高三物理第一轮总复习及高中物理易错题归纳总结及答案分析第6专题振动与波光学执掌

1、第 6 专题 振动与波、光学、执掌、原子物理一振动与波、光学学问网络考点猜测振动与波是历年高考的必考内容,其中命题率最高的学问点为波的图象、波长、频率、波速及其相互关系,特殊是波的图象与振动图象的关系,如 2022 年高考北京理综卷第 17题、全国理综卷第 20 题、福建理综卷第 17 题,一般以挑选题的形式显现,试题信息量大、综合性强, 一道题往往考查多个概念和规律推理才能和空间想象才能其中波的图象, 可以综合考查对波的懂得才能、高考对光学部分的考查主要有：光的折射现象,全反射；光的干涉、衍射和偏振现象；平面镜成像的作图方法；双缝干涉试验测定光的波长；光电效应现象要点归纳 一、振动与波单摆1

2、特点：单摆是抱负模型；单摆的回复力由重力沿圆弧方向的分力供应,当最大摆角 10时,单摆的振动可看做简谐运动,其振动周期T2L g2应用：计时器；测定重力加速度g,g4 2L 2 T二、振动图象与波动图象的区分与联系波动图象振动图象图象讨论对象一个质点全部质点物理意义横轴上各点表示各个时刻,横轴上各点表示质点的平稳图象表示一个质点各个时刻位置,图象表示某一时刻各图象形成的物理过程的位移情形个质点的位移情形相当于次序“ 扫描” 的结果相当一次“ 拍照” 的结果所能供应的信息直接得出振幅、周期直接得出振幅、波长据波速、波长和频率周期 可以算出频率的关系求其中一个量三、机械波与电磁波可以判定出位移、加

3、速度、回复力间的变化关系机械波振动方向和传播方向的关系电磁波对象 周期性变化的物理量传播特性产生讨论力学现象讨论电磁现象位移随时间和空间做周电场 E 和磁场 B随时间和空间做期性变化周期性变化传播需要介质, 波速与介传播不需要介质, 在真空中波速质有关, 与频率无关, 分总是 c,在介质中传播时,波速横波和纵波两种, 传播机与介质及频率都有关系电磁波械能都是横波,传播电磁能v T,都会发生反射、折射、干涉、衍射、多普勒效应由质点 波源 的振动产 生无线电波由振荡电路产生光也是电磁波的一种,由原子能级跃迁发出四、平面镜成像 1平面镜转变光的传播方向,而不转变光的性质2平面镜成像的特点：等大、正立

4、、虚像,物、像关于镜面对称3成像作图要规范化射向平面镜的入射光线和反射光线要用实线,并且要用箭头标出光的传播方向反射光线的反向延长线只能用虚线,虚线上不能标箭头镜中的虚像是物体射到平面镜上全部光线的反射光线反向延长后相交形成的在成像作图中,可以只画两条光线来确定像点法线既与界面垂直,又是入射光线与反射光线夹角的平分线平面镜转过一个微小的角度,法线也随之转过角度,当入射光线的方向不变时,反射光线就偏转2五、光的折射定律1折射率： 光从真空射入某种介质发生折射时,入射角 1的正弦与折射角 2 的正弦之比为定值 n,叫做这种介质的折射率,表示为 nsin 1试验和讨论证明,某种介质的折射sin 2率

5、等于光在真空中的传播速度 c 跟光在这种介质中的传播速度 v 之比,即 nc v2折射现象中光路是可逆的六、全反射和临界角1全反射的条件：1光从光密介质射向光疏介质；2入射角大于或等于临界角12临界角：使折射角等于 90时的入射角,某种介质的临界角 C 用 sin Cn运算七、用折射定律分析光的色散现象在分析、运算光的色散时,要把握好折射率n 的应用及有关数学学问,着重懂得两点：光的频率 颜色 由光源打算, 与介质无关； 在同一介质中, 频率越大的光的折射率越大,再应用 nc v0 等学问, 就能精确而快速地判定有关色光在介质中的传播速度、波长、 入射光线与折射光线的偏折程度等问题八、光的波动

6、性1光的干涉 1干涉条件：两束光的频率相同,并有稳固的相位差2双缝干涉：两列光波到达某点的路程差为波长的整数倍时,该处的光相互加强,出 现亮条纹； 当到达某点的路程差为半波长的奇数倍时,该处的光相互减弱,显现暗条纹相 邻两条亮条纹 或暗条纹 的间距 xL d3薄膜干涉：从薄膜前后表面反射的两列波叠加产生的干涉应用：检查平面的平整 度、增透膜等2光的衍射 发生明显衍射的条件：障碍物的尺寸跟光的波长相近或比光的波长仍小光的衍射条纹和干涉条纹不同泊松亮斑是光的衍射引起的3光的电磁说 麦克斯韦提出“ 光是一种电磁波” 的假设,赫兹用试验验证了电磁说的正确性九、光的粒子性1光电效应 1现象：在光的照耀下

7、物体发射电子 光电子 的现象2规律：任何金属都存在极限频率,只有用高于极限频率的光照耀金属时,才会发生 光电效应 在入射光的频率大于金属的极限频率的情形下,从光照耀到金属上到金属逸出光 电子的过程, 几乎是瞬时的 光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大,与光的强度无关单位时间内逸出的光电子数与入射光的强度成正比2光电效应方程：1 2mvm2hWh 为3光子说：即空间传播的光是不连续的,而是一份一份的,每一份的能量等于 光子的频率 ,每一份叫做一个光子4光的波粒二象性：光的干涉、衍射现象说明光具有波动性,光电效应说明光具有粒 子性,因此光具有波粒二象性5物质波： 任何一个运动的物体小到电子大

8、到行星都有一个波与它对应,波长 h pp为物体的动量 热点、重点、难点一、简谐运动的动力学问题图 61 例 1 如图 61 所示,一个弹簧振子在光滑水平面上的 A、B 两点之间做简谐运动 当振子经过最大位移处 B 点时,有块胶泥落在它的上面,并随其一起振动,那么后来的振动与原先相比较 A振幅的大小不变 C速度的最大值变小【解析】 当振子经过最大位移处B加速度的最大值不变 D弹性势能的最大值不变B 点时,胶泥落在它的上面,在此过程中,胶泥削减的重力势能全部转变为内能,振子 含胶泥 在 B 点的速度仍为零, 就其仍以 O 点为平稳位置做简谐运动,且振幅的大小不变于是,最大回复力和最大弹性势能不变由

9、于质量增大,就其最大加速度变小,在平稳位置的速度即最大速度 变小综上可知,选项A 、C、D 正确 答案 ACD 【点评】 解决此题的关键在于正确懂得简谐运动的特点,明白简谐运动中各个物理量的变化,找到 “ 振幅的大小不变” 这一突破口,进而分析求解简谐运动具有以下规律在平稳位置： 速度最大、 动能最大、 动量最大, 位移最小、 回复力最小、 加速度最小、势能最小在位移大小等于振幅处：速度最小、动能最小、动量最小,位移最大、回复力最大、加速度最大、势能最大振动中的位移 x 都是以平稳位置为起点的,方向从平稳位置指向末位置,大小为这两位置间的直线距离加速度与回复力的变化一样,在两个“ 端点 ”最大

10、,在平稳位置为零,方向总是指向平稳位置二、简谐运动的图象、波的图象 例 2一列简谐横波以1 m/s 的速度沿绳子由A 向 B 传播,质点A、B 间的水平距离为 3 m,如图 62 甲所示如t0 时质点 A 刚从平稳位置开头向上振动,其振动图象如图62 乙所示,就B 点的振动图象为图62 丙中的 图 62 【解析】 由题意知, vT4 m 故 lAB3 4,经过 t3 4T3 s 时间 B 点开头振动又由波的传播特性可知,每点开头振动的方向与振源的起振方向相同,故知 B 点的振动图象为 B 答案 B 【点评】 本例虽然只要求B 的振动图象,但解析过程必需弄清晰波的传播过程,可画出 t3 s 时刻

11、以及 t 3 s t 时刻 AB 方向波的图象图 6 2 丁所示图 62 丁 例 3 两列振幅、波长均相同的简谐横波,以相同的速率沿相反方向在同一介质中传播图 63 所示为某一时刻两波的波形图,其中实线为向右传播的波,虚线为向左传播的 波, a、b、c、d、e 为五个等距离的质点就在两列波传播的过程中,以下说法中正确选项 图 63 A质点 a、b、 c、d、e 始终静止不动 B质点 b、d 始终静止不动 C质点 a、c、e 始终静止不动 D质点 a、c、 e 以振幅 2A 做简谐运动【解析】 由波的叠加原理可知,图示时刻质点a、b、c、d、e 的位移都为零其中两列波在 a、c、e 上引起的振动

12、方向相同,在b、d 两点引起的振动方向总是相反,故b、d 始终静止不动, a、c、e 以振幅 2A 做简谐运动 答案 BD 【点评】 两列波传播至某点时,两列波引起的振动“ 步调 ” 相同时,干涉加强；引起的振动 “ 步调 ” 相反时,干涉减弱,不应仅考虑波峰、波谷的相遇振动加强的点与振动减弱的点有规律地相互间隔注：干涉图样不是固定不动的,加强的点在做更大振幅的振动三、平面镜成像问题 例 4 某物体左右两侧各有一竖直放置的平面镜,两平面镜相互平行,物体距离左镜 4 m,右镜 8 m,如图 64 甲所示物体在左镜所成的像中从右向左数的第三个像与物体的 距离是 2022 年高考 全国理综卷 图 6

13、4 甲A24 m B32 m C40 m D48 m 【解析】 物体在左镜中所成的各像如图 是第一个像在右镜中的像再在左镜中成的像,64 乙所示,可知左镜中从右向左的第三个像 即观察像时为光线在左镜反射一次后在右镜反射一次再在左镜反射一次进入眼睛,由平面镜成像的对称性可得：d32 m图 64 乙 答案 B 【点评】 光线经过平面镜反射进入眼睛,眼睛逆着光线确定光源,感觉光是从“ 虚像 ”发出四、光的折射与全反射光学器材是由透亮介质制成的,当光线从空气照耀到这些透亮体的表面时,折射进入透明体,然后再发生其他的光学现象解这类问题用到的光学学问主要是反射定律、折射定律、全反射学问和数学中的几何学问1

14、视深问题 例 5 某水池的实际深度为 h,如某人垂直水面往下看时,水池的视深为多少？设水的折射率为 n 【解析】 如下列图, 作两条从水底 S 发出的折射光线,一条垂直射出水面,另一条入射角很小 眼睛对光点的张角很小 ,这两条折射光线反向延长线的交点 S 就是看到的 S的像在ASO 中, tan AOh在ASO 中, tan AO h正确画出光路图,并运用近似理论是就tan tan h h由于 、 很小,所以sin tan ,sin tan 得： h sin sin hh n 答案 h n【点评】 此题考查光的折射定律在实际中的应用求解此类问题的关键2奇妙运用光路图解题和光学作图问题1解决几何

15、光学的基本方法是：画出光路图, 懂得有关概念, 敏捷运用数学学问求解在反射和折射现象中, “ 光路可逆” 是解决较复杂问题常用的思想方法留意：光路图的作法必需遵循反射和折射定律2由于同一介质对不同色光的折射率不同,导致光的色散现象利用光的折射定律解决的问题主要有“ 视深” 和棱镜等正确画出光路图是求解此类问题的关键3作图法是解决几何光学问题的主要方法之一完成光路图的依据是光的传播规律,作图经常常要运用逆向思维 先由像确定反射光线,再确定入射光线 解题中常常要巧用光路可逆规律分析问题,在实像的位置换上物点,必定在原先物点处成像,即像、物互换 另外,涉及有关范畴的问题,确定有关边界光线是解决问题的

16、关键 例 6图 65 甲所示为一个储油圆柱桶,其底面直径与桶高相等当桶中无油时,8贴着桶的上边缘上的A 点恰能看到桶底边缘上的B 处；当桶内油的深度等于桶高的一半时,眼所处的位置不变,在桶外沿AB 方向看去,恰能看到桶底上的C 点,且 BC 的距离是桶底直径的四分之一A、B、C 三点在同一竖直平面内,且BC 在同一条直径线上据此可估算出该油的折射率n 和光在这种油中的传播速度v 分别为 已知真空中的光速c3 10m/s A1.6、1.9 10 8 m/s C2.2、2.2 10 8 m/s 图 65 甲 B2.0、1.6 10 8 m/s D1.6、1.6 10 8 m/s 【解析】 当油的深

17、度为桶高的一半时,眼睛观察 C 点的光路图如图6 5 乙所示, 可得：图 65 乙nsin i sin r 1.6 8 m/s又由于 nc v可得 v1.9 10 答案 A 【点评】 精确地画出光路图是解决几何光学问题的关键 例 7一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上,经两次折射后从玻璃板另一个表面射出, 出射光线相对于入射光线侧移了一段距离的是 2022 年高考 全国理综卷 A红光以 30的入射角入射 B红光以 45的入射角入射 C紫光以 30的入射角入射在以下情形下, 出射光线侧移距离最大D紫光以 45的入射角入射【解析】 如下列图,由题意可知,O2A 为偏移距离 x,有：xd cos

18、rsinir nsin i sin r如为同一单色光,即n 值相同当i 增大时, r 也增大,但i 比 r 增大得快, sini r0 且增大,d cos r0 且增大,故A、C 选项错误如入射角相同,就：xdsin i 1cos i B 错误、 D 正确n 2sin 2i即当 n 增大, x 也增大,应选项 答案 D 【点评】 某束单色光照到介质表面,当入射角增大时,射角增大得快折射角也增大,但入射角比折一束复色光经过平板玻璃也会发生色散现象,即射出光的边缘显现彩色,只是当玻璃较薄时这个现象不太明显 例 8 一足够大的水池内盛有某种透亮液体,液体的深度为 H,在水池的底部中心放一点光源,其中

19、一条光线以 30的入射角射到液体与空气的界面上,它的反射光线与折射光线的夹角为 105,如图 66 甲所示,就可知 图 66 甲A液体的折射率为2 H2B液体的折射率为2 2C整个水池表面都有光射出D液体表面亮斑的面积为【解析】 由题意知 ir180105 75r753045故折射率 nsin r sin i2 该液体的临界角 Carcsin1 n45可得液体表面亮斑的半径如图 6 6 乙所示, rH图 66 乙故亮斑面积为：SH2AD 答案 【点评】 利用反射定律、折射定律和几何学问,解出折射角是解此题的关键五、干涉、衍射与偏振1干涉与衍射的比较光的干涉与衍射现象是光的波动性的表现,也是光具

20、有波动性的证据两者的区分是：光的干涉现象只有在符合肯定条件下才发生；而光的衍射现象却总是存在的,只有明显与不明显之分光的干涉现象和衍射现象在屏上显现的都是明暗相间的条纹,但双缝干涉时条纹间隔均匀,从中心到两侧的明纹亮度不变化；而单缝衍射的条纹间隔不匀称,中心明纹又宽又亮,从中心向两侧,条纹宽度减小,明纹亮度显著减弱2光的偏振 横波的振动矢量垂直于波的传播方向振动时,偏于某个特定方向的现象叫偏振纵波只能沿着波的传播方向振动,所以不行能有偏振,光的偏振现象证明光是横波光的偏振现象在科技、生活中的应用有：照相机镜头上的偏振片、立体电影等 例 9 图 67 所示为一竖直的肥皂膜的横截面,用单色光照耀薄

21、膜,在薄膜上产生明暗相间的条纹,以下说法正确选项 图 67 A薄膜上的干涉条纹是竖直的B薄膜上的干涉条纹是水平的C用蓝光照耀薄膜所产生的干涉条纹的间距比用红光照耀时的小D干涉条纹是由于光线在薄膜前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果【解析】 光从肥皂膜的前后表面反射形成相干光,其路程差与薄膜厚度有关；在重力作用下,肥皂膜形成上薄下厚的楔形,在同一水平面上厚度相等,形成亮纹 或暗纹 因此,干涉条纹应是水平的又因蓝光的波长小于红光的波长,所以用蓝光照耀薄膜所产生的干涉条纹的间距较红光的小综上所述,选项 B、C、D 正确 答案 BCD 系【点评】 此题主要考查的是薄膜干涉形成的缘由,以及干涉条纹与入

22、射光波长之间的关六、光电效应的规律与应用 例 10 如图 68 所示,用导线将验电器与干净锌板连接,触摸锌板使验电器指示归零用紫外线照耀锌板,验电器指针发生明显偏转,接着用毛皮摩擦过的橡胶棒接触锌板,发觉验电器的指针张角减小,此现象说明锌板带_填“ 正” 或“ 负”电；如改用红外线重复以上试验,结果发觉验电器指针根本不会发生偏转,说明金属锌的极限频率_填“ 大于” 或“ 小于”红外线的频率2022 年高考 上海物理卷 图 68 【解析】 因锌板被紫外线照耀后发生光电效应,验电器指针带正电荷而偏转；毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,与锌板接触时, 电子与验电器指针上的正电荷中和,而使张角减小；用红外线照

23、耀锌板时,验电器指针的偏角不变,锌板未发生光电效应,说明锌板的极限频率大于红外线的频率 答案 正大于需要熟记其现象、清晰地懂得其产【点评】 光电效应在物理学史上具有较重要的意义,生的机制二热 学学问网络考点猜测从近几年的高考来看,热学部分多以挑选题的形式显现,试题难度属于简单或中等命题热点集中在以下两个方面1分子动理论、估算分子的大小和数目、物体内能的转变和热力学其次定律,题型多 为挑选题,且绝大多数挑选题只要求定性分析2能源的开发和利用,这是当今的热门话题,应赐予关注要点归纳一、懂得并识记分子动理论的三个观点 描述热现象的一个基本概念是温度凡是跟温度有关的现象都叫做热现象分子动理论 是从物质

24、的微观状态来讨论热现象的理论它的基本内容是： 物体是由大量分子组成的；构成物体的分子永不停息地做无规章运动；分子间存在着相互作用力二、明白分子永不停息地做无规章运动的试验事实组成物体的分子永不停息地做无规章运动,这种运动跟温度有关,所以通常把分子的这种运动叫做热运动1扩散现象和布朗运动都可以很好地证明分子的热运动2布朗运动是指悬浮在液体中的固体微粒的无规章运动关于布朗运动,要留意以下 几点：1形成条件是固体微粒足够小；2温度越高,布朗运动越猛烈；3观看到的是固体微粒 不是液体分子, 也不是固体分子 的无规章运动, 反映的是液体 分子运动的无规章性；4课本中描画出的图象是某固体微粒每隔 30 秒

25、的位置的连线,并不是该微粒的运动轨 迹三、明白分子力的特点分子力有如下三个特点：分子间同时存在引力和斥力；引力和斥力都随着距离的增大而减小；斥力比引力随距离变化得快四、深刻懂得物体内能的概念1由于分子做热运动而具有的动能叫分子动能温度是物体分子热运动的平均动能的 标志温度越高,分子做热运动的平均动能就越大2由分子间相对位置打算的势能叫分子势能分子力做正功时分子势能减小；分子力r 从 体积做负功时分子势能增大全部势能都有同样的结论例如：重力做正功时重力势能减小,电场力做正功时电势能减小 由上面的分析可以得出：当rr 0即分子处于平稳位置时,分子势能最小不论r 0开头增大仍是减小,分子势能都将增大

26、固体和液体的分子势能与物体的体积有关,变化,分子势能也变化留意：当物体的体积增大时,其分子势能不肯定增加3物体中全部分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能五、把握热力学第肯定律 外界对物体所做的功 W加上物体从外界吸取的热量 Q 等于物体内能的增加量 U,即 UQW,这叫做热力学第肯定律在这个表达式中,当外界对物体做功 气体被压缩 时 W 取正,物体克服外力做功 气体膨胀 时 W 取负；当物体从外界吸热时 Q 取正,物体向外界放热时 Q 取负； U 为正表示物体的内能增加,六、把握热力学其次定律 U 为负表示物体的内能削减1热传导的方向性：热传导的过程是有方向性的这个过程可以向一个方

27、向自发地进行热量会自发地从高温物体传给低温物体 ,但是向相反的方向却不能自发地进行2其次类永动机不行能制成：我们把没有冷凝器,只有单一热源,从单一热源吸取热量,全部用来做功, 而不引起其他变化的热机称为其次类永动机这说明机械能和内能的转化过程具有方向性 机械能可以全部转化成内能,但内能不能全部转化成机械能,而不引起其他变化3热力学其次定律的表述：1不行能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化 按热传导的方向性表述；2不行能从单一热源吸取热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化 按机械能和内能转化过程的方向性表述；3其次类永动机是不行能制成的热力学其次定律使人们熟悉到,自然界中各种进行

28、的涉及热现象的宏观过程都具有方向性它揭示了有大量分子参加的宏观过程的方向性,个重要的自然规律七、把握气体的状态参量使得它成为独立于热力学第肯定律的一1温度：温度在宏观上表示物体的冷热程度；在微观上是物体分子平均动能的标志热力学温度是国际单位制中的基本量之一,符号是 T,单位： K开尔文 ；摄氏温度是导出量,符号是 t,单位： 摄氏度 两种温度间的关系可以表示为：Tt273.15 K 和 T t,要留意两种单位制下每一度的间隔是相同的0 K 是低温的极限, 它表示全部分子都停止了热运动可以无限接近,但永久不能达到2体积：气体总是布满它所在的容器,所以气体的体积总是等于盛装气体的容器的容 积3压强

29、：气体的压强是由于大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的绝不能用气体分 子间的斥力说明 一般情形下不考虑气体本身的重力,所以同一容器内气体的压强到处相等但大气压在宏观上可以看成是大气受地球吸引而产生的重力引起的热点、重点、难点一、与阿伏加德罗常数有关的估算问题阿伏加德罗常数是一个重要的物理量,它是联系微观物理量 或直径等 与宏观物理量 如：摩尔质量、摩尔体积、密度、体积等 一些有关分子大小、分子间距和分子质量等方面的估算问题如：分子质量、分子体积 的桥梁,常常被用来解答解决这类问题的基本思路和方法是：第一要娴熟把握微观量与宏观量之间的联系,如：分子的质量 m0M NA、摩尔体积 VM 、分子占的体

30、积 V0M NA、分子的个数 NNAmM,式m中 NA 、m、M 、M分别为阿伏加德罗常数、物体的质量、密度、摩尔质量、物质的量；其次是善于从问题中找出与所要估算的微观量有关的宏观量此外,仍要合理构建体积模型,如：在估算固体和液体的分子大小时,一般采纳分子球体模型；而估算气体分子间距 不是分子的大小 时,一般采纳立方体模型敏捷运用上述关系式并合理构建体积模型是分析、解决与阿伏加德罗常数相关问题的关键 例 1 假如全世界 60 亿人同时数 1 g 水的分子个数,每人每小时可以数 5000 个,不1间断地数,就完成任务所需时间最接近 阿伏加德罗常数 NA 取 6 10 23 mol 2022 年高

31、考 北京理综卷 A10 年 B1 千年 C10 万年 D1 千万年【 解 析 】 1 g 水 的 分 子 数 N1 18 NA 3.3 10 22 , 就 完 成 任 务 所 需 时 间 t 60 10 8 5000 365 24年 1 10 N 5 年,选项 C 正确 答案 C 【点评】 此题是估算题,关键是求出1 g 水的分子数,对数学运算才能的要求较高二、扩散现象、布朗运动和分子的热运动 例 2做布朗运动试验,得到某个观测记录如图69 所示 图中记录的是 2022 年高考 北京理综卷 图 69 A分子无规章运动的情形 B某个微粒做布朗运动的轨迹 C某个微粒做布朗运动的速度时间图线 D按等

32、时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线【解析】 布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规章运动,非分子的运动,故 A错误；图中折线为每隔肯定时间微粒位置的连线,并非轨迹,B 错误、 D 正确；对于某微粒而言,在不同的时刻速度的大小和方向都是不确定的,故无法描画其 vt 图线, C 错误 答案 D 三、分子动能、分子势能及其变化、物体的内能及其变化、能量守恒定律、热力学定律 例 3对肯定量的气体,以下说法正确选项2022 年高考 全国理综卷 A气体的体积是全部气体分子的体积之和 B气体分子的热运动越猛烈,气体的温度就越高 C气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的 D当气体膨胀时

33、,气体分子之间的势能减小,因而气体的内能削减【解析】 气体分子间的距离远大于分子大小,所以气体的体积远大于全部气体分子的体积之和, A 选项错误； 温度是物体分子平均动能的标志,是表示分子热运动猛烈程度的物理量, B 选项正确；气体压强的微观说明是大量气体分子频繁撞击产生的,C 选项正确；气体膨胀,说明气体对外做功,但不能确定吸、放热忱形,故不能确定内能变化情形,D 选项错误 答案 BC 一般都会显现一道关于热学的题目,而且常综合考查【点评】 在每年各地的高考题中,本单元的较多的基本原理四、气体的压强 从微观角度看,气体的压强与气体分子的平均动能和气体分子的密集程度 单位体积内 的分子数 有关

34、气体分子的平均动能越大,分子撞击器壁时对器壁产生的作用力越大,气体的压强就越大；气体分子越密集单位体积内的分子数越多,每秒撞击器壁单位面积的分子数越多,气体的压强就越大从宏观角度看,气体的压强跟温度和体积有关 例 4以下说法正确选项2022 年高考 全国理综卷 A气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力 B气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量 C气体分子热运动的平均动能减小,气体的压强肯定减小 D单位体积的气体分子数增加,气体的压强肯定增大【解析】依据压强的定义, 气体的压强等于气体分子作用在器壁单位面积上的平均冲力,等于单位面积上单位时间受到

35、的平均冲量,故A 正确、 B 错误气体的压强与温度和体积有关, 当分子热运动的平均动能增大时,如分子密度变大,气体的压强也有可能增大；当分子密度增大时,如分子热运动的平均动能减小,气体的压强也可能减小,故 C、D 错误 答案 A 三原 子 物 理学问网络考点猜测近代物理部分相对独立,主干学问是原子的量子化结构和核能,复习时要环绕玻尔理论、衰变规律和爱因斯坦质能方程等重点学问进行模块内的综合主要是近代物理学问与动量守恒定律的综合 利用碰撞探究微观粒子的规律是高能物理常用的讨论手段,如 粒子散射实验 粒子与氮、铍、铝的碰撞分别发觉了质子、中子和放射性同位素,加速器、对撞机等都是讨论核物理的常用工具

36、近年近代物理试题中显现不少中学教材中没有的新学问背景,如“ 超重元素”、“ 双电荷交换反应” 、俄歇效应、原子内层空位产生的内转换机制、要引导他们尽力将新情境中的问题与已学过的学问联系起来,的“ 同化” 与“ 顺应” 的过程,这类问题其实是“ 新瓶装旧酒”只是对同学的才能要求提高了,要真正懂得才能变通 氢原子等在训练同学读题时,在学习心理学中, 就是“ 图式”,仍是考查课本上的学问点,“ 联系实际, 联系生活, 联系高科技”已成为高考命题的趋势,考查内容表达时代气息,用新名词包装的试题增加试题越来越重视学问的联系,表达学科的综合性要点归纳一、原子的核式结构卢瑟福依据 粒子散射试验观看到的试验现

37、象推断出了原子的核式结构 粒子散射实验的现象是： 绝大多数 粒子穿过金箔后基本上仍沿原先的方向前进；极少数 粒子就发生了较大的偏转甚至返回留意,核式结构并没有指出原子核的组成二、波尔原子模型 玻尔理论的主要内容：1“ 定态假设”：原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些状态中,电子虽做 变速运动,但并不向外辐射电磁波,这样的相对稳固的状态称为定态定态假设实际上只是给经典的电磁理论限制了适用范畴：态时不受该理论的制约原子中的电子绕核转动处于定2“ 跃迁假设”：电子绕核转动处于定态时不辐射电磁波,但电子在两个不同定态间发生跃迁时,却要辐射 吸取 电磁波 光子 ,其频率由两个定态的能量差值打算

38、hEmEn3“ 能量量子化假设” 和“ 轨道量子化假设”转动的轨道半径也不能任意取值三、原子核的衰变及三种射线的性质1 衰变与 衰变方程4 2He0 1e 衰变：AXA4 2YZZ 衰变：A ZXZA 1Y：由于能量状态的不连续,因此电子绕核2 和 衰变次数的确定方法 衰变的次数先由质量数确定 衰变的次数,再由核电荷数守恒确定3半衰期 T：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间4特点：只由核本身的因素所打算,而与原子所处的物理状态或化学状态无关5规律： NN01t T 射线 射线 26三种射线射线 射线物质微粒氦核4 2He电子0 1e光子 带电情形带正电 2e带负电 e不带电速度约为1

39、10c 接近 c c贯穿本事小空气中飞行几厘米中穿透几毫米厚的铝板大穿透几厘米厚的铅板电离作用强次弱四、核能1爱因斯坦质能方程：Emc 22核能的运算 1如 m 以千克为单位,就：E mc 22如 m 以原子的质量单位 u 为单位,就：E m 931.5 MeV 3核能的猎取途径235 92U 1 0n 136 54Xe 90 38Sr 101 0n1重核裂变：例如2轻核聚变：例如2 1H 3 1H 4 2He1 0n聚变的条件：物质应达到超高温几百万度以上 状态,故聚变反应亦称热核反应热点、重点、难点 一、玻尔模型能级概念 例 1氢原子的能级如图610 所示,已知可见光的光子能量范畴约为1.

40、62 eV 3.11 eV,以下说法错误的是 图 610 A处于 n3 能级的氢原子可以吸取任意频率的紫外线,并发生电离B大量氢原子从高能级向n3 能级跃迁时,发出的光具有显著的热效应C大量处于 n4 能级的氢原子向低能级跃迁时,可能发出 6 种不同频率的光D大量处于 n4 能级的氢原子向低能级跃迁时,可能发出 3 种不同频率的可见光【解析】 处于 n3 能级的氢原子吸取光子而发生电离的最小能量是 1.51 eV,又因紫外线的频率大于可见光的频率,所以紫外线的光子能量E3.11 eV,故 A 正确由能级跃迁理论知,氢原子由高能级向n3 能级跃迁时, 发出光子的能量E1.51 eV ,所以发出光

41、子能量小于可见光的光子能量由E h 知,发出光子频率小于可见光的光子频率,发出光子为红外线,具有较强的热效应,故 B 正确由能级跃迁理论知,n 4 能级的氢原子向低能级跃迁时,最多可发出 6 种频率的光子,故 C 正确由能级跃迁理论知,大量处于n 4 能级的氢原子向低能级跃迁时,发出光子的能量分别为： 0.66 eV43,2.55 eV4 2,12.75 eV4 1,1.89 eV3 2,12.09 eV3 1,10.2 eV21,所以只有32 和 42 跃迁时发出的2 种频率的光子属于可见光,故D 错误 答案 D 【点评】 原子由定态nn2向低能级跃迁时可能辐射的光子频率的种类为n1n2原子

42、跃迁时,所吸取或释放的光子能量只能等于两能级之间的能量差原子电离时,所吸取的能量可以大于或等于某一能级能量的肯定值运算时应留意：因一般取 量单位 1 eV1.6 1019 J 远处为零电势参考面,故各能级的能量值均为负值；能二、考查衰变、裂变、聚变以及人工转变概念 例 2现有三个核反应：235 92U 1 0 n 141 56Ba 36Kr _；2 1H 3 1H 4 2He 24 11Na 24 12Mg _；_完成上述核反应方程,并判定以下说法正确选项 A是裂变,是 衰变,是聚变B是聚变,是裂变,是 衰变C是 衰变,是裂变,是聚变D是 衰变,是聚变,是裂变 0 1 1 答案 1e 3 0

43、n 0n C 【点评】 原子核自发地放出某种粒子成为新的原子核,叫做衰变； 原子序数较大的重核分裂成原子序数较小的原子核,叫做重核裂变； 原子序数很小的原子核聚合成原子序数较大的原子核,叫做轻核聚变全部核反应都遵循质量数和电荷数守恒的规律,情形复杂时可列方程组求解三、核能和质量亏损 例 3 某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论,其中的两个核反应方程为1 12 13 1 15 121H 6C 7N Q1 1H 7 N 6C XQ2方程中 Q1、Q2 表示释放的能量,相关的原子核质量见下表：原子核1 1H3 2He4 2He12 6C13 7N15 7N质量 /u1.00783.01604.0

44、02612.000013.005715.0001 以下判定正确选项2022 年高考 重庆理综卷 AX 是3 2 He,Q2Q1BX 是4 2He ,Q2Q1CX 是3 2He ,Q2Q1DX 是4 2He ,Q2Q1【解析】 核反应方程：1 1H 12 6C 13 7N 中的质量亏损为：m11.0078 u12.0000 u 13.0057 u0.0021 u 依据电荷数守恒、质量数守恒可知：1 13 12 41H 7N 6C 2He其质量亏损为：m21.0078 u15.0001 u 12.0000 u4.0026 u0.0053 u 依据爱因斯坦质能方程得：Q1m1c 2,Q2 m2c 2

45、故 Q1Q2 答案 B 【点评】 要留意 u 为质量单位,并不是能量单位,其中 931.5 MeV 四、近代物理中的前沿科技问题1 u1.6606 1027kg,1 uc 2近几年来,高考试题中 STS科学 技术 社会 问题 如反物质、中微子、介子、夸克、弗兰克赫兹试验等 占有较大的比例,显现了以科技前沿为背景的信息题解决这类试题的关键在于：认真阅读题目、懂得题意,捕捉有效信息、删除干扰信息；认真分析问题所描述的物理状态或物理过程,并从中建立起相应的物理模型；最终运用相关的物理规律求解 例 4 K介子的衰变方程为 K 0,其中 K介子和 介子所带电荷量为元电荷 e,0介子不带电如图 611 所

46、示,两匀强磁场方向相同,以虚线 MN 为抱负边界,磁感应强度分别为 B1、B2今有一个 K介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场 B1 中,其轨迹为圆弧 AP, P 在 MN 上, K在 P 点时的速度为 v,方向与 MN 垂直在 P 点该介子发生了上述衰变, 衰变后产生的 介子沿速度 v 的反方向射出, 其运动轨迹如 “ 心” 形图线所示 就以下说法正确选项 图 611 A介子的运行轨迹为B介子运行一周回到PENCMDP P 用的时间 T2m B2ev 的反方向CB14B2 D 0 介子做匀速直线运动【解析】 由题意可知, K介子衰变为介子和 0 介子后, 介子沿速度射出,而 介子带负电,依据左

47、手定就可以判定,介子的运行轨迹为 PDMCNEP ,就选项 A 错误；设 介子在左右两侧磁场中做匀速圆周运动的半径分别为 R1和 R2,运动周期分别为 T1和 T2,由图可知：R1 R21 2,又 R1 mv eB1、R2 mv eB2,就 B1 2B2,即选项 C 错误；而T12m eB1,T22m eB2,就 介子运行一周回到 P 所用的时间 TT1 2T2 2T1 2 T1T2 22m eB2,即选项 B 正确； 0 介子由于不带电而不受洛伦兹力作用,它将做匀速直线运动,即选项 D正确综上所述,选项 B、D 正确 答案 BD 【点评】 此题涉及匀速圆周运动、线速度、角速度、周期、向心力、

48、洛伦兹力、左手定就、牛顿其次定律等学问点,考查同学对上述学问的懂得和把握程度,以及分析、 推理的能力和信息处理的才能解决此题的关键在于：先利用左手定就判定 运用洛伦兹力、牛顿其次定律等学问分析求解介子的运行轨迹,再同类拓展 2022 年 3 月 24 日,由中国自行讨论、设计的世界上第一个全超导非圆截面托卡马克 EAST 核聚变试验装置 又称“ 人造太阳”,如图 612 所示,已胜利完成首次工作调试 由于它和太阳产生能量的原理相同,都是热核聚变反应,所以被外界称为“ 人造太阳” “ 人造太阳”的原理就是在这台装置的真空室内加入少量氢的同位素氘和氚,使其在肯定条件下发生聚变反应,反应过程中会产生

49、庞大的能量核聚变的主要原料是氘和氚,在海水中含量极其丰富就以下说法中错误 的是 图 612 A“ 人造太阳” 的核反应方程是2 1H 3 1H 4 2He 1 0n1 0nB“ 人造太阳” 的核反应方程是235 92U1 0n141 56Ba36Kr 32 EmcC“ 人造太阳” 释放的能量大小的运算公式是D与这种热核聚变比较,核裂变反应堆产生的废物具有放射性【解析】“ 人造太阳 ” 中的核反应为轻核的聚变,故A 正确、 B 错误核反应释放的能量都遵循质能方程 E mc 2,C 正确聚变方程产生的4 2He 不具有放射性,而裂变反应产生的废物会衰变放出 或 射线, D 正确 答案 B 经典考题

50、本专题中的四部分内容在高考中一般都会以挑选题显现,只是往往难度较低,题型相对单调,复习备考时应重基础,重在近年考题中总结命题的规律1类比是一种有效的学习方法,通过归类和比较, 有助于把握新学问, 提高学习效率 在类比过程中,既要找出共同之处,又要抓住不同之处某同学对机械波和电磁波进行类比,总结出以下内容,其中不正确的是 2022 年高考 北京理综卷 A机械波的频率、波长和波速三者满意的关系,对电磁波也适用B机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象C机械波的传播依靠于介质,而电磁波可以在真空中传播D机械波既有横波又有纵波,而电磁波只有纵波【解析】 波长、波速、频率的关系对任何波都是成立的,对电磁波当

51、然成立,故 A 正确干涉和衍射是波的特性,机械波、电磁波都是波,这些特性都具有,故 B 正确机械波是机械振动在介质中传播形成的,所以机械波的传播需要介质；电磁波是交替变化的电场和磁场由近及远地传播形成的,所以电磁波的传播不需要介质,故C 正确机械波既有横波又有纵波, 但是电磁波只能是横波,其证据就是电磁波能够发生偏振现象,而偏振现象是横波才有的,D 错误故正确答案应为D 答案 D 2科学家发觉在月球上含有丰富的3 2 He氦 3它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料,其参加的一种核聚变反应的方程式为3 2He3 2He 21 1H 4 2He关于3 2He 聚变,以下表述正确选项 2022 年高

52、考 广东物理卷 A聚变反应不会释放能量 B聚变反应产生了新的原子核 C聚变反应没有质量亏损 3 D目前核电站都采纳 2He 聚变反应发电【解析】 聚变反应时将质量较小的轻核聚变成质量较大的核,聚变过程会有质量亏损,会放出大量的能量但目前核电站都采纳铀核的裂变反应因此 B 正确 答案 B 【点评】 同质量的核燃料聚变反应放出的能量远远超过裂变反应,而且聚变反应的产物往往无放射性 但由于聚变反应需要几百万摄氏度以上的高温以及难以掌握反应速度,故目前仍没能用于发电3密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁,此过程中瓶内空气考 重庆理综卷 A内能增大,放出热量 B内能减小,吸取热量 C内能增大,对外界做功 D

53、内能减小,外界对其做功不计分子势能 2022 年高【解析】 不计分子势能,空气的内能由温度打算,内能随温度降低而减小,A、C 均错误；薄塑料瓶因降温而变扁,此时瓶内空气的体积减小,外界压缩空气做功,D 正确；空气的内能减小、外界对空气做功,依据热力学第肯定律可知空气向外界放热,B 错误 答案 D 【点评】 本类题型在高考对热学的考查中最常见4氢原子能级的示意图如下列图,大量氢原子从n4 的能级向 n 2 的能级跃迁时辐射出可见光a,从 n3 的能级向 n2 的能级跃迁时辐射出可见光b,就 2022 年高考 四川理综卷 A氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出 射线B氢原子从 n4 的能级向

54、n3 的能级跃迁时会辐射出紫外线C在水中传播时,a 光较 b 光的速度小D氢原子在 n2 的能级时可吸取任意频率的光而发生电离【解析】 射线的产生气理是原子核受激发,是原子核变化才产生的,A 错误；依据跃迁规律可知高能级向低能级跃迁时辐射光子的能量等于这两个能级差,从 n4 的能级向 n3 的能级跃迁时会辐射出的光子能量小于 a 光子的能量,不行能为紫外线,B 错误；依据跃迁规律可知从 n4 的能级向 n2 的能级跃迁时辐射光子的能量大于从 n3 的能级向 n2 的能级跃迁时辐射光子的能量,就可见光 a 的光子能量大于 b 的,又依据光子能量 Eh 可得 a 光子的频率大于 b 的,就 a 的

55、折射率大于 b 的,又 vC n可得在水中传播时,a 光较 b 光的速度小, C 正确；欲使在 小于 3.4 eV,D 错误 答案 C n 2 的能级处的氢原子发生电离,就吸取的能量肯定不5一列简谐横波在某一时刻的波形图如图甲所示,图中 P、Q 两质点的横坐标分别为x1.5 m 和 x4.5 mP 点的振动图象如图乙所示在以下四幅图中,Q 点的振动图象可能是2022 年高考 全国理综卷 【解析】 此题考查波的传播该波的波长为4 m,P、Q 两质点间的距离为3 m如波沿 x 轴正方向传播,当P 在平稳位置向上振动时,Q 点此时应处于波峰,B 正确；如波沿x轴负方向传播,P 点处于向上振动时,Q

56、点应处于波谷,C 正确 答案 BC 【点评】 高考对波的图象考查时要求较高,动情形难度大, 需要精确作图以帮忙分析各点的振6在桌面上有一倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面接触,圆锥的轴 图甲中虚线 与桌面垂直, 过轴线的截面为等边三角形,如图甲所示有一半径为 r 的圆柱形的平行光束垂直入射到圆锥的底面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合已知玻璃的折射率为 1.5,就光束在桌面上形成的光斑半径为 2022 年高考 全国理综卷 甲Ar B1.5r【解析】 光从玻璃射向空气的临界角反射,光路图如图乙所示由几何关系得 答案 C 一、挑选题 10 4 分 C2r D2.5rarcsin 1 narcsin 2

57、3,而入射角 i,将发生全OBrtan 60 cot 30 r2r乙才能演练1目前,在居室装修中常常用到花岗岩、大理石等装饰材料,这些岩石都不同程度地2 个氡原含有放射性元素以下有关放射性学问的说法中,正确选项 A235 92U 衰变成206 82Pb要经过 6 次 衰变和 8 次 衰变B氡的半衰期为3.8 天,如有 4 个氡原子核,就经过3.8 天后就肯定只剩下子核C放射性元素发生 衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的D 射线与 射线一样是电磁波,但穿透本事远比 射线弱【解析】 由质量数守恒和电荷数守恒可知A 正确；放射性同位素存在半衰期是一个统计规律, 对于大量的原子核才成

58、立,4 个氡原子核经过 3.8 天后可能剩 4 个,也可能剩 3 个,y y 0仍可能剩 2 个或 1 个都不剩, B 错误； 衰变的方程为：x Ax 1A1e ,C 正确； 射线是高速电子,不是电磁波,D 错误 答案 AC 2一列简谐横波沿 x 轴所在直线传播,图示为某时刻的波形图,其中 A 处到 O 的距离为 0.5 m,此时 A 处的质点沿 y 轴负方向运动,再经 0.02 s 第一次到达波谷,就 A这列波的波长为 1 m B这列波的频率为 100 Hz C这列波的波速为 25 m/s D这列波的传播方向沿 x 轴负方向【解析】 由 A 点正沿 y 轴负方向振动可知波向x 轴的负方向传播

59、, D 正确 又由题意及图象可知 1 m,T0.08 s,故 f1 T12.5 Hz ,v T12.5 m/s 答案 AD 3地面邻近有一正在上升的空气团,它与外界的热交换忽视不计已知大气压强随高度增加而降低,就该气团在此上升过程中不计气团内分子间的势能2022 年高考 重庆理综卷 A体积减小,温度降低 C体积增大,温度降低B体积减小,温度不变 D体积增大,温度不变【解析】 此题考查气体的有关学问,属于中等难度题目随着空气团的上升,大气压强也随着减小,那么空气团的体积会增大,空气团对外做功,其内能会减小,由于不计分子势能,所以内能由其温度打算,就其温度会降低所以空气团的体积增大、温度降低、压强

60、减小 答案 C 4“ 轨道电子俘获” 是放射性同位素衰变的一种形式,它是指原子核 称为母核 俘获一个核外电子,使其内部的一个质子变成中子,并放出一个中微子,从而变成一个新核 称为子核 的过程中微子的质量远小于质子的质量,且不带电,很难被探测到,人们最早就是通过子核的反冲而间接证明中微子的存在的如一个静止的原子核发生“ 轨道电子俘获”,衰变成子核并放出中微子,就以下说法正确选项 A母核的质量数等于子核的质量数B母核的电荷数大于子核的电荷数C子核的动量与中微子的动量相同D子核的动能大于中微子的动能【解析】 这一核反应中粒子的质量数不变,电荷数削减一个,选项 A、B 正确；子核与2中微子的动量大小相