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

2024年高考物理二輪專(zhuān)題復(fù)習(xí)精品講義:第6專(zhuān)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)

機(jī)械振動(dòng)

機(jī)械波

A、”/且v=Xf

介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)都做振動(dòng)

筒諧運(yùn)動(dòng)受迫振動(dòng)/撅歹把阻尼振動(dòng)

受力特征F=-kx共振H

典型模型：

彈簧振子

波的登加、反射、折射、

單擺T=27r儼干涉、衍射、多普勒效應(yīng)

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象：簡(jiǎn)諧波的圖象：

表示某一個(gè)質(zhì)點(diǎn)各個(gè)由一種圖象可以推出裊示某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)

時(shí)刻的位移情況另一種圖象點(diǎn)的位移情況

正弦曲線正弦曲線

電磁振蕩

發(fā)射、傳播和接收電磁波譜

其

傳

他

遞

應(yīng)

信

用

息

考點(diǎn)預(yù)測(cè)

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(zhǎng)、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(guó)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，兀以綜合考查對(duì)波的理解能力、推理能力和空間想象能力.

高考對(duì)光學(xué)局部的考查主要有：①光的折射現(xiàn)象，全反射；②光的干預(yù)、衍

射和偏振現(xiàn)象；③平面鏡成像的作圖方法；④雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定光的波長(zhǎng)；⑤光

電效應(yīng)現(xiàn)象.

要點(diǎn)歸納

一、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。＜10°時(shí)，單擺的振動(dòng)可看做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)周期7=2兀

4JT2Z

(2)應(yīng)用：①計(jì)時(shí)器；②測(cè)定重力加速度g,g="y.

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

希

圖象

研究對(duì)象?個(gè)質(zhì)點(diǎn)所有質(zhì)點(diǎn)

橫軸上各點(diǎn)表示質(zhì)點(diǎn)的

橫軸上各點(diǎn)表示各個(gè)時(shí)

平衡位置,圖象表示某一

物理意義亥IJ,圖象表示一個(gè)質(zhì)點(diǎn)各

時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移情

個(gè)時(shí)刻的位移情況

況

圖象形成的物理過(guò)相當(dāng)于順序“掃描〃的結(jié)

相當(dāng)一次“拍照〃的結(jié)果

程果

直接得出振幅、周期直接得出振幅、波長(zhǎng)

據(jù)波速、波長(zhǎng)和頻率(周

可以算出頻率

所能提供的信息期)的關(guān)系求其中一個(gè)量

可以判斷出位移、加速振動(dòng)方向和傳播方向的

度、回復(fù)力間的變化關(guān)系關(guān)系

三、機(jī)械波與電磁波

機(jī)械波電磁波

對(duì)象研究力學(xué)現(xiàn)象研究電磁現(xiàn)象

周期性變化的物理位移隨時(shí)間和空間做電場(chǎng)〃和磁場(chǎng)〃隨時(shí)間和空

量周期性變化間做周期性變化

傳播不需要介質(zhì)，在真空中

傳播需要介質(zhì)，波速

波速總是。，在介質(zhì)中傳播

與介質(zhì)有關(guān)，與頻率

傳播時(shí)，波速與介質(zhì)及頻率都有

無(wú)關(guān)，分橫波和縱波

關(guān)系.電磁波都是橫波，傳

兩種，傳播機(jī)械能

播電磁能

r=y,都會(huì)發(fā)生反射、折射、干預(yù)、衍射、多普勒

特性

效應(yīng)

無(wú)線電波由振蕩電路產(chǎn)生

由質(zhì)點(diǎn)（波源）的振動(dòng)

產(chǎn)生

產(chǎn)生光也是電磁波的一種，由原

子能級(jí)躍遷發(fā)出

四、平面鏡成像

1.平面鏡改變光的傳播方向，而不改變光的性質(zhì).

2.平面鏡成像的特點(diǎn)：等大、正立、虛像，物、像關(guān)于鏡面對(duì)稱(chēng).

3.成像作圖要標(biāo)準(zhǔn)化.

射向平面鏡的入射光線和反射光線要用實(shí)線，并且要用箭頭標(biāo)出光的傳播方

向.反射光線的反向延長(zhǎng)線只能用虛線，虛線上不能標(biāo)箭頭.

鏡中的虛像是物體射到平面鏡上所有光線的反射光線反向延長(zhǎng)后相交形成

的.在成像作圖中，可以只畫(huà)兩條光線來(lái)確定像點(diǎn).

法線既與界面垂直，又是入射光線與反射光線夾角的平分線.

平面鏡轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)微小的角度叫法線也隨之轉(zhuǎn)過(guò)角度。，當(dāng)入射光線的方向

不變時(shí)，反射光線則偏轉(zhuǎn)2*

五、光的折射定律

1.折射率：光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射向外的正弦與折射角

外的正弦之比為定值以叫做這種介質(zhì)的折射率，表示為〃=皿一/.實(shí)驗(yàn)和

sin

研究證明，某種介質(zhì)的折射率等于光在真空中的傳播速度。跟光在這種介質(zhì)中的

傳播速度之比，即n=~.

0v

2.折射現(xiàn)象中光路是可逆的.

六、全反射和臨界角

1.全反射的條件：(1)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì);(2)入射角大于或等于

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sinC

4十算?

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(wú)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〃=一=個(gè)等知識(shí)，就能準(zhǔn)確而迅速地判斷有關(guān)

V人

色光在介質(zhì)中的傳播速度、波長(zhǎng)、入射光線與折射光線的偏折程度等問(wèn)題.

八、光的波動(dòng)性

1.光的干預(yù)

(1)干預(yù)條件：兩束光的頻率相同，并有穩(wěn)定的相位差.

(2)雙縫干預(yù)：兩列光波到達(dá)某點(diǎn)的路程差為波長(zhǎng)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(zhǎng)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△/=)6

(3)薄膜干預(yù)：從薄膜前后外表反射的兩列波疊加產(chǎn)生的干預(yù).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(zhǎng)相近或比光的波長(zhǎng)還小.

光的衍射條紋和干預(yù)條紋不同.泊松亮斑是光的衍射引起的.

3.光的電磁說(shuō)

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(shuō)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)，

力會(huì)發(fā)生光電效應(yīng).在入射光的頻率人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(guò)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(wú)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：\mv：=hv-W.

3.光子說(shuō)：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hYp為光子的頻率），每一份叫做一個(gè)光子.

4.光的波粒二象性：光的干預(yù)、衍射現(xiàn)象說(shuō)明光具有波動(dòng)性，光電效應(yīng)說(shuō)

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(duì)應(yīng)，

波長(zhǎng)久=々0為物體的動(dòng)量）.

P

熱點(diǎn)、重點(diǎn)、難點(diǎn)

?、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題

A0B

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4、夕兩點(diǎn)之訶做

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).當(dāng)振子經(jīng)過(guò)最大位移處（8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(lái)的振動(dòng)與原來(lái)相比擬（）

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0.彈性勢(shì)能的最大值不變

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

膠泥減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能，振子（含膠泥）在3點(diǎn)的速度仍為零，則其

仍以。點(diǎn)為平衡位置做簡(jiǎn)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(shì)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（卻最

大速度）變小.綜上可知，選項(xiàng)A、C、D正確.

［答案］ACD

【點(diǎn)評(píng)】解決此題的關(guān)鍵在于正確理解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征，了解簡(jiǎn)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(jiǎn)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(shì)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(shì)能最大.

③振動(dòng)中的位移x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.

二二詢(xún)遇運(yùn)動(dòng)的圖象二波的圖象

?例2一列簡(jiǎn)諧橫波以1m/s的速度沿繩子由A向〃傳播，質(zhì)點(diǎn)兒〃間

的水平距離為3m,如圖6-2甲所示.若1=0時(shí)質(zhì)點(diǎn)力剛從平衡位置開(kāi)始向上

振動(dòng)，其振動(dòng)圖象如圖6—2乙所示，則4點(diǎn)的振動(dòng)圖象為圖6—2閃中的（）

圖6—2

【解析】由題意知，A=v7=4m

33

故/始=彳A，經(jīng)過(guò)「=彳7=3s時(shí)間8點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng).

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

8點(diǎn)的振動(dòng)圖象為B.

［答案］B

【點(diǎn)評(píng)】本例雖然只要求8的振動(dòng)圖象，但解析過(guò)程必須弄清楚波的傳播過(guò)

程，可畫(huà)出2=3s時(shí)刻以及，=3s+At時(shí)刻力6方向波的圖象圖6—2丁所

示.

圖6—2丁

?例3兩列振幅、波長(zhǎng)均相同的簡(jiǎn)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(guò)程中，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是（）

圖6—3

A.質(zhì)點(diǎn)a、b、c、d、e始終靜止不動(dòng)

B.質(zhì)點(diǎn)Ad始終靜止不動(dòng)

C.質(zhì)點(diǎn)a、c、e始終靜止不動(dòng)

D.質(zhì)點(diǎn)〃、°、。以振幅2/做簡(jiǎn)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)db、c、"、e的位移都為零.其

中兩列波在不。、e上引起的振動(dòng)方向相同，在從”兩點(diǎn)引起的振動(dòng)方向總是

相反，故氏"始終靜止不動(dòng)，a、c、e以振幅24做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).

［答案］BD

【點(diǎn)評(píng)】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)，干預(yù)

加強(qiáng)；引起的振動(dòng)“步調(diào)〃相反時(shí)，干預(yù)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：干預(yù)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).

1天面鏡成像.問(wèn)題

?例4某物體左右兩側(cè)各有一豎直放置的立面鏡，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(guó)理綜卷I］（）

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(jiàn)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(duì)稱(chēng)

性可得：d=32m.

圖6—4乙

［答案］B

【點(diǎn)評(píng)】光線經(jīng)過(guò)平面鏡反射進(jìn)入眼睛，眼睛逆著光線確定光源，感覺(jué)光是

從“虛像〃發(fā)出.

國(guó)?一光的折射與全反射

光學(xué)器材是由透明介質(zhì)制成的，當(dāng)光線從空氣照射到這些透明體的外表時(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(lèi)問(wèn)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(wèn)題

?例5某水池的實(shí)際深度為力，若某人垂直水面往下看時(shí)，水池的視深為

多少？（設(shè)水的折射率為力

【解析】如下圖，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?。ㄑ劬?duì)光點(diǎn)的張角很?。?，這兩條折射光線反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)S'

就是看到的S的像.

AO

在△力￡。中，tana=~

AO

在△力SO中，tan丫=%

tanQh

則

tany

因?yàn)椤?、產(chǎn)很小,所以sina^tana,sin/^tany

得“=fH

n

［答案］-

n

【點(diǎn)評(píng)】此題考查光的折射定律在實(shí)際中的應(yīng)用.正確畫(huà)出光路圖，并運(yùn)用

近似理論是求解此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵.

2.巧妙運(yùn)用光路圖解題和光學(xué)作圖問(wèn)題

(1)解決幾何光學(xué)的基本方法是：畫(huà)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(wèn)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(duì)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(wèn)題主要有“視深〃和棱鏡等.正確畫(huà)出光路圖是求解此類(lèi)問(wèn)題

的關(guān)鍵.

(3)作圖法是解決幾何光學(xué)問(wèn)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)用逆向思維一一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(wèn)題，在實(shí)像的位置換上物點(diǎn)，必定在

原來(lái)物點(diǎn)處成像，即像、物互換.另外，涉及有關(guān)范圍的問(wèn)題，確定有關(guān)邊界光

線是解決問(wèn)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(wú)油時(shí)，貼著桶的上邊緣上的月點(diǎn)恰能看到桶底邊緣上的2/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，在桶外沿月8方向看去，恰能看到桶

底上的。點(diǎn)，且比'的距離是桶底直徑的四分之一（從B、。三點(diǎn)在同一豎直平面

內(nèi)，且勿在同一條直徑線上）.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『分別為（已知真空中的光速c=3XIO,m/s）（）

圖6—5甲

A.1.6、1.9X10'm/sB.2.0、1.6X108

m/s

C.2.2、2.2X10*m/sD.1.6、1.6X10'

m/s

【解析】當(dāng)油的深度為桶高的一半時(shí)，眼睛看見(jiàn)。點(diǎn)的光路圖如圖6—5乙

所示，可得：

圖6—5乙

sinr'

又因?yàn)??=-

v

可得r=1.9X10sm/s.

［答案］A

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

?例7一束單色光斜射到厚平板玻璃的一人外表上，經(jīng)兩次折射后從玻璃

板另一個(gè)外表射出，出射光線相對(duì)于入射光線側(cè)移了一段距離.在以下情況下，

出射光線側(cè)移距離最大的是［2008年高考?全國(guó)理綜卷11］()

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】如下圖，由題意可知，為偏移距離AM有:

△x=-----?sin；r)

cosr

sini

n-—:

sinr

若為同一單色光，即〃值相同.當(dāng)，增大時(shí)，廠也增大，但I(xiàn).比T增大得快，

sin(j—r)>0且增大，」一>0且增大，故A、C選項(xiàng)錯(cuò)誤.

cosr

若入射角相同,則：

,./cosi、

1(1—I,.=)

—sin-7

即當(dāng)〃增大，Ax也增大，應(yīng)選項(xiàng)B錯(cuò)誤、D正確.

［答案］D

【點(diǎn)評(píng)】①某束單色光照到介質(zhì)外表，當(dāng)入射角增大時(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(guò)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〃，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.液體的折射率為位

B.液體的折射率為手

C.整個(gè)水池外表都有光射出

D.液體外表亮斑的面積為?！?/p>

【解析】由題意知，+r=180°-105°=75°

歹=75°-30°=45°

上sinrr-

故折射率n=~~:=72

sin1Y

該液體的臨界角6^arcsin-=45°

n

可得液體外表亮斑的半徑如圖6—6乙所示，r=H

圖6—6乙

故亮斑面積為：

S=

［答案］AD

【點(diǎn)評(píng)】利用反射定律、折射定律和幾何知識(shí)，解出折射角是解此題的關(guān)鍵.

五，王預(yù)「衍射與偏振

1.干預(yù)與衍射的比擬

光的干預(yù)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：光的干預(yù)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.

光的干預(yù)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，但雙縫干預(yù)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，以下說(shuō)法正確的選頂是（）

A.薄膜上的干預(yù)條紋是豎直的

B.薄膜上的干預(yù)條紋是水平的

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

D.干預(yù)條紋是由于光線在薄膜前后兩外表反射形成的兩列光波疊加的結(jié)果

【解析】光從肥皂膜的前后外表反射形成相干光,其路程差與薄膜厚度有關(guān);

在重力作用卜.，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，干預(yù)條紋應(yīng)是水平的,又因藍(lán)光的波長(zhǎng)小于紅光的波長(zhǎng)，所

以用藍(lán)光照射薄膜所產(chǎn)生的干預(yù)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(píng)】此題主要考查的是薄膜干預(yù)形成的原因，以及干預(yù)條紋與入射光波

長(zhǎng)之間的關(guān)系.

.六二.?光電效應(yīng)的.規(guī)律與應(yīng)用

?例10如圖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(guò)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(shuō)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(shuō)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］

圖6-8

【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(guò)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(shuō)明鋅板的極限頻率大于紅外線的頻率.

［答案］正大于

【點(diǎn)評(píng)】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(cè)

從近幾年的高考來(lái)看，熱學(xué)局部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)集中在以下兩個(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(kāi)發(fā)和利用，這是當(dāng)今的熱門(mén)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.但凡跟溫度有關(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(lái)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(wú)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(wú)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(wú)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(wú)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)越劇烈;

(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(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，

反映的是液體分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)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(duì)方置決定的勢(shì)能叫分子勢(shì)能.分子力做正功時(shí)分子勢(shì)能減

±；分子力做負(fù)功時(shí)分子勢(shì)能增大:（所有勢(shì)能都有同樣的結(jié)論.例如I：重力做

正功時(shí)重力勢(shì)能減小，電場(chǎng)力做正功時(shí)電勢(shì)能減?。?/p>

由上面的分析可以得出：當(dāng)「=符（即分子處于平衡位置.）時(shí)，分子勢(shì)能最

小.不管，從幾開(kāi)始增大還是減小，分子勢(shì)能者3將增大.固體和液體的分子勢(shì)

能與物體的體積有關(guān)，體積變化，分子勢(shì)能也變化.注意：當(dāng)物體的體積增大時(shí)，

其分子勢(shì)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(shì)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(duì)物體所做的功/加上物體從外界吸收的熱量。等于物體內(nèi)能的增加量

△即△〃=什隊(duì)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(duì)物體做

功（氣體被壓縮）時(shí)/取正，物體克服外力做功（氣體膨脹）時(shí)『取負(fù)；當(dāng)物體從外

界吸熱時(shí)0取正，物體向外界放熱時(shí)0取負(fù)；A〃為正表示物體的內(nèi)能增加，A

〃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(guò)程是有方向性的.這個(gè)過(guò)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(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能制成：我們把沒(méi)有冷凝器，只有單一熱源，從單一

熱源吸收熱量，仝部用來(lái)做功，而不引起其他變化的熱機(jī)稱(chēng)為第二類(lèi)永動(dòng)機(jī).這

說(shuō)明機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程具有方向性一一機(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(lái)做功，而不引起其他變化（按機(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化過(guò)程的方向性表述）;

（3）第二類(lèi)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(guò)程

都具守方向性.它揭示了有大量分子參與的宏觀過(guò)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(guó)際單位制中的基本量之一，符號(hào)是7,單位：K（開(kāi)爾文）；

攝氏溫度是導(dǎo)出量，符號(hào)是b單位：C（攝氏度）.

兩種溫度間的關(guān)系可以表示為：7=（￡+273.15）K和要注意兩

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(wú)限接近，但永遠(yuǎn)不能到達(dá).

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?zhuān)?/p>

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(wèn)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(lái)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(wèn)

題.

解決這類(lèi)問(wèn)題的基本思路"和方法是：首先要M熟練掌握微觀量與宏觀"量之間的

聯(lián)系，如：分子的質(zhì)量俏=不、摩爾體積分子占的體積K=—、分子

的個(gè)數(shù)A-#,式中、加、。、跳海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(wèn)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?。r(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(wèn)題的關(guān)鍵.

?例1假設(shè)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)M取6X1023

mol-1)［2008年高考?北京理綜卷］()

A.10年B.1千年C.10萬(wàn)年D.1千萬(wàn)年

【解析】18水的分子數(shù)A^^X^=3.3X1022,則完成任務(wù)所需時(shí)間1=

1O

60X1()8x5000X365X24年=1*1'年'選項(xiàng)C正確.

［答案］C

【點(diǎn)評(píng)】此題是估算題，關(guān)鍵是求出1g水的分子數(shù)，對(duì)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(cè)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(wú)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(wú)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(duì)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(wú)

法描繪其『一1圖線，C錯(cuò)誤.

［答案］D

三…分子動(dòng)能.。分子勢(shì)能及其變化,…物體的內(nèi).能及其變化「能量支恒定篋、.

熱力.學(xué)定律

?例3對(duì)一定量的氣體，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是［2008年高考?全國(guó)理綜

卷11］()

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(duì)器壁的壓強(qiáng)是由大量氣體分子對(duì)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(shì)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(shuō)明氣體對(duì)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(píng)】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)

從微觀用度看，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(duì)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，勺體的壓強(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以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是［2009年高考?全國(guó)理綜卷I］()

A.氣體對(duì)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(duì)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)

考點(diǎn)預(yù)測(cè)

近代物理局部相近獨(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(ài)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(duì)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(méi)有的新知識(shí)背景，如“超重元

素〃、“雙電荷交換反響〃、俄歇效應(yīng)、原子內(nèi)層空位產(chǎn)生的內(nèi)轉(zhuǎn)換機(jī)制、U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(wèn)題與已學(xué)過(guò)的知識(shí)

聯(lián)系起來(lái)，在學(xué)習(xí)心理學(xué)中，就是“圖式〃的“同化〃與“順應(yīng)〃的過(guò)程，這類(lèi)

問(wèn)題其實(shí)是“新瓶裝舊酒〃，還是考查課本上的知識(shí)點(diǎn)，只是對(duì)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(shì)，考查內(nèi)容表

達(dá)時(shí)代氣息，用新名詞包裝的試題增加.試題越來(lái)越重視知識(shí)的聯(lián)系，表達(dá)學(xué)科

的綜合性.

要點(diǎn)歸納

?、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(guò)金箔后基本上仍沿原來(lái)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(méi)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(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)稱(chēng)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)入輻射電磁波,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)的鯉量

差值決定hv=E—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)

1.Q衰變與B衰變方程

a衰變：—f北丫+；He

B衰變：z7+上

2.a和B衰變次數(shù)確實(shí)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8衰變的次數(shù).

3.半衰期（力：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(wú)關(guān).

5.規(guī)律：八三鵬（」廣.

6.三種射線

射線a射線P射線Y射線

物質(zhì)微粒氮核：He電子比光子丫

帶電情況帶正電（2e）帶負(fù)電（-e）不帶電

速度約的接近。C

?。諝庵酗w行幾厘中（穿透幾毫米厚的大（穿透兒厘米厚的

貫穿本領(lǐng)

米）鋁板）鉛板）

電離作用強(qiáng)次弱

四、核能

1.愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程：E=md.

2.核能的計(jì)算

（1）若△加以千克為單位，則：

△￡=△me,

（2）若△/〃以原子的質(zhì)量單位u為單位，貝IJ：

△￡=△加X(jué)931.5MeV.

3.核能的獲取途涇

（D重核裂變：例如:U+Mf年Xe+」Sr+10；n

（2）輕核聚變：例如汨+：H-；He+m

聚變的條件：物質(zhì)應(yīng)到達(dá)超高溫（幾百萬(wàn)度以上）狀態(tài)，故聚變反響亦稱(chēng)熱核

反響.

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(jiàn)光的光子能量范圍約為

1.62eV?3.11eV,以下說(shuō)法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()

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(jiàn)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(jiàn)光的頻率，所以紫外線的光子能量層3.11eV,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

慶1.51eV,所以發(fā)出光子能量小于可見(jiàn)光的光子能量.由E=hv^\9發(fā)出光

子頻率小于可見(jiàn)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),12.75eV(4-1),1.89eV(3

->2),12.09eV(3-*1),10.2eV(2->l),所以只有3f2和4f2躍遷時(shí)發(fā)出的2

種頻率的光子屬于可見(jiàn)光，故D錯(cuò)誤.

［答案］D

【點(diǎn)評(píng)】①原子由定態(tài)〃(/722)向低能級(jí)躍遷時(shí)可能輻射的光子頻率的種類(lèi)

(/?—1)/7

為-o一?

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(duì)值.

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

為負(fù)值;能量單位1eV=1.6XW,9J.

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)核反響：

①;:Na-：；Mg+②2；；U+；n-；：Ba+；：Kr+;③;H+：Hf；He

+.

完成上述核反響方程，并判斷以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)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B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：n③;nC

【點(diǎn)評(píng)】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所有核反響都遵循質(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.

?三二.核能和質(zhì)量豆損

?例3某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的兩個(gè)核反響

方程為

；H+旌-；H+?—［C+X+6

方程中Q、。表示釋放的能量，相關(guān)的原子核質(zhì)量見(jiàn)下表：

原子核:H汨e:He1N!?N

質(zhì)量/u1.00783.01604.002612.000013.005715.0001

以下判斷正確的選項(xiàng)是［2009年高考?重慶理綜卷］()

A.X是;He,

B.X是:He,

C.X是;He,ft<6

D.X是:He,ft<6

【解析】核反響方程：：H+TC-中的質(zhì)量虧損為：

△0=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+*-*］C+；He

其質(zhì)量虧損為：A股=1.0078u+15.0001u-12.0000u—4.0026u=0.0053

u

根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程得：Q尸皿,Q=△他/

故QVa

［答案］B

【點(diǎn)評(píng)】要注意u為質(zhì)量單位，并不是能量單位，其中1u=l.6606X10—27

kg,1UC2=931.5MeV.

四、近代物理中的前沿科技問(wèn)題

近幾年來(lái)，高考試題中STS（科學(xué)?技術(shù)?社會(huì)）問(wèn)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(lèi)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(wèn)題所描述的物理狀態(tài)或物理過(guò)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介子的衰變方程為K一九一十五°,其中K介子和n介子所帶電

荷量為元電荷e,/介子不帶電.如圖6—11所示，兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向相同，以

虛線加『為理想邊界，祓感應(yīng)強(qiáng)度分別為6、氏.今有一個(gè)K一介子沿垂直于磁場(chǎng)

的方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)2中，其軌跡為圓弧力R尸在助V上，仁在尸點(diǎn)時(shí)的速度為

外方向與嗣V垂直.在〃點(diǎn)該介子發(fā)生了上述衰變，衰變后產(chǎn)生的元一介子沿速

度p的反方向射出，其運(yùn)動(dòng)軌跡如“心〃形圖線所示.則以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是

（）

圖6-11

A.冗一介子的運(yùn)行軌跡為陶。加，

B.冗一介子運(yùn)行一周回到Q用的時(shí)間7=卡

B>e

C.5=4區(qū)

D.冗°介子做勻速直線運(yùn)動(dòng)

【解析】由題意可知，K一介子衰變?yōu)槲逡唤樽雍蚽°介子后，n一介子沿速度

p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PDMCNEP,則選項(xiàng)A錯(cuò)誤；設(shè)又一介子在左右兩側(cè)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的

半徑分別為用和足，運(yùn)動(dòng)周期分別為力和&由圖可知：又8=多、尼

Ki乙et>

=今，則笈=2&即選項(xiàng)C錯(cuò)誤；而石則n介子運(yùn)行一周

eB>eB\eB>

回到〃所用的時(shí)間T=《+《+《=7］+J=號(hào)，即選項(xiàng)B正確；一介子由于

zzz2明

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(píng)】此題涉及勻速圓周運(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(duì)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.解決此題的關(guān)鍵在于：先利用左手定

則判斷冗介子的運(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(lèi)拓展2006年3月24日，由中國(guó)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(chēng)“人造太陽(yáng)〃）,如圖6-12

所示，已成功完成首次工作調(diào)試.由于它和太陽(yáng)產(chǎn)生能量的原理相同，都是熱核

聚變反響，所以被外界稱(chēng)為“人造太陽(yáng)〃.“人造太陽(yáng)〃的原理就是在這臺(tái)裝置

的真空室內(nèi)參加少量氫的同位素笊和晁，使其在一定條件下發(fā)生聚變反響，反響

過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生巨大的能量.核聚變的主要原料是笊和瓶，在海水中含量極其豐

富.則以下說(shuō)法中錯(cuò)誤的選項(xiàng)是（）

圖6-12

A.“人造太陽(yáng)〃的核反響方程是;H+：H-；He+；n

B.“人造太陽(yáng)”的核反響方程是Wu+；nf股萬(wàn)+/r+3；n

C.“人造太陽(yáng)〃釋放的能量大小的計(jì)算公式是A夕=△勿/

D.與這種熱核聚變比擬，核裂變反響堆產(chǎn)生的廢物具有放射性

【解析】“人造太陽(yáng)〃中的核反響為輕核的聚變，故A正確、B錯(cuò)誤.核反

響釋放的能量都遵循質(zhì)能方程△￡=△勿占C正確.聚變方程產(chǎn)生的:He不具有

放射性，而裂變反響產(chǎn)生的廢物會(huì)衰變放出a或B射線，D正確.

［答案］B

經(jīng)典考題

本專(zhuān)題中的四局部?jī)?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(duì)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(lèi)比是一種有效的學(xué)習(xí)方法，通過(guò)歸類(lèi)和比擬，有助于掌握新知識(shí)，提

高學(xué)習(xí)效率.在類(lèi)比過(guò)程中，既要找出共同之處，又要抓住不同之處.某同學(xué)對(duì)

機(jī)械波和電磁波進(jìn)行類(lèi)比，總結(jié)出以下內(nèi)容，其中不正確的選項(xiàng)是［2009年高

考?北京理綜卷］()

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

B.機(jī)械波和電磁波都能產(chǎn)生干預(yù)和衍射現(xiàn)象

C.機(jī)械波的傳播依賴(lài)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(zhǎng)、波速、頻率的關(guān)系對(duì)任何波都是成立的，對(duì)電磁波當(dāng)然成立，

故A正確.干預(yù)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(chǎng)和磁場(chǎng)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.故正瑞答

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加。(家3).它是一種高效、清潔、安全

的核聚變?nèi)剂希鋮⑴c的一種核聚變反響的方程式為:He+：He-2：H+；He.關(guān)

于;He聚變，以下表述正確的選項(xiàng)是［2009年高考?廣東物理卷］()

A.聚變反響不會(huì)釋放能量

B.聚變反響產(chǎn)生了新的原子核

C.聚變反響沒(méi)有質(zhì)量虧損

D.目前核電站都采用；He聚變反響發(fā)電

【解析】聚變反響時(shí)將質(zhì)量較小的輕核聚變成質(zhì)量較大的核，聚變過(guò)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響.因此B

正確.

L答案」B

【點(diǎn)評(píng)】同質(zhì)量的核燃料聚變反響放出的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)裂變反響，而且聚變

反響的產(chǎn)物往往無(wú)放射性.但由于聚變反響需要幾百萬(wàn)攝氏度以上的高溫以及難

以控制反響速度，故任前還沒(méi)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(guò)程中瓶?jī)?nèi)空氣(不計(jì)分子勢(shì)

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(duì)外界做功

D.內(nèi)能減小，外界對(duì)其做功

【解析】不計(jì)分子勢(shì)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?jī)?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(duì)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(píng)】本類(lèi)題型在高考對(duì)熱學(xué)的考查中最常見(jiàn).

4.氫原子能級(jí)的示意圖如下圖，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(jiàn)光石,從〃=3的能級(jí)向n=2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出可見(jiàn)光b,

則［2009年高考?四川理綜卷］()

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n=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)，a光較。光的速