物理（四）-2023年高考考前20天终极冲刺攻略（全国通用）

这是一份物理（四）-2023年高考考前20天终极冲刺攻略（全国通用），共90页。试卷主要包含了原子物理，热学等内容，欢迎下载使用。






目 录 / contents



倒计时：第8天 原子物理……………………………………1



倒计时：第7天 热学…………………………………………26




倒计时：第6天 振动和波……………………………………51


倒计时：第5天 光学…………………………………………63







专题4 原子物理、物理实验、热学、振动和波与光学
高考预测
近几年高考真题对原子物理的考查一般为6分（一个选择题），对物理实验的考查一般为15分（一个力学实验和一个电学实验），对热学或光学、振动和波的考查一般为15分。例如在2022年全国甲卷第17题考查原子核衰变；第22题考查测量微安表内阻；23题探究碰撞满足的规律实验；在2022年全国乙卷第17题以点光源以113W的功率向周围所有方向均匀地辐射为情景，考查光子能量公式及其相关知识点；第22题以雷达探测一高速飞行器的位置为情景，考查匀变速直线运动实验；23题探究阻值约为的待测电阻在范围内的伏安特性曲线。预测2022年高考可能仍沿这种方法命题。
应试技巧
一、原子物理
1．对于光电效应，要依据“两条线索”和“两个对应关系”
(1)两条线索：

(2)两个对应关系：
―→―→―→
―→―→
对于光电效应图像要明确光电效应图像对应光电效应方程
(1)极限频率：图线与ν轴交点的横坐标ν0。
(2)逸出功：图线与Ek轴交点的绝对值等于金属的逸出功：W0＝|－E|＝E。
(3)普朗克常量：图线的斜率k＝h。
2.关于原子跃迁必须掌握的六个要点
(1)氢原子从低能级向高能级跃迁：吸收一定频率的光子，当光子的能量满足hν＝E末－E初时，才能被某一个原子吸收，否则不吸收。
(2)氢原子从高能级向低能级跃迁：以光子的形式向外辐射能量，所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时两能级间的能量差。
(3)电离：当光子能量大于等于原子所处能级的能量值的绝对值时，也可以被氢原子吸收，使氢原子电离，多余的能量作为电子的初动能。
(4)光谱线条数：一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射出的光谱线条数为N＝。
(5)氢原子还可吸收外来实物粒子的能量而被激发，由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级差，均可使原子发生能级跃迁。
(6)跃迁时电子动能、原子电势能与总能量变化：当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子电势能减小，电子动能增大，原子总能量减小，反之，轨道半径增大时，原子电势能增大，电子动能减小，原子总能量增大。
3. 解决核衰变与动量综合问题的三点提醒
(1)原子核在释放粒子的过程中系统动量守恒。
(2)由左手定则和粒子在磁场中轨迹的内切或外切圆判断释放粒子的电性。
(3)根据洛伦兹力和牛顿第二定律以及动量守恒定律可知运动半径和粒子电荷量的关系。　　
4　核能的计算
(1)计算核能的步骤

(2)核能的计算
①若以kg为质量亏损Δm的单位，则计算时应用公式ΔE＝Δmc2，ΔE的单位为“J”。
②若以原子质量单位“u”为质量亏损单位，则ΔE＝Δm×931.5 MeV，ΔE的单位为“MeV”。　　
二、热学
1.热力学定律与气体实验定律的综合问题的处理方法
　　
2.“汽缸”模型的三种常见问题
(i)气体系统处于平衡状态，需要综合应用气体实验定律和物体的平衡条件解题。
(ii)气体系统处于非平衡状态，需要综合应用气体实验定律和牛顿运动定律解题。
(iii)两个或多个汽缸封闭着几部分气体，并且汽缸之间相互关联的问题，解答时应分别研究各部分气体，找出它们各自遵循的规律，并写出相应的方程，还要写出各部分气体之间压强或体积的关系式，最后联立求解。　　
3.求解液柱封闭气体问题的四点提醒
(1)液体因重力产生的压强大小为p＝ρgh(其中h为气、液接触面至液面的竖直高度)。
(2)不要漏掉大气压强，同时又要尽可能平衡掉某些大气的压力。
(3)有时直接应用连通器原理——连通器内静止的液体，同种液体在同一水平面上各处压强相等。
(4)当液体为水银时，可灵活应用压强单位“cmHg”，使计算过程简捷。　　
4. 等效法求解变质量的气体问题
在“充气、抽气”模型中可以假设把充进或抽出的气体包含在气体变化的始、末状态中，即用等效法把变质量问题转化为恒定质量的问题。
(i)充气中的变质量问题
设想将充进容器内的气体用一个无形的弹性口袋收集起来，那么当我们取容器和口袋内的全部气体为研究对象时，这些气体状态不管怎样变化，其质量总是不变的。这样，就将变质量的问题转化成质量一定的问题了。
(ii)抽气中的变质量问题
用抽气筒对容器抽气的过程中，对每一次抽气而言，气体质量发生变化，其解决方法同充气问题类似，假设把每次抽出的气体包含在气体变化的始、末状态中，即用等效法把变质量问题转化为恒定质量的问题。　　
三. 机械振动和机械波
“一分、一看、二找”巧解波的图像与振动图像问题
(1)分清振动图像与波的图像。只要看清横坐标即可，横坐标为x，则为波的图像，横坐标为t，则为振动图像。
(2)看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数量级。
(3)找准波的图像对应的时刻。
(4)找准振动图像对应的质点。　　
四. 光学
几何光学计算题往往是光的反射、折射、全反射(临界点)及几何图形关系的综合问题。解决此类问题应注意以下四个方面：
(1)依据题目条件，正确分析可能的全反射及临界角。
(2)通过分析、计算确定光传播过程中可能的折射、反射，把握光的“多过程”现象。
(3)准确作出光路图。
(4)充分考虑三角形、圆的特点，运用几何图形中的角关系、三角函数、相似三角形、全等三角形等，仔细分析光传播过程中产生的几何关系。



倒计时第8天
今日心情：


考点解读
了解量子论，知道光电效应产生条件，理解掌握光电效应规律。
知道α散射实验，理解卢瑟福原子核式结构模型。理解波尔原子模型，掌握能级和原子跃迁及其相关知识点。
理解原子核衰变规律，理解原子核衰变周期的意义。
知道重核裂变和轻核聚变都能够释放核能，掌握利用爱因斯坦质能方程计算核能。
高考预测
原子物理的考查主要是：光电效应、α粒子的散射实验、半衰期、核反应和核能的计算，一般以选择题或填空题的形式出现，难度较低。原子物理的考查一般为选择题，预测2022年高考对原子物理的考查仍然是选择题，难度中等。

1.光电效应
研究光电效应实验电路图如下。
光电效应的实验规律：
①存在饱和电流。大于极限频率的光照射金属时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比。这表明，入射光越强，单位时间内发射出的光电子数越多。
②存在遏止电压和截止频率（或极限频率）。
使光电流减小到零时的反向电压Uc叫做遏止电压。
能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做截止频率（或极限频率）。不同的金属对应不同的截止频率。
实验得出的在黄光和蓝光照射的某种金属的光电流与电压的关系如图所示。
③光电效应具有瞬时性。

2. 普朗克1900年提出量子论，1905年爱因斯坦提出光子学说，成功解释了光电效应实验。任何一种金属都有一个极限频率，只有当入射光的频率大于这个极限频率才能发生光电效应。光电效应实验表明光具有粒子性。
光子能量公式E=hν，光电效应方程Ek= hν—W。
遏止电压与光电子初动能的关系：eUc= Ek。
截止频率与逸出功W的关系：νc=W/h
康普顿效应，光在介质中与完整微粒相互作用，传播方向发生变化的现象叫做光的散射。在散射的光线中，除了与入射光波长相同的射线外，还有波长比入射光波长更长的射线，这种现象叫做康普顿效应。康普顿效应表明，光子除了具有能量外，还具有动量。.德布罗意提出物质波：任何运动的物体，都有一种波与之对应。物质波的波长λ==。光波和物质波都是概率波。
3.光的干涉、衍射实验证明光具有波动性，麦克斯韦提出光是电磁波。光电效应实验康普顿实验都表明光具有粒子性。光具有波粒二象性。个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的作用效果表现为波动性；频率越低的光，波动性越显著，容易观察到光的干涉和光的衍射现象；频率越高的光，粒子性越显著，贯穿本领越强。
4.原子结构
汤姆孙通过对阴极射线的研究发现电子；密立根通过著名的油滴实验测出电子电量，发现电荷是量子化的，即任何带电体的电荷都是e的整数倍；卢瑟福根据α粒子的散射实验结果提出了原子的核式结构模型；根据α粒子的散射实验有关数据可确定原子核的数量级为10-15m。原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的。原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子能量由这两定态的能力差决定，即hν=E初-E末。根据玻尔的定态假设和能量量子化，可画出能级图，利用发射或吸收光子的能量等于两能级能量值之差可求原子发射或吸收光子的频率。若是在光子的激发下跃迁，则光子能量等于两能级的能量之差。若是在电子的碰撞下引起原子跃迁，电子能量必须大于或等于两能级的能量之差。若大量的原子处于n能级，则可辐射的光谱条数为n(n-1).。辐射光子的能量等于两能级的能量之差。
5.原子核
.原子核的组成：原子核由质子和中子组成。质子和中子统称为核子。原子核的质量数等于原子核内的核子数；原子核内的质子数等于核电荷数，等于该元素的原子序数。具有相同的质子数和不同中子数的原子互称同位素。不稳定的同位素称为放射性同位素。.天然放射性的发现说明原子核具有复杂结构。不稳定的原子核自发的放出某种粒子（α粒子和β粒子）转变为新核的变化称为原子核的衰变。.天然放射性元素能够自发放出α射线、β射线、g射线，α射线是高速运动的氦核，穿透能力最弱，电离能力最强；β射线是高速运动的电子，穿透能力较强，电离能力较弱；g射线是频率很高的电磁波，穿透能力最强，电离能力最小。.α衰变规律是质量数减少4，电荷数减少2；β衰变规律是：电荷数增加1，质量数不变。.半衰期是反映原子核衰变快慢的物理量，放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫做这种元素的半衰期。放射性元素衰变的快慢与元素所处的物理化学状态无关。
原子核反应一般分为四类：原子核衰变（包括α衰变和β衰变）、原子核人工转变、轻核聚变和重核裂变。原子核衰变自发进行，不受外界条件影响；原子核人工转变是利用α粒子等轰击原子核使其发生核反应产生新的原子核；轻核聚变是在高温下进行的能够释放大量能量的核反应；重核裂变是利用中子轰击重原子核使其发生裂变生成中等质量原子核的反应。原子核反应遵循质量守恒定律、能量守恒定律、动量守恒定律、电荷守恒定律。.质量亏损△m等于核反应前原子核的总质量与核反应后原子核的总质量之差。根据爱因斯坦的质能方程，核反应释放的核能△E=△mc2。。若质量亏损△m以原子质量单位u作为单位，可利用1u可释放能量931.5MeV，用△E=△m×931.5MeV计算核反应释放的核能。利用核反应前原子核的总质量减去核反应后原子核的总质量，得出质量亏损。利用爱因斯坦质能方程得出核反应释放的核能。


1．．（2023年1月浙江选考· 9）宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应：，产生的能自发进行衰变，其半接期为5730年，利用碳14的衰变规律可推断古木的年代．下列说法正确的是（ ）
A．发生衰变的产物是
B．衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子
C．近年来由于地球的温室效应，引起的半衰期发生微小变化
D若测得一古木样品的含量为活体植物的，则该古木距今约为11460年
【参考答案】D
【命题意图】本题考查放射性元素的衰变及其相关知识点。
【名师解析】根据中子与大气中的氮14产生的核反应，可知发生衰变的产物是，选项A错误；根据核反应辐射出的电子产生机理可知，衰变辐射出的电子来自于原子核内的中子转化为质子时放出的电子，选项B错误；半衰期是放射性元素的本质特性，与放射性元素所处的物理、化学状态无关，即与外界环境无关，选项C错误；若测得一古木样品的含量为活体植物的，可知经过了2个半衰期，则该古木距今约为5730×2年=11460年，选项D正确。
2．（2023年1月浙江选考· 11）被誉为“中国天眼”的大口径球面射电望远镜已发现660余颗新脉冲星，领先世界．天眼对距地球为L的天体进行观测，其接收光子的横截面半径为R．若天体射向天眼的辐射光子中，有倍被天眼接收，天眼每秒接收到该天体发出的频率为v的N个光子．普朗克常量为h，则该天体发射频率为v光子的功率为（ ）

A． B． C． D．
【参考答案】A
【命题意图】本题功率、光子能量及其相关知识点。
【名师解析】设天体发射频率为v光子的功率为P，由题意可知
解得，选项A正确。
3．（2023年1月浙江选考· 15）氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如图1所示．氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光I，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ．用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图2和图3所示的干涉条纹．用两种光分别照射如图4所示的实验装置，都能产生光电效应．下列说法正确的是（ ）


A．图1中的对应的是Ⅰ
B．图2中的干涉条纹对应的是Ⅱ
C．Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量
D．P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大
【参考答案】CD
【命题意图】本题考查能级、光电效应、光子动量及其相关知识点。
【名师解析】根据题意可知。氢原子发生能级跃迁时，由公式可得
可知，可见光I的频率大，波长小，可见光Ⅱ的频率小，波长大。可知，图1中的对应的是可见光Ⅱ，故A错误；由公式有，干涉条纹间距为，由图可知，图2中间距较小，则波长较小，对应的是可见光I，故B错误；根据题意，由公式可得，光子动量为，可知，Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量，故C正确；根据光电效应方程及动能定理可得，可知，频率越大，遏止电压越大，则P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大，故D正确。
4. （2022高考湖北物理）上世纪四十年代初，我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在实验方案：如果静止原子核俘获核外K层电子e，可生成一个新原子核X，并放出中微子νe，即 。根据核反应后原子核X的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量，进而确定中微子的存在。下列说法正确的是（　　）
A. 原子核X是
B. 核反应前后的总质子数不变
C. 核反应前后总质量数不同
D. 中微子的电荷量与电子的相同
【参考答案】A
【命题意图】本题考查核反应及其相关知识点。
【解题思路】根据核反应遵循的规律，核反应前后质量数守恒，电荷数守恒，X原子核的电荷数为3，质量数为7，所以原子核X是Li，选项A正确BCD错误。
5. （2022高考上海）某元素可以表示为X，则下列可能为该元素同位素的是（ ）
A、X B、X C、X D、X
【参考答案】.C 【命题意图】考查对原子核同位素的理解。
【名师解析】根据原子核同位素的意义可知，同位素是位于元素周期表中同一位置的元素，原子序数相同，电荷数相同，质子数相同，中子数不同，即左下角的数字必须相同，而左上角的数字不同，所以选项C正确。
【教材再现】原子核符号。

6．（2022新高考海南卷）下列属于衰变的是（ ）
A． B．
C． D．
【参考答案】C
【名师解析】根据衰变的定义可知选项C属于衰变。
7. （2022高考上海）某原子核发生核反应放出一个正电子，则新原子核中多了一个（ ）
A。质子 B。中子 C、电子 D。核子
【参考答案】B
【命题意图】本题考查原子核反应+守恒思想
【名师解析】根据原子核反应过程遵循质量数守恒和电荷数守恒，可知质量数等于中子数+质子数，核反应时放出一个正电子，电荷数减1，质量数不变，则新原子核中多了一个中子，选项B正确。
【教材再现】由于原子核内没有电子，β衰变的实质是

同样，核反应放出的正电子，是原子核内的质子转化为一个中子和一个正电子，其转化方程为

这种转化产生的正电子发射到核外。与此同时，新核少了一个质子，却增加了一个中子。所以新核的质量数不变，电荷数减少1.

8．（2022新高考海南卷）一群处于激发态的氢原子跃迁向外辐射出不同频率的光子，则（ ）
A．需要向外吸收能量
B．共能放出6种不同频率的光子
C．向跃迁发出的光子频率最大
D．向跃迁发出的光子频率最大
【参考答案】BD
【名师解析】处于激发态的氢原子跃迁向外辐射出不同频率的光子，向外辐射能量，A错误；共能放出3+2+1=6种不同频率的光子，B正确；向跃迁发出的光子能量最小，频率最低，C错误；向跃迁发出的光子能量最大，频率最大，D正确。
9. （2022新高考江苏卷）上海光源通过电子-光子散射使光子能量增加，光子能量增加后（　　）
A. 频率减小 B. 波长减小
C. 动量减小 D. 速度减小
【参考答案】B
【命题意图】本题考查光子能量、动量及其相关知识点。
【解题思路】
根据光子能量公式E=hν，可知光子的能量增加后，光子的频率ν增加，A错误；根据波长与频率成反比，，可知光子波长减小，选项A错误，B正确；根据光子动量公式，，可知光子的动量p增加，选项C错误；根据爱因斯坦狭义相对论的假设，真空中光速不变，选项D错误。
10．（2022高考北京卷）2021年5月，中国科学院全超导托卡马克核聚变实验装置（）取得新突破，成功实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，创造托卡马克实验装置运行新的世界纪录，向核聚变能源应用迈出重要一步。
等离子体状态不同于固体、液体和气体的状态，被认为是物质的第四态。当物质处于气态时，如果温度进一步升高，几乎全部分子或原子由于激烈的相互碰撞而离解为电子和正离子，此时物质称为等离子体。在自然界里，火焰、闪电、极光中都会形成等离子体，太阳和所有恒星都是等离子体。下列说法不正确的是（ ）
A．核聚变释放的能量源于等离子体中离子的动能
B．可以用磁场来约束等离子体
C．尽管等离子体整体是电中性的，但它是电的良导体
D．提高托卡马克实验装置运行温度有利于克服等离子体中正离子间的库仑斥力
【参考答案】A
【命题意图】此题考查及其相关知识点。
【名师解析】核聚变释放的能量源于核反应释放的核能，不是等离子体中离子的动能，选项A不正确。
11. （2022高考上海） “玉兔号”月球车的电池中具有同位素“钚”。请补充钙元素原子核发生的核反应方程式：Pu →U+ ；该反应属于 反应。（选填：“裂变”或“衰变”）
【参考答案】 He 衰变
【命题意图】本题考查 核反应方程+衰变
【名师解析】根据原子核反应方程遵循的质量数守恒和电荷数守恒，可知同位素“钚”原子核发生的核反应式是：Pu →U+He。由于该核反应放出了He，即α粒子，所以属于α衰变反应。
12. （2022高考辽宁物理） 2022年1月，中国锦屏深地实验室发表了首个核天体物理研究实验成果。表明我国核天体物理研究已经跻身国际先进行列。实验中所用核反应方程为，己知、、的质量分别为，真空中的光速为c，该反应中释放的能量为E。下列说法正确的是（　　）
A. X为氘核
B. X为氚核
C.
D.
【参考答案】B
【命题意图】本题考查核反应/核能及其相关知识点.
【名师解析】
根据核反应遵循的质量数守恒和电荷数守恒可知，X的质量数为3，电荷数为1，为氚核，选项A错误，B正确；因该反应为人工转变，反应前两种粒子都有动能（总动能设为Ek1），反应后的生成物也有动能Ek2，根据质能方程可知，由于质量亏损反应放出的能量为,则反应释放的能量为,选项CD错误。
13. （2022高考上海） “玉兔号”月球车的电池中具有同位素“钚”。请补充钙元素原子核发生的核反应方程式：Pu →U+ ；该反应属于 反应。（选填：“裂变”或“衰变”）
【参考答案】 He 衰变
【命题意图】本题考查 核反应方程+衰变
【名师解析】根据原子核反应方程遵循的质量数守恒和电荷数守恒，可知同位素“钚”原子核发生的核反应式是：Pu →U+He。由于该核反应放出了He，即α粒子，所以属于α衰变反应。
14. （2022高考河北）如图是密立根于1916年发表的纳金属光电效应的遏止电压与入射光频率的实验曲线，该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程，并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。由图像可知（　　）


A. 钠的逸出功为
B. 钠的截止频率为
C. 图中直线的斜率为普朗克常量h
D. 遏止电压与入射光频率成正比
【参考答案】A
【命题意图】本题考查光电效应、对遏止电压与入射光频率的实验曲线的理解及其相关知识点。
【名师解析】
根据遏止电压与最大初动能的关系有
根据爱因斯坦光电效应方程有
当结合图像可知，当为0时，解得，选项A正确；
钠的截止频率为，根据图像可知，截止频率小于，选项B错误；
结合遏止电压与光电效应方程可解得，对比遏止电压与入射光频率的实验曲线可知，图中直线的斜率表示，选项C错误；根据遏止电压与入射光的频率关系式可知，遏止电压与入射光频率成线性关系，不是成正比，选项D错误。
15．（2022·全国理综甲卷·17）两种放射性元素的半衰期分别为和，在时刻这两种元素的原子核总数为N，在时刻，尚未衰变的原子核总数为，则在时刻，尚未衰变的原子核总数为（ ）
A． B． C． D．
【参考答案】C
【命题意图】本题考查对半衰期的理解与计算。
【解题思路】N=N1+N2，在t=2t0时刻，一种经过了2个半衰期，N1剩下N1/4，另一种经过了1个半衰期，N2剩下N2/2，则有N1/4+N2/2=N/3，解得：N1=2N/3，N2=N/3。在t=4t0时刻，一种经过了4个半衰期，N1剩下N1/16，另一种经过了2个半衰期，N2剩下N2/4，尚未衰变的已知总数为N1/16+ N2/4=N/8.,选项C正确。
16．（2022·高考广东物理）目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大的氢原子。氢原子第n能级的能量为，其中。图4是按能量排列的电磁波谱，要使的氢原子吸收一个光子后，恰好失去一个电子变成氢离子，被吸收的光子是（ ）

A．红外线波段的光子 B．可见光波段的光子
C．紫外线波段的光子 D．X射线波段的光子
【参考答案】A
【命题意图】本题考查能级，电磁波谱，氢原子电离及其相关知识点。
【解题思路】
n=20的氢原子能量为E20=E1/202=-0.034eV，该氢原子其电离能为0.034eV。吸收一个光子，恰好失去一个电子变成氢离子，由图4所示按能量排列的电磁波谱可知，被吸收的光子是红外线波段的光子，A项正确。
17. （2022·全国理综乙卷·17）一点光源以113W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6 × 10 - 7m的光，在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3 × 1014个。普朗克常量为h = 6.63 × 10 - 34J×s。R约为（ ）
A. 1 × 102m B. 3 × 102m C. 6 × 102m D. 9 × 102m
【参考答案】B
【名师解析】由E = hν和c = λν
可得一个光子的能量为E = hc/λ
光源每秒发出的光子的个数为
P为光源的功率，光子以球面波的形式传播，那么以光源为原点的球面上的光子数相同，此时距光源的距离为R处，每秒垂直通过每平方米的光子数为3 × 1014个，那么此处的球面的表面积为S = 4πR2
则
联立以上各式解得R ≈ 3 × 102m，选项B正确。
18. （2022年1月浙江选考）2021年12月15日秦山核电站迎来了安全发电30周年，核电站累计发电约6.9×1011kW·h，相当于减排二氧化碳六亿多吨。为了提高能源利用率，核电站还将利用冷却水给周围居民供热。下列说法正确的是（　　）

A. 秦山核电站利用的是核聚变释放的能量
B. 秦山核电站发电使原子核亏损的质量约为27.6kg
C. 核电站反应堆中需要用镉棒控制链式反应的速度
D. 反应堆中存在的核反应
【参考答案】CD
【名师解析】．秦山核电站利用的是重核裂变变释放的能量，故A错误；原子核亏损的质量全部转化为电能时，约为，核电站实际发电还要考虑到核能的转化率和利用率，则原子核亏损的质量大于27.6kg，故B错误；核电站反应堆中需要用镉棒能吸收中子的特性，通过中子的数量控制链式反应的速度，故C正确；反应堆利用铀235的裂变，生成多个中核和中子，且产物有随机的两分裂、三分裂，即存在的核反应，故D正确。
19．（2022年6月浙江选考）秦山核电站生产的核反应方程为，其产物的衰变方程为。下列说法正确的是，
A．X是 B．可以用作示踪原子
C．来自原子核外 D．经过一个半衰期，10个将剩下5个
【参考答案】AB
【命题意图】本题考查核反应、β衰变和对半衰期的理解。
【解题思路】
根据核反应遵循的质量数守恒和电荷数守恒，可知X为质子 ，A正确；由于具有放射性，且C是构成生物体的主要元素之一，所以可以用作示踪原子，B正确；衰变放出的电子来自原子核，C错误；由于半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量原子核不适用，所以经过一个半衰期，10个不一定剩下5个，D错误。

20．（2022年6月浙江选考）图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠。下列说法正确的是
A．逸出光电子的最大初动能为10.80eV
B．n=3跃迁到n=1放出的光电子动量最大
C．有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应
D．用0.85eV的光子照射，氢原子跃迁到n=4激发态
第7题图

【参考答案】B
【命题意图】本题考查能级，波尔理论及其相关知识点。
【解题思路】氢原子处于n=3的激发态，跃迁到基态，辐射出的光子能量最大，最大为E=（-1.51eV）-（-13.6eV）=12.09eV，照射逸出功为2.29eV的金属钠，由爱因斯坦光电效应方程，逸出光电子的最大初动能为Ek=E-W=12.09eV -2.29eV =9.80eV，A错误；n=3跃迁到n=1放出的光电子能量E最大，由E=pc，可知动量p最大，B正确；只有处于n=3的激发态氢原子跃迁到基态，处于n=2的激发态氢原子跃迁到基态，辐射的光子能量大于金属钠逸出功2.29eV，即2种频率的光子能使金属钠产生光电效应，C错误；用0.85eV的光子照射处于n=3是氢原子，不能跃迁到n=4激发态，D错误。
21．（2022重庆高考）如图为氢原子的能级示意图。已知蓝光光子的能量范围为，紫光光子的能量范围为。若使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，则激发氢原子的光子能量为（ ）

A． B． C． D．
【参考答案】C
【名师解析】由题意可知，处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，则由蓝光光子能量范围可知氢原子从n=4能级向低能级（n=2）跃迁可以辐射蓝光，则需要激发氢原子到n=4能级，所以激发氢原子的光子能量为△E=E4-E1=(-0.85eV)- (-13.6eV)= 12.75eV，选项C正确。
22. （2022山东物理）碘125衰变时产生射线，医学上利用此特性可治疗某些疾病。碘125的半衰期为60天，若将一定质量的碘125植入患者病灶组织，经过180天剩余碘125的质量为刚植入时的（　　）
A. B. C. D.
【参考答案】B
【命题意图】本题考查半衰期及其相关计算。
【名师解析】
碘125的半衰期为60天，根据半衰期的定义，经过一个半衰期，剩余，经过180天即3个半衰期，剩余碘125的质量为刚植入时的××=，选项B正确。
【一题多解】设刚植入时碘的质量为，经过180天后的质量为m，根据

代入数据解得

故选B。

23．（2022高考北京卷）氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子（ ）
A．放出光子，能量增加 B．放出光子，能量减少
C．吸收光子，能量增加 D．吸收光子，能量减少
【参考答案】B
【命题意图】此题考查能级、跃迁及其相关知识点。
【名师解析】氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子放出光子，能量减少，选项B正确。



1. （2023年甘肃张掖一诊）如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系图像，由图像可知（　　）

A. 该金属的逸出功等于E
B. 普朗克常量等于
C. 入射光的频率为时，产生的电子的最大初动能为2E
D. 入射光的频率为时，产生的电子的最大初动能为
【参考答案】AB
【名师解析】
根据光电效应方程
结合图像可知该金属逸出功W=E，A 正确；
该图像的斜率为普朗克常数，故，B正确；
由图像可知，当入射光的频率为时，产生的电子的最大初动能为E，C错误；
当入射光的频率为时，小于极限频率，不会产生光电效应，D错误。
2. （2023云南昆明云南师大附中质检）现用某一频率为光照射在阴极K上，阴极材料极限频率为，如图所示，调节滑动变阻器滑片的位置，当电压表示数为时，电流表G示数恰好为零。电子电荷量的大小为，普朗克常量为，下列说法正确的是（ ）

A. 若入射光频率变为原来的2倍，则遏止电压为
B. 若入射光频率变为原来的3倍，则光电子的最大初动能为2
C. 保持滑动变阻器滑片位置不变，若入射光频率变为原来3倍，则电子到达A极的最大动能为
D. 入射光频率为，若改变电路，加大小为的正向电压，电子到达A极的最大动能为
【参考答案】ACD
【名师解析】
根据光电效应方程可得

当电压表示数为时，电流表G示数恰好为零，根据动能定理可得

若入射光频率变为原来的2倍，则有

设遏止电压变为，则有

联立解得

故A正确；
若入射光频率变为原来的3倍，则有

故B错误；
保持滑动变阻器滑片位置不变，若入射光频率变为原来的3倍，则电子到达A极的最大动能为

故C正确；
入射光频率为，若改变电路，加大小为的正向电压，电子到达A极的最大动能为

故D正确。
故选ACD。
3.（2023陕西师大附中期初检测） 钴，银白色铁磁性金属，元素符号Co，早期的中国就已知并用于陶器釉料；衰变的核反应方程为，其半衰期为，、、的质量分别为、、，下列说法正确的是（　　）
A. 经过的时间，10个核中有5个已经发生了衰变
B. 射线的穿透本领比粒子弱
C. 该核反应中释放的能量为
D. 粒子是核外的电子电离形成的
【参考答案】C
【名师解析】
半衰期具有统计意义，对少数的原子核没有意义，故经过的时间，不能确定10个核中有5个发生了衰变，故A错误；根据三种射线的特点可知，射线的穿透本领比射线强，故B错误；根据质能方程可知核反应中释放的能量为，故C正确；根据衰变的实质可知，粒子是原子核内的一个中子转变为质子时产生的，故D错误。
4. （2023四川成都蓉城名校联盟联考） 2021年11月30日，上海市洋山海关透露，199.5 吨被放射性污染的樟子松板材被退运出境。原因是在这批进口板材中检测出了人工核素铯137（），且其活度浓度超过了国家规定的免管浓度值。已知人工核素铯137的半衰期长达30年，衰变时会辐射γ射线。其衰变方程为→+X。下列说法正确的是（　　）

A. 衰变方程中的X来自于铯（）内中子向质子的转化
B. 通过高温暴晒，可使板材中的铯（）尽快衰变殆尽
C. 该反应产生的新核与铯（）的比结合能相等
D. 衰变时放出的X离子的穿透性比γ射线强
【参考答案】A
【名师解析】
根据核反应中电荷数与质量数守恒判断，衰变方程中的X为电子，为衰变，离子即，是由原子核中的中子转化成一个质子和一个电子产生的，故A正确；
原子核的半衰期并不受外界因素（如温度）的影响，故B错误；
衰变时放出核能，故衰变后的新核的比结合能比铯（）的比结合能大，故C错误；衰变时放射出的射线穿透性最强，故D错误。
5．（2023江西红色十校第一次联考）小华家里装修，爸爸在网上购买了一条蓝光LED灯带（如图所示），该灯带的发光功率为10W。已知蓝光光子的能量范围为，则1s内该灯带发出的蓝光光子数的数量级为（ ）

A． B． C． D．
【参考答案】C
【名师解析】根据，可得，C项正确。
6．（2023年河北示范性高中调研）1986年4月26日，乌克兰切尔诺贝利核电厂的第44号反应堆发生了爆炸。苏联政府为了阻止核电站爆炸产生放射性核污染，建造起来的一个巨大的钢筋混凝土建筑将核电站的第4号反应堆彻底封住。由于从远处看这一建筑像一座巨大的坟墓，被称为“切尔诺贝利核石棺”。这座“石棺”到2022年就会达到寿命极限，目前乌克兰已经完成核电站新防护罩建造工作，据乌克兰政府表示，“新棺”的用期计划达到100年。核事故中辐射防护的主要对象是碘－131，放射性碘进入人体后对甲状腺造成损害，短期引起甲状腺功能减退，长期可引起癌变。碘的半衰期为8天，其衰变方程为，以下说法正确的是（ ）

A．通过加压或者是降温的方法，可以改变放射性物质的半衰期
B．8个碘核8个经过8天后还剩下4个
C．衰变发出的射线是波长很短的光子，电离能力很强
D．衰变过程中质量数不变
【参考答案】．D
【名师解析】“新棺”虽然阻挡了一部分的放射性物质，但不能完全阻挡住。A选项错误。
碘131的半衰期是8天，但是半衰期指的是大量原子，几个原子没有统计学意义，其衰变时间不确定，B错误。
射线的电离本领很弱，C选项错误。
衰变过程质量数守恒，电荷数守恒，D正确。


1.. （2023湖南三湘创新发展联考）氢原子光谱除了巴耳末系外，还有赖曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式为，。电磁波谱如图所示，其中可见光的波长范围是400nm~760nm，帕邢系中，氢原子可以发出（　　）


A. 可见光 B. 红外线
C. 紫外线 D. X射线
【参考答案】B
【名师解析】
由题给公式可知，在帕邢系中，当n=4时，氢原子发出电磁波的波长最长，为

当n趋于无穷大时，氢原子发出电磁波的波长最短，为

根据电磁波谱可知选项中四种电磁波按波长由小到大排列为：X射线、紫外线、可见光、红外线，由于略大于可见光的最大波长，所以帕邢系中，氢原子可以发出红外线，不可能发出可见光、紫外线和X射线。故选B。
2. （2023湖北新高考联盟高三起点联考）在自然界中，一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外线辐射能量。物体的红外线辐射能量的大小及其按波长的分布特点与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外线能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外测温仪（只捕捉红外线光子）所依据的客观基础。如图为氢原子能级示意图，已知红外线单个光子能量的最大值为1.62eV，要使氢原子辐射出的光子可被红外测温仪捕捉，最少应给处于基态的氢原子提供的能量为（　　）

A. 10.20eV B. 12.09eV
C. 2.55eV D. 12.75eV
【参考答案】D
【名师解析】给处于基态的氢原子提供能量，若使其跃迁到n=4的激发态，氢原子从n=4向低能级跃迁，辐射光子能量最小值为，
若使其跃迁到n=3的激发态，辐射光子能量最小值为，红外线单个光子能量的最大值为1.62eV，要使氢原子辐射出的光子可被红外测温仪捕捉，最少应给处于基态的氢原子提供的能量为，选项D正确。
【关键点拨】要注意题述，要使氢原子辐射出的光子可被红外测温仪捕捉，即氢原子从激发态向较低激发态跃迁可以辐射出红外线。
3．（2023河南四市二模）2022年10月7日，中国散裂中子源工程（CSNS)打靶束流功率达到140kW并稳定供束 运行，标志着该科学装置进入成熟阶段。中国散裂中子源就像“超级显微镜”，是研究物 质材料微观结构的理想探针。下面有关中子的说法正确的是
A.中子不同于电子、质子等其他微观粒子，只具有粒子性，不具有波动性
B.卢瑟福通过用粒子轰击氮原子核发现了中子
C.放射性元素的原子核发生衰变时，原子核中的中子数减少
D.当铀、钚等重元素的原子核受到中子轰击发生裂变时，只要能放出更多的中子，就一定会发生链式反应
【参考答案】C
【命题意图】本题考查中子的波粒二象性+卢瑟福发现质子，查德威克发现中子+β衰变的机理+铀核链式反应的产生条件
【名师解析】一切微观粒子都具有波粒二象性，中子与电子、质子等其他微观粒子一样，既具有粒子性，也具有波动性，A错误；查德威克通过用粒子轰击氮原子核发现了中子，B错误；放射性元素的原子核发生衰变时，原子核内的中子转化为质子和电子，所以放射性元素的原子核发生衰变时，原子核中的中子数减少，C正确；铀核裂变产生的条件是，铀块体积要超过临界体积，且受到中子轰击才能发生链式反应，D错误。
4. （2023湖北宜昌重点高中质检）1932年，查德威克用未知射线轰击氢核，发现这种射线是由质量与质子大致相等的中性粒子即中子组成。如图所示，中子以速度分别碰撞静止的氢核和氮核，碰撞后氢核和氮核的速度分别为和。若碰撞为弹性正碰，氮核质量是氢核质量的14倍，不考虑相对论效应，下列说法正确的是(    )
A. 小于
B. 大于
C. 碰撞后氮核的动量比氢核的小
D. 碰撞后氮核的动能比氢核的小
【参考答案】.AD 
【名师解析】设中子的质量为m，氢核的质量为m，氮核的质量为14m，设中子和氢核碰撞后中子速度为，由动量守恒定律和能量守恒定律可得，，联立解得
设中子和氮核碰撞后中子速度为，由动量守恒定律和能量守恒定律
可得 ，
联立解得
可得，选项A正确，B错误；
.碰撞后氢核的动量为，氮核的动量为，可得，选项C错误；
.碰撞后氢核的动能为，氮核的动能为，可得，故D正确。
5. (2023湖南怀化名校联考)上世纪四十年代初，我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案：如果静止原子核俘获核外K层电子e，可生成一个新原子核X，并放出中微子，即。根据核反应后原子核X的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量，进而确定中微子的存在，若原子核X的半衰期为，平均核子质量大于，则（ ）
A. X是
B. X比结合能小于
C. 中微子的能量由质子数减少转变而来
D. 再经过，现有的原子核X全部衰变
【参考答案】AB
【名师解析】
．根据题中核反应方程，结合质量数与电荷数守恒可得X的质量数和电荷数分别为


故A正确；X与质量数相同，而X的平均核子质量大于，根据质能方程可知的结合能更大，由于二者核子数相同，都为7，因此的比结合能更大，故B正确；．由核反应方程可知，中微子的能量是一个质子与一个电子结合转变成一个中子而得到，故C错误；经过，只剩下现有的原子核X的未衰变，故D错误。
6．（2023江苏南通重点高中月考）有四个核反应方程如下，下列说法正确的是（　　）
①        ②
③            ④
A．①是核聚变，X1是 B．②是核裂变，X2是
C．③是原子核的人工转变，X3是 D．④是核裂变，X4是He
【参考答案】．C
【名师解析】A．根据质量数与电荷数守恒，X1的质量数与电荷数分别为


则X1是，该反应是核裂变，A错误；
B．根据质量数与电荷数守恒，X2的质量数与电荷数分别为
3+1-2=2
2-1=1
则X2是，该反应是核聚变，B错误；
C．根据质量数与电荷数守恒，X3的质量数与电荷数分别为
24+4-27=1
12+2-13=1
则X3是，该反应是人工核转变，C正确；
D．根据质量数与电荷数守恒，X4的质量数与电荷数分别为
238-234=4
92-90=2
则X4是，该反应是α衰变，D错误。



1.爱因斯坦教育理念 
“每个孩子都有一种与生俱来的好奇心，但是却很早就消逝了。”爱因斯坦早在1930年的谈话中就发表了他自己对教育的看法。爱因斯坦并不是教育家，但他却对教育具有非凡的洞察力和预见性。他说：“我没有什么特殊的天赋，只是拥有无比强烈的好奇心罢了。”
“知识不是力量，探求知识的好奇才是力量”，爱因斯坦这种教育理念，得到德国教育界的认可和推崇。“想象比知识更重要，想象力概括着世界上的一切！”知识，是孩子通过自己对外界的认识而产生好奇，进一步发挥想象，并最终通过自己的理解得到答案，这也是自我学习能力的培养。推崇德国爱因斯坦教育理念的教育者们也认为，要培养孩子的好奇心，首先，要了解孩子自然的天性，以玩乐的教育形式，让孩子在玩乐中认识他们的世界。 
爱因斯坦教育理念强调，学习，是一个快乐的过程。培养孩子们学习的兴趣，注重学习的过程，能不断地激发孩子求知的动力。因此，营造宽松、自由、和谐的学习环境，能增加孩子们的学习乐趣，从而激发他们思考问题的能力，太多太杂的学科和任务，只会增加孩子们的负担，大大危害了独立思考能力的发展，甚至让他们对学习产生厌恶的心理。爱因斯坦曾提到，教育对孩子们来说，应当是一种宝贵的礼物，而不是一项艰苦的任务。学校的职责，是把人培养成一个独立思考独立发展的个体，而非一个专家，专业知识，只能让人成为一种有用的机器，而不能成为一个和谐发展的人。
2.爱因斯坦成功秘诀
爱因斯坦常对人说：学习时间是个常数，它的效率却是个变数，单独追求学习时间是不明智的，最重要的是提高学习效率。他认为必须通过文体活动，才能获得充沛的精力，保持清醒的头脑，爱因斯坦还根据自己的亲身体会，总结出一个公式，即A=X+Y+Z。A代表成功，X代表正确的方法，Y代表努力工作，Z代表少说废话。他把这个公式的内容，概括成两句话：工作和休息是走向成功之路的阶梯，珍惜时间是有所建树的重要条件。]


名校预测

专家押题

























倒计时第7天
今日心情：


考点解读
理解分子运动论，能够运用阿伏伽德罗常数参数进行相关计算。
知道固体（晶体和非晶体）和液体的特性，知道气体压强的产生原因，掌握气体实验定律，能够运用气体实验定律分析解决实际问题。知道理想气体状态方程。
理解掌握热力学第一定律。理解热力学第二定律的两种表述。
高考预测
高考对分子运动论和热力学定律的考查一般为选择题或填空题，对气体实验定律的考查主要以“气缸——活塞”模型或“玻璃管——液柱”模型呈现。图像情景、变质量气体问题也是近年命题热点。

1.估算气体分子间距，必须把每个分子所占据的空间看作立方体；估算液体固体分子的大小，一般分子可看作球体。
2.分子之间的引力和斥力同时存在。分子之间的引力和斥力都随距离的增大而减小。当分子之间的距离等于r0时，分子之间的引力和斥力相等，合力为零，分子处于平衡位置，分子势能最小。当分子之间距离大于r0时，引力大于斥力，对外表现为引力；当分子之间距离小于r0时，引力小于斥力，对外表现为斥力。
3.对固体和液体，要掌握晶体的特征、液晶的性质、液体的表面张力，了解浸润不浸润现象，知道饱和气体、绝对湿度和相对湿度等。
4.气体实验定律、理想气体状态方程都是对一定质量的理想气体。若气体质量变化，可以通过巧妙选取研究对象，使变质量问题转化为一定质量的气体问题，利用气体实验定律、理想气体状态方程解答。
5..利用热力学第一定律要注意各个物理量的符号。外界做功，W为正，吸收热量，Q为正。.理解热力学第二定律要注意“不引起其他变化”，若引起其他变化，任何过程都是可能的。


1．（8分）（2023年1月浙江选考· 17）某探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示．在竖直放置的圆柱形容器内用面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动．开始时气体处于温度、活塞与容器底的距离的状态A．环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上升恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态B．活塞保持不动，气体被继续加热至温度的状态C时触动报警器．从状态A到状态C的过程中气体内能增加了．取大气压，求气体

（1）在状态B的温度；
（2）在状态C的压强；
（3）由状态A到状态C过程中从外界吸收热量Q．
【参考答案】（1）330K；（2）；（3）
【名师解析】
（1）根据题意可知，气体由状态A变化到状态B的过程中，封闭气体的压强不变为，则有

解得

（2）根据题意可知，气体由状态B变化到状态C的过程中，气体的体积不变，则有

解得

（3）根据题意可知，从状态A到状态C的过程中气体对外做功为

由热力学第一定律有

解得

2. （2022高考上海）将一个乒乓球浸没在水中，当水温升高时，球内气体（ ）
A、分子热运动平均动能变小，压强变小
B、分子热运动平均动能变小，压强变大
C、分子热运动平均动能增大，压强变小
D、分子热运动平均动能增大，压强变大
【参考答案】D
【命题意图】本题考查温度的微观含义+气体压强的微观含义+查理定律+模型思想
【名师解析】当水温升高时，乒乓球内的气体温度升高，气体分子平均动能增大，分子对器壁的撞击作用变大，气体压强变大，选项D正确。
【一题多解】当水温升高时，乒乓球内的气体温度升高，气体分子平均动能增大；对乒乓球内气体，体积不变，由查理定律可知温度升高，压强变大。
3. （2022高考上海）如图所示，两根粗细相同的玻璃管下端用橡皮管相连，左管内封有一段长30cm的气体，右管开口，左管水银面比右管内水银面高25cm，大气压强为75cmHg。现移动右侧玻璃管，使两侧玻璃管内水银面相平，此时气体柱的长度为（ ）

A. 20cm B. 25cm
C. 40cm D. 45cm
【参考答案】A
【命题意图】本题考查气体实验定律+试管液柱模型+模型思想
【名师解析】对封闭在左管的气体，初状态气体压强为p1=p0-ρgh=75cmHg-25 cmHg=50 cmHg
设玻璃管横截面积为S，初状态气体体积V1=30S
当两侧玻璃管内液面相平时，设左管气柱长度为L，则气体体积V2=LS
气体压强p2=p0 =75cmHg
由玻意耳定律，p1V1= p2V2
解得L=20cm，选项A正确。
4. （2022高考上海）在描述气体状态的参量中， 是气体分子空间所能够达到的范围。压强从微观角度来说，是 的宏观体现。
【参考答案】体积 单位面积上气体分子平均撞击力
【命题意图】本题考查压强的微观含义+模型思维
【名师解析】在描述气体状态的参量中，气体的体积是指气体分子所能够达到的空间范围。根据气体压强的微观含义，气体压强是指单位面积上气体分子平均撞击力的宏观体现。
5. （2022高考辽宁物理）一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其体积V和热力学温度T变化图像如图所示，此过程中该系统（ ）

A. 对外界做正功 B. 压强保持不变
C. 向外界放热 D. 内能减少
【参考答案】A
【命题意图】本题考查对V——T图像的理解、理想气体的状态方程、热力学第一定律及其相关知识点.
【名师解析】
理想气体从状态a变化到状态b，体积增大，理想气体对外界做正功，选项A正确；由题图V——T图像可知V = V0 + kT，根据理想气体的状态方程有，联立有，可看出T增大，p增大，选项B错误；理想气体从状态a变化到状态b，温度升高，内能增大，选项D错误；理想气体从状态a变化到状态b，由选项AD可知，理想气体对外界做正功且内能增大，则根据热力学第一定律可知气体向外界吸收热量，选项C错误。
6. （2022山东物理）如图所示，内壁光滑的绝热气缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体，初始时气缸开口向上放置，活塞处于静止状态，将气缸缓慢转动过程中，缸内气体（ ）

A. 内能增加，外界对气体做正功
B. 内能减小，所有分子热运动速率都减小
C. 温度降低，速率大的分子数占总分子数比例减少
D. 温度升高，速率大的分子数占总分子数比例增加
【参考答案】C
【命题意图】本题考查热学相关知识点。
【名师解析】初始时气缸开口向上，活塞处于平衡状态，气缸内外气体对活塞的压力差与活塞的重力平衡，则有
气缸在缓慢转动的过程中，气缸内外气体对活塞的压力差大于重力沿气缸壁的分力，故气缸内气体缓慢的将活塞往外推，最后气缸水平，缸内气压等于大气压。
气缸、活塞都是绝热的，故缸内气体与外界没有发生热传递，气缸内气体压强作用将活塞往外推，气体对外做功，根据热力学第一定律得：气体内能减小，故缸内理想气体的温度降低，分子热运动的平均速率减小，并不是所有分子热运动的速率都减小，AB错误；气体内能减小，缸内理想气体的温度降低，分子热运动的平均速率减小，故速率大的分子数占总分子数的比例减小，C正确，D错误。
7. （2022高考河北）如图，绝热密闭容器中装有一定质量的某种理想气体和一个充有同种气体的气球。容器内温度处处相同。气球内部压强大于外部压强。气球慢慢漏气后，容器中气球外部气体的压强将______（填“增大”“减小”或“不变”）；温度将______（填“升高”“降低”或“不变”）。


【参考答案】 ①. 增大 ②. 升高
【命题意图】本题考查气体及其相关知识点。
【名师解析】
假设气球内部气体和气球外部气体的温度不变，当气球内部的气体缓慢释放到气球外部，容器中气球外部气体的压强将增大。当气球内部的气体缓慢释放到气球外部，原来气球外部气体绝热压缩，与外界无热交换，即，外界对气体做功，即，根据绝热情况下的热力学第一定律可知气体内能增加，温度升高。
8．[选修3-3]（12分）
（1）（4分）（2022重庆高考）2022年5月15日，我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇创造了海拔9032米的大气科学观测世界纪录。若在浮空艇某段上升过程中，艇内气体温度降低，体积和质量视为不变，则艇内气体（ ）（视为理想气体）
A．吸收热量 B．压强增大 C．内能减小 D．对外做负功
【参考答案】C
【名师解析】由于浮空艇某段上升过程中，体积和质量视为不变，艇内气体不做功，根据理想气体状态方程，可知温度降低，浮空艇内气体压强减小，内能减小，根据热力学第一定律，艇内气体放出热量，选项C正确。

9（8分）（2022重庆高考）某同学探究一封闭气缸内理想气体的状态变化特性，得到压强p随温度t的变化如图所示。已知图线Ⅰ描述的是体积为的等容过程，当温度为时气体的压强为；图线Ⅱ描述的是压强为的等压过程。取为，求

①等容过程中，温度为时气体的压强；
②等压过程中，温度为时气体的体积。
【参考答案】.①；②
【名师解析】①在等容过程中，设0℃时气体压强为p0，根据查理定律，=
解得 p0=
②当压强为p2，温度为0℃时，设此时体积为V2，根据理想气体状态方程
=
解得：V2=
10. （2022高考河北）水平放置的气体阻尼器模型截面如图所示，汽缸中间有一固定隔板，将汽缸内一定质量的某种理想气体分为两部分，“H”型连杆活塞的刚性连杆从隔板中央圆孔穿过，连杆与隔板之间密封良好。设汽缸内、外压强均为大气压强。活塞面积为S，隔板两侧气体体积均为，各接触面光滑。连杆的截面积忽略不计。现将整个装置缓慢旋转至竖直方向，稳定后，上部气体的体积为原来的，设整个过程温度保持不变，求：
（i）此时上、下部分气体的压强；
（ii）“H”型连杆活塞的质量（重力加速度大小为g）。


【参考答案】（1），；（2）
【命题意图】本题考查气体实验定律及其相关知识点。
【名师解析】
（1）旋转前后，上部分气体发生等温变化，根据玻意尔定律可知

解得旋转后上部分气体压强为

旋转前后，下部分气体发生等温变化，下部分气体体积增大为，则

解得旋转后下部分气体压强为

（2）对“H”型连杆活塞整体受力分析，活塞的重力竖直向下，上部分气体对活塞的作用力竖直向上，下部分气体对活塞的作用力竖直向下，大气压力上下部分抵消，根据平衡条件可知

解得活塞的质量为

11（2022·全国理综甲卷·33（1））（5分）一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如图上从a到b的线段所示。在此过程中________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）


A．气体一直对外做功
B．气体的内能一直增加
C．气体一直从外界吸热
D．气体吸收的热量等于其对外做的功
E．气体吸收的热量等于其内能的增加量
【参考答案】BCE
【命题意图】本题考查对p—T图像的理解、理想气体状态方程、热力学第一定律。
【解题思路】根据理想气体状态方程可知，过原点的p—T图像的斜率与体积V有关，一定质量理想气体从状态a到状态b，体积不变，对外不做功，选项A错误；根据理想气体的内能只与温度有关，可知一定质量理想气体从状态a到状态b，温度一直升高，内能一直增加，选项B正确；由热力学第一定律可知，气体一直从外界吸热，气体吸收的热量等于其内能的增加量，选项D错误CE正确。

12（2022·全国理综甲卷·33（2））（10分）如图，容积均为、缸壁可导热的A、B两汽缸放置在压强为、温度为的环境中：两汽缸的底部通过细管连通，A汽缸的顶部通过开口C与外界相通；汽缸内的两活塞将缸内气体分成I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分，其中第II、Ⅲ部分的体积分别为和。环境压强保持不变，不计活塞的质量和体积，忽略摩擦。

（i）将环境温度缓慢升高，求B汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度；
（ⅱ）将环境温度缓慢改变至，然后用气泵从开口C向汽缸内缓慢注入气体，求A汽缸中的活塞到达汽缸底部后，B汽缸内第Ⅳ部分气体的压强。
【参考答案】（i） （ii）6p0。
【命题意图】本题考查气体实验定律、理想气体状态方程。
【解题思路】
（i）封闭气体做等圧変化，对IV部分气体，由盖·吕萨克定律，=
解得：T1=。
（ii）从开口C向气缸中注入气体，II和III部分封闭气体做等圧変化，初状态体积V1=+=，由盖·吕萨克定律，=，解得V2=2 V1=
对IV部分气体，末状态体积为，由理想气体状态方程，=
解得：p=6p0。
【思路点拨】正确选择研究对象是解题的关键。
13（6分）（2022·高考广东物理）利用空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外环境，这个过程__________（选填“是”或“不是”）自发过程。该过程空调消耗了电能，空调排放到室外环境的热量__________（选填“大于”“等于”或“小于”）从室内吸收的热量。
【参考答案】不是 大于
【命题意图】本题考查热力学定律和能量守恒定律。
【解题思路】（1）空调将热量从室内传递到室外，是依靠压缩机做功，不是自发过程。根据能量守恒定律，空调排到室外的热量大于从室内吸收的热量。
14（6分）（2022·高考广东物理）玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图14所示，潜水员在水面上将水装入容积为的玻璃瓶中，拧紧瓶盖后带入水底，倒置瓶身，打开瓶盖，让水进入瓶中，稳定后测得瓶内水的体积为。将瓶内气体视为理想气体，全程气体不泄漏且温度不变。大气压强取，重力加速度g取，水的密度取。求水底的压强p和水的深度h。

【命题意图】本题考查气体实验定律，液体压强。
【解题思路】（2）初状态玻璃瓶中气体体积V0=380mL-80mL=300mL，
末状态玻璃瓶中气体体积V=380mL-230mL=150mL，
由玻意耳定律，p0V0= pV
解得p=2p0
由p=ρgh+p0
解得：h=10m。
15（2022·全国理综乙卷·33）（1）一定量的理想气体从状态a经状态b变化状态c，其过程如图上的两条线段所示，则气体在（　　）


A. 状态a处压强大于状态c处的压强
B. 由a变化到b的过程中，气体对外做功
C. 由b变化到c的过程中，气体的压强不变
D. 由a变化到b的过程中，气体从外界吸热
E. 由a变化到b的过程中，从外界吸收的热量等于其增加的内能
【参考答案】ABD
【名师解析】
根据理想气体状态方程可知
即图像的斜率为，故有，故A正确，C错误；
理想气体由a变化到b的过程中，因体积增大，则气体对外做功，故B正确；
理想气体由a变化到b的过程中，温度升高，则内能增大，由热力学第一定律有
而，，则有
可得，
即气体从外界吸热，且从外界吸收的热量大于其增加的内能，故D正确，E错误；
16（2022·全国理综乙卷·33）（2）. 如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接，汽缸连接处有小卡销，活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为、m，面积分别为、S，弹簧原长为l。初始时系统处于平衡状态，此时弹簧的伸长量为，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，两活塞间气体的温度为。已知活塞外大气压强为，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计弹簧的体积。
（1）求弹簧的劲度系数；
（2）缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的压强和温度。

【参考答案】（1）；（2），
【名师解析】
（1）设封闭气体的压强为，对两活塞和弹簧的整体受力分析，由平衡条件有

解得

对活塞Ⅰ由平衡条件有

解得弹簧的劲度系数为

（2）缓慢加热两活塞间的气体使得活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，对两活塞和弹簧的整体由平衡条件可知，气体的压强不变依然为

即封闭气体发生等压过程，初末状态的体积分别为
，
由气体的压强不变，则弹簧的弹力也不变，故有

有等压方程可知

解得

17. （2022山东物理）某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉。如图所示，鱼鳔结构可简化为通过阀门相连的A、B两个密闭气室，A室壁厚、可认为体积恒定，B室壁簿，体积可变；两室内气体视为理想气体，可通过阀门进行交换。质量为M的鱼静止在水面下H处。B室内气体体积为V，质量为m；设B室内气体压强与鱼体外压强相等、鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等，鱼的质量不变，鱼鳔内气体温度不变。水的密度为ρ，重力加速度为g。大气压强为p0，求：
（1）鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度、需从A室充入B室的气体质量Dm；
（2）鱼静止于水面下H1处时，B室内气体质量m1。


【参考答案】（1）；（2）
【命题意图】本题考查气体实验定律和牛顿运动定律。
【名师解析】
（1）由题知开始时鱼静止在H处，设此时鱼的体积为V0，有Mg = ρgV0
且此时B室内气体体积为V，质量为m，则m = ρ气V
鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度，则有
ρg(V0 + DV) - Mg = Ma
联立解得需从A室充入B室的气体质量

（2）由题知开始时鱼静止在H处时，B室内气体体积为V，质量为m，且此时B室内的压强为
p1= ρgH + p0
鱼静止于水面下H1处时，有p2= ρgH1 + p0
由于鱼鳔内气体温度不变，根据玻意耳定律有p1V = p2V2
解得
则此时B室内气体质量

18．（2022新高考海南卷）足够长的玻璃管水平放置，用长的水银封闭一段长为的空气柱，大气压强为，环境温度为，将玻璃管缓慢逆时针旋转到竖直，则：

①空气柱是吸热还是放热？
②空气柱长度变为多少？
③当气体温度变为时，空气柱长度又是多少？
【名师解析】①将水平玻璃管缓慢逆时针旋转到竖直，气体体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，空气柱放热。
②初状态空气柱压强p1=76cmHg，体积V1=25S
将玻璃管缓慢逆时针旋转到竖直，末状态空气柱压强p2=76cmHg+19cmHg=95cmHg，体积V2=L2S
由玻意耳定律，p1V1= p2V2，
解得：L2=20cm
③气体做等圧変化，当气体温度变为T=时，由盖吕萨克定律，=
解得：L3=24cm
19. （2022新高考江苏卷）自主学习活动中，同学们对密闭容器中的氢气性质进行讨论，下列说法中正确的是（　　）
A. 体积增大时，氢气分子的密集程度保持不变
B. 压强增大是因为氢气分子之间斥力增大
C. 因为氢气分子很小，所以氢气在任何情况下均可看成理想气体
D. 温度变化时，氢气分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化
【参考答案】D
【命题意图】本题考查气体及其相关知识点。
【解题思路】密闭容器中的氢气质量不变，分子个数N不变，根据，可知当体积V增大时，单位体积的个数n变小，分子的密集程度变小，选项A错误；气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的；压强增大并不是因为分子间斥力增大，选项B错误；普通气体在温度不太低，压强不太大的情况下才能看作理想气体，对于氢气，虽然氢气分子很小，但是在压强很大、温度很低的情况下，也不能看成理想气体，选项C错误；温度是气体分子平均动能的标志，大量气体分子的速率呈现“中间多，两边少”的规律，温度变化时，大量分子的平均速率会变化，即分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化，选项D正确。
20. （2022新高考江苏卷）如图所示，一定质量的理想气体分别经历和两个过程，其中为等温过程，状态b、c的体积相同，则（　　）

A. 状态a的内能大于状态b
B. 状态a的温度高于状态c
C. 过程中气体吸收热量
D. 过程中外界对气体做正功
【参考答案】C
【命题意图】本题考查对p——V图像的理解及其相关知识点。
【解题思路】由于a→b的过程为等温过程，即状态a和状态b温度相同，根据温度是气体分子平均动能的标志，可知状态a和状态b的分子平均动能相同，而理想气体内能只与温度有关，所以理想气体状态a的内能等于状态b的内能，选项A错误；由于状态b和状态c体积相同，且，根据理想气体状态方程，
可知Tb＜Tc，又因为Tb=Tc，故Ta＜Tc，选项B错误；
因为a→c过程气体体积增大，气体对外界做正功；而气体温度升高，内能增加，根据热力学第一定律，，可知气体吸收热量；选项C正确，D错误。
21．（2022高考北京卷）如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，沿图示路径先后到达状态b和c。下列说法正确的是（ ）

A．从a到b，气体温度保持不变 B．从a到b，气体对外界做功
C．从b到c，气体内能减小 D．从b到c，气体从外界吸热
【参考答案】D
【命题意图】此题考查对气体p——V图像的理解及其相关知识点。
【名师解析】一定质量的理想气体从状态a到状态b，体积不变，温度降低，放出热量；从状态b到c，气体体积增大，对外做功，温度升高，内能增大，根据热力学第一定律，可知从外界吸热，选项D正确。

1.(10分)（2023江苏百校联考第一次考试）如图所示,竖直放置的绝热圆柱形容器开口向上,用质量m=10kg的活塞密封一部分理想气体,活塞在容器内能自由滑动且保持水平,容器内侧的底面积S=50cm2,开始时气体的温度t=27℃,活塞到容器底的距离L=20cm。现通过电热丝缓慢加热气体,不计电热丝自身吸收的热量,气体内能增加了48J,活塞缓慢上升的距离h=2cm。已知大气压强p0=1.0×105Pa,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)活塞停止上升时容器内气体的温度t';
(2)在这一过程中,电热丝中电流所做的功W。

【参考答案】.(10分)(1)57℃　(2)60J
【名师解析】(1)活塞缓慢上升过程,气体的压强不变
V1=SL　　　　　　　T1=t+273K　(1分)
V2=S(L+h) T2=t'+273K　(1分)
由盖-吕萨克定律可得 V1T1=V2T2　(1分)
解得t'=57℃。　(1分)
(2)设活塞封闭理想气体的压强为p,活塞缓慢上升过程中受力平衡,则有
pS=p0S+mg　(1分)
气体体积增大,气体对外做功,由做功公式可得
W0=-pSh　(1分)
由热力学第一定律可得ΔU=Q+W0　(2分)
解得 Q=60J　(1分)
即电热丝中电流所做的功W=Q=60J。　(1分)
其他解法参考赋分
2. (2023浙江名校新高考研究联盟第一次联考) 如图所示，在标准大气压强的低温实验室中有一竖直放置的圆柱形容器，用质量为的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为：，活塞与容器底的距离为。将整个装置静置于标准大气压，温度为的空气中，气体从外界吸收热量，活塞缓慢上升后再次达到热平衡。求：
（1）低温实验室的温度是多少？
（2）在此过程中密闭气体的内能增加了多少？

【名师解析】．：
（1）由盖－吕萨克定律得： 2分
解得：外界的空气温度为： 2分
（2）活塞上升的过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功，所以外界对系统做的功 2分（负号没有，数值正确得1分）
根据热力学第一定律得密闭气体增加的内能 1分
得 2分
3. （2023湖南永州一模） 如图所示，玻璃管A上端封闭，玻璃管B上端开口且足够长，两管下端用软橡皮管连接起来后呈U形竖直放置，管中有一段水银柱，A管上端封闭了一段长的气柱，外界气压，左右两水银面高度差，A管中气柱温度。
（1）保持A管内气体温度不变，向下缓慢移动B管直至两管水银AB面等高，求此时A管内气柱的长度；
（2）保持第（1）问中A、B两管水银面等高时两管的位置不变，为了让A管中气柱长度恢复到，则A管中气柱温度应为多少。

【参考答案】（1）；（2）
【名师解析】
（1）对封闭气体


联立解得

（2）水银面的高度差

对封闭气体


联立解得

4．【物理——选修3-3】（15分）
（1）（5分）（2023江西红色十校第一次联考）下列说法正确的是______。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分0分）
A．质量、温度、体积都相等的物体内能一定相等
B．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
C．装在绝热容器中质量一定的理想气体向真空自由膨胀的过程中，气体对外界做功且内能减少
D．空调机在制冷过程中，向室外放出的热量大于从室内吸收的热量
E．用表示分子势能，r表示分子间距离，可能随r的增大而增大，也可能随r的增大而减小
（1）【参考答案】BDE
【名师解析】物体的内能与物质的量、温度、体积有关，质量、温度、体积都相等的物体其物质的量不一定相等，内能不一定相等，A项错误：液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，项正确；一定质量的理想气体向真空自由膨胀的过程中，气体对外界做功为零，气体的内能不变，项错误：空调机在制冷的过程中，除了从室内吸收热量，消耗的电能也转化为热量，所以向室外放出的热量大于从室内吸收的热量，D项正确；如果一开始分子间的距离小于，随着分子间距离的增大，分子的斥力做正功，分子势能减小，当分子间距大于后，随着分子间距离增大，分子引力做负功，分子势能增大，随着分子间距离减小，分子引力做正功，分子势能减小，E项正确。
5. （2023陕西师大附中期初检测） 下列说法正确的是（　　）
A. 布朗运动和扩散现象都是由物质分子的无规则运动产生的，且剧烈程度都与温度有关
B. 彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点
C. 一定质量的理想气体保持压强不变，温度升高，单位时间内气体分子对单位面积容器壁的碰撞次数一定减少
D. 温度相同、质量相等的氢气和氧气，若均可视为理想气体，则氢气的内能比氧气的内能大
E. 一切与热现象有关的自发过程总是向着分子热运动无序性减小的方向进行的
【参考答案】ACD
【名师解析】
布朗运动和扩散现象都是由物质分子的无规则运动产生的，且剧烈程度都与温度有关，温度越高越激烈，故A正确；
B．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故B错误；
C．一定质量理想气体保持压强不变，温度升高，分子的平均动能变大，则单位时间内气体分子对单位面积容器壁的碰撞次数一定减少，故C正确；
D．温度相同、质量相等的氢气和氧气，氢气的分子数目较多，若均可视为理想气体，则氢气的内能比氧气的内能大，故D正确；
E．一切与热现象有关的自发过程总是向着分子热运动无序性增加的方向进行的，故E错误。
故选ACD。
6. （2023四川成都蓉城名校联盟联考）王亚平在“太空课堂”中，演示了一精彩的实验——水球实验。王亚平往水膜内注入纯净水，让它变成一个“完美”的大水球。产生这种现象的主要原因是水球表面层分子比较___________（填“稀疏”或“密集"），表面层分子间的相互作用力表现为___________（填“引力”或“斥力”），正因为这个表面张力的作用，使得液体表面积尽可能地___________（填“缩至最小”或“扩至最大”），于是在失重环境下形成“完美”的大水球。

【参考答案】 ①. 稀疏 ②. 引力 ③. 缩至最小
【名师解析】
王亚平往水膜内注入纯净水，让它变成一个“完美”的大水球， 产生这种现象的主要原因是水球表面层分子比较稀疏。 表面层分子间的相互作用力表现为引力。 正因为这个表面张力的作用，使得液体表面积尽可能地缩至最小。
7．（9分）（2023湖南长沙质检）某学校举行校庆，准备放飞气球渲染气氛。当天上午10点，学校地表附近的气温为，大气压强为，此时气球体积为。气球内充的氦气可视为理想气体，气球内外气压差很小，可以忽略。
（1）正午时地表附近气温达到，大气压仍为，此时气球的体积多大？
（2）已知在距地面高处的大气压强为，若气球升到高处时体积变为，则此时高处的气温为多少？
【参考答案】（1）；（2）（或）
【名师解析】（1）由题意可知此过程为等压变化过程，由盖-吕萨克定律知
且解得
（2）由理想气体状态方程
解得：
专家押题
1．（2023南京六校联考）对于教材中以下配图的说明，正确的是       

A．甲图为油膜法估算分子直径的实验图，实验中需将痱子粉撒的尽量厚一些
B．乙图为布朗运动产生原因示意图，说明微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，布朗运动越明显
C．丙图为模拟气体压强产生机理实验图，说明气体压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞产生的
D．丁图为热机工作时的能流分配图，说明热机的效率可能达到100%
【参考答案】C
【名师解析】甲图为油膜法估算分子直径的实验图，实验中需将痱子粉撒的尽量薄一些，选项A错误；乙图为布朗运动产生原因示意图，说明微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，布朗运动越不明显，选项B错误；丙图为模拟气体压强产生机理实验图，说明气体压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞产生的，选项C正确；丁图为热机工作时的能流分配图，高温热库的热量一部分做功，一部分排放到低温热库，说明热机的效率不可能达到100%，选项D错误。
2. （2023湖北部分高中联考）右图是用显微镜观察布朗运动时记录的图像，则关于布朗运动，下列说法正确的是（　　）

A. 液体分子的无规则运动是布朗运动 B. 温度越高，布朗运动越明显
C. 悬浮微粒的大小对布朗运动无影响 D. 右图为悬浮微粒在这一段时间内的运动轨迹
【参考答案】B
【名师解析】
液体中悬浮微粒的运动是布朗运动，间接反映液体分子的无规则运动，A错误；
B．温度越高，液体分子运动越激烈，布朗运动越明显，B正确；
悬浮微粒越小，液体分子对其撞击的不平衡性越明显，布朗运动越激烈，C错误；
题图的折线是每个一定时间悬浮微粒所在位置的连线图，不是悬浮微粒的运动轨迹，D错误。
3（5分）（2023江西红色十校第一次联考）下列说法正确的是______。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分0分）
A．质量、温度、体积都相等的物体内能一定相等
B．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
C．装在绝热容器中质量一定的理想气体向真空自由膨胀的过程中，气体对外界做功且内能减少
D．空调机在制冷过程中，向室外放出的热量大于从室内吸收的热量
E．用表示分子势能，r表示分子间距离，可能随r的增大而增大，也可能随r的增大而减小
【参考答案】BDE
【名师解析】物体的内能与物质的量、温度、体积有关，质量、温度、体积都相等的物体其物质的量不一定相等，内能不一定相等，A项错误：液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，项正确；一定质量的理想气体向真空自由膨胀的过程中，气体对外界做功为零，气体的内能不变，项错误：空调机在制冷的过程中，除了从室内吸收热量，消耗的电能也转化为热量，所以向室外放出的热量大于从室内吸收的热量，D项正确；如果一开始分子间的距离小于，随着分子间距离的增大，分子的斥力做正功，分子势能减小，当分子间距大于后，随着分子间距离增大，分子引力做负功，分子势能增大，随着分子间距离减小，分子引力做正功，分子势能减小，E项正确。
4.（10分）（2023四川泸县教育共同体联考）如图所示，一导热性能良好、活塞可以从左端无摩擦滑到右端的气缸水平放置，活塞将气缸分为A、B两部分（活塞不会漏气），气缸右端有一阀门K，A、B内均装有理想气体。开始时，活塞处于静止状态，A、B两部分气柱长度分别为2L和3L，压强均为4p0（p0为外界大气压强）。若因阀门封闭不严，B中气体向外缓慢泄漏，整个过程中周围环境温度不变，阀门口处气体体积可以忽略。求∶
（1）当活塞向右缓慢移动的距离为0.5L时，A中气体的压强；
（2）如果外部条件一直保持不变，B中气体是否会全部漏完；判断并说明理由；整个过程中，A中气体吸热还是放热。
【名师解析】（1）对于A气体，根据波意耳定律

即

解得

（2）若活塞能达到气缸右端，对A气体

解得

因此，B中的气体将全部漏完，A中气体等温膨胀，对外做功， ，但内能不变， ，根据热力学第一定律

气体从外界吸收热量。
5（2023湖南常德二模）某同学利用实验室闲置的 1m 长的玻璃管和一个标称 4.5L 的导热金属容器做了一个简易温度计。如图所 示，将 1m 长的直尺和玻璃管固定在木板上，直尺与玻璃管两端对齐，玻璃管左端 A 开口，玻璃管右端 B处用细软管与金属容器连接，接口处均密封良好，在玻璃管内有一小段密封良好、可自由滑动的圆柱体蜡 块（长度可以忽略），蜡块与玻璃管的摩擦不计。大气压强始终为 0 p ，软管内部体积可忽略，玻璃管内横 截面积为 2 10cm 。当温度为 27°C时，蜡块刚好在玻璃管的正中间。取绝对零度为－273 °C 。

（1）计算这个温度计测量温度的最大值。
（2）若用一个光滑密封的活塞从左端 A 缓慢向右推进，直到把蜡块从玻璃管中间位置压到玻璃管右端 B 点， 求此时金属容器中气体的压强。（由于导热，气体的温度保持不变）
【名师解析】（1）因被封的气体进行等压变化，设金属容器的体积为 V，由题意可知
其中 V1 = 5000cm3 ， V 2= 5500cm3 ， T1 = 300K
解得 T2 = 330K
（2）蜡块从玻璃管中间位置压到玻璃管右端 B 点，此时容器内气体的压强为 p，则

解得 p = 10/ 9p 0
6（2023四川凉山州二模）（10 分)小明在使用运动吸管杯时发现了这样的现象：在温度恒为 300K 的室内，向吸管 杯内注入开水并迅速盖上带有吸管的杯盖，吸管上端封闭、杯盖与杯体未拧紧，这时有 大量气泡从吸管底溢出，过了一会儿，吸管底端不再有气泡溢出，此时水与吸管内气体 温度为 370K，测得杯体水面距离吸管顶端为 h=2cm， 吸管总长为 L=22cm。已知水面上方气体的压强始终 为外界大气压强 p0=1.0×105Pa，吸管内气体可视为 理想气体，重力加速度 g 取 10m/s2，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，求：
（i）吸管底端不再有气泡溢出时，吸管内气体的压强；
（ii）从吸管内溢出气体的质量与吸管内初始气体质量的比值大小。

【名师解析】(10 分)（i）吸管内气体压强为 p2=p0+ρg(L-h)=1.02×105Pa………………（1+1 分）
（ii）吸管中的气体初始状态为：p1=1.0×105Pa，V1=L1S，T1=300K…………（1 分）
吸管中的气体膨胀后整体：P2=1.02×105Pa，V2=L2S，T2=350K……（1 分）
根据理想气体状态方程：p1V1/T1=p2V2/T2 解得：L2≈25.16cm ……（2+1 分）
质量的比值：Δm/m=(L2-L1)/L2≈0.1256………………………………（2+1 分）





倒计时第6天
今日心情：


考点解读
理解简谐运动，掌握弹簧振子和单摆的简谐运动规律；了解阻尼振动，理解受迫振动和共振；
知道振动在介质中的传播形成机械波；掌握机械波传播规律，掌握波速的计算方法。
高考预测
高考对振动和波动的考查，可能为选择题，填空题，也可能为计算题，难度中等。

1.解答简谐运动问题时，要应用五大特征：①受力特征：回复力满足F=-kx。②运动特征：速度与位移反向时加速，运动与位移同向时减速。物体靠近平衡位置时加速，远离平衡位置时减速。③能量特征：振幅越大，能量越大。振动过程中机械能守恒。④周期性特征：位移、回复力、加速度、速度（矢量）随时间变化周期等于简谐运动周期；动能、势随时间变化周期等于简谐运动周期的1/2。⑤对称性特征：速率的对称性（物体在关于平衡位置对称的两位置具有相等的速率）；时间的对称性（物体通过关于平衡位置对称的两段位移的时间相等）；加速度的对称性（物体在关于平衡位置对称的两位置具有等大反向的加速度）；
2.由某时刻的波动图象可判断出介质中某一质点加速度和合外力方向，可判断出从该时刻开始的一段极短时间内某质点的速度变化和加速度变化情况。已知波速，可由某时刻的波动图象画出另一时刻波动图象。.计算波速的方法：①由λ=vT得v=λ/T=λf。②由v=△x/△t计算波速。由于波动的周期性和传播方向的不明确导致波速的多解。


1. （2022高考辽宁物理）一列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻的波形如图所示，关于质点P的说法正确的是（　　）

A. 该时刻速度沿y轴正方向
B. 该时刻加速度沿y轴正方向
C. 此后周期内通过的路程为A
D. 此后周期内沿x轴正方向迁移为
【参考答案】A
【命题意图】本题考查对波动图像的理解及其相关知识点.
【名师解析】
波沿x轴正向传播，由“同侧法”可知，该时刻质点P的速度方向沿y轴正向，加速度沿y轴负向，选项A正确，B错误。在该时刻质点P不在特殊位置，则在周期内的路程不一定等于A，选项C错误；质点只能在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，选项D错误。
2．（2022新高考海南卷）在同一地方，甲乙两个单摆做振幅不同的简谐运动，其振动图像如图，由此可知甲乙两个单摆的摆长之比为

A. 2‏׃3 B. 3‏׃2 C. 4‏׃9 D. 9‏׃׃4׃4
【参考答案】C
【名师解析】由甲乙振动图像可知两单摆的周期之比T甲‏׃T乙=0.8‏׃1.2=2‏׃3..。根据单摆周期公式T=2π，可知L甲‏׃L乙= T甲2‏׃T乙2=4‏׃9，选项C正确。
3. （2022高考上海）在同一介质中有a、b两列机械波，它们的波形如图所示，两列波的频率分别为fa和fb，波长分别为λa和λb，则（ ）

A. λa＞λb, ，fa＞fb，
B. λa＞λb, ，fa＜fb，
C. λa＜λb, ，fa＞fb，
D. λa＜λb, ，fa＜fb，
【参考答案】B
【命题意图】本题考查波动图像+图像思想
【名师解析】由于横波的波形图等同于波动图像，由此可知，a波波长λa=1，b波波长λb=2/3，所以λa＞λb；根据λ=v/f可知，fa小于fb，选项B正确。
4. （2022高考湖北物理）如图所示，质量分别为m和2m的小物块Р和Q，用轻质弹簧连接后放在水平地面上，Р通过一根水平轻绳连接到墙上。P的下表面光滑，Q与地面间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用水平拉力将Q向右缓慢拉开一段距离，撤去拉力后，Q恰好能保持静止。弹簧形变始终在弹性限度内，弹簧的劲度系数为k，重力加速度大小为g。若剪断轻绳，Р在随后的运动过程中相对于其初始位置的最大位移大小为（　　）

A. B.
C. D.
【参考答案】C
【命题意图】本题考查平衡条件、简谐运动。
【解题思路】撤去拉力后，Q恰好能够保持静止，则弹簧中拉力F=μ·2mg。弹簧中弹力F=kx，解得弹簧伸长量x=F/k=。若剪断轻绳，P在弹簧的拉力F作用下向右做振幅为x的简谐运动。P在随后的运动中相对于初始位置的最大位移为2个振幅，即最大位移大小为2x=2×=，选项C正确。
5. （2022山东物理）一列简谐横波沿x轴传播，平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如右图所示。当时，简谐波的波动图像可能正确的是（ ）


A. B.
C. D.
【参考答案】AC
【命题意图】本题考查对振动图像的理解和机械波及其相关知识点。
【名师解析】
由O点的振动图像可知，周期为T=12s，设原点处的质点的振动方程为
则，解得
在t=7s时刻
因
则在t=7s时刻质点在y轴负向向下振动，根据“同侧法”可判断若波向右传播，则波形为C所示；若波向左传播，则波形如A所示。故选AC。

6. （2022高考河北）一列简谐横波沿x轴正方向传播。波速为10m/s。在传播方向上有P、Q两质点，坐标分别为xP = 1m，xQ = 6m。波传播到P点开始计时，该点的振动图像如图所示，则简谐波的波长为______m，经过______s，Q点第一次到达正向最大位移处。

【参考答案】 ①. 2 ②. 0.55
【命题意图】本题考查机械波及其相关知识点。
【名师解析】
由P点的振动图像可得出该波的周期T=0.2s，
由于该波的波速为10m/s，则该波的波长λ=vT=10×0.2m=2m
由题知P、Q两质点相距xPQ = 5m
则波从P点传播到Q点需经过
由P点的振动图像可得出该波的起振方向向上，则Q点从起振到第一次到达正向最大位移处还需经过T/4= 0.05s，所以经过t= tPQ+0.05s==0.55s，Q点第一次到达正向最大位移处。

7.（1）（2022·全国理综甲卷·34（1））（5分）一平面简谐横波以速度沿x轴正方向传播，时刻的波形图如图所示。介质中平衡位置在坐标原点的质点A在时刻的位移。该波的波长为_______m，频率为______。时刻，质点A_______（填“向上运动”“速度为零”或“向下运动”）。

【参考答案】4 0.5 向下运动
【命题意图】本题考查波动图像和机械波。
【解题思路】由3λ/8=1.5m可得λ=4m；频率f=v/λ=0.5Hz；周期T=1/f=2s；由于t=0时刻质点A向下运动，所以t=2s时刻质点A向下运动。
8（2022·高考广东物理）（6分）如图15所示，某同学握住软绳的一端周期性上下抖动，在绳上激发了一列简谐波。从图示时刻开始计时，经过半个周期，绳上M处的质点将运动至__________（选填“N”“P”或“Q”）处。加快抖动，波的频率增大，波速__________（选填“增大”“减小”或“不变”）。

【参考答案】（1）P 不变
【命题意图】本题考查机械波。
【解题思路】经过半个周期，处于波峰的质点将运动到波谷P点。加快抖动，波动的频率增大，波速不变。
9.（2022·全国理综乙卷·34）（1） 介质中平衡位置在同一水平面上的两个点波源和，二者做简谐运动的振幅相等，周期均为，当过平衡位置向上运动时，也过平衡位置向上运动．若波速为，则由和发出的简谐横波的波长均为______m。P为波源平衡位置所在水平面上的一点，与、平衡位置的距离均为，则两波在P点引起的振动总是相互______（填“加强”或“削弱”）的；当恰好在平衡位置向上运动时，平衡位置在P处的质点______（填“向上”或“向下”）运动。
【参考答案】 ①. 4 ②. 加强 ③. 向下
【名师解析】
因周期T=0.8s，波速为v=5m/s，则波长为

因两波源到P点的距离之差为零，且两振源振动方向相同，则P点的振动是加强的；
因S1P=10m=2.5λ，则当S1恰好的平衡位置向上运动时，平衡位置在P点的质点向下振动。
10. （2022年1月浙江选考）两列振幅相等、波长均为、周期均为T的简谐横波沿同一绳子相向传播，若两列波均由一次全振动产生，t=0时刻的波形如图1所示，此时两列波相距，则（　　）

A. 时，波形如图2甲所示
B. 时，波形如图2乙所示
C. 时，波形如图2丙所示
D. 时，波形如图2丁所示
【参考答案】BD
【名师解析】根据波长和波速的关系式为，则时，两列波各种向前传播的距离为
故两列波的波前还未相遇，故A错误；时，两列波各种向前传播的距离为，故两列波的波前刚好相遇，故B正确；时，两列波各种向前传播的距离为，，根据波的叠加原理可知，在两列波之间的区域为两列波的波形波谷相遇，振动加强，处的波谷质点的位移为2A，故C错误；时，两列波各种向前传播的距离为，两列波的波峰与波谷叠加，位移为零，故D正确；
故选BD。
11. （2022年1月浙江选考）图甲中的装置水平放置，将小球从平衡位置O拉到A后释放，小球在O点附近来回振动；图乙中被细绳拴着的小球由静止释放后可绕固定点来回摆动。若将上述装置安装在太空中的我国空间站内进行同样操作，下列说法正确的是（　　）





A. 甲图中的小球将保持静止
B. 甲图中的小球仍将来回振动
C. 乙图中的小球仍将来回摆动
D. 乙图中的小球将做匀速圆周运动
【参考答案】B
【名师解析】空间站中的物体处于完全失重状态，甲图中的小球所受的弹力不受失重的影响，则小球仍将来回振动，选项A错误，B正确；图乙中的小球在地面上由静止释放时，所受的回复力是重力的分量，而在空间站中处于完全失重时，回复力为零，则小球由静止释放时，小球仍静止；若给小球一定的初速度，则做匀速圆周运动，选项CD错误。
12．（2022年6月浙江选考）如图所示，一根固定在墙上的水平光滑杆，两端分别固定着相同的轻弹簧，两弹簧自由端相距x。套在杆上的小球从中点以初速度v向右运动，小球将做周期为T的往复运动，则

A．小球做简谐运动
B．小球动能的变化周期为
C．两根弹簧的总弹性势能的变化周期为T
D．小球的初速度为v2时，其运动周期为2T
【参考答案】B
【命题意图】本题考查简谐运动和机械能。
【解题思路】物体做简谐运动的条件是它在运动中所受回复力与位移成正比，且方向总是指向平衡位置，可知小球在杆中点到接触弹簧过程，所受合力为零，此过程做匀速直线运动，故小球不是做简谐运动，A错误；假设杆中点为，小球向右压缩弹簧至最大压缩量时的位置为，小球向左压缩弹簧至最大压缩量时的位置为，可知小球做周期为的往复运动过程为。根据对称性可知小球从与，这两个过程的动能变化完全一致，两根弹簧的总弹性势能的变化完全一致，故小球动能的变化周期为，两根弹簧的总弹性势能的变化周期为，B正确，C错误；小球的初速度为时，可知小球在匀速阶段的时间变为原来的倍，接触弹簧过程，根据弹簧振子周期公式，可知接触弹簧过程所用时间与速度无关，即接触弹簧过程时间保持不变，故小球的初速度为时，其运动周期应小于，D错误。
【一题多解】由于小球受力不符合与位移成正比，方向相反，所以小球做的不是简谐运动，A错误；小球动能的变化周期为．两根弹簧的总弹性势能的变化周期为T/2，B正确C错误。小球的初速度为v2时，其运动周期小于T，D错误。



1. （2023四川内江一中入学考试）图1为医生正在为病人做B超检查，B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号由计算机处理，从而形成B超图像。图2为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，t＝0时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为1×107 Hz。下列说法正确的是（　　）

A. 血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为1.4×103 m/s
B. 质点M开始振动的方向沿y轴正方向
C. t＝1.25×10－7 s时质点M运动到横坐标x＝3.5×10－4 m处
D. 0~1.25×10－7 s内质点M的路程为2 mm
E. t＝1.25 s时质点N开始振动，振动方向沿y轴负方向
【参考答案】ADE
【名师解析】
由题图2知波长，则波速，故A正确；根据波动与振动方向间的关系，质点M开始振动的方向沿y轴负方向，故B错误；
质点M只会上下振动，不会随波迁移，故C错误；
质点M振动的周期
由于
质点M在0~1.25×10－7 s内运动的路程，故D正确；
根据波动与振动方向间的关系，质点N开始振动的方向沿y轴负方向，超声波由M点传到N点的时间为
，故E正确。
2. （2023湖南永州一模）如图所示，甲图为一列简谐横波在时波形图，图中P、M、N三个质点的横坐标分别为、和，其中质点P的振动图像如图乙所示。下列正确的是（　　）

A. 该简谐波向x轴负方向传播
B. 波速大小为
C. 从时起到质点M第一次到达波峰所用的时间等于
D. 从时起到质点N通过的路程为时所用的时间小于
【参考答案】BC
【名师解析】
由图乙可知后质点P将向下振动，则该简谐波向x轴正方向传播，A错误；
由图甲可知波长为

由图乙可知波的周期为

则波速为

B正确；
从时起到质点M将向上振动，经过后第一次到达波峰，则从时起到质点M第一次到达波峰所用的时间等于，C正确；
该简谐波向x轴正方向传播，从时起质点N向下振动，从时起到通过的路程为的过程中经过波谷，平均速率较小，所用的时间大于，D错误；


1．（1）（4分）（2022年9月河北示范性高中调研）在x＝－0.2m处有一简谐横波的波源，形成的简谐波沿x轴传播，如图所示是t＝0时的波形图，t＝0.02s时，位于x＝－0.3m处的质点A第一次到达波峰处，由此可知，该简谐波的传播速度大小为______m/s；质点B的平衡位置位于x＝0.1m处，则质点B的振动方程为______。

【参考答案】15 （m）
【名师解析】
由题图可看出该波的波长
由于x＝－0.2m处为波源，则在x轴负方向的波往左传播，
则质点A第一次到达波峰处有，，
由于该波在波源右侧的波往右传播，则在t＝0时质点B往上振，质点B的振动方程为
，，
代入数据有
2 （2023江苏南通第一次质检）如图所示，在x轴上坐标原点O左右两侧对称固定安放等量的同种电荷+Q，t=0时刻在原点O左侧离O较近的A点（）静止释放+q点电荷，以下关于点电荷的加速度a、速度v随时间t以及点电荷所经过位置的电势电势能随坐标x变化的关系图像中，可能正确的是（　　）

A. B.
C. D.
【参考答案】B
【名师解析】
根据对称性可知，点电荷+q运动到A点关于O对称点时，速度减小到零，然后再返回到A点，做往复运动。从A向O运动的过程中，加速度由最大值逐渐减小，到达O点时恰好减小到零，再向右运动是，由零增加到反向向最大值，如规定向右为正方向，如图所示

A错误；从A到O的过程中，做加速度减小的加速运动，到达O点时速度恰好达到最大值，然后再做减速运动，速度减小到零后再反向加速运动，B正确；由于AO之间不是匀强电场，因此图像不是直线而是曲线，C错误；点电荷运动到O点时，电势能最小，但为正值而不是零，D错误。










倒计时第5天
今日心情：


考点解读
掌握折射定律，理解全反射的产生条件。
理解光的干涉和衍射。
高考预测
高考对光学的考查，可能为选择题，填空题，也可能为计算题，难度中等。

1..利用折射定律分析折射现象时，若光从光疏介质射向光密介质时，入射角大于折射角；若光从光密介质射向光疏介质时，入射角小于折射角。.对于发生多次折射现象的问题，可先通过入射光线和出射光线确定入射点和出射点。此两点的连线即为光在介质中的传播路线。再对入射点或出射点应用折射定律即可分析该类问题。
2.分析全反射问题的一般步骤是：先画出恰好发生全反射的光路图，再利用几何关系分析角、线的关系，比较分析其它光线是否发生全反射。在分析光学问题时，要注意光发生全反射的条件来判断光是否发生全反射，并充分利用光路的可逆性、对称性等几何关系进行分析和求解。


1．（2022高考北京卷）下列现象能说明光是横波的是（ ）
A．光的衍射现象 B．光的折射现象
C．光的偏振现象 D．光的干涉现象
【参考答案】C
【命题意图】此题考查光的特性及其相关知识点。
【名师解析】光的偏振现象说明光是横波，而光的折射、光的干涉、光的衍射是横波和纵波都可以发生的现象，选项C正确。
2．（2022新高考海南卷）如图为一用透明材料做成的中心是空的球，其中空心部分半径与球的半径之比为1‏׃3..。当细光束以30°的入射角射入球中。其折射光线刚好与内壁相切，则该透明材料的折射率为

A. B . 1.5 C. D. 2
【参考答案】B
【名师解析】由图中几何关系可知，折射角的正弦值sinr=1/3，由折射定律可得该透明材料的折射率为n=sin30°/ sinr=1.5，选项B正确。


3. （2022高考湖北物理）如图所示，水族馆训练员在训练海豚时，将一发光小球高举在水面上方的A位置，海豚的眼睛在B位置，A位置和B位置的水平距离为d，A位置离水面的高度为d。训练员将小球向左水平抛出，入水点在B位置的正上方，入水前瞬间速度方向与水面夹角为θ。小球在A位置发出的一束光线经水面折射后到达B位置，折射光线与水平方向的夹角也为θ。
已知水的折射率，求:
（1）tanθ的值；
（2）B位置到水面的距离H。

【参考答案】（1）；（2）
【命题意图】本题平抛运动规律、折射定律。
【解题思路】（1）由平抛运动规律，小球入水前瞬间竖直方向速度vy==，，d=vxt，联立解得：vx=，tanθ==4/3。
（2）因可知，从A点射到水面光线的入射角为α，折射角为，则由折射定律可知

解得

由几何关系可知

解得
4. （2022山东物理）柱状光学器件横截面如图所示，右侧是以O为圆心、半径为R的圆，左则是直角梯形，长为R，与夹角，中点为B。a、b两种频率的细激光束，垂直面入射，器件介质对a，b光的折射率分别为1.42、1.40。保持光的入射方向不变，入射点从A向B移动过程中，能在面全反射后，从面射出的光是（不考虑三次反射以后的光）（ ）

A. 仅有a光 B. 仅有b光
C. a、b光都可以 D. a、b光都不可以
【参考答案】A
【命题意图】本题考查光的折射定律、反射定律及其相关知识点。
【名师解析】
当两种频率的细激光束从A点垂直于AB面入射时，激光沿直线传播到O点，经第一次反射沿半径方向直线传播出去。


保持光的入射方向不变，入射点从A向B移动过程中，如下图可知，激光沿直线传播到CO面经反射向PM面传播，根据图像可知，入射点从A向B移动过程中，光线传播到PM面的入射角逐渐增大。

当入射点为B点时，根据光的反射定律及几何关系可知，光线传播到PM面的P点，此时光线在PM面上的入射角最大，设为，由几何关系得

根据全反射临界角公式得，，
两种频率的细激光束的全反射的临界角关系为
故在入射光从A向B移动过程中，a光能在PM面全反射后，从OM面射出；b光不能在PM面发生全反射，故仅有a光。选项A正确，BCD错误。

5．（2022年6月浙江选考）如图所示，王亚平在天宫课堂上演示了水球光学实验，在失重环境下，往大水球中央注入空气，形成了一个空气泡，气泡看起来很明亮，其主要原因是
第8题图

A．气泡表面有折射没有全反射
B．光射入气泡衍射形成“亮斑”
C．气泡表面有折射和全反射
D．光射入气泡干涉形成“亮斑”
【参考答案】C
【命题意图】本题考查光的折射和全反射。
【解题思路】气泡看起来很明亮，其主要原因是气泡表面有折射和全反射，C正确。

6.（2022·全国理综甲卷·34（2））（10分）如图，边长为a的正方形为一棱镜的横截面，M为AB边的中点。在截面所在平面内，一光线自M点射入棱镜，入射角为60°，经折射后在边的N点恰好发生全反射，反射光线从边的P点射出棱镜。求棱镜的折射率以及P、C两点之间的距离。


【参考答案】 a
【命题意图】本题考查折射定律、全反射。
【解题思路】由折射定律，n=sin60°/sinr，sinC=1/n，r+C=90°，
联立解得n=，sinr=，sinC=
设BN=b，PC=c，则有sinr=，
sinC=，
联立解得c=a。

7（2022·高考广东物理）（6分）一个水平放置的圆柱形罐体内装了一半的透明液体，液体上方是空气，其截面如图16所示。一激光器从罐体底部P点沿着罐体的内壁向上移动，它所发出的光束始终指向圆心O点。当光束与竖直方向成角时，恰好观察不到从液体表面射向空气的折射光束。已知光在空气中的传播速度为c，求液体的折射率n和激光在液体中的传播速度v。

【命题意图】本题考查折射定律、光速。
【解题思路】当光束与竖直方向成45°角时，恰好观察不到从液体表面射向空气的折射光束，说明发生了全反射，由sin45°=1/n，
解得n=
由n=c/v，解得v=c/2.

8.（2022·全国理综乙卷·34）（2）. 一细束单色光在三棱镜的侧面上以大角度由D点入射（入射面在棱镜的横截面内），入射角为i，经折射后射至边的E点，如图所示，逐渐减小i，E点向B点移动，当时，恰好没有光线从边射出棱镜，且。求棱镜的折射率。

【参考答案】1.5
【名师解析】

因为当时，恰好没有光线从AB边射出，可知光线在E点发生全反射，设临界角为C，则

由几何关系可知，光线在D点的折射角为

则

联立可得
n=1.5

9. （2022年1月浙江选考）如图所示，用激光笔照射半圆形玻璃砖圆心O点，发现有a、b、c、d四条细光束，其中d是光经折射和反射形成的。当入射光束a绕O点逆时针方向转过小角度时，b、c、d也会随之转动，则（　　）

A. 光束b顺时针旋转角度小于
B. 光束c逆时针旋转角度小于
C. 光束d顺时针旋转角度大于
D. 光速b、c之间的夹角减小了
【参考答案】B
【名师解析】设入射光线a的入射角为，则反射角为，光束c的折射角为，光束d的反射角也为，入射光束a绕O点逆时针方向转过小角度时，入射角变为。由反射定律可知反射角等于入射角，则光束b顺时针旋转角度等于，故A错误；由折射定律有，，
可得，即光束c逆时针旋转角度小于，故B正确；光束d的反射角变化与光束c的折射角变化相等，则光束d顺时针旋转角度小于，故C错误；光束b顺时针旋转角度等于，光束c逆时针旋转角度小于，则光速b、c之间的夹角减小的角度小于，故D错误。
10. . （2022高考辽宁物理）完全失重时，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮。2021年12月，在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向水球中注入空气形成了一个内含气泡的水球。如图所示，若气泡与水球同心，在过球心O的平面内，用单色平行光照射这一水球。下列说法正确的是（ ）

A. 此单色光从空气进入水球，频率一定变大
B. 此单色光从空气进入水球，频率一定变小
C. 若光线1在M处发生全反射，光线2在N处一定发生全反射
D. 若光线2在N处发生全反射，光线1在M处一定发生全反射
【参考答案】C
【命题意图】本题考查光的折射、全反射及其相关知识点.
【名师解析】
由于光的频率是由光源决定的，与介质无关，所以此单色光从空气进入水球，频率不变，选项AB错误；
由光路图可看出光线1入射到水球的入射角小于光线2入射到水球的入射角，则光线1在水球外表面折射后的折射角小于光线2在水球外表面折射后的折射角，设水球半径为R、气泡半径为r、光线经过水球后的折射角为α、光线进入气泡的入射角为θ，根据几何关系，由正弦定理可得
由此可知光线2的θ大于光线1的θ，故若光线1在M处发生全反射，光线2在N处一定发生全反射，C正确、D错误。
11（8分）（2022重庆高考）如图所示，水面上有一透明均质球，上半球露出水面，下半球内竖直中心轴上有红、蓝两种单色灯（可视为点光源），均质球对两种色光的折射率分别为和。为使从光源照射到上半球面的光，都能发生折射（不考虑光线在球内反射后的折射），若红灯到水面的最大距离为，

② 求蓝灯到水面的最大距离；
②两灯都装在各自到水面的最大距离处，蓝灯在红灯的上方还是下方？为什么？
【参考答案】.①；②蓝灯应该在红灯的下方。
【名师解析】①为使从光源照射到上半球面的光，都能发生折射，关键是光线能够从水平方向折射出去。以红光为例，当折射角最大达到临界角C时，光线平行水面射出，光路如图。
假设球体半径为R，sinC红=1/n红=，
sinC蓝=1/n篮=，
联立解得：h篮=

②蓝光的折射率n蓝大于红光的折射率n红，根据①问结果，变形
h篮2=
结合n蓝＞n红＞1可知，h蓝＞h红
所以蓝灯应该在红灯的下方。
12（2021重庆高考）如图所示，一直角棱镜ABC，∠A=90°，AC=1.。从AB边界面垂直入射的甲、乙两种不同频率的单色光，在棱镜中传播速度分别为k1c和k2c（0＜k1＜k2＜1，c为真空中的光速），甲光第一次到达BC边恰好发生全反射。求：
①该棱镜分别对甲光和乙光的折射率；
②BC边的长度。

【参考答案】
【名师解析】①由光速与折射率的关系，n=c/v，可得该棱镜对甲光的折射率n1=1/k1；
该棱镜对乙光的折射率n2=1/k2；
②设BC边的长度为L，根据题述甲光第一次到达BC边恰好发生全反射，可画出光路图，sinθ=1/n1=k1，
cosC= sinθ，cosC=1/L，
解得：L=1/ k1。


13. （2022高考河北）如图，一个半径为R的玻璃球，O点为球心。球面内侧单色点光源S发出的一束光在A点射出，出射光线AB与球直径SC平行，θ = 30°。光在真空中的传播速度为c。求：
（i）玻璃的折射率；
（ii）从S发出的光线经多次全反射回到S点的最短时间。

【参考答案】（1）；（2）
【命题意图】本题考查折射定律、全反射及其相关知识点。
【名师解析】
（i）根据题意将光路图补充完整，如下图所示

根据几何关系可知
i1 = θ = 30°，i2 = 60°
根据折射定律有
nsini1 = sini2
解得

（ii）设全反射的临界角为C，则

光在玻璃球内的传播速度有

根据几何关系可知当θ = 45°时，即光路为圆的内接正方形，从S发出的光线经多次全反射回到S点的时间最短，则正方形的边长
由4x=vt解得最短时间为
14. （2022新高考江苏卷）如图所示，两条距离为D平行光线，以入射角θ从空气射入平静水面，反射光线与折射光线垂直，求：
（1）水的折射率n；
（2）两条折射光线之间的距离d。

【参考答案】（1）；（2）
【命题意图】本题考查折射定律及其相关知识点。
【解题思路】
（1）设折射角为，根据几何关系可得
根据折射定律可得

联立可得
（2）如图所示

根据几何关系可得


1.. （2023云南昆明云南师大附中质检）用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示的明暗相间的干涉条纹。下列关于该区域薄膜厚度随坐标的变化图像，可能正确的是（　　）

A. B.
C. D.
【参考答案】B
【名师解析】
由题意可知，从薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为
∆x=2d
即光程差为薄膜厚度的2倍，当光程差
（n=1，2，3，⋯）
时，此处表现为亮条纹，即当薄膜的厚度为
（n=1，2，3，⋯）
时，对应的条纹为亮条纹，相邻亮条纹之间的薄膜厚度差为，从题图中可知，从左向右相邻亮条纹（或暗条纹）之间的距离逐渐变小，则薄膜层的厚度逐渐变大，可厚度不是均匀变大，ACD错误。B可能正确。
故选B。
2. （2023湖南三湘创新发展联考）某透明物体的横截面如图所示，其中ABC为等腰直角三角形，直角边的长度为L，ADC为半圆，其圆心O在AC边的中点，此透明物体的折射率。若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入透明物体，经过BC边全反射后能照亮（即有光射出）半圆某区域。则半圆ADC上被照亮（即有光射出）的圆弧长度为（　　）

A. B. C. D.
【参考答案】B
【名师解析】
根据题意，由折射定律画出光路图，如图所示


当从圆弧ADC上射出的边缘光线的入射角等于材料的临界角时，光线将发生全反射，不能从圆弧ADC上射出，则有

解得

由几何关系有

其中

解得，故选B。
3．（2023南京六校联考）如图所示，AOB是置于真空中截面为四分之一圆的玻璃砖，圆的半径为R，一束单色光从OA的中点G垂直OA射入，在圆弧面上的D点发生反射和折射，反射光线和折射光线分别照射到OB所在平面上的E点和F点，已知△EDF为直角三角形，光在真空中的速度为c. 求：
(1)玻璃砖对光的折射率；
(2)光由G点传播到F点的时间．

【名师解析】.（1）..................................2分
-----------------------------2分
（2）
................................1分
................................1分
................................1分
...............................1分
4.（2023浙江舟山质检）夜晚高速公路路标在灯光的照射下特别亮，主要是因为使用了由大量均匀透明介质球组成的反光材料。如图所示，介质球的球心位于O点，半径为R。平行于直径的单色光沿从空气射入介质球，在球内表面经一次反射后，再次折射回空气中时出射光线恰好与平行，已知与的距离为，下列说法正确的是（　　）


A. 介质球的折射率为
B. 该单色光从空气射入球面不同位置，在球内表面经一次反射后，再次折射回空气时的出射光线均与入射光平行
C. 换不同的单色光线，沿入射，在球内表面经一次反射后，再次折射回空气时仍与平行
D. 增大单色光的频率，入射光射入球体后，在球内表面可能发生全反射
【参考答案】A
【名师解析】
光路图如下图


由几何关系可得

解得
i=
由图可知
i=2r
则
r=
所以介质球的折射率为

故A正确；
在同一过球心的截面内，只有沿直径和直径两侧对称的两条，共三条光线在球内表面经一次反射后，再次折射回空气时与入射光平行，故B错误；
若增大入射光的频率，折射率增大，由折射定律知，折射角r减小，折射光线将射到B点下方，反射光线将射到E点左侧，再次折射到空气中时折射角
r′=i
由几何知识可知，出射光线与入射光线不再平行，故C错误；
增大单色光的频率，入射光射入球体后，根据几何知识得知，第一次的折射角等于第二次的入射角，根据光路的可逆性原理，不可能在介质球内表面发生全反射，故D错误。
5. （2023四川遂宁摸底）下列关于光的说法正确的是（　　）

A. 图甲中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹是光的折射现象
B. 图乙中，激光切割主要利用了激光的能量高的特性
C. 图丙中，DNA双螺旋结构的发现利用了衍射图样
D. 图丁中，戴特制的眼镜观看立体电影，是利用了光的干涉现象
【参考答案】BC
【名师解析】图甲中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹是光的薄膜干涉现象，选项A错误；图丁中，戴特制的眼镜观看立体电影，是利用了光的偏振现象，选项D错误。
6. （2023山东潍坊三校12月联考）从王坞水库到南湖植物园有一段截面为半圆形的水渠，为研究水渠注水后，光在其中的传播，某学校实验小组用一块半圆形玻璃对其进行模拟，如图所示，OBCD 为水渠的横截面，直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿 AO 方向从空气射入玻璃，入射角为，两种色光分别从B、C 点射出。求：
（1）从B点射出的光线为哪种颜色的光（不必说明原因）？
（2）两种色光在玻璃中的传播时间，并比较大小；
（3）若红光恰好发生全发射，则其对玻璃的折射率为多少？此时紫光能否也发生全反射？

【参考答案】（1）紫光；（2）；（3），发生全反射
【名师解析】
（1）从B点射出的光线为紫光。

（2）设紫光折射率为，折射角为，在玻璃中的传播时间为，红光折射率为，折射角为，在玻璃中的传播时间为，由折射定律




联立解得

同理得

故
两种色光在玻璃中传播时间相等。
（3）若红光恰好发生全发射，则临界角

由折射定律


联立得
因为，所以临界角
又因为

所以此时紫光也发生全反射。



1. （2023浙江舟山质检）如图所示，下列说法正确的有（　　）

A. 如图甲，自然光由空气射向水面，反射光是偏振光
B. 如图乙，立体电影原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理相同
C. 拍摄图丙中玻璃橱窗中的物体，通常要在照相机镜头前加一个滤光片来消除反光
D. 如图丁所示的衍射图样是由光照射一个不透光的圆盘得到的
【参考答案】AD
【名师解析】
如图甲，自然光由空气射向水面，反射光是偏振光，故A正确；
如图乙，立体电影的原理是光的偏振，照相机镜头表面涂上增透膜的原理是光的干涉，故B错误；
拍摄图丙中玻璃橱窗中的物体，通常要在照相机镜头前加一个偏振片来消除反光，故C错误；
如图丁所示，在圆形阴影中心有亮斑，即泊松亮斑，是由光照射一个不透光的圆盘得到的的衍射图样，故D正确。
2. （2023湖北新高考协作体高三起点考试）一束复色光由空气射入玻璃，在界面发生折射，分为a、b两束单色光，折射光路图如图所示，现比较a、b两束单色光，下列说法正确的是（ ）

A. 玻璃对a光的折射率更大
B. b光在玻璃中传播速度更大
C. 两束光从玻璃射向空气时，b光更容易发生全反射
D. 若a光照射某金属表面，恰能发生光电效应，则b光照射此金属，一定不能发生光电效应
【参考答案】C
【名师解析】
a光与b光的入射角相同，a光折射角大于b光折射角，根据
可知
即，玻璃对b光折射率更大，故A错误；
根据，可知
即，a光在玻璃中传播速度更大，故B错误；
根据
可知
即a光临界角大于b光临界角，两束光从玻璃射向空气时，b光更容易发生全反射，故C正确；
折射率越大，光的频率越高，则
当入射光的频率大于金属的极限频率时，金属表面有电子逸出。a光照射某金属表面，恰能发生光电效应，则b光照射此金属，一定能发生光电效应，故D错误。
故选C。
3（8分）（2023年河北示范性高中调研）内圆半径为r，外圆半径为的透明介质半球壳的截面图如图所示。现将点光源放在P处，P在圆心O点正上方内壳上，光射向外壳经过折射后射出球壳，出射点距OP连线的最大距离为。（不考虑光的反射，已知光在真空的传播速度为c）。求：

①此透明介质的折射率；
②光线从P点第一次到外球壳传播的最长时间。
【参考答案】①2 ②
【名师解析】①点光源放于P点处，假设其射出的光线在Q点恰好发生全反射，如图所示。
（2分）
Q点到OP连线的距离为，由几何关系可知，∠POQ＝30°＝∠OQP（1分），
角PQO即为临界角。则折射率（2分）
②在三角形OPQ中，∠POQ＝∠PQO，得（1分）
又，（1分）
光线在球壳内传播的最长时间为（1分）
4. （2023四川内江一中入学考试）如图，一半径为R的玻璃半球，O点是半球的球心，虚线OO′表示光轴（过球心O与半球底面垂直的直线）。已知玻璃的折射率为1.5。现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出（不考虑被半球的内表面反射后的光线）。求：
（1）从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；
（2）距光轴 的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离。

【参考答案】（1）R；（2）274R
【名师解析】
（1）如图，从底面上A处射入的光线，在球面上发生折射时的入射角为i，当i等于全反射临界角ic时，对应入射光线到光轴的距离最大，设最大距离为l。
i＝ic
设n是玻璃的折射率，由全反射临界角的定义有

由几何关系有

联立并利用题给条件，得


（2）设与光轴相距的光线在球面B点发生折射时的入射角和折射角分别为i1和r1，由折射定律有
nsin i1＝sin r1
设折射光线与光轴的交点为C，在△OBC中，由正弦定理有

由几何关系有
∠C＝r1－i1
sin i1＝
联立及题给条件得

5（ii）（10分）（2023四川泸县教育共同体联考）如图所示，容器内盛有某种液体，液体内放置一倾角可调的平面镜，从光源处发出的细激光束垂直液面入射后射到平面镜上的点，当平面镜与水平方向的夹角为时，经平面镜反射后到达液面的细激光束从液面射出后与液面的夹角为。求：
(1)该液体的折射率；
(2)现使平面镜从图示位置绕点顺时针旋转，要使经平面镜反射到液面的细激光束不能从液面射出，平面镜至少需要转过的角度。
【名师解析】（ii）

由几何关系得

由光的折射定律得


联立上式，解得

当光从平面镜反射后恰好不能从液面是射出时，光路图如图乙所示

设光的全反射角为，镜面与水平面的夹角为，根据的光的全反射规律得


所以平面镜转过的角度

联立上式，解得

8. （2023浙江杭州名校联考）水面上水波的速度跟水深度有关，其关系式为，式中h为水的深度，g为重力加速度。如图甲所示是某水域的剖面图，A、B两部分深度不同，图乙是从上往下俯视，O点处于两部分水面分界线上，M和N分别处在A和B两区域水面上的两点。t=0时刻O点从平衡位置向上振动，形成以O点为波源向左和向右传播的水波（可看作是简谐横波）。t=2.5s时O点第二次到达波峰，此时M点第一次到达波峰。已知B区域水波振幅为A=5cm，水深为m，OM间距离为4.0m，ON间距离为3.0m，g=10m/s2。求：
(1)A区域的水深hA；
(2)N点在t=3s时的振动方向及它在t=0至t=3s时间内的位移；
(3)t=10s时，处在B水域水面上的Q点（图中未标出）处于波峰，且OQ间只有一个波峰，则Q点在t=0至t=10s时间内振动的路程是多少？

【参考答案】(1)0.40m；(2)在平衡位置向上振动，0m；(3)0.65m
【名师解析】
【详解】(1)对O点的振动分析，知

解得

对M点的振动分析，知A区域水波波长为

则有

由，代入数据求得

(2)由，代入数据求得

又由，得

波传到N点的时间

所以t=3s时，N点刚好完成一个全振动，可知其在平衡位置向上振动，位移为0m。
(3)t=10s时，O点在平衡位置向上振动，可画出B区域水波的波动图像如图所示，

由图可知OQ=10.5m，则Q点振动的时间为

所以Q点振动的路程为




有一次，伽利略信步来到他熟悉的比萨大教堂，他坐在一张长凳上，目光凝视着那雕刻精美的祭坛和拱形的廊柱。蓦（mò）地，教堂大厅中央的巨灯晃动起来，是修理房屋的工人在那里安装吊灯。这本来是件很平常的事，吊灯像钟摆一样晃动，在空中划出看不见的圆弧。可是，伽利略却像触了电一样，目不转睛地跟踪着摆动的吊灯，同时，他用右手按着左腕的脉，计算着吊灯摆动一次脉搏跳动的次数，以此计算吊灯摆动的时间。这样计算的结果，伽利略发现了一个秘密，这就是吊灯摆一次的时间，不管圆弧大小，总是一样的。一开始，吊灯摆得很厉害，渐渐地，它慢了下来，可是，每摆动一次，脉搏跳动的次数是一样的。 伽利略的脑子里翻腾开了，他想，书本上明明写着这样的结论，摆经过一个短弧要比经过长弧快些，这是古希腊哲学家亚里士多德的说法，谁也没有怀疑过。难道是自己的眼睛出了毛病，还是怎么回事。
伽利略像发了狂似的跑回大学宿舍，关起门来重复做这个试验。他找了不同长度的绳子、铁链，还有不知从哪里搞到的铁球、木球。在房顶上，在窗外的树枝上，着迷地一次又一次重复，用沙漏记下摆动的时间。最后，伽利略不得不大胆地得出这样的结论：亚里士多德的结论是错误的，决定摆动周期的，是绳子的长度，和它末端的物体重量没有关系。而且，相同长度的摆绳，振动的周期是一样的。这就是伽利略发现的摆的运动规律。后来，惠更斯根据摆运动的等时性发明了摆钟。

名校预测

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