09高考物理热学光的本性原子物理

光的本性复习要点1．了解光的“微粒说”与“波动说”。

2．了解光的干涉现象，熟悉相干条件；掌握双缝干涉的特征及规律，熟悉双缝干涉的条纹分布情况及明、暗纹位置特征；了解薄膜干涉现象，熟悉薄膜干涉的特征及其应用。

3．了解光的衍射现象，掌握产生明显衍射现象的条件，熟悉单缝衍射条纹的人发布特征 4．了解光的电磁说，熟悉电磁波谱，了解各种电磁波的产生机理、基本特征及应用类型。

5．了解光电效应现象，熟悉光电效应现象所遵循的基本规律，掌握光子说理论。

6．了解光的波粒二象性。

二、难点剖析1．关于“微粒说”和“波动说”。

“微粒说”和“波动说”都是对光的本性的认识过程中所提出的某种假说，都是建立在一定的实验基础之上的。

以牛顿为代表的“微粒说”认为光是从光源发出的物质微粒，这种假说很容易解释光的直进现象，光的反射现象，光的折射现象，但在解释一束光射到两种介质界面处会同时发生反射与折射现象时，发生了很大的困难。

以惠更斯为代表的“波动说”认为光是某种振动以波的形式向周围传播，这种假说很容易解释反射与折射同时存在的现象，但由于波应能绕过障碍物，所以在解释光的直进现象时遇到了困难。

2．杨氏双缝干涉的定量分析如图24—2—2所示，缝屏间距L 远大于双缝间距d ，O 点与双缝S 1和S 2等间距，则当双缝中发出光同时射到O 点附近的P 点时，两束光波的路程差为 δ=r2－r 1. 由几何关系得r 12=L 2+(x －2d )2， r 22=L 2+(x+2d)2.考虑到 图24—2—2 L 》d 和 L 》x ， 可得δ=Ldx . 若光波长为λ，则当δ=±k λ（k=0，1，2，…） 时，两束光叠加干涉加强；当 δ=±(2k －1)2λ(k=1，2，3，…) 时，两束光叠加干涉减弱，据此不难推算出 （1）明纹坐标 x=±k dLλ （k=0，1，2，…） （2）暗纹坐标 x=±(2k －1) d L ·2λ（k=1，2，…） （3）条纹间距 △x=dL λ.上述条纹间距表达式提供了一种测量光波长的方法。

高三物理光的本性考点例析高三物理;光的本性;考点例析;光的本性;是历年高考必考内容之一,试题中出现的题型多为选择题和填空题.这一部分知识要求不高,但对基本概念理解不透彻,很容易导致失分.笔者对近十年高考试题进行了研究,认为对本单元知识,应重点掌握好以下几个方面的知识.一.光本性学说的发展史上的五个学说1.牛顿的微粒说:认为光是高速粒子流,它能解释光的直进现象,光的反射现象.2.惠更斯的波动说:认为光是某种振动,以波的形式向周围传播,它能解释光的干涉和衍射现象,光的直进现象,光的反射现象.3.麦克斯韦的电磁说:认为光是电磁波.实验依据是赫兹实验证明了光与电磁波在真空中传播速度相等且均为横波.4.爱因斯坦的光子说:认为光的传播是一份一份的,每一份叫一个光子,其能量与它的频率成正比,即E=hν.光子说能成功地解释光电效应现象.5.德布罗意的波粒二象性学说:认为光是既有粒子,又有波动性.个别光子表现为粒子性,大量光子表现为波动性;频率大的光子粒子性明显,而频率小的光子波动性明显.二.;五个学说;提出的实验基础1.牛顿的微粒说的实验基础是光的直线传播与实物粒子做匀速直线运动相似,光遇到障碍物反射就好象弹性小球和光滑墙壁碰撞以后反弹一样.2.惠更斯的波动说提出的实验基础是光的干涉现象和光的衍射现象.光的干涉现象:(1)光的干涉:频率相同的两列波在空中相遇时发射叠加,在某些区域光总是互相加强,在另一些区域光总是互相抵消或削弱,而出现明暗相间的条纹或者时彩色条纹的现象叫光的干涉现象.(2)产生稳定的干涉现象的条件:两列光的频率相同且振动情况相同.(3)干涉实例:实例1:双缝干涉双缝干涉中出现的明条纹和暗条纹的条件:设光波波长为λ,屏上某点P到两缝的路程差为Δr,则Δr= nλ(n=±1,±2,±3,±∧),两列光波传到P时互相加强,出现亮条纹.△r=(2n+1)λ/2, (n=±1,±2,±3,±∧),两列波传到P点时互相削弱,出现暗条纹.注意:光的波长.波速和频率的关系为v=λf;光的颜色由光的频率决定,不同色光的频率是不同的,红光的频率最低,紫光的频率最高.实例2.光的薄膜干涉现象薄膜干涉现象:用单色光照射时在薄膜上形成明暗相间的条纹,用白光照射时形成彩色条纹.产生的原因:在薄膜的某一厚度处,两列波反射回来恰好是波峰和波峰的叠加,波谷和波谷叠加,使光波的振动加强,出现亮条纹.而在另一厚度处,两列波的波峰和波谷叠加,使光波的振动互相抵消,出现暗条纹.由于在不同的厚度处产生不同的条纹,所示光照射薄膜时,产生明暗相间的条纹.例1.用单色光做双缝干涉实验,下述说法中正确的是:A.相邻干涉条纹之间的距离相等;B.中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍;C.屏与双缝之间距离减小,则屏上条纹间的距离增大;D.在实验装置不变的情况下,红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距.解析:对于单色光通过双缝产生的干涉图样,红光和紫光通过同一双缝产生的干涉条纹,教材都有明确的分析和图示,由此可知,相邻的两条亮纹(或暗纹)间的距离是相等的,屏与双缝之间距离越小,条纹间的距离越小.单色光条纹间距随着波长增大而增大.或者根据公式判断:相邻两条亮纹(或暗纹)间的距离Δ_=Lλ/d ,其中d表示两个缝间距离,L表示缝到屏的距离,λ表示光的波长,通过分析确定上.故选A.例2.在双缝干涉实验中,双缝到光屏上P点的距离之差△_=0.6μm.若分别用频率为v1=5.0_1014Hz和v2=7.5_1014Hz的单色光垂直照射双缝,则P点出现明.暗条纹的情况为()A. 用频率为v1单色光照射时,出现明条纹;B. 用频率为v2单色光照射时,出现明条纹;C. 用频率为v1单色光照射时,出现暗条纹;D. 用频率为v2单色光照射时,出现暗条纹.解析:根据c=λv ,可得两种单色光的波长为:λ1=0.6μm,λ2=0.4μm.与题给的条件△_=0.6μm比较可知:△_=λ1,△_= 3λ2/2.故用频率为v1单色光照射时,P点出现明条纹; 用频率为v2单色光照射时,P点现暗条纹. 本题的正确答案为A.D.例3.市场上有种灯具俗称;冷光灯;,用它照射物品处产生的热效应大大降低,从而广泛地应用于博物馆.商店等处.这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜(例如氧化镁),这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的红外线热效应.以λ表示此红外线的波长,则所镀膜的厚度最小应为:A.λ/8; B.λ/4; C.λ/2; D.λ解析:要使红外线经反光镜后的反射部分减弱,就得使其经镀膜的前后表面反射的光线相互抵消,由干涉出现暗条纹的条件可知,两列反射光波的波程差应恰为红外线光波半波长的奇数倍,最小应为半波长,即薄膜厚度的当2倍等于红外线的半波长,故选B.光的衍射现象:(1) 光的衍射:光离开直线路径而绕到障碍物阴影里的现象.(2) 产生明显衍射现象的条件:障碍物或孔的尺寸可以跟光波长相比或比光的波长小.(3) 衍射实例:实例1.小孔衍射:取一个不透光的屏,在屏中间开一个较大的圆孔.用点源照射时,在像屏上就出现一个光斑,这是光沿直线传播的结果.圆孔小一些,可以看到像屏上的光斑也随着减小.但是,圆孔很小时(直径小于0.1mm)时,像屏上的光斑不仅不减小,反而变大了,而且光斑的亮度也变得不均匀,成为一些明暗相间的圆环,这些圆环的面积,远远超过了光按直线传播所能照到的范围,就是说光绕到小孔以外的区域中去了.这就是光通过小孔产生的衍射现象.实例2.单缝衍射:如果在不透明的屏上装一个宽度可以调节的狭缝,当缝比较宽时,光沿直线传播,在像屏上出现一条亮线;当缝很窄时,光通过缝后就明显地偏离了直线传播的方向,像屏上被照亮的范围变宽,并且出现了明暗相间的条纹.这就是光通过狭缝时产生的衍射现象.实例3.泊松亮斑:把一个小的圆盘状物体放在光束中,在距这个圆盘一定距离的像屏上,圆盘的影的中心会出现一个亮斑.注意:光的干涉与衍射现象是光的波动性的表现,也是光具有波动性的证据,其区别是:光的干涉现象只有在符合一定条件下才发生,而光的衍射现象却总是存在的,只有明显与不明显之分.光的干涉现象和衍射现象在屏上出现的都是明暗相间的条纹,但双缝干涉条纹间隔均匀,从中央到两侧的明纹亮度变化不大;而单缝衍射的条纹间隔不均匀,中央明纹又宽又亮,从中央向两侧,条纹宽度减小,明纹亮度显著减弱.例4.一个不透光的薄板上有两个靠近的窄缝,红光透过双缝后,在墙上呈现明暗相间的条纹,若将其中一个窄缝挡住,在墙上可以观察到:A.光源的像,B.一片红光;C.仍有条纹,但宽度发生了变化;D.条纹宽度与原来条纹相同,但亮度减弱.解析:一个不透光的薄板上有两个靠近的窄缝,红光透过双缝后,在墙上呈现明暗相间的条纹,若将其中一个窄缝挡住,在墙上可以观察到单缝衍射条纹,而不再是双缝干涉条纹,即C选项正确.例5.在用游标卡尺观察光的衍射现象时当游标卡尺两测脚间狭缝宽度从0.1mm逐渐增加到0.8mm的过程中,通过狭缝观察一线状光源的情况是:A. 衍射现象逐渐不明显,最后看不到明显的衍射现象了;B. 衍射现象越来越明显;C. 衍射条纹的间距随狭缝变宽而逐渐变小;D. 衍射条纹的间距随狭缝变宽而逐渐变大.解析:狭缝宽度从0.1mm逐渐增加到0.8mm的过程中,通过狭缝观察一线状光源的情况是衍射现象逐渐不明显,最后看不到明显的衍射现象了,衍射条纹的间距随狭缝变宽而逐渐变小,即选项AC正确.3.麦克斯韦的电磁说,即认为光是电磁波,其实验依据是赫兹实验证明了光与电磁波在真空中传播速度相等且均为横波.电磁波谱(1).电磁波按波长由大到小的顺序为:无线电波.红外线.可见光.紫外线._射线.γ射线.(2).不同电磁波产生机理不同:无线电波由振荡电路中自由电子的周期性运动产生;可见光由原子的外层电子受激后产生;可见光由原子的外层电子受激后产生;_射线由原子的内层电子受激后产生;γ射线是原子核受到激发后产生的.(3).不同电磁波的特性不同:无线电波易发生干涉和衍射;红外线有显著热作用;可见光可引起视觉反应;紫外线有显著的化学作用;_射线的穿透作用很强;γ射线的穿透作用更强.光谱与光谱分析(1)光谱分类:①发射光谱:由发光物体直接产生的光谱.发射光谱又分为连续光谱与明线光谱.连续光谱由炽热固体.液体及高压气体发光产生,其特点为由连续分布的包含一切波长的色光组成.明线光谱(即原子光谱)由稀薄气体或金属蒸汽(即游离态的原子)发光产生.其特点为由一些不连续的明线组成.②吸收光谱:高温物体发出的白光通过物质时,某些波长的光被物质吸收而形成的.其特点是在连续光谱的背景上,由一些不连续的暗线组成.(2)光谱分析:利用元素的特征谱线(明线光谱或吸收光谱)分析和确定物质的化学成份.例6.太阳的连续光谱中有许多暗线,它们对应着某些元素的特征谱线,产生这些暗线是由于:A.太阳表面大气层中缺少相应的元素;B.太阳内部缺少相应的元素;C.太阳表面大气层中存在着相应的元素;D.太阳内部存在着相应的元素.解析:太阳内部发出的强光是包含所有单色光的白光,它经过温度比较低的太阳大气层时,某些频率的光被吸收,因此在地球上得到的太阳光谱是一种吸收光谱,故本题应选C.例7.图1为伦琴射线管的示意图,K为阴极钨丝,发射的电子的初速度为零,A为对阴极(阳极),当AK之间加直流电压U=30KV时,电子被加速打在对阴极A上,使之发出伦琴射线,设电子的动能全部转化为伦琴射线的能量.已知电子电量e=1.6_10-19C,质量m=9.1_10-31Kg,普朗克常量h=6.63_10-34J.S,求:(1) 电子到达对阴极的速度V;(取一位有效数字)(2) 由对阴极发出的伦琴射线的最短波长λ.(3) 若AK间的电流为10mA,那么每秒钟从对阴极最多能辐射出多少个伦琴射线光子?解析:(1)根据动能定理得mV2/2=qU,所以 V=(2qU/m)1/2=1_108m/s(2)E=hv=hC/λ =qU,所以λ=hC/qU=4.1_10-11m(3)n=It/e=10_10-3_1/1.6_10-19 =6.25_1016 个.例8.气象卫星向地面发送的云图,是由卫星上红外线感应器接收云层发的红外线而形成的图象,云上的黑白程度由云层的温度高低决定,这是利用了红外线的( )A.不可见性;B.穿透性;C.热效应;D.化学效应.解析:利用了红外线的热效应,即选项C正确.4.爱因斯坦的光子说提出的实验基础是光电效应现象.光电效应实验规律(1) 每种金属都有一个极限频率,入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应.(2) 光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随入射光频率的增大而增大.(3) 光电效应的发生几乎是瞬时的,一般不超过10-9s.(4) 当入射光的频率大于极限频率时,光电流的强度与入射光的强度成正比.用光子说解释光电效应实验(1)电子从金属表面逸出,首先须克服金属原子核的引力做功(逸出功W).要使入射光子的能量不小于W,对应的频率v =W/h,即是极限频率.(2)电子吸收光子能量hγ后,一部分消耗于克服核的引力做功(逸出功W),一部分消耗于从金属内部向表面运动时克服其它原子阻碍做功(即W’,),剩余部分转化为初动能,即mV2/2=hγ-W-W’.只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能.对于确定的金属,W是一定的,故光电子的最大初动能只随入射光频率的增大而增大.(3)光照射金属时,电子吸收一个光子(形成光电子)的能量后,动能立即增大,不需要积累能量的过程.(4)入射光越强,单位时间内入射到金属表面的光子数越多,产生的光电子越多,射出的光电子作定向移动时形成的光电流越大.例9.某单色光照射某金属时不能产生光电效应,则下述措施中可能使该金属产生光电效应的是:A.延长光照时间B.增大光的强度;C.换用波长较短的光照射D.换用频率低的光照射.解析:本题考查光电效应的四个特点.能发生光电效应由光的频率决定,而与光强和光照时间无关,正确答案选C.例10.在演示光电效应的实验中,原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连,用弧光灯照射锌板时,验电器的指针就张开一个角度,如图2所示.这时( )A. 锌板带正电,指针带负电;B. 锌板带正电,指针带正电;C. 锌板带负电,指针带正电;D. 锌板带负电,指针带负电.解析:验电器指针张开一个角度,说明锌板带了电,而锌板被光照产生光电效应后失去电子带正电,验电器指针带与验电器小球同种电而互相排斥张开角度,故选B.例11.如图3所示为一真空光电管的应用电路,其阴极金属材料的极限频率为4.5_1014Hz,则以下判断正确的是( )A.发生光电效应时,电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率;B.发生光电效应时,电路中的光电流的饱和值取决于入射光的强度;C.用λ=0.5μm的光照射光电管时,电路中有光电流产生;D.光照射时间越长,电路中的光电流越大.解析:在光电管中若发生了光电效应,单位时间内发射光电子的数目只与入射光的强度有关,光电流的饱和值只与单位时间内发射光电子的数目有关.据此可判断AD错误.波长λ=0.5μm的光子的频率v =C/λ=6_1014HZ_gt;4.5_1014Hz,可发生光电效应.所以选项B.C正确.三.;光的本性;的有关知识在工农业生产中的应用1.薄膜干涉在工农业生产中的应用(1)增透膜:在光学透镜表面镀一层增透膜,使增透膜的厚度为透射光在薄膜中波长的1/4倍,使薄膜前后两面的反射光的光程差为波长的一半,故反射光叠加后减弱,增强透射光强度.(2)增反膜:在光学元件表面镀一层增反膜,使增反膜的厚度为入射光在薄膜中波长的1/2倍,使薄膜前后两面的反射光的光程差为一个波长,增强反射光强度.(3)用干涉法检查平面:光的干涉现象在技术中重要应用之一就是用来检查平面.在磨制各种镜面或其它精密部件时,对加工表面的形状可以用干涉法检查.如果被检查的表面是一个平面,可以在它的上面放一个透明的标准样板,并在一端垫一薄片,使样板的标准平面和被检查的平面间形成一个楔形的空气薄层,如图4所示.用单色光从上面照射,入射光从空气层的上.下表面反射出两列光波,从反射光中就会看到干涉条纹,根据干涉条纹的形状就可以判断被检查表面是不是平的.同学们在学习时必须弄清如下的几个问题:①.干涉条纹的间距或条纹宽度由哪些量决定?设楔形的空气薄层的倾角为θ,入射光的波长为λ,P1.P2处为亮纹,考虑到光从光疏介质射到光密介质有半波损失,则有:2OP1tgθ=kλ+λ/2,2OP2tgθ=(k+1)λ+λ/2所以条纹间距Δ_=OP2-OP1=λ/2tgθ.可见干涉条纹间距只与入射光的波长λ和楔形的倾角θ有`关.②.若入射光为白光,干涉条纹为什么是彩色的?如果用白光从上面照射,由于白光是由不同颜色的单色光复合而成的,而不同色光的波长不同,干涉加强的位置就不同,因此观察到的干涉条纹就是彩色条纹.③.干涉条纹的形状是由什么决定的?由于2OPtgθ=kλ+λ/2 对于某一级干涉条纹,K是一定的,因此空气薄层厚度相同的地方都是在同一级干涉条纹上,可见,干涉条纹的形状是由空气膜的厚度决定的.如果被测表面是平的,空气膜的厚度相同的各点就位于同一直线上,产生的干涉条纹就是平行直线;如果被测表面某些地方不平,那么空气膜厚度相同的各点就不再位于一条直线上,产生的干涉条纹就要发生弯曲,从干涉条纹弯曲的方向和程度就可以了解被测表面的不平情况.例12.图5所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平的装置,所用单色光是普通光源加滤光片产生的,检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的?A.a的上表面和b的下表面;B.a的上表面和b的上表面;C.a的下表面和b的上表面;D.a的下表面和b的下表面.解析:本题答案显然是C.例13.用干涉法检查工件表面的质量,产生的干涉条纹是一组平行的直线.若劈尖的上表面向上移,如图6(a)所示,则干涉条纹宽度将 _______ ;若劈尖角度增大,如图6(b),那么干涉条纹宽度将 ________ .(以上两空均选填:变宽.变窄或不变.)解析:根据;干涉条纹间距只与入射光的波长和楔形的倾角有`关;,可知劈尖的上表面向上移,如图3(a)所示,则干涉条纹宽度将不变;根据条纹间距Δ_=λ/2tgθ ,可知干涉条纹宽度将变窄.例14.用图4所示的装置,根据光的薄膜干涉原理检查平面是否平直,结果得到如图7所示的干涉图样(图7是图4的俯视图),据此可知被检平面有缺陷处的缺陷类型是:A.凸起;B.凹下;C.可能凸起,也可能凹下;D.无法判断.解析:根据干涉条纹的形状是由空气膜的厚度决定的,很容易判定被检平面有缺陷处的缺陷类型是凹下,即B正确.2.光电管在工农业生产中的应用(1).光电计数器例15.图8是一种光电计数器装置的原理图,被计数的制品放在传送带上,光源安装在传送带的一侧,光电计数装置安装在传送带的另一侧.每当传送带上有一制品通过时,光线被挡住,电磁铁放开衔铁,计数齿轮转过一齿,计数器自动地把制品数目记下来.试说明这种计数装置的工作原理.解析:每当传送带上有一个物品通过时,光线被挡住,就没有光照到光电管阴极上,光电效应就消失,没有电子从阴极发出,回路中光电流就变为零.这时线圈中没有电流通过,磁性基本消失,电磁铁放开衔铁,不能阻挡齿轮,就使计数齿轮转过一齿,计数器就自动把制品数目记下来.(2).路灯自动控制开关例16.光电管在各种自动化装置中有很多应用,街道的路灯自动控制开关就是其应用之一.如图9所示为其模拟电路,其中A为光电管,B为电磁继电器,C为照明电路,D为路灯.试简述其工作原理.解析:开关合上后,白天,光电管在可见光照射下有电子逸出,从光电管阴极逸出的电子被加速到达阳极,使电路接通电磁铁中的强电流磁场将衔铁吸下,照明电路断开,灯泡不亮.夜晚,光电管无光照射就无电子逸出,电路断开,电磁铁中无电流通过,弹簧将衔铁拉下,照明电路接通.这样就达到日出路灯熄,日落路灯亮的效果.(3).液面自控仪器例17.激光液面控制仪的原理是固定的一束激光AO以入射角i照射到液面上,反射光OB射到水平的光屏上,屏上用光电管将光信号转变成电信号,如图10所示.光电管的原理图如图11所示,在光电管上加上正向电压,就能正常工作.若把电信号输入控制系统就可以用以控制液面高度.如发现光点向右移动△S的距离到达B`,则(1) 在图11上标出电源的正负极.(2) 入射光线应照射在 ______ 上.(3) 若电流表读数为10μA,则每秒钟从光电管阴极发射的光电子数至少多少?(4) 液面升高还是降低?变化多少?解析:(1)a极为正,b极为负.(2)B,B为金属板,当光照在B板上时,电子发出,在正向电压作用下奔向A极,形成顺时针电流.(3) 电流表读数为10μA=10-5A,则每秒通过电流表电量为Q=It=1_10-5C,从阴极发射的电子数为:n= Q/e = 6.25_1013个.(4)由光的反射定律可知,光点向右移,液面应下降.作出如图10所示的光路图,由图可知ODBB,为平行四边形,△OCD为等腰三角形,CE为高,在△OCE中,由几何关系知降低的高度为(△s/2)ctgi .3.光的衍射在工农业生产中的应用例18.抽制细丝时可用激光监控其粗细,如图12所示,激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板上的一条同样宽度的窄缝规律相同,则A. 这是利用光的干涉现象;B. 这是利用光的衍射现象;C. 如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝粗了;D. 如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝细了.本题答案显然是B.D.4.利用光电效应测量电子的荷质比例19.图13所示是测定光电效应产生的光电子荷质比的实验原理简图:两块平行板相距为d,放在真空容器中,其中N金属板受光线照射时发射出沿不同方向运动的光电子,形成电流,从而引起电流表指针偏转.若调节R,逐渐增大极板间电压,可以发现电流逐渐减小,当电压表示数为U时,电流恰好为零;切断开关,在MN间加上垂直于纸面的匀强磁场,逐渐增大磁感强度,也能使电流为零.当磁感强度为B时,电流恰好为零.由此可算得光电子的荷质比e/m为多少?解析:由于当电压表示数为U时,电流恰好为零,所以光电子的最大初动能为Ekm=mV02/2=eU ;又由于切断开关,在MN间加上垂直于纸面的匀强磁场,逐渐增大磁感强度,也能使电流为零.当磁感强度为B时,电流恰好为零,所以当磁感强度为B 时,最大动能的电子做圆周运动的直径刚好为两块平行板的间距d,根据向心力公式即有BeV0=mV02/(d/2).由此可算得光电子的荷质比e/m = 8U/B2d2四.能力测试1.在下列现象中说明光具有波动性的是A.光直线传播;B.光的衍射;C.光的干涉;D.光电效应.2.下列关于光的说法中正确的是( )A.在真空中红光波长比紫光波长短;B.红光光子能量比紫光光子能量小;C.红光和紫光相遇时能产生干涉现象;D.红光照射某金属时有电子向外发射,紫光照射该金属时一定也有电子向外发射.3.在_射线管中,由阴极发射的电子被加速后打到阳极,会产生包括_光在内的各种能量的光子,其中光子能量的最大值等于电子的动能.已知阳极与阴极之间的电势差U.普朗克常数h.电子电量e和光速c,则可知该_射线管发出的_光的()A.最短波长为c/eUh;B.最长波长为hc/eU;C.最小频率为eU/h;D.最大频率为 eU/h4.地球的大气层中,基本不变的成份为氧.氮.氩等,占大气总量的99.96%.可变气体成分有二氧化碳.水气和臭氧等,这些气体的含量很少,但对大气物理状况影响却很大.据研究:人类大量燃烧矿物燃料放出大量CO2,使大气中的CO2浓度不断增大,是导致;温室效应;的主要原因:CO2比大气中的基本不变的成份为氧.氮.氩等基本不变的气体成分 .A.对可见光的吸收作用强;B.对无线电波的吸收作用强;C.对紫外线的吸收作用强;D.对红外线的吸收作用强.5.用红光照射某一光电管发生光电效应时,测得光电子的最大初动能为E1,光电流为I1;若改用光的强度与上述红光相同的紫光照射该光电管时,测得光电子的最大初动能为E2,光电流强度为I2,则:A.E2_gt;E1,I2_lt;I1;B.E2_gt;E1,I2=I1;C.E2_gt;E1,I2_gt;I1;D.E2_lt;E1,I2=I1.。

⾼中物理知识点：光的本性物理光学（很详细）知识⽹络：⼀、粒⼦说和波动说1、微粒说——（⽜顿）认为个光是粒⼦流，从光源出发，在均匀介质中遵循⼒学规律做匀速直线运动。

2、波动说——（荷兰）惠更斯、（法）菲涅尔，光在“以太”中以某种振动向外传播19世纪以前，微粒说⼀直占上风（1）⼈们习惯⽤经典的机械波的理论去理解光的本性。

（2）⽜顿的威望（3）波动理论本⾝不够完善（以太、惠更斯⽆法科学的给出周期和波长的概念）3、光的电磁说——（英）麦克斯韦，光是⼀种电磁波4、光电效应——证明光具有粒⼦性⼆、光的双缝⼲涉——证明光是⼀种波1、实验2、现象（1）接收屏上看到明暗相间的等宽等距条纹。

中央亮条纹（2）波长越⼤，条纹越宽（3）如果⽤复⾊光（⽩），出现彩⾊条纹。

中央复⾊（⽩）原因：相⼲光源在屏上叠加（加强或减弱）3、⼩孔的作⽤：产⽣同频率的光双孔的作⽤：产⽣相⼲光源（频率相同，步调⼀致，两⼩孔出来的光是完全相同的。

）3、条纹的亮暗L2—L1=（2K+1）λ/ 2 弱L2—L1=2K*λ/ 2 =Kλ强4、条纹间距∝波长6、 1 m = 10 9nm 1 m = 10 10 A【例1】⽤绿光做双缝⼲涉实验，在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为Δx。

下列说法中正确的有（ C ）A.如果增⼤单缝到双缝间的距离，Δx 将增⼤B.如果增⼤双缝之间的距离，Δx 将增⼤C.如果增⼤双缝到光屏之间的距离，Δx将增⼤D.如果减⼩双缝的每条缝的宽度，⽽不改变双缝间的距离，Δx将增⼤三、薄膜⼲涉——光是⼀种波1、实验酒精中撒钠盐，⽕焰发出单⾊的黄光2、现象（1）薄膜的反射光中看到了明暗相间的条纹。

条纹等宽（2）波长越⼤，条纹越宽（3）如果⽤复⾊光，出现彩⾊条纹3、原因——从前后表⾯反射回来的两列频率相同的光波叠加，峰峰强、⾕⾕强、峰⾕弱（阳光下的肥皂泡、⽔⾯上的油膜、压紧的两块玻璃）4、科技技上的应⽤（1）查平⾯的平整程度单⾊光⼊射，a的下表⾯与b的上表⾯反射光叠加，出现明暗相间的条纹，如果被检查的平⾯是平的，那么空⽓厚度相同的各点就位于同⼀条直线上，⼲涉后得到的是直条纹，否则条纹弯曲。

考点5 光和原子物理命题趋势几何光学历来是高考的重点，但近几年考试要求有所调整，不要求应用公式计算全反射的临界角，透镜成像也不再考查。

因此对该部分的考查，将会以定性为主，难度不会太大，灵活性会有所加强，会更注重对物理规律的理解和对物理现象、物理情景的分析能力的考查。

有两点应引起重视：一是对实际生活中常见光现象的认识，二是光路图问题。

光的本性、原子和原子核是高考的必考内容，一般难度不大，以识记、理解为主，常见的题型是选择题。

但随着高考改革的进行，试题较多的以与现代科学技术有着密切联系的近代物理为背景，这样在一些计算题，甚至压轴题中也出现了这方面的知识点。

但就是在这类题中，对这些知识点本身的考查，难度也是不大的。

需要适应的是这些知识和其他知识的综合。

“获取知识的能力”是考试说明对考生提出的五个要求中的一个。

随着命题向能力立意方向的转化，要注意近代物理知识的考查以信息题的形式出现。

知识概要光学分几何光学和光的本性两部分。

前者讨论光传播的规律及其应用，主要运用几何作图的方法。

后者重在探究“光是什么？”。

主要知识如下表：原子物理的知识难度不太大，但“点多面宽”，复习中应从原子结构三模型的发展过程、原子核反应的两类反应形式去把握知识体系，具体见下表：规律：沿直线传播小孔成像本影和半影现象 同一均匀介质中光的本性几何光学在两种介质的界面光学点拨解疑【例题1】（2001年高考理综卷）如图所示，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【点拨解疑】光线由左边三棱镜AB 面射入棱镜，不改变方向；接着将穿过两三棱镜间的未知透明介质进入右边的三棱镜，由于透明介质的两表面是平行的，因此它的光学特性相当于一块两面平行的玻璃砖，能使光线发生平行侧移，只是因为它两边的介质不是真空，而是折射率未知的玻璃，因此是否侧移以及侧移的方向无法确定（若未知介质的折射率n 与玻璃折射率玻n 相等，不侧移；若n >玻n 时，向上侧移；若n <玻n 时，向下侧移），但至少可以确定方向没变，仍然与棱镜的AB 面垂直。

热、光、波、原子物理在高考中一般占三、四个小题，属于非主干知识热、光、波、原子物理是高中物理的基本要求章节从考纲角度来看有近30个知识点，但至少占18~24分。

命题方向：1、考查基础知识，“考课本”“不回避陈题”2、“联系实际、联系高科技”成为高考命题的方向3、与力学、电磁学、光学、医学等知识综合，考查学生的综合应用知识的能力块热学 光学 波动原子和原子核物理热学主要考查对知识点的识记、理解熟练掌握五个知识点：分子动理论的三条内容（1）任何物质都是由大量分子组成的1摩尔物质包含分子6.02×1023个分子大小：分子直径和半径的数量级m 1010-，体积的数量级330m 10-，质量的数量级kg 10~kg 102624-实验：油膜法估测分子直径的大小（2）分子在永不停息的做无规则的热运动实验：布朗实验注意教材上的图、点与点之间的折线不是分子运动的轨迹永不停息就是指无规则运动的剧烈程度与温度有关，温度不能降到绝对零度，分子的运动就永远不能停息分子的无规则运动与温度有关，称为热运动，扩散不属于热运动布朗颗粒不是一个分子，而是一个分子团，是悬浮在液体中的固体颗粒受液体分子频繁碰撞的结果（3）分子之间同时存在着相互作用的引力和斥力<1>随着距离的变化，引力和斥力的大小同方向变化，只是程度不一样<2>分子间力的变化也会引起势能的变化，取决于分子力是做正功还是做负功热和功热力学第一定律做功和热传递都可以改变分子的内能热力学第二定律任何热机的效率都小于1永动机第一类永动机违反了能的守恒与转化定理第二类永动机设计的效率为100%能的守恒与转化定律，在热学现象中体现分子动理论运用到气体性质（气态）物体的内能包含分子的动能和势能的总和对气体而言，势能被忽略，内能就是动能的总和，内能的变化反映在气体分子温度的改变上气体的压强、体积、温度 对气体的状态方程C T PV=和状态变化方程222111T V P T V P =没必要做太难的训练光学1、几何光学用几何作图的规律处理光学现象2、物理光学探究光的本质知识点：几何光学中反射现象，反射定理及其应用在均匀介质中光是沿直线传播的光速不变原理光从一种均匀介质进入到另外一种均匀介质中，在交界面上会发生反射和折射现象反射定律反射光线位于入射光线和法线决定的平面反射光线和入射光线分居于法线的两侧反射角等于入射角折射定律折射光线位于入射光线和法线决定的平面折射光线和入射光线分居于法线的两侧折射角不一定等于入射角当入射角为零时，折射角等于入射角从光疏介质进入光密介质，折射角小于入射角从光密介质进入光疏介质，折射角大于入射角折射定律在高考要求下只要求：绝对折射，入射角的正弦与折射角的正弦的比值等于这种介质相对真空的折射率折射现象中的全反射现象从光密介质进入光疏介质时，当入射角达到一定程度，折射角变为90°，当入射角再大时，光线就完全返回原介质，不再发生折射现象，这时就发生了全反射现象。

一、原子的核式结构卢瑟福根据α粒子散射实验观察到的实验现象推断出了原子的核式结构．α粒子散射实验的现象是：①绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进；②极少数α粒子则发生了较大的偏转甚至返回．注意，核式结构并没有指出原子核的组成．二、波尔原子模型 玻尔理论的主要内容：1．“定态假设”：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中，电子虽做变速运动，但并不向外辐射电磁波，这样的相对稳定的状态称为定态．定态假设实际上只是给经典的电磁理论限制了适用范围：原子中的电子绕核转动处于定态时不受该理论的制约．2．“跃迁假设”：电子绕核转动处于定态时不辐射电磁波，但电子在两个不同定态间发生跃迁时，却要辐射(吸收)电磁波(光子)，其频率由两个定态的能量差值决定hν＝E m －E n ．3．“能量量子化假设”和“轨道量子化假设”：由于能量状态的不连续，因此电子绕核转动的轨道半径也不能任意取值．三、原子核的衰变及三种射线的性质 1．α衰变与β衰变方程α衰变：X A Z →42Y A Z --＋42Heβ衰变：X A Z →1Y A Z +＋01e -2．α和β衰变次数的确定方法先由质量数确定α衰变的次数，再由核电荷数守恒确定β衰变的次数． 3．半衰期(T )：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．4．特征：只由核本身的因素所决定，而与原子所处的物理状态或化学状态无关．5．规律：N ＝N 01()2t T．1．爱因斯坦质能方程：E ＝mc 2． 2．核能的计算(1)若Δm 以千克为单位，则： ΔE ＝Δmc 2．(2)若Δm 以原子的质量单位u 为单位，则： ΔE ＝Δm ×931.5 MeV ． 3．核能的获取途径(1)重核裂变：例如 23592U ＋10n →13654Xe ＋9038Sr ＋1010n(2)轻核聚变：例如 21H ＋31H →42He ＋10n聚变的条件：物质应达到超高温(几百万度以上)状态，故聚变反应亦称热核反应． 二、考查衰变、裂变、聚变以及人工转变概念 ●例2 现有三个核反应：①2411Na →2412Mg ＋____； ②23592U ＋10n →14156Ba ＋9236Kr ＋____；③21H ＋31H →42He ＋____．完成上述核反应方程，并判断下列说法正确的是( ) A ．①是裂变，②是β衰变，③是聚变B．①是聚变，②是裂变，③是β衰变C．①是β衰变，②是裂变，③是聚变D．①是β衰变，②是聚变，③是裂变[答案] ①01e-②31n③1n C【点评】①原子核自发地放出某种粒子成为新的原子核，叫做衰变；原子序数较大的重核分裂成原子序数较小的原子核，叫做重核裂变；原子序数很小的原子核聚合成原子序数较大的原子核，叫做轻核聚变．②所有核反应都遵循质量数和电荷数守恒的规律，情况复杂时可列方程组求解．三、核能和质量亏损●例3某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为1 1H＋126C→137N＋Q111H＋157N→126C＋X＋Q2下列判断正确的是[2009年高考·重庆理综卷]() A．X是32He，Q2>Q1B．X是42He，Q2>Q1C．X是32He，Q2<Q1D．X是42He，Q2<Q1【解析】核反应方程：11H＋126C→137N中的质量亏损为：Δm1＝1.0078 u＋12.0000 u－13.0057 u＝0.0021 u 根据电荷数守恒、质量数守恒可知：1 1H＋137N→126C＋42He其质量亏损为：Δm2＝1.0078 u＋15.0001 u－12.0000 u－4.0026 u＝0.0053 u根据爱因斯坦质能方程得：Q1＝Δm1c2，Q2＝Δm2c2故Q1＜Q2．[答案] B【点评】要注意u为质量单位，并不是能量单位，其中1 u＝1.6606×10－27kg,1 u c2＝931.5 MeV．自测一：一、选择题(10×4分)1．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素．下列有关放射性知识的说法中，正确的是()A．23592U衰变成20682Pb要经过6次β衰变和8次α衰变B．氡的半衰期为3.8天，若有4个氡原子核，则经过3.8天后就一定只剩下2个氡原子核C．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的D．β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领远比γ射线弱【解析】由质量数守恒和电荷数守恒可知A正确；放射性同位素存在半衰期是一个统计规律，对于大量的原子核才成立，4个氡原子核经过3.8天后可能剩4个，也可能剩3个，还可能剩2个或1个都不剩，B错误；β衰变的方程为：A yx →1Ayx-＋01e-，C正确；β射线是高速电子，不是电磁波，D错误．[答案] AC2．一列简谐横波沿x轴所在直线传播，图示为某时刻的波形图，其中A处到O的距离为0.5 m，此时A处的质点沿y轴负方向运动，再经0.02 s第一次到达波谷，则() A．这列波的波长为1 mB．这列波的频率为100 HzC．这列波的波速为25 m/sD．这列波的传播方向沿x轴负方向【解析】由A点正沿y轴负方向振动可知波向x轴的负方向传播，D正确．又由题意及图象可知λ＝1 m，T＝0.08 s，故f＝1T ＝12.5 Hz，v＝λT＝12.5 m/s．[答案] AD3．地面附近有一正在上升的空气团，它与外界的热交换忽略不计．已知大气压强随高度增加而降低，则该气团在此上升过程中(不计气团内分子间的势能)[2008年高考·重庆理综卷]()A．体积减小，温度降低B．体积减小，温度不变C．体积增大，温度降低D．体积增大，温度不变【解析】本题考查气体的有关知识，属于中等难度题目．随着空气团的上升，大气压强也随着减小，那么空气团的体积会增大，空气团对外做功，其内能会减小，因为不计分子势能，所以内能由其温度决定，则其温度会降低．所以空气团的体积增大、温度降低、压强减小．[答案] C4．“轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核(称为母核)俘获一个核外电子，使其内部的一个质子变成中子，并放出一个中微子，从而变成一个新核(称为子核)的过程．中微子的质量远小于质子的质量，且不带电，很难被探测到，人们最早就是通过子核的反冲而间接证明中微子的存在的．若一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”，衰变成子核并放出中微子，则下列说法正确的是()A．母核的质量数等于子核的质量数B．母核的电荷数大于子核的电荷数C．子核的动量与中微子的动量相同D．子核的动能大于中微子的动能【解析】这一核反应中粒子的质量数不变，电荷数减少一个，选项A、B正确；子核与中微子的动量大小相等、方向相反，选项C错误；又由E k＝p22m，故子核的动能远小于中微子的动能，选项D错误．[答案] AB5．用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象．图甲是点燃的酒精灯(在灯芯上洒些盐)，图乙是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈，将金属线圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是[2008年高考·上海物理卷]()A．当金属线圈旋转30°时，干涉条纹同方向旋转30°B．当金属线圈旋转45°时，干涉条纹同方向旋转90°C．当金属线圈旋转60°时，干涉条纹同方向旋转30°D．干涉条纹保持不变【解析】金属线圈的转动，改变不了肥皂液膜的上薄下厚的形状，由干涉原理可知，干涉条纹与金属线圈在该竖直平面内的转动无关，仍然是水平的干涉条纹，故D正确．[答案] D6．在应用电磁波的特性时，下列符合实际的是()A．医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒B．医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒C．人造卫星对地球拍摄时利用紫外线照相有较好的分辨率D．人造气象卫星对地球拍摄时利用红外线照相是利用红外线透射率高和热效应强【解析】紫外线的化学效应明显，还具有生理作用，故常用来对病房和手术室进行消毒；而X射线的穿透力强，生理作用、化学效应并不明显，不能用于手术室消毒，常用以透视，故B正确，A错误．因为任何物质都会发出红外线，且发射的波长与温度有关，红外线的波长长，透过云雾和微尘能力强，故常用于拍摄气象云图．而地球周围传播的紫外线极少，无法用紫外线感光来拍摄地球的状况．[答案] BD7．如图所示，已知用光子能量为2.82 eV 的紫色光照射光电管中的金属涂层时，电流表的指针发生了偏转．若将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，电流表的示数恰好减小到0，电压表的示数为1 V，则该金属涂层的逸出功约为()A．2.9×10－19 J B．4.5×10－19 JC．2.9×10－26 J D．4.5×10－26 J【解析】由电场力做功的公式可知，当光电子的最大初动能E k≤eU0时，光电流为零，故知E k＝1.6×10－19 J，所以W＝hν－E k＝2.9×10－19 J．[答案] A8．下列关于分子运动和热现象的说法中，正确的是()A．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子存在斥力的缘故B．100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子之间的势能增加C．对于一定量的气体(分子间的作用力不计)，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热D．如果气体分子总数不变，气体温度升高，则压强必然增大【解析】气体分子之间的引力大于斥力，但都小到可忽略不计，气体失去了容器的约束时会散开是因为气体分子热运动的缘故，故A错误；100°的水变成100℃的水蒸气的过程吸收热量，内能增加，但分子平均动能并没有增加，说明分子势能增加了，故B正确；气体的体积增大，分子密度变小，而压强保持不变，说明分子的平均动能增大，内能增大了，由ΔU＝W＋Q，W＜0，得Q＝ΔU＋|W|，故C正确；气体的温度升高，分子的平均动能增大，若体积膨胀较大，分子密度变小，气体压强也可能减小或不变，D错误．[答案] BC9．一列简谐横波沿x轴正方向传播，其振幅为2 cm．已知在t＝0时刻相距30 m的a、b两质点的位移都是1 cm，但运动方向相反，其中a质点沿y轴负方向运动，如图所示．则()A．a、b两质点的平衡位置间的距离为半波长的奇数倍B．t＝0时刻a、b两质点的加速度相同C．a质点的速度最大时，b质点的速度为零D．当b质点的位移为＋2 cm时，a质点的位移为负【解析】a、b两质点的间距可能小于半个波长，或为nλ＋Δx，A错误；t＝0时刻a、b 两质点的位移相同，故加速度相同，B正确；在a由此刻到达平衡位置的时间内，a的平均速率大于b的平均速率，故这一时间内b还没有到达波峰，当b到达波峰时a已处于x轴的下方，故C错误、D正确．[答案] BD10．图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象．则从该时刻起()A．经过0.35 s后，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离B．经过0.25 s后，质点Q的加速度大于质点P的加速度C．经过0.15 s后，波沿x轴的正方向传播了3 mD．经过0.1 s后，质点Q的运动方向沿y轴的正方向【解析】图乙描述的是图甲中P点的振动图象．由图乙不难看出P点的振动周期为0.2 s，零时刻质点P处于平衡位置且将沿y轴负方向振动．因此，图甲的波动图象将沿x轴的正方向传播，Q 点在该时刻将沿y 轴正方向振动，由于在同一列波中各个质点的振动周期相同，经过0.35 s(即 74T )后，Q 点将处于x 轴下方某处但不是位于波谷位置，而P 点将处于波峰位置，则选项A 正确；经过0.25 s(即 54T )后，Q 点将处于x 轴上方某处但不是位于波峰位置，而P 点将处于波谷位置，则该时刻Q 点的加速度小于P 点的加速度，故选项B 错误；由v ＝λT 可知波速为 20 m/s ，经过0.15 s(即 34T )后，波沿x 轴的正方向传播了3 m ，则选项C正确；经过0.1 s (即 12T )后，Q 点的运动方向沿y 轴的负方向，故选项D 错误．[答案] AC二、非选择题(共60分)11．(6分)有两位同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室，各自在那里利用先进的DIS 系统较准确地探究了“单摆的周期T 与摆长L 的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了T 2－L 图象，如图甲所示．去北大的同学所测实验结果对应的图线是________(填“A ”或“B ”)．另外，在南大做探究的同学还利用计算机绘制了两种单摆的振动图象(如图乙所示)，由图可知，两单摆的摆长之比L aL b＝________．【解析】由T ＝2πLg ，可得g ＝4π2LT2 因为g 北＞g 南，故北大实验结果对应图线B ．又由图乙可知L a L b ＝(T a T b )2＝49．[答案] B (3分) 49(3分)12．(9分)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，已经准备的器材有：油酸酒精溶液、滴管、浅盘和水、玻璃板、彩笔和坐标纸．要完成本实验，还欠缺的器材有__________________．已知油酸酒精溶液中油酸的体积比浓度为0.05%,1 mL这样的溶液合80滴．现将1滴该溶液滴在水面上，这滴溶液中纯油酸的体积是________m3．用彩笔描绘出油膜轮廓线后，印在坐标纸上，如图所示．已知坐标纸每一小格的边长为1 cm，则油膜的面积为______m2．根据上面的数据，估算油酸分子的直径是______m．(结果保留一位有效数字)[答案] 量筒、痱子粉(2分) 6.25×10－12(2分) 1.25×10－2(2分)5×10－10 (3分)13．(10分)在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，准备了下列仪器：A．白炽灯B．双窄缝片C．单窄缝片D．滤光片E．毛玻璃光屏(1)把以上仪器安装在光具座上，自光源起合理的顺序是________________(填字母)．(2)在某次实验中，用某种单色光通过双缝在光屏上得到明暗相间的干涉条纹，其中亮纹a、c的位置利用测量头上的分划板确定，如图所示．其中表示a纹位置(如图甲所示)的手轮读数为________mm，表示c纹位置(如图乙所示)的手轮读数为________mm．(3)已知双缝间的距离为0.18 mm，双缝与屏的距离为500 mm，则单色光的波长为________μm．[答案] (1)ADCBE(4分)(2)1.790(2分) 4.940(2分)(3)0.567(2分)14．(11分)利用插针法可以测量半圆柱形玻璃砖的折射率．实验方法如下：在白纸上作一直线MN，并作出它的一条垂线AB，将半圆柱形玻璃砖(底面的圆心为O)放在白纸上，它的直径与直线MN重合，在垂线AB上插两个大头针P1和P2，如图甲所示，然后在半圆柱形玻璃砖的右侧插上适量的大头针，可以确定光线P1P2通过玻璃砖后的光路，从而求出玻璃的折射率．实验室中提供的器材除了半圆柱形玻璃砖、木板和大头针外，还有量角器等．甲(1)某学生用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的垂线AB上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在半圆柱形玻璃砖右侧的区域内，无论从何处观察，都无法透过玻璃砖同时看到P1、P2的像，原因是________________________________________________，他应采取的措施是______________________________________________．(2)为了确定光线P1P2通过玻璃砖后的光路，在玻璃砖的右侧，最少应插________枚大头针．(3)请在半圆柱形玻璃砖的右侧估计所插大头针的可能位置(用“×”表示)，并作出光路图．为了计算折射率，应该测量的量有：________(在光路图上标出)，计算折射率的公式是________________．[答案] (1)光线P1P2垂直于界面进入半圆柱形玻璃砖后到达圆弧面上的入射角大于临界角，发生全反射现象，光不能从圆弧面折射出来(2分)向上移动半圆柱形玻璃砖，使到达圆弧面上的光线的入射角小于临界角(2分)(2) 1(2分)(3)光路图如图乙所示(2分)乙入射角i和折射角r(2分)n＝sin rsin i(1分)15．(12分)与其他能源相比，核能具有能量密度大、地区适应性强的优势．在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能．核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能．(1)核反应方程式23592U＋1n→14156Ba＋9236Kr＋a X是反应堆中发生的许多核反应中的一种，X为待求粒子，a为X的个数．则X为________，a＝________．以m U、m Ba、m Kr分别表示23592U、14156Ba、9236Kr的质量，m n、m p分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能ΔE＝_____________________________________．(2)有一座发电功率P＝1.00×106 kW的核电站，核能转化为电能的效率η＝40%．假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应，已知每次核反应过程放出的核能ΔE＝2.78×10－11 J，23592U的质量M U＝390×10－27 kg．求每年(1年＝3.15×107 s)消耗的23592U的质量．【解析】(1)依据核电荷数守恒和质量数守恒定律可判断：X为中子(1n)，且a＝3(2分)据爱因斯坦的质能方程ΔE＝Δmc2可得：ΔE＝[m U－(m Ba＋m Kr＋2m n)]·c2．(4分)(2)由题意知：P＝1.00×106 kWt＝3.15×107 s因为W＝Pt(1分)W总＝Wη＝Ptη(1分)故核反应次数n＝Ptη·ΔE(1分)每年消耗23592U的质量为：M总＝nM U＝Ptη·ΔE·M U＝1104.77 kg．(3分)[答案] (1)中子(1n)3[m U－(m Ba＋m Kr＋2m n)]·c2(2)1104.77 kg16．(12分)太阳帆飞船是利用太阳光的压力进行太空飞行的航天器，由于太阳光具有连续不断、方向固定等特点，借助太阳帆为动力的航天器无须携带任何燃料．在太阳光光子的撞击下，航天器的飞行速度会不断增加，并最终飞抵距地球非常遥远的天体．现有一艘质量为663 kg的太阳帆飞船在太空中运行，其帆面与太阳光垂直．设帆能100%地反射太阳光，帆的面积为66300 m2，且单位面积上每秒接受到的太阳辐射能量E0＝1.35×103 J，已知太阳辐射的光子的波长绝大多数集中在波长为2×10－7m～1×10－5m波段，计算时可取其平均波长1.0×10－7 m，且不计太阳光反射时频率的变化．已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s．(1)每秒钟射到帆面的光子数为多少？(2)由于光子作用，飞船得到的加速度为多少？自测二：一、在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确.1.α粒子散射实验说明了［AD］Ａ.原子有一个很小的核Ｂ.电子有一系列不连续的轨道Ｃ.原子核由质子和中子组成Ｄ.原子核集中了原子的全部正电荷和几乎全部的质量2.高速α粒子在金原子核电场作用下的散射现象如图所示，虚线表示α粒子的运动轨迹，实线表示金核各等势面.设α粒子经过ａ、ｂ、ｃ三点时的速度分别为ｖａ、ｖｂ、ｖｃ，电势能分别为Ｅａ、Ｅｂ、Ｅｃ，则［BD］Ａ.ｖｃ＜ｖｂ＜ｖａＢ.ｖｂ＜ｖａ＜ｖｃＣ.Ｅａ＞Ｅｂ＞ＥｃＤ.Ｅｂ＞Ｅａ＞Ｅｃ3.下列说法中正确的是［BC］Ａ.天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的Ｂ.玻尔的原子结构理论是在卢瑟福核式结构学说上引进了量子理论Ｃ.γ射线是波长很短的电磁波，它的贯穿能力很强Ｄ.卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构4.关于α、β、γ三种射线，下列说法中正确的是［C］Ａ.α射线是原子核自发放射出氦核，它的穿透能力最强Ｂ.β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力Ｃ.γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力最强Ｄ.γ射线是电磁波，它的穿透能力最弱5.一群氢原子处于ｎ=4的激发态，当它们自发地跃迁到较低的能级时，则［BC］Ａ.可能辐射出3种不同频率的光子Ｂ.可能辐射出6种不同频率的光子Ｃ.频率最高的光子是由ｎ=4能级向ｎ=1能级跃迁时辐射出的Ｄ.波长最短的光子是由ｎ=4能级向ｎ=3能级跃迁时辐射出的6.氢原子核外电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，下列说法中错误．．的是［ACD］Ａ.电子动能增大，电势能减少，且减少量等于增大量Ｂ.电子动能增大，电势能减少，且减少量大于增大量Ｃ.电子动能增大，电势能减少，且减少量小于增大量Ｄ.电子动能减小，电势能增大，且减少量等于增大量7．a、b两种放射性元素，质量分别为ma以和mb，已知a的半衰期为15天，b的半衰期为30天，若经过60天，两元素的质量相同，则ma与mb之比为(B)(A)1：4 (B)4：1 (C)2：1 (D)1：28.以下哪些现象和原子核的变化有关［B］Ａ.α粒子散射Ｂ.天然放射性Ｃ.光电效应Ｄ.热核反应9．天然放射现象中，β衰变放出的电子的来源是 (C )(A)原子的外层电子 (B)原子的内层电子(C)原子核内中子衰变为质子时放出的电子 (D)原子核内质子衰变为中子时放出的电子10.经过一系列α衰变和β衰变，成为稳定的原子核，那么下列说法中正确的是［BCD］Ａ.共经过4次α衰变和6次β衰变Ｂ.共经过6次α衰变和4次β衰变Ｃ.铅核比钍核少8个质子Ｄ.铅核比钍核少16个中子11.如图所示，是原子核人工转变实验装置示意图.Ａ是α粒子源，Ｆ是铝箔，Ｓ为荧光屏，在容器中充入氮气后屏Ｓ上出现闪光，该闪光是由于［B］Ａ.α粒子射到屏上产生的Ｂ.α粒子从氮核里打出的粒子射到屏上产生的Ｃ.α粒子从Ｆ上打出的某种粒子射到屏上产生的Ｄ.粒子源中放出的γ射线射到屏上产生的12.下列核反应的方程中正确的是［ABC］13．在α粒子散射实验中，当粒子最接近金原子核时，则α粒子（ACD）(A)动能最小 (B)势能最小 (C)势能最大 (D)所受原子核的斥力最大14．当a粒子被重核散射时，如图所示的运动轨迹哪些是不可能存在的? (BC )15．在α粒子散射实验中，使原子核对少数a粒子产生大角度偏转的作用力，其性质是属于 (B )A．万有引力 B．库仑力 C．磁场力 D．核力16．在下列四个核反应方程中，x 表示中子的是 ( CD )(A) X O He N +→+17842147 (B) X Mg n Al +→+2712102713(C) X He H H +→+423121 (D)n Xe Sr X U 101365490382359210++→+17.据最新报道，放射性同位素钬可有效治疗肝癌，该同位素原子核内中子数与核外电子数之差是 ［A ］Ａ.32 Ｂ.67 Ｃ.99 Ｄ.166二、把答案填在题中横线上.18．把下列原子物理领域中科学家所做的重要贡献填在空格中(1)卢瑟福 ____b ______ (a)解释氢光谱规律(2)玻尔 ____a ______ (b)原子核式结构理论(3)玛丽·居里 ____f ______ (c)第一次制成人工放射性同位素(4)汤姆生 ____d ______ (d)发现电子(5)爱因斯坦 ____g ______ (e)发现中子(6)约里奥·居里 ____c ______ (f)发现天然放射性元素镭(7)查德威克 ____e ______ (g)解释光电效应现象19. 如图所示，由天然放射性元素钋（Ｐｏ）放出的射线Ｘ１轰击铍（94Ｂｅ）时会产生粒子流Ｘ２，用Ｘ２轰击石蜡时会打出粒子流Ｘ３.则 Ｘ１为：__α粒子_______； Ｘ２为：__中子_______； Ｘ３为：__质子________.20.最初发现质子的核反应方程是 ________________________________________________最初发现中子的核反应方程是 ________________________________________________21．放射性同位素a 的半衰期为2T ，b 的半衰期为T ，某时刻a 和b 的质量分别为a m =m ，和b m =16m 。

高考物理复习指导（五）热学、光的本性、原子物理新人教版热学、光的本性、原子物理一、归纳二、趋势热学、光的本性、原子物理是高中物理中的了解、认识内容，在高考中多以选择题出现。

总结近年高考的命题趋势，这部分的内容，主要考查基础知识，如基本概念、基本现象和基本方法等；要求学生能够识忆。

复习中要抓基础，较繁琐的数学计算（如结合能）可适当删减，但表达式必需会。

1、分子动理论是热学的理论基础，阿伏加德罗常数将微观和宏观有机地联系在一起。

以生产生活实例为背景，以理想气体为载体，将热力学第一、第二定律及气体状态参量的变化规律有机结合进行分析、推理能力的考查，是近几年高考命题的热点和趋势。

2、光的本性：(1)、光的干涉、衍射现象(2)、光谱及其分析、电磁波谱、激光、光的偏振现象(3)、光电效应3、原子结构和原子核：(1)、α粒子散射实验结果与原子的核式结构内容。

(2)、玻尔三个假设内容与氢原子跃迁发光(3)、半衰期(4)、核反应方程填充和衰变时质子数、中子数、质量数等的变化情况分析(5)、根据质能方程计算释放的能量三、基本方法理想化模型的建立（如分子结构模型、理想气体等）和统计思想是热学研究问题的基本方法。

注意宏观和微观的不同。

光的本性和原子物理，多以理解为基础，识记。

四、基本题型：1．有关分子的计算(1)阿伏加德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，它们利用整体与个体的关系进行计算，本题给出了它的最常见的计算方法；(2)由于分子间存在的间隙的差别，气体分子平均占有体积比分子的实际体积V0大得多，而固、液分子两者是近似相等。

2．分子的热运动(1)布朗运动是悬浮在液体表面的固体微粒的无规则运动，反映了液体分子永不停息地做无规则运动；易错点在于误认为布朗运动就是分子热运动。

(2)不同的物质彼此进入对方的现象叫扩散现象，扩散现象说明分子间有空隙。

3．分子间的相互作用力，分子力做功与分子势能变化的关系固体在平衡时，分子间的引力与斥力大小相等，处于平衡状态，而当我们对它施加作用力而企图把它拉长时，分子间的距离稍微变大一点，分子间的引力就大于斥力，从而分子间的作用力宏观上变成了引力，因此很难被拉断。

高考物理光和原子物理在高考物理中，“光和原子物理”这一板块虽然所占分值相对较小，但却是不可或缺的重要组成部分。

它不仅涉及到一些基础的物理概念和原理，还与现代科技的发展密切相关。

光，这一神奇的存在，从我们日常生活中的照明到高科技领域的激光应用，无处不在。

在物理中，我们需要理解光的本质和特性。

光是一种电磁波，具有波粒二象性。

这意味着它既表现出波动性，如干涉、衍射等现象；又表现出粒子性，比如光电效应。

干涉现象是光波动性的一个典型表现。

当两列光波相遇时，如果它们的波峰和波谷相互重合，就会形成明亮的条纹；如果波峰和波谷相互抵消，就会形成暗条纹。

这就好像两群人在操场上跑步，步伐整齐时，相互叠加会显得更加强劲；步伐混乱时，就会相互抵消。

衍射则是光在遇到障碍物或者小孔时，会绕过它们并在障碍物后面形成新的光波分布。

而光电效应则展示了光的粒子性。

当光照射到金属表面时，会有电子从金属表面逸出。

但这并不是说光越强，逸出的电子能量就越高。

而是光的频率决定了能否逸出电子以及逸出电子的最大初动能。

这就像是一个特定的钥匙（光的频率）才能打开特定的锁（金属表面），而不是力量越大（光强）就能打开。

接下来谈谈原子物理。

原子是构成物质的基本单位，了解原子的结构和特性对于理解物质的本质至关重要。

原子由原子核和核外电子组成。

原子核带正电，包含质子和中子，而核外电子带负电，围绕原子核做高速运动。

原子的核式结构模型就像是一个小小的太阳系，原子核是太阳，电子是围绕太阳运转的行星。

原子的能级结构是原子物理中的一个重要概念。

电子在不同的能级上运动，就像人在不同的楼层上。

当电子从高能级跃迁到低能级时，会释放出能量，这能量以光子的形式发射出来，形成了各种光谱。

反之，当电子吸收一定能量的光子时，会从低能级跃迁到高能级。

放射性现象也是原子物理的重要内容之一。

某些原子核会自发地发生衰变，放出α粒子、β粒子或γ射线。

α粒子就是氦原子核，β粒子是电子，γ射线则是一种高能电磁波。

[二轮复习]第六讲热学光学原子物理[高考导航]热学是研究与温度有关的热现象的科学。

分子动理论是物质的微观结构学说，是宏观现象与微观本质的联系纽带；能的转化和守恒定律是自然界普遍适用的规律，热力学第二定律表明热现象的宏观过程都具有方向性阿伏伽德罗常数是联系宏观量与微观量的桥梁；压强是联系力学状态和热学状态的纽带．光的直线传播、光的反射定律、光的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，高考试题多是从光线的传播方向，通过做光路图、计算等方式来考查学生对基本规律的理解和应用。

光的本性复习中，要知道光本性学说的历史发展概况：从牛顿支持的微粒说，到惠更斯的波动说，到麦克斯韦的电磁说，再到爱因斯坦的光子说。

对这四个学说的实验基础、学说内容、要能较好理解。

原子和原子核知识，是人类对物质结构的认识史，重点是核式结构、玻尔理论、原子核衰变、质能方程、核反应方程等。

要熟记一些重要的史实和核反应方程，“考课本”、“不回避陈题”是本章高考题的特点。

[典型例题]例1、下列叙述中，正确的是（ C ）A、布朗运动就是液体分子的热运动B、对一定质量的气体加热，内能一定增加C、1千克0℃水的内能比1千克0℃冰的内能大D、分子间的距离r越小，分子引力越小，分子斥力越大例2、下列说法正确的是（ C ）A、布朗运动就是颗粒分子的热运动B、分子的势能随分子间距离的增大而增大C、分子间相互作用的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小D、气体分子的平均动能越大，气体压强越大例3.图中气缸内盛有定量的理想气体，气缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与气缸壁的接触是光滑的，但不漏气. 现将活塞杆与外界连接使缓慢地向右移动，这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功. 若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是（ C ）A、气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，因此此过程违反热力学第二定律B、气体是从单一热源吸热，但并未全用来对外做功，所以此过程不违反热力学第二定律C、气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律D、上述A、B、C三种说法都不对例4、一定质量的理想气体，在不与外界发生热交换的情况下，可能实现的变化为（ A C ）A、温度升高，压强变大，体积减小B、温度升高，压强不变，体积增大C、温度降低，压强减小，体积增大D、温度降低，压强减小，体积不变PV=nRT例5、一束复色可见光射到置于空气中的平板玻璃上，穿过玻璃后从下表面射出，变为a、b两束平行单色光，如图所示，对于两束单色光来说（ BC ）A、玻璃对a的折射率较大B、a光在玻璃中传播的速度较大 V=C/nC、b光每个光子的能量较大D、b光的波长较长例6、用同一束单色光，在同一条件下，先后照射锌片和银片，都能产生光电效应。

第七讲 光的本性 原子物理[考纲内容和要求]光电效应（A ）光子（A ）爱因斯坦光电效应方程（B ）光的波粒二象性（A ）物质波（A ）激光的特性及其应用（A ）光的本性学说的发展简史（A ）α粒子散射实验（A ）原子的核式结构（A ）氢原子的能级结构（B ）氢原子的电子云（A ）光子的发射和吸收（A ）原子核的组成（A ）天然放射性（A ）α、β、γ射线（A ）衰变（A ）半衰期（A ）原子核的人式转变（A ）核反应（A ）放射性同位素（A ）放射性污染和防护（A ）质量亏损（A ）爱因斯坦质能方程（B ）重核的裂变（A ）链式反应（A ）核反应堆（A ）轻核的聚变（A ）可控热核反应（A ）人类对物质结构的认识（A ）一、基本概念的应用（高考几乎只在选择题中出现）1.光的反射、折射、干涉、衍射、偏振；光谱；电磁波谱例１.下列现象中说明光具有波粒二象性的是：（ D ）A.光的色散和光的干涉B.光的干涉和偏振C.光的反射和光的折射D.泊松亮斑和光电效应例2.在应用电磁波的特性时，下列符合实际的是：（ BD ）A.医院里常用X 射线对病房和手术室进行消毒B.医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒C.人造卫星对地面拍摄是利用紫外线照相有较好的分辩率D.人造卫星对地面拍摄是利用红外线照相有较好的分辩率例3.不同的电磁波产生机理不一定相同，在下列四组电磁波中产生机理相同的是：（ A ）A.红外线、紫外线、可见光B.微波、X 射线、 射线C.无线电波、微波、红外线D.红外线、紫外线、伦琴射线2.原子核式结构、玻尔原子理论、天然放射现象、人工核转变、核能、重核裂变、轻核聚变 例4.根据玻尔理论，氢原子辐射一个光子后，则：（ B ）A.电子绕核旋转半径变大B.电子的动能变大C.氢原子电势能变大D.氢原子的能级值变大例5.下列现象中，与原子内部变化有关的是：（ C ）A.α粒子散射B.光电效应C.天然放射现象D.原子发光现象例6.构成等离子显示屏的等离子管发光，是通过高电压使低压氖氙气体原子的：（ B ）A.自由电子周期性的运动而发光B.外层电子受到激发而发光C.内层电子受到激发而发光D.原子核受到激发而发光例7.一九九九年9月18日，中共中央、国务院、中央军委在人民大会堂隆重表彰研制“两弹一星”作出突出贡献的科学家，下列核反应方程中属研究两弹的基本核反应方程式的是：（ BD ）A.147N + 42 He → 178 O + 11 H B. 23592 U + 10 n → 9038 Sr + 13654Xe + 1010 n C. 23892 U → 23490Th + 42 He D. 21H + 31 H → 42 He + 10 n二、基本实验（高考几乎只在选择题中出现）1.光电效应、干涉法检查平面例8.如图所示为一真空光电管的应用电路，其阴极金属材料的极限频率为4.5×1014Hz ，则以下判断正确的是：（ BC ）A.发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率B.C.用λ=0.5μm 的光照射光电管时，电路中有电流产生D.光照时间越长，电路中的光电流越大例9. 这时光电流为I ，光电子的最大初动能为E K ，那么：（BD A.若用滤光片对复色光只滤去红光，则光电流I 一定变小 B.若用滤光片对复色光只滤去红光，则光电流I 有可能不变C.若用滤光片对复色光只滤去黄光，则E K 一定不变D.若用滤光片对复色光只滤去紫光，则E K 一定变小2.α粒子散射、卢瑟福发现质子、查德威克发现中子例10.对α粒子散射实验装置的描述，下列说法正确的是：（ AD ）A.主要实验器材有：放射源、金箔、荧光屏、显微镜B.金箔的厚度对实验无影响C.如果改用铝箔就不能发生散射现象D.实验装置必须放在真空中 M 例11.如图所示，是卢瑟福发现质子的实验装置， M 是显微镜，S 是闪光屏，窗口F 处装铝箔， 氮气由阀门T 充入，A 是放射源。