止通行信号 选项f错误 返回目录 高频考点探究 第13讲选修3 4 考点三几何光学例3投影仪的镜头是一个半球形的玻璃体 光源产生的单色平行光投射到平面上 经半球形镜头折射后在光屏mn上形成一个圆形光斑 已知镜头半径为r 光屏mn到球心o的距离为d d 3r 玻璃对该单色光的折射率为n 不考虑光的干涉和衍射 求光屏mn上被照亮的圆形光斑的半径 图13 6 返回目录 高频考点探究 第13讲选修3 4 导思 光线射到球面时 能否发生全反射 临界角多大 光屏mn上形成的圆形光斑的边界对应的是什么情景下的出射光线 返回目录 高频考点探究 第13讲选修3 4 返回目录 高频考点探究 第13讲选修3 4 归纳 1 折射角与入射角 光从真空 或空气 斜射到透明介质中时 折射角小于入射角 光从透明介质斜射到真空 或空气 时 折射角大于入射角 2 全反射 光只有从光密介质射向光疏介质时才可能发生全反射现象 在遇到光从光密介质射入光疏介质的情况时 应考虑能否发生全反射问题 全反射的计算只要求光从光密介质射入真空 或空气 的情况 3 光的折射和全反射问题的解题技巧分析题意 画出光路图 分析光路 确定入射角和折射角 由折射定律求解 返回目录 高频考点探究 第13讲选修3 4 注意 分析全反射问题时 先确定光是否由光密介质进入光疏介质 入射角是否大于临界角 若不符合全反射的条件 则再由折射定律和反射定律确定光的传播情况 返回目录 高频考点探究 第13讲选修3 4 变式一半径为r的半圆形玻璃砖横截面如图13 7所示 o为圆心 一束平行光线照射到玻璃砖mo 面上 中心光线a沿半径方向射入玻璃砖后 恰在o点发生全反射 已知 aom 45 图13 7 1 求玻璃砖的折射率n 2 玻璃砖底面mn出射光束的宽度是多少 不考虑玻璃砖mo n面的反射 返回目录 高频考点探究 第13讲选修3 4 返回目录 高频考点探究 第13讲选修3 4 热点模型解读 返回目录 第13讲选修3 4 热点模型解读 返回目录 第13讲选修3 4 热点模型解读 返回目录 第13讲选修3 4 示例图13 8是一列简谐横波上a b两质点的振动图像 两质点平衡位置间的距离 x 4 0m 波长大于3 0m 求这列波的传播速度 图13 8 热点模型解读 返回目录 第13讲选修3 4 热点模型解读 返回目录 第13讲选修3 4 热点模型解读 返回目录 第13讲选修3 4 拓展如图13 9所示 实线是某时刻的波形图像 虚线是0 2s后的波形图像 质点p位于实线波的波峰处 1 若波向x轴正方向以最小速度传播 求经过t 4s质点p所通过的路程 2 若波速为35m s 求波的传播方向 图13 9 热点模型解读 返回目录 第13讲选修3 4 热点模型解读 返回目录 第13讲选修3 4 返回目录 第13讲选修3 4 教师备用例题 例1以下说法正确的是 a 光的偏振现象说明光是一种纵波b 太阳能真空玻璃管采用镀膜技术增加透射光 这是利用了光的衍射原理c 麦克斯韦预言并用实验验证了电磁波的存在d 在 光的双缝干涉 实验中 若仅将入射光由绿光变为红光 则条纹间距变宽e 波在介质中传播的频率由波源决定 与介质无关 返回目录 第13讲选修3 4 教师备用例题 返回目录 第13讲选修3 4 教师备用例题 例2下面有关光纤及光纤通信的说法正确的是 a 光纤由内芯和外套两层组成 内芯的折射率比外套的小b 光在光纤中传输利用了全反射的原理c 光纤通信是一种以光波为传输介质的通信方式 光波按其波长长短 依次可分为红外线光 可见光和紫外线光 但红外线光和紫外线光属不可见光 它们都不可用来传输信息d 光波和无线电波同属电磁波 光波的频率比无线电波的频率低 波长比无线电波的波长长 在真空中传播的速度大小都为3 0 108m s 返回目录 第13讲选修3 4 教师备用例题 b 解析 光在光纤中的传输利用了全反射的原理 要求光线从光密介质射向光疏介质 则光纤内芯的折射率比外套的大 选项a错误 b正确 只要是光波就能够在光导纤维中传播 不管是可见光还是不可见光 都可以用来传输信息 选项c错误 光波的频率比无线电波的频率高 波长比无线电波的波长短 选项d错误 返回目录 第13讲选修3 4 教师备用例题 例3湖面上停着a b两条小船 它们相距30m 一列水波正在湖面上沿ab连线的方向传播 每条小船每分钟上下浮动20次 当a船位于波峰时 b船在波谷 两船之间还有一个波峰 则 a 水波的波长为60mb 水波的波长为20mc 水波的波速为20m sd 水波的波速为6 67m s 返回目录 第13讲选修3 4 教师备用例题 返回目录 第13讲选修3 4 教师备用例题 例4某同学用如图所示装置测量某种液体的折射率 首先紧贴着容器边缘竖直插入一根长刻度尺 零刻度线在a端 当容器中没有液体时 该同学在图示位置只能看到标尺上的p点 当容器中正好装满液体时 刚好观察到零刻度线 已知圆柱形容器的直径d 12cm 高h 16cm p点的刻度值l 7cm 求该透明液体的折射率 返回目录 第13讲选修3 4 教师备用例题 返回目录 第13讲选修3 4 教师备用例题 例5一列简谐横波在t 0时刻的波形图如图中实线所示 从此刻起 经0 1s波形图如图中虚线所示 若波传播的速度为10m s 则 a 这列波沿x轴负方向传播b 这列波的周期为0 4sc t 0时刻质点a沿y轴正方向运动d 从t 0时刻开始质点a经0 2s通过的路程为0 4me x 2m处的质点的位移表达式为y 0 2sin 5 t m 返回目录 第13讲选修3 4 教师备用例题 返回目录 第13讲选修3 4 教师备用例题 例6如图所示 一条直线上的两个振源a b相距6m 振动频率相等 t0 0时刻a b开始振动 且都只振动一个周期 振幅相等 a的振动图像为图甲 b的振动图像为图乙 若a向右传播的波与b向左传播的波在t1 0 3s时相遇 则 甲乙 返回目录 第13讲选修3 4 教师备用例题 第14讲选修3 5 返回目录 高频考点探究 热点模型解读 高考真题聚焦 返回目录 近年高考纵览 返回目录 近年高考纵览 返回目录 知识网络构建 返回目录 知识网络构建 返回目录 核心知识重组 一 动量守恒定律1 动量守恒定律成立的条件 1 系统不受外力或所受外力的合力为零 内力指所研究的系统内部之间的相互作用 外力指系统以外的物体对组成系统的各个物体的作用 2 系统所受的合外力虽然不为零 但外力远远小于内力 或作用时间极短 如碰撞过程中的摩擦力 爆炸过程中的重力等均远远小于相互作用的内力 可忽略不计 3 系统所受外力的矢量和虽然不为零 但在某个方向上外力的分量等于零 则该方向上系统总动量的分量守恒 返回目录 核心知识重组 2 动量守恒定律的表达式 1 p p 系统的末动量等于初动量 2 m1v1 m2v2 m1v1 m2v 2 3 p1 p2 组成系统的两个物体动量的变化必定大小相等 方向相反 特别提醒 课标高考命题一般不刻意涉及动量守恒定律与其他物理规律的综合应用 但在碰撞 物块与木板相对运动等问题中 会涉及机械能守恒定律 能量守恒定律等规律的简单综合应用 返回目录 核心知识重组 返回目录 核心知识重组 第14讲选修3 5 高考真题聚焦 返回目录 2015 全国卷 1 在某次光电效应实验中 得到的遏止电压uc与入射光的频率 的关系如图14 1所示 若该直线的斜率和截距分别为k和b 电子电荷量的绝对值为e 则普朗克常量可表示为 所用材料的逸出功可表示为 图14 1 第14讲选修3 5 高考真题聚焦 返回目录 2 如图14 2 在足够长的光滑水平面上 物体a b c位于同一直线上 a位于b c之间 a的质量为m b c的质量都为m 三者都处于静止状态 现使a以某一速度向右运动 求m和m之间应满足什么条件 才能使a只与b c各发生一次碰撞 设物体间的碰撞都是弹性的 图14 2 第14讲选修3 5 高考真题聚焦 返回目录 第14讲选修3 5 高考真题聚焦 返回目录 第14讲选修3 5 高考真题聚焦 返回目录 高考真题聚焦 返回目录 第14讲选修3 5 高考真题聚焦 返回目录 第14讲选修3 5 2 2015 全国卷 1 实物粒子和光都具有波粒二象性 下列事实中突出体现波动性的是 a 电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样b 射线在云室中穿过会留下清晰的径迹c 人们利用中子衍射来研究晶体的结构d 人们利用电子显微镜观测物质的微观结构e 光电效应实验中 光电子的最大初动能与入射光的频率有关 与入射光的强度无关 高考真题聚焦 返回目录 第14讲选修3 5 2 滑块a b沿水平面上同一条直线发生碰撞 碰撞后两者粘在一起运动 经过一段时间后 从光滑路段进入粗糙路段 两者的位置x随时间t变化的图像如图14 3所示 求 滑块a b的质量之比 整个运动过程中 两滑块克服摩擦力做的功与因碰撞而损失的机械能之比 图14 3 高考真题聚焦 返回目录 第14讲选修3 5 高考真题聚焦 返回目录 第14讲选修3 5 高考真题聚焦 返回目录 第14讲选修3 5 返回目录 第14讲选修3 5 高频考点探究 考点一原子的能级与跃迁例1 1 2015 海南卷 氢原子基态的能量为e1 13 6ev 大量氢原子处于某一激发态 由这些氢原子可能发出的所有的光子中 频率最大的光子能量为 0 96e1 频率最小的光子的能量为 ev 保留两位有效数字 这些光子可具有 种不同的频率 导思 氢原子能级公式是什么 这些处于激发态的氢原子的最高能级是多少 频率最大的光子是由哪个能级跃迁到哪个能级释放的 大量处于某一激发态的氢原子向基态跃迁时的跃迁方式如何计算 返回目录 高频考点探究 第14讲选修3 5 返回目录 高频考点探究 第14讲选修3 5 归纳 1 氢原子能级跃迁问题解题技巧 1 每个氢原子每次跃迁能吸收或辐射一个特定频率的光子 比如吸收能量时 如果光子的能量足够大 则吸收后一定发生电离 如果光子能量恰好满足量子化的条件 则刚好全部被吸收 如果光子能量被吸收后不足以产生跃迁或电离 则这种光子不会被吸收 2 处于某激发态的一个氢原子的跃迁与大量处于某激发态的氢原子 其跃迁时出现的情况不同 返回目录 高频考点探究 第14讲选修3 5 2 研究光电效应的两条线索入射光 强度决定着每秒钟发射的光子数 频率决定着每个光子的能量e h 光电子 每秒钟逸出的光电子数决定着光电流的大小 与入射光强度有关 光电子的最大初动能 与光的频率及金属的逸出功有关 返回目录 高频考点探究 第14讲选修3 5 变式图14 4为氢原子的能级图 已知可见光的光子能量范围为1 62 3 11ev 锌板的电子逸出功为3 34ev 那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是 图14 4 返回目录 高频考点探究 第14讲选修3 5 a 用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应现象b 用能量为11 0ev的自由电子轰击 可使处于基态的氢原子跃迁到激发态c 处于n 2能级的氢原子能吸收任意频率的紫外线d 处于n 3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线 并且使氢原子电离e 用波长为60nm的伦琴射线照射 可使处于基态的氢原子电离出自由电子 返回目录 高频考点探究 第14讲选修3 5 bde 解析 氢原子从高能级向基态跃迁时 氢原子向外辐射出的光子的最小能量emin e2 e1 10 2ev 3 34ev 所以锌板能发生光电效应 选项a错误 实物粒子轰击氢原子时 氢原子可获得实物粒子的部分能量而由低能级跃迁到较高能级 因11 0ev e2 e1 10 2ev 11 0ev的自由电子轰击 可使处于基态的氢原子跃迁到n 2激发态 选项b正确 处于n 2能级的氢原子的能量e2 3 4ev 紫外线光子的最小能量为3 11ev 并非任意频率的紫外线都能使处于基态的氢原子跃迁到激发态 氢原子只能吸收特定频率的紫外线 选项c错误 返回目录 高频考点探究 第14讲选修3 5 处于n 3能级的氢原子的能量e3 1 51ev 紫外线光子的最小能量为3 11ev 任意频率的紫外线均能使处于n 3能级的氢原子电离 选项d正确 伦琴射线的频率高于紫外线的频率 伦琴射线照射 可使处于基态的氢原子电离 选项e正确 返回目录 高频考点探究 第14讲选修3 5 考点二核反应与质能方程例2 2015 山东卷 14c发生放射性衰变成为14n 半衰期约5700年 已知植物存活期间 其体内14c与12c的比例不变 生命活动结束后 14c的比例持续减少 现通过测量得知 某古木样品中14c的比例正好是现代植物所制样品的二分之一 下列说法正确的是 双选 填正确答案标号 a 该古木的年代距今约5700年b 12c 13c 14c具有相同的中子数c 14c衰变为14n的过程中放出 射线d 增加样品测量环境的压强将加速14c的衰变 返回目录 高频考点探究 第14讲选修3 5 导思 死亡后植物体内14c元素经多长时间减少一半 核反应过程中的质量数和电荷数遵循什么规律 14c衰变为14n的过程核反应方程是什么 返回目录 高频考点探究 第14讲选修3 5 归纳 1 核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒发生一次 衰变 原子核的质量数减少4 原子序数减少2 发生一次 衰变 原子核的质量数不变 原子序数增加1 确定衰变次数时 应先由质量数的变化确定 衰变的次数 然后再根据衰变规律确定 衰变的次数 2 爱因斯坦质能方程 e mc2 e mc2核反应中释放或吸收的能量 可根据 e mc2来计算 m是反应物和生成物的质量亏损 1u相当于931 5mev 返回目录 高频考点探究 第14讲选修3 5 注意 质能方程揭示了质量和能量的不可分割性 一定的质量m总是跟一定的能量mc2对应 不可认为质量和能量可互相转化 重核裂变和轻核聚变 热核反应 均为释放能量的核反应 返回目录 高频考点探究 第14讲选修3 5 返回目录 高频考点探究 第14讲选修3 5 返回目录 高频考点探究 第14讲选修3 5 考点三动量守恒定律例3如图14 5所示 将质量分别为m1 1 0kg和m2 2 0kg的弹性小球a b用轻绳紧紧捆在一起 使它们发生微小的形变 该系统以速度v0 0 10m s沿光滑水平面向右做直线运动 某时刻轻绳突然自动断开 断开后两球仍沿原直线运动 经过时间t 5 0s后 测得两球相距s 4 5m 求 图14 5 返回目录 高频考点探究 第14讲选修3 5 1 刚分离时a b两小球的速度v1 v2 2 两球分开过程中释放的弹性势能ep 导思 小球a b作为系统动量守恒吗 a b小球分离瞬间 b小球的速度方向能确定吗 a b小球分离前后 系统总动能是否发生变化 返回目录 高频考点探究 第14讲选修3 5 返回目录 高频考点探究 第14讲选修3 5 归纳 1 应用动量守恒定律解题的一般思路 1 分析题意 明确研究对象 确定所研究的系统是由哪些物体组成的 2 对各阶段所选系统内的物体进行受力分析 区分系统内力和外力 在受力分析的基础上根据动量守恒条件 判断能否应用动量守恒定律 3 明确所研究的相互作用过程 确定过程的始 末状态 即系统内各个物体的初动量和末动量的值或表达式 注意 在研究地面上物体间相互作用的过程时 各物体运动的速度均应取地面为参考系 返回目录 高频考点探究 第14讲选修3 5 4 规定正方向 确定初 末状态动量的正 负号 根据动量守恒定律列方程求解 2 多体 多过程问题中的动量守恒对于多个物体 多个过程共存的问题 应关注运动过程中的共同的特征 1 最终一般出现一个稳定的状态 例如 系统最终速度为零或做匀速直线运动 2 在有多过程存在的情境中