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文档简介
/目录倒计时10天➤热学的综合应用………………3基于分子动理论、气体实验定律与热力学定律分析气体状态变化及能量守恒。倒计时09天➤光学的综合应用………………16涵盖几何光学(折射、全反射)与物理光学(干涉、衍射、偏振)。倒计时08天➤近代物理………………………27涉及光电效应、原子能级、核反应及波粒二象性。倒计时07天➤力学综合—多过程与多物体问题……………37针对多过程、多物体系统运用牛顿定律、能量与动量守恒。倒计时06天➤电磁综合—带电粒子在复合场中的运动………………53研究带电粒子在电场、磁场与重力场复合中的直线、圆周或螺旋运动及能量转化。
倒计时10天分子永无静止,少年永不言弃;默默积蓄内能,时光自会升温理想。热学的综合应用考情透视--把脉命题直击重点►命题解码:热学在高考物理中的地位近年来逐步提升,从近五年命题频次看,气体实验定律和热力学定律是热学的核心考点,每年高考都有涉及。知识考查以理想气体状态方程、热力学定律、气体实验定律为核心,侧重等温、等压、等容单一过程与多过程组合变化,同时强化热学微观本质的理解。选择题注重概念辨析,常在分子动理论、热力学第二定律、晶体与非晶体、液体的表面张力等基础点设题;计算题则围绕气缸、充气、抽气等综合情境,将气体状态方程与受力分析、能量守恒融合命题。►高考前沿:2026年热学命题将聚焦三大趋势:一是情境创新强化,诸如新能源汽车热管理系统、温室气体排放监测、储氢罐充放气过程、“双碳”政策下的热机效率分析等科技与环保背景将成为命题素材,新增与生活、科技场景结合的知识点应用;二是教材基础回归,人教版选择性必修三中的沸腾实验、晶体熔化实验可能转化为创新选择题;三是计算题难度保持稳定且更重推导,从“多步套公式”向“推理质疑—状态转变—守恒求变”的素养导向转变——不仅要求计算终态参量,还要求解释过程中内能、功、热量的变化逻辑。核心模型--模型架构,精准剖析【模型一】气缸类模型1.弄清题意,确定研究对象。一般研究对象分两类:一类是热学研究对象(一定质量的理想气体);另一类是力学研究对象(汽缸、活塞或某系统)。2.分析清楚题目所述的物理过程,对热学研究对象分析清楚初、末状态及状态变化过程,依据气体实验定律或理想气体状态方程列出方程;对力学研究对象要正确地进行受力分析,依据力学规律列出方程。3.注意挖掘题目中的隐含条件,如几何关系、体积关系等,列出辅助方程。4.多个方程联立求解。对求解的结果注意分析它们的合理性。【模型二】管+液柱类模型解答此类问题,关键是液柱封闭气体压强的计算,求液柱封闭的气体压强时,一般以液柱为研究对象分析受力、列平衡方程,要注意:1.液体因重力产生的压强大小为p=ρgh(其中h为至液面的竖直高度);2.不要漏掉大气压强,同时又要尽可能平衡掉某些大气的压力;3.有时可直接应用连通器原理——连通器内静止的液体,同种液体在同一水平面上各处压强相等;4.当液体为水银时,可灵活应用压强单位“cmHg”等,使计算过程简捷。【模型三】变质量类问题分析气体的变质量问题时,可以通过巧妙地选择合适的研究对象“化变为定”,即把“变质量”问题转化为“定质量”的气体问题,然后利用气体实验定律或理想气体状态方程求解。1.充气问题:在充气时,将充进容器内的气体和容器内的原有气体为研究对象时,这些气体的质量是不变的。这样,可将“变质量”的问题转化成“定质量”问题。2.抽气问题:在对容器抽气的过程中,对每一次抽气而言,气体质量发生变化,解决该类变质量问题的方法与充气问题类似:假设把每次抽出的气体包含在气体变化的始末状态中,即用等效法把“变质量”问题转化为“定质量”的问题。3.灌气问题:将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是变质量问题,分析这类问题时,可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体作为一个整体来进行研究,即可将“变质量”问题转化为“定质量”问题。4.漏气问题:容器漏气过程中气体的质量不断发生变化,属于变质量问题,如果选容器内剩余气体和漏掉的气体为研究对象,便可使“变质量”转化成“定质量”问题。5.也可以利用pV=nRT来处理有关变质量问题。易错避坑--易错陷阱精准避坑【易错一】热力学第一定律公式中物理量符号正负乱用:(1)易错点:W和Q的符号规则记反;(2)闭坑策略:系统吸热Q为正,外界对系统做功W为正,气体对外做功时W为负。。自由膨胀中W=0。【易错二】内能变化只由温度决定(1)易错点:误认为体积变化也会影响理想气体内能;(2)闭坑策略:一定质量的理想气体内能只与温度有关,ΔU正负看温度升降。气体分子间作用力忽略。【易错三】压强计算漏掉大气压(1)易错点:气缸/试管问题只算气体内部压力;(2)闭坑策略:活塞/液柱平衡:p气体=p0+mg/S。试管问题考虑液体压强p=p0+ρgh。【易错四】变质量问题错误使用状态方程(1)易错点:直接将抽气/充气过程代入PV/T=C;(2)闭坑策略:变质量变化过程,不可直接用状态方程。可用克拉珀龙方程pV=nRT的处理。高频考点--高频要点重点攻克【考点一】分子动理论1.两种分子模型物质有固态、液态和气态三种情况,不同物态下应将分子看成不同的模型。(1)固体、液体分子一个一个紧密排列,可将分子看成球形或立方体形,如图所示,分子间距等于小球的直径或立方体的棱长,所以d=36Vπ(球体模型)或(2)气体分子不是一个一个紧密排列的,它们之间的距离很大,所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间,如图所示,此时每个分子占有的空间视为棱长为d的立方体,所以d=3V提醒:对于气体,利用d=3V2.微观量与宏观量间的关系微观量:分子体积V0、分子直径d、分子质量m0。宏观量:物体的体积V、摩尔体积Vm、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ。(1)分子的质量:m0=MN(2)分子的体积:V0=Vm(3)物体所含的分子数:N=VVm·NA=mρVm·NA或N=mM·NA3.扩散现象、布朗运动与热运动的比较现象扩散现象布朗运动热运动活动主体分子固体微小颗粒分子区别是分子的运动,发生在任何两种物质之间是比分子大得多的颗粒的运动,只能在液体、气体中发生是分子的运动,不能通过光学显微镜直接观察到共同点(1)都是无规则运动;(2)都随温度的升高而更加激烈联系扩散现象、布朗运动都反映了分子做无规则的热运动4.气体分子的速率分布气体分子的速率呈“中间多、两头少”分布。4.分子力和分子势能分子力变化分子势能变化①分子斥力、引力同时存在;②当r>r0时,r增大,斥力引力都减小,斥力减小更快,分子力变现为引力;③当r<r0当,r减小,斥力引力都增加,斥力增加更快,分子力变现为斥力;④当r=r0时,斥力等于引力,分子力为零。①当r=r0时,分子势能最小;②当r>r0时,r逐渐减小,分子势能逐渐减小;③当r<r0当,r逐渐减小,分子势能逐渐增加。【考点二】固体和液体1.晶体与非晶体的对比分类比较晶体非晶体单晶体多晶体外形规则不规则不规则熔点确定确定不确定物理性质各向异性各向同性各向同性原子排列规则多晶体的每个晶体间排列不规则不规则典型物质石英、云母、食盐、硫酸铜玻璃、蜂蜡、松香2.液体表面张力的理解形成原因表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大,分子间的相互作用力表现为引力表面特性表面层分子间的引力使液面产生了表面张力,使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜表面张力的方向和液面相切,垂直于液面上的各条分界线表面张力的效果表面张力使液体表面具有收缩趋势,使液体表面积趋于最小,而在体积相同的条件下,球形的表面积最小典型现象球形液滴、肥皂泡、涟波、毛细现象、浸润和不浸润【考点三】气体实验定律与理想气体状态方程1.理想气体状态方程与气体实验定律的关系p2.两个重要的推论(1)查理定律的推论:Δp=p1T(2)盖-吕萨克定律的推论:ΔV=V1T【考点四】理想气体的常见图像1.一定质量的气体不同图像的比较类别特点(其中C为常量)举例pVpV=CT,即pV之积越大的等温线温度越高,线离原点越远peq\f(1,V)p=CTeq\f(1,V),斜率k=CT,即斜率越大,温度越高pTp=eq\f(C,V)T,斜率k=eq\f(C,V),即斜率越大,体积越小VTV=eq\f(C,p)T,斜率k=eq\f(C,p),即斜率越大,压强越小[注意]上表中各个常量“C”意义有所不同。可以根据pV=nRT确定各个常量“C”的意义。2.气体状态变化图像的分析方法(1)明确点、线的物理意义:求解气体状态变化的图像问题,应当明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态,它对应着三个状态参量;图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程。(2)明确图像斜率的物理意义:在VT图像(pT图像)中,比较两个状态的压强(或体积)大小,可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小,其规律是:斜率越大,压强(或体积)越小;斜率越小,压强(或体积)越大。(3)明确图像面积物理意义:在pV图像中,pV图线与V轴所围面积表示气体对外界或外界对气体所做的功。【考点五】热力学定律1.对热力学第一定律的理解(1)做功和热传递在改变系统内能上是等效的。(2)做功过程是系统与外界之间的其他形式能量与内能的相互转化。(3)热传递过程是系统与外界之间内能的转移。2.热力学第一定律的三种特殊情况(1)若过程是绝热的,则Q=0,W=ΔU,外界对物体做的功等于物体内能的增加。(2)若过程中不做功,则W=0,Q=ΔU,物体吸收的热量等于物体内能的增加。(3)若过程的始、末状态物体的内能不变,则W+Q=0,即物体吸收的热量全部用来对外做功,或外界对物体做的功等于物体放出的热量。3.公式ΔU=W+Q中符号法则的理解物理量WQΔU+外界对物体做功物体吸收热量内能增加-物体对外界做功物体放出热量内能减少3.热力学第二定律的含义(1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性,不需要借助外界提供能量的帮助。(2)“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成,对周围环境不产生热力学方面的影响,如吸热、放热、做功等。在产生其他影响的条件下内能可以全部转化为机械能,如气体的等温膨胀过程。真题精研--复盘经典把握规律题组一情景设定:缓冲气袋减小运输中冲击知识溯源:热力学第一定律的应用、分子动能(2025·重庆·高考真题)易碎物品运输中常采用缓冲气袋减小运输中冲击。若某次撞击过程中,气袋被压缩(无破损),不计袋内气体与外界的热交换,则该过程中袋内气体(视为理想气体)()A.分子热运动的平均动能增加 B.内能减小C.压强减小 D.对外界做正功题组二情景设定:泵水器压水知识溯源:玻意耳定律的理解及初步应用(2025·江西·高考真题)如图所示,一泵水器通过细水管与桶装水相连。按压一次泵水器可将压强等于大气压强、体积为的空气压入水桶中。在设计泵水器时应计算出的临界值,当时,在液面最低的情况下仅按压一次泵水器恰能出水。设桶身的高度和横截面积分别为H、S,颈部高度为l,按压前桶中气体压强为。不考虑温度变化和漏气,忽略桶壁厚度及桶颈部、细水管和出水管的体积。已知水的密度为,重力加速度为g。该临界值等于()A. B.C. D.题组三情景设定:气体分子速率分布图像知识溯源:气体分子速率分布图像的理解及应用(2025·江苏·高考真题)一定质量的理想气体,体积保持不变。在甲、乙两个状态下,该气体分子速率分布图像如图所示。与状态甲相比,该气体在状态乙时(
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A.分子的数密度较大B.分子间平均距离较小C.分子的平均动能较大D.单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较少题组四情景设定:调温装置知识溯源:气体实验定律和热力学第一定律的应用(2025·山东·高考真题)如图所示,上端开口,下端封闭的足够长玻璃管竖直固定于调温装置内。玻璃管导热性能良好,管内横截面积为S,用轻质活塞封闭一定质量的理想气体。大气压强为,活塞与玻璃管之间的滑动摩擦力大小恒为,等于最大静摩擦力。用调温装置对封闭气体缓慢加热,时,气柱高度为,活塞开始缓慢上升;继续缓慢加热至时停止加热,活塞不再上升;再缓慢降低气体温度,活塞位置保持不变,直到降温至时,活塞才开始缓慢下降;温度缓慢降至时,保持温度不变,活塞不再下降。求:(1)时,气柱高度;(2)从状态到状态的过程中,封闭气体吸收的净热量Q(扣除放热后净吸收的热量)。终极预测--压轴实战稳拿高分【名校预测·第一题】(2026·山东聊城·二模)2025年中国农业科学院团队研究发现,当两个农药分子在溶液中靠近时,两分子间作用力F和分子势能随分子间距离r的变化曲线如图所示。下列说法正确的是()A.当时,农药分子间作用力表现为斥力B.当时,农药分子间作用力为零,分子势能最大C.当,在农药分子相互远离过程中,分子间作用力一直减小D.当,在农药分子相互靠近过程中,分子势能一直增大【名校预测·第二题】(2026·江苏镇江·二模)如图所示,热水倒入茶托上的玻璃盖碗后盖上杯盖,在水面和杯盖间就封闭了一部分空气(可视为理想气体)。下列说法正确的是()A.玻璃盖碗是晶体B.水温越高,每个水分子运动的速率越大C.温度降低,玻璃盖碗内壁单位面积所受气体分子的平均作用力变小D.水滴落在干净的茶托上会自然摊开,这说明水不能浸润茶托【名校预测·第三题】(2026·辽宁沈阳·二模)如图,一束单色光入射到方解石晶体的一个平面上发生双折射现象,在晶体中分成振动方向相互垂直的寻常光(o光)和非常光(e光),两束光射出晶体(上下表面平行),通过偏振片后射到光屏上,则()A.该现象体现了方解石晶体的各向同性B.旋转偏振片,光屏上两光斑的明暗变化同步C.若已知偏振片的透振方向,可确定两束光的偏振方向D.若增大入射角,o光有可能在晶体下表面发生全反射【名校预测·第四题】(2026·安徽淮南·二模)有一种新型酒瓶开启器。其使用方法是手握开瓶器,将气针插入软木塞,通过气针对酒瓶进行打气,随着瓶内气体压强不断增大,软木塞将会被顶起。其原理简化如图,圆柱形容器横截面积为S,软木塞质量为m,软木塞与瓶子间的最大静摩擦力大小为软木塞重力的15倍,不考虑开瓶器和气针对软木塞的作用力。打气前,圆柱形瓶内气体压强为,气体体积为,打气时气针每次将压强为,体积为的空气打入瓶内。已知当地大气压强为,重力加速度为g。假设打气过程温度不变,不考虑瓶子容积的变化,下列说法正确的是()A.要维持气体温度不变,打气过程气体需要从周围环境吸收热量B.在软木塞被顶起前,每打气一次,软木塞受到的静摩擦力一定增大一次C.软木塞被顶起时,瓶内气体压强为D.至少要打气次才能使软木塞被顶起【名校预测·第五题】(2026·广东佛山·二模)我国“奋斗者”号潜水器开展深海科考,在海深h1处采集样品,并将样品密封在导热良好的金属采样管中,密封后管内留有一段空气柱,其压强、温度均与采样处相等。在采样管缓慢上升过程中,管内空气体积不变,且可视为理想气体。已知海面大气压强为p0,海底水温为T1,海面水温为T2,海水温度随深度增大而降低。下列说法正确的是()A.采样管在海底时,管内空气的压强等于p0B.采样管到达海面时,管内空气的压强为C.在采样管上升过程中,管内空气内能保持不变D.在采样管上升过程中,管内空气从外界吸收的热量等于其内能增加量【名校预测·第六题】(2026·重庆九龙坡·二模)在研究热机效率与微观机制时,科学家常借助理想气体模型分析热力学过程。如图为一定质量的理想气体经历循环过程中气体压强p与热力学温度T的关系图像。已知AB、BC分别与横轴和纵轴平行,CA延长线过坐标原点。下列说法正确的是()A.过程,气体的体积将增大B.过程,单位时间撞击器壁单位面积的分子数增多C.过程,每个气体分子的动能均保持不变D.过程,气体放出的热量小于气体内能的减少量【名校预测·第七题】(2026·河南南阳·二模)如图所示,一竖直放置、粗细均匀且足够长的U形玻璃管,左端开口,右端通过橡胶管(橡胶管体积不计)与放在水中的导热金属球形容器连通,球形容器的容积为,用U形玻璃管中的水银柱封闭一定质量的理想气体,当环境温度为时,U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出,水银柱上方空气柱长。已知大气压强,U形玻璃管的横截面积为。(,U形玻璃管右侧空气柱和金属球形容器内气体温度恒相同)(1)若对水缓慢加热,温度为多少时,两边水银柱高度会在同一水平面上?(2)保持加热后的温度不变,往左管中缓慢注入水银,问注入水银的高度是多少时右管水银面回到原来的位置?【名校预测·第八题】(2026·河北保定·一模)某重型半挂货车的气刹系统配备双储气筒,总容积V=160L,车辆启动前,储气筒内气体压强等于标准大气压温度与外界一致,均为T=300K。车辆启动后,发动机带动空气压缩机为储气筒充气,1s内可往气筒内充入压强和温度均与外界气体相同、体积的气体。忽略管路容积,充气过程筒内气体温度不变,气筒密封良好,气体可看成理想气体。气刹系统正常工作时,气筒内气压为7p0。(1)充气过程,判断筒内气体向外界放出热量还是从外界吸收热量。(2)求从车辆启动到气刹正常工作充入的气体的体积。(3)实际充气过程中,若发动机怠速导致压缩机1s内充气体积只有原来的,且空气干燥器会使实际充入气体的压强变为0.9p0,求车辆怠速状态下从启动到气刹系统正常工作所需的时间。【名校预测·第九题】(2026·广东中山·三模)某密封茶叶筒结构简图如下图,茶叶筒由圆柱形的筒盖和筒身组成,筒身上端外侧固定有厚度可不计的密封橡胶圈。储存茶叶时,先将茶叶投入筒身内,把筒盖口对准筒身口后用力下压,直到筒盖完全套在筒身上。忽略筒盖壁和筒身壁的厚度,筒盖和筒身直径近似相等,满足d1≈d2=6cm,筒盖高度h1=2cm,筒身高度h2=10cm。当筒内气体压强p和筒外气体压强p0满足时,密封橡胶圈不漏气。忽略过程中温度和大气压强的变化,筒盖的重力不计,取大气压强。(1)某次使用时,先投入体积为的茶叶,后将筒盖缓慢压到底,静置足够长时间后,求此时筒内封闭气体压强;(2)在第一问基础上,将筒盖缓慢拔开,当筒盖和筒身刚好未分离时,人手松开,在橡胶圈对筒盖的摩擦力作用下,筒盖可以保持静止,求此时橡胶圈对筒盖向上作用力F的大小。【名校预测·第十题】(2026·广东揭阳·二模)如图所示,深海潜水器舱内搭载的应急氧气瓶是导热良好的刚性密闭罐体,容积V0=6.0L,氧气瓶内的氧气可视为理想气体。舱内初始温度为t1=27℃,氧气瓶内气体压强p1=200bar。已知1bar=1.0×105Pa,0℃取273K。(1)若舱内气温缓慢降至t2=3℃,求氧气瓶内气体的压强p2;(2)若上述降温过程瓶中气体向外放热2000J,求此过程瓶中气体内能的变化量△U;(3)若将初始温度下应急氧气瓶中的氧气通过吸氧系统供乘员呼吸。乘员每分钟呼吸12次,每次吸入压强为1bar、体积为V=1.0L的氧气。忽略供氧过程的温度变化,当瓶内氧气压强缓慢下降至50bar时,求该吸氧过程经历的时间t。【名校预测·第十一题】(2026·新疆·三模)高度为L的直立气缸有两个通气阀门,气缸四壁轻薄且视为刚性,如图甲所示,底部与活塞之间用轻质弹簧连接,活塞静止时恰好位于气缸正中间(见图甲),活塞与气缸之间密闭性良好且无摩擦。已知弹簧原长为L,弹簧体积不计。关闭通气阀门后,将气缸缓慢逆时针放倒,活塞再次静止时,与气缸左壁的距离为,如图乙所示。已知气缸内的温度保持不变,大气压强为,活塞面积为S,活塞厚度不计,重力加速度为g。(1)求图乙中左、右侧气体的压强之比;(2)求活塞的质量;(3)若从图甲到图乙,左侧气体对活塞做功为,那么左侧气体吸热(或放热)是多少?【名校预测·第十二题】(2026·四川广安·二模)如图所示为一玩具小车上测量加速度的装置示意图,横截面积为、足够长、导热性能良好的薄壁容器固定在水平小车上,容器内有一质量的活塞,小车静止时恰好封闭一段长度的理想气体。某次测试中小车向右匀加速运动,稳定后活塞封闭的气体压强为、长度,已知初始环境温度为,大气压强,不计一切摩擦阻力。(1)求封闭气体压强和小车匀加速运动的加速度大小;(2)保持活塞封闭气体的压强不变,环境温度由缓慢降低至的过程中,测得封闭气体向外界放出的热量为,求此过程封闭气体内能变化量。倒计时09天循光路而笃行,追理想以远航;凭深耕而破局,握锋芒以夺魁。光学的综合应用考情透视--把脉命题直击重点►命题解码:光学在高考物理中属于“投入产出比”最高的模块之一。命题集中在几何光学与波动光学两大部分,以基本物理模型的辨析与应用为考查重点,结合真实情境要求较强的几何作图能力和公式运用能力。考查的热点包括:折射和全反射的基础规律辨析、光的干涉和衍射现象的量级判断、薄膜干涉的成因和条纹间距分析、测量玻璃折射率的实验操作。计算题往往结合圆形半圆形介质、棱镜等模型进行光路分析,要求考生准确作图和几何运算。►高考前沿:2026年光学命题将延续“情境创新、模型厚重”的导向。热点关注光纤通信对全反射的拓展考查、AR/VR显示设备的折射/反射设计、光刻技术的干涉与衍射原理、及精密测量领域(如牛顿环测曲率)的干涉条纹分析等。几何光学强调光路计算,选择题常考各种色光的折射顺序、全反射临界角比较;波动光学侧重干涉条纹的动态分析(如空气劈尖间距变化、牛顿环条纹移动)、衍射图样判别。复习时应加强画图能力,掌握光路的几何关系和三角函数转换。核心模型--模型架构,精准剖析【模型一】平行玻璃砖1.核心特点(1)两次折射,出射光线与入射光线平行,仅发生侧向偏移,传播方向不变;(2)上下表面入射角永远小于临界角,一定不会发生全反射;(3)白光入射产生色散,紫光折射率大,侧移量大于红光;(4)玻璃砖越厚、入射角越大、折射率越大,光线侧移量越大。2.常用解题规律(1)利用上下表面平行,内错角相等快速确定折射角;(2)基础公式:折射定律n=(3)侧移量、光路长度结合直角三角形三角函数几何求解。【模型二】圆形(球形/半圆形)玻璃砖1.核心特点(1)球面的法线为过圆心的半径,是作图与解题核心;(2)光线在圆弧面容易出现大入射角,常考全反射临界问题;(3)沿半径方向入射的光线,垂直界面射出,光路不偏折;(4)多为单次折射+单次反射/全反射组合光路。2.常用解题规律(1)先作半径确定法线,标注入射角、折射角;(2)全反射临界角:sinC(3)结合圆的几何性质:等腰三角形、圆心角、三角形内角关系列式计算。【模型三】光导纤维(以芯层介质n,外层为空气为例)1.核心特点(1)结构:内层光芯折射率n>1,外侧包裹空气(n(2)传光原理:光在芯—空气内界面不断发生全反射向前传播;(3)全反射条件:光芯射向空气,入射角θ≥2.关键公式&必考结论(1)全反射临界角:sin(2)端面最大入射角im:设:端面折射角为r,芯内全反射最小入射角为临界角C,几何关系:r+C=90∘
sinr=sin(90∘−(3)光在纤维中传播时间::光在介质中光速:v=cn,设光纤总长为L,光线在芯中与轴线夹角固定,沿轴线匀速前进;光线在介质中实际传播路程:s3.解题方法(1)先找临界角,利用互余关系联系端面折射角;(2)结合折射定律+三角函数求最大入射角;(3)求时间:先算介质中光速,再用几何求光的实际路程,最后t=【模型四】薄膜干涉1.核心特点(1)属于等厚干涉:薄膜厚度相同位置,干涉条纹明暗一致;(2)成因:薄膜前后两表面的反射光叠加干涉;(3)半波损失:光疏→光密介质表面反射,额外增加λ2(4)常见模型:肥皂膜、空气劈尖、增透膜、牛顿环。2.常用解题规律(1)光程差(薄膜折射率n,厚度d)①存在半波损失:Δ=2②无半波损失:Δ=2(2)明暗纹条件①明纹:Δ=②暗纹:Δ=(2(3)条纹规律:波长越长、薄膜倾角越小,条纹间距越大。易错避坑--易错陷阱精准避坑【易错一】全反射条件遗漏:(1)易错点:只看入射角≥临界角,忘记必须从光密介质进入光疏介质;(2)闭坑策略:全反射的两个条件缺一不可:①光密→光疏;②入射角≥临界角。【易错二】折射定律公式写反(1)易错点:n=sinr/sini
混淆(2)闭坑策略:n=sinr/sini,永远是大角在分子、小角在分母,n>1,不会出差错。【易错三】薄膜干涉中薄膜厚度与条纹的定性关系(1)易错点:不知空气膜变厚时条纹如何移动;(2)闭坑策略:劈尖干涉中,劈角变大→条纹间距变小,条纹向劈尖尖端方向移动。牛顿环压紧→环向外扩张,条纹间距变大。高频考点--高频要点重点攻克【考点一】折射定律和折射率一、折射定律1.内容:折射光线与入射光线、法线处在同一平面内,折射光线与入射光线分别位于法线的两侧;入射角的正弦与折射角的正弦成正比。2.表达式:eq\f(sinθ1,sinθ2)=n。注意:①在光的折射现象中,光路是可逆的。②当光从真空(或空气)射入某种介质时,入射角大于折射角;当光由介质射入真空(或空气)时,入射角小于折射角。二、折射率1.折射率(1)折射率是反映介质的光学性质的物理量。(2)定义式:n=eq\f(sinθ1,sinθ2)。(3)计算式:n=eq\f(c,v),因为v<c,所以任何介质的折射率都大于1。2.折射率的理解(1)折射率由介质本身性质决定,与入射角的大小无关。(2)折射率与介质的密度没有关系,光密介质不是指密度大的介质。(3)同一种介质中,频率越大的色光折射率越大,传播速度越小【考点二】全反射一、全反射及条件1.定义:光从光密介质射入光疏介质,当入射角增大到某一角度时,折射光线将全部消失,只剩下反射光线的现象。2.条件:(1)光从光密介质射入光疏介质。(2)入射角大于或等于临界角。二、全反射临界角1.定义:折射角等于90°时的入射角。2.公式:sinC=eq\f(1,n)。若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时,发生全反射的临界角为C,由n=eq\f(sinθ1,sinθ2)得sinC=eq\f(1,n)。3.大小:介质的折射率n越大,发生全反射的临界角C越小。三、光的折射和全反射问题的解题要点两个技巧四点注意(1)解答全反射类问题时,要抓住发生全反射的两个条件:①光必须从光密介质射入光疏介质;②入射角大于或等于临界角。(2)利用好光路图中的临界光线,准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键,且在作光路图时尽量与实际相符。(1)明确哪种是光密介质、哪种是光疏介质。同一种介质,相对于其他不同的介质,可能是光密介质,也可能是光疏介质。(2)如果光线从光疏介质进入光密介质,则无论入射角多大,都不会发生全反射现象。(3)光的反射、折射和全反射现象,光路均是可逆的。(4)当光射到两种介质的界面上时,往往同时发生光的折射和反射现象,但在全反射现象中,只发生反射,不发生折射。【考点三】光的干涉、衍射和偏振1.产生干涉的条件两列光的频率相同,振动方向相同,且具有恒定的相位差,才能产生稳定的干涉图样。2.杨氏双缝干涉(1)暗条纹的条件:①单色光:形成明暗相间的条纹,中央为亮条纹。光的路程差r2-r1=kλ(k=0,1,2,…),光屏上出现亮条纹。光的路程差r2-r1=(2k+1)eq\f(λ,2)(k=0,1,2,…),光屏上出现暗条纹。②白光:光屏上出现彩色条纹,且中央亮条纹是白色(填写颜色)。③条纹间距公式:Δx=eq\f(l,d)λ。3.发生明显衍射的条件:只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多,甚至比光的波长还小的时候,衍射现象才会明显。4.衍射条纹的特点(1)单缝衍射和圆孔衍射图样的比较单缝衍射圆孔衍射单色光中央为亮且宽的条纹,两侧为明暗相间的条纹,且越靠近两侧,亮条纹的亮度越弱,宽度越小①中央是大且亮的圆形亮斑,周围分布着明暗相间的同心圆环,且越靠外,圆形亮条纹的亮度越弱,宽度越小②亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增加而减小白光中央为亮且宽的白色条纹,两侧为亮度逐渐变暗、宽度逐渐变窄的彩色条纹,其中最靠近中央的色光是紫光、离中央最远的是红光中央是大且亮的白色亮斑,周围是不等间距的彩色的同心圆环(2)泊松亮斑(圆盘衍射)当光照射到不透明的半径很小的圆盘上时,在圆盘的阴影中心出现亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。5.偏振光:在垂直于传播方向的平面上,只沿某个特定方向振动的光。光的偏振证明光是横波。自然光通过偏振片后,就得到了偏振光。真题精研--复盘经典把握规律题组一情景设定:透过偏振片观察白炽灯知识溯源:偏振现象及其解释(2025·贵州·高考真题)天花板上有一发光的白炽灯,桌上有一盆水。某同学第一次透过偏振片观察白炽灯,如图(a)所示;第二次透过偏振片观察白炽灯在水中的倒影,如图(b)所示。在两次观察中,以所观察光的传播方向为轴旋转偏振片时,透过偏振片观察到()A.白炽灯和倒影的亮度均变化B.白炽灯和倒影的亮度均不变C.白炽灯亮度不变,倒影亮度变化D.白炽灯亮度变化,倒影亮度不变题组二情景设定:观察光的干涉和偏振现象知识溯源:Δx=Lλ/d公式简单计算、偏振现象及其解释(2025·山东·高考真题)用如图所示的装置观察光的干涉和偏振现象。狭缝关于轴对称,光屏垂直于轴放置。将偏振片垂直于轴置于双缝左侧,单色平行光沿轴方向入射,在屏上观察到干涉条纹,再将偏振片置于双缝右侧,透振方向平行。保持不动,将绕轴转动的过程中,关于光屏上的干涉条纹,下列说法正确的是(
)A.条纹间距不变,亮度减小 B.条纹间距增大,亮度不变C.条纹间距减小,亮度减小 D.条纹间距不变,亮度增大题组三情景设定:测量透明溶液折射率知识溯源:折射和全反射的综合问题(2025·浙江·高考真题)测量透明溶液折射率的装置如图1所示。在转盘上共轴放置一圆柱形容器,容器被透明隔板平分为两部分,一半充满待测溶液,另一半是空气。一束激光从左侧沿直径方向入射,右侧放置足够大的观测屏。在某次实验中,容器从图2(俯视图)所示位置开始逆时针匀速旋转,此时观测屏上无亮点;随着继续转动,亮点突然出现,并开始计时,经后亮点消失。已知转盘转动角速度为,空气折射率为1,隔板折射率为n,则待测溶液折射率为(
)(光从折射率的介质射入折射率的介质,入射角与折射角分别为与,有)A. B.C. D.题组四情景设定:半圆柱体透明介质知识溯源:光的折射定律、发生全反射的条件、临界角(2025·湖南·高考真题)如图,ABC为半圆柱体透明介质的横截面,AC为直径,B为ABC的中点。真空中一束单色光从AC边射入介质,入射点为A点,折射光直接由B点出射。不考虑光的多次反射,下列说法正确的是()A.入射角θ小于45°B.该介质折射率大于C.增大入射角,该单色光在BC上可能发生全反射D.减小入射角,该单色光在AB上可能发生全反射终极预测--压轴实战稳拿高分【名校预测·第一题】(2026·河南三门峡·二模)如图所示,手机防窥屏的原理可以解释为“超微细百叶窗技术”,某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成,其中屏障垂直于屏幕平行排列,可实现对每一个像素单元的可视角度的控制(可视角度即某像素单元发出的光在图示平面内折射到空气后,最大折射角的二倍)。发光像素单元紧贴手机屏幕,可视为点光源,位于相邻两屏障的正中间。若屏障的高度为,相邻屏障的间隙为,透明介质折射率为,则防窥屏的可视角度为()A. B. C. D.【名校预测·第二题】(2026·安徽阜阳·模拟预测)如图所示,实线为宽度为、长度足够大的长方体玻璃砖块的横截面图,其折射率为,玻璃砖右侧有一足够大的光屏。一束光线垂直左侧面从点射入砖块后从右侧面射出,在光屏上出现一亮点;现保持入射光线不变,将砖块绕点顺时针转过(图中虚线位置),光屏上亮点位置变为,,则、两点在屏上的距离为()A. B. C. D.【名校预测·第三题】(2026·安徽淮南·二模)夏天的雨后经常可以看到美丽的彩虹。从物理学角度看,彩虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的,如图是彩虹成因的简化示意图,a、b是两种不同频率的单色光出现的霓虹现象。入射光从P点以45°入射角射入球形雨滴,入射光线与出射单色光a之间的夹角为30°。已知球形雨滴的半径为R,真空中的光速为c,则下列说法中正确的是()A.雨滴对a单色光的折射率为 B.a单色光在雨滴内的速度为C.a单色光在雨滴内经历的时间为 D.a单色光的折射率比b单色光的折射率小【名校预测·第四题】(2026·青海西宁·二模)如图所示,通过标准平板玻璃1检测平板玻璃2表面的平整情况,将玻璃板2放在水平面上,将玻璃板1放在玻璃板2上,一端对齐,另一端夹一张纸片,用单色光从上面竖直向下照射,可以观察到明暗相间的条纹。图中a、b为平板玻璃1的上、下表面,c、d为平板玻璃2的上、下表面。下列说法正确的是()A.该方法利用了光的衍射现象B.明暗相间的条纹由a、d面上的反射光线形成C.若将纸片适当向左移动,相邻条纹中心间距将减小D.若c面某个位置出现凸起,则条纹在该位置向左侧弯曲【名校预测·第五题】(2026·山东济宁·二模)如图所示,平面镜与光屏垂直放置,某单色光源发出的光一部分直接照射在光屏上,一部分经平面镜反射后照射在光屏上,两部分光在光屏上叠加形成干涉条纹。、、、为矩形的四个顶点,且边平行于平面镜。若光源分别在、、、四点时,屏上形成的干涉条纹的相邻条纹间距分别为、、、,则相邻条纹间距最小的是()A. B. C. D.【名校预测·第六题】(2026·山东济南·模拟预测)透明玻璃透镜倒立在表面平整的标准板上,平行单色光从上方垂直透镜的上表面射向玻璃体,沿光的入射方向看到如图所示的干涉条纹,条纹为明暗相间的同心圆,靠近圆心处稀疏,远离圆心处密集。下面四幅图为过透镜中心的剖面图,则该透镜的形状可能是()A. B.C. D.【名校预测·第七题】(2026·山东聊城·二模)导光管采光系统是一套采集自然光并经管道传输到室内的采光装置,图示为过装置中心轴线的截面图。上半部分是某种均匀透明材料制成的半球形采光球,采光球球心为O,半径为R,底面水平,M、N为半球截面直径上的两点,下半部分是长为l的竖直空心导光管,导光管内侧涂有反光涂层,上端MN与半球底面相连,下端PQ水平与室内相连。有一平行于MN的细光束从A点射入采光球,折射后照射到N点。已知A点与MN相距,真空中的光速为c。(1)求该透明材料的折射率;(2)若上述细光束由B点竖直向下射入采光球,OB与竖直方向夹角α=60°,求光由B点到达导光管下端水平面PQ的时间。【名校预测·第八题】(2026·河北沧州·二模)盐灯作为一款时尚灯饰,由具有较好透光性的水晶盐制成,能够发出温暖柔和的光芒。如图所示,某长方体盐灯底部是不透光木质底座,上、下表面是边长为的正方形,高为,黄色点光源位于长方体的几何中心。已知该水晶盐介质均匀,黄光在盐灯中的折射率,在空气中折射率近似等于1,光在真空中的传播速度为,不考虑光经过分界面的反射问题,也不考虑光刚好射到棱上的情况。(1)求黄光在盐灯中的传播速度以及传播的最短时间(计算结果保留2位有效数字)。(2)请判断盐灯外表面被照亮区域的最大面积位于其上表面还是某一侧面,并求出最大面积(计算结果保留π)。【名校预测·第九题】(2026·广东深圳·二模)LED灯能耗是白炽灯的十分之一,某型号LED灯外观呈圆台状,如下图所示。发光芯片为一个边长为的正方形面板,置于圆台内底部,恰好与底部圆内接,芯片厚度忽略不计。为过轴线的截面,,在圆台内填充满透明封装材料。芯片中心处发出的一束平行于边的光线,从圆台上表面射出,折射角。(1)求封装材料的折射率;(2)芯片上点直接射向圆台上表面的光恰好均可射出,求圆台高度。倒计时08天蓄力能级跃迁,铸就少年锋芒;探索微观寰宇,奔赴理想远方。近代物理考情透视--把脉命题直击重点►命题解码:近代物理专题在高考中通常以选择题形式出现。波粒二象性是近年高考的绝对核心与高频考点,五年各省考查中均包含光电效应规律的理解(截止频率、逸出功、光电效应方程)。原子物理部分聚焦玻尔氢原子理论,能级跃迁条件和谱线计算是必考点,核物理侧重三类衰变规律、核反应方程书写和核能计算。命题特点是将量子化、概率等现代物理观念与具体物理现象结合,常与前沿科技(光伏电池、激光、核能反应堆)相联系。►高考前沿:2026年近代物理命题将呈现三大趋势:一是与量子科技前沿深度融合,以量子通信(“墨子号”卫星)、量子计算(量子比特)为情境,考查量子化现象、波粒二象性等近代物理核心知识;二是跨模块综合进一步拓展,原子核衰变与动量守恒、电磁学结合,光电效应与光的折射全反射结合,综合型题目出现频率上升;三是对物理学史与科学态度的考查加强,α粒子散射实验、密立根油滴实验、弗兰克-赫兹实验的意义和结论将更多以探究性设问出现。考前需要重点复习光电效应图像分析、一群氢原子跃迁的谱线条数计算以及核反应方程配平。核心模型--模型架构,精准剖析【模型一】光电管模型1.光电效应的研究思路(1)两条线索:(2)两条对应关系:入射光强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大;光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大。2.三个定量关系式(1)爱因斯坦光电效应方程:Ek=hν-W0.(2)最大初动能与遏止电压的关系:Ek=eUc.(3)逸出功与截止频率的关系:W0=hνc.3.光电管上加正向与反向电压情况分析(1)光电管加正向电压时的情况①P右移时,参与导电的光电子数增加;②P移到某一位置时,所有逸出的光电子恰好都参与了导电,光电流恰好达到最大值;③P再右移时,光电流不再增大。(2)光电管加反向电压时的情况①P右移时,参与导电的光电子数减少;②P移到某一位置时,所有逸出的光电子恰好都不参与导电,光电流恰好为0,此时光电管两端加的电压为遏止电压;③P再右移时,光电流始终为0。【模型二】玻尔原子模型三个基本假设:1.能级假设:氢原子能级En=eq\f(E1,n2)(n=1,2,3,…),n为量子数.2.跃迁假设:hν=Em-En(m>n).3.轨道量子化假设:氢原子的电子轨道半径rn=n2r1(n=1,2,3,…),n为量子数.【模型三】α衰变、β衰变1.α衰变、β衰变的比较衰变类型α衰变β衰变衰变方程
Z
Z衰变实质2个质子和2个中子结合成一个整体射出1个中子转化为1个质子和1个电子211H+
0衰变规律电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒2.衰变次数的计算方法若
ZAX→Z'A'Y+n24He+m-10e,则A=A'+易错避坑--易错陷阱精准避坑【易错一】Uc与Ekm关系误代(1)易错点:遏止电压Uc概念不清;(2)闭坑策略:eUc=Ekmax=hν−W0。Uc与ν的直线斜率是h/e。【易错二】氢原子跃迁光子吸收/辐射条件(1)易错点:误认为光子频率不恰好等于能级差也可跃迁;(2)闭坑策略:氢原子吸收光子必须恰好等于两能级差;但吸收电子能量时可大于该差值(剩余能量转化为电子动能)。【易错三】一群原子和一个原子的跃迁混淆(1)易错点:谱线条数算错;(2)闭坑策略:一群时,用N=n(n−1)/2算出跃迁可能产生的谱线数;一个时,用n-1算出最多谱线条数。【易错四】半衰期是统计规律(1)易错点:错用于单个原子核;(2)闭坑策略:半衰期对大量原子核才有统计意义,对个别原子核无任何意义。【易错五】核能计算单位混淆(1)易错点:原子质量单位u与kg的换算关系不熟;(2)闭坑策略:1u=1.6605×10−27kg,对应的E=mc2=931.5MeV(1u结合能)。高频考点--高频要点重点攻克【考点一】与光电效应有关的图像图像名称图线形状读取信息最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线①截止频率(极限频率):横轴截距②逸出功:纵轴截距的绝对值W0=|-E|=E③普朗克常量:图线的斜率k=h遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线①截止频率νc:横轴截距②遏止电压Uc:随入射光频率的增大而增大③普朗克常量h:等于图线的斜率与电子电荷量的乘积,即h=ke颜色相同、强度不同的光,光电流与电压的关系①遏止电压Uc:横轴截距②饱和光电流Im:电流的最大值③最大初动能:Ekm=eUc颜色不同时,光电流与电压的关系①遏止电压Uc1、Uc2②饱和光电流③最大初动能Ek1=eUc1,Ek2=eUc2【考点二】两类跃迁问题和电离一、两类跃迁问题和电离1.氢原子能级跃迁①从低能级(n)eq\o(→,\s\up7(跃迁))高能级(m):动能减少,势能增加,原子能量增加,吸收能量,hν=Em-En.②从高能级(m)eq\o(→,\s\up7(跃迁))低能级(n):动能增加,势能减少,原子能量减少,放出能量,hν=Em-En.2.受激跃迁有两种方式:①光照(吸收光子):光子的能量必须恰好等于能级差,hν=Em-En。[注意]对于大于电离能的光子可被吸收,可将原子电离。②碰撞、加热等:只要入射粒子能量大于或等于能级差即可,E外≥Em-En。3.电离:指原子从基态(n=1)或某一激发态(n≥2)跃迁到n=∞状态的现象。(1)电离态:n=∞,E=0。(2)电离能:指原子从基态或某一激发态跃迁到电离态所需要吸收的最小能量。对于氢原子:①基态→电离态:E吸=0-(-13.6eV)=13.6eV,即为基态的电离能。②n=2→电离态:E吸=0-E2=3.4eV,即为n=2激发态的电离能。[注意]如果原子吸收能量足够大,克服电离能后,电离出的自由电子还具有一部分动能。二、跃迁产生的谱线条数1.一群原子的核外电子向基态跃迁时发射光子的种类:。2.一个原子的核外电子向基态跃迁时发射最多光子的种类:。【考点三】原子核物理1.半衰期的理解(1)半衰期是大量原子核衰变时的统计规律,对个别或少量原子核,无半衰期可言。(2)根据半衰期的概念,可总结出公式N余=N原12
tτ,m余=m原12
tτ。式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量,N余、m2.核反应的四种类型类型可控性核反应方程典例衰变α衰变自发
92238Uβ衰变自发
90234Th→91人工转变人工控制
714N
24He+4
1327Al+2(约里奥-居里夫妇发现放射性同位素)
1530P重核裂变比较容易进行人工控制
92235U+01
92235U+01n轻核聚变很难控制
12H3.核反应方程的书写(1)熟记常见粒子的符号是正确书写核反应方程的基础。如质子(11H)、中子(01n)、α粒子(24He)、β粒子(-1(2)掌握核反应方程遵循的规律是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据。由于核反应不可逆,因此书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向。(3)核反应过程中质量数守恒,电荷数守恒。4.核能的计算方法(1)根据ΔE=Δmc2计算,计算时Δm的单位是“kg”,c的单位是“m/s”,ΔE的单位是“J”。(2)根据ΔE=Δm×931.5MeV/u计算。因1原子质量单位(1u)相当于931.5MeV,所以计算时Δm的单位是“u”,ΔE的单位是“MeV”。(3)根据核子比结合能来计算核能原子核的结合能=核子比结合能×核子数。5.对质能方程的理解(1)一定的能量和一定的质量相联系,物体的总能量和它的质量成正比,即E=mc2。方程的含义:物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系,物体的能量增大,质量也增大;物体的能量减少,质量也减少。(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm,其能量也要相应减少,即ΔE=Δmc2。(3)原子核分解成核子时要吸收一定的能量,相应的质量增加Δm,吸收的能量为ΔE=Δmc2。真题精研--复盘经典把握规律题组一情景设定:激光使原子减速知识溯源:光子说、德布罗意波、玻尔理论、质能方程(2025·重庆·高考真题)在科学实验中可利用激光使原子减速,若一个处于基态的原子朝某方向运动,吸收一个沿相反方向运动的能量为E的光子后跃迁到相邻激发态,原子速度减小,动量变为P。普朗克常量为h,光速为c,则()A.光子的波长为B.该原子吸收光子后质量减少了C.该原子吸收光子后德布罗意波长为D.一个波长更长的光子也能使该基态原子跃迁到激发态题组二情景设定:电子与离子的碰撞知识溯源:玻尔理论对氢原子光谱的解释(2025·甘肃·高考真题)利用电子与离子的碰撞可以研究离子的能级结构和辐射特性。离子相对基态的能级图(设基态能量为0)如图所示。用电子碰撞离子使其从基态激发到可能的激发态,若所用电子的能量为,则离子辐射的光谱中,波长最长的谱线对应的跃迁为()A.能级 B.能级C.能级 D.能级题组三情景设定:碳14核电池原型机“烛龙一号”知识溯源:β衰变的特点、本质及其方程的写法(2025·云南·高考真题)2025年3月,我国科学家研制的碳14核电池原型机“烛龙一号”发布,标志着我国在核能技术领域与微型核电池领域取得突破。碳14的衰变方程为,则(
)A.X为电子,是在核内中子转化为质子的过程中产生的B.X为电子,是在核内质子转化为中子的过程中产生的C.X为质子,是由核内中子转化而来的D.X为中子,是由核内质子转化而来的题组四情景设定:正电子发射断层成像知识溯源:β衰变及本质、半衰期的概念(2025·湖北·高考真题)PET(正电子发射断层成像)是核医学科重要的影像学诊断工具,其检查原理是将含放射性同位素(如:)的物质注入人体参与人体代谢,从而达到诊断的目的。的衰变方程为,其中是中微子。已知的半衰期是110分钟。下列说法正确的是(
)A.X为 B.该反应为核聚变反应C.1克经110分钟剩下0.5克 D.该反应产生的在磁场中会发生偏转终极预测--压轴实战稳拿高分【名校预测·第一题】(2026·江西萍乡·二模)图1为光电效应实验电路图,某小组用红、绿两种颜色的激光分别照射光电管的阴极K,图2为两次实验得到的曲线,则()A.图2中a光表示绿光,b光表示红光B.研究图2中的规律时,图1的开关需接在1接线柱上C.a光和b光分别射入同一块玻璃中,a光的传播速度更小D.a、b两束光分别射入同一双缝干涉装置,a光的条纹间距更大【名校预测·第二题】(2026·安徽合肥·二模)江门中微子实验室使用我国自主研发的光电倍增管成功捕捉中微子信号。光电倍增管基于光电效应工作,用不同频率的入射光照射阴极金属材料进行光电效应实验,测得遏止电压与入射光频率的关系如图所示。已知普朗克常量为,真空中光速为,电子的电荷量大小为,下列说法正确的是(
)A.与成正比B.图线斜率表示普朗克常量C.图像中D.用频率为的入射光实验,入射光越强,逸出光电子的最大初动能越大【名校预测·第三题】(2026·重庆沙坪坝·二模)某同学利用如图甲装置来研究光电效应现象。实验中保持入射光频率不变,改变A极和K极间的电压U,测量光电子到达A极时的最大动能随U的变化关系如图乙所示,下列关于该实验的认识,正确的是(
)A.光电子的产生与入射光频率无关B.该材料的遏制电压为C.光电子离开K极时的最大动能随U的增大而增大D.图中倾斜直线的斜率为普朗克常量【名校预测·第四题】(2026·北京房山·一模)激光减速是一种用激光对热运动的原子进行“刹车”,将其冷却到极低温度的技术。如图甲,一质量为m的原子和波长为λ0的激光束发生正碰,原子吸收光子后,从低能级跃迁到激发态,然后随机向各个方向自发辐射出光子(如图乙,对原子动量的影响忽略不计),落回低能级。根据多普勒效应,当原子迎着光束的方向运动时,其接收到的光的频率会升高。当原子接收到的光的频率等于该原子的固有频率时,原子吸收光子的概率最大。已知该原子平均每秒吸收n个光子,忽略原子质量的变化,普朗克常量为h,下列说法不正确的是()A.为使原子减速,所用激光的频率应小于原子的固有频率B.原子每吸收一个光子后,其速度的变化量逐渐变小C.单个光子的动量大小为D.该原子减速的加速度大小为【名校预测·第五题】(2026·北京通州·一模)如图所示,为粒子散射实验装置的示意图。则单位时间内进入计数器的粒子个数随散射角变化的关系图可能符合事实的是()A. B.C. D.【名校预测·第六题】(2026·安徽淮南·二模)北斗卫星导航系统用到了我国自主研发的氢原子钟,氢原子钟是利用氢原子跃迁频率稳定的特性来获取精准时间频率信号的设备。氢原子能级如图所示,下列说法正确的是()A.处于基态的氢原子可以吸收任何能量的光子,从基态跃迁到激发态B.对于大量处于能级的氢原子,向低能级跃迁时最多发出3种不同频率的光C.氢原子由能级跃迁到能级时发出光子的频率等于由能级跃迁至能级时发出光子的频率D.对于大量处于能级的氢原子,向低能级跃迁时发出的光子中能量最大的为1.51eV【名校预测·第七题】(2026·辽宁鞍山·模拟预测)钚元素是高度放射性物质,可用于制作同位素电池,广泛应用于宇宙飞船、人造卫星的能源供给。已知的半衰期约为88年,发生衰变的方程为,下列说法正确的是(
)A.环境温度升高,的半衰期可能会变为100年B.20个原子核经过88年后还剩10个C.X是α粒子D.X具有较强的穿透能力,可以穿透几厘米厚的铅板【名校预测·第八题】(2026·河北沧州·二模)钚-239是一种放射性物质,其衰变方程为。已知、、三种原子的核质量依次为、、,光速为c。下列说法正确的是()A.方程式中, B.该衰变为α衰变C.由原子核中的四个质子转化而来 D.该核反应放出的能量为【名校预测·第九题】(2026·湖南长沙·二模)2026年,“中国聚变工程实验堆(CFETR)”取得重大突破,首次实现稳态运行。在某核反应中,反应方程为,已知的比结合能为,的比结合能为,的比结合能为,光在真空中的传播速度为,下列说法正确的是()A.核反应方程中X为B.核反应中的质量亏损可表示为C.核聚变需要极高的温度,是为了克服原子核间的万有引力D.半衰期为12.46年,现有10个氚原子核,经过12.46年后剩下5个氚原子核倒计时07天拆解多程运动,明晰步步逻辑;深耕力学综合,决胜高考群雄。力学综合—多过程与多物体问题考情透视--把脉命题直击重点►命题解码:用力学三大观点解决多过程运动问题,是2026年高考物理的核心必考内容,也是区分考生物理思维能力的关键命题点。三大观点(动力学观点:牛顿运动定律;能量观点:动能定理/机械能守恒;动量观点:动量定理/动量守恒)贯穿高中核心力学知识,分别对应物体受力与运动的关联、能量转化与守恒规律、动量变化与守恒原理,覆盖力学绝大多数考点,是高考压轴题、综合计算题的主流考查形式,在试卷中占据较高分值。以传送带、滑块木板、竖直平面圆周运动、多过程链条运动等模型为载体,综合考查三大观点的选择与衔接。►高考前沿:2026年力学综合命题将呈现“三大观点融合常态化、真实情境复杂化”的核心特征。压轴题大部分以多物体多过程力学问题为载体,综合考查三大观点的灵活运用。常见命题载体包括:板块模型(含弹簧、摩擦生热)、传送带模型(能量守恒与摩擦热量计算)、竖直平面圆周运动(绳/杆模型+平抛+动能定理链条)、完全非弹性碰撞与弹性碰撞组合的多过程问题。命题将延续“基础强化+综合并重+模型深化”的导向,需融会贯通三大观点选择的“时机判断”——何时用牛顿第二定律(涉及加速度、时间),何时用动量定理(涉及时间、冲量),何时用动能定理(涉及位移、功)。核心模型--模型架构,精准剖析【模型一】板块模型(木板+滑块多物体多过程)一、模型基础设定滑块质量m,木板质量M;滑块与木板间动摩擦因数μ1,木板与地面间动摩擦因数μ2;木板总长度L;默认滑块初速度二、分场景核心公式(含适用条件)1.无外力、地面光滑(μ2=0,系统动量守恒)(1)受力与加速度公式
滑块(减速):滑动摩擦力为合外力,μ1mg=ma1⟹(2)共速核心公式
共速时刻速度相等:v0−a1t(3)位移与相对位移公式
共速前滑块位移:x1=v0t02.无外力、地面不光滑(μ2(1)木板启动临界公式(先判断木板是否运动)木板可运动的充要条件:滑块给木板的摩擦力>地面最大静摩擦力,即μ1mg>μ(2)运动状态加速度公式
滑块减速加速度:a1=μ(3)共速后运动判断
共速后若μ2(M+3.有外力F作用(高考压轴核心场景)(1)外力F作用在滑块上①相对滑动临界公式(刚好不相对滑动,二者加速度相同,静摩擦达最大值),木板最大加速度(由最大静摩擦提供):amax=μ1mg②运动状态加速度公式
当F<F0:相对静止,整体加速度a=FM+m,滑块静摩擦力f=(2)外力F作用在木板上①相对滑动临界公式
滑块最大加速度(由最大静摩擦提供):amax=μ1g,地面光滑时临界拉力:F②运动状态加速度公式
当F<F0:相对静止,整体加速度a=F−μ2(三、临界条件专属公式1.滑块刚好不从木板滑落:相对位移等于木板长度,Δx2.二者刚好不相对滑动:静摩擦力达最大值,f=四、能量配套公式1.摩擦生热(唯一公式,必须用相对位移):Q=2.能量守恒:外力做功=系统动能变化+摩擦生热,即WF五、高考解题公式套用步骤1.先写地面光滑/不光滑的受力判断,列加速度公式;2.列共速临界公式,求共速时间与速度;3.列位移公式,求相对位移,判断是否滑落;4.列能量守恒公式,求摩擦生热/外力做功。【模型二】传送带模型(水平/倾斜多过程变速)一、模型基础设定传送带恒定速度v带,总长度L;物体质量m,与传送带间动摩擦因数μ;倾斜传送带倾角θ,重力沿斜面向下分力G1=二、分场景核心公式(含适用条件)1.水平传送带(无重力分力,摩擦力仅由相对运动决定)(1)物体无初速度放上传送带(v0=0,高考最基础场景)①加速度公式:滑动摩擦力提供加速度,μmg=②加速到共速的核心公式:共速时间:v带=at③运动状态拆分公式
1)若x物≤L:先加速后匀速,总时间t=t0+L−x(2)物体有初速度v0,与传送带同向①当v0<v带:物体加速,加速度a②当v0>v带:物体减速,加速度a(3)物体有初速度v0,与传送带反向①减速到0的核心公式:加速度a=μg(与传送带同向),减速时间t②运动状态拆分
1)若x1<L:减速到0后反向加速,加速到v带的时间t2=v带μg,位移x2.倾斜传送带(高考重难点,叠加重力分力,摩擦力方向可突变)(1)传送带向上传送(顺时针,物体从底端无初速度释放)①初始加速度公式:摩擦力沿斜面向上,μmgcos②运动状态临界拆分1)若μcosθ>sinθ:a>0x物≤L:共速后匀速,总时间t=t0+L−x物v(2)传送带向下传送(逆时针,物体从顶端无初速度释放)①第一阶段(v物<v带):摩擦力沿斜面向下,加速度a1=g②第二阶段(共速后):摩擦力方向突变,沿斜面向上
1)若μcosθ≥sinθ:受力平衡,匀速向下,总时间t=t0+L−x三、临界条件专属公式1.倾斜传送带匀速临界:μ=tan2.物体刚好到达传送带顶端/底端:末速度v=0,对应初速度临界值v四、能量配套公式1.摩擦生热:水平传送带Q=μmg2.电动机多做的功(高考必考):W=ΔEk+ΔEp五、高考解题公式套用步骤1.先判断物体与传送带的相对运动方向,列加速度公式;2.列共速时间与加速位移公式,判断运动阶段;3.分段列运动学公式,求总时间/末速度;4.列相对位移公式,求摩擦生热与电动机做功。【模型三】弹簧模型(轻弹簧变力+非匀变速)一、模型基础设定弹簧劲度系数k,形变量Δx=|x−x0|二、核心基础公式(全场景通用)1.胡克定律:F=k⋅Δx2.弹性势能公式(以原长为零势能点):Ep3.弹力做功公式:W弹=−Δ三、分场景核心公式(含适用条件)1.水平弹簧模型(地面光滑,动量+机械能双守恒,高考碰撞压轴核心)(1)基础场景:质量m的物体以初速度v0,撞击静止的、与弹簧连接的质量M(2)弹簧压缩量最大(共速)核心公式动量守恒:mv0=(M+m)v共(3)弹簧恢复原长(完全弹性碰撞)速度公式
动量守恒+机械能守恒联立,得:v1=m−MM+mv2.竖直弹簧模型(高考高频,自由下落+弹簧压缩)(1)基础场景:物体从弹簧原长上方h处自由下落,弹簧原长位置为O,平衡位置为A,最大压缩量位置为B;(2)自由下落阶段:到原长位置的速度v0=2gh(3)平衡位置核心公式(速度最大、加速度为0):mg=(4)最大压缩量核心公式(全程机械能守恒,以B为零势能面):mg(h+Δx(5)任意位置瞬时加速度公式:压缩量为x时,a=3.弹簧连接体分离临界公式(高考选择+计算必考)分离临界充要条件:①两物体间弹力N=0;②两物体加速度a1=(1)水平场景:弹簧连物体A,A与B接触,水平拉力F拉B
分离时:对A,kx=mAa;对B,F(2)竖直场景:弹簧固定在地面,上放物体A,A上放物体B,竖直向上拉B
分离时:对A,mAg−kx=mAa;对B,F−4.弹簧瞬时问题公式(高考选择高频)核心性质:弹簧弹力不能突变,轻绳、接触面的弹力可瞬间突变经典场景:弹簧悬挂物体A,A下方用轻绳挂物体B,静止时剪断轻绳瞬间
(1)剪断前弹簧弹力:F=(mA+mB)g;
(2)剪断瞬间:弹簧弹力不变,A的加速度四、临界条件专属公式1.弹簧弹力为0:Δx2.速度最大位置:合外力为0,F合=03.最大形变量位置:速度v=0,加速度a五、高考解题公式套用步骤1.先确定弹簧原长、平衡位置、最大形变量三个关键节点;2.瞬时问题:列胡克定律+牛顿第二定律公式,判断弹力是否突变;3.过程问题:优先列机械能守恒/动能定理公式,避免变力加速度计算;4.多物体问题:列动量守恒+机械能守恒联立公式,求解共速/分离临界。【模型四】竖直面内圆周运动模型(变速圆周+临界极值)一、模型基础设定圆周运动半径R,物体质量m,重力加速度g;默认无摩擦时只有重力做功,机械能守恒。二、核心基础公式(全场景通用)1.法向向心力公式(沿半径指向圆心,改变速度方向):F2.切向合力公式(改变速度大小):F合3.机械能守恒公式(无摩擦,以最低点为零势能面):
最高点与最低点关联:12mv低2=三、分模型核心公式(含适用条件)1.轻绳模型(含外轨圆轨道、水流星,只能提供拉力,不能提供支持力)(1)最高点临界核心公式(刚好完成完整圆周运动)绳子拉力T=0,只有重力提供向心力:mg=mv(2)最高点一般受力公式:T+mg=(3)最低点受力公式(拉力最大):T(3)全程最小速度关联(机械能守恒):代入v高min=gR(4)脱离轨道临界公式脱离条件:轨道弹力N=0,只有重力的法向分力提供向心力;设脱离位置与圆心连线和竖直向上的夹角为θ,则:mgcosθ=2.轻杆模型(含内轨、圆管轨道,可提供拉力,也可提供支持力)(1)最高点临界核心公式
最小速度:v高min=0,此时杆的支持力(2)最高点受力分界公式
①当v高=gR:杆的弹力N=0,只有重力提供向心力,与绳模型临界一致;
②当0<v高<gR:杆提供支持力,mg−N=mv高2R⟹(3)最低点受力公式:与绳模型完全一致,T(4)全程最小速度关联(机械能守恒),代入v高min=0四、临界条件专属公式1.绳模型刚好完成圆周运动:v高=2.杆模型最高点弹力为0:v3.物体脱离圆周轨道:轨道弹力N=0五、高考解题公式套用步骤1.先判断模型类型(绳/杆),列最高点临界速度公式;2.列机械能守恒公式,关联最低点与最高点/任意位置的速度;3.列向心力公式,求解对应位置的拉力/支持力;4.脱离轨道问题,列弹力为0的临界公式,联立机械能守恒求解。易错避坑--易错陷阱精准避坑【易错一】三大观点的选择失当(1)易错点:用动量定理去算位移,或用动能定理去算瞬时速度,导致计算量剧增甚至无法求解;(2)闭坑策略:看到时间→动量定理/牛顿第二定律;看到位移/功/能量转化→动能定理/能量守恒;看到碰撞瞬间→动量守恒。先定“选哪把钥匙”再动手。【易错二】板块模型中摩擦力方向判断错误(1)易错点:滑块与木板间的摩擦力方向总假设反;(2)闭坑策略:整体法+隔离法并用。画出滑块木板相对运动趋势,摩擦力总阻碍相对运动。地面光滑时对系统用动量守恒求共速。【易错三】传送带物体最终共速后运动状态判断(1)易错点:物体与传送带共速后误认为会反向滑动;(2)闭坑策略:共速后先判断是否能与传送带一起匀速运动。若传送带倾斜且重力的分力大于最大静摩擦力,共速后将继续加速。【易错四】位移类型混淆(1)易错点:摩擦生热Q=f∆x相对,必须用相对位移,动能定理、运动学公式必须用对地绝对位移;(2)闭坑策略:注意区分应用场景。高频考点--高频要点重点攻克【考点一】三大观点及相互联系【考点二】三大观点的选用原则力学中首先考虑使用两个守恒定律。从两个守恒定律的表达式看出多项都是状态量(如速度、位置),所以守恒定律能解决状态问题,不能解决过程(如位移x,时间t)问题,不能解决力(F)的问题。(1)若是多个物体组成的系统,优先考虑使用两个守恒定律。(2)若物体(或系统)涉及速度和时间,应考虑使用动量定理。(3)若物体(或系统)涉及位移和时间,且受到恒力作用,应考虑使用牛顿运动定律。(4)若物体(或系统)涉及位移和速度,应考虑使用动能定理,系统中摩擦力做功时应用摩擦力乘以相对路程,动能定理解决曲线运动和变加速运动特别方便。【考点三】用三大观点的解物理题要掌握的科学思维方法1.多体问题——要正确选取研究对象,善于寻找相互联系选取研究对象和寻找相互联系是求解多体问题的两个关键。选取研究对象后需根据不同的条件采用隔离法,即把研究对象从其所在的系统中抽离出来进行研究;或采用整体法,即把几个研究对象组成的系统作为整体进行研究;或将隔离法与整体法交叉使用。通常,符合守恒定律的系统或各部分运动状态相同的系统,宜采用整体法;在需讨论系统各部分间的相互作用时,宜采用隔离法;对于各部分运动状态不同的系统,应慎用整体法。至于多个物体间的相互联系,通常可从它们之间的相互作用、运动的时间、位移、速度、加速度等方面去寻找。2.多过程问题——要仔细观察过程特征,妥善运用物理规律观察每一个过程特征和寻找过程之间的联系是求解多过程问题的两个关键。分析过程特征需仔细分析每个过程的约束条件,如物体的受力情况、状态参量等,以便运用相应的物理规律逐个进行研究。至于过程之间的联系,则可从物体运动的速度、位移、时间等方面去寻找。3.含有隐含条件的问题——要深究细琢,努力挖掘隐含条件注重审题,深究细琢,综观全局重点推敲,挖掘并应用隐含条件,梳理解题思路或建立辅助方程,是求解的关键。通常,隐含条件可通过观察物理现象、认识物理模型和分析物理过程,甚至从试题的字里行间或图像中去挖掘。4.存在多种情况的问题——要分析制约条件,探讨各种情况解题时必须根据不同条件对各种可能情况进行全面分析,必要时要自己拟定讨论方案,将问题根据一定的标准分类,再逐类进行探讨,防止漏解。真题精研--复盘经典把握规律题组一情景设定:传送带知识溯源:弹性碰撞:动碰动、单次碰撞的多过程问题(2025·重庆·高考真题)如图所示,长度为d的水平传送带M顺时针匀速运动。质量为m的小物块A在传送带左端M由静止释放。A还未与传送带达到相同速度时就从右端N平滑地进入光滑水平面NO,与向右运动的小物块B发生碰撞(碰撞时间极短)。碰后A、B均向右运动,从O点进入粗糙水平地面。设A与传送带间的动摩擦因数和A、B与地面间的动摩擦因数均为,重力加速度为g。(1)求A在传送带上的加速度大小及离开传送带时的速度大小;(2)若碰前瞬间,B的速度大小为A的一半,碰撞为弹性碰撞,且碰后A、B在粗糙地面上停下后相距d,求B的质量;(3)若B的质量是A的n倍,碰后瞬间A和B的动量相同,求n的取值范围及碰后瞬间B的速度大小范围。题组二情景设定:“U”形槽知识溯源:向心力、机械能守恒定律的应用、弹性碰撞:动碰静2.(2026·浙江·高考真题)如图所示。一宽度为d的光滑长方形平板MNQP,长边MN、PQ分别平滑连接半径均为r的光滑圆弧面,形成“U”形槽,将其整体固定在水平地面上。现有质量为m的物块a,从圆弧面上相对平板竖直高度为h的A点静止下滑(h<<r),途经圆弧面上最低点B,平板上有一质量为的物块b与MN成45°角从O点滑入圆弧面,第一次到达最高点时恰好与同时到达最高点的物块a发生弹性碰撞。两物块均为质点。(1)求物块a第一次经过B点时速度大小v0和所受支持力大小FN;(2)从A到B的过程:物块a相对于B点位移为x,求其所受回复力F与x的关系式;(3)求物块
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