高中物理总复习课件全套第二部分

15．(12分)如图所示，在水平面内有两条光滑轨道MN、PQ，其上放有两根静止的导体棒ab、cd，质量分别为m1、m2．设有一质量为M的永久磁铁从轨道和导体棒组成的平面的正上方高为h的地方由静止落下，当磁铁的重心下落到轨道和导体棒组成的平面内时，磁铁的速度为v，导体棒ab的动能为Ek，此过程中两根导体棒之间、导体棒与磁铁之间都没有发生碰撞．求：

(1)磁铁在下落过程中受到的平均阻力．

(2)磁铁在下落过程中在导体棒中产生的总热量．

【解析】(1)设磁铁在下落过程中受的平均阻力为F，根据动能定理有：(Mg－F)h＝Mv2(2分)得：F＝Mg－．(2分)(2)导体棒ab、cd组成的系统动量守恒，设磁铁的重心下落到轨道和导体棒组成的平面内时ab、cd(相互靠拢)的速度大小分别为v1、v2，有：

m1v1＝m2v2(2分)

Ek＝m1v12(1分)设磁铁在下落过程中在导体棒中产生的总热量为Q，由能量守恒有：

Mgh－Mv2＝m1v12＋m2v22＋Q(3分)联立解得：Q＝Mgh－Mv2－()Ek．(2分)

[答案]

(1)Mg－

(2)Mgh－Mv2－()Ek16．(13分)如图甲所示，矩形线框abcd的边ab＝2l，ad＝3l，OO′为线框的转动轴，aO＝bO′＝2l．匀强磁场垂直于线框平面，磁感应强度为B，OO′刚好与磁场的边界线重合，线框的总电阻为R．当线框绕OO′以角速度ω匀速转动时，试求：(1)线框的ab边第一次出磁场前的瞬间，回路中电流的大小和方向．(2)从图示位置开始计时，取电流沿abcda方向为正，请在图乙中画出线框中的电流i随时间t变化的关系图象．(画两个周期)(3)线框中电流的有效值．

【解析】(1)在ab边出磁场前的瞬间，感应电动势为：

E1＝B·2l·ω·2l＝4Bωl2(2分)此时感应电流I1＝，方向沿adcba方向．(2分)(2)cd边在磁场中运动时产生的最大感应电动势为：

E2＝B·2l·ωl＝2Bωl2(2分)

cd边在磁场中运动时产生的最大感应电流为：

I2＝(1分)故i－t图象如图丙所示．(2分)

(3)设电流的有效值为I,在0～T时间内，线框中的焦耳热为：

I2RT＝()2R·＋()2R·(2分)解得：I＝．(2分)

[答案]

(1)，方向沿adcba方向(2)如图丙所示(3)第6专题振动与波、光学、执掌、原子物理

(一)振动与波、光学知识网络考点预测

振动与波是历年高考的必考内容，其中命题率最高的知识点为波的图象、波长、频率、波速及其相互关系，特别是波的图象与振动图象的关系，如2009年高考北京理综卷第17题、全国理综卷Ⅰ第20题、福建理综卷第17题，一般以选择题的形式出现，试题信息量大、综合性强，一道题往往考查多个概念和规律．其中波的图象，可以综合考查对波的理解能力、推理能力和空间想象能力．高考对光学部分的考查主要有：①光的折射现象，全反射；②光的干涉、衍射和偏振现象；③平面镜成像的作图方法；④双缝干涉实验测定光的波长；⑤光电效应现象．要点归纳

一、振动与波单摆(1)特点：①单摆是理想模型；②单摆的回复力由重力沿圆弧方向的分力提供，当最大摆角α＜10°时，单摆的振动可看做简谐运动，其振动周期T＝．(2)应用：①计时器；②测定重力加速度g，．

二、振动图象与波动图象的区别与联系

振动图象波动图象图象

研究对象一个质点所有质点物理意义横轴上各点表示各个时刻，图象表示一个质点各个时刻的位移情况横轴上各点表示质点的平衡位置，图象表示某一时刻各个质点的位移情况图象形成的物理过程相当于顺序“扫描”的结果相当一次“拍照”的结果所能提供的信息直接得出振幅、周期直接得出振幅、波长可以算出频率据波速、波长和频率(周期)的关系求其中一个量可以判断出位移、加速度、回复力间的变化关系振动方向和传播方向的关系

三、机械波与电磁波机械波电磁波对象研究力学现象研究电磁现象周期性变化的物理量位移随时间和空间做周期性变化电场E和磁场B随时间和空间做周期性变化传播传播需要介质，波速与介质有关，与频率无关，分横波和纵波两种，传播机械能传播不需要介质，在真空中波速总是c，在介质中传播时，波速与介质及频率都有关系．电磁波都是横波，传播电磁能产生由质点(波源)的振动产生无线电波由振荡电路产生

四、平面镜成像

1．平面镜改变光的传播方向，而不改变光的性质．2．平面镜成像的特点：等大、正立、虚像，物、像关于镜面对称．3．成像作图要规范化．射向平面镜的入射光线和反射光线要用实线，并且要用箭头标出光的传播方向．反射光线的反向延长线只能用虚线，虚线上不能标箭头．镜中的虚像是物体射到平面镜上所有光线的反射光线反向延长后相交形成的．在成像作图中，可以只画两条光线来确定像点．法线既与界面垂直，又是入射光线与反射光线夹角的平分线．平面镜转过一个微小的角度α，法线也随之转过角度α，当入射光线的方向不变时，反射光线则偏转2α．

五、光的折射定律1．折射率：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角θ1的正弦与折射角θ2的正弦之比为定值n，叫做这种介质的折射率，表示为n＝．实验和研究证明，某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度c跟光在这种介质中的传播速度v之比，即n＝．2．折射现象中光路是可逆的．

六、全反射和临界角1．全反射的条件：(1)光从光密介质射向光疏介质；(2)入射角大于或等于临界角．2．临界角：使折射角等于90°时的入射角，某种介质的临界角C用sinC＝计算．

七、用折射定律分析光的色散现象在分析、计算光的色散时，要掌握好折射率n的应用及有关数学知识，着重理解两点：①光的频率(颜色)由光源决定，与介质无关；②在同一介质中，频率越大的光的折射率越大，再应用n=等知识，就能准确而迅速地判断有关色光在介质中的传播速度、波长、入射光线与折射光线的偏折程度等问题．

八、光的波动性1．光的干涉(1)干涉条件：两束光的频率相同，并有稳定的相位差．(2)双缝干涉：两列光波到达某点的路程差为波长的整数倍时，该处的光互相加强，出现亮条纹；当到达某点的路程差为半波长的奇数倍时，该处的光互相削弱，出现暗条纹．相邻两条亮条纹(或暗条纹)的间距Δx＝

．(3)薄膜干涉：从薄膜前后表面反射的两列波叠加产生的干涉．应用：检查平面的平整度、增透膜等．2．光的衍射发生明显衍射的条件：障碍物的尺寸跟光的波长相近或比光的波长还小．光的衍射条纹和干涉条纹不同．泊松亮斑是光的衍射引起的．3．光的电磁说麦克斯韦提出“光是一种电磁波”的假设，赫兹用实验验证了电磁说的正确性．

九、光的粒子性1．光电效应(1)现象：在光的照射下物体发射电子(光电子)的现象．

(2)规律：任何金属都存在极限频率，只有用高于极限频率的光照射金属时，才会发生光电效应．在入射光的频率大于金属的极限频率的情况下，从光照射到金属上到金属逸出光电子的过程，几乎是瞬时的．光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，与光的强度无关．单位时间内逸出的光电子数与入射光的强度成正比．2．光电效应方程：mvm2＝hν－W．3．光子说：即空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份的能量等于hν(ν为光子的频率)，每一份叫做一个光子．4．光的波粒二象性：光的干涉、衍射现象说明光具有波动性,光电效应表明光具有粒子性,因此光具有波粒二象性.5．物质波：任何一个运动的物体(小到电子大到行星)都有一个波与它对应，波长λ＝(p为物体的动量)．

●例1如图6－1所示，一个弹簧振子在光滑水平面上的A、B两点之间做简谐运动．当振子经过最大位移处(B点)时，有块胶泥落在它的上面，并随其一起振动，那么后来的振动与原来相比较()

图6－1

A．振幅的大小不变 B．加速度的最大值不变C．速度的最大值变小 D．弹性势能的最大值不变

【解析】当振子经过最大位移处(B点)时，胶泥落在它的上面，在此过程中，胶泥减少的重力势能全部转变为内能，振子(含胶泥)在B点的速度仍为零，则其仍以O点为平衡位置做简谐运动，且振幅的大小不变．于是，最大回复力和最大弹性势能不变.由于质量增大,则其最大加速度变小，在平衡位置的速度(即最大速度)变小.综上可知,选项A、C、D正确．

[答案]ACD

【点评】解决本题的关键在于正确理解简谐运动的特征，了解简谐运动中各个物理量的变化，找到“振幅的大小不变”这一突破口，进而分析求解．简谐运动具有以下规律．①在平衡位置：速度最大、动能最大，位移最小、回复力最小、加速度最小、势能最小．②在位移大小等于振幅处：速度最小、动能最小，位移最大、回复力最大、加速度最大、势能最大．③振动中的位移x都是以平衡位置为起点的，方向从平衡位置指向末位置，大小为这两位置间的直线距离．加速度与回复力的变化一致，在两个“端点”最大，在平衡位置为零，方向总是指向平衡位置．

二、简谐运动的图象、波的图象

●例5

一列简谐横波以1m/s的速度沿绳子由A向B传播，质点A、B间的水平距离为3m，如图10－5甲所示．若t＝0时质点A刚从平衡位置开始向上振动，其振动图象如图10－5乙所示，则B点的振动图象为图6－2丙中的()

图6－2

【解析】由题意知，λ＝v·T＝4m故lAB＝λ，经过t＝T＝3s时间B点开始振动．又由波的传播特性可知，每点开始振动的方向与振源的起振方向相同，故知B点的振动图象为B．

[答案]B

【点评】本例虽然只要求B的振动图象，但解析过程必须弄清楚波的传播过程，可画出t＝3s时刻以及t′＝3s＋Δt时刻AB方向波的图象如图6－2丁所示．

图6－2丁

●例6两列振幅、波长均相同的简谐横波，以相同的速率沿相反方向在同一介质中传播．图6－3所示为某一时刻两波的波形图，其中实线为向右传播的波，虚线为向左传播的波，a、b、c、d、e为五个等距离的质点．则在两列波传播的过程中，下列说法中正确的是()

图6－3

A．质点a、b、c、d、e始终静止不动B．质点b、d始终静止不动C．质点a、c、e始终静止不动D．质点a、c、e以振幅2A做简谐运动

【解析】由波的叠加原理可知，图示时刻质点a、b、c、d、e的位移都为零．其中两列波在a、c、e上引起的振动方向相同，在b、d两点引起的振动方向总是相反，故b、d始终静止不动，a、c、e以振幅2A做简谐运动．

[答案]BD

【点评】①两列波传播至某点时，两列波引起的振动“步调”相同时，干涉加强；引起的振动“步调”相反时，干涉减弱，不应仅考虑波峰、波谷的相遇．②振动加强的点与振动减弱的点有规律地相互间隔．③注：干涉图样不是固定不动的，加强的点在做更大振幅的振动．

三、平面镜成像问题

●例4

某物体左右两侧各有一竖直放置的平面镜，两平面镜相互平行，物体距离左镜4m，右镜8m，如图6－4甲所示．物体在左镜所成的像中从右向左数的第三个像与物体的距离是[2009年高考·全国理综卷Ⅰ]()

图6－4甲A．24m B．32m C．40m D．48m

【解析】物体在左镜中所成的各像如图6－4乙所示，可知左镜中从右向左的第三个像是第一个像在右镜中的像再在左镜中成的像，即看见像时为光线在左镜反射一次后在右镜反射一次再在左镜反射一次进入眼睛，由平面镜成像的对称性可得：d＝32m．

图6－4乙

[答案]

B

【点评】光线经过平面镜反射进入眼睛，眼睛逆着光线确定光源，感觉光是从“虚像”发出．

四、光的折射与全反射

光学器材是由透明介质制成的，当光线从空气照射到这些透明体的表面时，折射进入透明体，然后再发生其他的光学现象．解这类问题用到的光学知识主要是反射定律、折射定律、全反射知识和数学中的几何知识．1．视深问题

●例5

某水池的实际深度为h，若某人垂直水面往下看时，水池的视深为多少？(设水的折射率为n)

【解析】如图所示,作两条从水底S发出的折射光线，一条垂直射出水面，另一条入射角很小(眼睛对光点的张角很小)，这两条折射光线反向延长线的交点S′就是看到的S的像．在△AS′O中，tanα＝在△ASO中，tanγ＝则＝因为α、γ很小，所以sinα≈tanα，sinγ≈tanγ得：h′．

[答案]

【点评】本题考查光的折射定律在实际中的应用．正确画出光路图，并运用近似理论是求解此类问题的关键．

2．巧妙运用光路图解题和光学作图问题(1)解决几何光学的基本方法是：画出光路图，理解有关概念，灵活运用数学知识求解．在反射和折射现象中，“光路可逆”是解决较复杂问题常用的思想方法．注意：光路图的作法必须遵循反射和折射定律．(2)由于同一介质对不同色光的折射率不同，导致光的色散现象．利用光的折射定律解决的问题主要有“视深”和棱镜等．正确画出光路图是求解此类问题的关键．(3)作图法是解决几何光学问题的主要方法之一．完成光路图的依据是光的传播规律，作图时常常要运用逆向思维——先由像确定反射光线，再确定入射光线．解题中常常要巧用光路可逆规律分析问题，在实像的位置换上物点，必定在原来物点处成像，即像、物互换．另外，涉及有关范围的问题，确定有关边界光线是解决问题的关键．

●例1

图6－5甲所示为一个储油圆柱桶，其底面直径与桶高相等．当桶中无油时，贴着桶的上边缘的A点恰能看到桶底边缘上的B处；当桶内油的深度等于桶高的一半时，眼所处的位置不变，在桶外沿AB方向看去，恰能看到桶底上的C点，且BC的距离是桶底直径的四分之一(A、B、C三点在同一竖直平面内，且BC在同一条直径线上)．据此可估算出该油的折射率n和光在这种油中的传播速度v分别为(已知真空中的光速c＝3×108m/s)()

图6－5甲

A．1.6、1.9×108m/s B．2.0、1.6×108m/sC．2.2、2.2×108m/s D．1.6、1.6×108m/s

【解析】当油的深度为桶高的一半时，眼睛看见C点的光路图如图6－5乙所示，可得：

图6－5乙

n＝＝1.6又因为n＝可得v＝1.9×108m/s．

[答案]

A

【点评】准确地画出光路图是解决几何光学问题的关键．

●例7一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上，经两次折射后从玻璃板另一个表面射出，出射光线相对于入射光线侧移了一段距离．在下列情况下，出射光线侧移距离最大的是[2008年高考·全国理综卷Ⅱ]()A．红光以30°的入射角入射B．红光以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】如图所示，由题意可知，O2A为偏移距离Δx，有：

Δx＝·sin(i－r)

n＝若为同一单色光，即n值相同．当i增大时，r也增大，但i比r增大得快，sin(i－r)＞0且增大，＞0且增大，故A、C选项错误．若入射角相同，则：Δx＝dsini(1－)即当n增大，Δx也增大，故选项B错误、D正确．

[答案]

D

【点评】①某束单色光照到介质表面，当入射角增大时，折射角也增大，但入射角比折射角增大得快．②一束复色光经过平板玻璃也会发生色散现象，即射出光的边缘出现彩色，只是当玻璃较薄时这个现象不太明显．

●例8

一足够大的水池内盛有某种透明液体，液体的深度为H，在水池的底部中央放一点光源，其中一条光线以30°的入射角射到液体与空气的界面上，它的反射光线与折射光线的夹角为105°，如图6－6甲所示，则可知()

图6－6甲A．液体的折射率为B．液体的折射率为C．整个水池表面都有光射出D．液体表面亮斑的面积为πH2

【解析】由题意知i＋r＝180°－105°＝75°

r＝75°－30°＝45°，故折射率n＝该液体的临界角C＝arcsin＝45°可得液体表面亮斑的半径如图10－8乙所示，r＝H

图10－8乙

故亮斑面积为：S＝πH2．

[答案]

AD

【点评】利用反射定律、折射定律和几何知识，解出折射角是解本题的关键．

五、干涉、衍射与偏振

1．干涉与衍射的比较光的干涉与衍射现象是光的波动性的表现，也是光具有波动性的证据．两者的区别是：光的干涉现象只有在符合一定条件下才发生；而光的衍射现象却总是存在的，只有明显与不明显之分．光的干涉现象和衍射现象在屏上出现的都是明暗相间的条纹，但双缝干涉时条纹间隔均匀，从中央到两侧的明纹亮度不变化；而单缝衍射的条纹间隔不均匀，中央明纹又宽又亮，从中央向两侧，条纹宽度减小，明纹亮度显著减弱．2．光的偏振横波的振动矢量垂直于波的传播方向振动时，偏于某个特定方向的现象叫偏振．纵波只能沿着波的传播方向振动，所以不可能有偏振，光的偏振现象证明光是横波．光的偏振现象在科技、生活中的应用有：照相机镜头上的偏振片、立体电影等．

●例9

图6－7所示为一竖直的肥皂膜的横截面，用单色光照射薄膜，在薄膜上产生明暗相间的条纹，下列说法正确的是()

图6－7A．薄膜上的干涉条纹是竖直的B．薄膜上的干涉条纹是水平的C．用蓝光照射薄膜所产生的干涉条纹的间距比用红光照射时的小D．干涉条纹是由于光线在薄膜前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果

【解析】光从肥皂膜的前后表面反射形成相干光，其路程差与薄膜厚度有关；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，形成亮纹(或暗纹)．因此，干涉条纹应是水平的．又因蓝光的波长小于红光的波长，所以用蓝光照射薄膜所产生的干涉条纹的间距较红光的小．综上所述，选项B、C、D正确．

[答案]

BCD

【点评】本题主要考查的是薄膜干涉形成的原因，以及干涉条纹与入射光波长之间的关系．

六、光电效应的规律与应用

●例10

如图6－8所示，用导线将验电器与洁净锌板连接，触摸锌板使验电器指示归零．用紫外线照射锌板，验电器指针发生明显偏转，接着用毛皮摩擦过的橡胶棒接触锌板，发现验电器的指针张角减小，此现象说明锌板带________(填“正”或“负”)电；若改用红外线重复以上实验，结果发现验电器指针根本不会发生偏转，说明金属锌的极限频率________(填“大于”或“小于”)红外线的频率．[2008年高考·上海物理卷]

图6－8

【解析】因锌板被紫外线照射后发生光电效应，验电器指针带正电荷而偏转；毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，与锌板接触时，电子与验电器指针上的正电荷中和，而使张角减小；用红外线照射锌板时，验电器指针的偏角不变，锌板未发生光电效应，说明锌板的极限频率大于红外线的频率．

[答案]

正大于

【点评】光电效应在物理学史上具有较重要的意义，需要熟记其现象、清楚地理解其产生的机制．(二)热学知识网络考点预测

从近几年的高考来看，热学部分多以选择题的形式出现,试题难度属于容易或中等．命题热点集中在下列两个方面．1．分子动理论、估算分子的大小和数目、物体内能的改变和热力学第二定律，题型多为选择题，且绝大多数选择题只要求定性分析．2．能源的开发和利用，这是当今的热门话题，应给予关注．要点归纳

一、理解并识记分子动理论的三个观点描述热现象的一个基本概念是温度．凡是跟温度有关的现象都叫做热现象．分子动理论是从物质的微观状态来研究热现象的理论．它的基本内容是：物体是由大量分子组成的；构成物体的分子永不停息地做无规则运动；分子间存在着相互作用力．

二、了解分子永不停息地做无规则运动的实验事实组成物体的分子永不停息地做无规则运动，这种运动跟温度有关，所以通常把分子的这种运动叫做热运动．1．扩散现象和布朗运动都可以很好地证明分子的热运动．2．布朗运动是指悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动．关于布朗运动，要注意以下几点：(1)形成条件是固体微粒足够小；(2)温度越高，布朗运动越激烈；(3)观察到的是固体微粒(不是液体分子，也不是固体分子)的无规则运动，反映的是液体分子运动的无规则性；(4)课本中描绘出的图象是某固体微粒每隔30秒的位置的连线，并不是该微粒的运动轨迹．

三、了解分子力的特点分子力有如下三个特点：①分子间同时存在引力和斥力；②引力和斥力都随着距离的增大而减小；③斥力比引力随距离变化得快．

四、深刻理解物体内能的概念1．由于分子做热运动而具有的动能叫分子动能．温度是物体分子热运动的平均动能的标志．温度越高，分子做热运动的平均动能就越大．2．由分子间相对位置决定的势能叫分子势能．分子力做正功时分子势能减小；分子力做负功时分子势能增大．(所有势能都有同样的结论．例如：重力做正功时重力势能减小，电场力做正功时电势能减小)由上面的分析可以得出：当r＝r0(即分子处于平衡位置)时，分子势能最小．不论r从r0开始增大还是减小，分子势能都将增大．固体和液体的分子势能与物体的体积有关，体积变化，分子势能也变化．注意：当物体的体积增大时，其分子势能不一定增加．3．物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能．

五、掌握热力学第一定律外界对物体所做的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增加量ΔU，即ΔU＝Q＋W，这叫做热力学第一定律．在这个表达式中，当外界对物体做功(气体被压缩)时W取正，物体克服外力做功(气体膨胀)时W取负；当物体从外界吸热时Q取正，物体向外界放热时Q取负；ΔU为正表示物体的内能增加，ΔU为负表示物体的内能减少．

六、掌握热力学第二定律1．热传导的方向性：热传导的过程是有方向性的．这个过程可以向一个方向自发地进行(热量会自发地从高温物体传给低温物体)，但是向相反的方向却不能自发地进行．2．第二类永动机不可能制成：我们把没有冷凝器，只有单一热源，从单一热源吸收热量，全部用来做功，而不引起其他变化的热机称为第二类永动机．这表明机械能和内能的转化过程具有方向性——机械能可以全部转化成内能，但内能不能全部转化成机械能，而不引起其他变化．3．热力学第二定律的表述：(1)不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化(按热传导的方向性表述)；(2)不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化(按机械能和内能转化过程的方向性表述)；(3)第二类永动机是不可能制成的．热力学第二定律使人们认识到，自然界中各种进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性．它揭示了有大量分子参与的宏观过程的方向性，使得它成为独立于热力学第一定律的一个重要的自然规律．

七、掌握气体的状态参量1．温度：温度在宏观上表示物体的冷热程度；在微观上是物体分子平均动能的标志．热力学温度是国际单位制中的基本量之一，符号是T，单位：K(开尔文)；摄氏温度是导出量，符号是t，单位：℃(摄氏度)．两种温度间的关系可以表示为：T＝(t＋273.15)K和ΔT＝Δt，要注意两种单位制下每一度的间隔是相同的．0K是低温的极限，它表示所有分子都停止了热运动．可以无限接近，但永远不能达到．2．体积：气体总是充满它所在的容器，所以气体的体积总是等于盛装气体的容器的容积．3．压强：气体的压强是由于大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的．(绝不能用气体分子间的斥力解释)一般情况下不考虑气体本身的重力，所以同一容器内气体的压强处处相等．但大气压在宏观上可以看成是大气受地球吸引而产生的重力引起的．热点、重点、难点

一、与阿伏加德罗常数有关的估算问题

阿伏加德罗常数是一个重要的物理量，它是联系微观物理量(如：分子质量、分子体积或直径等)与宏观物理量(如：摩尔质量、摩尔体积、密度、体积等)的桥梁，常常被用来解答一些有关分子大小、分子间距和分子质量等方面的估算问题．解决这类问题的基本思路和方法是：首先要熟练掌握微观量与宏观量之间的联系,如：分子的质量m0＝、摩尔体积V＝、分子占的体积V0＝、分子的个数N＝,式中NA、m、ρ、M、分别为阿伏加德罗常数、物体的质量、密度、摩尔质量、物质的量；其次是善于从问题中找出与所要估算的微观量有关的宏观量．此外，还要合理构建体积模型，如：在估算固体和液体的分子大小时，一般采用分子球体模型；而估算气体分子间距(不是分子的大小)时，一般采用立方体模型．灵活运用上述关系式并合理构建体积模型是分析、解决与阿伏加德罗常数相关问题的关键．

●例1

假如全世界60亿人同时数1g水的分子个数，每人每小时可以数5000个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数NA取6×1023mol－1)[2008年高考·北京理综卷]()A．10年 B．1千年 C．10万年 D．1千万年

【解析】1g水的分子数N＝×NA＝3.3×1022，则完成任务所需时间t＝年＝1×105年，选项C正确．

[答案]

C

【点评】此题是估算题，关键是求出1g水的分子数，对数学运算能力的要求较高．

二、扩散现象、布朗运动和分子的热运动

●例2

做布朗运动实验，得到某个观测记录如图6－9所示．图中记录的是[2009年高考·北京理综卷]()A．分子无规则运动的情况B．某个微粒做布朗运动的轨迹C．某个微粒做布朗运动的速度—时间图线图6－9D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线

【解析】布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，非分子的运动，故A错误；图中折线为每隔一定时间微粒位置的连线，并非轨迹，B错误、D正确；对于某微粒而言，在不同的时刻速度的大小和方向都是不确定的，故无法描绘其v－t图线，C错误．

[答案]

D

三、分子动能、分子势能及其变化、物体的内能及其变化、能量守恒定律、热力学定律

●例3

对一定量的气体，下列说法正确的是[2008年高考·全国理综卷Ⅱ]()A．气体的体积是所有气体分子的体积之和B．气体分子的热运动越剧烈，气体的温度就越高C．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的D．当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减少

【解析】气体分子间的距离远大于分子大小，所以气体的体积远大于所有气体分子的体积之和，A选项错误；温度是物体分子平均动能的标志，是表示分子热运动剧烈程度的物理量，B选项正确；气体压强的微观解释是大量气体分子频繁撞击产生的，C选项正确；气体膨胀，说明气体对外做功，但不能确定吸、放热情况，故不能确定内能变化情况，D选项错误．

[答案]

BC

【点评】在每年各地的高考题中，一般都会出现一道关于热学的题目，而且常综合考查本单元的较多的基本原理．

四、气体的压强从微观角度看，气体的压强与气体分子的平均动能和气体分子的密集程度(单位体积内的分子数)有关．气体分子的平均动能越大，分子撞击器壁时对器壁产生的作用力越大，气体的压强就越大；气体分子越密集(单位体积内的分子数越多)，每秒撞击器壁单位面积的分子数越多，气体的压强就越大．从宏观角度看，气体的压强跟温度和体积有关．

●例4下列说法正确的是[2009年高考·全国理综卷Ⅰ]()A．气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力B．气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量C．气体分子热运动的平均动能减小,气体的压强一定减小D．单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大

【解析】根据压强的定义，气体的压强等于气体分子作用在器壁单位面积上的平均冲力，等于单位面积上单位时间受到的平均冲量，故A正确、B错误．气体的压强与温度和体积有关，当分子热运动的平均动能增大时，若分子密度变大，气体的压强也有可能增大；当分子密度增大时，若分子热运动的平均动能减小,气体的压强也可能减小,故C、D错误.

[答案]

A(三)原子物理知识网络考点预测

近代物理部分相对独立，主干知识是原子的量子化结构和核能，复习时要围绕玻尔理论、衰变规律和爱因斯坦质能方程等重点知识进行．模块内的综合主要是近代物理知识与动量守恒定律的综合．利用碰撞探究微观粒子的规律是高能物理常用的研究手段，如α粒子散射实验．α粒子与氮、铍、铝的碰撞分别发现了质子、中子和放射性同位素，加速器、对撞机等都是研究核物理的常用工具．近年近代物理试题中出现不少中学教材中没有的新知识背景，如“超重元素”、“双电荷交换反应”、俄歇效应、原子内层空位产生的内转换机制、μ氢原子等．在训练学生读题时，要引导他们尽力将新情境中的问题与已学过的知识联系起来，在学习心理学中，就是“图式”的“同化”与“顺应”的过程，这类问题其实是“新瓶装旧酒”，还是考查课本上的知识点，只是对学生的能力要求提高了，要真正理解才能变通．“联系实际，联系生活，联系高科技”已成为高考命题的趋势，考查内容体现时代气息，用新名词包装的试题增加．试题越来越重视知识的联系，体现学科的综合性．要点归纳

一、原子的核式结构卢瑟福根据α粒子散射实验观察到的实验现象推断出了原子的核式结构．α粒子散射实验的现象是：①绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进；②极少数α粒子则发生了较大的偏转甚至返回．注意，核式结构并没有指出原子核的组成．

二、波尔原子模型玻尔理论的主要内容：1．“定态假设”：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中，电子虽做变速运动，但并不向外辐射电磁波，这样的相对稳定的状态称为定态．定态假设实际上只是给经典的电磁理论限制了适用范围：原子中的电子绕核转动处于定态时不受该理论的制约．2．“跃迁假设”：电子绕核转动处于定态时不辐射电磁波，但电子在两个不同定态间发生跃迁时，却要辐射(吸收)电磁波(光子)，其频率由两个定态的能量差值决定hν＝Em－En．3．“能量量子化假设”和“轨道量子化假设”：由于能量状态的不连续，因此电子绕核转动的轨道半径也不能任意取值．

三、原子核的衰变及三种射线的性质1．α衰变与β衰变方程α衰变：→＋β衰变：→＋2．α和β衰变次数的确定方法先由质量数确定α衰变的次数，再由核电荷数守恒确定β衰变的次数．3．半衰期(T)：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．4．特征：只由核本身的因素所决定，而与原子所处的物理状态或化学状态无关．5．规律：N＝N0．6．三种射线射线α射线β射线γ射线物质微粒氦核电子光子γ带电情况带正电(2e)带负电(－e)不带电速度约为c接近cc贯穿本领小(空气中飞行几厘米)中(穿透几毫米厚的铝板)大(穿透几厘米厚的铅板)电离作用强次弱

四、核能1．爱因斯坦质能方程：E＝mc2．2．核能的计算(1)若Δm以千克为单位，则：ΔE＝Δmc2．(2)若Δm以原子的质量单位u为单位，则：ΔE＝Δm×931.5MeV．3．核能的获取途径(1)重核裂变：例如

＋→＋＋10(2)轻核聚变：例如＋→＋聚变的条件：物质应达到超高温(几百万度以上)状态，故聚变反应亦称热核反应．热点、重点、难点

一、玻尔模型能级概念

●例1氢原子的能级如图6－10所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62eV～3.11eV,下列说法错误的是()A．处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离B．大量氢原子从高能级向n＝3能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应图6－10C．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光D．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光

【解析】处于n＝3能级的氢原子吸收光子而发生电离的最小能量是1.51eV，又因紫外线的频率大于可见光的频率，所以紫外线的光子能量E≥3.11eV，故A正确．由能级跃迁理论知，氢原子由高能级向n＝3能级跃迁时，发出光子的能量E≤1.51eV，所以发出光子能量小于可见光的光子能量．由E＝hν知，发出光子频率小于可见光的光子频率,发出光子为红外线,具有较强的热效应,故B正确．由能级跃迁理论知，n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可发出6种频率的光子，故C正确．由能级跃迁理论知，大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，发出光子的能量分别为：0.66eV(4→3)，2.55eV(4→2),12.75eV(4→1),1.89eV(3→2),12.09eV(3→1)，10.2eV(2→1)，所以只有3→2和4→2跃迁时发出的2种频率的光子属于可见光，故D错误．

[答案]

D

【点评】①原子由定态n(n≥2)向低能级跃迁时可能辐射的光子频率的种类为．②原子跃迁时，所吸收或释放的光子能量只能等于两能级之间的能量差．③原子电离时，所吸收的能量可以大于或等于某一能级能量的绝对值．④计算时应注意：因一般取∞远处为零电势参考面，故各能级的能量值均为负值；能量单位1eV＝1.6×10－19J．

二、考查衰变、裂变、聚变以及人工转变概念

●例2现有三个核反应：①→＋____；

②＋→＋＋____；

③＋→＋____．完成上述核反应方程，并判断下列说法正确的是()A．①是裂变，②是β衰变，③是聚变B．①是聚变，②是裂变，③是β衰变C．①是β衰变，②是裂变，③是聚变D．①是β衰变，②是聚变，③是裂变

[答案]

①②3③C

【点评】①原子核自发地放出某种粒子成为新的原子核，叫做衰变；原子序数较大的重核分裂成原子序数较小的原子核，叫做重核裂变；原子序数很小的原子核聚合成原子序数较大的原子核，叫做轻核聚变．②所有核反应都遵循质量数和电荷数守恒的规律，情况复杂时可列方程组求解．

三、核能和质量亏损

●例3某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为＋→＋Q1＋→＋X＋Q2方程中Q1、Q2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：下列判断正确的是[2009年高考·重庆理综卷]()A．X是，Q2>Q1B．X是，Q2>Q1C．X是，Q2<Q1D．X是，Q2<Q1

原子核质量/u1.00783.01604.002612.000013.005715.0001

【解析】核反应方程：＋→中的质量亏损为：Δm1＝1.0078u＋12.0000u－13.0057u＝0.0021u根据电荷数守恒、质量数守恒可知：＋→＋其质量亏损为：Δm2＝1.0078u＋15.0001u－12.0000u－4.0026u＝0.0053u根据爱因斯坦质能方程得：Q1＝Δm1c2，Q2＝Δm2c2故Q1＜Q2．

[答案]

B

【点评】要注意u为质量单位，并不是能量单位，其中1u＝1.6606×10－27kg,1uc2＝931.5MeV．

四、近代物理中的前沿科技问题

近几年来，高考试题中STS(科学·技术·社会)问题(如反物质、中微子、介子、夸克、弗兰克－赫兹实验等)占有较大的比例，出现了以科技前沿为背景的信息题．解决这类试题的关键在于：认真阅读题目、理解题意，捕获有效信息、删除干扰信息；仔细分析问题所描述的物理状态或物理过程，并从中建立起相应的物理模型；最后运用相关的物理规律求解．

●例4

K－介子的衰变方程为K－→π－＋π0，其中K－介子和π－介子所带电荷量为元电荷e，π0介子不带电．如图6－11所示，两匀强磁场方向相同，以虚线MN为理想边界，磁感应强度分别为B1、B2．今有一个K－介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场B1中，其轨迹为圆弧AP，P在MN上，K－在P点时的速度为v，方向与MN垂直．在P点该介子发生了上述衰变，衰变后产生的π－介子沿速度v的反方向射出,其运动轨迹如“心”形图线所示.则以下说法正确的是()A．π－介子的运行轨迹为PENCMDPB．π－介子运行一周回到P用的时间T＝C．B1＝4B2D．π0介子做匀速直线运动

图6－11

【解析】由题意可知，K－介子衰变为π－介子和π0介子后，π－介子沿速度v的反方向射出，而π－介子带负电，根据左手定则可以判断，π－介子的运行轨迹为PDMCNEP，则选项A错误；设π－介子在左右两侧磁场中做匀速圆周运动的半径分别为R1和R2，运动周期分别为T1和T2,由图可知：，又R1＝、R2＝，则B1＝2B2，即选项C错误；而T1＝，T2＝，则π－介子运行一周回到P所用的时间T＝，即选项B正确；π0介子由于不带电而不受洛伦兹力作用，它将做匀速直线运动，即选项D正确．综上所述，选项B、D正确．

[答案]

BD

【点评】本题涉及匀速圆周运动、线速度、角速度、周期、向心力、洛伦兹力、左手定则、牛顿第二定律等知识点，考查学生对上述知识的理解和掌握程度，以及分析、推理的能力和信息处理的能力．解决本题的关键在于：先利用左手定则判断π－介子的运行轨迹，再运用洛伦兹力、牛顿第二定律等知识分析求解．

★同类拓展2006年3月24日，由中国自行研究、设计的世界上第一个全超导非圆截面托卡马克EAST核聚变实验装置(又称“人造太阳”)，如图6－12所示，已成功完成首次工作调试．由于它和太阳产生能量的原理相同，都是热核聚变反应，所以被外界称为“人造太阳”．“人造太阳”的原理就是在这台装置的真空室内加入少量氢的同位素氘和氚，使其在一定条件下发生聚变反应，反应过程中会产生巨大的能量．核聚变的主要原料是氘和氚，在海水中含量极其丰富．则下列说法中错误的是()图6－12

A．“人造太阳”的核反应方程是＋→＋B．“人造太阳”的核反应方程是

＋→＋＋3C．“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是ΔE＝Δmc2D．与这种热核聚变比较，核裂变反应堆产生的废物具有放射性

【解析】“人造太阳”中的核反应为轻核的聚变，故A正确、B错误．核反应释放的能量都遵循质能方程ΔE＝Δmc2，C正确．聚变方程产生的不具有放射性，而裂变反应产生的废物会衰变放出α或β射线，D正确．

[答案]

B经典考题

本专题中的四部分内容在高考中一般都会以选择题出现，只是往往难度较低，题型相对单调，复习备考时应重基础，重在近年考题中总结命题的规律．

1．类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率．在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处．某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是[2009年高考·北京理综卷]()A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波

【解析】波长、波速、频率的关系对任何波都是成立的，对电磁波当然成立，故A正确．干涉和衍射是波的特性，机械波、电磁波都是波，这些特性都具有，故B正确．机械波是机械振动在介质中传播形成的，所以机械波的传播需要介质；电磁波是交替变化的电场和磁场由近及远地传播形成的，所以电磁波的传播不需要介质，故C正确．机械波既有横波又有纵波，但是电磁波只能是横波，其证据就是电磁波能够发生偏振现象，而偏振现象是横波才有的，D错误．故正确答案应为D．

[答案]

D

2．科学家发现在月球上含有丰富的(氦3)．它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为＋→2＋．关于聚变，下列表述正确的是[2009年高考·广东物理卷]()A．聚变反应不会释放能量B．聚变反应产生了新的原子核C．聚变反应没有质量亏损D．目前核电站都采用

聚变反应发电

【解析】聚变反应时将质量较小的轻核聚变成质量较大的核，聚变过程会有质量亏损，会放出大量的能量．但目前核电站都采用铀核的裂变反应．因此B正确．

[答案]

B

【点评】同质量的核燃料聚变反应放出的能量远远超过裂变反应，而且聚变反应的产物往往无放射性．但由于聚变反应需要几百万摄氏度以上的高温以及难以控制反应速度，故目前还没能用于发电．

3．密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气(不计分子势能)[2009年高考·重庆理综卷]()A．内能增大，放出热量B．内能减小，吸收热量C．内能增大，对外界做功D．内能减小，外界对其做功

【解析】不计分子势能，空气的内能由温度决定，内能随温度降低而减小，A、C均错误；薄塑料瓶因降温而变扁，此时瓶内空气的体积减小，外界压缩空气做功，D正确；空气的内能减小、外界对空气做功，根据热力学第一定律可知空气向外界放热，B错误．

[答案]

D

【点评】本类题型在高考对热学的考查中最常见．

4．氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n＝4的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n＝3的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出可见光b，则[2009年高考·四川理综卷]()

A．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出γ射线B．氢原子从n＝4的能级向n＝3的能级跃迁时会辐射出紫外线C．在水中传播时，a光较b光的速度小D．氢原子在n＝2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离

【解析】γ射线的产生机理是原子核受激发，是原子核变化才产生的，A错误；根据跃迁规律可知高能级向低能级跃迁时辐射光子的能量等于这两个能级差，从n＝4的能级向n＝3的能级跃迁时会辐射出的光子能量小于a光子的能量，不可能为紫外线，B错误；根据跃迁规律可知从n＝4的能级向n＝2的能级跃迁时辐射光子的能量大于从n＝3的能级向n＝2的能级跃迁时辐射光子的能量，则可见光a的光子能量大于b的，又根据光子能量E＝hν可得a光子的频率大于b的，则a的折射率大于b的，又v＝可得在水中传播时，a光较b光的速度小，C正确；欲使在n＝2的能级处的氢原子发生电离，则吸收的能量一定不小于3.4eV，D错误．

[答案]C

5．一列简谐横波在某一时刻的波形图如图甲所示，图中P、Q两质点的横坐标分别为x＝1.5m和x＝4.5m．P点的振动图象如图乙所示．在下列四幅图中，Q点的振动图象可能是[2009年高考·全国理综卷Ⅰ]()

【解析】本题考查波的传播．该波的波长为4m，P、Q两质点间的距离为3m．若波沿x轴正方向传播，当P在平衡位置向上振动时，Q点此时应处于波峰，B正确；若波沿x轴负方向传播，P点处于向上振动时，Q点应处于波谷，C正确．

[答案]

BC

【点评】高考对波的图象考查时要求较高，难度大，需要准确作图以帮助分析各点的振动情况．

6．在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴(图甲中虚线)与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图甲所示．有一半径为r的圆柱形的平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合．已知玻璃的折射率为1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为[2007年高考·全国理综卷Ⅰ]()

甲A．r B．1.5r C．2r D．2.5r

【解析】光从玻璃射向空气的临界角θ＝arcsin＝arcsin，而入射角i＞θ，将发生全反射，光路图如图乙所示．由几何关系得OB＝r·tan60°·cot30°－r＝2r．

乙

[答案]

C能力演练

一、选择题(10×4分)1．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素．下列有关放射性知识的说法中，正确的是()A．衰变成

要经过6次β衰变和8次α衰变B．氡的半衰期为3.8天，若有4个氡原子核，则经过3.8天后就一定只剩下2个氡原子核C．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的D．β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领远比γ射线弱

【解析】由质量数守恒和电荷数守恒可知A正确；放射性同位素存在半衰期是一个统计规律，对于大量的原子核才成立，4个氡原子核经过3.8天后可能剩4个，也可能剩3个，还可能剩2个或1个都不剩，B错误；β衰变的方程为：→＋，C正确；β射线是高速电子，不是电磁波，D错误．

[答案]

AC

2．一列简谐横波沿x轴所在直线传播，图示为某时刻的波形图，其中A处到O的距离为0.5m，此时A处的质点沿y轴负方向运动，再经0.02s第一次到达波谷，则()A．这列波的波长为1mB．这列波的频率为100HzC．这列波的波速为25m/sD．这列波的传播方向沿x轴负方向

【解析】由A点正沿y轴负方向振动可知波向x轴的负方向传播，D正确．又由题意及图象可知λ＝1m，T＝0.08s，故f＝＝12.5Hz，v＝＝12.5m/s．

[答案]

AD

3．地面附近有一正在上升的空气团，它与外界的热交换忽略不计．已知大气压强随高度增加而降低，则该气团在此上升过程中(不计气团内分子间的势能)[2008年高考·重庆理综卷]()A．体积减小，温度降低 B．体积减小，温度不变C．体积增大，温度降低 D．体积增大，温度不变

【解析】本题考查气体的有关知识，属于中等难度题目．随着空气团的上升，大气压强也随着减小，那么空气团的体积会增大，空气团对外做功，其内能会减小，因为不计分子势能，所以内能由其温度决定，则其温度会降低．所以空气团的体积增大、温度降低、压强减小．

[答案]

C

4．“轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核(称为母核)俘获一个核外电子，使其内部的一个质子变成中子，并放出一个中微子，从而变成一个新核(称为子核)的过程．中微子的质量远小于质子的质量，且不带电，很难被探测到，人们最早就是通过子核的反冲而间接证明中微子的存在的．若一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”，衰变成子核并放出中微子，则下列说法正确的是()A．母核的质量数等于子核的质量数B．母核的电荷数大于子核的电荷数C．子核的动量与中微子的动量相同D．子核的动能大于中微子的动能

【解析】这一核反应中粒子的质量数不变，电荷数减少一个，选项A、B正确；子核与中微子的动量大小相等、方向相反，选项C错误；又由Ek＝，故子核的动能远小于中微子的动能，选项D错误．

[答案]

AB

●例7用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象．图甲是点燃的酒精灯(在灯芯上洒些盐)，图乙是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈，将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是[2008年高考·上海物理卷]()

甲乙

A．当金属丝圈旋转30°时，干涉条纹同方向旋转30°B．当金属丝圈旋转45°时，干涉条纹同方向旋转90°C．当金属丝圈旋转60°时，干涉条纹同方向旋转30°D．干涉条纹保持原来状态不变

【解析】金属丝圈的转动改变不了肥皂液薄膜上薄下厚的形状，由干涉原理可知，干涉条纹与金属丝圈在该竖直平面内的转动无关，仍然是水平的干涉条纹，选项D正确．

[答案]D

6．在应用电磁波的特性时，下列符合实际的是()A．医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒B．医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒C．人造卫星对地球拍摄时利用紫外线照相有较好的分辨率D．人造气象卫星对地球拍摄时利用红外线照相是利用红外线透射率高和热效应强

【解析】紫外线的化学效应明显，还具有生理作用，故常用来对病房和手术室进行消毒；而X射线的穿透力强，生理作用、化学效应并不明显，不能用于手术室消毒，常用以透视，故B正确，A错误．因为任何物质都会发出红外线，且发射的波长与温度有关，红外线的波长长，透过云雾和微尘能力强，故常用于拍摄气象云图．而地球周围传播的紫外线极少，无法用紫外线感光来拍摄地球的状况．

[答案]

BD

7．如图所示，已知用光子能量为2.82eV的紫色光照射光电管中的金属涂层时，电流表的指针发生了偏转．若将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，电流表的示数恰好减小到0，电压表的示数为1V，则该金属涂层的逸出功约为()A．2.9×10－19J

B．4.5×10－19JC．2.9×10－26J

D．4.5×10－26J

【解析】由电场力做功的公式可知，当光电子的最大初动能Ek≤eU0时，光电流为零，故知Ek＝1.6×10－19J，所以W＝hν－Ek＝2.9×10－19J．

[答案]

A8．下列关于分子运动和热现象的说法中，正确的是()A．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子存在斥力的缘故B．100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能增加C．对于一定量的气体(分子间的作用力不计)，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热D．如果气体分子总数不变，气体温度升高，则压强必然增大

【解析】气体分子之间的引力大于斥力，但都小到可忽略不计，气体失去了容器的约束时会散开是因为气体分子热运动的缘故，故A错误；100°的水变成100℃的水蒸气的过程吸收热量，内能增加，但分子平均动能并没有增加，说明分子势能增加了，故B正确；气体的体积增大，分子密度变小，而压强保持不变，说明分子的平均动能增大，内能增大了，由ΔU＝W＋Q，W＜0，得Q＝ΔU＋|W|，故C正确；气体的温度升高，分子的平均动能增大，若体积膨胀较大，分子密度变小，气体压强也可能减小或不变，D错误．

[答案]

BC

9．一列简谐横波沿x轴正方向传播，其振幅为2cm．已知在t＝0时刻相距30m的a、b两质点的位移都是1cm，但运动方向相反，其中a质点沿y轴负方向运动，如图所示．则()A．a、b两质点的平衡位置间的距离为半波长的奇数倍B．t＝0时刻a、b两质点的加速度相同C．a质点的速度最大时，b质点的速度为零D．当b质点的位移为＋2cm时，a质点的位移为负

【解析】a、b两质点的间距可能小于半个波长，或为nλ＋Δx，A错误；t＝0时刻a、b两质点的位移相同，故加速度相同，B正确；在a由此刻到达平衡位置的时间内，a的平均速率大于b的平均速率，故这一时间内b还没有到达波峰，当b到达波峰时a已处于x轴的下方，故C错误、D正确．

[答案]

BD10．图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象．则从该时刻起()

A．经过0.35s后，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离B．经过0.25s后，质点Q的加速度大于质点P的加速度C．经过0.15s后，波沿x轴的正方向传播了3mD．经过0.1s后，质点Q的运动方向沿y轴的正方向

【解析】图乙描述的是图甲中P点的振动图象．由图乙不难看出P点的振动周期为0.2s，零时刻质点P处于平衡位置且将沿y轴负方向振动．因此，图甲的波动图象将沿x轴的正方向传播，Q点在该时刻将沿y轴正方向振动，由于在同一列波中各个质点的振动周期相同，经过0.35s(即T)后，Q点将处于x轴下方某处但不是位于波谷位置，而P点将处于波峰位置，则选项A正确；经过0.25s(即T)后，Q点将处于x轴上方某处但不是位于波峰位置，而P点将处于波谷位置，则该时刻Q点的加速度小于P点的加速度，故选项B错误；由v＝可知波速为20m/s，经过0.15s(即T)后，波沿x轴的正方向传播了3m，则选项C正确；经过0.1s(即T)后，Q点的运动方向沿y轴的负方向，故选项D错误．

[答案]AC

二、非选择题(共60分)11．(6分)有两位同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室，各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了T2－L图象，如图甲所示．去北大的同学所测实验结果对应的图线是________(填“A”或“B”)．另外，在南大做探究的同学还利用计算机绘制了两种单摆的振动图象(如图乙所示),由图可知,两单摆的摆长之比＝________．

【解析】由T＝2π，可得g＝因为g北＞g南，故北大实验结果对应图线B．又由图乙可知＝．

[答案]

B(3分)(3分)

12．(9分)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，已经准备的器材有：油酸酒精溶液、滴管、浅盘和水、玻璃板、彩笔和坐标纸.要完成本实验,还欠缺的器材有_________.已知油酸酒精溶液中油酸的体积比浓度为0.05%,1mL这样的溶液合80滴．现将1滴该溶液滴在水面上，这滴溶液中纯油酸的体积是________m3．用彩笔描绘出油膜轮廓线后，印在坐标纸上，如图所示．已知坐标纸每一小格的边长为1cm，则油膜的面积为______m2．根据上面的数据，估算油酸分子的直径是______m．(结果保留一位有效数字)

[答案]量筒、痱子粉(2分)6.25×10－12(2分)1.25×10－2(2分)5×10－10(3分)13．(10分)在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，准备了下列仪器：A．白炽灯B．双窄缝片 C．单窄缝片 D．滤光片E．毛玻璃光屏(1)把以上仪器安装在光具座上，自光源起合理的顺序是________________(填字母)．(2)在某次实验中，用某种单色光通过双缝在光屏上得到明暗相间的干涉条纹，其中亮纹a、c的位置利用测量头上的分划板确定，如图所示．其中表示a纹位置(如图甲所示)的手轮读数为________mm，表示c纹位置(如图乙所示)的手轮读数为________mm．

(3)已知双缝间的距离为0.18mm，双缝与屏的500mm，则单色光的波长为________μm．

[答案]

(1)ADCBE(4分)(2)1.790(2分)4.940(2分)(3)0.567(2分)14．(11分)利用插针法可以测量半圆柱形玻璃砖的折射率．实验方法如下：在白纸上作一直线MN，并作出它的一条垂线AB，将半圆柱形玻璃砖(底面的圆心为O)放在白纸上，它的直径与直线MN重合，在垂线AB上插两个大头针P1和P2，如图甲所示，然后在半圆柱形玻璃砖的右侧插上适量的大头针，可以确定光线P1P2通过玻璃砖后的光路，从而求出玻璃的折射率．实验室中提供的器材除了半圆柱形玻璃砖、木板和大头针外，还有量角器等．甲

(1)某学生用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的垂线AB上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在半圆柱形玻璃砖右侧的区域内，无论从何处观察，都无法透过玻璃砖同时看到P1、P2的像，原因是_______________________________，他应采取的措施是__________________________________．(2)为了确定光线P1P2通过玻璃砖后的光路，在玻璃砖的右侧，最少应插________枚大头针．(3)请在半圆柱形玻璃砖的右侧估计所插大头针的可能位置(用“×”表示)，并作出光路图．为了计算折射率，应该测量的量有：________(在光路图上标出)，计算折射率的公式是________________．

[答案]

(1)光线P1P2垂直于界面进入半圆柱形玻璃砖后到达圆弧面上的入射角大于临界角，发生全反射现象，光不能从圆弧面折射出来(2分)向上移动半圆柱形玻璃砖，使到达圆弧面上的光线的入射角小于临界角(2分)(2)1(2分)(3)光路图如图乙所示(2分)

乙