(江苏专用)2021版高考物理一轮复习 第12章 热学 实验17 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系教案

节次考纲命题规律第1节机械振动简谐运动、简谐运动的公式和图象Ⅰ在新课标省区的高考中，对本局部知识的考察是在选考题中出现．从近几年的高考试题来看，主要考察：1．应用简谐运动的特点、公式、图象分析问题；2．机械波的传播，波长、频率(周期)和波速的关系；3．波动图象和振动图象相结合的问题为本章的重点也是高考的热点；4．波的干预和衍射现象、多普勒效应的认识，并能与生活中的实例相结合；5．光的折射定律的应用，如光的色散、光导纤维临界角的分析计算是高考的热点；6．熟练掌握全反射的条件和临界角. 受迫振动和共振Ⅰ实验十一单摆的周期与摆长的关系第2节机械波机械波、横波和纵波、横波的图象Ⅰ波长、波速和频率(周期)的关系Ⅰ波的干预和衍射Ⅰ多普勒效应Ⅰ第3节光的折射全反射光的色散光的折射定律、折射率Ⅰ光的全反射、光导纤维Ⅰ实验十二测定玻璃的折射率第4节光的波动性电磁波相对论激光的特性及应用Ⅰ光的干预、衍射和偏振Ⅰ电磁波谱、电磁涉及其应用Ⅰ狭义相对论的根本假设、狭义相对论的时空观与经典时空观的区别Ⅰ同时的相对性、长度的相对性、质能关系Ⅰ第1节机械振动知识点1简谐运动1．简谐运动的表达式和图象(1)表达式：x＝A sin(ωt＋φ)，其中A代表振幅，ω＝2πf表示简谐运动的快慢，(ωt＋φ)代表简谐运动的相位，φ叫做初相．(2)简谐运动的图象：图象横轴表示振动时间纵轴表示某时刻质点的位移物理意义表示振动质点的位移随时间的变化规律(1)定义：使物体返回到平衡位置的力；表达式为F＝－kx.(2)方向：时刻指向平衡位置．(3)来源：振动物体所受的沿振动方向的合力．(4)特点：与位移大小成正比，与位移方向相反．3．描述简谐运动的物理量物理量定义意义位移由平衡位置指向质点所在位置的有向线段描述质点振动中某时刻的位置相对于平衡位置的位移振幅振动物体离开平衡位置的最大距离描述振动的强弱和能量周期振动物体完成一次全振动所需时间描述振动的快慢，两者互为倒数：T＝1f频率振动物体单位时间内完成全振动的次数相位ωt＋φ描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态1．受迫振动(1)概念：振动系统在周期性驱动力作用下的振动．(2)特点：受迫振动的频率等于驱动力的频率，跟系统的固有频率无关．2．共振(1)现象：当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大．(2)条件：驱动力的频率等于固有频率．(3)特征：共振时振幅最大．(4)共振曲线(如图12-1-1所示)图12-1-1知识点3实验：单摆的周期与摆长的关系1．实验原理单摆在偏角很小(小于5°)时的摆动，可看成简谐运动，其固有周期T＝2πlg，可得g＝4π2lT2，通过实验方法测出摆长l和周期T，即可计算得到当地的重力加速度．2．实验步骤(1)组成单摆实验器材有：带有铁夹的铁架台，中心有孔的小钢球，约1_m长的细线．在细线的一端打一个比小钢球的孔径稍大些的结，将细线穿过小钢球上的小孔，制成一个单摆；将单摆固定在带铁夹的铁架台上，使小钢球自由下垂．(2)测摆长实验器材有：毫米刻度尺和游标卡尺．让摆球处于自由下垂状态时，用刻度尺量出悬线长l线，用游标卡尺测出摆球的直径(2r)，那么摆长为l＝l线＋r.(3)测周期实验仪器有：秒表．把摆球拉离平衡位置一个小角度(小于5°)，使单摆在竖直面内摆动，测量其完成全振动30次(或50次)所用的时间，求出完成一次全振动所用的平均时间，即为周期T.(4)求重力加速度将l 和T 代入g ＝4π2lT 2，求g 的值；变更摆长3次，重新测量每次的摆长和周期，再取重力加速度的平均值，即得本地的重力加速度．3．数据处理 (1)平均值法：用g ＝g 1＋g 2＋g 3＋g 4＋g 5＋g 66求出重力加速度．(2)图象法：由单摆的周期公式T ＝2πl g 可得l ＝g 4π2T 2，因此以摆长l 为纵轴，以T 2为横轴作出的l -T 2图象是一条过原点的直线，如图12-1-2所示，求出斜率k ，即可求出g 值．g ＝4π2k ，k ＝l T 2＝ΔlΔT 2.图12-1-2[核心精讲]1．简谐运动的两种模型模型 弹簧振子单摆模型示意图特点(1)忽略摩擦力，弹簧对小球的弹力提供回复力(2)弹簧的质量可忽略(1)细线的质量、球的直径均可忽略(2)摆角θ很小(3)重力的切向分力提供回复力公式回复力F＝－kx(1)回复力F＝－mgl x(2)周期T＝2πlg(1)动力学特征：F＝－kx，“－〞表示回复力的方向与位移方向相反，k是比例系数，不一定是弹簧的劲度系数．(2)运动学特征：简谐运动的加速度与物体偏离平衡位置的位移成正比而方向相反，为变加速运动，远离平衡位置时，x、F、a、E p均增大，v、E k均减小，靠近平衡位置时那么相反．(3)运动的周期性特征：相隔T或nT的两个时刻振子处于同一位置且振动状态一样．(4)对称性特征：①相隔T2或(2n＋1)T2(n为正整数)的两个时刻，振子位置关于平衡位置对称，位移、速度、加速度大小相等，方向相反．②如图12-1-3所示，振子经过关于平衡位置O对称的两点P、P′(OP＝OP′)时，速度的大小、动能、势能相等，相对于平衡位置的位移大小相等．图12-1-3③振子由P 到O 所用时间等于由O 到P ′所用时间，即t PO ＝t OP ′ ④振子往复过程中通过同一段路程(如OP 段)所用时间相等，即t OP ＝t PO . (5)能量特征：振动的能量包括动能E k 和势能E p ，简谐运动过程中，系统动能与势能相互转化，系统的机械能守恒．[师生共研](多项选择)(2021 ·山东高考)如图12-1-4所示，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动．以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为yt (m)．t ＝0时刻，一小球从距物块h 高处自由落下；t ＝0.6 s 时，小球恰好与物块处于同一高度．重力加速度的大小g 取10 m/s 2.以下判断正确的选项是( )图12-1-4A ．h ＝1.7 mB ．简谐运动的周期是0.8 sC ．0.6 s 内物块运动的路程是0.2 mD ．t ＝0.4 s 时，物块与小球运动方向相反 【合作探讨】(1)根据物块简谐运动的表达式yt (m)能知道哪些物理量？ 提示：振幅为0.1 m ，角频率ω＝2.5π，周期T ＝2πω＝0.8 s. (2)如何根据t ＝0.6 s 时，小球恰好与物块处于同一高度列式？提示：先求出t ＝0.6 s 时，y ＝－0.1 m ，再根据位移关系列式，即|y |＋h ＝12gt 2. AB 由物块简谐运动的表达式知，ω＝2.5π，T ＝2πω＝2π2.5π s ＝0.8 s ，选项B 正确；t ＝0.6 s 时，y ＝－0.1 m ，对小球：h ＋|y |＝12gt 2，解得h ＝1.7 m ，选项A 正确；物块0.6 s 内路程为0.3 m ，t ＝0.4 s 时，物块经过平衡位置向下运动，与小球运动方向一样．应选项C、D错误．分析简谐运动中各物理量的变化情况的技巧1．分析简谐运动中各物理量的变化情况时，一定要以位移为桥梁，位移增大时，振动质点的回复力、加速度、势能均增大，速度、动能均减小；反之，那么产生相反的变化．另外，各矢量均在其值为零时改变方向．2．分析过程中要特别注意简谐运动的周期性和对称性．位移一样时，回复力、加速度、动能、势能可以确定，但速度可能有两个方向，由于周期性，运动时间也不确定．3．做简谐运动的物体经过平衡位置时，回复力一定为零，但所受合外力不一定为零．[题组通关]1．(2021·浙江高考)一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船上下浮动．可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20 cm，周期为3.0 s．当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐．地面与甲板的高度差不超过10 cm时，游客能舒服地登船．在一个周期内，游客能舒服登船的时间是() 【导学号：96622198】A．0.5 s B．0.75 sC．1.0 s D．1.5 sC由振动周期T＝3.0 s、ω＝2πT、A＝20 cm知，游船做简谐运动的振动方程x＝A sin ωt＝20sin 2π3t(cm)．在一个周期内，当x＝10 cm时，解得t1＝0.25 s，t2＝1.25 s．游客能舒服登船的时间Δt＝t2－t1＝1.0 s，选项C正确，选项A、B、D错误．2．(2021·南通模拟)一简谐振子沿x 轴振动，平衡位置在坐标原点．t ＝0时刻振子的位移x ＝－0.1 m ；t ＝43 s 时刻x ＝0.1 m ；t ＝4 s 时刻x ＝0.1 m ．该振子的振幅和周期不可能为( )A ．0.1 m ，83 s B ．0.1 m,8 s C ．0.2 m ，83 sD ．0.2 m,8 sB 假设振子的振幅为0.1 m ，43 s ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫n ＋12T ，那么周期最大值为83 s ，A 项可能，B 项不可能；假设振子的振幅为0.2 m ，由简谐运动的对称性可知，当振子由x ＝－0.1 m 处运动到负向最大位移处再反向运动到x ＝0.1 m 处，再经n 个周期时所用时间为43 s ，那么⎝ ⎛⎭⎪⎫12＋n T ＝43 s ，所以周期的最大值为83 s ，且t ＝4 s时刻x ＝0.1 m ，故C 项可能；当振子由x ＝－0.1 m 经平衡位置运动到x ＝0.1 m 处，再经n 个周期时所用时间为43 s ，那么⎝ ⎛⎭⎪⎫16＋n T ＝43 s ，所以此时周期的最大值为8 s ，且t ＝4 s 时，x ＝0.1 m ，故D 项可能．[核心精讲]1．对简谐运动图象的认识(1)简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线，如图12-1-5所示．图12-1-5(2)图象反映的是位移随时间的变化规律，随时间的增加而延伸，图象不代表质点运动的轨迹．2．图象信息(1)由图象可以得出质点做简谐运动的振幅、周期和频率．(2)可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移．(3)可以确定某时刻质点回复力、加速度的方向：因回复力总是指向平衡位置，故回复力和加速度在图象上总是指向t轴．(4)确定某时刻质点速度的方向：速度的方向可以通过下一时刻位移的变化来判定，下一时刻位移如增加，振动质点的速度方向就是远离t轴，下一时刻位移如减小，振动质点的速度方向就是指向t轴．(5)比拟不同时刻回复力、加速度的大小．(6)比拟不同时刻质点的动能、势能的大小．[师生共研]●考向1根据振动图象判断速度图象(2021·上海高考)质点做简谐运动，其x-t关系如图12-1-6所示．以x 轴正向为速度v的正方向，该质点的v-t关系是()图12-1-6B简谐运动的x-t图象是一条正弦曲线时，其v-t图象是一条余弦曲线，因当t＝0时，x最大，v＝0且将沿x轴负向加速运动，再结合周期为T，故B正确．●考向2振动图象的应用(多项选择)一个质点做简谐运动的图象如图12-1-7所示，以下说法正确的选项是()图12-1-7A．质点振动的频率为4 HzB．在10 s内质点经过的路程是20 cmC．在5 s末，质点的速度为零，加速度最大D．t＝1.5 s和t＝4.5 s两时刻质点的位移大小相等，都是 2 cmBCD由图象可知，质点振动的周期为4 s，故频率为0.25 Hz，选项A错误；在10 s内质点振动了2.5个周期，经过的路程是10A＝20 cm，选项B正确；在5 s末，质点处于正向最大位移处，速度为零，加速度最大，选项C正确；由图象可得振动方程是x＝2sin 2π4t (cm)，将t＝1.5 s和t＝4.5 s代入振动方程得x＝ 2 cm，选项D正确．简谐运动图象问题的两种分析方法方法一：图象—运动结合法解此类题时，首先要理解x-t图象的意义，其次要把x-t图象与质点的实际振动过程联系起来．图象上的一个点表示振动中的一个状态(位置、振动方向等)，图象上的一段曲线对应振动的一个过程，关键是判断好平衡位置、最大位移及振动方向．方法二：直观结论法1．可直接读取振幅A、周期T(两个相邻正向最大位移之间的时间间隔或两个相邻负向最大位移之间的时间间隔)以及质点在任意时刻相对平衡位置的位移x.也可以知道开场计时的时候(t＝0)振动质点的位置．2．由振动图象可以判定质点在任意时刻的回复力方向和加速度方向，二者都指向时间轴．3．可以判断某段时间内振动质点的位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况．假设某段时间内质点的振动速度指向平衡位置，那么质点的速度、动能均变大，位移、回复力、加速度、势能均变小；反之，那么相反．但凡图象上与时间轴距离相等的点，振动质点具有一样的动能和势能．4．可以知道质点在任意时刻的速度方向．该点的斜率为正值时速度方向为正，该点的斜率为负值时速度方向为负．[题组通关]3．如图12-1-8为一弹簧振子的振动图象，由此可知()图12-1-8A．在t1时刻，振子的动能最大，所受的弹性力最大B．在t2时刻，振子的动能最大，所受的弹性力最小C．在t3时刻，振子的动能最大，所受的弹性力最小D．在t4时刻，振子的动能最大，所受的弹性力最大B振动图象所描述的是一个质点在不同时刻的位置，t2和t4是在平衡位置处，t1和t3是在最大位移处，根据弹簧振子振动的特征，弹簧振子在平衡位置时的速度最大，加速度为零，即弹性力为零；在最大位移处，速度为零，加速度最大，即弹性力为最大，所以B正确．4．(多项选择)如图12-1-9所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，以下说法中正确的选项是()图12-1-9A．甲、乙两单摆的摆长相等B．甲摆的振幅比乙摆大C．甲摆的机械能比乙摆大D．在t＝0.5 s时有正向最大加速度的是乙摆ABD由题图看出，两单摆的周期一样，同一地点g一样，由单摆的周期公式T＝2πlg得知，甲、乙两单摆的摆长l相等，故A正确．甲摆的振幅为10 cm，乙摆的振幅为7 cm，那么甲摆的振幅比乙摆大，故B正确．尽管甲摆的振幅比乙摆大，两摆的摆长也相等，但由于两摆的质量未知，无法比拟机械能的大小，故C错误．在t＝0.5 s时，甲摆经过平衡位置，振动的加速度为零，而乙摆的位移为负的最大，那么乙摆具有正向最大加速度，故D正确．[核心精讲]1．自由振动、受迫振动和共振的关系比拟振动类型自由振动受迫振动共振受力情况仅受回复力作用受驱动力作用受驱动力作用振动周期或频率由系统本身性质决定，即固有周期T0或固有频率f0由驱动力的周期或频率决定，即T＝T驱或f＝f驱T驱＝T0或f驱＝f0振动能量振动物体的机械能不变由产生驱动力的物体提供振动物体获得的能量最大常见例子弹簧振子或单摆(θ≤5°)机械工作时底座发生的振动共振筛、声音的共鸣等(1)共振曲线如图12-1-10所示，横坐标为驱动力的频率f，纵坐标为振幅A.它直观地反映了驱动力的频率对某固有频率为f0的振动系统做受迫振动时振幅的影响，由图可知，f与f0越接近，振幅A越大；当f＝f0时，振幅A最大．图12-1-10(2)受迫振动中系统能量的转化做受迫振动的系统的机械能不守恒，系统与外界时刻进展能量交换．[题组通关]5．如图12-1-11所示，两个弹簧振子悬挂在同一支架上，甲弹簧振子的固有频率为8 Hz，乙弹簧振子的固有频率为72 Hz，当支架受到竖直方向且频率为9 Hz的驱动力作用做受迫振动时，两个弹簧振子的振动情况是() 【导学号：96622199】图12-1-11A．甲的振幅较大，且振动频率为8 HzB．甲的振幅较大，且振动频率为9 HzC．乙的振幅较大，且振动频率为9 HzD．乙的振幅较大，且振动频率为72 HzB据受迫振动发生共振的条件可知甲的振幅较大，因为甲的固有频率接近驱动力的频率，做受迫振动物体的频率等于驱动力的频率，所以B选项正确．6．一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图12-1-12所示，那么()图12-1-12A．此单摆的固有周期约为0.5 sB．此单摆的摆长约为1 mC．假设摆长增大，单摆的固有频率增大D．假设摆长增大，共振曲线的峰将向右移动B由共振曲线知此单摆的固有频率为0.5 Hz，固有周期为2 s；再由T＝2πlg，得此单摆的摆长约为1 m；假设摆长增大，单摆的固有周期增大，固有频率减小，那么共振曲线的峰将向左移动．故B正确．[典题例如]根据单摆周期公式T＝2πlg，可以通过实验测量当地的重力加速度．如图12-1-13甲所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆．甲乙图12-1-13(1)用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图乙所示，读数为________mm.(2)以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有________．(填正确选项序号)a．摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些b．摆球尽量选择质量大些、体积小些的c．为了使摆的周期大一些，以方便测量，开场时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度d．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5°，在释放摆球的同时开场计时，当摆球回到开场位置时停顿计时，此时间间隔Δt即为单摆周期Te．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5°，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开场计时，记下摆球做50次全振动所用的时间Δt，那么单摆周期T＝Δt 50【标准解答】(1)按照游标卡尺的读数原那么得小钢球直径为18 mm＋7×0.1 mm＝18.7 mm.(2)单摆的构成条件：细线质量要小，弹性要小；球要选体积小，密度大的；偏角不超过5°.故a、b正确，c错误；为了减小测量误差，要从摆球摆过平衡位置时计时，且需测量屡次全振动所用时间，然后计算出一次全振动所用的时间．故d错误，e正确．【答案】(1)18.7(2)abe用单摆测定重力加速度的五点注意1．选择材料时应选择细、轻又不易伸长的线，长度一般在1 m左右，小球应选用密度较大的金属球，直径应较小，最好不超过2 cm.2．单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，应夹紧在铁夹中，以免摆动时发生摆线下滑、摆长改变的现象．3．注意摆动时控制摆线偏离竖直方向不超过5°，可通过估算振幅的方法掌握．4．摆球振动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆．5．计算单摆的振动次数时，应从摆球通过最低位置时开场计时，为便于计时，可在摆球平衡位置的正下方作一标记．以后摆球每次从同一方向通过最低位置时进展计数，且在数“零〞的同时按下秒表，开场计时计数．[题组通关]7．(2021 ·天津高考)某同学利用单摆测量重力加速度．(1)(多项选择)为了使测量误差尽量小，以下说法正确的选项是() 【导学号：96622200】A．组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球B．组装单摆须选用轻且不易伸长的细线C．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动D．摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大(2)如图12-1-14所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约1 m的单摆．实验时，由于仅有量程为20 cm、精度为1 mm的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期T1；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆的周期T2；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离ΔL.用上述测量结果，写出重力加速度的表达式g＝________________.图12-1-14【解析】(1)组装单摆时，悬线应选用不易伸长的细线；摆球选择体积小、密度大的摆球；单摆摆动时在同一竖直面内摆动；摆的振幅尽量小一些．选项B、C正确．(2)设单摆的周期为T1时摆长为L1，周期为T2时摆长为L2.那么T1＝2πL1g①T2＝2πL2g②且L1－L2＝ΔL ③联立①②③式得g＝4π2ΔLT21－T22.【答案】(1)BC(2)4π2ΔL T21－T22。

江苏专用版高考物理总复习第十二章综合练含解析综合练1.(2018南京调研)(1)(多选)下列说法正确的是( )A.同一时刻撞击固体颗粒的液体分子数越多,该颗粒布朗运动越剧烈B.一滴液态金属在完全失重条件下呈球状,是由液体的表面张力所致C.晶体熔化过程中要吸收热量,分子的平均动能增大D.一定质量气体等容变化中温度升高,单位时间内分子对器壁单位面积上撞击次数增多(2)如图所示,一定质量的理想气体,在状态A的温度t A=27℃,则状态C的温度T C= K;气体从状态A依次经过状态B、C后再回到状态A,此过程中气体将(选填“吸收”或“放出”)热量。

(3)氙气灯在亮度、耗能及寿命上都比传统灯有优越性。

某轿车的灯泡的容积V=1.5mL,充入氙气的密度ρ=5.9kg/m3,摩尔质量M=0.131kg/mol,阿伏加德罗常数N A=6×1023mol-1。

试估算灯泡中:①氙气分子的总个数;②氙气分子间的平均距离。

(结果保留一位有效数字)答案(1)BD (2)900 放出(3)①4×1019个②3×10-9m解析(1)同一时刻撞击固体颗粒的液体分子数越多,该颗粒受力越容易平衡,所以布朗运动越不明显,选项A错误;表面张力使液滴表面积有收缩到最小的趋势,所以一滴液态金属在完全失重条件下呈球状,是由液体的表面张力所致,选项B正确;晶体熔化过程中要吸收热量,但温度不变,即分子的平均动能不变,选项C错误;一定质量的气体等容变化中,温度升高,压强增大,单位时间内分子对器壁单位面积上撞击次数增多,选项D正确。

(2)气体由A到C压强不变,由V VV V =V VV V可知1300=3V V,所以T C=900K;由A到B,气体对外界做功的数值等于AB线下方的梯形面积,从B到C,外界对气体不做功,从C到A,气体被压缩,外界对气体做功的数值等于CA线下方的矩形面积,所以全过程外界对气体做正功,而回到状态A气体内能不变,由热力学第一定律知此过程中气体放热。

第2节机械波1．(多项选择)(2021·全国乙卷)某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8 m/s的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近．该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s．以下说法正确的选项是() A．水面波是一种机械波B．该水面波的频率为6 HzC．该水面波的波长为3 mD．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去E．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移ACE水面波是一种机械波，说法A正确．根据题意得周期T＝159s＝53s，频率f＝1T ＝0.6 Hz，说法B错误．波长λ＝vf＝,0.6) m＝3 m，说法C正确．波传播过程中，传播的是振动形式，能量可以传递出去，但质点并不随波迁移，说法D错误，说法E正确．2.(多项选择)如图12-2-15所示是水面上两列频率一样的波在某时刻的叠加情况，以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰(实线)和波谷(虚线)．S1的振幅A1＝4 cm，S2的振幅A2＝3 cm，那么以下说法正确的选项是() 【导学号：96622205】图12-2-15A．质点D是振动减弱点B．质点A、D在该时刻的高度差为14 cmC．再过半个周期，质点B、C是振动加强点D．质点C的振幅为1 cmBD由图象可知，D点为两波谷相遇，应该是加强点，选项A错误；此时A点在加强后的最高点，D点在加强后的最低点，由波的叠加可知AD的高度差为14 cm，选项B正确；由于两波的频率相等，叠加后会形成稳定的干预图象，所以A、D点始终是加强点，B、C点始终是减弱点，选项C错误；质点C为减弱点，振幅为两振幅之差，为1 cm，选项D正确．3．(多项选择)如图12-2-16所示，甲为一列横波在t＝1.0 s时的波动图象，乙为P点的振动图象，那么对该波以下说法正确的选项是()甲乙图12-2-16A．沿x轴正方向传播B．沿x轴负方向传播C．波速为4 m/s D．波速为6 m/sE．周期为1.0 sACE由振动图象可知，t＝1.0 s末质点P向y轴负方向振动，由“上下坡〞法或“同侧〞法可知，波沿x轴正向传播；由振动图象可知，波的周期为T＝1.0s，由波动图象可知，波的波长为λ＝4 m，那么波速为v＝λT＝4 m/s.选项B、D错误，A、C、E正确．4．一列机械波某时刻的波形图如图12-2-17所示，从此时开场，质点d到达波峰的时间比质点c早0.5 s．质点b的平衡位置为x＝43m．求：【导学号：96622206】图12-2-17(1)机械波的波速为多少？(2)质点b 再经过多少时间第一次到达波峰以及这段时间内通过的路程．【解析】 (1)质点d 比质点c 先到达波峰，说明质点d 振动方向向上，根据波的传播方向与质点振动方向的关系，可知此波沿x 轴负方向传播．依题意λ＝4 m ，T 4＝0.5 s可得v ＝λT ＝4 m 2 s ＝2 m/s.(2)根据传播方向沿x 轴负向，当e 点的振动形式传播到b 点时，b 点再一次到达波峰．传播距离Δx ＝4 m －43 m ＝83 m ，即t ＝Δx v ＝43 s由波动图象可知b 质点的纵坐标为－5 cm那么这段时间内质点b 通过的路程为25 cm.【答案】 (1)2 m/s (2)43 s 25 cm5．(2021·全国甲卷)一列简谐横波在介质中沿x 轴正向传播，波长不小于10 cm.O 和A 是介质中平衡位置分别位于x ＝0和x ＝5 cm 处的两个质点．t ＝0时开场观测，此时质点O 的位移为y ＝4 cm ，质点A 处于波峰位置；t ＝13 s 时，质点O 第一次回到平衡位置，t ＝1 s 时，质点A 第一次回到平衡位置．求：(1)简谐波的周期、波速和波长；(2)质点O 的位移随时间变化的关系式．【解析】 (1)设振动周期为T .由于质点A 在0到1 s 内由最大位移处第一次回到平衡位置，经历的是14个周期，由此可知T ＝4 s ①由于质点O 与A 的距离5 cm 小于半个波长，且波沿x 轴正向传播，O 在t ＝13 s 时回到平衡位置，而A 在t ＝1 s 时回到平衡位置，时间相差23 s ．两质点平衡位置的距离除以传播时间，可得波的速度v ＝7.5 cm/s② 利用波长、波速和周期的关系得，简谐波的波长λ＝30 cm.③ (2)设质点O 的位移随时间变化的关系为y ＝A cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πt T ＋φ0④ 将①式及题给条件代入上式得⑤ 解得φ0＝π3，A ＝8 cm⑥ 质点O 的位移随时间变化的关系式为y ⎝ ⎛⎭⎪⎫πt 2＋π3(国际单位制)⑦或y ⎝ ⎛⎭⎪⎫πt 2＋5π6(国际单位制)．【答案】 (1)4 s 7.5 cm/s 30 cm(2)y ⎝ ⎛⎭⎪⎫πt 2＋π3(国际单位制)或y ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫πt 2＋5π6(国际单位制)。

第3节光的折射全反射光的色散1．(2021 ·福建高考)如图12-3-20所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为λa、λb，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为n a、n b，那么()图12-3-20A．λa＜λb，n a＞n bB．λa＞λb，n a＜n bC．λa＜λb，n a＜n bD．λa＞λb，n a＞n bB一束光经过三棱镜折射后，折射率小的光偏折较小，而折射率小的光波长较长，所以λa＞λb，n a＜n b.应选项B正确．2．(多项选择)如图12-3-21所示，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，一局部光被反射，一局部光进入液体中，当入射角是45°时，折射角为30°.以下说法正确的选项是() 【导学号：96622210】图12-3-21A．反射光线与折射光线的夹角为105°B．该液体对红光的折射率为2 2C．该液体对红光的全反射临界角为45°D．当紫光以同样的入射角从空气射到分界面，折射角也是30°AC根据反射定律得到反射角为45°，由几何知识得，反射光线与折射光线的夹角是105°，故A 正确．由折射率公式n ＝sin θ1sin θ2，得n ＝sin 45°sin 30°＝2，故B 错误．由临界角公式sin C ＝1n ，得，sin C ＝12，那么C ＝45°，故C 正确．根据折射定律得知，紫光的折射率大于红光的折射率，那么紫光以同样的入射角从空气射到分界面，折射角小于30°，故D 错误．3．(2021·四川高考)如图12-3-22所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，那么( )图12-3-22A ．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B ．小球所发的光能从水面任何区域射出C ．小球所发的光从水中进入空气后频率变大D ．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大D 设发光小球在P 点，如图甲，当发光小球不在缸底中心O 时，仍有光线从侧面射出，所以A 错误；光从水面射入空气时，当入射角大于临界角时，会发生全反射现象，如图乙，只有在入射角θ小于临界角C 的范围内光才能从水面射出，B 错误；光从一种介质进入另一种介质时，频率保持不变，C 错误；光在水中的传播速度v ＝c n ，光在空气中的传播速度近似等于真空中的传播速度c ，所以D 正确．4．用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P 1、P 2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图12-3-23甲所示，其中O为两圆弧圆心，图中已画出经过P1、P2点的入射光线．甲乙图12-3-23(1)在图上补画出所需的光路．(2)为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图中的AB分界面上画出这两个角．(3)用所测物理量计算折射率的公式为n＝________.(4)为了保证在弧面CD得到出射光线，实验过程中，光线在弧面AB的入射角应适当________(选填“小一些〞“无所谓〞或“大一些〞)．(5)屡次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图象，由图象可知该玻璃的折射率n＝________.【解析】(1)连接P3、P4与CD交于一点，此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置，由于P1、P2的连线与AB的交点即为光线进入玻璃砖的位置，连接两交点即可作出玻璃砖中的光路．(2)连接O点与光线在AB上的入射点即为法线，入射光线与法线的夹角为入射角，折射光线与法线的夹角为折射角．(3)由折射定律可得n＝sin i sin r.(4)为了保证能在弧面CD上有出射光线，实验过程中，光线在弧面AB上的入射角应适当小一些，才不会使光线在CD面上发生全反射．(5)图线的斜率k＝sin isin r＝n，由题图乙可知斜率为1.5，即该玻璃的折射率为1.5.【答案】(1)(2)如下图(3)sin i sin r5.如图12-3-24所示，半径为R的半圆柱形玻璃，O为半圆柱形玻璃横截面的圆心，B为半圆柱形玻璃的顶点．一条平行OB的光线垂直于玻璃界面入射，从A点射出玻璃，出射光线交OB的延长线于C点，AO＝AC，∠ACO＝α.真空中光速为c.求：【导学号：96622211】图12-3-24(1)玻璃的折射率；(2)光在玻璃中的传播时间．【解析】(1)由光路图可知入射角i＝α，折射角r＝2αn＝sin r sin i解得n＝2cos α.(2)光在玻璃中通过的路程s＝R cos α光在玻璃中的传播速度v＝c n传播时间t＝s v解得t ＝2R cos 2αc .【答案】 (1)2cos α (2)2R cos 2αc。

课后限时集训17功能关系能量守恒定律建议用时：45分钟1．物体在竖直方向上分别做了匀速上升、加速上升和减速上升三种运动。

在这三种情况下物体机械能的变化情况是( )A．匀速上升机械能不变，加速上升机械能增加，减速上升机械能减小B．匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能减小C．匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能可能增加，可能减少，也可能不变D．三种情况中，物体的机械能均增加C [无论物体向上加速运动还是向上匀速运动，除重力外，其他外力一定对物体做正功，物体机械能都增加；物体向上减速运动时，除重力外，物体受到的其他外力不确定，故无法确定其机械能的变化，C正确。

]2．(2019·重庆一诊)如图所示，一物块在粗糙斜面上由静止释放，运动到水平面上后停止，则运动过程中，物块与地球组成系统的机械能( )A．不变B．减小C．增大D．无法判断B [物块在粗糙斜面上由静止释放后，重力与摩擦力对物块做功，其中摩擦力做功是将物块机械能的一部分转化为内能，所以物块与地球组成系统的机械能减少，故A、C、D错误，B正确。

]3.滑块静止于光滑水平面上，与之相连的轻质弹簧处于自然伸直状态。

现用恒定的水平外力F作用于弹簧右端，在向右移动一段距离的过程中拉力F做了10 J的功。

在上述过程中( )A．弹簧的弹性势能增加了10 JB．滑块的动能增加了10 JC．滑块和弹簧组成的系统机械能增加了10 JD．滑块和弹簧组成的系统机械能守恒C [拉力F做功的同时，弹簧伸长，弹簧的弹性势能增大，滑块向右加速运动，滑块动能增加，由功能关系可知，拉力做功等于滑块的动能与弹簧弹性势能的增加量之和，C 正确，A 、B 、D 均错误。

]4．(2019·驻马店模拟)一物体在竖直向上的恒力作用下，由静止开始上升，到达某一高度时撤去外力。

若不计空气阻力，则在整个上升过程中，物体的机械能E 随时间t 变化的关系图象是( )A B C DA [设物体在恒力作用下的加速度为a ，由功的定义式可知，机械能增量为ΔE ＝F Δh ＝F ·12at 2，知E ­t 图象是开口向上的抛物线，撤去恒力后，机械能守恒，则机械能不随时间变化，故A 正确，B 、C 、D 错误。

专题十七实验备考篇【考情探充】课标解读考情分析备考指导考点内容1.测量做直线运动物体的瞬时速度。

2.探究弹簧弹力与形变量的关系.3.探究两个互成角度的力的合成规律。

由课标解读可见，课标中所涉及的实验很多，但部分是4.探究加速度与物体受力、物体质量力学实验由近几年考情分析可见，课堂演示实验，还有的是课的关系。

本专题考查以《考试说明》外探究型实验，而那些能够5.验证机械能守恒定律。

中规定的实验为主，改编充分体现实验基本素养、培6.探究平抛运动的特点。

教材中的演示实验和创新养各神实验能力的实验，都7.探究向心力大小与半径、角速度、型实验为辅，考查范围较是学生必做实验，也是复习质量的关系。

广。

主要考查实验操作能的重点，所以实验复习还是1.观察电容器的充、放电现象。

力、数据处理能力、误差要有侧重点.不可眉毛胡子2.长度的测虽及其测量工具的选用。

分析能力、实验设计能力一把抓。

实验复习中重在掌电学实验3.测量金属丝的电阻率。

和实验创新能力等。

每年握实验的基本方法和基本技4.用多用电表测量电学中的物理量。

均为一道力学实验题,一能，学会处理实验数据的常5.测量电源的电动势和内阻。

道电学实验题.第10题雄用方法，会分析实验误差等,1.验证动量守恒定律。

度中等,8分;第11题难度并能将解决实验问题的芥种2.用单摆测量重力加速度的大小。

稍偏大,10分。

主要考查能力迁移到解决创新型实验3.测量玻璃的折射率。

考生的“问题、证据、的问题中，这样，在遇到新情4.用双缝干涉实验测虽光的波长.选考实验5.探究影响感应电流方向的因素。

6.探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。

7.利用传感器制作简单的自动控制解释、交流”素养。

景、新问题时,就不会慌乱,在解决实验问题时就能稳操胜券.装置.8.用油膜法估测油酸分子的大小.9.探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系。

【探题探秘】it野他的目•的夫什么？（2019江苏单科，11,10分）果可学阊氢一段火度12知的电阻丝的屯阻率实验操作如下：\<I»驱发测微器如列图I所不在刈31电阻掉宜径。

江苏专版高考物理一轮复习第十二章热学学案选修33第十二章热学[选修3－3]第1节分子动理论__内能(1)布朗运动是液体分子的无规则运动。

(×)(2)温度越高，布朗运动越剧烈。

(√)(3)分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而增大。

(×)(4)－33 ℃＝240 K。

(×)(5)分子动能指的是由于分子定向移动具有的能。

(×)(6)当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大。

(√)(7)内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同。

(×)突破点(一) 微观量的估算1．两种分子模型物质有固态、液态和气态三种情况，不同物态下应将分子看成不同的模型。

(1)固体、液体分子一个一个紧密排列，可将分子看成球形或立方体形，如图所示，分子间距等于小球的直径或立方体的棱长，所以d ＝ 36V π(球体模型)或d ＝3V (立方体模型)。

(2)气体分子不是一个一个紧密排列的，它们之间的距离很大，所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间。

如图所示，此时每个分子占有的空间视为棱长为d 的立方体，所以d ＝3V 。

2．宏观量与微观量的转换桥梁作为宏观量的摩尔质量M mol 、摩尔体积V mol 、密度ρ与作为微观量的分子直径d 、分子质量m 、每个分子的体积V 0都可通过阿伏加德罗常数联系起来。

如下所示。

(1)一个分子的质量：m ＝M mol N A。

(2)一个分子所占的体积：V 0＝V mol N A (估算固体、液体分子的体积或气体分子平均占有的空间)。

(3)1 mol 物质的体积：V mol ＝M mol ρ。

(4)质量为M 的物体中所含的分子数：n ＝M M molN A 。

(5)体积为V 的物体中所含的分子数：n ＝ρV M mol N A 。

[题点全练]1．已知某气体的摩尔体积为22.4 L/mol ，摩尔质量为18 g/mol ，阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol －1，由以上数据不能估算出这种气体( )A ．每个分子的质量B ．每个分子的体积C ．每个分子占据的空间D ．1 g 气体中所含的分子个数解析：选B 每个分子质量m 0＝M N A ＝186.02×1023 g≈3×10－23 g ，故A 可求。

考案[12]第十二章热学综合过关规范限时检测满分：100分考试时间：90分钟一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1．(2020·北京通州区一模)如图所示为一颗悬浮微粒受到周围液体分子撞击的情景，下列关于布朗运动的说法正确的是(A)A．悬浮微粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动撞击造成的B．布朗运动就是液体分子的无规则运动C．液体温度越低，布朗运动越剧烈D．悬浮微粒越大，液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显[解析]本题考查布朗运动。

悬浮微粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动撞击造成的，选项A正确；布朗运动是悬浮微粒的运动，是液体分子的无规则运动的表现，选项B错误；液体温度越高，布朗运动越剧烈，选项C错误；悬浮微粒越小，液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显，选项D错误。

2．(2020·山东高考模拟)如图所示，水平放置的封闭绝热气缸，被一锁定的绝热活塞分为体积相等的a、b两部分。

已知a部分气体为1 mol氧气，b部分气体为2 mol氧气，两部分气体温度相等，均可视为理想气体。

解除锁定，活塞滑动一段距离后，两部分气体各自再次达到平衡态时，它们的体积分别为V a、V b，温度分别为T a、T b，下列说法正确的是(D)A．V a>V b，T a>T b B．V a>V b，T a<T bC．V a<V b，T a<T b D．V a<V b，T a>T b[解析]解除锁定前，两部分气体温度相同，体积相同，由PV＝nRT可知b部分压强大，故活塞左移，平衡时V a<V b，P a＝P b。

活塞左移过程中，a气体被压缩内能增大，温度增大，b气体向外做功，内能减小，温度减小，平衡时T a>T b。

3．(2020·北京市高考适应性考试)下列说法正确的是(B)A．布朗运动是液体分子的无规则运动B．随液体的温度升高，布朗运动更加剧烈C．物体从外界吸收热量，其内能一定增加D．内能是物体中所有分子热运动动能的总和[解析]布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，能间接反映液体分子的无规则运动，A错误；液体温度越高，布朗运动越剧烈，B正确；做功和热传递都能改变物体内能，当物体从外界吸收热量，同时对外界做功，其内能不一定增加，C错误；内能是物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和，D错误。

专题十七实验备考篇【考情探究】课标解读考情分析备考指导考点内容力学实验1.测量做直线运动物体的瞬时速度。

2.探究弹簧弹力与形变量的关系。

3.探究两个互成角度的力的合成规律。

4.探究加速度与物体受力、物体质量的关系。

5.验证机械能守恒定律。

6.探究平抛运动的特点。

7.探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。

由近几年考情分析可见,本专题考查以《考试说明》中规定的实验为主,改编教材中的演示实验和创新型实验为辅,考查范围较广。

主要考查实验操作能力、数据处理能力、误差分析能力、实验设计能力和实验创新能力等。

每年均为一道力学实验题,一道电学实验题。

第10题难度中等,8分;第11题难度稍偏大,10分。

主要考查考生的“问题、证据、解释、交流”素养。

由课标解读可见,课标中所涉及的实验很多,但部分是课堂演示实验,还有的是课外探究型实验,而那些能够充分体现实验基本素养、培养各种实验能力的实验,都是学生必做实验,也是复习的重点,所以实验复习还是要有侧重点,不可眉毛胡子一把抓。

实验复习中重在掌握实验的基本方法和基本技能,学会处理实验数据的常用方法,会分析实验误差等,并能将解决实验问题的各种能力迁移到解决创新型实验的问题中,这样,在遇到新情景、新问题时,就不会慌乱,在解决实验问题时就能稳操胜券。

电学实验1.观察电容器的充、放电现象。

2.长度的测量及其测量工具的选用。

3.测量金属丝的电阻率。

4.用多用电表测量电学中的物理量。

5.测量电源的电动势和内阻。

选考实验1.验证动量守恒定律。

2.用单摆测量重力加速度的大小。

3.测量玻璃的折射率。

4.用双缝干涉实验测量光的波长。

5.探究影响感应电流方向的因素。

6.探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。

7.利用传感器制作简单的自动控制装置。

8.用油膜法估测油酸分子的大小。

9.探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系。

【真题探秘】基础篇【基础集训】考点一力学实验1.(多选)关于打点计时器的原理和使用方法,下列说法中正确的是()A.打点计时器应接交流电源,交流频率通常为50HzB.如果纸带上相邻两个计数点之间有四个点,则相邻两个计数点间的时间间隔是0.08sC.如果打点计时器在纸带上打下的点先密集后稀疏,则说明纸带的速度由小变大D.电磁打点计时器接在220V电源上,电火花打点计时器接在6V电源上1.答案AC2.电磁打点计时器是一种使用电源的计时仪器,它的工作电压在以下,当电源频率为50Hz时,它每隔s打一次点。