2024年高考物理二輪復(fù)習(xí)講義：第6 振動(dòng)與波、光學(xué)、執(zhí)掌、原子物理

第6專題振動(dòng)與波、光學(xué)、執(zhí)掌、原子物理

（一）振動(dòng)與波、光學(xué)

知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

考點(diǎn)預(yù)測

振動(dòng)與波是歷年高考的必考內(nèi)容，其中命題率最高的知識(shí)點(diǎn)為波

的圖象、波長、頻率、波速及其相互關(guān)系，特別是波的圖象與振動(dòng)圖

象的關(guān)系，如2009年高考北京理綜卷第17題、全國理綜卷I第20

題、福建理綜卷第17題，一般以選擇題的形式出現(xiàn)，試題信息量大、

綜合性強(qiáng)，一道題往往考查多個(gè)概念和規(guī)律.其中波的圖象，可以綜

合考查對波的理解能力、推理能力和空間想象能力.

高考對光學(xué)部分的考查主要有：①光的折射現(xiàn)象，全反射；②光

的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象；③平面鏡成像的作圖方法；④雙縫干涉實(shí)

驗(yàn)測定光的波長；⑤光電效應(yīng)現(xiàn)象.

要點(diǎn)歸納

—\振動(dòng)與波

單擺

(1)特點(diǎn)：①單擺是理想模型；②單擺的回復(fù)力由重力沿圓弧方

向的分力提供，當(dāng)最大擺角aVIO。時(shí)，單擺的振動(dòng)可看做簡諧運(yùn)動(dòng)，

其振動(dòng)周期

(2)應(yīng)用：①計(jì)時(shí)器；②測定重力加速度g,8=券.

二、振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象的區(qū)別與聯(lián)系

振動(dòng)圖象波動(dòng)圖象

當(dāng)

圖象

研究對象一個(gè)質(zhì)點(diǎn)所有質(zhì)點(diǎn)

橫軸上各點(diǎn)表示各個(gè)橫軸上各點(diǎn)表示質(zhì)點(diǎn)

時(shí)刻，圖象表示一個(gè)的平衡位置，圖象表

物理意義

質(zhì)點(diǎn)各個(gè)時(shí)刻的位移示某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)

情況的位移情況

圖象形成的物理相當(dāng)于順序“掃描”相當(dāng)一次“拍照”的

過程的結(jié)果結(jié)果

直接得出振幅、周期直接得出振幅、波長

據(jù)波速、波長和頻率

可以算出頻率(周期)的關(guān)系求其中

所能提供的信息一個(gè)量

可以判斷出位移、加

振動(dòng)方向和傳播方向

速度、回復(fù)力間的變

的關(guān)系

化關(guān)系

三、機(jī)械波與電磁波

機(jī)械波電磁波

對象研究力學(xué)現(xiàn)象研究電磁現(xiàn)象

于或等于臨界角.

2.臨界角：使折射角等于90。時(shí)的入射角，某種介質(zhì)的臨界角。

用sin計(jì)算.

七、用折射定律分析光的色散現(xiàn)象

在分析、計(jì)算光的色散時(shí)，要掌握好折射率〃的應(yīng)用及有關(guān)數(shù)學(xué)

知識(shí)，著重理解兩點(diǎn)：①光的頻率(顏色)由光源決定，與介質(zhì)無關(guān)；

②在同一介質(zhì)中，頻率越大的光的折射率越大，再應(yīng)用〃=已=與等知

識(shí)，就能準(zhǔn)確而迅速地判斷有關(guān)色光在介質(zhì)中的傳播速度、波長、入

射光線與折射光線的偏折程度等問題.

八、光的波動(dòng)性

1.光的干涉

(1)干涉條件：兩束光的頻率相同，并有穩(wěn)定的相位差.

(2)雙縫干涉：兩列光波到達(dá)某點(diǎn)的路程差為波K的整數(shù)倍時(shí)，

該處的光互相加強(qiáng)，出現(xiàn)亮條紋；當(dāng)?shù)竭_(dá)某點(diǎn)的路程差為半波長的奇

數(shù)倍時(shí)，該處的光互相削弱，出現(xiàn)暗條紋.相鄰兩條亮條紋(或暗條

紋)的間距以=，.

(3)薄膜干涉：從薄膜前后表面反射的兩列波疊加產(chǎn)生的干涉.應(yīng)

用：檢查平面的平整度、增透膜等.

2.光的衍射

發(fā)生明顯衍射的條件：障礙物的尺寸跟光的波長相近或比光的波

長還小.

光的衍射條紋和干涉條紋不同.泊松亮斑是光的衍射引起的.

3.光的電磁說

麥克斯韋提出“光是一種電磁波”的假設(shè)，赫茲用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電

磁說的正確性.

九、光的粒子性

1.光電效應(yīng)

(1)現(xiàn)象：在光的照射下物體發(fā)射電子(光電子)的現(xiàn)象.

(2)規(guī)律：任何金屬都存在極限頻率，只有用高于極限頻率的光

照射金屬時(shí)，才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng).在入射光的頻率大于金屬的極限頻

率的情況下，從光照射到金屬上到金屬逸出光電子的過程，幾乎是瞬

時(shí)的.光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而增大，與光的強(qiáng)度

無關(guān).單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)與入射光的強(qiáng)度成正比.

2.光電效應(yīng)方程：2=6一W.

3.光子說：即空間傳播的光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每

一份的能量等于Av（v為光子的頻率），每一份叫做一個(gè)光子.

4.光的波粒二象性：光的干涉、衍射現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性，

光電效應(yīng)表明光具有粒子性，因此光具有波粒二象性.

5.物質(zhì)波：任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體（小到電子大到行星）都有一個(gè)

波與它對應(yīng)，波長為物體的動(dòng)量）.

熱點(diǎn)、重點(diǎn)、難點(diǎn)

一、簡諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問題

圖6—1

?例1如圖6-1所示，一個(gè)彈簧振子在光滑水平面上的A、B

兩點(diǎn)之間做簡諧運(yùn)動(dòng).當(dāng)振子經(jīng)過最大位移處（5點(diǎn)）時(shí)，有塊膠泥落

在它的上面，并隨其一起振動(dòng)，那么后來的振動(dòng)與原來相比較（）

A.振幅的大小不變B.加速度的最

大值不變

C.速度的最大值變小D.彈性勢能的最大值不變

【解析】當(dāng)振子經(jīng)過最大位移處（8點(diǎn)）時(shí)，膠泥落在它的上面，

在此過程中，膠泥減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能，振子（含膠泥）在

5點(diǎn)的速度仍為零，則其仍以。點(diǎn)為平衡位置做簡諧運(yùn)動(dòng)，且振幅的

大小不變.于是，最大回復(fù)力和最大彈性勢能不變.由于質(zhì)量增大，

則其最大加速度變小，在平衡位置的速度（即最大速度）變小.綜上可

知，選項(xiàng)A、C、D正確.

［答案］ACD

【點(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵在于正確理解簡諧運(yùn)動(dòng)的特征，了解簡

諧運(yùn)動(dòng)中各個(gè)物理量的變化，找到“振幅的大小不變”這一突破口，

進(jìn)而分析求解.簡諧運(yùn)動(dòng)具有以下規(guī)律.

①在平衡位置：速度最大、動(dòng)能最大、動(dòng)量最大，位移最小、回

復(fù)力最小、加速度最小、勢能最小.

②在位移大小等于振幅處：速度最小、動(dòng)能最小、動(dòng)量最小，位

移最大、回復(fù)力最大、加速度最大、勢能最大.

③振動(dòng)中的位移工都是以平衡位置為起點(diǎn)的，方向從平衡位置指

向末位置，大小為這兩位置間的直線距離.加速度與回復(fù)力的變化一

致，在兩個(gè)“端點(diǎn)”最大，在平衡位置為零，方向總是指向平衡位置.

二、簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象、波的圖象

?初2一歹崎謫播菠以1m/s-的速度沿繩子由A向8傳播，質(zhì)

點(diǎn)A、B間的水平距離為3m,如圖6—2甲所示.若，=0時(shí)質(zhì)點(diǎn)A

剛從平衡位置開始向上振動(dòng)，其振動(dòng)圖象如圖6—2乙所示，則3點(diǎn)

的振動(dòng)圖象為圖6-2丙中的()

圖6—2

【解析】由題意知，2=o?T=4m

33

故/AB=/,經(jīng)過，=/=3s時(shí)間8點(diǎn)開始振動(dòng).

又由波的傳播特性可知，每點(diǎn)開始振動(dòng)的方向與振源的起振方向

相同，故知B點(diǎn)的振動(dòng)圖象為B.

［答案］B

【點(diǎn)評】本例雖然只要求6的振動(dòng)圖象，但解析過程必須弄清楚

波的傳播過程，可畫出f=3s時(shí)刻以及，=3s+Af時(shí)刻AB方向波

的圖象圖6—2丁所示.

圖6—2T

?例3兩列振幅、波長均相同的簡諧橫波，以相同的速率沿相

反方向在同一介質(zhì)中傳播.圖6—3所示為某一時(shí)刻兩波的波形圖，

其中實(shí)線為向右傳播的波，虛線為向左傳播的波，a、b、c、d、e為

五個(gè)等距離的質(zhì)點(diǎn).則在兩列波傳播的過程中，下列說法中正確的是

()

圖6—3

A.質(zhì)點(diǎn)b、c、d、。始終靜止不動(dòng)

B.質(zhì)點(diǎn)協(xié)d始終靜止不動(dòng)

C.質(zhì)點(diǎn)。、c、e始終靜止不動(dòng)

D.質(zhì)點(diǎn)a、c、e以振幅2A做簡諧運(yùn)動(dòng)

【解析】由波的疊加原理可知，圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)。、。、c、d、e的

位移都為零,其中兩列波在a、c、e上引起的振動(dòng)方向相同，在從d

兩點(diǎn)引起的振動(dòng)方向總是相反，故從d始終靜止不動(dòng)，〃、c、e以振

幅2A做簡諧運(yùn)動(dòng).

［答案］BD

【點(diǎn)評】①兩列波傳播至某點(diǎn)時(shí)，兩列波引起的振動(dòng)“步調(diào)”相

同時(shí)，干涉加強(qiáng)；引起的振動(dòng)“步調(diào)”相反時(shí)，干涉減弱，不應(yīng)僅考

慮波峰、波谷的相遇.

②振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)與振動(dòng)減弱的點(diǎn)有規(guī)律地相互間隔.

③注：干涉圖樣不是固定不動(dòng)的，加強(qiáng)的點(diǎn)在做更大振幅的振動(dòng).

H.…平面鏡成像問題

?例4某物體左右兩側(cè)各有一豎直放置的平面鏡，兩平面鏡相

互平行，物體距離左鏡4m,右鏡8m,如圖6—4甲所示.物體在左

鏡所成的像中從右向左數(shù)的第三個(gè)像與物體的距離是［2009年高

考?全國理綜卷1］()

圖6—4甲

A.24mB.32mC.40mD.48m

【解析】物體在左鏡中所成的各像如圖6-4乙所示，可知左鏡

中從右向左的第三個(gè)像是第一個(gè)像在右鏡中的像再在左鏡中成的像,

即看見像時(shí)為光線在左鏡反射一次后在右鏡反射一次再在左鏡反射

一次進(jìn)入眼睛，由平面鏡成像的對稱性可得：d=32m.

Si"S2SimvS25/

_______；▲72；」>1個(gè)個(gè)_________

圖6—4乙

［答案］B

【點(diǎn)評】光線經(jīng)過平面鏡反射進(jìn)入眼睛，眼睛逆著光線確定光源,

感覺光是從“虛像”發(fā)出.

四、光的折射與全反射

尼學(xué)落拓是由?送加介廟制成的，當(dāng)光線從空氣照射到這些透明體

的表面時(shí)，折射進(jìn)入透明體，然后再發(fā)生其他的光學(xué)現(xiàn)象.解這類問

題用到的光學(xué)知識(shí)主要是反射定律、折射定律、全反射知識(shí)和數(shù)學(xué)中

的幾何知識(shí).

1.視深問題

?例5某水池的實(shí)際深度為人若某人垂直水面往下看時(shí)，水

池的視深為多少？(設(shè)水的折射率為〃)

【解析】如圖所示，作兩條從水底S發(fā)出的折射光線，一條垂直

射出水面，另一條入射角很小(眼睛對光點(diǎn)的張角很小)，這兩條折射

光線反向延長線的交點(diǎn)S'就是看到的S的像.

AO

在△AS'。中，tana=

hr

A0

在△ASO中，tany=~^~

tany

因?yàn)閍、y很小，所以sina~tana,sin尸tany

zI,Sinyh

得S：h=-h=~.

sinan

［答案］三

【點(diǎn)評】本題考查光的折射定律在實(shí)際中的應(yīng)用.正確畫出光路

圖，并運(yùn)用近似理論是求解此類問題的關(guān)鍵.

2,巧妙運(yùn)用光路圖解題和光學(xué)作圖問題

(1)解決幾何光學(xué)的基本方法是：畫出光路圖，理解有關(guān)概念，

靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)求解.在反射和折射現(xiàn)象中，“光路可逆”是解決

較復(fù)雜問題常用的思想方法.注意：光路圖的作法必須遵循反射和折

射定律.

(2)由于同一介質(zhì)對不同色光的折射率不同，導(dǎo)致光的色散現(xiàn)

象.利用光的折射定律解決的問題主要有“視深”和棱鏡等.正確畫

出光路圖是求解此類問題的關(guān)鍵.

(3)作圖法是解決幾何光學(xué)問題的主要方法之一.完成光路圖的

依據(jù)是光的傳播規(guī)律，作圖時(shí)常常要運(yùn)用逆向思維——先由像確定反

射光線，再確定入射光線.解題中常常要巧用光路可逆規(guī)律分析問題,

在實(shí)像的位置換上物點(diǎn)，必定在原來物點(diǎn)處成像，即像、物互換.另

外，涉及有關(guān)范圍的問題，確定有關(guān)邊界光線是解決問題的關(guān)鍵.

?例6圖6-5甲所示為一個(gè)儲(chǔ)油圓柱桶，其底面直徑與桶高

相等.當(dāng)桶中無油時(shí)，貼著桶的上邊緣上的A點(diǎn)恰能看到桶底邊緣上

的5處；當(dāng)桶內(nèi)油的深度等于桶高的一半時(shí)，眼所處的位置不變，在

桶外沿A8方向看去，恰能看到桶底上的C點(diǎn)，且8C的距離是桶底

直徑的四分之一(A、B、。三點(diǎn)在同一豎直平面內(nèi)，且在同一條

直徑線上).據(jù)此可估算出該油的折射率〃和光在這種油中的傳播速

度v分別為(已知真空中的光速C=3X1O8m/s)()

圖6—5甲

A.1,6、1.9X108m/sB.2.0>1.6X108

C.2.2、2.2X108m/sD.1.6>1.6X108

【解析】當(dāng)油的深度為桶高的一半時(shí)，眼睛看見C點(diǎn)的光路圖

如圖6-5乙所示，可得：

圖6—5乙

又因?yàn)閚=^

可得v=1.9XIO8m/s.

［答案］A

【點(diǎn)評】準(zhǔn)確地畫出光路圖是解決幾何光學(xué)問題的關(guān)鍵.

?例7一束單色光斜射到厚平板玻璃的一個(gè)表面上，經(jīng)兩次折

射后從玻璃板另一個(gè)表面射出，出射光線相對于入射光線側(cè)移了一段

距離.在下列情況下，出射光線側(cè)移距離最大的是［2008年高考?全國

理綜卷H］()

A.紅光以30。的入射角入射

B.紅光以45。的入射角入射

C.紫光以30。的入射角入射

D.紫光以45。的入射角入射

【解析】如圖所示，由題意可知，ON為偏移距離Ar,有：

Ax=-sin(i—r)

cosrv7

sini

n=~

sinr

若為同一單色光，即〃值相同.當(dāng)i增大時(shí)，〃也增大，但，?比r

增大得快，sin(/-r)>0且增大，-^->0且增大，故A、C選項(xiàng)錯(cuò)誤.

若入射角相同，貝I」：

.,.COSi、

Ar=dsinzV(1I—/..)

yjn9—sim9

即當(dāng)〃增大，■也增大，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤、D正確.

［答案］D

【點(diǎn)評】①某束單色光照到介質(zhì)表面，當(dāng)入射像增大時(shí)，折射角

也增大，但入射角比折射角增大得快.

②一束復(fù)色光經(jīng)過平板玻璃也會(huì)發(fā)生色散現(xiàn)象，即射出光的邊緣

出現(xiàn)彩色，只是當(dāng)玻璃較薄時(shí)這個(gè)現(xiàn)象不太明顯.

?例8一足夠大的水池內(nèi)盛有某種透明液體,液體的深度為H,

在水池的底部中央放一點(diǎn)光源，其中一條光線以30。的入射角射到液

體與空氣的界面上，它的反射光線與折射光線的夾角為105。，如圖6

—6甲所示，則可知()

圖6—6甲

A.液體的折射率為觀

B.液體的折射率為早

C.整個(gè)水池表面都有光射出

D.液體表面亮斑的面積為兀H2

【解析】由題意知，+r=180。-105。=75。

r=75°-30°=45°

故折射率〃=需=也

I

該液體的臨界角C=arcsin：=45。

可得液體表面亮斑的半徑如圖6—6乙所示，r=H

故亮斑面積為：

S=TtI-l2.

［答案］AD

逢評】利用反射定律、折射定律和幾何知識(shí)，解出折射角是解

本題的關(guān)鍵.

?五、…壬涉工…衍射與偏振

1.羊田片衍翦宿山食

光的干涉與衍射現(xiàn)象是光的波動(dòng)性的表現(xiàn)，也是光具有波動(dòng)性的

證據(jù).兩者的區(qū)別是：光的干涉現(xiàn)象只有在符合一定條件下才發(fā)生;

而光的衍射現(xiàn)象卻總是存在的，只有明顯與不明顯之分.

光的干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象在屏上出現(xiàn)的都是明暗相間的條紋，但

雙縫干涉時(shí)條紋間隔均勻，從中央到兩側(cè)的明紋亮度不變化；而單縫

衍射的條紋間隔不均勻，中央明紋又寬又亮，從中央向兩側(cè)，條紋寬

度減小，明紋亮度顯著減弱.

2.光的偏振

橫波的振動(dòng)矢量垂直于波的傳播方向振動(dòng)時(shí)，偏于某個(gè)特定方向

的現(xiàn)象叫偏振.縱波只能沿著波的傳播方向振動(dòng)，所以不可能有偏振,

光的偏振現(xiàn)象證明光是橫波.光的偏振現(xiàn)象在科技、生活中的應(yīng)用有:

照相機(jī)鏡頭上的偏振片、立體電影等.

?例9圖6-7所示為一豎直的肥皂膜的橫截面，用單色光照

射薄膜，在薄膜上產(chǎn)生明暗相間的條紋，下列說法正確的是（）

A.薄膜上的干涉條紋是豎直的

B.薄膜上的干涉條紋是水平的

C.用藍(lán)光照射薄膜所產(chǎn)生的干涉條紋的間距比用紅光照射時(shí)的

小

D.干涉條紋是由于光線在薄膜前后兩表面反射形成的兩列光波

疊加的結(jié)果

【解析】光從肥皂膜的前后表面反射形成相干光，其路程差與薄

膜厚度有關(guān)；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，形成亮紋（或暗紋）.因此，干涉條紋應(yīng)是水平的.又

因藍(lán)光的波長小于紅光的波長，所以用藍(lán)光照射薄膜所產(chǎn)生的干涉條

紋的間距較紅光的小.綜上所述，選項(xiàng)B、C、D正確.

［答案］BCD

【點(diǎn)評】本題主要考查的是薄膜干涉形成的原因，以及干涉條紋

與入射光波長之間的關(guān)系.

六、光電效應(yīng)的規(guī)律與應(yīng)用

?15010如囪6—8所示，用導(dǎo)線將驗(yàn)電器與潔凈鋅板連接，觸

摸鋅板使驗(yàn)電器指示歸零.用紫外線照射鋅板，驗(yàn)電器指針發(fā)生明顯

偏轉(zhuǎn)，接著用毛皮摩擦過的橡膠棒接觸鋅板，發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器的指針張角

減小，此現(xiàn)象說明鋅板帶（填“正”或“負(fù)”）電；若改用紅

外線重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針根本不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明金

屬鋅的極限頻率（填“大于”或“小于”）紅外線的頻

率.［2008年高考?上海物理卷］

【解析】因鋅板被紫外線照射后發(fā)生光電效應(yīng)，驗(yàn)電器指針帶正

電荷而偏轉(zhuǎn)；毛皮摩擦過的橡膠棒帶負(fù)電，與鋅板接觸時(shí)，電子與驗(yàn)

電器指針上的正電荷中和，而使張角減?。挥眉t外線照射鋅板時(shí)，驗(yàn)

電器指針的偏角不變，鋅板未發(fā)生光電效應(yīng)，說明鋅板的極限頻率大

于紅外線的頻率.

［答案］正大于

【點(diǎn)評】光電效應(yīng)在物理學(xué)史上具有較重要的意義，需要熟記其

現(xiàn)象、清楚地理解其產(chǎn)生的機(jī)制.

（二）熱學(xué)

知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

考點(diǎn)預(yù)測

從近幾年的高考來看，熱學(xué)部分多以選擇題的形式出現(xiàn)，試題難

度屬于容易或中等.命題熱點(diǎn)集中在下列兩個(gè)方面.

1.分子動(dòng)理論、估算分子的大小和數(shù)目、物體內(nèi)能的改變和熱

力學(xué)第二定律，題型多為選擇題，且絕大多數(shù)選擇題只要求定性分析.

2.能源的開發(fā)和利用，這是當(dāng)今的熱門話題，應(yīng)給予關(guān)注.

要點(diǎn)歸納

一、理解并識(shí)記分子動(dòng)理論的三個(gè)觀點(diǎn)

描述熱現(xiàn)象的一個(gè)基本概念是溫度.凡是跟溫度有關(guān)的現(xiàn)象都叫

做熱現(xiàn)象.分子動(dòng)理論是從物質(zhì)的微觀狀態(tài)來研究熱現(xiàn)象的理論.它

的基本內(nèi)容是：物體是由大量分子組成的；構(gòu)成物體的分子永不停息

地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)；分子間存在著相互作用力.

二、了解分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)事實(shí)

組成物體的分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)跟溫度有關(guān),

所以通常把分子的這種運(yùn)動(dòng)叫做熱運(yùn)動(dòng).

1.擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)都可以很好地證明分子的熱運(yùn)動(dòng).

2.布朗運(yùn)動(dòng)是指懸浮在液體中的固體微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng).關(guān)于

布朗運(yùn)動(dòng)，要注意以下幾點(diǎn)：

(1)形成條件是固體微粒足夠小;

(2)溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈;

(3)觀察到的是固體微粒(不是液體分子，也不是固體分子)的無規(guī)

則運(yùn)動(dòng)，反映的是液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性；

(4)課本中描繪出的圖象是某固體微粒每隔30秒的位置的連線，

并不是該微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡.

三、了解分子力的特點(diǎn)

分子力有如下三個(gè)特點(diǎn)：

①分子間同時(shí)存在引力和斥力；

②引力和斥力都隨著距離的增大而減小；

③斥力比引力隨距離變化得快.

四、深刻理解物體內(nèi)能的概念

1.由于分子做熱運(yùn)動(dòng)而具有的動(dòng)能叫分子動(dòng)能.溫度是物體分

子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志.溫度越高，分子做熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能就

越大.

2.由分子間相對位置決定的勢能叫分壬勢能.分子力做正功時(shí)

分子勢能減小;分子力做負(fù)功時(shí)分子勢能增大.（所有勢能都有同樣

的結(jié)論.例如：重力做正功時(shí)重力勢能減小，電場力做正功時(shí)電勢能

減?。?/p>

由上面的分析可以得出：當(dāng)『=為（即分子處于平衡位置）時(shí)，分子

勢能最小二不論〃從廠0開始增大還是減小，分子勢能都將增大一固體

和液體的分子勢能與物體的體積有關(guān),體積變化，分子勢能也變化.注

意：當(dāng)物體的體積增大時(shí)，其分子勢能不一定增加.

3.物體中所有分子做熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢能的總和叫做物體

的內(nèi)能.

五、掌握熱力學(xué)第一定律

外界對物體所做的功W加上物體從外界吸收的熱量。等于物體

內(nèi)能的增加量AU,即AU=Q+W,這叫做熱力學(xué)第一定律.在這個(gè)

表達(dá)式中，當(dāng)外界對物體做功（氣體被壓縮州寸W取正，物體克服外力

做功（氣體膨脹）時(shí)W取負(fù)；當(dāng)物體從外界吸熱時(shí)。取正，物體向外

界放熱時(shí)。取負(fù)；AU為正表示物體的內(nèi)能增加，為負(fù)表示物體

的內(nèi)能減少.

六、掌握熱力學(xué)第二定律

1.熱傳導(dǎo)的方向性：熱傳導(dǎo)的過程是有方向性的.這個(gè)過程可

以向一個(gè)方向自發(fā)地進(jìn)行（熱量會(huì)自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體）,

但是向相反的方向卻不能自發(fā)地進(jìn)行.

2.第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成：我們把沒有冷凝器，只有單一熱

源，從單一熱源吸收熱量，全部用來做功，而不引起其他變化的熱機(jī)

稱為第二類永動(dòng)機(jī).這表明機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性一

機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，但內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，而不引

起其他變化.

3.熱力學(xué)第二定律的表述：（1）不可能使熱量由低溫物體傳遞到

高溫物體，而不引起其他變化（按熱傳導(dǎo)的方向性表述）；（2）不可能從

單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化（按機(jī)械

能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性表述）；（3）第二類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的.

熱力學(xué)第二定律使人們認(rèn)識(shí)到，自然界中各種進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象

的宏觀過程都具有方向性.它揭示了有大量分子參與的宏觀過程的方

向性，使得它成為獨(dú)立于熱力學(xué)第一定律的一個(gè)重要的自然規(guī)律.

七、掌握氣體的狀態(tài)參量

1.溫度：溫度在宏觀上表示物體的冷熱程度；在微觀上是物體

分子平均動(dòng)能的標(biāo)志.

熱力學(xué)溫度是國際單位制中的基本量之一，符號(hào)是T,單位：K（開

爾文）；攝氏溫度是導(dǎo)出量，符號(hào)是3單位：℃（攝氏度）.

兩種溫度間的關(guān)系可以表示為：T=（z+273.15）K和AT=2,

要注意兩種單位制下每一度的間隔是相同的.0K是低溫的極限，它

表示所有分子都停止了熱運(yùn)動(dòng).可以無限接近，但永遠(yuǎn)不能達(dá)到.

2.體積：氣體總是充滿它所在的容器，所以氣體的體積總是等

于盛裝氣體的容器的容積.

3.壓強(qiáng)：氣體的壓強(qiáng)是由于大量氣體分子頻繁地碰撞器壁而產(chǎn)

生的.（絕不能用氣體分子間的斥力解釋）

一般情況下不考慮氣體本身的重力，所以同一容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)

處處相等.但大氣壓在宏觀上可以看成是大氣受地球吸引而產(chǎn)生的重

力引起的.

熱點(diǎn)、重點(diǎn)、難點(diǎn)

一、與阿伏加德羅常數(shù)有關(guān)的估算問題

阿伏加德羅常數(shù)是一個(gè)重要的物理量，它是聯(lián)系微觀物理量（如:

分子質(zhì)量、分子體積或直徑等）與宏觀物理量（如：摩爾質(zhì)量、摩爾體

積、密度、體積等）的橋梁，常常被用來解答一些有關(guān)分子大小、分

子間距和分子質(zhì)量等方面的估算問題.

解決這類問題的基本思路和方法是：首先要熟練掌握微觀量與宏

觀量之間的聯(lián)系，如：分子的質(zhì)量餉=#、摩爾體積丫=鳥、分子占

/VAP

的體積丫0=察、分子的個(gè)數(shù)汽=等，式中NA、m、八M、卷分

0VA/WrM

別為阿伏加德羅常數(shù)、物體的質(zhì)量、密度、摩爾質(zhì)量、物質(zhì)的量；其

次是善于從問題中找出與所要估算的微觀量有關(guān)的宏觀量.此外，還

要合理構(gòu)建體積模型，如：在估算固體和液體的分子大小時(shí)，一般采

用分子球體模型；而估算氣體分子間距（不是分子的大小）時(shí)，一般采

用立方體模型.靈活運(yùn)用上述關(guān)系式并-合理構(gòu)建體積模型是分析、解

決與阿伏加德羅常數(shù)相關(guān)問題的關(guān)鍵.

?例1假如全世界60億人同時(shí)數(shù)1g水的分子個(gè)數(shù)，每人每小

時(shí)可以數(shù)5000個(gè)，不間斷地?cái)?shù)，則完成任務(wù)所需時(shí)間最接近（阿伏加

-,

德羅常數(shù)NA取6X1023mol）［2008年高考?北京理綜卷］（）

A.10年B.1千年C.1（）萬年D.1千萬年

【解析】1g水的分子數(shù)N=±XNA=3.3X1022,則完成任務(wù)所

1O

N

需時(shí)間'=60X108X5000X365X24年=I*I8年'選項(xiàng)C正確.

［答案］c

【點(diǎn)評】此題是估算題，關(guān)鍵是求出1g水的分子數(shù)，對數(shù)學(xué)運(yùn)

算能力的要求較高.

二、擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)和分子的熱運(yùn)動(dòng)

?例2做布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，得到某個(gè)觀測記錄如圖6-9所示.圖

中記錄的是［2009年高考?北京理綜卷］()

圖6—9

A.分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的情況

B.某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的軌跡

C.某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的速度一時(shí)間圖線

D.按等時(shí)間間隔依次記錄的某個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置的連線

【解析】布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，

非分子的運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；圖中折線為每隔一定時(shí)間微粒位置的連

線，并非軌跡，B錯(cuò)誤、D正確；對于某微粒而言，在不同的時(shí)刻速

度的大小和方向都是不確定的，故無法描繪其。一,圖線，C錯(cuò)誤.

［答案］D

三、分子動(dòng)能、分子勢能及其變化、物體的內(nèi)能及其變化、能量

守恒定雇、…熱另學(xué)?定雇

?例3?居一良基的氣體，下列說法正確的是［2008年高考.全國

理綜卷H］()

A.氣體的體積是所有氣體分子的體積之和

B.氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，氣體的溫度就越高

C.氣體對器壁的壓強(qiáng)是由大量氣體分子對器壁不斷碰撞而產(chǎn)生

的

D.當(dāng)氣體膨脹時(shí)，氣體分子之間的勢能減小，因而氣體的內(nèi)能

減少

【解析】氣體分子間的距離遠(yuǎn)大于分子大小，所以氣體的體積遠(yuǎn)

大于所有氣體分子的體積之和，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；溫度是物體分子平均動(dòng)

能的標(biāo)志，是表示分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度的物理量，B選項(xiàng)正確；氣體

壓強(qiáng)的微觀解釋是大量氣體分子頻繁撞擊產(chǎn)生的，C選項(xiàng)正確；氣體

膨脹，說明氣體對外做功，但不能確定吸、放熱情況，故不能確定內(nèi)

能變化情況，D選項(xiàng)錯(cuò)誤.

［答案］BC

【點(diǎn)評】在每年各地的高考題中，一般都會(huì)出現(xiàn)一道關(guān)于熱學(xué)的

題目，而且常綜合考查本單元的較多的基本原理.

四、氣體的壓強(qiáng)

女檄加席族君氣體的壓強(qiáng)與氣體分子的平均動(dòng)能和氣體分子的

密集程度（單位體積內(nèi)的分子數(shù)）有關(guān).氣體分子的平均動(dòng)能越大，分

子撞擊器壁時(shí)對器壁產(chǎn)生的作用力越大，氣體的壓強(qiáng)就越大；氣體分

子越密集（單位體積內(nèi)的分子數(shù)越多），每秒撞擊器壁單位面積的分子

數(shù)越多，氣體的壓強(qiáng)就越大.從宏觀角度看，氣體的壓強(qiáng)跟溫度和體

積有關(guān).

?例4下列說法正確的是［2009年高考?全國理綜卷I］（）

A.氣體對器壁的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上

的平均作用力

B.氣體對器壁的壓強(qiáng)就是大量氣體分子單位時(shí)間作用在器壁上

的平均沖量

C.氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能減小，氣體的壓強(qiáng)一定減小

D.單位體積的氣體分子數(shù)增加，氣體的壓強(qiáng)一定增大

【解析】根據(jù)壓強(qiáng)的定義，氣體的壓強(qiáng)等于氣體分子作用在器壁

單位面積上的平均沖力，等于單位面積上單位時(shí)間受到的平均沖量，

故A正確、B錯(cuò)誤.氣體的壓強(qiáng)與溫度和體積有關(guān)，當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)的

平均動(dòng)能增大時(shí)，若分子密度變大，氣體的壓強(qiáng)也有可能增大；當(dāng)分

子密度增大時(shí)，若分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能減小，氣體的壓強(qiáng)也可能減

小，故C、D錯(cuò)誤.

［答案］A

（三）原子物理

知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

＞盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)模型——＞核式結(jié)構(gòu)＜——a粒子散射實(shí)驗(yàn)

原

子

結(jié)玻爾原了?理論能級(jí)結(jié)構(gòu)躍遷:hv=AE

構(gòu)

》氯原子的電子云

近「Ha衰變，B衰變修

代a射線，B射線?射線

物―＞天然放射現(xiàn)象一衰變一

理口規(guī)律:半衰期

初

步

盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子：I；N+；HC8+；H

?原子核的人工轉(zhuǎn)變一

查德威克發(fā)現(xiàn)中子::Be+lHeT?乳+/

原

」子

核

原子核的組成:質(zhì)子（舊）和中子伽）一同位索:利用射線、示蹤原子

》核能一＞質(zhì)量虧損質(zhì)能方程:E=mc2,A￡=A/TIC2

核能的釋放

考點(diǎn)預(yù)測

近代物理部分相對獨(dú)立，主干知識(shí)是原子的量子化結(jié)構(gòu)和核能,

復(fù)習(xí)時(shí)要圍繞玻爾理論、衰變規(guī)律和愛因斯坦質(zhì)能方程等重點(diǎn)知識(shí)進(jìn)

行.模塊內(nèi)的綜合主要是近代物理知識(shí)與動(dòng)量守恒定律的綜合.利用

碰撞探究微觀粒子的規(guī)律是高能物理常用的研究手段，如a粒子散射

實(shí)驗(yàn).a粒子與氮、鍍、鋁的碰撞分別發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子、中子和放射性同

位素，加速器、對撞機(jī)等都是研究核物理的常用工具.

近年近代物理試題中出現(xiàn)不少中學(xué)教材中沒有的新知識(shí)背景，如

“超重元素”、“雙電荷交換反應(yīng)”、俄歇效應(yīng)、原子內(nèi)層空位產(chǎn)生

的內(nèi)轉(zhuǎn)換機(jī)制、口氫原子等.在訓(xùn)練學(xué)生讀題時(shí)，要引導(dǎo)他們盡力將

新情境中的問題與己學(xué)過的知識(shí)聯(lián)系起來，在學(xué)習(xí)心理學(xué)中，就是

“圖式”的“同化”與“順應(yīng)”的過程，這類問題其實(shí)是“新瓶裝I日

酒”，還是考查課本上的知識(shí)點(diǎn)，只是對學(xué)生的能力要求提高了，要

真正理解才能變通.

“聯(lián)系實(shí)際，聯(lián)系生活，聯(lián)系高科技”已成為高考命題的趨勢,

考查內(nèi)容體現(xiàn)時(shí)代氣息，用新名詞包裝的試題增加.試題越來越重視

知識(shí)的聯(lián)系，體現(xiàn)學(xué)科的綜合性.

要點(diǎn)歸納

一、原子的核式結(jié)構(gòu)

盧瑟福根據(jù)a粒子散射實(shí)驗(yàn)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推斷出了原子的

核式結(jié)構(gòu).a粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是：①絕大多數(shù)a粒子穿過金箔后

基本上仍沿原來的方向前進(jìn)；②極少數(shù)a粒子則發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)甚

至返回.注意，核式結(jié)構(gòu)并沒有指出原子核的組成.

二、波爾原子模型

玻爾理論的主要內(nèi)容：

1.“定態(tài)假設(shè)”：原子只能處于一系列丕連續(xù)的能量狀態(tài)中，

在這些狀態(tài)中，電子雖做變速運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射電磁波，這樣的

相對穩(wěn)定的狀態(tài)稱為定態(tài).

定態(tài)假設(shè)實(shí)際上只是給經(jīng)典的電磁理論限制了適用范圍：原子中

的電子繞核轉(zhuǎn)動(dòng)處于定態(tài)時(shí)不受該理論的制約.

2.“躍遷假設(shè)”：電子繞核轉(zhuǎn)動(dòng)處于定態(tài)時(shí)丕輻射電磁波，但

電子在兩個(gè)不同定態(tài)間發(fā)生躍遷時(shí)，卻要輻射（吸收）電磁波（光子），

其頻率由兩個(gè)定態(tài)的能量差值決定hv=En-En.

3.“能量量子化假設(shè)”和“軌道量子化假設(shè)”：由于能量狀態(tài)

的不連續(xù)，因此電子繞核轉(zhuǎn)動(dòng)的軌道半徑也不能任意取值.

三、原子核的衰變及三種射線的性質(zhì)

l.jx衰變與。衰變方程

（X衰變：:Xf/Y+；He

。衰變：-f4Y+

2.a和P衰變次數(shù)的確定方法

先由質(zhì)量數(shù)確定a衰變的次數(shù)，再由核電荷數(shù)守恒確定p衰變的

次數(shù).

3.半衰期（7）：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間.

4.特征：只由核本身的因素所決定，而與原子所處的物理狀態(tài)

或化學(xué)狀態(tài)無關(guān).

5.規(guī)律：N=No（苛.

6.三種射線

射線a射線0射線Y射線

物質(zhì)微氧核2He電子梟光子y

粒

帶電情

帶正電（2e）帶負(fù)電（一6）不帶電

況

約為上

速度接近CC

貫穿本小（空氣中飛行幾中（穿透幾毫米厚大（穿透幾厘米厚

領(lǐng)厘米）的鋁板）的鉛板）

電離作

強(qiáng)次弱

用

四、核能

1.愛因斯坦質(zhì)能方程：E=mc1.

2.核能的計(jì)算

（1）若△加以千克為單位，貝！

A￡=A/nc2.

（2）若△加以原子的質(zhì)量單位u為單位，則：

AE=AmX931.5MeV.

3.核能的獲取途徑

（1）重核裂變：例如au+7f嚕Xe+；；Sr+10：n

（2）輕核聚變：例如：H+：Hf；He+電

聚變的條件：物質(zhì)應(yīng)達(dá)到超高溫（幾舌萬度以上）狀態(tài)，故聚變反

應(yīng)亦稱熱核反應(yīng).

熱點(diǎn)、重點(diǎn)、難點(diǎn)

一、玻爾模型能級(jí)概念

?例1氫原子的能級(jí)如圖6-10所示，已知可見光的光子能量

范圍約為1.62eV?3.11eV,下列說法錯(cuò)?誤?的是（）

nE/eV

80

4------------------0.85

3------------------1.51

2------------------3.4

1--------------------13.6

圖6—10

A.處于〃=3能級(jí)的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并發(fā)

生電離

B.大量氫原子從高能級(jí)向〃=3能級(jí)躍遷時(shí)，發(fā)出的光具有顯

著的熱效應(yīng)

C.大量處于〃=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可能發(fā)出6

種不同頻率的光

D.大量處于〃=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可能發(fā)出3

種不同頻率的可見光

【解析】處于〃=3能級(jí)的氫原子吸收光子而發(fā)生電離的最小能

量是1.51eV,又因紫外線的頻率大于可見光的頻率，所以紫外線的

光子能量E23.lleV,故A正確.

由能級(jí)躍遷理論知，氫原子由高能級(jí)向〃=3能級(jí)躍遷時(shí)，發(fā)出

光子的能量EW1.51eV,所以發(fā)出光子能量小于可見光的光子能

量.由七=如知，發(fā)出光子頻率小于可見光的光子頻率，發(fā)出光子為

紅外線，具有較強(qiáng)的熱效應(yīng)，故B正確.

由能級(jí)躍遷理論知，〃=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，最多

可發(fā)出6種頻率的光子，故C正確.

由能級(jí)躍遷理論知，大量處于〃=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷

時(shí)，發(fā)出光子的能量分別為：0.66eV(4->3),2.55eV(4-2),12.75

eV(4->l),1.89eV(3f2),12.09eV(3->l),10.2eV(2-1),所以只有3f2

和4-2躍遷時(shí)發(fā)出的2種頻率的光子屬于可見光，故D錯(cuò)誤.

［答案］D

【點(diǎn)評】①原子由定態(tài)〃(〃22)向低能級(jí)躍遷時(shí)可能輻射的光子

頻率的種類為里聲.

②原子躍遷時(shí)，所吸收或釋放的光子能量只能等于兩能級(jí)之間的

能量差.

③原子電離時(shí)，所吸收的能量可以大于或等于某一能級(jí)能量的絕

對值.

④計(jì)算時(shí)應(yīng)注意：因一般取8遠(yuǎn)處為零電勢參考面，故各能級(jí)

的能量值均為負(fù)值；能量單位leV=1.6X10-19J.

二、考查衰變、裂變、聚變以及人工轉(zhuǎn)變概念

?例2現(xiàn)有三個(gè)核反應(yīng)：

①％Naf：；Mg+;②％U+：n'^Ba+募Kr+;③:H+

:Hf；He+.

完成上述核反應(yīng)方程，并判斷下列說法正確的是()

A.①是裂變，②是B衰變，③是聚變

B.①是聚變，②是裂變，③是B衰變

C.①是0衰變，②是裂變，③是聚變

D.①是B衰變，②是聚變，③是裂變

［答案］①為②3)③)C

【點(diǎn)評】①原子核自發(fā)地放出某種粒子成為新的原子核，叫做衰

變；原子序數(shù)較大的重核分裂成原子序數(shù)較小的原子核，叫做重核裂

變；原子序數(shù)很小的原子核聚合成原子序數(shù)較大的原子核，叫做輕核

聚變.

②所有核反應(yīng)都遵循質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒的規(guī)律，情況復(fù)雜時(shí)可

列方程組求解.

三、核能和質(zhì)量虧損

?椀3窠M孽家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的

兩個(gè)核反應(yīng)方程為

；H+［Cf號(hào)N+Q；H+*f乳+X+Q

方程中Q、Q表示釋放的能量，相關(guān)的原子核質(zhì)量見下表:

原子

：H2He:He黑"N

核

1.0073.0164.00212.00013.00515.000

質(zhì)量/u

806071

下列判斷正確的是［2009年高考?重慶理綜卷］（）

A.X是：He,Q1>Q\

B.X是：He,Q2>Q\

C.X是;He,Q<Q

D.X是；He,Q1<Q\

【解析】‘核反應(yīng)方程：：H+黑一*中的質(zhì)量虧損為：

△陽=1.0078u+12.0000U-13.0057u=0.0021u

根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒可知：

；H+*f］c+；He

其質(zhì)量虧損為:Am2=1.0078u+15.0001u-12.0000u-4.0026u

=0.0053u

根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程得：2i=Awe2,Q=△儂/

故QVQ.

［答案］B

【點(diǎn)評】要注意u為質(zhì)量單位，并不是能量單位，其中1u=

1.6606><10-27kg/uc2=931.5MeV.

四、近代物理中的前沿科技問題

近幾年來，高考試題中STS（科學(xué)?技術(shù)?社會(huì)澗題（如反物質(zhì)、中

微子、介子、夸克、弗蘭克―赫茲實(shí)驗(yàn)等）占有較大的比例，出現(xiàn)了

以科技前沿為背景的信息題.解決這類試題的關(guān)鍵在于：認(rèn)真閱讀題

目、理解題意，捕獲有效信息、刪除干擾信息；仔細(xì)分析問題所描述

的物理狀態(tài)或物理過程，并從中建立起相應(yīng)的物理模型；最后運(yùn)用相

關(guān)的物理規(guī)律求解.

?例4K一介子的衰變方程為ICf兀一+兀。，其中IC介子和兀一

介子所帶電荷量為元電荷e,兀。介子不帶電.如圖6—11所示，兩勻

強(qiáng)磁場方向相同，以虛線MN為理想邊界，磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為辦、

外.今有一個(gè)K一介子沿垂直于磁場的方向射入勻強(qiáng)磁場⑤中，其軌

跡為圓弧AP,P在MN上,KT在P點(diǎn)時(shí)的速度為c,方向與垂

直.在P點(diǎn)該介子發(fā)生了上述衰變，衰變后產(chǎn)生的兀一介子沿速度。

的反方向射出，其運(yùn)動(dòng)軌跡如“心”形圖線所示.則以下說法正確的

是（）

圖6~11

A.冗一介子的運(yùn)行軌跡為尸ENCMOP

B.兀一介子運(yùn)行一周回到P用的時(shí)間丁二鐺

C.81=4&

D.兀。介子做勻速直線運(yùn)動(dòng)

【解析】由題意可知，IC介子衰變?yōu)樨！樽雍拓?。介子后，兀一?/p>

子沿速度。的反方向射出，而兀一介子帶負(fù)電，根據(jù)左手定則可以判

斷，兀一介子的運(yùn)行軌跡為P0MCNEP,則選項(xiàng)A錯(cuò)誤；設(shè)兀一介子在

左右兩側(cè)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑分別為R和&,運(yùn)動(dòng)周期分

別為Ti和72,由圖可知：宗=］,又Ri=笠~、區(qū)2=蒜~,則81=252,

A22et）\CD2

即選項(xiàng)C錯(cuò)誤；而5=黑，/=貧，則九一介子運(yùn)行一周回到P所

CD2

用的時(shí)間T=y+y+y=5+與=贄，即選項(xiàng)B正確；兀。介子由

zzzzet）2

于不帶電而不受洛倫茲力作用，它將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即選項(xiàng)D正

確.綜上所述，選項(xiàng)B、D正確.

［答案］BD

【點(diǎn)評】本題涉及勻速圓周運(yùn)動(dòng)、線速度、角速度、周期、向心

力、洛倫茲力、左手定則、牛頓第二定律等知識(shí)點(diǎn)，考查學(xué)生對上述

知識(shí)的理解和掌握程度，以及分析、推理的能力和信息處理的能力.解

決本題的關(guān)鍵在于：先利用左手定則判斷兀一介子的運(yùn)行軌跡，再運(yùn)

用洛倫茲力、牛頓第二定律等知識(shí)分析求解.

★同類拓展2006年3月24日，由中國自行研究、設(shè)計(jì)的世界

上第一個(gè)全超導(dǎo)非圓截面托卡馬克EAST核聚變實(shí)驗(yàn)裝置（又稱“人

造太陽”），如圖6—12所示，已成功完成首次工作調(diào)試.由于它和

太陽產(chǎn)生能量的原理相同，都是熱核聚變反應(yīng)，所以被外界稱為“人

造太陽”.“人造太陽”的原理就是在這臺(tái)裝置的真空室內(nèi)加入少量

氫的同位素笊和晁，使其在一定條件下發(fā)生聚變反應(yīng)，反應(yīng)過程中會(huì)

產(chǎn)生巨大的能量.核聚變的主要原料是笊和筑，在海水中含量極其豐

富.則下列說法中錯(cuò)?誤?的是（）

以超導(dǎo)托卡馬克聚變堆為基礎(chǔ)的未來聚變能電站

圖6—12

A.“人造太陽”的核反應(yīng)方程是;H+：Hf

B.“人造太陽”的核反應(yīng)方程是2氯j+》f：：Ba+作r+3；n

C.“人造太陽”釋放的能量大小的計(jì)算公式是

D.與這種熱核聚變比較，核裂變反應(yīng)堆產(chǎn)生的廢物具有放射性

【解析】“人造太陽”中的核反應(yīng)為輕核的聚變，故A正確、B

錯(cuò)誤.核反應(yīng)釋放的能量都遵循質(zhì)能方程C正確.聚變

方程產(chǎn)生的;He不具有放射性，而裂變反應(yīng)產(chǎn)生的廢物會(huì)衰變放出a

或p射線，D正確.

［答案］B

經(jīng)典考題

本專題中的四部分內(nèi)容在高考中一般都會(huì)以選擇題出現(xiàn)，只是往

往難度較低，題型相對單調(diào)，復(fù)習(xí)備考時(shí)應(yīng)重基礎(chǔ)，重在近年考題中

總結(jié)命題的規(guī)律.

1.類比是一種有效的學(xué)習(xí)方法，通過歸類和比較，有助于掌握

新知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效率.在類比過程中，既要找出共同之處，又要抓

住不同之處.某同學(xué)對機(jī)械波和電磁波進(jìn)行類比，總結(jié)出下列內(nèi)容,

其中不氐睡的是［2009年高考.北京理綜卷］（）

A.機(jī)械波的頻率、波長和波速三者滿足的關(guān)系，對電磁波也適

用

B.機(jī)械波和電磁波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象

C.機(jī)械波的傳播依賴于介質(zhì)，而電磁波可以在真空中傳播

D.機(jī)械波既有橫波又有縱波，而電磁波只有縱波

【解析】波長、波速、頻率的關(guān)系對任何波都是成立的，對電磁

波當(dāng)然成立，故A正確.干涉和衍射是波的特性，機(jī)械波、電磁波

都是波，這些特性都具有，故B正確.機(jī)械波是機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中

傳播形成的，所以機(jī)械波的傳播需要介質(zhì)；電磁波是交替變化的電場

和磁場由近及遠(yuǎn)地傳播形成的，所以電磁波的傳播不需要介質(zhì)，故C

正確.機(jī)械波既有橫波又有縱波，但是電磁波只能是橫波，其證據(jù)就

是電磁波能夠發(fā)生偏振現(xiàn)象，而偏振現(xiàn)象是橫波才有的，D錯(cuò)誤.故

正確答案應(yīng)為D.

［答案］D

2.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的;He(氮3).它是一種高效、

清潔、安全的核聚變?nèi)剂?，其參與的一種核聚變反應(yīng)的方程式為;He+

；He-2；H+；He.關(guān)于;He聚變，下列表述正確的是［2009年高考?廣東

物理卷］()

A.聚變反應(yīng)不會(huì)釋放能量

B.聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核

C.聚變反應(yīng)沒有質(zhì)量虧損

D.目前核電站都采用洱c聚變反應(yīng)發(fā)電

【解析】聚變反應(yīng)時(shí)將質(zhì)量較小的輕核聚變成質(zhì)量較大的核，聚

變過程會(huì)有質(zhì)量虧損，會(huì)放出大量的能量.但目前核電站都采用鈾核

的裂變反應(yīng).因此B正確.

［答案］B

【點(diǎn)評】同質(zhì)量的核燃料聚變反應(yīng)放出的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過裂變反應(yīng),

而且聚變反應(yīng)的產(chǎn)物往往無放射性.但由于聚變反應(yīng)需要幾百萬攝氏

度以上的高溫以及難以控制反應(yīng)速度，故目前還沒能用于發(fā)電.

3.密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁，此過程中瓶內(nèi)空氣(不

計(jì)分子勢能)［2009年高考?重慶理綜卷］()

A.內(nèi)能增大，放出熱量

B.內(nèi)能減小，吸收熱量

C.內(nèi)能增大，對外界做功

D.內(nèi)能減小，外界對其做功

【解析】不計(jì)分子勢能，空氣的內(nèi)能由溫度決定，內(nèi)能隨溫度降

低而減小，A、C均錯(cuò)誤；薄塑料瓶因降溫而變扁，此時(shí)瓶內(nèi)空氣的

體積減小，外界壓縮空氣做功，D正確；空氣的內(nèi)能減小、外界對空

氣做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知空氣向外界放熱，B錯(cuò)誤.

［答案］D

【點(diǎn)評】本類題型在高考對熱學(xué)的考查中最常見.

4.氫原子能級(jí)的示意圖如圖所示，大量氫原子從〃=4的能級(jí)向

"=2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出可見光a,從〃=3的能級(jí)向〃=2的能級(jí)

躍遷時(shí)輻射出可見光乩則［2009年高考?四川理綜卷］()

nE^/eV

2---------------------3.4

1-13.6

A.氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)可能會(huì)輻射出y射線

B.氫原子從〃=4的能級(jí)向〃=3的能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)輻射出紫外線

C.在水中傳播時(shí)，〃光較b光的速度小

D.氫原子在n=2的能級(jí)時(shí)可吸收任意頻率的光而發(fā)生電離

【解析】y射線的產(chǎn)生機(jī)理是原子核受激發(fā)，是原子核變化才產(chǎn)

生的，A錯(cuò)誤；根據(jù)躍遷規(guī)律可知高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射光子的

能量等于這兩個(gè)能級(jí)差，從〃=4的能級(jí)向〃=3的能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)輻射

出的光子能量小于。光子的能量，不可能為紫外線，B錯(cuò)誤；根據(jù)躍

遷規(guī)律可知從〃=4的能級(jí)向〃=2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射光子的能量大于

從〃=3的能級(jí)向〃=2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射光子的能量，則可見光a的

光子能量大于b的，又根據(jù)光子能量E=hv可得a光子的頻率大于b

的，則。的折射率大于b的，又。=與可得在水中傳播時(shí)，a光較b

光的速度小，C正確；欲使在〃=2的能級(jí)處的氫原子發(fā)生電離，則

吸收的能量一定不小于3.4eV,D錯(cuò)誤.

［答案］C

5.一列簡諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖如圖甲所示，圖中P、Q

兩質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為x=1.5m和x=4.5m.P點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙

所示.

在下列四幅圖中，。點(diǎn)的振動(dòng)圖象可能是［2009年高考?全國理綜

卷口()

【解析】本題考查波的傳播.該波的波長為4m,P、Q兩質(zhì)點(diǎn)

間的距離為3m.若波沿x軸正方向傳播，當(dāng)P在平衡位置向上振動(dòng)

時(shí)，Q點(diǎn)此時(shí)應(yīng)處于波峰，B正確；若波沿工軸負(fù)方向傳播，尸點(diǎn)處

于向上振動(dòng)時(shí)，。點(diǎn)應(yīng)處于波谷，C正確.

［答案］BC

【點(diǎn)評】高考對波的圖象考查時(shí)要求較高，難度大，需要準(zhǔn)確作

圖以幫助分析各點(diǎn)的振動(dòng)情況.

6.在桌面上有一倒立的玻璃圓錐，其頂點(diǎn)恰好與桌面接觸，圓

錐的軸(圖甲中虛線)與桌面垂直，過軸線的截面為等邊三角形，如圖

甲所示.有一半徑為〃的圓柱形的平行光束垂直入射到圓錐的底面上,

光束的中心軸與圓錐的軸重合.已知玻璃的折射率為1.5,則光束在

桌面上形成的光斑半徑為［2007年高考?全國理綜卷I］()

A.rB.1.5rC.2rD.2.5r

17

【解析】光從玻璃射向空氣的臨界角8=arcsin-=arcsiny而

入射角i>。，將發(fā)生全反射，光路圖如圖乙所示.日幾何關(guān)系得03

=r-tan600<ot30°—r=2r.

［答案］C

能力演練

一、選擇題（10X4分）

L目前，在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝飾材料，

這些巖石都不同程度地含有放射性元素.下列有關(guān)放射性知識(shí)的說法

中，正確的是（）

A.衰變成^Pb要經(jīng)過6次p衰變和8次a衰變

B.氫的半衰期為3.8天，若有4個(gè)氯原子核，則經(jīng)過3.8天后

就一定只剩下2個(gè)氫原子核

C.放射性元素發(fā)生。