專題(十)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理初步new

1、專題（十）熱學(xué)、光學(xué)、近代物理初步一、大綱解讀 本專題高考考查的知識(shí)點(diǎn)共35個(gè)。其中涉及30個(gè)級(jí)要求知識(shí)點(diǎn)，5個(gè)級(jí)要求知識(shí)點(diǎn)，級(jí)要求的知識(shí)點(diǎn)有：1.光的反射，反射定律，平面鏡成像作圖法2.光的折射，折射擊定律，折射率3.光電效應(yīng)，光子，受因斯坦光電效應(yīng)方程，全反射和臨界角4.氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)，光子的發(fā)射和吸收5.核能、質(zhì)量虧損、愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程。從近三年的高考對(duì)本專題考查情況看,要求知識(shí)點(diǎn)出現(xiàn)的概率比級(jí)要求知識(shí)點(diǎn)大的多，特別是質(zhì)能方程、氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)與光的折射三個(gè)知識(shí)點(diǎn)在最近三年的高考出現(xiàn)的尤為頻繁。在近三年各地高考中這三十個(gè)知識(shí)點(diǎn)多以與聯(lián)系實(shí)際問(wèn)題以及與科技前沿相關(guān)的問(wèn)題作為載體進(jìn)行考察

2、，在復(fù)習(xí)過(guò)程中不能忽視，現(xiàn)行高考對(duì)本專題知識(shí)點(diǎn)的考查趨于靈活往往在一道選擇題中滲透對(duì)多個(gè)知識(shí)點(diǎn)的考查。這種小范圍綜合性選擇題為高考下一步對(duì)本專題考查的一個(gè)重要模式。二、重點(diǎn)剖析（一）熱學(xué)部分1分子動(dòng)理論：物體是由大量分子組成的（分子直徑的數(shù)量級(jí)為1010m），物體里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。友情提醒：阿伏伽德羅常數(shù)是聯(lián)系微觀與宏觀數(shù)量的橋梁。2兩個(gè)基本模型：固體和液體分子間距離很小，可近似看作分子是緊密排列著的球體。球體模型：，若分子直徑為d，則1個(gè)分子的體積：正方體模型：若正立方體的邊長(zhǎng)L，則一個(gè)分子的體積就是。友情提醒：對(duì)氣體來(lái)說(shuō)，在一般情況下分子不是緊密排列，

3、所以上述模型無(wú)法求分子的直徑，但能通過(guò)上述模型求一個(gè)分子所占的空間或分子間距。3熱力學(xué)三個(gè)定律（1）熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式：注意：外界對(duì)系統(tǒng)做功，取正；系統(tǒng)對(duì)外界做功， 取負(fù)系統(tǒng)從外界吸熱，取正；系統(tǒng)向外界散熱， 取負(fù)系統(tǒng)內(nèi)能增加，取正；系統(tǒng)內(nèi)能減少，取負(fù)（2）熱力學(xué)第二定律兩種表述：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這是按照熱傳導(dǎo)的方向性來(lái)表述的兩個(gè)溫度不同的物體相互接觸時(shí)，熱量總是自發(fā)的從高溫物體傳給低溫物體，所謂“自發(fā)”就是不受外來(lái)干擾；在自發(fā)狀態(tài)，熱量不可能從低溫物體傳給高溫物體受到外來(lái)干擾（引起其他變化）的情況下，熱量可以從低溫物體傳遞給高溫物體的，例如正常工作

4、的電冰箱；自然界所有的自發(fā)過(guò)程都是有方向性的（單向、不可逆），例如河水的下流、山體的滑坡、生物的進(jìn)化、個(gè)人從嬰兒到成年到老年的一生B.不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來(lái)做功，而不引起其他變化這是按照機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過(guò)程的方向性來(lái)表述的由于第二類永動(dòng)機(jī)就是設(shè)想，能從單一熱源吸收熱量全部用來(lái)做功而不引起其他變化的機(jī)械所以，熱力學(xué)第二定律也可表述為：第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成C.兩種表述是等效的 熱力學(xué)第二定律的兩種表述看上去似乎沒(méi)有什么聯(lián)系，但實(shí)際上它們是等效的，即由其中一個(gè)，可以推導(dǎo)出另一個(gè)D.熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì) 熱力學(xué)第二定律的每一種表述，揭示了大量分子參與的宏觀過(guò)程的方向性，使人們認(rèn)識(shí)到自

5、然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性（3）熱力學(xué)第三定律：熱力學(xué)零度不可達(dá)到說(shuō)明：第三定律告訴我們，低溫是有極限的，只能接近極限，不能到達(dá)這個(gè)極限4三個(gè)氣體狀態(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)T，單位K（開(kāi)爾文）；攝氏溫度是導(dǎo)出單位，符號(hào)t，單位（攝氏度），關(guān)系是t=T-T0，其中T0=273.15K。兩種溫度間的關(guān)系可以表示為：T = t+273.15K，0K是低溫的極限，它表示所有分子都停止了熱運(yùn)動(dòng)?？梢詿o(wú)限接近，但永遠(yuǎn)不能達(dá)到。（2）體積：氣體的體積總是等于盛裝氣體的容器的容積。（3）壓強(qiáng)：氣

6、體的壓強(qiáng)是由于氣體分子頻繁碰撞器壁而產(chǎn)生的。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)生的重力而引起的。（二）光學(xué)1. 光的直線傳播、光的反射與平面鏡成像 光的直線傳播：光在同一種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的，在真空中傳播的速度最大，其速度大小為。在不均勻的介質(zhì)傳播時(shí)，光線會(huì)發(fā)生彎折。 光的反射定律：反射光線、入射光線和法線在同一平面上，反射光線和入射光線分居在線的兩側(cè)，反射角等于入射角。平面鏡成像：平面鏡所成的像和物是大小相等、關(guān)于鏡面對(duì)稱，與平面鏡的大小無(wú)關(guān)，是正立的虛像。平面鏡只改變光束的傳播方向，不改變光束的性質(zhì)。2.光的

7、折射與全反射 光的折射定律：光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象叫光的折射。光的折射遵守光的折射定律，其內(nèi)容是：折射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi)，并且分居在法線的兩側(cè)，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比，用公式表示為： 全反射：光從光密介質(zhì)入射到光疏介質(zhì)，光全部反射返回光密介質(zhì)的現(xiàn)象叫光的全反射。產(chǎn)生全反射的條件是光由光密介質(zhì)入射到光疏介質(zhì)，且入射角大于臨界角。 三棱鏡、光導(dǎo)纖維：光線通過(guò)三棱鏡后向底面偏折是由于介質(zhì)對(duì)不同色光的折射率不同，發(fā)生色散的結(jié)果。三棱鏡是控制光路的光學(xué)器件，我們通過(guò)三棱鏡看到的是物體的虛像。光導(dǎo)纖維是利用全反射原理傳播光信號(hào)的介質(zhì)。3.光的本性 了解光

8、的本性學(xué)說(shuō)的發(fā)展簡(jiǎn)史： 17世紀(jì)牛頓支持的微粒說(shuō)和惠更斯提出波動(dòng)說(shuō)，麥克斯韋的光的電磁說(shuō)，愛(ài)因斯坦的光量子假說(shuō)。 光的波動(dòng)性：光的干涉和光的衍射是光具有波動(dòng)性的實(shí)驗(yàn)證明。光的干涉：兩束頻率相同的光才有可能是相干光，托馬斯楊巧妙地用雙縫把一束光分解成兩束相干光，成功完成了光的干涉實(shí)驗(yàn)。在用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)得到穩(wěn)定的干涉圖樣，在光屏上距雙縫的路程差是光波波長(zhǎng)整數(shù)倍的地方出現(xiàn)明條紋，在光屏上距雙縫的路程差為光波半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍的地方出現(xiàn)暗條紋；光的衍射：光離開(kāi)直線路徑而繞到障礙物陰影里的現(xiàn)象叫做光的衍射現(xiàn)象；只有在障礙物或孔的尺寸比波長(zhǎng)小或跟波長(zhǎng)差不多的條件下，才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象；光的偏振：光

9、在某一方向上振動(dòng)最強(qiáng)，說(shuō)明光是橫波。 光的電磁說(shuō)：麥克斯韋提出，赫茲用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了光的電磁說(shuō)是正確的。無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、倫琴射線、射線是頻率從小到大排列的電磁波譜，頻率不同的電磁波有不同的作用，波長(zhǎng)長(zhǎng)的電磁波波動(dòng)性顯著，不同頻率的電磁波產(chǎn)生的機(jī)理不同。 光的粒子性：光電效應(yīng)是光的粒子性光量子說(shuō)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，光是一份份地傳播的，每一份的能量是，用光量子說(shuō)可解釋光電效應(yīng)，光電效應(yīng)的基本規(guī)律可用四個(gè)結(jié)論(任何一種金屬，都有一個(gè)極限頻率 ，入射光的頻率必須大于這個(gè)極限頻率，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)；光電子的最大初動(dòng)能只與入射光的頻率有關(guān)，隨入射光的頻率的增大而增大，用公式表示為；光電子的發(fā)射具有瞬

10、時(shí)性；當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比)表述。光的波粒二象性：光具有波動(dòng)性，又具有粒子性，大量光子產(chǎn)生的效果顯示出波動(dòng)性，少數(shù)光子產(chǎn)生的效果顯示出粒子性，既不能理解為宏觀概念中的波，也不能把光子看作宏觀概念中的粒子。（三）近代物理初步1.原子的核式結(jié)構(gòu) 粒子散射實(shí)驗(yàn)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：絕大多數(shù)粒子穿過(guò)金箔后基本上仍沿原來(lái)的方向運(yùn)動(dòng)；極少數(shù)粒子則發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)甚至返回。從而推斷了原子的核式結(jié)構(gòu)。 說(shuō)明：核式結(jié)構(gòu)并沒(méi)有指出原子核的組成。2. 原子核的衰變及三種射線 原子核的衰變 ：衰變和衰變。衰變：衰變： 和衰變次數(shù)的確定：先由質(zhì)量數(shù)守恒確定衰變的次數(shù)，再由核電荷數(shù)確

11、定衰變的次數(shù)。 半衰期T：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時(shí)間叫半衰期，衰變規(guī)律是。說(shuō)明：原子核的衰變只由原子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)。3. 玻爾理論主要內(nèi)容： “定態(tài)假設(shè)”：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中，電子雖然做變速運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射電磁波，這樣相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)稱為定態(tài)。 “躍遷假設(shè)”：電子繞核運(yùn)動(dòng)處于定態(tài)時(shí)不輻射電磁波，但電子在兩個(gè)不同定態(tài)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)的能量差決定。 “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)，因此電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道半徑是不連續(xù)，只能取某些確定的

12、值。4.核能愛(ài)因斯坦技能方程：； 核能的計(jì)算：若以千克為單位，則；若以原子的質(zhì)量單位u為單位，則；核能的獲取途徑：重核的裂變，如：；輕核的聚變，如： 。說(shuō)明：聚變反應(yīng)是熱核反應(yīng)，物質(zhì)的溫度達(dá)到超高溫狀態(tài)（幾百萬(wàn)攝氏度以上）才以發(fā)生。三、考點(diǎn)透視例題：（2008年全國(guó)卷）對(duì)一定量的氣體， 下列說(shuō)法正確的是（ ）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：因氣體分子之間的距離遠(yuǎn)大于氣體分子的大小，故氣體的體積并不等于氣體分子的體積之和，而是等于容

13、器的容積，A錯(cuò)；氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與氣體的溫度有關(guān)，氣體溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，B正確；氣體的壓強(qiáng)是由于氣體分子對(duì)器壁的碰撞作用而產(chǎn)生的，C正確；氣體的內(nèi)能是氣體分子的動(dòng)能與勢(shì)能總和，當(dāng)氣體膨脹時(shí)，由于氣體分子間的作用力表現(xiàn)為引力，故氣體分子的勢(shì)能隨分子間的距離增大而增大，D錯(cuò)。答案：BC點(diǎn)撥：理解氣體分子的體積，掌握氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生原因及氣體內(nèi)能變化的分析是正確解答本題的關(guān)鍵。例1.下列說(shuō)法正確的是( )A用三棱鏡觀察太陽(yáng)光譜是利用光的干涉現(xiàn)象B在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖象是利用光的全反射現(xiàn)象C用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象D電視機(jī)遙控器是利用發(fā)出紫外線脈沖信號(hào)來(lái)變換頻

14、道的解析：用三棱鏡觀察太陽(yáng)光譜是利用光的色散現(xiàn)象，在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖象是利用光的全反射現(xiàn)象，用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度是利用薄膜干涉原理，電視機(jī)遙控器是利用發(fā)出紅外線脈沖信號(hào)來(lái)變換頻道的。答案：B點(diǎn)撥：本專題知識(shí)點(diǎn)非常多，級(jí)要求達(dá)30個(gè)之多，應(yīng)對(duì)這種多知識(shí)點(diǎn)綜合問(wèn)題只有全面復(fù)習(xí)。例題：盧瑟福通過(guò)對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，提出( )A原子的中心有一個(gè)核，稱為原子核B原子的正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里 C電子是原子的組成部分D帶負(fù)電的電子繞著原子核旋轉(zhuǎn)解析：盧瑟福通過(guò)對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，其理論要點(diǎn)就是：原子的中心有一個(gè)核，稱為原子核；原子的正電荷和幾

15、乎全部質(zhì)量都集中在原子核里；帶負(fù)電的電子繞著原子核旋轉(zhuǎn)。所以選項(xiàng)ABD正確。答案：ABD點(diǎn)撥：了解物理學(xué)發(fā)展的歷史和知識(shí)的形成線索；理解粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)論；理解原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)。例2下面的敘述中正確的是（ ）A物體的溫度升高，物體中分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能都一定增大B對(duì)氣體加熱，氣體的內(nèi)能一定增大C物質(zhì)內(nèi)部分子間吸引力隨著分子間距離增大而減小，排斥力隨著分子間距離增大而增大D布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子對(duì)換懸浮顆粒碰撞作用不平衡而造成的解析：溫度升高是分子的平均動(dòng)能增加，大量分子做的是無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)所有的分子動(dòng)能都一定增大。對(duì)氣體加熱，在沒(méi)有談及做功的情況下，無(wú)法判斷氣體內(nèi)能的變化情

16、況。在物質(zhì)內(nèi)部分子間的吸引力和排斥力都隨著分子間距離增大而減小，不過(guò)斥力變化的比引力快。布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子對(duì)換懸浮顆粒碰撞作用不平衡而造成的答案：D點(diǎn)撥：熱學(xué)的規(guī)律都是對(duì)大量分子的活動(dòng)做觀察之后的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)是雜亂無(wú)章無(wú)規(guī)律可尋的。內(nèi)能的改變?nèi)Q與做功和熱傳遞兩種方式。分子間的作用力的特點(diǎn)是引力和斥力變化趨勢(shì)相同，而且斥力變化的快。例3已知某種單色光照射到某金屬表面上時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)。若將該入射光的強(qiáng)度減弱，下列說(shuō)法中正確的是（ ）A從入射光照至金屬表面上到金屬發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯增加B逸出的光電子的最大初動(dòng)能將減小C單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少D有可能不

17、發(fā)生光電效應(yīng)解析：入射光的強(qiáng)度減弱時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)照到單位面積上的光子數(shù)將減少，對(duì)應(yīng)的吸收能量逸出的光電子必將減少，但是光電效應(yīng)的發(fā)生是瞬時(shí)的大約光照射后之內(nèi)就會(huì)發(fā)生光子數(shù)的減少不會(huì)在發(fā)生時(shí)間上有影響。根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，如何光頻率不變則光電效應(yīng)一定發(fā)生而且逸出的光電子的出動(dòng)能不變。答案：.C點(diǎn)撥：對(duì)光電效應(yīng)的理解應(yīng)把握好如下四點(diǎn)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，才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象. 在入射光的頻率大于金屬極限頻率的情況下，從光照射到逸出光電子，幾乎是瞬時(shí)的，時(shí)間不超過(guò)10-9 s.光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而增大，而與光強(qiáng)無(wú)關(guān). 單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)

18、與入射光的強(qiáng)度成正比. 例題：根據(jù)新華社報(bào)道，由我國(guó)自行設(shè)計(jì)、研制的世界上第一套全超導(dǎo)核聚變實(shí)驗(yàn)裝置，又稱“人造太陽(yáng)”，已完成了首次工程調(diào)試，下列關(guān)于“人造太陽(yáng)”的說(shuō)法不正確的是（ ）A“人造太陽(yáng)”的核反應(yīng)方程是H+HHe +nB“人造太陽(yáng)”的核反應(yīng)方程是U+nBa+Kr+3nC“人造太陽(yáng)”釋放的能量大小計(jì)算公式是E=mc2D“人造太陽(yáng)”核能大小計(jì)算公式是解析：“人造太陽(yáng)”是全超導(dǎo)核聚變實(shí)驗(yàn)裝置，核反應(yīng)是輕核聚變，而不是重核裂變，故選項(xiàng)A對(duì)B錯(cuò)；釋放核能大小的計(jì)算依據(jù)是愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程，C對(duì)D錯(cuò)，故選BD。答案：BD點(diǎn)撥：“人造太陽(yáng)”是利用海水中的H和H輕核聚變而產(chǎn)生大量的能量，放出的能量是用

19、質(zhì)量虧損計(jì)算的。四、熱點(diǎn)分析 熱點(diǎn)一、利用阿狀加德羅常數(shù)估算分子質(zhì)量和大小例題（2008年全國(guó)卷I）已知地球半徑約為6.4106 m，空氣的摩爾質(zhì)量約為2910-3 kg/mol, 一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓約為1.0105 Pa, 利用以上數(shù)據(jù), 估算出地球表面大氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為A. 41016 m3 B. 41018 m3C. 41030 m3 D. 41022 m3解析：大氣壓是由大氣重量產(chǎn)生的, 大氣壓強(qiáng)p = = ，代入數(shù)據(jù)可得地球表面大氣質(zhì)量m=5.21018 kg , 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1mol氣體的體積為v=22.410-3 m3，故地球表面大氣體積為V= v = 22.410-3 m3 =

20、 41018 m3，選項(xiàng)B正確.答案：B反思：本題是通過(guò)阿伏伽德羅常數(shù)把宏觀量和微觀量的聯(lián)系起來(lái)，這種題型是高考常考的內(nèi)容，復(fù)習(xí)時(shí)要重視。熱點(diǎn)一、波爾理論中的能級(jí)躍遷問(wèn)題0.5413.603.401.500.850.380.281234567nE/eV例1、用大量具有一定能量的電子轟擊大量處于基態(tài)的氫原子，觀測(cè)到了一定數(shù)目的光譜線。調(diào)高電子的能量再次進(jìn)行觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)光譜線的數(shù)目原來(lái)增加了5條。用n表示兩次觀測(cè)中最高激發(fā)態(tài)的量子數(shù)n之差，E表示調(diào)高后電子的能量。根據(jù)氫原子的能級(jí)圖可以判斷，n和E的可能值為( )An1，13.22 eVE13.32 eVBn2，13.22 eVE13.32 eVCn

21、1，12.75 eVE13.06 eVDn2，12.75 eVE13.06 eV本題簡(jiǎn)介：本題為典型的躍遷問(wèn)題綜合題，出題角度新穎。解析：大量光子躍遷時(shí)各種躍遷隨機(jī)出現(xiàn)，如果一群處于高能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，所輻射的光譜線數(shù)，增加了5條譜線有可能是5、6能級(jí)轉(zhuǎn)換增加的，也有可能是2、4能級(jí)轉(zhuǎn)換增加的。電子與原子作用導(dǎo)致原子躍遷時(shí)，電子的動(dòng)能必大于所躍遷的兩能級(jí)之差才可行，但又不能大與下一個(gè)能級(jí)與基態(tài)的能級(jí)差。答案：AD反思：對(duì)原子躍遷問(wèn)題應(yīng)把握以下幾點(diǎn)原子躍遷條件只適用于光子和原子作用而使原子在各定態(tài)之間的躍遷的情況，對(duì)于光子和原子作用而使原子電離和實(shí)物離子與原子作用使原子激發(fā)的情況，則不

22、受此條件限制。原子能躍遷時(shí)，處于激發(fā)代態(tài)的原子可能經(jīng)過(guò)一次躍遷回到激發(fā)態(tài)，最后回到基態(tài)，物質(zhì)中含有大量原子時(shí)，各個(gè)原子的躍遷方式也是不統(tǒng)一的，有的原子可能經(jīng)過(guò)一次躍遷就回到基態(tài)，而有的可能要經(jīng)過(guò)向次躍遷才回到基態(tài)。原子的能級(jí)躍遷和電離躍遷是原子的電子從一個(gè)軌道躍遷到另一個(gè)軌道，即不能脫離原子核的束縛，所以在躍遷的過(guò)程中，原子放出或吸收的能量必須是量子化的。如當(dāng)電子從n軌道躍遷到m軌道時(shí)，其能量變化必須是，當(dāng)mn時(shí)，原子要吸收能量，當(dāng)m0表示斥力，0表示引力， a、b、c、d為軸上四個(gè)特定的位置，現(xiàn)把乙分子從處?kù)o止釋放，則（ ）A乙分子從到做加速運(yùn)動(dòng)，由到做減速運(yùn)動(dòng)B乙分子由到做加速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)時(shí)

23、速度最大C乙分子由到的過(guò)程中，兩分子間的分子勢(shì)能一直增加D乙分子由到的過(guò)程中，兩分子間的分子勢(shì)能一直增加解析：乙分子從a到d一直做加速運(yùn)動(dòng)，分子力做正功，分子勢(shì)能減小，c到d做減速運(yùn)動(dòng)，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大，在c點(diǎn)時(shí)速度最大；所以正確選項(xiàng)是B。答案：B反思：對(duì)Fx圖像中包含的信息不能完全理解是造成失誤的主要原因，而“圖像問(wèn)題”是近年高考的一個(gè)熱點(diǎn)，這在復(fù)習(xí)中要引起重視。分子勢(shì)能的變化與分子力做功有關(guān)，這與重力勢(shì)能的變化與重力做功有關(guān)完全類似。例2如圖所示，某同學(xué)將空的薄金屬筒開(kāi)口向下壓入水中。設(shè)水溫均勻且恒定，筒內(nèi)空氣無(wú)泄漏，不計(jì)氣體分了間相互作用，則被淹沒(méi)的金屬筒在緩慢下降過(guò)程中，筒內(nèi)

24、空氣體積減?。?）A從外界吸熱 B內(nèi)能增大 C向外界放熱 D內(nèi)能減小解析：在筒緩慢下降的過(guò)程水溫恒定，空氣溫度不變，當(dāng)不計(jì)氣體分了間相互作用時(shí)，氣體的內(nèi)能不變，但筒內(nèi)空氣被壓縮，外界對(duì)它做功，氣體必然放出熱量。所以正確選項(xiàng)是C。答案：C點(diǎn)撥：對(duì)氣體內(nèi)能的變化分析時(shí)應(yīng)當(dāng)注意題干中的描述，“緩慢”往往表明溫度不變，“體積不變（或氣體自由鼓脹）”說(shuō)明氣體不對(duì)外做功，外界也不對(duì)氣體做功，“絕熱”指不發(fā)生熱傳遞，“理想氣體（或不考慮分子作用力）”意味著忽略分子勢(shì)能。例題3（2008年全國(guó)卷）一束由紅、藍(lán)兩單色光組成的光線從一平板玻璃磚的上表面以入射角射入，穿過(guò)玻璃磚自下表射出。已知該玻璃對(duì)紅光的折射率為

25、1.5，設(shè)紅光與藍(lán)光穿過(guò)玻璃磚所用的時(shí)間分別為t1和t2，則在從0逐漸增大至90的過(guò)程中( )A.t1始終大于t2 B.t1始終小于t2C.t1先大于后小于t2 D.t1先小于后大于t2解析：設(shè)折射角為，玻璃磚的厚度為h，由折射定律n= ，且n= ，在玻璃磚中的時(shí)間為t= ，聯(lián)立解得t2，紅光頻率較小，為零時(shí)，t1t2，為90時(shí)，趨近漸近線，初步判定該函數(shù)為單調(diào)函數(shù)，通過(guò)帶入為其它特殊值，仍然有t1t2，所以B選項(xiàng)正確。答案：B反思：本題考查折射定律與光的傳播，知道光在玻璃的傳播速度，寫(xiě)出光穿過(guò)玻璃所用時(shí)間表達(dá)式，是解決本題的關(guān)鍵。例4.先后用甲、乙兩種不同的單色光，在相同的條件下用同一雙縫干

26、涉裝置做實(shí)驗(yàn)，在屏幕上相鄰的兩條亮紋間距不同，其中甲光間距較大。則甲光比乙光（ ）A在真空中的波長(zhǎng)短 B。在玻璃中傳播速度大C在玻璃中傳播時(shí)，玻璃的折射率大 D。其光子能量小解析：甲的雙縫干涉條紋間距比乙大，表明甲在真空中的波長(zhǎng)比乙長(zhǎng)，由知，甲的頻率比乙的低，光子的能量小，在玻璃中的折射率??；由知在玻璃中甲的傳播速度較大，所以正確選項(xiàng)是BD。答案：BD點(diǎn)撥：對(duì)光的本性的考查一般知識(shí)跨度較大，這就要求考生除了記住重要結(jié)論之外，還要能抓住相關(guān)物理量間的聯(lián)系。例5.一個(gè)原子核在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應(yīng)，其裂變方程為，則下列敘述正確的是（ ）A X原子核中含有86個(gè)中子B X原子核中含有14

27、1個(gè)核子C 因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量，根據(jù)Emc2，所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)增加D 因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以生成物的總質(zhì)量數(shù)減少解析：依據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒計(jì)算出未知粒子的電荷數(shù)為54，質(zhì)量數(shù)為140，所以未知粒子含有140個(gè)核子，其中子數(shù)為86；由于核能的釋放，要出現(xiàn)質(zhì)量虧損，而不是質(zhì)量數(shù)變化。答案：A點(diǎn)撥：關(guān)于核反應(yīng)方程的問(wèn)題，首先是依據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒計(jì)算出未知粒子的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，再確定它是哪種粒子或進(jìn)行其它的推斷。例題（2008年四川）如圖3所示，一束單色光射入一玻璃球體，入射角為60。己知光線在玻璃球內(nèi)經(jīng)一次反射后，再次折射回到空氣中時(shí)與入射光線平行。此玻璃的折射率為

28、( )A B1.5 C D2解析：如圖4所示，是光線在玻璃球內(nèi)的光路圖，A、C為折射點(diǎn)，B為反射點(diǎn)，作OD平行于入射光線，由數(shù)學(xué)知識(shí)可得：所以有：由折射定律得玻璃的折射率：答案：玻璃的折射率等于反思：本題考查光的全反射，根據(jù)發(fā)生全反射的臨界條件，判斷光在傳播時(shí)是否發(fā)生全反射，是不出錯(cuò)的原因所在。六、規(guī)律整合規(guī)律一、微觀量的運(yùn)算方法阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系微觀量和宏觀量的橋梁（1）微觀量指：分子體積V、分子直徑d、分子質(zhì)量m（2）宏觀量指：物體體積V、摩爾體積Vmol、物體的質(zhì)量M、摩爾質(zhì)量Mmol、物體的密度（3）關(guān)系：分子的質(zhì)量：分子的體積：物體所含的分子數(shù)：或注 ： 固、液體分子可以近似地認(rèn)為

29、緊密地靠在一起而氣體分子間有一個(gè)很大的間隙，由上面式求得的V并非是一個(gè)分子自身的體積而是一個(gè)氣體分子平均占據(jù)的空間（立方體）的體積。設(shè)該立方體的邊長(zhǎng)為a，則氣體分子的平均間距為規(guī)律二、衰變產(chǎn)生的三種射線的比較種類射線射線射線組成高速氦核流高速電子流光子流（高頻電磁波）帶電荷量2e-e0質(zhì)量靜止質(zhì)量為零速度0.1c0.99cc在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)與射線反向偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)貫穿本領(lǐng)最弱用紙能擋住較強(qiáng)穿透幾毫米的鋁板最強(qiáng)穿透幾厘米的鉛板對(duì)空氣的電離作用很強(qiáng)較弱很弱在空氣中的徑跡粗、短、直細(xì)、較長(zhǎng)、曲折最長(zhǎng)通過(guò)膠片感光感光感光規(guī)律三、光的波動(dòng)性與粒子性的比較光的粒子性與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)，表現(xiàn)出粒子的性質(zhì)少量或個(gè)

30、別光子容易顯示出粒子性頻率較大時(shí)，易顯示粒子性粒子含義是“不連續(xù)”、“一份一份”的，不同于宏觀的粒子光的波動(dòng)性傳播時(shí)，表現(xiàn)出波的性質(zhì)大量光子容易顯示出波動(dòng)性頻率較小時(shí)，易顯示波動(dòng)性光的波動(dòng)性是光子本身的一種屬性，不是光子之間相互作用產(chǎn)生的，不同于宏觀的機(jī)械波。七、高考預(yù)測(cè)高考中對(duì)熱、光、原部分的考查形式一般為三個(gè)選擇題。分值均為6分。熱學(xué)部分利用阿伏加德羅常數(shù)求分子的直徑、分子的質(zhì)量、估算分子個(gè)數(shù)以及布朗運(yùn)動(dòng)、分子間相互作用力隨分子間距離變化的關(guān)系、內(nèi)能及其變化是高考?？贾R(shí)點(diǎn)，多以難度中等或中等偏下的選擇題形式出現(xiàn)。幾何光學(xué)研究的是光線傳播的規(guī)律，主要包括原理有光的直線傳播規(guī)律、光的反射定律

31、、光的折射定律、光路的可逆原理；物理光學(xué)主要包括光的干涉、光的衍射、光電效應(yīng)現(xiàn)象等知識(shí)點(diǎn)規(guī)律。熱學(xué)部分可能分子動(dòng)理論、內(nèi)能、熱力學(xué)定律及壓強(qiáng)的產(chǎn)生固原因；中學(xué)所涉及的原子物理知識(shí)是大學(xué)高能物理的必備基礎(chǔ)，盡管中學(xué)教材的要求較低，但歷屆高考命題均有涉及，從粒子散射實(shí)驗(yàn)、原子結(jié)構(gòu)、能級(jí)、光譜到天然放射性、人工核反應(yīng)、核能、愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程、基本粒子、裂變、聚變，甚至學(xué)科內(nèi)綜合都出現(xiàn)過(guò)，題目的難度一般不大，以選擇題為主，偶爾也會(huì)有填空題和計(jì)算題，其中盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)、氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)、光子的輻射與吸收、核反應(yīng)方程和核能、質(zhì)量虧損、愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程等命題頻率較高，是高考命題的重點(diǎn)與熱點(diǎn)，其特點(diǎn)是

32、：“考課本”、不回避陳題。復(fù)習(xí)這部分內(nèi)容必須抓課本，理清思路，重點(diǎn)記憶，記準(zhǔn)一些常用粒子的符號(hào)，如：粒子、氘核、氚核、質(zhì)子、中子、電子、正電子等，要以課本為主，理解和記憶基本概念和史實(shí)。從2007年和2008年高考中對(duì)光學(xué)知識(shí)的考查看，本專題與考試大綱要求相吻合，著重考查學(xué)生的理解及應(yīng)用能力, 并有一定的難度， 預(yù)測(cè)2009年高考中光學(xué)可能會(huì)以下列題型出現(xiàn)：1選擇題：它可能考查光的反射與折射、全反射現(xiàn)象、光導(dǎo)纖維、折射率與頻率的關(guān)系、光的偏振現(xiàn)象、光的干涉和衍射現(xiàn)象、光電效應(yīng)、光的粒子性，也可考查粒子散射實(shí)驗(yàn)、核反應(yīng)的規(guī)律、電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒、玻爾原子模型、能級(jí)躍遷及波長(zhǎng)、頻率和波速三者的

33、關(guān)系、衰變規(guī)律等知識(shí)，解題時(shí)要注意知識(shí)間的聯(lián)系也可能考查了考生的綜合應(yīng)用物理知識(shí)分析解決問(wèn)題的能力和推理能力等，解題時(shí)要注意知識(shí)間的聯(lián)系。這種題一般分值36分，難度系數(shù)約0.7。2實(shí)驗(yàn)題：可以考查“測(cè)定玻璃的折射率”、“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”、估算分子的直徑等。一般分值711分，難度系數(shù)約0.653計(jì)算題：在計(jì)算題中可能會(huì)考查考生應(yīng)用光的反射與折射、光電效應(yīng)等物理知識(shí)，會(huì)分子動(dòng)理論，熱力學(xué)定律，會(huì)考查核能、愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程、原子核與力學(xué)的綜合等知識(shí)，這種題對(duì)學(xué)生的能力要求較高，有一定的難度，一般分值1019分，難度系數(shù)約0.55。八、專題專練一、選擇題（共12小題，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，

34、有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確。全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)的或不答的得0分）1. 太陽(yáng)表面溫度約為6000K，主要發(fā)出可見(jiàn)光，人體溫度約為310K，主要發(fā)出紅外線，宇宙間的溫度約為3K，所發(fā)出的輻射稱為“3K背景輻射”。若要進(jìn)行“3K背景輻射”的觀測(cè)，應(yīng)該選擇下列哪一個(gè)波段（ ）A 無(wú)線電波 B 可見(jiàn)光 C 紫外線 D X射線2.質(zhì)量相等的氫氣和氧氣，溫度相等，不考慮分子間的勢(shì)能，則（）A、氧氣的內(nèi)能較大 B、氫氣的內(nèi)能較大 C、兩者的分子平均速率和兩者的內(nèi)能一樣大D、氫氣分子的平均動(dòng)能較大3. 用三棱鏡可以使太陽(yáng)光發(fā)生折射而成一條彩色譜帶，如圖1所示，將一溫度

35、計(jì)放在1、2、3的三區(qū)，溫度上升最快的下列說(shuō)法不正確的是（）A.1區(qū)域?yàn)榧t光區(qū) B. 1區(qū)域?yàn)榧t光區(qū)C. 2區(qū)域?yàn)榫G光區(qū) D. 2區(qū)域?yàn)樗{(lán)光區(qū) 4. 盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)理論的主要內(nèi)容有（ ）原子的中心有個(gè)核，叫原子核原子的正電荷均勻分布在整個(gè)原子中原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里帶負(fù)電的電子在核外繞著核旋轉(zhuǎn)5. 我國(guó)南宋程大昌的演繁露中記述：“凡風(fēng)雨初霽，或露之未晞，其余點(diǎn)綴于草木枝之末，日光入之，五色俱足，閃爍不定，是乃日之光品著色于光，而非雨露有所五色也?！边@段文字記敘的是光的何種現(xiàn)象（ ）A 反射 B 色散 C 干涉 D 衍射6. 下列說(shuō)法中不正確的是 ( )A在一房間內(nèi)，

36、打開(kāi)一臺(tái)冰箱的門，再接通電源，過(guò)一段時(shí)間后，室內(nèi)溫度就會(huì)降低B從目前的理論看來(lái)，只要實(shí)驗(yàn)設(shè)備足夠高級(jí)，可以使溫度降低到-274C第二類永動(dòng)機(jī)是不能制造出來(lái)的，盡管它不違反熱力學(xué)第一定律，但它 違反熱力學(xué)第二定律D機(jī)械能可以自發(fā)地全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能也可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不 引起其他變化7. 有一桶水溫度是均勻的，在桶底部水中有一小氣泡緩慢浮至水面，氣泡上升過(guò)程中逐漸變大，若不計(jì)氣泡中空氣分子勢(shì)能的變化，則A、氣泡中的空氣對(duì)外做功，吸收熱量度 B、外界對(duì)氣泡中的空氣做功，放出熱量C、泡中的空氣內(nèi)能增加，吸收熱量 D、氣泡中的空氣內(nèi)能不變，放出熱量8. 如圖2所示，氣缸內(nèi)盛有一定量的理想氣體，氣

37、缸壁是導(dǎo)熱的，缸外環(huán)境保持恒溫，活塞與氣缸壁的接觸是光滑的，但不漏氣?，F(xiàn)將活塞桿與外界連接并緩慢地向右移動(dòng)，這樣氣體將等溫膨脹并通過(guò)桿對(duì)外做功。知理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，則下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.氣體是從單一熱源吸熱，全用來(lái)對(duì)外做功，因此此過(guò)程違反熱力學(xué)第二定律 B.氣體是從單一熱源吸熱，但并未全用來(lái)對(duì)外做功，所以此過(guò)程不違反熱力學(xué)第二定律 C.氣體是從單一熱源吸熱，全用來(lái)對(duì)外做功，但此過(guò)程不違反熱力學(xué)第二定律 D.A、B、C三種說(shuō)法都不對(duì)9. 以下說(shuō)法正確的是（）A、 溫度相等的兩塊鐵，其內(nèi)能一定相等B、 溫度不等的兩物體，其內(nèi)能一定不等C、 兩物體的內(nèi)能相等，其分子平均動(dòng)能一定相

38、等D、 兩塊相同物質(zhì)組成的固態(tài)物體，質(zhì)量相等，溫度相同，內(nèi)能一樣大10. 光子的能量為，動(dòng)量為，如果一個(gè)靜止的放射元素的原子核在發(fā)生輻射時(shí)只發(fā)生一個(gè)光子，則輻射后的原子核（ ）A仍然靜止B沿著與光子運(yùn)動(dòng)方向相反的方向運(yùn)動(dòng)C沿著與光子運(yùn)動(dòng)方向相同的方向運(yùn)動(dòng)D可能向相反的方向運(yùn)動(dòng)11. 如圖3所示，圖為單縫，圖為雙縫，用某單色光分別照射豎直放置的單縫和雙縫，在縫后較遠(yuǎn)的位置豎直放置的光屏上可以觀察到明暗相間的條紋（圖中陰影表示明條紋）如圖3中的和所示，則下列關(guān)于縫和條紋間關(guān)系的說(shuō)法中正確的是（ ）A圖表示單縫衍射條紋，圖表示雙縫干射條紋B單縫S越寬，越容易觀察到對(duì)應(yīng)的明暗條紋C雙縫間距離越短，對(duì)應(yīng)

39、條紋間距越大D照射雙縫的單色光波長(zhǎng)越長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)條紋間距離越大12. 如圖4所示，S為能放出、和三種射線的放射源，虛線框內(nèi)是方向垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，L是1mm厚的紙板，M是熒光屏實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)在熒光屏上O、P處有亮斑則以下判斷正確的是( ) A.如果磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，則O點(diǎn)為射線P點(diǎn)為射線 B.如果磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，則O點(diǎn)為射線P點(diǎn)為射線 C.如果磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，則O點(diǎn)為射線P點(diǎn)為射線 D.如果磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，則O點(diǎn)為射線P點(diǎn)為射線二、填空題（本題2小題，共28分，把答案填在題中的橫線上）13利用單分子油膜法可粗略測(cè)定分子的大小和阿佛加德羅常數(shù)，如果已知體積為V的一滴油在水面上散開(kāi)

40、形成的單分子油膜面積為S，則這種油分子的直徑表達(dá)式D_；如果這種油的摩爾質(zhì)量為M，密度為，寫(xiě)出阿佛加德羅常數(shù)的表達(dá)式為NA_14. 在利用雙縫干涉測(cè)定光波波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)中，首先調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫和雙縫的中心均位于遮光筒的中心軸線上，若經(jīng)粗調(diào)后透過(guò)測(cè)量頭上的目鏡觀察，看不到明暗相間的條紋，只看到一片亮區(qū)，造成這種情況的最可能的原因是；若調(diào)至屏上出現(xiàn)了干涉圖樣后，用測(cè)量頭去測(cè)量，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，移動(dòng)分劃板，第一次分劃板中心刻度線對(duì)齊A條紋中心時(shí)，如圖5所示，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖7所示；第二次分劃板中心刻度線對(duì)齊 B條紋中心時(shí)如圖6所示，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖8所示已知雙縫的間距為05mm，從雙縫到屏的距離為1m，則圖7中游標(biāo)卡尺的示數(shù)是mm。圖8中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為mm，實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)量多條干涉條紋寬度的目的是，所測(cè)光波的波長(zhǎng)為m(保留兩位