2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題沖刺專題復(fù)習(xí)篇十鴨部分練習(xí)含解析

1、高考物理總復(fù)習(xí)選考部分要點提煉1.熱學(xué)基本概念和規(guī)律(1)分子動理論與內(nèi)能分子動理論a.物體是由大量分子組成的：油膜法測分子直徑d=V。Sb.分子的熱運動：分子永不停息的無規(guī)則運動。證據(jù)：擴散現(xiàn)象、布朗運動。c.分子間存在相互作用力，如圖 1所示。溫度和溫標a.熱平衡定律：如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間 也必定處于熱平衡。一切達到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度。b.攝氏溫度t與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系：T= t +273.15 K內(nèi)能a.分子動能溫度是分子熱運動平均動能的標志。b.分子勢能：如圖2所示-12 -c.內(nèi)能：是對于物體而言。物體中所有分子的熱運動動能與分子勢

2、能的總和，叫做物體 的內(nèi)能。（2）氣體狀態(tài)方程玻意耳定律（等溫）：piV = p2V。查理定律（等容）：，宇。Tl T2_一 VV2蓋一呂薩克定律（等壓）：干=不T 1 T2理想氣體狀態(tài)方程:PlVp2V（3）固體、液體、液晶固體a.晶體形狀規(guī)則，有固定熔點。單晶體：各向異性的性質(zhì)；多晶體：各向同性。有的物質(zhì)在不同條件下能夠生成不同的晶體。那是因為組成它們的微粒能夠按照不同規(guī) 則在空間分布。例如均由碳原子組成的石墨和金剛石。b.非晶體無確定幾何形狀，物理性質(zhì)各向同性，無固定熔點。同種物質(zhì)也可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)。物質(zhì)是晶體還是非晶體，并不是 絕對的，是能夠相互轉(zhuǎn)化的，例如天然水晶

3、和石英玻璃。液體a.表面張力：使液體表面積收縮到最小。b.浸潤和不浸潤：是分子力作用的表現(xiàn)。一種液體是否浸潤某種固體，與這兩種物質(zhì)的性質(zhì)都有關(guān)系。如圖 3所示。水可以浸潤玻璃，但水不能浸潤蜂蠟和石蠟；水銀不浸潤玻璃，但水銀浸潤鉛。c.毛細現(xiàn)象：浸潤液體在細管中上升的現(xiàn)象，以及不浸潤液體在細管中下降的現(xiàn)象。d.液晶：具有液體的流動性；具有晶體的光學(xué)各向異性。e.飽和汽與飽和氣壓飽和汽：與液體處于動態(tài)平衡的蒸汽。飽和氣壓：在一定溫度下，飽和汽的壓強。隨溫度而變。絕對濕度：用空氣中所含水蒸氣的壓強pi來表示。相對濕度：空氣中水蒸氣的壓強與同一溫度時水的飽和氣壓的比值。、水蒸氣的實際壓強相對濕度=同溫

4、度水的飽和汽壓(4)熱力學(xué)定律熱力學(xué)第一定律：A U= Q+ WW熱力學(xué)第二定律a.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。b.不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來對外做功，而不引起其他變化。2.氣體壓強的幾種求法(1)參考液片法：選取假想的液體薄片(自身重力不計)為研究對象，分析液片兩側(cè)受力情 況，建立平衡方程，消去面積，得到液片兩側(cè)壓強相等方程，求得氣體的壓強。(2)力平衡法：選與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對象進行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得氣體的壓強。(3)等壓面法：在連通器中，同一種液體(中間不間斷)同一深度處壓強相等。(4)牛頓第二定律法：求

5、解加速運動系統(tǒng)中封閉氣體壓強，通常選與氣體接觸的液柱或活塞為研究對象，進行受力分析，利用牛頓第二定律列方程求解。3 .機械振動與機械波的有關(guān)公式(1)簡諧運動的方程 x = Acos(t + 6 )。(2)單擺周期公式T= 271yg。(3)波長、波速和周期(或頻率)的關(guān)系式X =vT= J。4 .光的折射和全反射的有關(guān)公式n=sn_F( e 1、e 2分別為空氣到介質(zhì)時的入射角和折射角)。sin 0 2c (2) n = v(c、v分別為光在真空、介質(zhì)中的速度 )。一一，1臨界角公式：sin 8-。n5 .折射率與頻率(或波長)的關(guān)系：在同一介質(zhì)中，不同頻率的光對應(yīng)的折射率不同，頻 率越高，

6、波長越短，對應(yīng)的折射率越大。6 .光的雙縫干涉間距：A x=L入。d高考考向1氣體實驗定律的應(yīng)用命題角度1汽缸活塞類問題例1 (2019 全國卷I )熱等靜壓設(shè)備廣泛應(yīng)用于材料加工中。該設(shè)備工作時，先在室 溫下把惰性氣體用壓縮機壓入到一個預(yù)抽真空的爐腔中，然后爐腔升溫，利用高溫高氣壓環(huán) 境對放入爐腔中的材料加工處理，改善其性能。一臺熱等靜壓設(shè)備的爐腔中某次放入固體材 料后剩余的容積為0.13 m3,爐腔抽真空后，在室溫下用壓縮機將 10瓶僦氣壓入到爐腔中。已知每瓶僦氣的容積為3.2 X 10 2 m3,使用前瓶中氣體壓強為 1.5 X 107 Pa ,使用后瓶中剩余氣體壓強為2.0X106 P

7、a；室溫溫度為27 C。僦氣可視為理想氣體。(1)求壓入僦氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強；(2)將壓入僦氣后的爐腔加熱到1227 C,求此時爐腔中氣體的壓強。解析 (1)設(shè)初始時每瓶氣體的體積為V),壓強為p0;使用后氣瓶中剩余氣體的壓強為P1O假設(shè)體積為 V)、壓強為P0的氣體壓強變?yōu)镻1時，其體積膨脹為 V1O由玻意耳定律P0V0= P1V1 被壓入進爐腔的氣體在室溫和P1條件下的體積為M = V-W設(shè)10瓶氣體壓入完成后爐腔中氣體的壓強為P2,體積為V。由玻意耳定律P2V2= 10P1V1聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得P2=3.2 X107 Pa(2)設(shè)加熱前爐腔的溫度為T0,加熱后爐腔溫度為 丁

8、，氣體壓強為P3,由查理定律P3P2aT1=元聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得p3=1.6 X108 Pa答案 (1)3.2 X10 7 Pa (2)1.6 X 108 Pa(1)氣體問題中汽缸活塞類模型的處理思路弄清題意，確定研究對象。一般地說，研究對象分為兩類：一類是熱學(xué)研究對象 (一定 質(zhì)量的理想氣體)；另一類是力學(xué)研究對象 (汽缸、活塞等)。對熱學(xué)研究對象分析清楚初、末狀態(tài)及狀態(tài)變化過程,pV , 一， ，一一，一 ;恒量，列出式子；對力學(xué)研究對象要正確地進行分析清楚題目所述的物理過程。依據(jù)氣體實驗定律或理想氣體狀態(tài)方程 受力分析，依據(jù)力學(xué)規(guī)律列出方程。注意挖掘題目中的隱含條件，如幾何關(guān)系等，列

9、出輔助方程。多個方程聯(lián)立求解。對求解的結(jié)果注意檢驗它們的合理性。(2)在“充氣、抽氣”模型中可以假設(shè)把充進或抽出的氣體包含在氣體變化的始末狀態(tài) 中，即用等效法把變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為恒定質(zhì)量的問題。充氣中的變質(zhì)量問題設(shè)想將充進容器內(nèi)的氣體用一個無形的彈性口袋收集起來，那么當我們?nèi)∪萜骱涂诖鼉?nèi) 的全部氣體作為研究對象時，這些氣體狀態(tài)不管怎樣變化，其質(zhì)量總是不變的。這樣，就將 變質(zhì)量的問題轉(zhuǎn)化成質(zhì)量一定的問題了。抽氣中的變質(zhì)量問題用抽氣筒對容器抽氣的過程中，對每一次抽氣而言，氣體質(zhì)量發(fā)生變化，其解決方法和 充氣問題類似，取剩余氣體和抽出的氣體作為研究對象，這些氣體不管怎樣變化，其質(zhì)量總 是不變的。備課記

10、錄： 7 . (2019 全國卷H )如圖，一容器由橫截面積分別為2s和S的兩個汽缸連通而成，容器平放在水平地面上，汽缸內(nèi)壁光滑。整個容器被通過剛性桿連接的兩活塞分隔成三部分，分別充有氫氣、空氣和氮氣。平衡時，氮氣的壓強和體積分別為p(o和V0,氫氣的體積為 2M,空氣的壓強為p。現(xiàn)緩慢地將中部的空氣全部抽出，抽氣過程中氫氣和氮氣的溫度保持不變， 活塞沒有到達兩汽缸的連接處，求(1)抽氣前氫氣的壓強；(2)抽氣后氫氣的壓強和體積。1114 p(o+ p Vo答案 2(po+p) 2P-4P2po+p解析(1)設(shè)抽氣前氫氣的壓強為p10,根據(jù)力的平衡條件得p10 2 s+ p - s= p -

11、2S+ po - SD8 1得 p1o=2(po+p)(2)設(shè)抽氣后氫氣的壓強和體積分別為p1和V1,氮氣的壓強和體積分別為p2和V。根據(jù)力的平衡條件有p2 , S= pi 2 SD由玻意耳定律得piVi = pio , 2 Mp2%= poVo 由于兩活塞用剛性桿連接，故V 2V0=2(V0V2)聯(lián)立式解得pi=2po+1ppo pV)2po+ p命題角度2液柱類問題例2 (2019 全國卷出)如圖，一粗細均勻的細管開口向上豎直放置，管內(nèi)有一段高度為2.0 cm的水銀柱，水銀柱下密封了一定量的理想氣體，水銀柱上表面到管口的距離為2.0 cm5若將細管倒置，水銀柱下表面恰好位于管口處，且無水銀

12、滴落，管內(nèi)氣體溫度與環(huán)境溫度相同。已知大氣壓強為 76 cmHg,環(huán)境溫度為 296 K。(1)求細管的長度；(2)若在倒置前，緩慢加熱管內(nèi)被密封的氣體， 直到水銀柱的上表面恰好與管口平齊為止， 求此時密封氣體的溫度。解析(1)設(shè)細管的長度為 L,橫截面的面積為 S,水銀柱高度為 h；初始時，設(shè)水銀柱 上表面到管口的距離為 hi,被密封氣體的體積為 V,壓弓雖為p；細管倒置時，被密封氣體的體 積為Vi,壓強為pio由玻意耳定律有pV= piV 由力的平衡條件有pS= poS+ P ghS2)piS+ p ghS= poSD式中，P、g分別為水銀的密度和重力加速度的大小，po為大氣壓強。由題意有

13、V= S(Lhlh)Vi=S(L- h)由式和題給數(shù)據(jù)得L= 41 cm 一，、一 一 ，V(2)設(shè)氣體被加熱前后的溫度分別為T0和T,由蓋一呂薩克定律有 手=亍Io I由式和題給數(shù)據(jù)得T= 312 Ko答案(1)41 cm (2)312 K氣體實驗定律與熱力學(xué)定律問題的處理思路備課記錄： 2. (2019 河南省八市三模)如圖所示，粗細均勻的 U形管中，封閉了兩段水銀柱和兩部 分空氣柱，水銀柱 A的長度hi = 25 cm,位于左側(cè)封閉端的頂部。水銀柱 B與A之間的空氣柱 長度Li=12.5 cm,右側(cè)被活塞 C封閉的空氣柱長度 匕=12.5 cm,已知玻璃管周圍環(huán)境溫度t=27 C時，右側(cè)

14、封閉空氣柱的壓強恰為p0=75 cmHg,水銀柱B左右兩部分液面的高度差h2=45 cm。保持環(huán)境溫度t=27 C不變，緩慢拉動活塞 C,求：(1)當水銀柱A恰好對U形管的頂部沒有壓力時，右側(cè)封閉氣體的壓強為多少?(2)當U形管內(nèi)B部分的水銀面相平時，活塞C共向上移動多少？答案 (1)65 cmHg (2)47.5 cm解析(1)左側(cè)氣體做等溫變化，有：piSL = pi' SL'pi= p。一 p gh2= 30 cmHg, pi' = 25 cmHg解得：Li ' = I5 cm故水銀柱B左右兩部分液面的高度差變?yōu)楦呖嘉锢砜倧?fù)習(xí)h2 = h2 2( Li -

15、 Li) = 40 cm右側(cè)氣體壓強為p2' = pi' + p gh2' =65 cmHg。 -h2 .一 h29 2) B部分的水銀面相平時，左側(cè)披面下降,右側(cè)披面上升-水銀柱A下降，左側(cè)氣體壓強仍為pi' =25 cmHg此時左右兩側(cè)氣體壓強相等，即右側(cè)氣體壓強p = 25 cmHg右側(cè)氣柱做等溫變化，有：poSL2=p SL解得：1_2 =37.5 cm；一-，h2則活塞上升的圖度 h= L2 - L2 + - = 47.5 cm。高考考向2氣體實驗定律與圖象、熱力學(xué)第一定律綜合應(yīng)用例3 (2019 全國卷H )如p-V圖所示，1、2、3三個點代表某容器

16、中一定量理想氣體的三個不同狀態(tài)，對應(yīng)的溫度分別是Ti、F、T30用N、Nb> N分別表示這三個狀態(tài)下氣體分子在單位時間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的平均次數(shù)，則N N2, Ti T3,N2 No (填“大于” “小于”或“等于”)4 pi' Vi'p2 V' 6' M' 解析根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有y=y，可知Ti>T2, 丁2<丁3, Ti=IiI 2|3T3;對于狀態(tài)i、2,由于Ti>T2,所以狀態(tài)i時氣體分子熱運動的平均動能大，熱運動的平均速率大，體積相等，分子數(shù)密度相等，故分子在單位時間內(nèi)對單位面積容器壁的平均碰撞次數(shù)多，即N&g

17、t;N;對于狀態(tài)2、3,由于T2<T3,所以狀態(tài)2時分子熱運動的平均速率小，每個分子單位時間內(nèi)對器壁的平均撞擊力小，而壓強等于單位時間撞擊到器壁單位面積上的分子數(shù)N與單位時間每個分子對器壁的平均撞擊力的乘積，即p=NI-，而s' =6,，"F2<T3,則N2>Nbo答案大于等于大于-io -高考物理總復(fù)習(xí)近3年全國高考熱學(xué)部分對氣體實驗定律與圖象、熱力學(xué)第一定律、分子動理論(氣體溫度、壓強的微觀意義)等的綜合考查比較多，也是一個難點。另外 2019全國卷I考過與密度 相關(guān)的綜合問題，2017全國卷H考過與密度、浮力相關(guān)的綜合問題。對于這類問題：(1)首先要熟

18、練掌握理想氣體狀態(tài)方程和熱力學(xué)第一定律方程的運用；(2)如果題目涉及圖象，要先弄清是p-V圖象、p-T圖象還是V-T圖象，并根據(jù)氣體狀態(tài)變化的圖線結(jié)合理想氣體狀態(tài)方程分析第三個量的變化情況，然后結(jié)合熱力學(xué)第一定律分析 吸放熱和內(nèi)能變化情況；(3)與氣體有關(guān)的分子動理論(包括氣體分子速率分布、氣體溫度和內(nèi)能、 氣體壓強)前幾年基本是考查對知識的簡單理解，2019年全國卷n考查對這部分知識的理解運用，難度較大。其中氣體壓強的微觀意義是個難點，應(yīng)抓住教材，加深理解。由教材可知，氣體壓強的影響 因素：從氣體壓強產(chǎn)生的原理角度：單位時間撞擊到容器壁單位面積上的分子數(shù)N,每個分子對容器壁的平均撞擊力 F

19、;從氣體微觀狀態(tài)量角度：氣體的分子數(shù)密度n,氣體分子平均動能"Ek。注意N和n是不同的物理量(參見例題)。備課記錄： 31 （2019 全國卷I ）某容器中的空氣被光滑活塞封住，容器和活塞絕熱性能良好， 空氣可視為理想氣體。初始時容器中空氣的溫度與外界相同，壓強大于外界?，F(xiàn)使活塞緩慢 移動，直至容器中的空氣壓強與外界相同。此時，容器中空氣的溫度 （填“高于” “低于”或“等于”）外界溫度，容器中空氣的密度 （填“大于” “小于”或“等于”）外 界空氣的密度。答案低于大于解析 活塞光滑，容器絕熱，容器內(nèi)空氣體積增大，對外做功，由AU府Q知，氣體內(nèi)能減少，溫度降低。氣體的壓強與溫度和單位

20、體積內(nèi)的分子數(shù)有關(guān)，由于容器內(nèi)空氣的溫度低于外界溫度， 但壓強相同，則容器中空氣的密度大于外界空氣的密度。3-2 （2018 全國卷I ）（多選）如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài) a開始，經(jīng)歷過程、到達狀態(tài) e。對此氣體，下列說法正確的是（）A.過程中氣體的壓強逐漸減小B.過程中氣體對外界做正功-41 -C.過程中氣體從外界吸收了熱量D.狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等E.狀態(tài)d的壓強比狀態(tài) b的壓強小答案 BDE解析由理想氣體狀態(tài)方程學(xué)=pVb可知，體積不變溫度升高即 Tb>Ta,則pb>pa,即過程|a | b中氣體的壓強逐漸增大， A錯誤；由于過程中氣體體積增大，所以過程中氣體對外做功，B

21、正確；過程中氣體體積不變， 對外做功為零，溫度降低，內(nèi)能減小，根據(jù)熱力學(xué)第一定律， 過程中氣體放出熱量，C錯誤；由于狀態(tài) c、d的溫度相等，根據(jù)理想氣體的內(nèi)能只與溫度pVT有關(guān)，可知狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等，D正確；由理想氣體狀態(tài)方程 ?=C可得p=cV，即T-V圖 中的點與原點 O的連線的斜率正比于該點的壓強，故狀態(tài)d的壓強比狀態(tài)b的壓強小，E正確。高考考向3機械振動與機械波例4 （2019 全國卷I ）（多選）一簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在t =g時刻，該波的波形圖如圖a所示，P、Q是介質(zhì)中的兩個質(zhì)點。圖 b表示介質(zhì)中某質(zhì)點的振動圖象。下列說法正確的是（）A.質(zhì)點Q的振動圖象與圖b相同B.在t

22、 = 0時刻，質(zhì)點P的速率比質(zhì)點 Q的大C.在t = 0時刻，質(zhì)點P的加速度的大小比質(zhì)點 Q的大D.平衡位置在坐標原點的質(zhì)點的振動圖象如圖b所示E.在t = 0時刻，質(zhì)點P與其平衡位置的距離比質(zhì)點 Q的大解析t=T時刻，質(zhì)點Q在平衡位置，向上振動，又應(yīng)的振動圖象與圖b不符，A錯誤；t = 0時刻的波形圖如圖所示（圖a的波形圖左移半個波長即可得到 ），質(zhì)點P在最低點，質(zhì)點Q在平衡位置，質(zhì)點 Q的速率比質(zhì)點P的大，質(zhì)點P的加速度大小比質(zhì)點 Q的大，質(zhì)點P此時所在位置與其平衡位置的距離為振幅，質(zhì)點Q在平衡位置，與其平衡位置的距離為0,故B錯 誤，C、E正確；t=T時刻，平衡位置在坐標原點的質(zhì)點經(jīng)過平

23、衡位置向下振動，對應(yīng)的振動 圖象與圖b吻合，D正確。答案 CDE(1)振動與波兩種圖象綜合問題的處理思路定位：依據(jù)已知條件明確波的圖象對應(yīng)的時刻，依據(jù)質(zhì)點振動圖象找出該時刻質(zhì)點振 動的位移及振動方向。再根據(jù)此位移及振動方向，在波的圖象中找出該質(zhì)點，則所有問題將 解決。定時：依據(jù)已知條件找到波的圖象中對應(yīng)的質(zhì)點，讀出該質(zhì)點的位移并判斷其振動方 向，依據(jù)位移在振動圖象中確定該質(zhì)點處在此位移對應(yīng)的時刻。(2)巧解波動圖象與振動圖象綜合問題的基本方法求解波動圖象與振動圖象綜合類問題可采用“一分、一看、二找”的方法：備課記錄： 41 （2019 全國卷n ）如圖，長為l的細繩下方懸掛一小球 a,繩的另一

24、端固定在天 3花板上O點處，在O點正下方41的O'處有一固定細鐵釘。將小球向右拉開，使細繩與豎直方向成一小角度（約為2。）后由靜止釋放，并從釋放時開始計時。當小球a擺至最低位置時,細繩會受到鐵釘?shù)淖钃酢ＴO(shè)小球相對于其平衡位置的水平位移為x,向右為正。下列圖象中，能描述小球在開始一個周期內(nèi)的 x-t關(guān)系的是（ ）答案 A解析 擺長為l時單擺的周期Ti = 2兀、Jg,振幅A=l a ( a為擺角)，擺長為I時單擺 1-4ll Ti1的周期Ta = 2兀gl=K /g=3,振幅 A = l 3 ( 3為擺角)。根據(jù)機械能守恒定律得mgl(1 cos a ) = mg4(1 cos (3),

25、利用 cos a = 1 2sin 22, cos 3 = 1 2sin 2-2 ,以及 sin -2a a" tan 二-22一1,人,解得§ = 2 a ,故A2=2A,故A正確。4-2 （2019 天津高考m處質(zhì)點的振動圖象分別如圖）（多選）一列簡諧橫波沿 x軸傳播，已知x軸上X1= 1 m和X2= 71、圖2所示，則此列波的傳播速率可能是（）A. 7 m/sB. 2 m/sC. 1.2 m/sD. 1 m/s答案 BC解析 由振動圖象可知周期 T= 4 s,零時刻xi處質(zhì)點在平衡位置且向下振動，而X2處質(zhì)點在正的最大位移處。若波沿x軸正方向傳播，其波形如圖甲所示，X

26、2處質(zhì)點的平衡位置可能在Ai或A或A1 一則有：X2-Xi= n + 4 入（n= 0、1、2），X2 Xi1 n + - 入 46得波速 丫 =亍=-T-= 4口+ 1 m/s（ n= 0、1、2），當 n= 0時，v=6 m/s，當 n= 1 時，v= 1.2 m/s ,當 n=2 時，v=； m/s , C正確。 3若波沿x軸負方向傳播，其波形如圖乙所示，X2處質(zhì)點的平衡位置可能在A1或A2或，3、，c 、 則有 X2Xi= n+4 入（n=0、1、2），X2 Xi3n + 7m 入46得波速 丫=亍=一- m/s（ n=0、1、2）,當 n= 0時，v=2 m/s ,當 n= 1 時，

27、v=0.86 m/s , B正確。高考考向4光的折射與全反射例5 (2019 全國卷出)如圖，直角三角形 ABC為一棱鏡的橫截面，/ A= 90° , / B=30。一束光線平行于底邊BC射到AB邊上并進入棱鏡，然后垂直于 AC邊射出。(1)求棱鏡的折射率；(2)保持AB邊上的入射點不變，逐漸減小入射角，直到BC邊上恰好有光線射出。求此時AB邊上入射角的正弦。解析(1)光路圖及相關(guān)量如圖所示。光束在AB邊上折射，由折射定律得sin i 不二 nsin a式中n是棱鏡的折射率。由幾何關(guān)系可知a + B = 60 由幾何關(guān)系和反射定律得§ = § ' =Z B

28、D聯(lián)立式，并代入 i =60。得n=淄(2)設(shè)改變后的入射角為i ',折射角為 a ',由折射定律得sin i '= n sin a 一1_依題意，光束在 BC邊上的入射角為全反射的臨界角0 c,且sin 0c=-n由幾何關(guān)系得 0c= a ' +30。由式得此時AB邊上入射角的正弦為sini，=與史。答案(1) 3 (2) '3" ;2光的折射和全反射題型的分析思路(1)確定要研究的光線，有時需根據(jù)題意，分析、尋找臨界光線為研究對象。(2)找入射點，確認界面，并畫出法線。(3)明確兩介質(zhì)折射率的大小關(guān)系。若光疏一光密：定有反射、折射光線。若光

29、密一光疏：如果入射角大于或等于臨界角，一定發(fā)生全反射。(4)根據(jù)反射定律、折射定律列出關(guān)系式，結(jié)合幾何關(guān)系，聯(lián)立求解。充分考慮三角形、 圓的特點，運用幾何圖形中的邊角關(guān)系、三角函數(shù)、相似形、全等形等，仔細分析光傳播過 程中的幾何關(guān)系。備課記錄： 5-1 （2019 江蘇高考）如圖所示，某L形透明材料的折射率 n=2。現(xiàn)沿AB方向切去 一角，AB與水平方向的夾角為 e。為使水平方向的光線射到 AB面時不會射入空氣，求 e的 最大值。答案 600解析 光線射到AB面時不射入空氣中，則在AB面發(fā)生全反射。當恰好發(fā)生全反射時，1入射角為臨界角C,此時e最大，sinC=-,由幾何關(guān)系得C+0m= 90,

30、解得0m= 60。n52 （2019 全國卷I ）如圖，一艘帆船靜止在湖面上，帆船的豎直桅桿頂端高出水面3 m。距水面4m的湖底P點發(fā)出的激光束，從水面出射后恰好照射到桅桿頂端，該出射光束4與豎直萬向的夾角為 53 （取sin53 = 0.8）。已知水的折射率為-o3(1)求桅桿到P點的水平距離；(2)船向左行駛一段距離后停止，調(diào)整由P點發(fā)出的激光束方向，當其與豎直方向夾角為45。時，從水面射出后仍照射在桅桿頂端，求船行駛的距離。答案 (1)7 m (2)5.5 m解析(1)設(shè)光束從水面射出的點到桅桿的水平距離為X1,到P點的水平距離為X2；桅桿高度為hi, P點處水深為h2；激光束在水中與豎

31、直方向的夾角為0。由幾何關(guān)系有Xi =tan53 ° hiX2 =tan 0 h2由折射定律有sin53 ° = nsin 9 設(shè)桅桿到P點的水平距離為x,則X= Xi+ X2 聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得x= 7 m (2)設(shè)激光束在水中與豎直方向的夾角為45°時，從水面出射的方向與豎直方向夾角為i ',由折射定律有sin i ' = nsin45 ° 設(shè)船向左行駛的距離為X',此時光束從水面射出的點到桅桿的水平距離為Xi',到P點的水平距離為X2，則Xi' + X2' = X + XXi' =tan

32、i hiX2"T-=tan45 ° h2聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得p1和R。U形管水平放1 1 '和1 2,。由力的平衡p1和R。U形管水平放11'和1 2,。由力的平衡x' = （6 小3） m=5.5 m。閱卷現(xiàn)場液面移動分析出錯例6 （2018 全國卷出）（10分）在兩端封閉、粗細均勻的U形細玻璃管內(nèi)有一段水銀柱， 水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當U形管兩端豎直朝上時，左、右兩邊空氣柱的長度分別為li=18.0 cm和12=12.0 cm ,左邊氣體的壓強為 12.0 cmHg?，F(xiàn)將U形管緩慢平放在水平 桌面上，沒有氣體從管的一邊通過水銀逸入另一邊

33、。求 U形管平放時兩邊空氣柱的長度。在 整個過程中，氣體溫度不變。正解 設(shè)U形管兩端豎直朝上時，左、右兩邊氣體的壓強分別為 置時，兩邊氣體壓強相等，設(shè)為 p,原左、右兩邊氣體長度分別變?yōu)?條件有P1 = P2+ p g （ 1 1 1 2）（2 分）式中P為水銀密度，g為重力加速度大小。由玻意耳定律有p" 1= pl 1'（2 分）P21 2= pl 2 7 （2 分）11' 11=12 12, （2 分）由式和題給條件得11'= 22.5 cm ; 12, =7.5 cm。（2 分）答案 22.5 cm 7.5 cm錯解 設(shè)U形管兩端豎直朝上時，左、右兩邊氣

34、體的壓強分別為 置時，兩邊氣體壓強相等，設(shè)為 p,原左、右兩邊氣體長度分別變?yōu)?條件有p1 = p2+ p g （ 1 1 1 2）（2 分）式中P為水銀密度，g為重力加速度大小。由玻意耳定律有p11 1= p1 1'（2 分）p21 2=p12' （2 分）l 1 一 l 1 = l 2, l 2（扣 2 分）由式和題給條件得li' =9 cm, l2' =3 cm。（扣2分）答案 9 cm 3 cm涉及玻璃管內(nèi)液柱移動的問題，需要特別注意：（1）兩邊玻璃管的橫截面積是否相同；（2）兩邊液面同時移動。兩邊液面上升或下降的距離根據(jù)液體總體積不變求得，一邊液面上升

35、的體積等于另一邊液面下降的體積（兩邊橫截面積相同時，上升高度與下降高度相同），分析液面高度差的變化時，一定要同時關(guān)注兩個液面，切不可只考慮一個液面的變化而忽略另一液 面的變化。本題的錯誤，是僅考慮到兩液面高度的變化量大小相同，而沒有考慮到兩液面一 邊是升高的另一邊是下降的，沒有緊扣液體體積不變這個關(guān)鍵點。專題作業(yè)1. （2019 四川宜賓二診）（多選）圖甲為一列簡諧橫波在 t=0 s時刻的波形圖，P是平 衡位置為x=1 m處的質(zhì)點，Q是平衡位置為x = 4 m處的質(zhì)點，圖乙為質(zhì)點 Q的振動圖象，則 下列說法正確的是（）A.該波的周期是0.10 sB.該波的傳播速度是 40 m/sC.該波沿x軸

36、的正方向傳播D. t=0.10 s時，質(zhì)點Q的速度方向向下E.從t = 0 s至ijt = 0.15 s ,質(zhì)點P通過的路程為 30 cm答案 BCD解析 由圖甲得到該波的波長為 入=8 m,由圖乙得到該波的周期為 T= 0.20 s,故波速 為：v = 9=40 m/s , A錯誤，B正確；t =0時Q向上振動，故波沿 x軸正方向傳播，C正確; t = 0.10 s時Q點處在平衡位置上，且向下振動，D正確；從t = 0 s到t =0.15 s ,經(jīng)歷時間At = 0.15 s =4t,由于t = 0 s時刻質(zhì)點P不在平衡位置和最大位移處，所以通過的路程不是 3A= 30 cm, E錯誤。2.

37、 （2019 山東聊城一模）（多選）兩列機械波在同一介質(zhì)中沿相同方向傳播，某時刻的波 形如圖所示，此時 a波上某質(zhì)點P的運動方向沿y軸負方向，則下列說法正確的是（）A.兩列波具有相同的波速B.此時b波上的質(zhì)點 Q沿y軸正方向運動C. 一個周期內(nèi)，Q質(zhì)點沿x軸前進的距離是 P質(zhì)點的1.5倍D.在P質(zhì)點完成30次全振動的時間內(nèi) Q質(zhì)點可完成20次全振動E. a波和b波在空間相遇處會產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣答案 ABD解析 機械波在同一介質(zhì)中的彳播速度相同，故A正確；由P點向下振動可判斷 a波的傳播方向沿x軸負方向，a、b兩波的傳播方向一致，因此 b波向x軸負方向傳播，Q點向上 入a 2 振動，故B正確；

38、機械波在傳播時質(zhì)點上下振動，不隨波運動，C錯誤；由圖象可知 A b 3入 一，一一Ta 2 Ta一， 人,T=,又波速相同，聯(lián)立可得 =, Q全振動白次數(shù)nb=zrx30= 20,因此D正確；a、b波 VI b 3I b的周期不同，頻率就不同，因此不會發(fā)生穩(wěn)定干涉，E錯誤。3. （2019 全國卷出）（多選）水槽中，與水面接觸的兩根相同細桿固定在同一個振動片上。振動片做簡諧振動時，兩根細桿周期性觸動水面形成兩個波源。兩波源發(fā)出的波在水面上相 遇，在重疊區(qū)域發(fā)生干涉并形成了干涉圖樣。關(guān)于兩列波重疊區(qū)域內(nèi)水面上振動的質(zhì)點，下 列說法正確的是（）A.不同質(zhì)點的振幅都相同B.不同質(zhì)點振動的頻率都相同C

39、.不同質(zhì)點振動的相位都相同D.不同質(zhì)點振動的周期都與振動片的周期相同E.同一質(zhì)點處，兩列波的相位差不隨時間變化答案 BDE解析 兩列波相遇疊加產(chǎn)生干涉，一些質(zhì)點的振動加強，一些質(zhì)點的振動減弱，即振幅 不同，A錯誤；各質(zhì)點的振動頻率、周期都與振動片相同，B D正確；不同質(zhì)點振動的相位不同（不是同時到達正白最大位移處 ），C錯誤；兩列波頻率相同，在同一質(zhì)點處的相位差恒定, E正確。4. （2019 遼寧卓越名校聯(lián)盟二模 ）（多選）用雙縫干涉測光的波長的實驗裝置如圖所示， 其中光源為白熾燈泡，調(diào)整實驗裝置使光屏上能觀察到清晰的干涉條紋。關(guān)于該實驗，下列 說法正確的是（）A.取下濾光片，光屏上將出現(xiàn)彩

40、色的干涉條紋B.若單縫向右平移一小段距離，光屏上相鄰兩條亮紋中心的距離增大C.若將雙縫間的距離 d增大，光屏上相鄰兩條暗紋中心的距離減小D.若將濾光片由紅色換成綠色，光屏上相鄰兩條暗紋中心的距離減小E.測出n條亮條紋間的距離 a,則相鄰兩條亮條紋的間距為Ax=an答案 ACD解析 取下濾光片，不同色光的干涉圖樣疊加，在光屏上將出現(xiàn)彩色的干涉條紋，故 正確；若單縫向右平移一小段距離，由于雙縫到光屏的距離不變，則光屏上相鄰兩條亮紋中心的距離不變，故 B錯誤；根據(jù) Ax = L入知，將雙縫的距離 d增大，則光屏上相鄰兩條暗紋 d中心的距離減小，故 C正確；若將濾光片由紅色換成綠色，色光的波長減小，根

41、據(jù)Ax = L）入知，光屏上相鄰兩條暗紋中心的距離減小，故 D正確；測出n條亮條紋間的距離 a,則相鄰兩 條亮條紋的間距為 Ax = -a-,故E錯誤。n 15. （2019 山東青島二模）（多選）如圖，光源S從水下向空氣中射出一束由紅光、黃光和 藍光組成的復(fù)色光，在水面上的P點分裂成a、b、c三束單色光，下列說法正確的是 （）A. c光為紅色光B.在水中傳播時a光速度最大，c光波長最小C.逐漸增大入射角，c光最先發(fā)生全反射D. b光比a光更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象E. a、b、c三種色光分別用同一雙縫干涉實驗裝置發(fā)生干涉，a光相鄰亮條紋間距最大答案 BCE解析 由圖中a、b、c光線的偏折角大小

42、可知 na<nb<nc,所以a是紅光，b是黃光，c是藍光，A錯誤；再根據(jù) v=-可知，Va>Vb>Vc,而光在水中的波長入=£,結(jié)合fa<fb<fc,可知nf1入a>入b>入c, B正確；由sin C= n及na<nb<nc可知G最小，即c光的全反射臨界角最小，所以 .一一. c .一，增大入射角時，c光最先發(fā)生全反射，C正確；光在真空中的波長 入0=f,結(jié)合fa<fb<fc可知， 入0a>入0b>入0c,所以a光比b光更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故 D錯誤；由公式 Ax=L可 知，波長越長的，間距越大

43、，所以 a光相鄰亮條紋間距最大，故 E正確。6. （2020 廣東省肇慶市高中畢業(yè)班統(tǒng)考）（多選）如圖所示，在一定質(zhì)量的理想氣體的壓強隨體積變化的p-V圖象中，氣體先后經(jīng)歷了ab、bc、cd、da四個過程，其中ab垂直于cd,ab垂直于V軸且與p軸平行，bc、da是兩條等溫線。下列判斷正確的是（）A.氣體在狀態(tài)a時的溫度低于在狀態(tài) c時的溫度B.從 a b的過程，氣體分子密集程度不變，分子平均動能增加C.從 a b-c的過程，氣體密度不斷減小，溫度先升高后不變D.從c- d的過程，氣體放出的熱量大于外界對氣體做的功E.從a-b一d的過程，設(shè)氣體對外做功為 W,外界對氣體做功為 W,氣體吸熱為Q

44、, 放熱為Q,則W- WQ Q答案 ABD解析 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得：呼=呼，所以有=，即氣體在狀態(tài)a時的溫度TaT cTc 2低于在狀態(tài)c時的溫度，所以 A正確；從a-b的過程，體積不變，壓強升高，故溫度升高， 所以氣體分子密集程度不變，分子平均動能增加，所以 B正確；從a b-c的過程，從a-b 階段的體積不變，溫度升高，從b-c的階段體積再增大，溫度不變，所以C錯誤；從c-d的過程，壓強不變，體積減小，溫度降低，故內(nèi)能減小，外界對氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一 定律可得氣體放出的熱量大于外界對氣體做的功，所以D正確；從a-b-c-d的過程，始末溫度不變，內(nèi)能沒有變化，根據(jù)熱力學(xué)第一定律有

45、AU= W-W+ QQ=0,即W-W= Q-Q, 所以E錯誤。7. （2020 河南天一高三第一次聯(lián)考）如圖所示，一質(zhì)點在 AB之間做簡諧運動，C為平衡位置，E、F分別為AC和CB之間的點，且 EC和CF的距離相等。質(zhì)點從 E點向右運動經(jīng)過 時間ti第一次經(jīng)過F點，再經(jīng)過時間t2第4次經(jīng)過F點，則該質(zhì)點的振動周期為 。 若此簡諧運動分別在空氣和水中進行，則形成的兩列波的波長 （填“相同” “不相 同”或“不能確定”）。,2 t 1 + t 2答案不相同31解析 設(shè)質(zhì)點的振動周期為 根據(jù)對稱性可知質(zhì)點從 C點第一次運動到 F點的時間為w,1 11ti,從F點第一次運動到 B點的時間為2(t2-T

46、),則質(zhì)點的振動周期 T= 4-t1 + 2 t2T ,聯(lián)立解得t= 2 t；t2 。簡諧運動在空氣和水中的傳播速度v不同，而周期相同，根據(jù)波長3入=vT可知波長不相同。8. (2019 全國卷H )某同學(xué)利用圖示裝置測量某種單色光的波長。實驗時，接通電源使光源正常發(fā)光；調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋?；卮鹣铝袉栴}：若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，該同學(xué)可 A.將單縫向雙縫靠近B.將屏向靠近雙縫的方向移動C.將屏向遠離雙縫的方向移動D.使用間距更小的雙縫(2)若雙縫的間距為d,屏與雙縫間的距離為1,測得第1條暗條紋到第n條暗條紋之間的距離為Ax,則單色光的波長入=。(3)某次測量時

47、，選用的雙縫的間距為 0.300 mm,測得屏與雙縫間的距離為 1.20 m ,第 1條暗條紋到第4條暗條紋之間的距離為 7.56 mm。則所測單色光的波長為 nm(結(jié)果 保留三位有效數(shù)字)。4一A xd答案(1)B(2) n_1 l (3)630解析(1)相鄰明(暗)干涉條紋的間距 A x=d入，要增加觀察到的條紋個數(shù)，即減小Ax,需增大d或減小1 ,因此應(yīng)將屏向靠近雙縫的方向移動，或使用間距更大的雙縫，B正確，A、C D錯誤。(2)第1條暗條紋到第n條暗條紋間的距離為Ax,則相鄰暗條紋間的距離A x'A xn- 1，又Ax'1 口A xd=d'入，解付入=n-1 1

48、(3)由入=,代入數(shù)據(jù)解得 入=630 nm。n-1 19. (2019 全國卷出)用油膜法估算分子大小的實驗中，首先需將純油酸稀釋成一定濃度的油酸酒精溶液，稀釋的目的是 。實驗中為了測量出一 滴已知濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體積，可以 。為得到油酸 分子的直徑，還需測量的物理量是 。答案使油酸在淺盤的水面上容易形成一塊單分子層油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，測出1 mL油酸酒精溶液的滴數(shù)，得到一滴溶液中純油酸的體積單分子層油膜的面積解析 用油膜法估測分子直徑時，需使油酸在水面上形成單分子層油膜，為使油酸盡可 能地散開，將油酸用酒精稀釋。要測出一滴已知濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體

49、積，需要 測量一滴油酸酒精溶液的體積，可用累積法，即測量出1 mL油酸酒精溶液的滴數(shù)。根據(jù)V=Sd,要求得油酸分子的直徑 d,則需要測出單分子層油膜的面積，以及一滴油酸酒精溶液中純 油酸的體積。10. (2019 天津高考)某小組做測定玻璃的折射率實驗，所用器材有：玻璃磚，大頭針, 刻度尺，圓規(guī)，筆，白紙。(1)下列哪些措施能夠提高實驗準確程度 。A.選用兩光學(xué)表面間距大的玻璃磚B.選用兩光學(xué)表面平行的玻璃磚C.選用粗的大頭針完成實驗D.插在玻璃磚同側(cè)的兩枚大頭針間的距離盡量大些(2)該小組用同一套器材完成了四次實驗，記錄的玻璃磚界線和四個大頭針扎下的孔洞如卜圖所示，其中實驗操作正確的是 。(

50、3)該小組選取了操作正確的實驗記錄，在白紙上畫出光線的徑跡，以入射點O為圓心作圓，與入射光線、折射光線分別交于A、B點，再過A、B點作法線NN的垂線，垂足分別為C D點，如圖所示，則玻璃的折射率n=。(用圖中線段的字母表示)、AC答案AD (2)D(3)-BD解析(1)測定玻璃折射率的關(guān)鍵是根據(jù)入射光線和出射光線確定在玻璃中的傳播光線， 因此選用光學(xué)表面間距大的玻璃磚以及使同側(cè)兩枚大頭針間的距離盡量大些都有利于提高實 驗的準確程度，A、D正確；兩光學(xué)表面是否平行不影響折射率的測量，為減小誤差，應(yīng)選用 細長的大頭針，故 B、C錯誤。(2)兩光學(xué)表面平行的玻璃磚的入射光線與出射光線平行，在空氣中的

51、入射角大于玻璃中的折射角，在題圖中，根據(jù)玻璃磚界線及四個孔洞位置分別作出光路圖及法線，如圖1所示分析可知實驗操作正確的是 D如圖2所示，玻璃的折射率n =叫，又 sin i =ACC sin=當故 n=AC sin rRRBD11 . （2019 四川綿陽三模）如圖所示，橫截面積為S,質(zhì)量為 M的活塞在汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，現(xiàn)對汽缸內(nèi)氣體緩慢加熱，使其溫度從T1升高了 AT,氣柱的高度增加了 AL,吸收的熱量為 Q不計汽缸與活塞的摩擦，外界大氣壓強為P）,重力加速度為g,求:(1)此加熱過程中氣體內(nèi)能增加了多少？(2)若保持缸內(nèi)氣體溫度不變，再在活塞上放一祛碼，如圖所示，使缸內(nèi)氣體的

52、體積又恢 復(fù)到初始狀態(tài)，則祛碼的質(zhì)量為多少？poS+ Mg AT答案上"MOAL (2)一喬一解析(1)設(shè)缸內(nèi)氣體的溫度為 T1時壓強為pi,活塞受重力、大氣壓力和缸內(nèi)氣體的壓力 作用而平衡，得：Mg+ poS= piS氣體膨脹對外界做功為：W= piSA L根據(jù)熱力學(xué)第一定律得到：Q- W U U聯(lián)立可得：A U= Q- (p°S+ Mg A L。(2)設(shè)放入祛碼的質(zhì)量為 m*J缸內(nèi)氣體白勺溫度為 T2 = Ti+AT時壓強為p2,活塞和祛碼受 重力、大氣壓力和缸內(nèi)氣體的壓力作用而平衡，得：(M+ m)g+ poS= p2s根據(jù)查理定律： Ip2I 1|2poS+ Mg AT聯(lián)立可以得到：m. p gTig。12. (2019 四川內(nèi)江三模)如圖所示，一單色細光束 AB從真空中以入射角i =45° , 入射到折射率n =也的某透明球體的表面上 B點。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)光束在過球心 O的平面內(nèi)，從B 點折射進入球內(nèi)后，又經(jīng)球的內(nèi)表面只反射一次，再經(jīng)球表面上的C點折射后，以光線 C,寸出球外，真空中的光速為 3X108 m/s。則：(1)光束在球內(nèi)的傳播速度是多少？(2)出射光線CDf對入射光線AB方向改變的角度是多少?答案 (1)1.5，2xi08 m/s(2)150 c解析 (1)根據(jù)公式n = "v光束在球內(nèi)的傳播速度v