第3课时 光的折射 全反射
考纲解读 1.理解折射率的概念，掌握光的折射定律.2.掌握全反射的条件，会进行有关简单的计算．
1．[折射定律的应用]观察者看见太阳从地平线升起时，下列关于太阳位置的叙述中正确的是
( )
A ．太阳位于地平线之上
B ．太阳位于地平线之下
C ．太阳恰位于地平线
D ．大气密度不知，无法判断 答案 B
解析 太阳光由地球大气层外的真空射入大气层时要发生折射，根据折射定律，折射角小于入射角，折射光线进入观察者的眼睛，观察者认为光线来自它的反向延长线．这样使得太阳的实际位置比观察者看见的太阳位置偏低．
2．[折射定律与折射率的理解和应用]如图1所示，光线以入射角θ1从空气射向折射率n ＝2的玻璃表面．
图1
当入射角θ1＝45°时，求反射光线与折射光线间的夹角θ. 答案 105°
解析 设折射角为θ2，由折射定律sin θ1sin θ2＝n 得sin θ2＝sin θ1n ＝sin 45°2＝12，所以，θ2＝30°.
因为θ1′＝θ1＝45°，所以θ＝180°－45°－30°＝105°.
3．[全反射问题分析]很多公园的水池底都装有彩灯，当一束由红、蓝两色光组成的灯光从水中斜射向空气时，关于光在水面可能发生的反射和折射现象，下列光路图中正确的是
()
答案 C
解析红光、蓝光都要发生反射，红光的折射率较小，所以蓝光发生全反射的临界角较红光小，蓝光发生全反射时，红光不一定发生，故只有C正确．
4．[光的色散现象分析]实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随波长λ的变化符
合科西经验公式：n＝A＋B
λ2＋C
λ4，其中A、B、C是正的常量．太阳光进入三棱镜后发生
色散的情形如图2所示，则()
图2
A．屏上c处是紫光B．屏上d处是红光
C．屏上b处是紫光D．屏上a处是红光
答案 D
解析可见光中红光波长最长，折射率最小，折射程度最小，所以a为红光，而紫光折射率最大，所以d为紫光．
1．折射定律
(1)内容：如图3所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射
光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比．
图3
(2)表达式：sin θ1
sin θ2
＝n .
(3)在光的折射现象中，光路是可逆的． 2．折射率
(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量． (2)定义式：n ＝sin θ1
sin θ2
.
(3)计算公式：n ＝c
v ，因为v (4)当光从真空(或空气)射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空(或 空气)时，入射角小于折射角． 3．全反射现象 (1)条件：①光从光密介质射入光疏介质． ②入射角大于或等于临界角． (2)现象：折射光完全消失，只剩下反射光． 4．临界角：折射角等于90°时的入射角，用C 表示，sin C ＝1 n . 5．光的色散 (1)光的色散现象：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象． (2)光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其波长的有序排列． (3)光的色散现象说明： ①白光为复色光； ②同一介质对不同色光的折射率不同，频率越大的色光折射率越大； ③不同色光在同一介质中的传播速度不同，波长越短，波速越慢． (4)棱镜 ①含义：截面是三角形的玻璃仪器，可以使光发生色散，白光的色散表明各色光在同一介质中的折射率不同． ②三棱镜对光线的作用：改变光的传播方向，使复色光发生色散． 考点一 折射定律的理解与应用 1．折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关． 2．折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质． 3．同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小． 4．公式n ＝sin θ1 sin θ2 中，不论是光从真空射入介质，还是从介质射入真空，θ1总是真空中的光 线与法线间的夹角，θ2总是介质中的光线与法线间的夹角． 例1 一半圆柱形透明物体横截面如图4所示，底面AOB 镀银，O 表示半圆截面的圆心．一束光线在横截面内从M 点入射，经过AB 面反射后从N 点射出．已知光线在M 点的入射角为30°，∠MOA ＝60°，∠NOB ＝30°.求： 图4 (1)光线在M 点的折射角； (2)透明物体的折射率． 解析 (1)如图所示，透明物体内部的光路为折线MPN ，Q 、M 点相对于底面EF 对称，Q 、P 和N 三点共线． 设在M 点处，光的入射角为i ，折射角为r ，∠OMQ ＝α，∠PNF ＝β.根据题意有 α＝30° ① 由几何关系得，∠PNO ＝∠PQO ＝r ，于是 β＋r ＝60° ② 且α＋r ＝β ③ 由①②③式得r ＝15° ④ (2)根据折射率公式有 sin i ＝n sin r ⑤ 由④⑤式得n ＝ 6＋2 2 ≈1.932. 答案 (1)15° (2) 6＋2 2 或1.932 解决光的折射问题的一般方法 (1)根据题意画出正确的光路图． (2)利用几何关系确定光路中的边、角关系，确定入射角和折射角． (3)利用折射定律建立方程进行求解． 突破训练1 如图5所示，在坐标系的第一象限内有一横截面为四分之一圆周的柱状玻璃体OPQ ，OP ＝OQ ＝R ，一束单色光垂直OP 面射入玻璃体，在OP 面上的入射点为A ，OA ＝R 2，此单色光通过玻璃体后沿BD 方向射出，且与x 轴交于D 点，OD ＝3R ，求该 玻璃的折射率． 图5 答案 3 解析 作光路图如图所示．在PQ 面上的入射角 sin θ1＝OA OB ＝1 2，θ1＝30° 由几何关系可得θ2＝60° 折射率n ＝sin θ2sin θ1 ＝ 3 考点二 全反射现象的理解与应用 1．在光的反射和全反射现象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的． 2．当光射到两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生反射，不发生折射．当折射角等于90°时，实际上就已经没有折射光了． 例2 如图6所示，光屏PQ 的上方有一半圆形玻璃砖，其直径AB 与水平面成30°角． 图6 (1)若让一束单色光沿半径方向竖直向下射向圆心O ，由AB 面折射后射出，当光点落在光屏上时，绕O 点逆时针旋转调整入射光与竖直方向的夹角，该角多大时，光在光屏PQ 上的落点距O ′点最远？(已知玻璃砖对该光的折射率为n ＝2) (2)若让一束白光沿半径方向竖直向下射向圆心O ，经玻璃砖后射到光屏上形成完整彩色光带，则光带的最右侧是什么颜色的光？若使光线绕圆心O 逆时针转动，什么颜色的光最先消失？ 解析 (1)如图，刚好发生全反射时，落点距O ′最远 sin C ＝1 n 解得C ＝45° 入射光与竖直方向的夹角为θ＝C －30°＝15° (2)由于介质时紫光的折射率最大，所以位于光带的最右侧．若使光线绕圆心O 逆时针转动，入射角增大，由于紫光的临界角最小，所以紫光最先消失． 答案 (1)15° (2)紫光 紫光 解答全反射类问题的技巧 解答全反射类问题时，要抓住发生全反射的两个条件：一是光必须从光密介质射入光疏介质，二是入射角大于或等于临界角．利用好光路图中的临界光线，准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键，且在作光路图时尽量与实际相符，这样更有利于问题的分析． 突破训练2 为测量一块等腰直角三棱镜ABD 的折射率，用一束激光沿平行于BD 边的方向射向直角边AB 边，如图7所示．激光束进入棱镜后射到另一直角边AD 边时，刚好能发生全反射．该棱镜的折射率为多少？ 图7 答案 6 2 解析 作出法线如图所示 n ＝sin 45°sin r ，n ＝1sin C ，C ＋r ＝90° 即 sin 45°cos C ＝1 sin C 解得tan C ＝2，sin C ＝63，n ＝62 . 考点三 光路控制问题分析 1．玻璃砖对光路的控制 两平面平行的玻璃砖，出射光线和入射光线平行，且光线发生了侧移，如图8所示． 图8 图9 2．三棱镜对光路的控制 (1)光密三棱镜：光线两次折射均向底面偏折，偏折角为δ，如图9所示． (2)光疏三棱镜：光线两次折射均向顶角偏折． (3)全反射棱镜(等腰直角棱镜)，如图10所示． 图10 特别提醒 不同颜色的光的频率不同，在同一种介质中的折射率、光速也不同，发生全反射现象的临界角也不同． 例3 “B 超”可用于探测人体内脏的病变状况．如图11是超声波从肝脏表面入射，经折射与反射，最后从肝脏表面射出的示意图．超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似，可表述为sin θ1sin θ2＝v 1 v 2(式中θ1是入射角，θ2是折射角，v 1、v 2分别是超 声波在肝外和肝内的传播速度)，超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同．已知v 2＝0.9v 1，入射点与出射点之间的距离是d ，入射角是i ，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，则肿瘤离肝脏表面的深度h 为 ( ) 图11 A.9d sin i 2100－81sin 2 i B.d 81－100sin 2 i 10sin i C.d 81－100sin 2 i 20sin i D.d 100－81sin 2 i 18sin i 解析 如图所示，根据光的折射定律有sin i sin θ＝n 1n 2＝v 1 v 2 由几何关系知sin θ＝ d 2 (d 2 )2＋h 2 以上两式联立可解得h ＝d 100－81sin 2i 18sin i ，故选项D 正确． 答案 D 突破训练3已知直角等腰三棱镜对入射光的折射率大于2，则下列选项中光路可能正确的是() 答案 C 解析如果入射光线平行于底边从一直角边入射，入射角为45°，折射角小于45°，如果光线直接入射到另一直角边，根据几何关系，入射角大于45°，光线在另一直角边发生全反射，不可能平行于底边射出，A错误；如果入射光线垂直于一直角边入射，在底边的入射角为45°，直角等腰三棱镜对入射光的折射率大于2，由临界角公式可知，此三棱镜对光的全反射的临界角小于45°，因此光在三棱镜中入射到底边时发生全反射，B错误；如果入射光线平行于底边从一直角边入射，入射角为45°，折射角小于45°，如果光线入射到底边，根据几何关系，光线在底边上的入射角大于45°，光线发生全反射入射到另一直角边，根据对称性和光路可逆，出射光线仍然与底边平行，C正确；D 图中的光线从一直角边入射后的折射光线与入射光线在法线的同侧，因此D错误． 48．平行板玻璃砖模型的分析 平行玻璃砖不改变光线的方向，只是使光线发生侧移，由于玻璃对不同色光的折射率不同，不同色光经玻璃砖后的侧移量也不同． 例4如图12所示，两块相同的玻璃等腰三棱镜ABC置于空气中，两者的AC面相互平行放置，由红光和蓝光组成的细光束平行于BC面从P点射入，通过两棱镜后，变为从a、b两点射出的单色光，对于这两束单色光() 图12 A．红光在玻璃中传播速度比蓝光大 B．从a点射出的为红光，从b点射出的为蓝光 C．从a、b两点射出的单色光不平行 D．从a、b两点射出的单色光仍平行，且平行于BC 审题与关联 解析由玻璃对蓝光的折射率较大，可知A选项正确．由偏折程度可知B选项正确．对于C、D二选项，我们应首先明白，除了题设给出的两个三棱镜外，二者之间又形成一个物理模型——平行玻璃砖(不改变光的方向，只使光线发生侧移)．中间平行部分只是 使光发生了侧移．略去侧移因素，整体来看，仍是一块平行玻璃 板，AB∥BA.所以出射光线仍平行．作出光路图如图所示，可知 光线Pc在P点的折射角与光线ea在a点的入射角相等，据光路 可逆，则过a点的出射光线与过P点的入射光线平行．由此，D选项正确． 答案ABD 高考题组 1．(2013·福建理综·14)一束由红、紫两色光组成的复色光，从空气斜射向玻璃三棱镜．下面四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜折射分离成两束单色光的是() 答案 B 解析光通过玻璃三棱镜后向它的横截面的底边偏折，故C、D选项错误；同一介质对频率越高的光的折射率越大，所以复色光经玻璃折射后，光路应分开，故A选项错误．紫光的频率比红光的大，故经玻璃三棱镜后紫光的偏折程度大于红光的，故B选项正确．2．(2013·天津理综·8)固定的半圆形玻璃砖的横截面如图13，O点为圆心，OO′为直径MN 的垂线．足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN.由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线与OO′夹角θ较小时，光屏NQ区域出现两个光 斑，逐渐增大θ角，当θ＝α时，光屏NQ 区域A 光的光斑消失，继续增大θ角，当θ＝β时，光屏NQ 区域B 光的光斑消失，则 ( ) 图13 A ．玻璃砖对A 光的折射率比对 B 光的大 B ．A 光在玻璃砖中的传播速度比B 光的大 C ．α＜θ＜β时，光屏上只有1个光斑 D ．β＜θ＜π 2时，光屏上只有1个光斑 答案 AD 解析 当入射角θ逐渐增大时，A 光斑先消失，说明玻璃对A 光的折射率大于对B 光的折射率(n A ＞n B )，所以f A ＞f B ，v A ＜v B ，选项A 正确，B 错误．当A 光、B 光都发生全反射时，光屏上只有1个光斑，选项C 错误，D 正确． 3．(2013·山东理综·37(2))如图14所示，ABCD 是一直角梯形棱镜的横截 面，截面所在平面内的一束光由O 点垂直AD 边射入．已知棱镜的折射率n ＝2，AB ＝ BC ＝8 cm ，OA ＝2 cm ，∠OAB ＝60°. 图14 ①求光第一次射出棱镜时，出射光的方向． ②第一次的出射点距C ________cm. 答案 ①见解析 ②43 3 解析 ①设发生全反射的临界角为C ，由折射定律得 sin C ＝1 n 代入数据得C ＝45° 光路图如图所示，由几何关系可知光线在AB 边和BC 边的入射 角 均为60°，均发生全反射．设光线在CD 边的入射角为α，折射角为β，由几何关系得α ＝30°，小于临界角，光线第一次射出棱镜是在CD 边的E 点，由折射定律得n ＝sin β sin α 代入数据得β＝45° ②CE ＝BC 2tan 30°＝43 3 cm 模拟题组 4.如图15，光导纤维由“内芯”和“包层”两个同心圆柱体组成，其中心部分是内芯，内芯以外的部分为包层，光从一端进入，从另一端射出．下列说法正确的是( ) 图15 A ．内芯的折射率大于包层的折射率 B ．内芯的折射率小于包层的折射率 C ．不同频率的可见光从同一根光导纤维的一端传输到另一端所用的时间相同 D ．若紫光以如图所示角度入射时，恰能在内芯和包层分界面上发生全反射，则改用红光以同样角度入射时，也能在内芯和包层分界面上发生全反射 答案 A 解析 光导纤维是依据全反射原理工作的，内芯的折射率大于包层的折射率，选项A 正确，B 错误；不同频率的可见光从同一根光导纤维的一端传输到另一端所用的时间不同，选项C 错误；若紫光以如图所示角度入射，恰能在内芯和包层分界面上发生全反射，则改用红光以同样角度入射，由于红光临界角大于紫光，所以不能在内芯和包层分界面上发生全反射，选项D 错误． 5．半径为R 的玻璃圆柱体，截面如图16所示，圆心为O ，在同一截面内，两束相互垂直的同种单色光射向圆柱面的A 、B 两点，其中一束沿AO 方向，∠AOB ＝30°，若玻璃对此单色光的折射率n ＝ 3. 图16 (1)试作出两束光从射入到第一次射出的光路图，并求出各光线射出时的折射角；(当光线射向柱面时，如有折射光线则不考虑反射光线) (2)求两束光经圆柱体后第一次射出的光线的交点(或反向延长线的交点)与A 点的距离． 答案 (1)光路图见解析 0° 60° (2)(3－1)R 解析 (1)过A 点的光线不偏折，折射角为0°.设过B 的光线折射角为θ，则n ＝sin 60° sin θ＝ 3，故θ＝30° 经C 点发生折射，入射角为30°，同理折射角为60° 光路图如图所示． (2)由几何关系可知，DO ＝3CO ＝3R ，故DA ＝(3－1)R . (限时：30分钟) ?题组1 光的折射现象与光的色散 1．如图1所示是一观察太阳光谱的简易装置，一加满清水的碗放在有阳光的地方，将平面镜M 斜放入水中，调整其倾斜角度，使太阳光经水面折射再经水中平面镜反射，最后由水面折射回空气射到室内白墙上，即可观察到太阳光谱的七色光带．逐渐增大平面镜的倾斜角度，各色光将陆续消失，则此七色光带从上到下的排列顺序以及最先消失的光分别是 ( ) 图1 A ．红光→紫光，红光 B ．紫光→红光，红光 C ．红光→紫光，紫光 D ．紫光→红光，紫光 答案 C 解析 根据折射定律作出光路图可知，此七色光带从上到下的排列顺序是红光→紫光；因为水对紫光的折射率n 最大，根据公式sin C ＝1 n 可知，其从水中射向水平面时发生全 反射的临界角最小，所以最先消失．综上分析，正确选项为C. 2．红光与紫光相比 ( ) A ．在真空中传播时，紫光的速度比较大 B ．在玻璃中传播时，红光的速度比较大 C ．玻璃对红光的折射率较紫光的大 D ．从玻璃到空气的界面上，红光的临界角较紫光的大 答案 BD 解析 因为各种色光在真空中的传播速度均为3×108 m/s ，所以A 错误．因为玻璃对红光的折射率较玻璃对紫光的折射率小，根据v ＝c n 得红光在玻璃中的传播速度比紫光大， 所以B 正确，C 错误．根据公式sin C ＝1 n 得红光的临界角比紫光的大，D 正确． 3．已知介质对某单色光的临界角为θ，则 ( ) A ．该介质对此单色光的折射率等于 1sin θ B ．此单色光在该介质中的传播速度等于c ·sin θ(c 为真空中的光速) C ．此单色光在该介质中的波长是在真空中波长的sin θ倍 D ．此单色光在该介质中的频率是真空中的1sin θ 答案 ABC 解析 介质对该单色光的临界角为θ，它的折射率n ＝1 sin θ，A 项正确；此单色光在介 质中的传播速度为v ＝c n ＝c sin θ，B 正确；λ＝v f ＝c ·sin θ c /λ0＝λ0sin θ，所以λ∶λ0＝sin θ∶1， 故C 项正确；而光的频率是由光源决定的，与介质无关，故D 项错误． 4．(2013·浙江·16)与通常观察到的月全食不同，小虎同学在2012年12月10日晚观看月全食时，看到整个月亮是暗红的．小虎画出了月全食的示意图，如图2所示，并提出了如下猜想，其中最为合理的是 ( ) 图2 A ．地球上有人用红色激光照射月球 B ．太阳照射到地球的红光反射到月球 C ．太阳光中的红光经地球大气层折射到月球 D ．太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹 答案 C 解析 同种介质对频率大的光折射率大，太阳光中红光的频率最小，经大气层时偏折的程度最小．小明在月全食时，看到月亮呈现暗红色，是因为太阳光中的部分红光经地球大气层折射到月球，故选项C 正确． ?题组2 光的全反射 5．公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯，在晚上观察不同颜色彩灯的深度和水面上被照亮的面积，下列说法正确的是 ( ) A ．红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较小 B ．红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较小 C ．红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较大 D ．红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较大 答案 D 解析 光从水里射入空气时发生折射，入射角相同时，折射率越大，折射角越大，从水面上看光源越浅，红灯发出的红光的折射率最小，看起来最深；设光源的深度为d ，光的临界角为C ，则光能够照亮的水面面积大小为S ＝π(d tan C )2，可见，临界角越大的光，照亮的面积越大，各种色光中，红光的折射率最小，临界角最大，所以红灯照亮的水面面积较大，选项D 正确． 6.如图3所示，扇形AOB 为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB ＝60°.一束平行于角平分线OM 的单色光由OA 射入介质，经OA 折射的光线恰平行于OB ，以下对该介质的折射率值及折射光线中恰好射到M 点的光线能不能发生全反射的说法正确的是( ) 图3 A.3，不能发生全反射 B.3，能发生全反射 C.233，不能发生全反射 D.233，能发生全反射 答案 A 解析 画出光路图，并根据几何关系标出角度，如图所示．由图可 知，介质的折射率n ＝sin 60°sin 30°＝3；因为sin 30°＝12<33＝1 n ＝sin C ， 所以折射光线中恰好射到M 点的光线不能发生全反射，选项A 正 确． 7．如图4所示，AB 、CD 分别是置于空气中厚玻璃砖的上、下两个表面，且AB ∥CD ，光 线经AB 表面射向玻璃砖，当折射光线射到CD 表面上时，下列说法中正确的是( ) ①不可能发生全反射 ②只要适当增大入射角θ1，就可能在CD 面上发生全反射 ③只要玻璃砖的厚度足够大，就可能在CD 面上发生全反射 ④由于不知道玻璃的折射率，故无法判断 图4 A ．只有①正确 B ．只有②③正确 C ．②③④正确 D ．只有④正确 答案 A 解析 如图所示，折射光线O 1O 2能否在CD 面上发生全反射，取 决于是否满足全反射的条件，由于玻璃的折射率大于空气的折射 率，故折射光线O 1O 2是从光密介质射向光疏介质，设折射光线O 1O 2 在CD 面上的入射角为θ1′，则θ1′＝θ2.据折射率的定义可得n ＝sin θ1sin θ2.(其中θ1<90°) 据临界角定义可得n ＝1 sin C .可得θ1′＝θ2 故折射光线O 1O 2在CD 面上不能发生全反射． 8.为了表演“隐形的大头针”节目，某同学在半径为r 的圆形软木片中心垂直插入一枚大头针，并将其放入盛有水的碗中，如图5所示．已知水的折射率为4 3，为了保证表演成功(在 水面上看不到大头针)，大头针末端离水面的最大距离h 为 ( ) 图5 A.7 3 r B.4 3 r C.3 4 r D.377 r 答案 A 解析 只要从大头针末端发出的光线射到圆形软木片边缘界面处能够发生全反射，从水面上就看不到大头针，如图所示，根据图中几何关系有sin C ＝r r 2＋h 2＝1n ＝34 ，所以h ＝7 3r ，选项A 对． 9．如图6所示，MN 是位于竖直平面内的光屏，放在水平面上的半圆柱形玻璃砖的平面部分ab 与屏平行．由光源S 发出的一束白光从半圆沿半径射入玻璃砖，通过圆心O 再射到屏上．在水平面内以O 点为圆心沿逆时针方向缓缓转动玻璃砖，在光屏上出现了彩色光带．当玻璃砖转动角度大于某一值时，屏上彩色光带中的某种颜色的色光首先消失．有关彩色的排列顺序和最先消失的色光是 ( ) 图6 A ．左紫右红，紫光 B ．左红右紫，紫光 C ．左紫右红，红光 D ．左红右紫，红光 答案 B 解析 如图所示，由于紫光的折射率大，故在光屏MN 上是左红右紫，并且是紫光最先发生全反射，故选项B 正确． ?题组3 光的折射与光的全反射的综合问题 10.如图7所示，直角三角形ABC 为一三棱镜的横截面，∠A ＝30°.一束单色光从空气射向BC 上的E 点，并偏折到AB 上的F 点，光线EF 平行于底边AC .已知入射光与BC 边的夹角为θ＝30°.试通过计算判断该束光在F 点能否发生全反射． 图7 答案 能 解析 由几何关系知，光线在BC 界面的入射角θ1＝60°，折射角θ2＝30° 根据折射定律得n ＝sin θ1sin θ2＝sin 60°sin 30° ＝ 3 由几何关系知，光线在AB 界面的入射角为θ3＝60° 而三棱镜对空气的临界角C 的正弦值sin C ＝1n ＝3 3 θ3>C ，所以光在F 点能发生全反射． 11.如图8所示，一束水平入射的单色光照射到折射率为n ＝5 3的半玻璃球(半径为R ＝1 m)上， 在离球心O 点2R 处有一竖直的光屏，求此时光屏上光斑的面积． 图8 答案 3.14 m 2 解析 设入射光在A 点刚好发生全反射，光路图如图所示，则： sin C ＝1 n ① 由几何关系得：R cos C ＋r tan C ＝2R ② 光屏上光斑的面积：S ＝πr 2 ③ 联立①②③并代入数据得：S ＝3.14 m 2. 12．如图9所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的截面图，圆弧CD 为半径为R 的四 分之一的圆周，圆心为O ，光线从AB 面上的某点入射，入射角θ1＝45°，它进入棱镜后恰好以临界角射在BC 面上的O 点． 图9 (1)画出光线由AB 面进入棱镜且从CD 弧面射出的光路图； (2)求该棱镜的折射率n ； (3)求光线在该棱镜中传播的速度大小v (已知光在空气中的传播速度c ＝3×108 m/s)． 答案 (1)见解析图 (2) 6 2 (3)6×108 m/s 解析 (1)光路图如图所示． (2)光线在BC 面上恰好发生全反射，入射角等于临界角C sin C ＝1 n ，cos C ＝n 2－1n . 光线在AB 界面上发生折射，折射角θ2＝90°－C ，由几何关系得sin θ2＝cos C ，由折射定律得n ＝sin θ1 sin θ2 由以上几式联立解得n ＝ 62 (3)光速v ＝c n ＝6×108 m/s 选修4－1几何证明选讲 1．平行截割定理 (1)平行线等分线段定理 如果一组__________在一条直线上截得的线段______，那么在任一条(与这组平行线相交的)直线上截得的线段也________． (2)平行线分线段成比例定理 两条直线与一组平行线相交，它们被这组平行线截得的对应线段成________． 2．相似三角形的判定与性质 (1)相似三角形的判定定理 ①两角对应________的两个三角形________； ②两边对应成________且夹角________的两个三角形________； ③三边对应成________的两个三角形________． (2)相似三角形的性质定理 ①相似三角形的对应线段的比等于____________． ②相似三角形周长的比等于____________． ③相似三角形面积的比等于________________________． 3．直角三角形射影定理 直角三角形一条直角边的平方等于________________________________，斜边上的高的平方等于________________________________． 4．圆中有关的定理 (1)圆周角定理：圆周角的度数等于其所对弧的度数的________． (2)圆心角定理：圆心角的度数等于________________的度数． (3)切线的判定与性质定理 ①切线的判定定理 过半径外端且与这条半径________的直线是圆的切线． ②切线的性质定理 圆的切线________于经过切点的半径． (4)切线长定理 从圆外一点引圆的两条切线，切线长________． (5)弦切角定理 弦切角的度数等于其所夹弧的度数的________． (6)相交弦定理 圆的两条相交弦，每条弦被交点分成的两条线段长的积________． (7)割线定理 从圆外一点引圆的两条割线，该点到每条割线与圆的交点的两条线段长的积________．(8)切割线定理 从圆外一点引圆的一条割线与一条切线，切线长是这点到割线与圆的两个交点的线段长的________________． (9)圆内接四边形的性质与判定定理 ①圆内接四边形判定定理 (ⅰ)如果四边形的对角________，则此四边形内接于圆； (ⅱ)如果四边形的一个外角________它的内角的对角，那么这个四边形的四个顶点共圆．②圆内接四边形性质定理 (ⅰ)圆内接四边形的对角________； 实验八描绘小电珠的伏安特性曲线 考纲解读 1.掌握滑动变阻器的使用方法及连接方式.2.掌握伏安特性曲线的描绘方法.3.理解小电珠的伏安特性曲线为什么不是一条直线． 考点一对实验原理和电路设计的考查 例1(2013·天津理综·9(3))要测绘一个标有“3 V0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V，并便于操作．已选用的器材有： 电池组(电动势为4.5 V，内阻约1 Ω)； 电流表(量程为0～250 mA，内阻约5 Ω)； 电压表(量程为0～3 V，内阻约3 kΩ)； 电键一个、导线若干． ①实验中所用的滑动变阻器应选下列中的________(填字母代号)． A ．滑动变阻器(最大阻值20 Ω，额定电流1 A) B ．滑动变阻器(最大阻值1 750 Ω，额定电流0.3 A) ②实验的电路图应选用下列的图________(填字母代号)． ③实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图1所示．如果将这个小灯泡接到电动势为1.5 V 、内阻为5 Ω的电源两端，小灯泡消耗的功率是________W. 图1 解析 ①测绘小灯泡的伏安特性曲线，要求能较大范围地测量数据，所以控制电路部分应用分压式接法，滑动变阻器应用最大阻值小额定电流大的A. ②因为小灯泡两端的电压由零逐渐增加到3 V ，故滑动变阻器应采用分压接法．灯泡的电阻R ＝U 2P ＝15 Ω，额定电流I ＝P U ＝0.2 A ，由R ＝15 Ω＜ R A R V ＝ 15 000 Ω，依据 公式法“大内小外”的原则，可知电流表应采用外接法，故选B. ③在灯泡的I －U 图上作出电源的I －U 图线，交点坐标即为这个电源给这个灯泡供电时的电压和电流，此时P 灯＝IU ＝0.1×1 W ＝0.1 W. 答案 ①A ②B ③0.1 考点二 对实验数据处理与分析的考查 例2 物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡，其标称功率值为0.75 W ，额定电 考点容 要求 考纲解读 动量、动量守恒定律及其应用 Ⅱ 1．动量守恒定律的应用是本部分的重点和难点，也是高考的热点，动量和动量的变化量这两个概念常穿插在动量守恒定律的应用中考查． 2．动量守恒定律结合能量守恒定律来解决碰撞、打击、反冲等问题，以及动量守恒定律与圆周运动、核反 应的结合已成为近几年高考命题的热点． 3．波粒二象性部分的重点容是光电效应现象、实验规律和光电效应方程，光的波粒二象性和德布罗意波是理解的难点． 4．核式结构、玻尔理论、能级公式、原子跃迁条件在选做题部分出现的几率将会增加，可能单独命题， 也可能与其他知识联合出题． 5．半衰期、质能方程的应用、计算和核反应方程的书写是高考的热点 弹性碰撞和非弹性碰撞 Ⅰ 光电效应 Ⅰ 爱因斯坦光电效应方程 Ⅰ 氢原子光谱 Ⅰ 氢原子的能级结构、能级公式 Ⅰ 原子核的组成、放射性、原子核衰变、半衰期 Ⅰ 放射性同位素 Ⅰ 核力、核反应方程 Ⅰ 结合能、质量亏损 Ⅰ 裂变反应和聚变反应、裂变反应堆 Ⅰ 射线的危害和防护 Ⅰ 实验：验证动量守恒定律 问题，试题一般以基础知识为主， 较简单. 第1课时动量守恒定律及其应用 考纲解读1.理解动量、动量变化量的概念.2.知道动量守恒的条件.3.会利用动量守恒定律分析碰撞、反冲等相互作用问题． 1．[对动量、动量变化量的理解]下列说确的是( ) A．速度大的物体，它的动量一定也大 B．动量大的物体，它的速度一定也大 C．只要物体的运动速度大小不变，物体的动量也保持不变 D．物体的动量变化越大则该物体的速度变化一定越大 答案 D 2．[动量守恒的判断]把一支弹簧枪水平固定在小车上，小车放在光滑水平地面上，枪射出一颗子弹时，关于枪、弹、车，下列说确的是( ) A．枪和弹组成的系统动量守恒 B．枪和车组成的系统动量守恒 C．枪弹和枪筒之间的摩擦力很小，可以忽略不计，故二者组成的系统动量近似守恒D．枪、弹、车三者组成的系统动量守恒 答案 D 解析力、外力取决于系统的划分．以枪和弹组成的系统，车对枪的作用力是外力，系统动量不守恒．枪和车组成的系统受到系统外弹簧对枪的作用力，系统动量不守恒．枪弹和枪筒之间的摩擦力属于力，但枪筒受到车的作用力，属于外力，故二者组成的系统 [考纲要求] 1.了解物质的量的单位——摩尔(mol)、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度、阿伏加德罗常数的含义。2.了解相对原子质量、相对分子质量的定义,并能进行有关计算。 3.理解质量守恒定律的含义。 4.能根据物质的量与微粒(原子、分子、离子等)数目、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。 5.了解溶液的含义。 6.了解溶解度、饱和溶液的概念。 7.了解溶液的组成,理解溶液中溶质的质量分数的概念,并能进行有关计算。 8.了解配制一定溶质质量分数、物质的量浓度溶液的方法。 (一)洞悉陷阱设置,突破阿伏加德罗常数应用 题组一气体摩尔体积的适用条件及物质的聚集状态 1.正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”。 (1)2.24 L CO2中含有的原子数为0.3N A(×) (2)常温下,11.2 L甲烷气体含有的甲烷分子数为0.5N A(×) (3)标准状况下,22.4 L己烷中含共价键数目为19N A(×) (4)常温常压下,22.4 L氯气与足量镁粉充分反应,转移的电子数为2N A(×) (5)标准状况下,2.24 L HF含有的HF分子数为0.1N A(×) 突破陷阱 抓“两看”,突破“状态、状况”陷阱 一看“气体”是否处于“标准状况”。 二看“标准状况”下,物质是否为“气体”(如CCl4、H2O、Br2、SO3、HF、己烷、苯等在标准状况下不为气体)。 题组二物质的量或质量与状况 2.正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”。 (1)常温常压下,3.2 g O2所含的原子数为0.2N A(√) (2)标准标况下,18 g H2O所含的氧原子数目为N A(√) (3)常温常压下,92 g NO2和N2O4的混合气体中含有的原子数为6N A(√) 突破陷阱 第2讲 光合作用与细胞呼吸 [考纲要求] 1.光合作用的基本过程(Ⅱ)。2.影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ)。3.细胞呼吸(Ⅱ)。 1．细胞呼吸的过程图解 2．影响细胞呼吸的环境因素分析 [ 1．有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同(2013·新课标Ⅱ，3D)(√) 2．有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水(2010·课标全国，2B)(×) 3．无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累(2010·课标全国，2C)(×) 4．人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供(2014·新课标Ⅱ，6C)(×) 5．无氧呼吸的终产物是丙酮酸(2010·课标全国，2A)(×) 6．葡萄糖氧化分解为丙酮酸只发生在细胞有氧时(2012·上海，25A)(×) 7．及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害(2012·福建，1B)(√) 8．无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜(2009·浙江，4A)(×) 题组一从细胞呼吸的过程与方式进行考查 1．人的肌肉组织分为快肌纤维和慢肌纤维两种，快肌纤维几乎不含有线粒体，与短跑等剧烈运动有关；慢肌纤维与慢跑等有氧运动有关。下列叙述错误的是() A．消耗等摩尔葡萄糖，快肌纤维比慢肌纤维产生的A TP多 B．两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸、[H]和A TP C．短跑时快肌纤维无氧呼吸产生大量乳酸，故产生酸痛感觉 D．慢跑时慢肌纤维产生的A TP主要来自于线粒体内膜 答案 A 解析由题意可知，快肌纤维进行无氧呼吸，慢肌纤维进行有氧呼吸。慢跑时慢肌纤维产生的ATP 主要来自于线粒体内膜。消耗等摩尔葡萄糖时，快肌纤维比慢肌纤维产生的ATP要少。两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸、[H]和ATP，短跑时快肌纤维无氧呼吸产生大量乳酸，故产生酸痛感觉。 2．不同种类的生物在不同的条件下，呼吸作用方式不同。若分解底物是葡萄糖，下列对呼吸作用方式的判断不正确的是() A．若只释放CO2，不消耗O2，则细胞只进行无氧呼吸 B．若CO2的释放量多于O2的吸收量，则细胞既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸 C．若CO2的释放量等于O2的吸收量，则细胞只进行有氧呼吸 [高考关键词] 1.标准与分类、俗名与物质类别。2.变化——物理变化、化学变化。3.化学用语——化学式、电子式、结构式、方程式。4.古文中蕴含的化学知识。 1．有下列10种物质：①明矾②消石灰③小苏打 ④SiO2⑤氯水⑥蛋白质溶液⑦生石灰 ⑧Na2O2⑨漂白粉⑩淀粉 (1)属于纯净物的是________，属于碱性氧化物的是________，属于酸式盐的是________，属于离子化合物的是________。 (2)属于混合物的是________，其中属于溶液的是__________，其中属于胶体的是__________。 答案(1)①②③④⑦⑧⑦③①②③⑦⑧ (2)⑤⑥⑨⑩⑤⑥ 2．下列变化中属于化学变化的是________。 ①煤的干馏②蒸馏③重油裂化④煤的气化 ⑤焰色反应⑥钝化⑦电镀⑧胶体聚沉⑨氧气转化为臭氧⑩137I转变为131I 答案①③④⑥⑦⑨ 3．按要求用化学用语表示下列物质。 (1)乙烯的结构式：________，结构简式：________。 (2)Na2O2、H2O2、HClO的电子式________________、____________、 ____________。 (3)MgCl2、NaOH、NaH的电子式________________、____________、 ____________。 答案(1)CH2===CH2 (2) (3) 4．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)物质发生化学变化时，物质的总能量和总质量保持不变( ) (2)电解质溶液导电时，必然伴随着化学变化( ) (3)H2SO4、SO2、CH3COOH、NH3·H2O均为共价化合物( ) (4)因为Fe2O3是金属氧化物，所以它能与水反应生成碱( ) (5)非金属氧化物不一定是酸性氧化物，但酸性氧化物一定是非金属氧化物( ) (6)Al2O3可与盐酸和氢氧化钠反应，SiO2可与氢氟酸和氢氧化钠反应，因而二者均属于两性氧化物( ) (7)铁粉加入FeCl3溶液中的反应既属于化合反应，又属于离子反应，还属于氧化还原反应( ) 答案(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×(6)×(7)√ 第1课时 功 功率 考纲解读1.会判断功的正负，会计算恒力的功和变力的功.2.理解功率的两个公式P ＝W t 和P ＝F v ，能利用P ＝F v 计算瞬时功率.3.会分析机车的两种启动方式． 1．[功的理解]下列关于功的说法，正确的是( ) A ．力作用在物体上的一段时间内，物体运动了一段位移，该力一定对物体做功 B ．力对物体做正功时，可以理解为该力是物体运动的动力，通过该力做功，使其他形 式的能量转化为物体的动能或用来克服其他力做功 C ．功有正、负之分，说明功是矢量，功的正、负表示力的方向 D ．当物体只受到摩擦力作用时，摩擦力一定对物体做负功 答案 B 2．[功率的理解]关于功率公式P ＝W t 和P ＝F v 的说法正确的是( ) A ．由P ＝W t 知，只要知道W 和t 就可求出任意时刻的功率 B ．由P ＝F v 既能求某一时刻的瞬时功率，也可以求平均功率 C ．由P ＝F v 知，随着汽车速度的增大，它的功率也可以无限制地增大 D ．由P ＝F v 知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比 答案 BD 3．[功和功率的计算]一质量为m 的物体静止在光滑的水平面上，从某一时刻开始受到恒定 的外力F 作用，物体运动了一段时间t ，该段时间内力F 做的功和t 时刻力F 的功率分别为( ) A.F 2t 22m ，F 2t 2m B.F 2t 2m ，F 2t m C.F 2t 22m ，F 2t m D.F 2t 2m ，F 2t 2m 答案 C 4．[对重力做功和摩擦力做功的分析]如图1所示，滑块以速率v 1沿斜面由底端向上滑行， 至某一位置后返回，回到出发点时的速率变为v 2，且v 2 章末检测卷(三) (时间：90分钟满分：100分) 一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意) 1.将固体X投入过量的Y中，能生成白色沉淀并放出一种无色气体，该气体能燃烧，不易溶于水，则X和Y分别可能是() A.钠和氯化铝溶液 B.铝和烧碱溶液 C.过氧化钠和氯化亚铁 D.锌和稀硫酸 答案 A 解析Na与水反应生成NaOH和H2，NaOH与过量的AlCl3溶液反应生成白色沉淀Al(OH)3，A正确；2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，无沉淀生成，B错误；2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，NaOH与过量FeCl2溶液反应，生成Fe(OH)2白色沉淀，然后迅速变成灰绿色，最终变为红褐色沉淀，C错误；Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，无沉淀生成，D 错误。 2.下列说法错误的是() A.钠在空气中燃烧最后所得产物为Na2O2 B.镁因在空气中形成了一薄层致密的氧化膜，保护了里面的镁，故镁不需要像钠似的进行特殊保护 C.铝制品在生活中非常普遍，这是因为铝不活泼 D.铁在潮湿的空气中因生成的氧化物很疏松，不能保护内层金属，故铁制品往往需涂保护层答案 C 解析铝因易与O2反应生成致密的氧化物保护膜而耐腐蚀，我们日常用的铝制品常采用特殊工艺将氧化膜变厚，保护作用更好，并不是铝不活泼。 3.下列反应，其产物的颜色按红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是() ①金属钠在纯氧中燃烧②FeSO4溶液中滴入NaOH溶液并在空气中放置一段时间 ③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液④无水硫酸铜放入医用酒精中 A.②③①④ B.③②①④ C.③①②④ D.①②③④ 答案 B 解析Na2O2、Fe(OH)3、Fe(SCN)3、CuSO4·5H2O的颜色分别是淡黄色、红褐色、红色、蓝色。 第4课时 万有引力与航天 考纲解读1.掌握万有引力定律的内容、公式及应用.2.理解环绕速度的含义并会求解.3.了解第二和第三宇宙速度． 1．[对开普勒三定律的理解]火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运 动定律可知( ) A ．太阳位于木星运行轨道的中心 B ．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等 C ．火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方 D ．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积 答案 C 解析 火星和木星在各自的椭圆轨道上绕太阳运动，速度的大小不可能始终相等，因此B 错；太阳在这些椭圆的一个焦点上，因此A 错； 在相同时间内，某个确定的行星与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等，因此D 错，本题答案为C. 2．[对万有引力定律的理解]关于万有引力公式F ＝G m 1m 2 r 2，以下说法中正确的是( ) A ．公式只适用于星球之间的引力计算，不适用于质量较小的物体 B ．当两物体间的距离趋近于0时，万有引力趋近于无穷大 C ．两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律 D ．公式中引力常量G 的值是牛顿规定的 答案 C 解析 万有引力公式F ＝G m 1m 2 r ，虽然是牛顿由天体的运动规律得出的，但牛顿又将它 推广到了宇宙中的任何物体，适用于计算任何两个质点间的引力．当两个物体间的距离趋近于0时，两个物体就不能视为质点了，万有引力公式不再适用．两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律．公式中引力常量G 的值是卡文迪许在实验室里用实验测定的，而不是人为规定的．故正确答案为C. 3．[第一宇宙速度的计算]美国宇航局2011年12月5日宣布，他们发现了太阳系外第一颗 类似地球的、可适合居住的行星——“开普勒—22b ”，其直径约为地球的2.4倍．至今其确切质量和表面成分仍不清楚，假设该行星的密度和地球相当，根据以上信息，估 (2)化合物C 在一定条件下可发生分子间成环反应生成含3个六元环的有机物，其化学方程式 为 。 (3)写出1种满足下列条件的 B 的同分异构体的结构简式： (任写1种)。 ①含有两个—NH 2的芳香族化合物；②核磁共振氢谱有三种吸收峰。 (4)结合上述流程写出以乙醇为有机原料制备的合成路线流程图(无机试剂 任选)。 答案(1)2-氯苯甲醛(或邻氯苯甲醛) (2) (3) (4)CH 3CH 2OH ――→O 2/Cu △CH 3CHO ――→NaCN NH 4Cl ―――→ H ＋ /H 2O ―――→ 一定条件 B 组 1．(2018·广东江门高考模拟)槟榔碱在医疗上常用于治疗青光眼，其中一种合成路线如下： (2)化合物C 在一定条件下可发生分子间成环反应生成含3个六元环的有机物，其化学方程式 为 。 (3)写出1种满足下列条件的 B 的同分异构体的结构简式： (任写1种)。 ①含有两个—NH 2的芳香族化合物；②核磁共振氢谱有三种吸收峰。 (4)结合上述流程写出以乙醇为有机原料制备的合成路线流程图(无机试剂 任选)。 答案(1)2-氯苯甲醛(或邻氯苯甲醛) (2) (3) (4)CH 3CH 2OH ――→O 2/Cu △CH 3CHO ――→NaCN NH 4Cl ―――→ H ＋ /H 2O ―――→ 一定条件 B 组 1．(2018·广东江门高考模拟)槟榔碱在医疗上常用于治疗青光眼，其中一种合成路线如下： (2)化合物C 在一定条件下可发生分子间成环反应生成含3个六元环的有机物，其化学方程式 为 。 (3)写出1种满足下列条件的 B 的同分异构体的结构简式： (任写1种)。 ①含有两个—NH 2的芳香族化合物；②核磁共振氢谱有三种吸收峰。 (4)结合上述流程写出以乙醇为有机原料制备的合成路线流程图(无机试剂 任选)。 答案(1)2-氯苯甲醛(或邻氯苯甲醛) (2) (3) (4)CH 3CH 2OH ――→O 2/Cu △CH 3CHO ――→NaCN NH 4Cl ―――→ H ＋ /H 2O ―――→ 一定条件 B 组 1．(2018·广东江门高考模拟)槟榔碱在医疗上常用于治疗青光眼，其中一种合成路线如下： §6.2 等差数列及其前n 项和 1． 等差数列的定义 如果一个数列从第2项起，每一项与它的前一项的差是同一个常数，我们称这样的数列为等差数列，这个常数叫作等差数列的公差，通常用字母__d __表示． 2． 等差数列的通项公式 如果等差数列{a n }的首项为a 1，公差为d ，那么它的通项公式是a n ＝a 1＋(n －1)d . 3． 等差中项 如果A ＝a ＋b 2，那么A 叫作a 与b 的等差中项． 4． 等差数列的常用性质 (1)通项公式的推广：a n ＝a m ＋(n －m )d ，(n ，m ∈N ＋)． (2)若{a n }为等差数列，且k ＋l ＝m ＋n ，(k ，l ，m ，n ∈N ＋)，则a k ＋a l ＝a m ＋a n . (3)若{a n }是等差数列，公差为d ，则{a 2n }也是等差数列，公差为2d . (4)若{a n }，{b n }是等差数列，则{pa n ＋qb n }也是等差数列． (5)若{a n }是等差数列，公差为d ，则a k ，a k ＋m ，a k ＋2m ，…(k ，m ∈N ＋)是公差为md 的等差数列． 5． 等差数列的前n 项和公式 设等差数列{a n }的公差为d ，其前n 项和S n ＝n (a 1＋a n )2或S n ＝na 1＋n (n －1) 2d . 6． 等差数列的前n 项和公式与函数的关系 S n ＝d 2 n 2＋????a 1－d 2n . 数列{a n }是等差数列?S n ＝An 2＋Bn (A 、B 为常数)． 7． 等差数列的前n 项和的最值 在等差数列{a n }中，a 1>0，d <0，则S n 存在最__大__值；若a 1<0，d >0，则S n 存在最__小__值． [考纲要求] 1.了解分子、原子、离子和原子团等概念的含义。2.理解物理变化与化学变化的区别与联系。3.理解混合物和纯净物、单质和化合物、金属和非金属的概念。4.理解酸、碱、盐、氧化物的概念及其相互联系。5.了解电解质的概念,了解强电解质和弱电解质的概念。6.理解电解质在水中的电离以及电解质溶液的导电性。7.了解胶体是一种常见的分散系,了解溶液和胶体的区别。 考点一把握分类标准理清物质类别 1.依据标准对物质进行分类 (1)把以下物质按要求分类：H2,CaO,Ba(OH)2,Fe2O3,Al,浑浊的河水,CH3CH2OH,NaHSO4,Cu(OH)2,HNO3,H2SO4,CO2,H3PO4,NaOH,CuSO4,空气,CO,CH4,MgCl2,H2CO3,MgSO4。 ①属于单质的是：____________________________________; ②属于有机化合物的是：______________________________; ③属于氧化物的是：__________________________________; ④属于酸的是：______________________________________; ⑤属于碱的是：______________________________________; ⑥属于盐的是：______________________________________; ⑦属于混合物的是：__________________________________。 答案①H2、Al②CH4、CH3CH2OH③CaO、Fe2O3、CO2、CO④HNO3、H2SO4、H3PO4、H2CO3⑤Cu(OH)2、Ba(OH)2、NaOH⑥NaHSO4、CuSO4、MgCl2、MgSO4⑦浑浊的河水、空气 (2)正误判断,正确的划“√”,错误的划“×” ①由同种元素组成的物质一定是纯净物() ②强碱一定是离子化合物,盐也一定是离子化合物() ③碱性氧化物一定是离子化合物,金属氧化物不一定是碱性氧化物() ④酸性氧化物不一定是非金属氧化物,非金属氧化物也不一定是酸性氧化物() ⑤能电离出H＋的一定是酸,呈酸性的溶液一定是酸溶液() ⑥在酸中有几个H原子就一定是几元酸() ⑦能导电的物质不一定是电解质() ⑧纯碱属于盐,不属于碱() ⑨PM2.5分散在空气中形成气溶胶() ⑩离子化合物均属于电解质,共价化合物均属于非电解质() 答案①×②×③√④√⑤×⑥×⑦√⑧√⑨×⑩× 2.识记常见混合物的成分与俗名 (1)水煤气：主要成分是CO、H2。 (2)天然气(沼气)：主要成分是CH4。 (3)液化石油气：以C3H8、C4H10为主。 (4)裂解气：以乙烯、丙烯、甲烷为主。 (5)水玻璃：Na2SiO3的水溶液。 (6)王水：浓盐酸与浓硝酸的混合物(体积比3∶1)。 (7)波尔多液：主要成分是CuSO4和Ca(OH)2。 (8)肥皂：主要成分是高级脂肪酸钠。 (9)碱石灰：NaOH和CaO的混合物。 (10)铝热剂：铝粉和高熔点的金属氧化物的混合物。 (11)漂白粉：Ca(ClO)2和CaCl2的混合物。 3.一种重要的混合物——胶体 (1)胶体与其他分散系的本质区别是分散质粒子的直径的大小(1～100 nm),胶体的特性是丁达 第1课时 机械振动 考纲解读1.知道简谐运动的概念，理解简谐运动的表达式和图象.2.知道什么是单摆，知道在摆角较小的情况下单摆的运动是简谐运动，熟记单摆的周期公式.3.理解受迫振动和共振的概念，掌握产生共振的条件． 1．[对简谐运动的理解]某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x ＝A sin π 4 t ，则质 点( ) A ．第1 s 末与第3 s 末的位移相同 B ．第1 s 末与第3 s 末的速度相同 C ．3 s 末至5 s 末的位移方向都相同 D ．3 s 末至5 s 末的速度方向都相同 答案 AD 解析 由关系式x ＝A sin π4t 知，ω＝π4，简谐运动的周期T ＝2π ω＝8 s ．关系式对应的振动 图象如图所示． 质点在1 s 末的位移x 1＝A sin(π4×1)＝2 2 A 质点在3 s 末的位移x 3＝A sin(π4×3)＝2 2A ，故A 正确．由前面计算可知t ＝1 s 和t ＝3 s 质点连续通过同一位置，故两时刻质点速度大小相等，但方向相反，B 错误；由x －t 图象可知，3 s ～4 s 内质点的位移为正值，4 s ～5 s 内质点的位移为负值，C 错误；同样由x －t 图象可知，在3 s ～5 s 内，质点一直向负方向运动，D 正确． 2．[对单摆特点的理解]做简谐运动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球 经过平衡位置时速度减小为原来的1/2，则单摆振动的( ) A ．频率、振幅都不变 B ．频率、振幅都改变 C ．频率不变、振幅改变 D ．频率改变、振幅不变 答案 C 解析 由单摆周期公式T ＝2π l g 知周期只与l 、g 有关，与m 和v 无关，周期不变，其频率不变．没改变摆球质量前，设单摆最低点与最高点高度差为h ，最低点速度为v ，mgh ＝12m v 2.摆球质量改变后：4mgh ′＝1 2×4m ·(v 2)2，可知h ′≠h ，振幅改变． 3．[对受迫振动与共振的理解]受迫振动是在周期性驱动力作用下的振动，关于它的驱动力 与振动的关系，下面说法正确的是( ) A ．做受迫振动的物体达到稳定后，其振动的频率一定等于驱动力的频率 B ．做受迫振动的物体达到稳定后，周期一定等于驱动力的周期 C ．做受迫振动的物体达到稳定后，振幅与驱动力的周期无关 D ．做受迫振动的物体达到稳定后，振幅与驱动力的大小无关 答案 AB 解析 做受迫振动的物体达到稳定后，其振动频率(周期)等于驱动力的频率(周期)，而和固有频率(周期)无关，A 、B 正确；当驱动力的周期和固有周期接近时，振动的振幅大，C 错误；驱动力大，做功多，转化的能量多，受迫振动的振幅大， D 错误． 1．简谐运动 (1)定义：物体在跟位移大小成正比并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动． (2)简谐运动的特征 ①动力学特征：F ＝－kx . ②运动学特征：x 、v 、a 均按正弦或余弦规律发生周期性变化(注意v 、a 的变化趋势相反)． ③能量特征：系统的机械能守恒，振幅A 不变． (3)描述简谐运动的物理量 ①位移x ：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段，是矢量． ②振幅A ：振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，它表示振动的强弱． ③周期T 和频率f ：物体完成一次全振动所需的时间叫做周期，而频率则等于单位时间内物体完成全振动的次数．它们是表示振动快慢的物理量，二者互为倒数关系：T ＝1f . 【步步高学案导学设计】2014-2015学年高中化学第一章化学反应 与能量复习课新人教版选修4 1．下列对化学反应热现象的说法正确的是( ) A．放热反应发生时不必加热 B．化学反应一定有能量变化 C．一般地说，吸热反应加热后才能发生 D．化学反应的热效应数值与参加反应的物质的多少无关 答案 B 解析本题旨在考查化学反应的能量变化规律及发生条件。化学反应是“断旧键，成新键”的过程。断键需要吸收能量，只有当反应物分子具有足够的能量时，才能使旧键断裂发生化学反应。因此许多放热反应仍需加热才能发生，如H2在空气(O2)中燃烧，开始应点燃，故A不正确；由于反应物的总能量一般不可能恰好等于生成物的总能量，能量差一般通过“吸热”或“放热”途径找补(但热能不是化学反应的惟一能量变化方式，还有光能、声能、电能、动能等形式)，B正确；有不少吸热反应不必加热也能发生，如盐类的水解就属于吸热反应，但升温可促进水解的进行，C、D均不正确。 2．下列说法不正确的是( ) A．化学变化过程是原子的重新组合过程 B．化学反应的焓变用ΔH表示，单位是kJ·mol－1 C ．化学反应的焓变ΔH 越大，表示放热越多 D ．化学反应中的能量变化不都是以热能形式表现出来的 答案 C 解析 ΔH 带符号，对于放热反应，ΔH 越大表示放热越少，对于吸热反应，ΔH 越大则表示吸热越多，故C 选项错误。 3．下列热化学方程式书写正确的是( ) A ．2SO 2＋O 22SO 3 ΔH ＝－196.6 kJ ·mol －1 B ．H 2(g)＋12 O 2(g)===H 2O(l) ΔH ＝－285.8 kJ·mol －1 C ．2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH ＝－571.6 kJ D ．C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝＋393.5 kJ·mol －1 答案 B 解析 A 项无状态；C 项ΔH 的单位错；D 项ΔH 的`符号错。 4．一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出的热量为Q ，它所生成的CO 2用过量饱和石灰水完全吸收，可得100 g CaCO 3沉淀，则在此条件下完全燃烧1 mol 无水乙醇时放出的热量是 ( ) A ．0.5Q B ．Q C ．2Q D ．5Q 答案 C 解析 C 2H 5OH ～2CO 2～2CaCO 3～热量 1 mol 200 g x 100 g Q x ＝200 g 100 g Q ＝2Q 5．已知：①C (石墨，s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH 1＝－393.5 kJ·mol －1 ②CO (g)＋12 O 2(g)===CO 2(g) ΔH 2＝－283.0 kJ·mol －1 则③C (石墨，s)＋12 O 2(g)===CO(g)的反应热是 ( ) A ．－123 kJ·mol －1 B ．－676.5 kJ·mol －1 C ．－55.0 kJ·mol －1 D ．－110.5 kJ·mol －1 答案 D 解析 ①－②即得：C(石墨，s)＋12 O 2(g)＝CO(g) ΔH ＝－110.5 kJ·mol －1 6．下列叙述中正确的是( ) A ．在稀溶液中，1 mol 酸和1 mol 碱完全反应所放出的热量，叫做中和热 B ．在101 kPa 时，1 mol 物质燃烧时所放出的热量叫做该物质的燃烧热 C ．热化学方程式中，各物质前的化学计量数不表示分子个数 D ．如果反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，则发生的反应是放热反应 答案 C 解析 A 、B 两项要注意对中和热、燃烧热概念的理解，前者是以稀的强酸、强碱反应生成1 mol H 2O 为标准，后者是以1 mol 纯可燃物完全燃烧，生成稳定的氧化物为标准；D 项中反应物总能量低于生成物总能量，反应过程中需吸收能量，即为吸热反应。 7．在25°C、101 kPa 下，1 g 甲醇燃烧生成CO 2和液态水时放热22.68 kJ ，下列热化学方程式正确的是( ) A ．CH 3OH(l)＋32 O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝＋725.8 kJ·mol －1 B ．2CH 3OH(l)＋3O 2(g)===2CO 2(g)＋4H 2O(l) ΔH ＝－1 452 kJ·mol －1 第1课时动量守恒定律及其应用 考纲解读1.理解动量、动量变化量的概念.2.知道动量守恒的条件.3.会利用动量守恒定律分析碰撞、反冲等相互作用问题． 1．[对动量、动量变化量的理解]下列说法正确的是( ) A ．速度大的物体，它的动量一定也大 B ．动量大的物体，它的速度一定也大 C ．只要物体的运动速度大小不变，物体的动量也保持不变 D ．物体的动量变化越大则该物体的速度变化一定越大 答案 D 2．[动量守恒的判断]把一支弹簧枪水平固定在小车上，小车放在光滑水平地面上，枪射出 一颗子弹时，关于枪、弹、车，下列说法正确的是( ) A ．枪和弹组成的系统动量守恒 B ．枪和车组成的系统动量守恒 C ．枪弹和枪筒之间的摩擦力很小，可以忽略不计，故二者组成的系统动量近似守恒 D ．枪、弹、车三者组成的系统动量守恒 答案 D 解析 内力、外力取决于系统的划分．以枪和弹组成的系统，车对枪的作用力是外力，系统动量不守恒．枪和车组成的系统受到系统外弹簧对枪的作用力，系统动量不守恒．枪弹和枪筒之间的摩擦力属于内力，但枪筒受到车的作用力，属于外力，故二者组成的系统动量不守恒．枪、弹、车组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，故D 正确． 3．[动量守恒定律的简单应用]在光滑水平面上，一质量为m 、速度大小为v 的A 球与质量 为2m 、静止的B 球碰撞后，A 球的速度方向与碰撞前相反．则碰撞后B 球的速度大小可能是( ) A ．0.6v B ．0.4v C ．0.3v D ．0.2v 答案 A 解析 设碰撞后A 球的速度大小为v A ，B 球的速度大小为v B ，碰撞前A 球的运动方向为正方向．根据动量守恒定律得：m v ＝2m v B －m v A 化简可得，v A ＝2v B －v ，因v A >0，所以v B >v 2 ，故只有A 项正确． 1．动量 [考纲要求] 1.了解电解质在水溶液中的电离,以及电解质溶液的导电性；了解电解质的概念；了解强电解质和弱电解质的概念。2.了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。3.了解水的电离和水的离子积常数。4.了解溶液pH的定义；了解测定溶液pH的方法,能进行pH的简单计算。 5.了解盐类水解的原理、影响盐类水解程度的主要因素以及盐类水解的应用。 6.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡；了解溶度积的含义及其表达式,能进行相关的计算。 7.以上各部分知识的综合利用。 1.一个基本不变 相同温度下,不论是纯水还是稀溶液,水的离子积常数不变。应用这一原则时需要注意两个条件:水溶液必须是稀溶液；温度必须相同。 2.两个判断标准 (1)任何温度 c(H＋)>c(OH－),酸性； c(H＋)＝c(OH－),中性； c(H＋)＜c(OH－),碱性。 (2)常温(25 ℃) pH>7,碱性； pH＝7,中性； pH＜7,酸性。 3.三种测量方法 (1)pH试纸 用pH试纸测定溶液的pH,精确到整数且只能在1～14范围内,其使用方法为取一小块试纸放在干净的玻璃片或表面皿上,用玻璃棒蘸取液体,点在试纸中部,待试纸变色后,与标准比色卡对比,读出pH。 注意①pH试纸不能预先润湿,但润湿之后不一定产生误差。②pH试纸不能测定氯水的pH。 (2)pH 计 pH 计能精确测定溶液的pH,可精确到0.1。 (3)酸碱指示剂 酸碱指示剂能粗略测定溶液的pH 范围。 常见酸碱指示剂的变色范围如下表所示: 4.四条判断规律 (1)正盐溶液 强酸强碱盐显中性,强酸弱碱盐(如NH 4Cl)显酸性,强碱弱酸盐(如CH 3COONa)显碱性。 (2)酸式盐溶液 NaHSO 4显酸性(NaHSO 4===Na ＋ ＋H ＋ ＋SO 2－ 4)、 NaHSO 3、NaHC 2O 4、NaH 2PO 4水溶液显酸性(酸式根电离程度大于水解程度)；NaHCO 3、NaHS 、Na 2HPO 4水溶液显碱性(酸式根水解程度大于电离程度)。 注意 因为浓度相同的CH 3COO － 与NH ＋ 4的水解程度相同,所以CH 3COONH 4溶液显中性,而NH 4HCO 3溶液略显碱性。 (3)弱酸(或弱碱)及其盐1∶1混合溶液 ①1∶1的CH 3COOH 和CH 3COONa 混合液呈酸性。 ②1∶1的NH 3·H 2O 和NH 4Cl 混合溶液呈碱性。 (对于等浓度的CH 3COOH 与CH 3COO － ,CH 3COOH 的电离程度大于CH 3COO － 的水解程度) (4)酸碱pH 之和等于14等体积混合溶液 pH 和等于14的意义:酸溶液中的氢离子浓度等于碱溶液中的氢氧根离子的浓度。 ①已知酸、碱溶液的pH 之和为14,则等体积混合时: 强酸、强碱――→恰好中和 pH ＝7 强酸、弱碱――→碱过量pH>7 弱酸、强碱――→酸过量pH ＜7 ②已知酸、碱溶液的pH 之和为14,若混合后溶液的pH 为7,溶液呈中性,则 强酸、强碱―→V 酸∶V 碱＝1∶1 强酸、弱碱―→V 酸∶V 碱>1∶1 专题五 应用力学两大观点分析多过程问题 考纲解读1.能熟练分析物体在各过程的受力情况和运动情况.2.会分析相邻过程的关联量，能找到解答问题的关键点.3.能够根据不同运动过程的特点，合理选择物理规律． 考点一 应用牛顿运动定律和动能定理分析多过程问题 若一个物体参与了多个运动过程，有的运动过程只涉及分析力或求解力而不涉及能量问题，则常常用牛顿运动定律求解；若该过程涉及能量转化问题，并且具有功能关系的特点，则往往用动能定理求解． 例1 如图1所示为某游戏装置的示意图．高处的光滑水平平台上有一质量为m 的滑块(可 视为质点)静止在A 点，平台的左端有一竖直固定的光滑半圆形细管BC ，其半径为2R ，与水平面相切于C 点，CD 为一段长度为5R 的粗糙水平轨道，在D 处有一竖直固定的半径为R 的光滑四分之一圆弧轨道DE ，E 点切线竖直，在E 点正上方有一离E 点高度也为R 的旋转平台，在旋转平台的一条直径上开有两个离轴心距离相等的小孔M 、N ，平台以恒定的角速度旋转时两孔均能经过E 点的正上方．某游戏者在A 点将滑块瞬间弹出，滑块第一次到达C 点时速度v 0＝3gR ，经过轨道CDE ，滑块第一次滑过E 点进入M 孔，又恰能从N 孔落下，已知滑块与CD 部分的动摩擦因数为μ＝0.1，重力加速度为g .求： 图1 (1)游戏者对滑块所做的功； (2)滑块第一次返回到C 点时对细管的压力； (3)平台转动的角速度ω. 解析 (1)从A 点到C 点，由动能定理得 W ＋mg ·4R ＝1 2m v 20 求得W ＝0.5mgR (2)从第一次经过C 点到第一次返回C 点整个过程， 届步步高高考化学考前三个月专题练习：-有机化学基础 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 专练20有机化学基础 1．(2011·四川理综，28)已知：CH2==CH—CH==CH2＋R—CH==CH—R′―→ 其中，R、R′表示原子或原子团。 A、B、C、D、E、F分别代表一种有机物，F的相对分子质量为278，其转化关系如下图所示(其他反应物、产物及反应条件略去)： 请回答下列问题： (1)中含氧官能团的名称是__________。 (2)A反应生成B需要的无机试剂是__________。上图所示反应中属于加成反应的共有________个。 (3)B与O2反应生成C的化学方程式为_________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)F的结构简式为______________________________________________________。 (5)写出含有HC≡C—、氧原子不与碳碳双键和碳碳三键直接相连、呈链状结构的C物质的所有同分异构体的结构简式：__________________________________________________ ________________________________________________________________________。 2．(2011·浙江理综，29)白藜芦醇属二苯乙烯类多酚化合物，具有抗氧化、抗癌和预防心血管疾病的作用。某课题组提出了如下合成路线：2015步步高理科数学选修4-1
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