06二轮专题·06·非重点章节的查漏补缺

专题六非重点章节的查漏补缺

考情分析

本专题简谐运动和波的传播涉及的考点有：弹簧振子，简谐运动，简谐运动的振辐、周期和频率，简谐运动的振动图象；单摆，在小振幅条件下单摆做简谐运动，周期公式；振动中的能量转化；自由振动和受迫振动，受迫振动的振动频率，共振及其常见的应用；振动在介质中的传播——波，横波和纵波，横波的图象，波长、频率和波速的关系，波的叠加，波的干涉、衍射现象；声波、超声波及其应用；多普勒效

应.

热学部分涉及到的考点有：物质是由大量分子组成的．分子的热运动、布朗运动．分子间的相互作用力；分子热运动的动能．温度是物体分子热运动平均动能的标志，物体分子间的相互作用，势能、物体的内能；做功和热传递是改变物体内能的两种方式：热量、能量守恒定律；热力学第一定律；热力学第二定律；永动机不可能；绝对零度不可达到；能源的开发和利用，能源的利用与环境保护；气体的状态和状态参量；热力学温度；气体的体积、温度、压强之间的关系；气体分子运动的特点；气体压强的微观意义.

光学与原子物理部分涉及的考点有：光的直线传播，本影和半影；光的反射，反射定律；平面镜成像作图法；光的折射，折射定律，折射率，全反射和临界角，光导纤维；棱镜，光的色散；光本性学说的发展简史；光的干涉现象，双缝干涉，薄膜干涉，双缝干涉的条纹间距与波长的关系；光的衍射；光的偏振现象；光谱和光谱分析；红外线、紫外线、X射线、γ射线以及它们的应用；光的电磁本性，电磁波谱；光电效应，光子，爱因斯坦光电效应方程，光的波粒二象性，物质波；激光的特性及应用；α粒子散射实验，原子的核式结构；氢原子的能极结构光子的发射和吸收,氢原子的电子云，原子核的组成；天然放射现象，α射线、β射线γ射线;衰变、半衰期；原子核的人工转变;核反应方程;放射性同位素及其应用；放射性污染和防护；核能；质量亏损，爱因斯坦的质能方程；重核的裂变，链式反应，核反应堆；轻核的

聚变，可控热核反应；人类对物质结构的认识.

考向走势

本专题的考点大多都是高考要求的Ⅰ级要求.

振动图象和振动模型单独考查的可能性不大，更多的会与波的图象结合在一起出题，以振动的物体为物理情景，对综合能力的知识进行考查.涉及波的图象的题目在近几年的高考中重现率为100%，一般以选择题的形式出现，常常和质点的振动以及波速公式结合在一起考查.另外，围绕波的干涉、衍射现象、多普勒效应等内容，以新的背景出题的可能性也在不断地增大.

几何光学中的平面镜问题和不同色光的折射率问题时常成为考点.以对光的本性的认识为线索，介绍了近代物理光学的初步理论，以及建立这些理论的实验基础和一些重要物理现象，高考命题常以选择出现.光的本性和几何光学的知识相结合进行考查，如光在介质中的传播、折射率等，近五年来是一个热点问题.

原子物理考查多以基础知识为主，着重考查学生的识别、理解及应用能力.近几年来出现了与实际相结合的考题形式，或以科学研究相结合起来、生活应用现象为背景，但考查的知识内容仍具有较强的基础

性和针对性.估计今后的考查不会有较大的变化.

主干知识整合

第21课时 简谐运动和波的传播

考点分布

考训指南

本考点内容是历年高考的必考内容，其中命题频率最高的知识点是波的图象、频率、波长、波速的关系。题型多以选择题、填空题的形式出现，试题信息容量大、综合性强，一道题往往考查多个概念和规律，特别是通过波的图象综合考查对波的理解能力、推理能力和空间想象能力。

重点难点聚焦

1．简谐运动 (1)简谐运动特点

振动过程中各物理量的变化：当质点远离平衡位置时，位移、回复力、加速度均增大，速度、动能减小；当质点向平衡位置运动时，位移、回复力、加速度减小，速度、动能增大．位移的方向总是背离平衡

说明：①研究简谐运动，通常以平衡位置为坐标原点．

②对称性：在振动轨迹上关于平衡位置对称的两点，位移、回复力、加速度等大反向；速度等大，方向

③周期性：简谐运动是周期性运动，其位移、速度、加速度、回复力、动能和势能都随时间作周期性变化．

(2)振动图象

振动图象反映的是一个质点的位移随时间的变化规律，由图象可直接读出振幅、周期和任意时刻的运

由于振动的周期性和非线性，在从任意时刻开始计时的一个周期内或半周期内，质点运动的路程都相等(分别为4A 和2A )，但从不同时刻开始计时的四分之一周期

(3)单摆 ①单摆周期与高度关系

设地球质量为M 时，半径为R ，地球表面的重力加速度为g 0．离地面高h 处重力加速度为g ，单摆的质量为m ，忽略地球自转的影响，则有

022

,()GM GM g g R R h ==+ 因此可得单摆在高为h 处的周期T 与地面处周期T 0的关系为 R h R g g T T +==00 或 0

20g L R h R R h R T T +=+=π

②单摆周期与不同行星的关系

把单摆分别置于质量为M 1、M 2，半径为R 1、R 2的两行星表面上，其周期分别为T 1和T 2，重力加速度分别为g 1、g 2，忽略行星自转影响，则有

22

122111,R GM g R GM g ==， 2121221)(M M R R g g ?= 2．简谐波

(1)波动过程具有时间和空间的周期性

介质在传播振动的过程中，介质中每一个质点相对于平衡位置的位移随时间作周期性变化，这体现了时间的周期性；另一方面，每一时刻，介质中沿波传播方向上各个质点的空间分布具有空间周期性．如相距波长整数倍的两个质点振动状态相同，即它们在任一时刻的位移、速度及相关量均相同；相距半波长奇

(2)有关波的图象的计算

①计算的主要依据有：υ==T λ

＝λ·f 及Δx =υ·Δt ，式中Δx 为Δt 时间内波沿传播方向传播的距

离．

②计算的关键是确定波传播的距离Δx 与λ的关系，Δt 与T 的关系．求Δx 方法之一是在图象中用平移波形来表示．若知道t 1、t 2两时刻的波形，将t 1时刻的波形沿传播方向平移．直到与t 2时刻的波形重合，设平移的距离最少为ΔL ，则Δx =n λ+ΔL

(注意：当不知传播方向时，t 1时的波形可能向两个方向移动，Δx 有二解).

③双向性与重复性是波的两个基本特征，这两个特征决定了波问题通常具有多解性．为了准确地表达波的多解性，通常先写出含有“n ”或“k ”的通式

(3)由波的图象判定质点振动方向或波的传播方向

①“带动”法

如果已知某质点的振动方向，在波的图象中找一个与它紧邻的另一质点，分析这两个质点哪一个先振，

反之，如果知道了波的传播方向，也就知道了振源在哪一侧，再找一个与所研究的质点紧邻且靠近振

②微平移法

(4)机械振动能量只取决于振幅，与周期和频率无关；波由一介质进入另一介质，只改变波速和波长，不改变频率；波干涉中振动加强的点比振动减弱的点振幅大，但每时刻的位移并不一定大，即振动加强的

规律方法探究

【例1】(2005年高考·北京)一列简谐机械横波某时刻的波形图如图6-21-1所示，波源的平衡位置坐标为x =0，当波源质点处于其平衡位置上方且向下运动时，介质中平衡位置

坐标x =2m 的质点所处位置及运动情况是 ( A )

A ．在其平衡位置下方且向上运动

B ．在其平衡位置下方且向下运动

C ．在其平衡位置上方且向上运动

D ．在其平衡位置上方且向下运动 图6-21-1

【命题立意】本题涉及机械波和质点的振动，考查机械波和质点振动的关系；明确该质点和波源反相.理解反相含义：即步调相反.

【解析】波源和处在x =2m 位置的质点相距半个波长，即该质点和波源反相，答案选A.

一列简谐横波沿x 轴传播.t =0时的波形如图6-21-2所示，质点A 与质点B 相

距1m,A 点速度沿y 轴正方向;t =0.02s 时，质点A 第一次达正向最大位移处，由此

可知 ( )

A ．此波的传播速度为25m /s

B ．此波沿x 轴负方向传播

C ．从t =0时起，经过004s ，质点A 沿传播方向迁移了1m

D ．t =0.04s 时，质点B 处在平衡位置，速度沿y 轴负方向 图6-21-2

【例2】(2005年高考·广东)

一列沿x 轴正方向传播的简谐横波，t =0时刻的波形如图6-21-3中实线所示，t =0.2s 时刻的波形如图中的虚线所示，则 (C )

A ．物质P 的运动方向向右

B ．波的周期可能为0.27s

C ．波的频率可能为1.25Hz

D ．波的传播速度可能为20m /s

图6-21-3

【命题立意】本题考查了关于机械波的知识，涉及波动图象、波长、波速、频率等知识点，考查考生分析、推理综合的能力，试题覆盖知识点较多，体现了高考对理解、推理能力的要求.

求解本题的关键是要抓住机械波传播的周期性特点.

【解析】机械波沿x 轴向右传播，P 点从此沿y 轴正方向移动，A 错。由机械波传播的周期性特点，

由实线波到虚线所用时间 t =

41T +nT, 则T ==1

48.0144+=+n n t (n =0,1,2…)代入n 值可知，周期不可能为0.27s ,B 错.波的频率f ==8.0141+=n T ,当n =0时，f =1.25Hz ，C 正确，υ=λf =30(4n +1)≥30m /s ,D 错。 变式题 (2005年高考·天津)图6-21-4中实线和虚线分别是x 轴上向右传播的一列简谐横波在t =0和t =0.03s 时刻的波形图，x =1.2m 处的质点在t =0.03s 时刻向y 轴正方向运动，则 ( )

A ．该波的频率可能是125Hz

B ．该波的波速可能是10m /s

C ．t =0时x =1.4m 处质点的加速度方向沿y 轴正方向

D ．各质点在0.03s 内随波迁移0.9m

图6-21-4

变式题 有一列沿水平方向传播的简谐横波，频率为10Hz ，振动方向沿竖直方向，当绳上的质点P 到达其平衡位置且向下运动时，其右方向相距0.6m 处的质点Q 刚好到达最高点，由此可知波速和传播方向可能是 ( )

A ．8m /s 向右传播

B ．8m /s 向左传播

C ．24m /s 向右传播

D ．24m /s 向左传播 【例3】(2005年高考·上海)如图6-21-5所示，实线表示两个相干波源S 1、S 2发出的波的波峰位置，则图中的 b 点为振动加强的位置，图中的 a 点为振动减弱的位置.

【解析】波峰和波峰及波谷与波谷相遇的点是振动加强点，它们连成的

线为加强区，b 点在S 1和S 2中央的加强区域，为加强点，a 点位于S 2的波峰

和位于S 1的两个波峰之间即波谷上，波峰和波谷相遇即为振动削弱点.

图6-21-5

【命题意图】本题涉及的知识点是在波的干涉中，振动加强和削弱的条件.深层次的考查振动加强区和振动削弱区相互间隔，并不是仅波峰与波峰相交的一点是加强点.

【例4】(2005年高考·上海)A 、B 两列波在某时刻的波形如图6-21-6所示，经过t =T A 时间(T A 为波A 的周期)，两波再次出现如图波形，则两波的速

度之比υA ∶υB 可能是 (ABC )

A ．1∶3 B

．1∶2

C ．2∶ 1

D ．3∶1

图6-21-6

【命题意图】本题考查了波长、波速和周期的关系，找出两个波长关系和周期关系是解决本题的关键，考查学生的分析综合能力.

【解析】由图象可知：43λA =a,∴λA =34a 23λB =a λB =3

2 a .当经过T A 后，两波形不变，说明A 的周期是B 的整数倍，即T A =nT B (n =1，2，3…)υA =A A A T a T 34=λ,43B B B B a T T λυ== ∴2A B n

υυ=(n =1,2,3…) 能力思维冲浪

1．如图6-21-7所示，质量为m

的物体A 放置在质量为M 的物体B 上，B 与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐运动，振动过程中A 、B 之间无相对运动，设弹簧的劲度系数为

k ，

当物体离开平衡位置的位移为x 时,A 、B 间的摩擦力的大小等于 ( )

A ．0

B ．kx

C ．M

m ·kx D ．·kx 图6-21-7

2.(2004年高考·北京)声波属于机械波．下列有关声波的描述中正确的是 ( )

A.同一列声波在各种介质中的波长是相同的

B.声波的频率越高，它在空气中传播的速度越快

C.声波可以绕过障碍物传播，即它可以发生衍射

D.人能辨别不同乐器同时发出的声音，证明声波不会发生干涉

3.(2004年高考·全国理综)一列简谐横波沿x 轴负方向传播，如图6-21-8(甲)所示，是t =1s 时的波形图，图6-21-8(乙)是波中某振动质元位移随时间变化的振动图线(两图用同一时间起点)，则6-21-8（乙）可能是图6-21-8(甲)中哪个质元的振动图线

? ( )

A

．x =0处的质元 B ．x =1m 处的质元 C ．x =2m 处的质元 D ．x =3m 处的质元

图6-21-8

4.如图6-21-9所示，波源S从平衡位置y=0开始振动，运动方向竖直向上(y轴的正方向)，振动周期T=0.01s，产生的简谐波向左、右两个方向传播，波速均为υ=80m/s．经过一段时间后，P、Q两点开始振动，已知距离SP=1.2m、SQ=2.6m．若以Q点开始振动的时刻作为计时的零点，则在图的振动图象中，能正确描述P、Q两点振动情况的是 ( )

图6-21-9

A. 甲为Q点振动图象

B. 乙为Q点振动图象

C．丙为P点振动图象 D. 丁为P点振动图象

5.如图6-21-10所示，一列简谐横波在x轴上传播，轴上a、b两点相距12m.t=0时a点为波峰，b点为波谷；t=0.5时，a点为波谷，b点为波峰．则下列判断中正确的是 ( )

A. 波一定沿x轴正方向传播

B. 波长可能是8m

C. 周期可能是0.5s

D. 波速一定是24m/s图6-21-10

6.一洗衣机在正常工作时非常平稳，当切断电源后发现先是振动越来越剧烈，然后振动逐渐减弱，对这一现象下列说法正确的是( )

①正常工作时，洗衣机波轮的运转频率大于洗衣机的固有频率②正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率小③当洗衣机振动最剧烈时，波轮的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率④当洗衣机振动最剧烈时，固有频率最大

A. ①④正确

B. ②③正确

C. ①③正确

D. ②④正确

7.如图6-21-11所示，一列横波t时间的图象用实线表示，又经Δt=0.2s

时的图象用虚线表示．已知波长为2m，则以下说法不正确的是 ( )

A. 若波向右传播，则最大周期是2s

B. 若波向左传播，则最大周期是2s

C. 若波向左传播，则最小波速是9m/s

D.若波速是19m/s，则传播方向图6-21-11

8.如图6-21-12所示，在光滑水平面上的O点系一长为L的绝缘细线，线

的另一端系一质量为m．带电量为q的小球．当沿细线方向加上场强为E的匀

强电场后，小球处于平衡状态．现给小球一垂直于细线的初速度υ0．使小球在

水平面上开始运动，若υ0很小，则小球第一次回到平衡位置所需时间为

图6-21-12

9.一列横波在t=0时刻的波形如图6-21-13所示，传播方向沿x轴正方

向．已知在0.9s末，P点出现第三次波谷，则从零时刻算起，经s

在Q点第一次出现波峰．图6-21-13

10.如图6-21-14所示，一列沿x 正方向传播的简谐横波，波速大小为0.6m ／s ，P 点的横坐标为96cm ,从 (1)经过多长时间，P 质点开始振动，振动时方向如何? (2)经过多少时间，P 质点第一次到达波峰

?

图6-21-14

*11.如图6-21-15所示，一个小弹丸水平射入一个原来静止的单摆摆球内并停留在里面，结果单摆按图所示的振动图线做简谐运动，已知摆球的质量为小弹丸质量的5倍，求小弹丸射入摆球前的速度小．

图6-21-15

第22课时

热学、光的本性和原子物理

考点分布

考训指南

热学命题集中在分子动理论，估算分子的大小和数目、内能和能量关系.绝大多数选择题只要求定性分析，极少数填空题要求应用阿伏加德罗常数进行计算.光的本性考点主要是光的波动性、粒子性等知识的考查，另外与几何光学的综合也是考查内容之一.原子物理考点着重考查学生的识别、理解及应用能力.对能力的要求只限于“理解能力”，题型多为选择和填空题.

重点难点聚焦

1阿伏加德罗常数

阿伏加德罗常数是宏观物理量(摩尔质量M 、摩尔体积V )和微观物理量(分子质量m 0、分子体积V 0、分子数n )之间的联系桥梁，是一个重要的物理常数，常被用来做一些有关分子大小、分子间距离和分子质量的估算．若用ρ表示密度，则微观量与宏观量之间的关系为：

分子质量m 0=A N M

, 分子体积V 0=A

N M ρ(紧密排列)

在体积V 中的分子数n =A N M V ρ

质量为m 千克物质中包含的分子数n =A N M

m . 说明：在估算问题中，必须熟悉微观量与宏观量之间的联系，要善于从问题中找出与所要估算的微观量有关的宏观量，如摩尔体积、密度、体积、面积、温度等．要会构建合理的体积模型，在估算固体和液体的分子大小时，一般采用分子球体模型；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．

2.热、功、内能的关系

对热、功、内能的关系，可使用热力学第一定律分析判断，也可直接使用能量守恒定律．但不论用哪一个，都必须先搞清楚能量转化的关系和转化的方向，即物体是吸热还是放热，是物体对外做功还是外界

3.气体的状态变化一般会伴随能量的变化，能的转化和守恒定律是自然界的一条普遍规律

气体的状态变化过程也与其他物理过程一样，一定符合能的转化和守恒定律，因此气体的状态变化过程除了

说明：一定质量的某种理想气体的内能仅是其温度的函数；而气体对外做功或外界对气体做功可由气体的体积变化决定，一般说来，体积增大，气体对外做功；体积减小，外界对气体做功；气体系统吸热或

4.光电效应、光的波粒二象性、玻尔模型、氢原子的能级、氢原子中的电子云

光电效应、光的波粒二象性、玻尔模型和氢原子的能级结构、氢原子中的电子云等知识，揭示了微观粒子的特殊运动规律，主要包括轨道量子化、能量量子化、光与实物粒子的波粒二象性，以及用概念描述

5.人类认识微观世界的思路和方法

(1)先根据事实提出要探索和研究的问题．

(2)用一定能量的粒子(常用0

1n )去轰击原子或原

(3)经实践检验，修正理论．

6．核反应遵循能量、动量、质量数、电荷数守恒

规律方法探究

【例1】(2005年高考·广东)封闭在气缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是 (BD )

A ．气体的密度增

B ．气体的压强增大

C ．气体分子的平均动能减小

D ．每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多

【命题意图】本题涉及气体的体积、温度和压强的关系以及气体压强的微观解释，考查考生对基本概念、规律的理解和掌握程度.

【解析】由气体的体积、温度和压强的关系可知，体积不变时，T 升高时，压强增大，B 正确.由于体积不变，分子密度不变，而温度升高，分子的平均动能增加，所以单位时间内，气体分子对容器器壁碰撞次数增多，D 对，A 、C 错.

变式题 (2005年高考·天津)下列说法中正确的是 ( )

A ．一定质量的气体被压缩，气体压强不一定增大

B ．一定质量的气体温度不变压强增大时，其体积也增大

C ．气体压强是由气体分子间的斥力产生的

D ．在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强

【例2】(2005年高考·江苏)下列核反应或核衰变方程中，符号“X ”表示中子的是 (AC )

A ．94Be +42He →C 42+X

B ．147N +42He →178O+X

C ． 204

80Hg +10 n →20278Pt +X D ． 23992U →239

93Np +X 【命题立意】本题考查考生利用两个守恒解决核反应问题的能力。

【例3】(2005年高考·上海)2005年被联合国定为“世界物理年”，以表彰爱因斯坦对科学的贡献。爱因斯坦对物理学的贡献有 (AC )

A ．创立“相对论”

B ．发现“X ”射线

C ．提出“光子说”

D ．建立“原子核式模式”

【命题意图】本题考查物理学家对科学的贡献与物理学史，体现教材的编写精神.

【解析】爱因斯坦提出了“光子说”，解释了光电效应现象，创立了相对论.

变式题 (2005年高考·江苏)为了强调物理学对当今社会的重要作用并纪念爱因斯坦，2004年联合国第58次大会把2005年定为国际物理年。爱因斯坦在100年前发表了5篇重要论文。内容涉及狭义相对论、量子论和统计物理学，对现代物理学的发展作出了巨大贡献，其中正确的是 ( )

A.所谓布朗运动就是液体分子的无规则运动

B.光既具有波动性，又具有粒子性

C.在光电效应的实验中，入射光强度增大，光电子的最大初动能随之增大

D.质能方程表明：物体具有的能量与它的质量有简单的正比关系

【例4】(2005年高考·江苏)在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布

罗意波长与晶体中原子间距相近，已知中子质量m =1.67×10-27kg ,普朗克常量h =6.63×10-34J ·s ,可以估算

德布罗意波长λ=1.82×10-10m 的热中子动能的数量级为 (C )

A.10-17J

B.10-18J

C.10-21J

D.10-24J

【命题意图】本题涉及到德布罗意波、动量与动能的关系等知识、考查了考生综合分析问题的能力.

【解析】由德布罗意波波长公式λ=p

h 得:中子的动量p =10341082.11063.6--??=p h kg ·m /s = 3.64×10-24

kg ·m /s ,所以中子的动能为，E k =272

2421067.12)1046.3(2--???=m p =3.97×10-21J . 变式题 (2005年高考·天津)现用电子显微镜观测线度为d 的某生物大分子的结构.为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为n

d ，其中n ＞1.已知普朗克常量h ，电子质量m 和电子电荷量e,电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为 ( )

A ．22

2med h n B ．31222)(h n med C ．2222men h d D ．2222med

h n 【例5】(2005年高考·北京)在下列各组的两个现象中都表现出光具有波动性的是 (C )

A.光的折射现象、色散现象

B.光的反射现象、干涉现象

C.光的衍射现象、偏振现象

D.光的直线传播现象、光电效应现象

【命题意图】本题辨析不同的光现象，涉及的知识面很广，综合考查考生掌握知识的能力，要求考生透彻理解各种现象的本质.

【解析】光具有波动性，干涉和衍射是波的特性，只有横波才有偏振现象，由于波的传播速度不同引

起了色散现象，波还能发生反射和折射，但反射和折射并不是波唯有

的特性，综上所述，正确答案选C.【例6】(2005年高考·江苏)1801

年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质，1834年，洛埃利

用单面镜同样得到了杨的干涉的结果(称洛埃镜实验).

(1)洛埃镜实验的基本装置如图6-22-1所示，S 为单色光源，M

为平面镜，试用平面镜成像作图法在答题卡上画出S 经平面镜反射后

的光与直接发出的光在光屏上相交的区域. 图6-22-1

(2)设光源S 到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a 和L,光的波长为λ,在光屏上形成干涉条纹，写出相邻两条亮纹(或暗纹)间距离离Δx 的表达式.

【命题立意】本题来源于课本，但高于课本，题目非常巧妙地利用平面镜成像把点光源变成了相干光

源，考查了考生创新实验的能力.

【解析】(1)先作出S 经平面镜像点S ′,然后作出S 经平面镜成像的边界光线，

其重叠区域如图6-22-2所示.

(2)由条纹间距公式Δx =

d

L λ，由上图可知d =2a,所以Δx =a L 2λ

【答案】(1)如图6-22-2所示 (2)Δx =a L 2λ 图6-22-2 能力思维冲浪

1. (2005年高考·江苏)下列关于分子力和分子势能的说法中，正确的是 ( )

A.当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大

B.当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小

C.当

D.当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小

2.对于分子动理论和物体内能理解，下列说法正确的是 ( )

A.温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大

B.理想气体在等温变化时，内能不改变，因而与外界不发生热交换

C.布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动

D.扩散现象说明分子间存在斥力

3.(2005年高考·北京)为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005年定为“国际物理年”.

对于爱因斯坦提出的质能方程E =mc 2,下列说法中不正确的是 ( )

A.E =mc 2表明物体具有的能量与其质量成正比

B.根据ΔE =Δmc 2可以计算核反应中释放的核能

C.一个中子和一个质子结合成氘核时,释放出核能,表明此过程中出现了质量亏损

D.E =mc 2中的E 是发生核反应中释放的核能

4.(2005辽宁综合31)如图6-22-3所示，放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有

匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外.已知放射源放出的射线有α、β、γ三种，下列

判断正确的是 ( )

A.甲是α射线，乙是γ射线，丙是β射线

B.甲是β射线，乙是γ射线，丙是α射线

C.甲是γ射线，乙是α射线，丙是β射线

D.甲是α射线，乙是β射线，丙是γ射线 图6-22-3

5.如图6-22-4所示为电冰箱的工作原理图，压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循

环．那么，下列说法中正确的是 ( )

A.在冰箱外的管道中，制冷剂迅速膨胀并放出热量

B.在冰箱内的管道中，制冷剂迅速膨胀并吸收热量

C.在冰箱外的管道中，制冷剂被剧烈压缩并放出热量

D.在冰箱内的管道中，制冷剂被剧烈压缩并吸收热量

图6-22-4

6.(2005年高考·江苏)根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模

型，图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹，

在α粒子从a 运动到b ，再运动到c 的过程中，下列说法中正确的是 ( )

A.动能先增大，后减小

B.电势能先

C.电场力先做负功，后做正功，总功等于零

D.加速度先变小，后变大 图6-22-5

7.(2005年高考·天津)某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2.21eV ,用波长为2.5×10-7m 的紫外线照射阴极，已知真空中光速为3.0×108m /s ,元电荷为1.6×10-19C ,普朗克常量为6.63×10-34J ·s ,求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大动能应分别是 ( )

A.5.3×1014Hz ，2.2J

B.5.3×1014Hz ，4.4×10-19J

C.3.3×1033Hz ，2.2J

D.3.3×1033Hz ，4.4×10-19J

8.(2005年高考·上海)卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，核反应方程为

4

141412781He N O H +→+，下列说法中正确的是 ( )

A.通过此实验发现了质子

B.实验中利用了放射源放出的γ

C.实验中利用了放射源放出的α射线

D.原子核在人工转变过程中，电荷数可能不守恒

9.(2005年高考·广东)硅光电池是利用光电效应将辐射的能量转化为电能.若有N 个频率为υ的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为(h 为普朗克常数) ( )

A.h υ

B. 21N h υ

C.N h υ

D.2N h υ

10.(2005年高考·江苏)某气体的摩尔质量为M,摩尔体积为V ，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m 和V 0，则阿伏加德罗常数N A 可表示为 ( )

A.N A =0V V

B.N A =m V ρ

C.N A =m M

D.N A =0V M ρ

11.(2005年高考·北京)下列关于热现象的说法，正确的是

( ) A.外界对物体做功，物体的内能一定增加

B.气体的温度升高，气体的压强一定增大

C.任何条件下．热量都不会由低温物体传递到高温物体

D.任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能

12.用一个中微子轰击3717Cl 产生一个氩核，其核反应方程式为υe +3717Cl →01-e 已知3717Cl 质量为36.95658u ，

37

18Ar 的核的质量为36.956 91u ，0

1-e 的质量为0.00055 u ,1u 质量对应的能量为931.5MeV .根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量 ( )

A .0.82MeV B.0.31

MeV C.1.33MeV D.0.51

MeV

13.一定质量的气体从外界吸收了4.2×105J 的热量，同时气体对外做了6×105

J 的功，问： (1)物体的内能增加还是减少?变化量是多少? (2)分子势能是增加还是减少?说明理由

. (3)分子动能是增加还是减少?说明理由.

14.(2005年高考·广东)(1)如图6-22-6所示，氢原子从n ＞2的某一能级跃迁到n =2的能级，辐射出能量为2.55eV 的光子。问最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射

上述能量的光子?请在图6-22-6中画出获得该能量后的氢原子可能的辐

射跃迁图. 图

6-22-6

第23课时

光的反射和折射

考点分布

考训指南

光的直线传播、反射定律、折射定律是光传播的基本规律．平面镜成像、棱镜色散偏移等光现象是这些基本规律的应用，以及不同色光的折射率不同的知识应用．高考试题多是从分析、确定像的性质、光线的传播方向、观察像或物的范围等方面．通过画光路图、计算等方式来考查学生对基本规律的理解和掌握。

重点难点聚焦

1.平面镜的作用

(1)平面镜改变光的传播方向，而不改变光束的性质．

(2)平面镜成像的特点：等大、正立、虚像、物像关于镜面对称． 2.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α角，反射光线则偏转2α角.

3.在光的反射现象中，光路是可逆的．

4.光的折射定律

折射光线跟入射光线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦跟折射

角的正弦成正比，n =2

1sin sin θθ.

5.折射率

光从真空射入某种介质，入射角的正弦与折射角正弦之比为定值叫做介质的折射率，表示为n =21sin sin θθ.实验和研究证明，某种介质的折射率等于光在真空中的速度c 跟光在这种介质中的速度υ之比，即n =v

c 6.全反射和临界角

全反射：光从光密介质射入光疏介质时，在界面处一部分光被反射回原介质中，一部分光被折射到另一种介质中，随着入射角的增大，折射角逐渐增大，且折射光线越来越弱，反射光线越来越强，当入射角增大到某一角度，使折射角达到90° 全反射的条件：①光从光密介质进入光疏介质；②入射角大于或等于临界角．

临界角：使折射角等于90°时的入射角，某种介质的临界角用sin C =n

1计算. 7.用折射定律分析光的色散现象

分析、计算时，要掌握好n 的应用及有关数学知识，着重理解两点：其一，光的频率(颜色)由光源决定，与介质无关；其二，同一介质中，频率越大的光折射率越大，再应用n =λ

λν0=c

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偏折程度等问题.

规律方法探究

【例1】(2005年高考·广东)光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务.目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络.下列说法正确的是 (AD )

A.光纤通信利用

B.光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理

C.光导纤维传递光信号是利用光的色散原理

D.目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝

【命题立意】本题考查了光导纤维对光的传导作用，纤维作为一种高新科技，它始终是高考命题的热点内容，也考查了考生对高新科技的认识和了解.

【解析】光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝，直径只有几微米到一百微米之间，由内芯和外套组成，内芯的折射率大，其原理是光传播时在两个界面处发生全反射，故D 对，B 、C 错.光是一种电磁波，它像无线电波一样，作为一种载体来传递信息，A 对.

【例2】(2005年高考·黑蒙桂理综)一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a 、b 两束单色光，其传播方向如图6-23-1所示.设玻璃对a 、b 的折射率分别为n a 和n b ，a 、b 在玻璃中的传播速度分别为υ

a 和υ

b ，则 (AD )

A. n a ＞n b

B. n a ＜n b

C. υa ＞υb

D. υ a ＜υb

【解析】由折射率公式n =v

c 可知，当入射角i 相同时，折射角r 越大，n 越小，可知n a ＞n b 即A 对B 错;由公式n =可知υa ＜υb 即C 错D 对.

图6-23-1 两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为θ1、θ2，已知θ1＞θ2.

用n 1、n 2分别表示水对两单色光的折射率，υ1、υ2分别表示两单色光在水中的传播速度，则

( )

A. n 1＜n 2, υ1＜υ2

B. n 1＜n 2, υ1＞υ2

C. n 1＞n 2，υ1＜υ2

D. n 1＞n 2, υ1＞υ2 【例3】(2005年高考·广东)如图6-23-2所示，一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象，下列说法正

确的是 (B )

A. 红光的偏折最大，紫光的偏折最小

B. 红光的偏折最小，紫光的偏折最大

C. 玻璃对红光的折射率比紫光大

D. 玻璃中紫光的传播速度比红光大 【命题意图】考查光的色散现象，求解本题，分清折射率的大小是关键

【解析】白光通过玻璃棱镜发生色散，是由于各种色光在玻璃中的折射率不同， 图6-23-2

对红光和紫光来说，玻璃对紫光的折射率大，紫光在玻璃中的偏折大，由n =c

可知，紫光在玻璃中的传播

速度小.

变式题1 如图6-23-3所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC,两

者的AC 面是平行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质，一单色

细光束O 垂直于AB 面入射，在图示的出射光线中 ( )

A. 1、2、3(彼此平行)中的任一条都有可能

B. 4、5、6(彼此平行)中的任一条都有可能

C. 7、8、9(彼此平行)中的任一条都有可能

D. 只能是4、6中的某一条 图6-23-2

变式题２ (2005年高考·辽宁)一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光a 、b .已知a 光的频率小于b 光的频率.图6-23-4中哪个光路图可能是正确的 ( )

图6-23-4

【例4】为了观察门外情况，有人在门上开一小圆孔，将一块圆柱形玻璃嵌入其中，圆柱体轴线与门6-23-5所示.从圆柱底面中心看出去，可以看到的门外入射光线与轴线间的最大夹角称做

视场角.已知该玻璃的折射率为n,圆柱长为l,底面半径为r ，则视场角是 (B )

A.arcsin 22l

r nl

+ B.arcsin 22l r nr + C.arcsin 22l r n r

+ D.arcsin 22l r n l +

图6-23-5

【解析】如图6-23-6所示，由折射定律得：n =

r i sin sin

sin r =22l r r +i =arcsin 2

2l r nr +

图6-23-6

【例5】(2004年高考·豫冀皖闽浙等十省)图6-23-7所示为一直角棱镜的横截面

∠bac =90°,∠abc =60°一平行细光束从O 点沿垂直于bc 面的方向射入棱镜.已知

棱镜材料的折射率n =,若不考虑原入射光在bc 面上的反射光，则有光线 (BD )

A.从ab 面射出

B.从ac 面射出

C.从bc 面射出，且bc 面斜交

D.从bc 面射出，且与bc 面垂直 图6-23-7

【命题意图】本题考查全反射临界角.

【解析】入射光在ab 界面处入射角60°,大于临界角45°，将在ab 面上发

生全反射，在ac 面上入射角为30°小于临界角45°将在ac 界面上发生折射和反

射，B 正确，ac 面上的反射光线，从bc 面射出由几何关系可知入射角为0°即垂

直射出.BD 正确. 图6-23-8

变式题 如图6-23-9所示，潜水员在水中抬头仰望，由于光线在空气和水的交

界面上反射，他能看到河底的物体.如果水深为H,潜水员仰望时眼睛到河底的距离为

h ，水的折射率为n ，则潜水员能较清楚地看到的河底物体和潜水员间的最短水平距离是多大

图6-23-9

能力思维冲浪

1．在自行车的后挡泥板上，常常安装着一个“尾灯”其实它不是灯.它是用一种

透明的塑料制成的，其截面如图6-23-10所示,夜间，从自行车后方来的汽车灯光照在

“尾灯”上时，“尾灯”就变得十分明亮，以便引起汽车司机的注意.从原理上讲，它

的功能是利用了( )

A.光的折射

B. 光的全反射

C.光的干涉

D.光的折射 图6-23-10

2.如图6-23-11所示，激光液面控制仪的原理是：固定的一束激光AO 以入射角i 照射到水平液面上，

反射光OB 射到水平放置的光屏上，屏上用光电管将光讯号转换为电讯号，电讯号输入控制系统来控制液

面的高度，若发现光点在屏上向右移动了Δs 距离，射到B ′点，则液面的高度变化是 ( )

A.液面降低i s sin ?

B.液面升高i

s sin ? C.液面降低 i s sin 2? D.液面升高i s sin 2?

图6-23-11

3.检查视力时人与视力表之间的距离应为5m，现因屋子太小而使用一个平面

镜，视力表到镜子的距离为3m，如图6-23-12所示，那么人到镜中的视力表的距

离和人到镜子的距离分别为 ( )

A.5m,2m

B.6m,2m

C4.5m,1.5m D.4m,1m图6-23-12

4．如图6-23-13所示，两束单色光a,b相互平行地射到凸透镜上，经透镜折射后又

平行射出，则 ( )

A.透镜对两种色光的折射率相等

B.两种色光在透镜中的波长一定相等

C.a种色光在透镜中的速度较大

D.b种色光在透镜中的速度较大图6-23-13

5.如图6-23-14所示，水盆中盛有一定深度的水，盆底处水平放置一个平面镜，平行的红光束和蓝光束斜射入水中，经平面镜反射后，从水面射出并分别投射到屏MN上两点，

则有 ( )

A.从水面射出的两束光彼此平行，红光投射点靠近M端

B.从水面射出的两束光彼此平行，蓝光投射点靠近M端

C.从水面射出的两束光彼此不平行，红光投射点靠近M端

D.从水面射出的两束光彼此不平行，蓝光投射点靠近M端图6-23-14

6.一束可见光射到置于空气中的平行玻璃砖上，穿过玻璃砖后从下表面射出，

变为a、b两束平行单色光，如图6-23-15所示.如果光束b是蓝光，则光束a可

能是 ( )

A.红光

B.黄光

C.绿光

D.紫光

图6-23-15

7.一块透明的光学材料，AB为其一个端面，建立平面直角坐标系如图6-23-16甲所示，设该光学材料的折射率沿y轴正方向(即BA方向)均匀减小，有一光线PO从真空中以某一入射角射向O点，并进入该材料的内部，则该光线在光学材料内都可能的传播路径是图乙中的( )

图6-23-16

8．如图6-23-17所示，一个棱镜的顶角为θ=41.30°,一束白光以较大的入射角从棱镜的左侧面射入，在光屏上形成从红到紫排列的彩色光带，各色光在棱镜中的折射率和临界角见表.当入射角逐渐减小到0的过程中，彩色光带的变化情况是( )

A.紫光最先消失，最后只剩红光、橙光

B.紫光最先消失，最后只剩红光、橙光、黄光

C.红光最先消失，最后只剩紫光

D.红光最先消失，

图6-23-17 9．如图6-23-18所示为一盛水容器，容器底部M处安装一盏射灯，当容器中

不盛水时，从容器上方看到在容器右壁S处有一个光斑，若往容器中加水使水面升

到图6-23-18中a处时，从容器上方看到的光斑位于容器右壁P处;若继续往容器

中加水使水面升到图6-23-18中b处时，从容器上方看到的光斑位于容器右壁Q

处，则( )

A.P和Q都在S的下方

B.P和Q都在S的上方

C.P在S的下方,Q在S的上方

D.P在S的上方，Q在S的下方图6-23-18

10．MN是空气与某种液体的分界面，一束红光由空气射到分界面，一部分

光线被反射，一部分光线进入液体中，当入射角是45°时，折射角为30°，如图

6-23-19所示，以下判断正确的是 ( )

A.反射光线与折射光线的夹角为90°

B.该液体对红光的全反射临界角为60°

C.在该液体中，红光的传播速度比紫光大

D.紫光以同样的入射角从空气射到分界面，折射角也是30°

图6-23-19

11.人在水面上观察正下方水中的红、橙、黄、绿、兰、靛、紫七种颜色的小彩灯，看到它们是在水面下同一深度处排成一行，则可以判断( )

A.紫色灯的实际位置最深，且比看到的位置深些

B.紫色灯的实际位置最深，且比看到的位置浅些

C.红色灯的实际位置最深，且比看到的位置深些

D.红色灯的实际位置最深，且比看到的位置浅些

12.一束光线由空气射入截面为半圆形的玻璃砖，再由玻璃砖射出，入射光线的延长线沿半径，则图6-23-20中的光路图正确的是( )

图6-23-20

A.①②

B.

C.③④

D.

13.如图6-23-21所示，用一临界角为42°的玻璃制成一直角三棱镜

AB，∠B=15°，∠C=90°，一条光线垂直于AC面入射，它在棱镜内发

生全反射的次数为( )

A.2次

B.3次

C.4次

D.5次

图6-23-21

14.据报道：2008年北京奥运会，光纤通信网将覆盖所有奥运场馆，为各项比赛提供安全可靠的通信服务.光纤通信利用光的全反射将大量信息高速传输.如图6-23-22所示，一条圆柱形的光导纤维，长为L，

它的玻璃芯的折射率为n1,外层材料的折射率为n2，光在空气中的传播速

度为c，若光从它的一端射入经全反射后从另一端射出所需的最长时间为

t ，则下列说法正确的是(图中所标的φ为全反射的临界角，其中sin φ=1

2n n )

( ) 图6-23-22

A.n 1＞n 2, t =c n L n 2

1

B.n 1＞n 2,t =c n L n 221

C.n 1＜n 2,t =c n L n 21

D.n 1＜n 2,t =c

n L n 221 15.一圆柱形容器，底半径与高之比为2∶3，眼睛沿DA 方向看去恰能看到底部边缘

P 点，将容器注满某种液体，眼睛仍保持DA 方向看去，恰能看到底部圆心Q 点，如图

6-23-23所示.

(1)求此液体的折射率;

(2)从液面上方垂直向下观察，桶底看起来的深度是多少

?

图6-23-23

热点材料选读 超声波的应用

超声波具有较好的指向性——频率越高，指向性越强.这在诸如探伤和水下声通讯等应用场合是主要

的考虑因素.频率高时，相应地波长将变短，因而波长可与传播超声波的试样材料的尺寸相比拟，甚至波

长可远小于试样材料的尺寸.这在厚度尺寸很小的测量应用中以及在高分辨率的探伤应用中是非常重要

的．超声波用起来很安静，人们听不到它，这一点在高强度工作场合尤为重要.这些高强度的工作用可闻

频率的声波来完成时往往更有效，然而遗憾的是，可闻声波工作时所主生的噪声令人难以忍受，有时甚至

是对人体有害的.

在工业生产中常常运用超声透射法对产品进行无损探测．超声波发生器发射出的超声波能透过被检测

的样品，被对面的接收器所接收．如果样品内部有缺陷，超声波就会在缺陷处发生反射，这时，对面的接

收器便收不到或者不能全部收到发生器发射出的超声波信号．这样，

就可以在不损伤被检测样品的情况下，

在医疗诊断中则常采用回声法：将弱超声波透入人体内部，当超声波遇到脏器的界面时，便发生反射

和透射.透射入脏器内部的超声波，再遇到界面时还会再次发生反射和透射，超声波接收器专门接收各次

的反射波．医务人员根据所收到的各次反射波的时间隔和波的强弱，就能够了解到脏器的大小、位置及其

内部的病变等.

超声处理主要是利用它的功率特性和空化作用，改变或者加速改变物质的某些物理、化学、生物特性

或状态.利用强超声波进行加工、清洗、焊接、乳化、粉碎、脱气、医疗、种子处理等，已经广泛地应用

于工业、农业、医疗卫生等各个部门

.

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/pnee.html