2016创新设计高考物理浙江专用二轮专题复习：专题六 选修3-4 选修3-5专题六 第12讲
高考物理一轮复习 规范练六 选修3-4
规范练六选修3－41．(2016·湖南衡阳联考)(1)(5分)如图所示，一横截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜，两种颜色不同的可见光细光束a、b，垂直于斜边从空气射向玻璃，光路如图所示，则下列说法正确的是________。
(填正确答案标号，选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错一个扣3分，最低得分为0分)A．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率B．a光和b光由空气进入玻璃棱镜后频率都变小C．a光和b光在玻璃中传播时a光的波长小于b光的波长D．在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的条纹间距比b光大E．a光和b光以相同的入射角由玻璃射向空气，若逐渐增大入射角，则b光先发生全反射(2)(10分)如图甲所示，在某介质中波源A、B相距d＝20 m，t＝0时两者开始上、下振动，A只振动了半个周期，B连续振动，所形成的波的传播速度都为v＝1.0 m/s，开始阶段两波源的振动图象如图乙所示。
①求距A点1 m处的P质点，在t＝0到t＝22 s内所经过的路程；②求在t＝0到t＝16 s内从A发出的半个波前进过程中所遇到的波峰个数；2．(2016·河北保定调研)(1)(5分)一列简谐机械横波沿x轴正方向传播，波速为2 m/s。
某时刻波形如图所示，a、b两质点的平衡位置的横坐标分别为x a＝2.5 m，x b＝4.5 m，则下列说法中正确的是________。
(填正确答案标号。
选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。
每选错1个扣3分，最低得分为0分)A．质点b振动的周期为4 sB．平衡位置x＝10.5 m处的质点(图中未画出)与质点a的振动情况总相同C．此时质点a的速度比质点b的速度大D．质点a从图示时刻开始在经过1/4个周期的时间内通过的路程为2 cmE．如果该波在传播过程中遇到尺寸小于8 m的障碍物，该波可发生明显的衍射现象(2)(10分)如图所示，一个正方体玻璃砖的边长为a，折射率n＝1.5，立方体中心有一个小气泡。
【新步步高】2015-2016学年高二物理教科版选修3-5导学案：第一章 4 习题课 动量守恒定律的应用 Word版含答
4习题课动量守恒定律的应用[目标定位] 1.进一步理解动量守恒定律的含义，理解动量守恒定律的系统性、相对性、矢量性和独立性．2．进一步熟练掌握应用动量守恒定律解决问题的方法和步骤．1．动量守恒定律成立的条件动量守恒定律的研究对象是相互作用的物体系统，其成立的条件可理解为：(1)理想条件：系统不受外力．(2)实际条件：系统所受外力为零．(3)近似条件：系统所受外力比相互作用的内力小得多，外力的作用可以被忽略．(4)推广条件：系统所受外力之和虽不为零，但在某一方向，系统不受外力或所受的外力之和为零，则系统在这一方向上动量守恒．2．动量守恒定律的五性动量守恒定律是自然界最重要、最普遍的规律之一．它是一个实验定律，应用时应注意其：系统性、矢量性、相对性、同时性、普适性．一、动量守恒条件及守恒对象的选取1．动量守恒定律成立的条件：(1)系统不受外力或所受外力的合力为零；(2)系统在某一方向上不受外力或所受外力的合力为0；(3)系统的内力远大于外力．2．动量守恒定律的研究对象是系统．选择多个物体组成的系统时，必须合理选择系统，再对系统进行受力分析，分清内力与外力，然后判断所选系统是否符合动量守恒的条件．【例1】图1－4－1质量为M和m0的滑块用轻弹簧连接，以恒定速度v沿光滑水平面运动，与位于正对面的质量为m的静止滑块发生碰撞，如图1－4－1所示，碰撞时间极短，在此过程中，下列情况可能发生的是()A．M、m0、m速度均发生变化，碰后分别为v1、v2、v3，且满足(M＋m0)v＝M v1＋m v2＋m0v3B．m0的速度不变，M和m的速度变为v1和v2，且满足M v＝M v1＋m v2 C．m0的速度不变，M和m的速度都变为v′，且满足M v＝(M＋m)v′D．M、m0、m速度均发生变化，M和m0的速度都变为v1，m的速度变为v2，且满足(M＋m0)v＝(M＋m0)v1＋m v2答案BC解析M和m碰撞时间极短，在极短的时间内弹簧形变极小，可忽略不计，因而m0在水平方向上没有受到外力作用，动量不变(速度不变)，可以认为碰撞过程中m0没有参与，只涉及M和m，由于水平面光滑，弹簧形变极小，所以M和m组成的系统水平方向动量守恒，两者碰撞后可能具有共同速度，也可能分开，所以只有B、C正确．二、单一方向动量守恒问题1．动量守恒定律的适用条件是普遍的，当系统所受的合外力不为零时，系统的总动量不守恒，但是不少情况下，合外力在某个方向上的分量却为零，那么在该方向上系统的动量分量就是守恒的．2．分析该方向上对应过程的初、末状态，确定初、末状态的动量．3．选取恰当的动量守恒的表达式列方程．三、多物体多过程动量守恒定律的应用对于由多个物体组成的系统，由于物体较多，作用过程较为复杂，这时往往要根据作用过程中的不同阶段，将系统内的物体按作用的关系分成几个小系统，对不同阶段、不同的小系统准确选取初、末状态，分别列动量守恒定律方程求解．【例2】(2014·江西高二联考)如图1－4－2所示，A、B两个木块质量分别为2 kg与0.9 kg，A、B与水平地面间接触面光滑，上表面粗糙，质量为0.1 kg 的铁块以10 m/s的速度从A的左端向右滑动，最后铁块与B的共同速度大小为0.5 m/s，求：图1－4－2(1)A的最终速度；(2)铁块刚滑上B时的速度．答案(1)0.25 m/s(2)2.75 m/s解析(1)选铁块和木块A、B为一系统，由系统总动量守恒得：m v＝(M B＋m)v B＋M A v A可求得：v A＝0.25 m/s(2)设铁块刚滑上B时的速度为u，此时A、B的速度均为v A＝0.25 m/s.由系统动量守恒得：m v＝mu＋(M A＋M B)v A可求得：u＝2.75 m/s.借题发挥处理多物体、多过程动量守恒应注意的问题1．注意正方向的选取．2．研究对象的选取，是取哪几个物体为系统．3．研究过程的选取，应明确哪个过程中动量守恒．针对训练图1－4－3两辆质量相同的小车，置于光滑的水平面上，有一人静止站在A车上，两车静止，如图1－4－3所示．当这个人从A车跳到B车上，接着又从B车跳回A车并与A车保持相对静止，则A车的速率()A．等于零B．小于B车的速率C．大于B车的速率D．等于B车的速率答案 B解析选A车、B车和人作为系统，两车均置于光滑的水平面上，在水平方向上无论人如何跳来跳去，系统均不受外力作用，故满足动量守恒定律．设人的质量为m，A车和B车的质量均为M，最终两车速度分别为v A和v B，由动量守恒定律得0＝(M＋m)v A－M v B，则v Av B＝MM＋m，即v A<v B，故选项B正确．四、动量守恒定律应用中的临界问题分析在动量守恒定律的应用中，常常会遇到相互作用的两物体相距最近、避免相碰和物体开始反向运动等临界问题．分析临界问题的关键是寻找临界状态，临界状态的出现是有条件的，这个条件就是临界条件．临界条件往往表现为某个(或某些)物理量的特定取值．在与动量相关的临界问题中，临界条件常常表现为两物体的相对速度关系与相对位移关系，这些特定关系的判断是求解这类问题的关键．【例3】如图1－4－4所示，甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏，甲和他的冰车总质量为M＝30 kg，乙和他的冰车总质量也是30 kg.游戏时，甲推着一个质量为m＝15 kg的箱子和他一起以v0＝2 m/s的速度滑行，乙以同样大小的速度迎面滑来，为了避免相撞，甲突然将箱子沿冰面推给乙，箱子滑到乙处，乙迅速抓住．若不计冰面摩擦．图1－4－4(1)若甲将箱子以速度v推出，甲的速度变为多少？(用字母表示)(2)设乙抓住迎面滑来的速度为v 的箱子后反向运动，乙抓住箱子后的速度变为多少？(用字母表示)(3)若甲、乙最后不相撞，甲、乙的速度应满足什么条件？箱子被推出的速度至少多大？答案 (1)（M ＋m ）v 0－m v M(2)m v －M v 0m ＋M(3)v 1≤v 2 5.2 m/s解析 (1)甲将箱子推出的过程，甲和箱子组成的整体动量守恒，由动量守恒定律得：(M ＋m )v 0＝m v ＋M v 1①解得v 1＝（M ＋m ）v 0－m v M② (2)箱子和乙作用的过程动量守恒，以箱子的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：m v －M v 0＝(m ＋M )v 2③解得v 2＝m v －M v 0m ＋M④ (3)甲、乙不相撞的条件是v 1≤v 2⑤其中v 1＝v 2为甲、乙恰好不相撞的条件．联立②④⑤三式，并代入数据得v ≥5.2 m/s.某一方向上动量守恒问题1. 如图1－4－5所示，在光滑的水平面上有一静止的斜面，斜面光滑，现有一个小球从斜面顶点由静止释放，在小球下滑的过程中，以下说法正确的是 ( )图1－4－5A ．斜面和小球组成的系统动量守恒B ．斜面和小球组成的系统仅在水平方向上动量守恒C ．斜面向右运动D ．斜面静止不动答案 BC解析 球和斜面组成的系统在水平方向上不受外力作用，故水平方向动量守恒．小球下滑时，对地有向下的加速度，即系统存在向下的加速度，故系统竖直方向上所受合外力不为零，合外力向下，因此不能说系统动量守恒．多物体、多过程中的动量守恒问题2. 如图1－4－6所示，质量为M 的盒子放在光滑的水平面上，盒子内表面不光滑，盒内放有一块质量为m 的物体．从某一时刻起给m 一个水平向右的初速度v 0，那么在物块与盒子前后壁多次往复碰撞后 ( )A ．两者的速度均为零B ．两者的速度总不会相等C ．物体的最终速度为m v 0M ，向右D ．物体的最终速度为m v 0M ＋m，向右 答案 D解析 物体与盒子组成的系统所受合外力为零，物体与盒子前后壁多次往复碰撞后，以速度v 共同运动，由动量守恒定律得：m v 0＝(M ＋m )v ，故v ＝m v 0M ＋m ，向右．3. 质量相等的五个物块在一光滑水平面上排成一条直线，且彼此隔开一定的距离，具有初速度v 0的第5号物块向左运动，依次与其余四个静止物块发生碰撞，如图1－4－7所示，最后这五个物块粘成一个整体，求它们最后的速度为多少？图1－4－ 6图1－4－7答案 15v 0解析 由五个物块组成的系统，沿水平方向不受外力作用，故系统动量守恒，m v 0＝5m v ，v ＝15v 0，即它们最后的速度为15v 0.动量守恒定律应用中的临界问题4. 如图1－4－8所示，甲车质量m 1＝20 kg ，车上有质量M ＝50 kg 的人，甲车(连同车上的人)以v＝3 m/s 的速度向右滑行．此时质量m 2＝50 kg的乙车正以v 0＝1.8 m/s 的速度迎面滑来，为了避免两车相撞，当两车相距适当距离时，人从甲车跳到乙车上，求人跳出甲车的水平速度(相对地面)应当在什么范围以内才能避免两车相撞？不计地面和小车的摩擦，且乙车足够长．答案 大于等于3.8 m/s解析 人跳到乙车上后，如果两车同向，甲车的速度小于或等于乙车的速度就可以避免两车相撞．以人、甲车、乙车组成系统，由水平方向动量守恒得：(m 1＋M )v －m 2v 0＝(m 1＋m 2＋M )v ′，解得v ′＝1 m/s.以人与甲车为一系统，人跳离甲车过程水平方向动量守恒，得：(m 1＋M )v ＝m 1v ′＋Mu ，解得u ＝3.8 m/s.因此，只要人跳离甲车的速度u ≥3.8 m/s ，就可避免两车相撞． (时间：60分钟)题组一 动量守恒条件及系统和过程的选取1．在匀速行驶的船上，当船上的人相对于船竖直向上抛出一个物体时，船的速度将(水的阻力不变) () 图1－4－8A ．变大B ．变小C ．不变D ．无法判定答案 C 解析 相对于船竖直向上抛出物体时，由于惯性，物体水平方向仍然具有和船相同的速度，船和物体组成的系统水平方向动量守恒，故船速不变．2. 如图1－4－9所示，A 、B 两木块紧靠在一起且静止于光滑水平面上，物块C 以一定的初速度v 0从A 的左端开始向右滑行，最后停在B 木块的右端，对此过程，下列叙述正确的是 ( )A ．当C 在A 上滑行时，A 、C 组成的系统动量守恒B ．当C 在B 上滑行时，B 、C 组成的系统动量守恒C ．无论C 是在A 上滑行还是在B 上滑行，A 、B 、C 三物块组成的系统动量 都守恒D ．当C 在B 上滑行时，A 、B 、C 组成的系统动量不守恒答案 BC解析 当C 在A 上滑行时，对A 、C 组成的系统，B 对A 的作用力为外力，不等于0，故系统动量不守恒，选项A 错误；当C 在B 上滑行时，A 、B 已分离，对B 、C 组成的系统，沿水平方向不受外力作用，故系统动量守恒，选项B 正确；若将A 、B 、C 三物块视为一系统，则沿水平方向无外力作用，系统动量守恒，选项C 正确，选项D 错误．3. 平板车B 静止在光滑水平面上，在其左端另有物体A 以水平初速度v 0向车的右端滑行，如图1－4－10所示．由于A 、B 间存在摩擦，因而A 在B 上滑行后，A 开始做减速运动，B 做加速运动(设B 车足够长)，则B 车速度达到最大时，应出现在( ) A ．A 的速度最小时图1－4－9图1－4－10B ．A 、B 速度相等时C ．A 在B 上相对静止时D ．B 车开始做匀速直线运动时答案 ABCD解析 由于A 、B 之间存在摩擦力，A 做减速运动，B 做加速运动，当两个物体的速度相等时，相对静止，摩擦力消失，变速运动结束，此时A 的速度最小，B 的速度最大，因此选项A 、B 、C 正确，此后A 、B 一起匀速运动，所以D 项正确．4. 如图1－4－11所示，在质量为M 的小车上挂有一单摆，摆球的质量为m 0，小车和摆球以恒定的速度v 沿光滑水平地面运动，与位于正对面的质量为m 的静止木块发生碰撞，碰撞的时间极短，在此碰撞过程中，下列可能发生的情况是 ( ) A ．小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别变为v 1、v 2、v 3，满足(M ＋m 0)v ＝M v 1＋m v 2＋m 0v 3B ．摆球的速度不变，小车和木块的速度分别变为v 1、v 2，满足M v ＝M v 1＋m v 2C ．摆球的速度不变，小车和木块的速度都变为v ′，满足M v ＝(M ＋m )v ′D ．小车和摆球的速度都变为v 1，木块的速度变为v 2，满足(M ＋m 0)v ＝(M ＋m 0)v 1＋m v 2答案 BC5. 如图1－4－12所示，小车放在光滑的水平面上，将系着绳的小球拉开一定的角度，然后同时放开小球和小车，那么在以后的过程中 ( )A ．小球向左摆动时，小车也向左运动，且系统动量守恒B ．小球向左摆动时，小车向右运动，且系统动量守恒C ．小球向左摆到最高点，小球的速度为零而小车的速度不为零D ．在任意时刻，小球和小车在水平方向上的动量一定大小相等、方向相反图1－4－11图1－4－12答案BD解析小球摆动过程中，竖直方向上合力不为零，故系统总动量不守恒，但水平方向不受外力，在水平方向动量守恒，所以选项B、D正确．6. 如图1－4－13所示，小车放在光滑水平面上，A、B两人站在车的两端，这两人同时开始相向行走，发现车向左运动，分析小车运动的原因可能是()A．A、B质量相等，但A比B速率大B．A、B质量相等，但A比B速率小C．A、B速率相等，但A比B的质量大D．A、B速率相等，但A比B的质量小答案AC解析两人及车组成的系统动量守恒，则m A v A－m B v B－m C v C＝0，得m A v A－m B v B>0.所以A、C正确．题组二多物体多过程动量守恒定律的应用7．一弹簧枪对准以6 m/s的速度沿光滑桌面迎面滑来的木块发射一颗铅弹，射出速度为10 m/s，铅弹射入木块后未穿出，木块继续向前运动，速度变为5 m/s.如果想让木块停止运动，并假定铅弹射入木块后都不会穿出，则应再向木块迎面射入的铅弹数为() A．5颗B．6颗C．7颗D．8颗答案 D解析设木块质量为m1，铅弹质量为m2，第一颗铅弹射入，有m1v0－m2v＝(m1＋m2)v1，代入数据可得m1m2＝15，设再射入n颗铅弹木块停止，有(m1＋m2)v1－nm2v＝0，解得n＝8.8. 如图1－4－14所示，一轻质弹簧两端连着物体A和B，放在光滑的水平面上，物体A被水平速度为v0的子弹射中并且子弹嵌在其中．已知物体A的质量图1－4－13 图1－4－14m A 是物体B 的质量m B 的34，子弹的质量m 是物体B 的质量的14，求弹簧压缩到最短时B 的速度．答案 v 08解析 弹簧压缩到最短时，子弹、A 、B 具有共同的速度v 1，且子弹、A 、B 组成的系统，从子弹开始射入物体A 一直到弹簧被压缩到最短的过程中，系统所受外力(重力、支持力)之和始终为零，故整个过程系统的动量守恒，由动量守恒定律得m v 0＝(m ＋m A ＋m B )v 1，又m ＝14m B ，m A ＝34m B ，故v 1＝m v 0m ＋m A ＋m B＝v 08，即弹簧压缩到最短时B 的速度为v 08.9. 如图1－4－15所示，在光滑水平面上有两个木块A 、B ，木块B 左端放置小物块C 并保持静止，已知m A ＝m B＝0.2 kg ，m C ＝0.1 kg ，现木块A 以初速度v ＝2 m/s 沿水平方向向右滑动，木块A 与B 相碰后具有共同速度(但不粘连)，C 与A 、B 间均有摩擦．求：(1)木块A 与B 相碰瞬间A 木块及小物块C 的速度大小；(2)设木块A 足够长，求小物块C 的最终速度．答案 (1)1 m/s 0 (2)23 m/s 方向水平向右解析 (1)木块A 与B 相碰瞬间C 的速度为0，A 、B 木块的速度相同，由动量守恒定律得m A v ＝(m A ＋m B )v A ，v A ＝v 2＝1 m/s.(2)C 滑上A 后，摩擦力使C 加速，使A 减速，直至A 、C 具有共同速度，以A 、C 整体为系统，由动量守恒定律得m A v A ＝(m A ＋m C )v C ，v C ＝23 m/s ，方向水平向右．题组三 综合应用图1－4－1510. 如图1－4－16所示，质量分别为m 1和m 2的两个等半径小球，在光滑的水平面上分别以速度v 1、v 2向右运动，并发生对心正碰，碰后m 2被墙弹回，与墙碰撞过程中无能量损失，m 2返回后又与m 1相向碰撞，碰后两球都静止，求第一次碰后m 1球的速度．答案 m 1v 1＋m 2v 22m 1方向向右 解析 设m 1、m 2碰后的速度大小分别为v 1′、v 2′，则由动量守恒定律知m 1v 1＋m 2v 2＝m 1v 1′＋m 2v 2′m 1v 1′－m 2v 2′＝0，解得v 1′＝m 1v 1＋m 2v 22m 1，方向向右． 11. 质量为M ＝2 kg 的小平板车静止在光滑水平面上，车的一端静止着质量为m A ＝2 kg 的物体A (可视为质点)，如图1－4－17所示，一颗质量为m B ＝20 g 的子弹以600 m/s 的水平速度射穿A 后，速度变为100m/s ，最后物体A 相对车静止，若物体A 与小车间的动摩擦因数μ＝0.5，取g ＝10 m/s 2，求平板车最后的速度是多大． 答案 2.5 m/s解析 子弹击穿A 后，A 在水平方向上获得一个速度v A ，最后当A 相对车静止时，它们的共同速度为v .子弹射穿A 的过程极短，因此车对A 的摩擦力、子弹的重力作用可略去，即认为子弹和A 组成的系统水平方向动量守恒，同时，由于作用时间极短，可认为A 的位置没有发生变化，设子弹击穿A 后的速度为v ′，由动量守恒定律有m B v 0＝m B v ′＋m A v A ，得v A ＝m B （v 0－v ′）m A ＝0.02×（600－100）2m/s ＝5 m/s A 获得速度v A 相对车滑动，由于A 与车间有摩擦，最后A 相对车静止，以共同速度v 运动，对于A 与车组成的系统，水平方向动量守恒，因此有：m A vA图1－4－16图1－4－17＝(m A＋M)v，所以v＝m A v Am A＋M＝2×52＋2m/s＝2.5 m/s.12.光滑水平轨道上有三个木块A、B、C，质量分别为m A＝3m、m B＝m C＝m，开始时B、C均静止，A以初速度v0向右运动，A与B碰撞后分开，B又与C发生碰撞并粘在一起，此后A与B间的距离保持不变．求B与C碰撞前B的速度大小．答案6 5 v0解析设A与B碰撞后，A的速度为v A，B与C碰撞前B的速度为v B，B与C碰撞后粘在一起的速度为v，由动量守恒定律得对A、B木块：m A v0＝m A v A＋m B v B①对B、C木块：m B v B＝(m B＋m C)v②由A与B间的距离保持不变可知v A＝v③联立①②③式，代入数据得v B＝65v0④图1－4－18。
2016届高考物理二轮复习特色专项训练专题4选考题巧练技巧选修3-3巧练(含解析)
专题四选考题巧练技巧——拿满分选修3-3巧练(建议用时：30分钟)1．(1)带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体．气体开始处于状态a，然后经过过程ab 到达状态b或经过过程ac到达状态c，b、c状态温度相同，V－T图象如图所示．设气体在状态b和状态c的压强分别为p b和p c，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Q ab和Q ac，则下列结果错误的是________．A．p b>p c，Q ab>Q acB．p b>p c，Q ab<Q acC．p b<p c，Q ab>Q acD．p b<p c，Q ab<Q acE．状态a的压强等于状态b的压强(2)某学校科技兴趣小组利用废旧物品制作了一个简易气温计：在一个空葡萄酒瓶中插入一根两端开口的玻璃管，玻璃管内有一段长度可忽略的水银柱，接口处用蜡密封，将酒瓶水平放置，如图所示．已知该装置密封气体的体积为480 cm3，玻璃管内部横截面积为0.4 cm2，瓶口外的有效长度为48 cm.当气温为7 ℃时，水银柱刚好处在瓶口位置．①求该气温计能测量的最高气温；②假设水银柱从瓶口处缓慢移动到最右端的过程中，密封气体从外界吸收3 J热量，问在这一过程中该气体的内能如何变化？变化了多少？(已知大气压强为1×105 Pa)2．(2015·山西考前监测)(1)下列说法正确的是________．A．布朗运动就是分子的热运动B．气体温度升高，分子的平均动能一定增大C．物体体积增大时，分子间距增大，分子势能也增大D．热量可以从低温物体传递到高温物体E．对物体做功，物体的内能可能减小(2)如图所示，水平放置一个长方体的封闭汽缸，用无摩擦活塞将内部封闭气体分为完全相同的A、B两部分．初始时两部分气体的压强均为p、温度均为T.现使A的温度升高ΔT而保持B部分气体温度不变，则A部分气体压强的增加量是多少？3．(1)关于热现象和热学规律，下列说法正确的是________．A．布朗运动表明，构成悬浮微粒的分子在做无规则运动B．两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0的过程中，分子间的引力和斥力都在减小C．热量可以从低温物体传递到高温物体D．物体的摄氏温度变化了1 ℃，其热力学温度变化了273 KE．两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0的过程中，它们的分子势能先减小后增大(2)如图所示，一水平放置的薄壁汽缸，由截面积不同的两个圆筒连接而成，质量均为m ＝1.0 kg的活塞A、B用一长度为3L＝30 cm、质量不计的轻细杆连接成整体，它们可以在筒内无摩擦地左右滑动且不漏气．活塞A、B的面积分别为S A＝200 cm2和S B＝100 cm2，汽缸内A和B之间封闭有一定质量的理想气体，A的左边及B的右边都是大气，大气压强始终保持为p0＝1.0×105 Pa.当汽缸内气体的温度为T1＝500 K时，活塞处于图示位置平衡．问：①此时汽缸内理想气体的压强多大？②当汽缸内气体的温度从T1＝500 K缓慢降至T2＝400 K时，活塞A、B向哪边移动？移动的位移多大？4．(1)下列说法正确的是________．A．食盐、雪花、黄金都是晶体B．制作晶体管、集成电路只能用单晶体C．晶体熔化过程中需要吸收热量，但其分子的平均动能不变D．大多数金属都是各向同性的，他们都是非晶体E．液体表面具有收缩的趋势，是由于在液体表面层里分子比内部密集(2)某医院使用的一只氧气瓶，容积为32 dm3，在温度为27 ℃时，瓶内压强为150 atm，按规定当使用到17 ℃、压强降为10 atm，便应重新充气．①若这一瓶氧气自由膨胀到17 ℃、10 atm时体积为多少？②若这个医院在27 ℃时，平均每天要用压强为1 atm的氧气439 dm3，则这一瓶氧气能用多少天？③若上述氧气瓶的开关坏了，使高压氧气迅速向外喷出，当瓶内外压强相等时，才关好开关．过一段较长时间再次打开开关，这时瓶内氧气是否还会喷出？专题四选考题巧练技巧——拿满分选修3-3巧练1．解析：(1)由V ＝k pT 可知V －T 图线的斜率越大，压强p 越小，故p b <p c .由热力学第一定律得：Q ＝ΔU －W ，因T b ＝T c ，所以ΔU ab ＝ΔU ac ，而W ab <W ac ，故Q ab >Q ac ，a 状态和b 状态在同一条等压线上，所以p a ＝p b ，综上C 、E 正确．(2)①当水银柱到达管口时，所测气温最高，设为T 2，此时气体体积为V 2初状态：T 1＝(273＋7)K ＝280 K ，V 1＝480 cm 3，末状态V 2＝(480＋48×0.4) cm 3＝499.2 cm 3，由等压变化知：V 1T 1＝V 2T 2， 代入数据得T 2＝291.2 K ，即18.2 ℃.②水银柱向右移动过程中，外界对气体做功W ＝－p 0S ·L＝－1×105×0.4×10－4×48×10－2 J＝－1.92 J由热力学第一定律知内能变化为ΔU ＝W ＋Q ＝－1.92 J ＋3 J ＝1.08 J ，即内能增加1.08 J .答案：(1)ABD (2)①291.2 K (或18.2 ℃) ②内能增加增加1.08 J2．解析：(1)布朗运动是固体小颗粒的运动，A 错；温度是分子平均动能大小的标志，温度升高，分子平均动能增大，B 对；分子间距小于平衡距离时增大分子间距，分子势能将减小，C 错；热量可以由低温传递到高温，但会引起其他变化，D 对；如果物体放出的热量大于对物体做的功，物体内能将减小，故E 对，故选BDE.(2)设温度升高后，A 、B 气体压强的增加量都为Δp ，对A 部分气体，升高温度后的体积为V A ，则由气体方程pV T ＝（p ＋Δp ）V A T ＋ΔT对B 部分气体，升高温度后的体积为V B ，则pV ＝(p ＋Δp )V B又2V ＝V A ＋V B解得Δp ＝p ΔT 2T. 答案：(1)BDE (2)p ΔT 2T3．解析：(2)①设被封住的理想气体压强为p ，轻细杆对A 和对B 的弹力为F ，对活塞A 有：p 0S A ＝pS A ＋F对活塞B ，有：p 0S B ＝pS B ＋F得：p ＝p 0＝1.0×105 Pa .②当汽缸内气体的温度缓慢下降时，活塞处于平衡状态，缸内气体压强不变，气体等压降温，活塞A 、B 一起向右移动活塞A 最多移动至两筒的连接处．设活塞A 、B 一起向右移动的距离为x.对理想气体： V 1＝2LS A ＋LS BT 1＝500 KV 2＝(2L －x)S A ＋(L ＋x)S BT 2＝400 KS A ＝200 cm 2 S B ＝100 cm 2由盖－吕萨克定律：V 1T 1＝V 2T 2解得：x ＝10 cmx<2L ＝20 cm 表明活塞A 未碰两筒的连接处．故活塞A 、B 一起向右移动了10 cm . 答案：(1)BCE (2)见解析4．解析：(1)食盐、雪花是单晶体，黄金是多晶体，故选项A 对；晶体有确定的熔点，因此熔化过程中虽然要吸收热量，但分子的平均动能不变，故选项C 对；大多数金属都是各向同性的，他们都是多晶体，故选项D 错；液体表面具有收缩的趋势，是由于在液体表面层里分子比内部稀疏，分子间呈现引力，故选项E 错．(2)①氧气瓶内氧气初态参量：V 1＝32 dm 3，T 1＝300 K ，p 1＝150 atm ；设这一瓶氧气自由膨胀到17 ℃、10 atm 时体积为V 2，T 2＝290 K ，p 2＝10 atm ，则p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2解得V 2＝464 dm 3.②对跑出的气体，设在T 3＝300 K ，p 3＝1 atm 时占的体积为V 3，则p 2（V 2－V 1）T 2＝p 3V 3T 3这一瓶氧气能用的天数n ＝V 3V 0V 0＝439 dm 3联立解得n ≈10.2(天)，取n ＝10(天)．③因高压氧气迅速向外喷出，氧气来不及与外界进行热交换，可近似看成绝热膨胀．Q ＝0，故ΔU ＝W ，又氧气对外做功，所以瓶内氧气内能减少，温度降低．关上开关时，瓶内氧气温度低于外界，当过一段较长时间后，瓶内氧气温度又等于外界温度，即瓶内剩余气体做等容升温变化，所以p T＝C (C 为常数)，T 变大，则p 变大(大于外界大气压)，故再次打开开关时，氧气还会喷出．答案：(1)ABC (2)①464 dm 3 ②10天 ③会喷出。
2016高考物理二轮复习：选修3-3、3-4专题(4份) 人教课标版1(优秀免费下载资料)
第课机械振动与机械波、光学考点一描述简谐运动的物理量考点二机械波的传播与图象．波的传播方向和质点振动方向判断：()若已知某时刻点振动方向向上，则波向轴负方向传播．()若已知波向轴正方向传播，则该时刻点向上振动．．由时刻的波形确定＋Δ时刻的波形：()波向右传播Δ＝的时间和向左传播Δ＝的时间波形相同．()若Δ>，可以采取“舍整取零头”的办法．．波速公式：振源经过一个周期完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离，所以有＝＝λ.．波的图象特点：()质点振动(波传播λ)时，波形不变．()在波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为λ时(＝，，，…)，它们的振动步调总相同；当两质点平衡位置间的距离为(＋)(＝，，，，…)时，它们的振动步调总相反．()波源质点的起振方向决定了它后面的质点的起振方向，各质点的起振方向与波源的起振方向相同．考点三折射定律及折射率的应用．对折射率的理解：()公式理解：公式＝θθ)中，不论是光从真空射入介质，还是从介质射入真空，θ总是真空中的光线与法线间的夹角，θ总是介质中的光线与法线间的夹角．()折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小＝.．本质理解．()折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关．()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，光疏介质不是指密度小的介质．．特性理解．()折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关．同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小．()同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同．．应用光的折射定律解题的一般思路：()根据入射角、折射角及反射角之间的关系，作出比较完整的光路图．()充分利用光路图中的几何关系，确定各角之间的联系，根据折射定律求解相关的物理量：折射角、折射率等．()注意在折射现象中，光路是可逆的．考点四单缝衍射与双缝干涉的比较课时过关一、单项选择题．(·东城区模拟)如图甲所示，弹簧振子以点为平衡位置，在、两点之间做简谐运动．取向右为正方向，振子的位移随时间的变化如图乙所示，下列说法正确的是()．＝时，振子的速度方向向左．＝时，振子在点右侧处．＝和＝时，振子的加速度完全相同．＝到＝的时间内，振子的速度逐渐减小解析：从＝起，再过一段微小时间，振子的位移为负值，因为取向右为正方向，故＝时，速度方向向左，对；由图象得振子的位移＝()，故＝时，＝6，故错；＝和＝时，振子的位移方向相反，由＝－，知加速度方向相反，错；＝到＝的时间内，振子的位移逐渐变小，故振子逐渐靠近平衡位置，其速度逐渐变大，故错．．(·四川高考)平静湖面传播着一列水面波(横波)，在波的传播方向上有相距的甲、乙两小木块随波上下运动，测得两个小木块每分钟都上下次，甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰．这列水面波()．频率是．波长是．波速是．周期是解析：木块的上下运动反映了所在位置水面质点的振动情况，即波传播方向上的质点每分钟完成次全振动，因此其周期为：＝＝，故选项错误；频率为：＝＝，故选项错误；又因为甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰，所以＝λ，解得波长为：λ＝＝，故选项错误；根据波长、波速、周期间关系可知，这列水面波的波速为：＝＝＝，故选项正确．．(·福建高考)简谐横波在同一均匀介质中沿轴正方向传播，波速为.若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点、相距为，、之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四副波形中质点最早到达波谷的是()解析：由图知，波长λ＝，周期＝，由图知质点向上振动，经第一次到达波谷，用时＝＝，图对应波长λ＝，周期＝，由图知质点向下振动，经第一次到达波谷，用时＝＝，图对应波长λ＝，周期＝，由图知质点向上振动，经第一次到达波谷，用时＝＝，图对应波长λ＝，由图知质点向下振动，经第一次到达波谷，用时＝＝，所以正确．．(·北京高考)周期为的简谐横波沿轴传播，该波在某时刻的图象如图所示，此时质点沿轴负方向运动，则该波()．沿轴正方向传播，波速＝．沿轴正方向传播，波速＝．沿轴负方向传播，波速＝．沿轴负方向传播，波速＝解析：机械振动与机械波为每年必考题目，难度都不大．根据机械波的速度公式＝，由图可知波长为，再结合周期为，可以得出波速为.应用“同侧法”等方法判断波沿轴正方向传播．因此答案为.．(·四川高考)直线过均匀玻璃球球心，细光束、平行且关于对称，由空气射入玻璃球的光路如图．、光相比()．玻璃对光的折射率较大．玻璃对光的临界角较小．光在玻璃中的传播速度较小．光在玻璃中的传播时间较短解析：由于、光平行且关于过球心的直线对称，因此它们的入射角相等，根据图中几何关系可知，光在玻璃球中的光路偏离进入球之前方向较多，即光的折射角γ较小，根据折射定律有：＝γ)，所以玻璃对光的折射率越大，故选项错误；根据临界角公式有：＝，所以玻璃对光的临界角较大，故选项错误；根据折射率的定义式有：＝，所以光在玻璃中的传播速度较小，故选项正确；根据图中几何关系可知，、光进入玻璃球后，光的光程较大，根据匀速直线运动规律有：＝，所以光在玻璃中的传播时间较长，故选项错误．．(·江苏高考)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到甲图所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如乙图所示．他改变的实验条件可能是()．减小光源到单缝的距离．减小双缝之间的距离．减小双缝到光屏之间的距离．换用频率更高的单色光源解析：根据Δ＝λ，其中是双缝到光屏之间的距离，是双缝之间的距离，λ是波长，又＝λν，ν是频率，选项正确．．(·大纲版全国卷)在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为的光，在距双缝的屏上形成干涉图样．图样上相邻两明纹中心间距为，则双缝的间距为()．×－7．×－4．×－4．×－3解析：由Δ＝λ可得：＝λ＝××－9＝×－4，所以选项正确．二、多项选择题．(·海南高考)一列沿轴正方向传播的简谐横波在＝时刻的波形如图所示，质点的坐标为．已知任意振动质点连续次经过平衡位置的时间间隔为．下列说法正确的是()．波速为．波的频率为．坐标为的质点在＝时恰好位于波谷．的坐标为的质点在＝时恰好位于波峰．当质点位于波峰时，坐标为的质点恰好位于波谷解析：任意振动质点连续次经过平衡位置的时间间隔为，则＝，解得＝从图象中可知λ＝，所以根据公式＝＝＝，故错误；根据公式＝可得波的频率为，正确；坐标为的质点和坐标为的质点相隔，为波长的整数倍，即两质点为同相点，而坐标为的质点经过＝即四分之一周期振动到平衡位置，所以坐标为的质点在＝时振动到平衡位置，错误；的坐标为的质点和的坐标为的质点为同相点，的坐标为的质点经过＝即四分之一周期恰好位于波峰，故的坐标为的质点在＝时恰好位于波峰，正确；当质点位于波峰时，经过了半个周期，而坐标为的质点和坐标为的质点为同相点，经过半个周期坐标为的质点恰好位于波谷，正确；．如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是()．干涉现象是由凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的．干涉现象是由凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的解析：由于在凸透镜和平板玻璃之间的空气形成薄膜，所以形成相干光的反射面是凸透镜的下表面和平板玻璃的上表面，故正确，错．由于凸透镜的下表面是圆弧面，所以形成的薄膜厚度不是均匀变化的，形成不等间距的干涉条纹，故正确，错．三、非选择题．()(多选)如图所示是用双缝干涉测光波波长的实验设备示意图，图中①是光源、②是滤光片、③是单缝、④是双缝、⑤是光屏．下列操作能增大光屏上相邻两条亮纹之间距离的是()．增大③和④之间的距离．增大④和⑤之间的距离．将绿色滤光片改成红色滤光片．增大双缝之间的距离()如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件是(填数字代号)．()转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第条亮纹，读下手轮的读数如图甲所示．继续转动手轮，使分划板中心刻度线对准第条亮纹，读下手轮的读数如图乙所示．则相邻两亮条纹的间距是.()如果已经量得双缝的间距是、双缝和光屏之间的距离是，则待测光的波长是.(取三位有效数字)解析：()由Δ＝λ知相邻两条亮纹之间的距离与单缝和双缝之间的距离无关，错；增大④和⑤之间的距离即是增大，Δ增大，正确；红光的波长大于绿光的波长，正确；增大双缝之间的距离，Δ减小，错误．()由于激光是相干光源，故可以去掉的部件是②、③.()甲图读数是，乙图读数是，它们的差值是，中间跨越了－＝个条纹间距，所以相邻两亮条纹间距是Δ＝＝.()光的波长λ＝＝×－7.答案：()()②③()()×－．(·宁波模拟)()如图所示是一观察太阳光谱简易装置，一加满清水的碗放在有阳光的地方，将平面镜斜放入水中，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()．红光→紫光，红光．紫光→红光，红光．红光→紫光，紫光．紫光→红光，紫光()一束细光束由真空沿着直径方向射入一块半圆柱形透明体，如图甲所示，对其射出后的折射光线的强度进行记录，发现折射光线的强度随着θ的变化而变化，如图乙的图线所示．此透明体的临界角为，折射率为．()如图所示，是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由点垂直边射入．已知棱镜的折射率＝，＝＝，＝，∠＝°.①求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向．②第一次的出射点距.解析：()由于可见光中红光折射率最小，全反射临界角最大，所以七色光从上到下的排列顺序为红光→紫光，最先消失的是紫光，选项正确．()由图乙的图线可知，当θ小于等于°时，即入射角大于等于°，折射光线的强度为零，所以此透明体的临界角为°，由临界角公式＝，解得＝.()①根据公式＝)将＝代入，该玻璃的临界角为＝°光线从点垂直射入后不发生偏转，恰好射到的中点，根据截面的几何关系可知，入射角等于°，大于临界角，发生全反射，恰好射到的中点，入射角仍等于°，在此位置再一次发生全反射，射到边上的′点，入射角等于°，设折射角为β，光路图如图所示．由折射定律及光路可逆原理可得：＝β°)解得β＝°②由光路图，根据几何知识可得：第一次出射点′距的距离为′＝°＝.答案：()()°()①与竖直方向成°角斜向左下②．(·重庆高考)如图为一列沿轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点的振动周期为．求该波的波速并判断点此时的振动方向．解析：由波形图可知λ＝则＝＝波沿轴正方向，由同侧法可知点沿轴正向振动．答案：＝；点沿轴正向振动．(·山东高考)半径为、介质折射率为的透明圆柱体，过其轴线′的截面如图所示．位于截面所在平面内的一细束光线，以角由点入射，折射光线由上边界的点射出．当光线在点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的点恰好发生全反射．求、两点间的距离．解析：光路如图；当光线从点射出时，设折射角为，由光的折射定律可知：＝)，则点到左端面的距离为＝)；若在点发生全反射时，则＝，故点离左端面的距离＝，联立解得间的距离为Δ＝－＝)))答案：)))。
2020高考物理浙江专用版大二轮课件：专题六 选修 第14讲
第14讲 光的折射 全反射第一部分 专题六 选修3－4、3－5题型1 光的折射现象内容索引NEIRONGSUOYIN 题型2 光的全反射题型3 几何光学和物理光学的综合问题光的折射现象题型11.两个公式2.解题技巧(1)作图时要找出具有代表性的光线，如符合边界条件或全反射临界条件的光线.(2)解答时注意利用光路可逆性、对称性和几何知识.例1 (多选)(2019·四川省综合能力提升卷)如图所示，等边三角形ABC 为某透明玻璃三棱镜的截面图，边长等于L ，在截面上一束足够强的细光束从AB 边中点与AB 边成30°入射角由真空射入三棱镜，从BC 边射出的光线与BC 的夹角为30°.则A.玻璃的折射率为B.在BC 边能发生全反射C.光在三棱镜中的传播路程0.5L √√√解析 光射入三棱镜的光路如图所示，i1＝90°－30°＝60°，由题意知r2＝90°－30°＝60°，则i2＝r1③则sin i2＜sin C，在BC边不能发生全反射.由几何知识知：从AB边上射入的光在三棱镜中的传播路程s＝0.5L，拓展训练1 如图所示为一横截面为直角三角形的三棱镜，∠B＝90°，∠C＝30°.一束与AB边成θ＝30°角的光线射向AB面，在棱镜中经过BC边一次反射后从AC边射出，出射光线的折射角为60°.则这种材料的折射率为√解析 作出光路图如图所示，拓展训练2 (多选)(2019·台州3月一模)图中所示，Ox 轴沿水平方向，Oy 轴沿竖直向上方向.在x ≥0，y ≥0的矩形区域内存在某种分布范围足够广的介质，其折射率只能随着y 的变化而变化.有两束细光束a 、b 入射到介质表面，沿如图所示的路径传播，下列判断正确的是A.此介质的折射率随着y 的增大而增大B.介质对光a 的折射率比对光b 的折射率大C.产生海市蜃景现象与上述现象的光学原理类似D.细光束a 在继续传播的过程中可能会发生全反射√解析 由光的传播路径可知，此介质的折射率随y 的增大而减小，故A 错误；介质对b 的偏折更厉害，即对b 光的折射率比对a 光的折射率大，B 错误；由图知，光是从光密介质进入光疏介质，故可能发生全反射，故D 正确.√拓展训练3 (多选)(2019·杭州地区重点中学期末)如图所示是一玻璃球体，其半径为R ，O 为球心，AB 为水平直径.M 点是玻璃球的最高点，点光源B 发出的光线BD 从D 点射出，出射光线平行于AB ，已知∠ABD ＝30°，光在真空中的传播速度为c ，则A.此玻璃的折射率为B.光线从B 到D 需用时C.B 发出的光线不可能在DM 段发生全反射现象D.B 发出的光线从AD 段射出的光线均平行于AB√√要使出射光线平行于AB，入射角必为30°，若减小∠ABD，入射角减小，则从AD段射出的光线与AB不平行，故D错误.光的全反射题型2相关知识链接1.全反射的条件(1)光从光密介质射向光疏介质.2.光的色散问题(1)同种介质对不同频率的光的折射率不同，频率越高，折射率越大.规律方法提炼分析思路(1)根据题意严格作出光路图，有时需分析、寻找临界光线、边界光线为研究对象.(2)明确两介质折射率的大小关系①若光疏→光密：定有反射、折射光线.②若光密→光疏：如果入射角大于或等于临界角，一定发生全反射.(3)根据反射定律、折射定律列出关系式，结合几何关系(充分考虑三角形、圆的特点)，联立求解.例2 (多选)(2019·浙南名校联盟高三期末)如图，将黄色平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入，部分圆形柱面有光线射出.已知，透明半圆柱体对黄光折射率为n ＝2，半径为R ＝1 m ，长为L ＝2 m ，不考虑二次反射，那么A.黄光从空气射入半圆柱体速度变小B.黄光从空气射入半圆柱其光子能量变小C.有黄光从圆形柱面射出部分的区域面积S ＝ π m 2D.若只将黄光换成蓝光，有光线从圆形柱面射出部分的面积将增大√√由于频率不变，故光子能量不变，故B错误；若换成蓝光，全反射临界角变小，射出的面积S＝2RθL也变小，故D错误.拓展训练4 如图所示，某同学将一枚大头针从一边长为6 cm的正方形不透光的轻质薄板正中心垂直于板插入，制作成了一个测定液体折射率的简单装置.他将该装置放在某种液体液面上，调整大头针插入深度，当插入液体中深度为4 cm时，恰好从液面上方任何方向都看不到液体中的大头针，则该液体的折射率为√解析 要恰好从液面上方任何方向均看不到大头针，则要求光线射到薄板边缘界面处时恰好发生全反射，设临界角为C.拓展训练5 (多选)(2019·贵州省部分重点中学3月联考)如图所示，足够长的平行玻璃砖厚度为d ，底面镀有反光膜CD ，反光膜厚度不计，一束光线以45°的入射角由A 点入射，经底面反光膜反射后，从顶面B 点射出(B 点图中未画出).已知该光线在玻璃砖中的传播速度为 c ，c 为光在真空中的传播速度，则A.平行玻璃砖的折射率为B.入射点A 与出射点B 之间的距离为C.平行玻璃砖的全反射临界角为30°D.为了使从A 点以各种角度入射的光线都能从顶面射出， 则底面反光膜CD 长度至少2d√√√几何光学和物理光学的综合问题题型3相关知识链接1.杨氏双缝干涉(1)单色光：形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹.(2)白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色.2.薄膜干涉(1)相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面反射的两列光波.(2)图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)条纹对应的薄膜的厚度相等.单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时形成彩色条纹.1.区分双缝干涉条纹与单缝衍射条纹的方法(1)根据条纹的宽度区分：双缝干涉条纹的宽度相同，而单缝衍射的中央亮条纹最宽，两侧的亮条纹逐渐变窄.(2)根据亮条纹的亮度区分：双缝干涉条纹，从中央亮条纹往两侧亮度变化很小，而单缝衍射条纹中央亮条纹最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗.2.亮暗条纹的判断方法(1)如图所示，光源S1、S2发出的光到屏上某点的路程差r2－r1＝kλ(k＝0,1,2…)时，光屏上出现亮条纹.规律方法提炼例3 (2019·金华十校高三期末)下列关于光的现象说法正确的是√A.图甲的干涉条纹表明：被检测工件表面的P为凹处，Q为凸处B.图乙为光线通过小圆孔得到的衍射图样C.图丙的原理和光导纤维传送光信号的原理一样D.图丁的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样解析 薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹空气膜的厚度相同，故P处凹陷，Q处凸起，故A项正确；图乙为小圆板得到的衍射图样，中央有泊松亮斑，不是小圆孔的衍射，故B项错误；海市蜃楼是光的折射现象，光导纤维是全反射现象，原理不一样，故C项错误；立体电影是光的偏振，与镜头涂增透膜利用光的干涉原理不相同，故D项错误.拓展训练6 (多选)(2019·安徽省皖江名校联盟摸底大联考) 下列说法正确的是A.拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度B.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象C.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是光的色散现象D.泊松亮斑是光的衍射现象，全息照相的拍摄利用了激光的相干性解析 拍摄玻璃厨窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以减弱玻璃反射光的强度，使照片清晰，但不能增加透射光的强度，A 错误；用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉，B 错误；用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的折射，形成光的色散现象，C 正确；根据光的衍射与光的干涉特点，泊松亮斑是光的衍射现象，根据激光的应用可知，全息照相的拍摄利用了激光的相干性的特点，与干涉原理有关，D 正确.√√例4 (多选)(2019·杭州市高三期末)真空中有一半径为R 、质量分布均匀的玻璃球.现将过球心的截面圆周分成12等份，如图所示.一束复色光沿图示截面从“10点钟”位置以60°入射角射入玻璃球后，分成两束光分别从“1点钟”“2点钟”位置射出.已知真空中的光速为c ，下列说法正确的是A.从“1点钟”出射的光束的光子动量比较小B.改变入射角，两束光在玻璃球中均有可能发生全反射C.从“2点钟”出射的光束在玻璃球中穿越的时间t ＝D.通过同一单缝时，从“2点钟”出射的光束比“1点钟”出射的光束衍射更明显√√解析 根据折射定律知从“1点钟”出射的光束折射率较小，波长较长，由λ＝知该光束的动量较小，故A正确；无论怎样改变入射角，折射光线射到玻璃球内表面时的入射角都等于光束进入玻璃球的折射角，根据光路的可逆性可知两束光在玻璃球中均不可能发生全反射，故B错误；从“1点钟”出射的光束波长较长，波动性较强，所以通过同一单缝时，从“1点钟”出射的光束比“2点钟”出射的光束衍射更明显，故D错误.拓展训练7 (多选)(2018·广东汕头市第二次模拟)在水面下同一深处有两个光源P、Q，它们发出不同的单色光，在水面上观察到P在水面下的深度大于Q，以下说法正确的是A.P光的频率大于Q光√B.P光在水中的波长大于Q光在水中的波长C.让P光和Q光通过同一双缝干涉装置，P光条纹间的距离小于Q光√D.让P光和Q光通过同一单缝装置，P光的衍射现象比较显著拓展训练8 (多选)(2018·陕西省宝鸡市质检二)如图所示，△OMN 为玻璃等腰三棱镜的横截面，a 、b 两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面MN (两束光关于OO ′对称)，在棱镜侧面OM 、ON 上反射和折射的情况如图所示，下列说法正确的是A.若光束从玻璃棱镜中射向空气，则光束b 容易发生全反射B.若保持b 光入射点位置不变，将光束b 顺时针旋转，则NO 面可能有光线射出C.用a 、b 光在同样的装置做“双缝干涉”实验，a 光的条纹间距大D.用a 、b 光照射同一狭缝，b 光的衍射现象更明显√√√在MO面上没有发生全反射，而入射角相同，说明b光的临界角小于a光的临界角，由sin C＝分析得知，玻璃对a光束的折射率小于对b光束的折射率，由v＝得知，在玻璃中a光的传播速度比b光大，a光的频率小于b光的频率，由c＝λf 知，a光波长大于b光的波长，则用同样的装置做“双缝干涉”实验时，根据Δx＝λ知，a光的条纹间距大，故A、C正确；保持b光入射点位置不变，将光束b顺时针旋转，则入射角减小，故NO面可能有b光线射出，故B正确；因a光波长大于b光的波长，故两光照射同一狭缝，波长越大，衍射现象越明显，故D错误.。
创新设计-学业水平考试2016-2017高中物理选修3-4(浙江专用,人教版)课时作业 模块检测卷.doc
模块检测卷(时间：90分钟满分：100分)一、选择题Ⅰ(本大题共7小题，每小题4分，共28分。
在每小题给出的选项中。
只有一项是符合题目要求的。
)1．关于下列图1四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是()图1A．甲图中，沙漠中的“蜃景”现象是光的衍射现象引起的B．乙图中，演示简谐运动的图象实验中，若匀速拉动木板的速度较大，则由图象测得简谐运动的周期较大C．丙图中，可利用薄膜干涉检查样品的平整度D．丁图中，由图可知当驱动力的频率f跟固有频率f0相差越大时，振幅越大答案 C2．电磁波已广泛运用于很多领域，下列关于电磁波的说法符合实际的是() A．电磁波不能产生衍射现象B．常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机C．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D．光在真空中的传播速度在不同惯性系中测得的数值可能不同解析衍射现象是波特有的现象，故电磁波能发生衍射现象，A错误；遥控器是通过发出红外线脉冲信号遥控电视机的，B错误；根据多普勒效应，当天体相对地球运动时，我们接收到来自天体的电磁波频率发生变化，根据其变化可判断遥远天体相对地球的运动速度，C正确；光在真空中的速度是定值，在任何惯性系中测出的数值应相同，D错误。
答案 C3．在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，机翼很快就抖动起来，而且越抖越厉害，后来人们经过了艰苦的探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法，解决了这一问题，在飞机机翼前装置配重杆的主要目的是( )A ．加大飞机的惯性B ．使机体更加平衡C ．使机翼更加牢固D ．改变机翼的固有频率解析 飞机飞上天后，在气流周期性驱动力作用下做受迫振动，机翼越抖越厉害说明气流驱动力周期与机翼的固有周期非常接近或相等。
在机翼前缘处装置配重杆，目的是通过改变机翼的质量来改变其固有频率，使驱动力频率与固有频率相差较大，从而实现减振的目的，故D 选项正确。
答案 D4．某振子做简谐运动的表达式为x ＝2sin(2πt ) cm ，则该振子振动的振幅和周期为( )A ．2 cm 1 sB ．2 cm 2π sC ．1 cmπ6s D ．以上三项全错解析 由简谐运动的表达式x ＝2sin(2πt ) cm 可知振幅A ＝2 cm ，角速度ω＝2πT ＝2π rad/s ，所以T ＝1 s 。
《高考复习方案》2016届高三物理二轮复习(全国卷专用)作业手册专题六选修3-3Word版含答案
专题限时集训(十二)1．(1)关于下列现象的说法正确的是( )图Z121A ．甲图说明分子间存在间隙B ．乙图在用油膜法测分子大小时，多撒痱子粉比少撒好C ．丙图说明，气体压强的大小既与分子平均动能有关，也与分子的密集程度有关D ．丁图水黾停在水面上的原因是水黾受到了水的浮力作用(2)如图Z122所示，气缸放置在水平平台上，活塞质量为10 kg ，横截面积为50 cm 2，厚度不计．当温度为27 ℃时，活塞封闭的气柱长10 cm(可视为理想气体)，若将气缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通．g 取10 m/s 2，不计活塞与气缸之间的摩擦，大气压强保持不变．①将气缸倒过来放置，若温度上升到127 ℃，此时气柱的长度为20 cm ，求大气压强； ②分析说明上述过程气体是吸热还是放热．图Z1222．(1)下列各种说法中正确的是( )A ．物体从外界吸收热量，其内能一定增加B ．自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的C ．液体与大气相接触，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引D ．布朗运动是液体分子的无规则运动(2)如图Z123所示，导热的圆柱形气缸放置在水平桌面上，横截面积为S 、质量为m 1的活塞封闭着一定质量的气体(可视为理想气体)，活塞与气缸间无摩擦且不漏气．总质量为m 2的砝码盘(含砝码)通过左侧竖直的细绳与活塞相连．当环境温度为T 时，活塞离缸底的高度为h .现使环境温度缓慢降为T 2.(重力加速度为g ) ①当活塞再次平衡时，活塞离缸底的高度是多少？②保持环境温度为T 2不变，在砝码盘中添加质量为Δm 的砝码时，活塞返回到高度为h 处，求大气压强p 0.图Z1233．(1)近期我国多个城市的PM2.5数值突破警戒线，受影响最严重的是京津冀地区，雾霾笼罩，大气污染严重．PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，其在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体形成危害．矿物燃料燃烧的排放是形成PM2.5的主要原因．下列关于PM2. 5的说法中正确的是()A．PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当B．PM2.5在空气中的运动属于布朗运动C．温度越低PM2.5运动越剧烈D．倡导低碳生活减少煤和石油等燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度E．PM2.5中一些小的颗粒的运动比其他颗粒的运动更为剧烈(2)如图Z124所示，蹦蹦球是一种儿童健身玩具，小明同学在17 ℃的室内对蹦蹦球充气，已知两球的体积约为2 L，充气前的气压为1 atm，充气筒每次充入0.2 L的气体，忽略蹦蹦球体积变化及充气过程中气体温度的变化，所充气体可视为理想气体．则：①充气多少次可以让气体压强增大至3 atm?②室外温度达到了－13 ℃，蹦蹦球拿到室外后，压强将变为多少？图Z1244．(1)关于分子动理论和热力学定律，下列说法正确的是()A．布朗运动是液体分子的无规则运动B．分子间引力总是随着分子间距离的减小而减小C．热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体D．功转变为热的实际宏观过程一定是可逆过程(2)图Z125甲是一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的V-T图像．已知气体在状态A时的压强是1.5×105 Pa.①说出A→B过程中压强变化的情形，并根据图像提供的信息求T A；②请在图乙坐标系中，作出该气体由状态A经过状态B变为状态C的p-T图像，并在图线相应位置上标出字母A、B、C.对于需要计算才能确定的有关坐标值，请写出计算过程．图Z1255．(1)下列说法正确的是()A．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压，水蒸发越慢B．分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增加时，分子间的引力增大，斥力减小C．液晶具有液体的流动性，同时其光学性质具有晶体的各向异性特征D．液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动E．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部(2)如图Z126所示，开口向上、竖直放置的内壁光滑气缸的侧壁是绝热的，底部导热，内有两个质量均为m的密闭活塞，活塞A导热，活塞B绝热，将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分．初状态整个装置静止不动处于平衡状态，Ⅰ、Ⅱ两部分气体的长度均为l0，温度为T0.设外界大气压强为p0保持不变，活塞横截面积为S，且mg＝p0S，环境温度保持不变．①在活塞A上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于2m时，两活塞在某位置重新处于平衡状态，求活塞B下降的高度；②现只对Ⅱ气体缓慢加热，使活塞A回到初始位置，求此时Ⅱ气体的温度．图Z1266．(1)下列说法中正确的是()A．用打气筒给自行车打气需用力向下压活塞，这说明气体分子间有斥力B．物体体积增大时，分子间距增大，分子间势能也增大C．热量可以从低温物体传递到高温物体D．对物体做功，物体的内能可能减小E．物体中所有分子的热运动动能的总和叫作物体的内能(2)如图Z127所示，质量m＝1 kg的导热气缸倒扣在水平地面上，A为一T形活塞，气缸内充有理想气体．气缸的横截面积S＝2×10－4 m2，当外界温度为t＝27 ℃时，气缸对地面恰好没有压力，此时活塞位于气缸中央．不计气缸壁厚度，内壁光滑，活塞始终在地面上静止不动，大气压强为p0＝1×105 Pa，g取10 m/s2.①求气缸内封闭气体的压强；②环境温度升高时，气缸缓慢上升，求温度至少升高到多少时，气缸不再上升．③气缸不再上升后，温度继续升高，从微观角度解释压强变化的原因．图Z127【答案】专题限时集训(十二)1．(1)C (2)①1.0×105 Pa ②吸热[解析] (1)两块平整的表面洁净的铅块压紧会“粘”在一起，说明分子之间存在引力，选项A 错误；用油膜法测分子大小时，应少撒痱子粉以便于油滴能够尽量散开形成单分子层油膜，选项B 错误；通过该模拟实验能够说明气体压强既与单位时间内撞击单位面积的分子数(即分子密集程度)有关，又与分子平均动能有关，选项C 正确；水黾停在水面上是由于水黾受到水面上的表面张力的作用，选项D 错误．(2)①气缸正立时：p 1＝p 0＋mg S气缸倒立时：p 2＝p 0－mg S 由理想气体状态方程，有p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2解得：p 0＝1.0×105 Pa.②温度升高时，气体内能增加；气体体积变大，气体对外界做功，由热力学第一定律可知，气体吸热．2．(1)BC (2)①h 2 ②（m 2＋2Δm －m 1）g S[解析] (1)根据热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 可知，物体从外界吸收热量，其内能不一定增加，选项A 错误；自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的，选项B 正确；液体与大气相接触，表面层内分子比较稀疏，所受其他分子的作用表现为相互吸引，选项C 正确；布朗运动现象中观察的运动是悬浮在液体中的固体颗粒的运动，布朗运动是液体分子的无规则运动的表现，选项D 错误．(2)①环境温度缓慢降低过程中，气缸中气体压强不变，气体做等压变化初状态：T 1＝T ，V 1＝hS末状态： T 2＝T 2，V 2＝h 1S ，p 2＝p 0＋（m 1－m 2）g S 由盖·吕萨克定律T 1T 2＝V 1V 2解得h 1＝h 2. ②添加砝码后，气体做等温变化V 3＝hS ，p 3＝p 0＋（m 1－m 2－Δm ）g S 由玻意耳定律p 2V 2＝p 3V 3解得p 0＝（m 2＋2Δm －m 1）g S . 3．(1)BDE (2)①20(次) ②2.69 atm[解析] (1)PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物，而分子直径的数量级为10－10 m，所以PM2.5的尺寸的数量级比空气中氧分子的尺寸的数量级大得多，选项A错误；悬浮在空气中的PM2.5受大量空气分子对其无规则碰撞而运动，是布朗运动，不是分子的热运动，选项B正确；温度越高，分子运动越剧烈，PM2.5的布朗运动越剧烈，选项C错误；倡导低碳生活，减少煤和石油等燃料的使用，能有效减少PM2.5在空气中的浓度，选项D正确；PM2.5颗粒越小，其布朗运动越剧烈，选项E正确．(2)①设充气n次可使气体压强增大为p＝3 atm以球内原来的气体和所充气体整体为研究对象充气过程气体发生等温变化根据玻意耳定律得p0(V＋nΔV)＝pV1 atm×(2 L＋n×0.2 L)＝3 atm×2 L解得n＝20(次)．②当温度变化时，气体发生等容变化由查理定律得pp′＝TT′解得p′＝pT′T＝3 atm×（273－13）K（273＋17）K≈2.69 atm.4．(1)C(2)①不变200 K②略[解析] (1)布朗运动是指悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，不是液体分子的运动，布朗运动可以反映液体分子的无规则运动，选项A错误；分子间相互作用的引力和斥力都随分子间距离的减小而增大，选项B错误；热力学第二定律指出热量可以自发地从高温物体传给低温物体，而不引起其他变化，但是不能自发地从低温物体传到高温物体，而不产生其他影响，选项C正确；热力学第二定律的实质是一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，选项D错误．(2)①由图甲可以看出，A与B连线的反向延长线过原点O，所以A→B是一个等压变化，p A ＝p B根据盖·吕萨克定律，有V AT A＝V BT B解得T A＝V AV B T B＝0.4 m30.6 m3×300 K＝200 K.②由图甲可知，由B→C是等容变化根据查理定律，有p BT B＝p CT C解得p C＝T CT B p B＝400 K300 K×1.5×105 Pa＝2.0×105 Pa由状态A→B→C的p-T图像如图所示．5．(1)ACD(2)①0.4l0②2.5T0[解析] (1)空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压，水蒸发越慢，选项A正确；分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增加时，分子间的引力减小，斥力减小，选项B错误；液晶具有液体的流动性，同时其光学性质具有晶体的各向异性特征，选项C 正确；液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动，选项D正确；由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，分子间表现为引力，液体表面存在张力，它的方向平行于液体表面，而非与液面垂直，选项E错误．(2)①初状态：Ⅰ气体压强p1＝p0＋mgS＝2p0Ⅱ气体压强p2＝p1＋mgS＝3p0添加铁砂后：Ⅰ气体压强p′1＝p0＋3mgS＝4p0Ⅱ气体压强p′2＝p′1＋mgS＝5p0Ⅱ气体发生等温变化，根据玻意耳定律：p2l0S＝p′2l2SB活塞下降的高度h2＝l0－l2解得h2＝0.4l0.②Ⅰ气体发生等温变化，根据玻意耳定律：p1l0S＝p′1l1S只对Ⅱ气体加热，Ⅰ气体状态不变，所以当A活塞回到原来位置时，Ⅱ气体高度l′2＝2l0－0.5l0＝1.5l0根据理想气体状态方程：p2l0ST0＝p′2l′2ST2解得：T2＝2.5T0.6．(1)CD(2)①1.5×105 Pa②600 K③略[解析] (1)用打气筒的活塞压缩气体费力，是因为打气的过程中气体的压强越来越大，气体对活塞的压力越来越大，所以需要用越来越大的力才能推动活塞运动，气体分子间距较大，分子力可忽略不计，选项A错误；当r<r0时，分子间距越大，分子势能越小，选项B错误；根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温物体传向高温物体，但通过外力做功可以把热量从低温物体传递到高温物体，例如电冰箱的制冷过程，选项C正确；根据热力学第一定律，如果物体对外界做功的同时，物体从外界吸热，且吸收的热量大于物体对外界做的功，那么内能就增加，如果吸收的热量小于物体对外界做的功，那么内能就减少，所以选项D正确；物体中所有分子的热运动的分子动能和分子势能的总和叫作物体的内能，选项E错误．(2)①气缸对地面恰好没有压力对气缸进行受力分析：mg＋p0S＝pS解得气体的压强为p＝1.5×105 Pa.②温度升高时，气缸缓慢上升，缸内气体压强不变根据盖·吕萨克定律V2T1＝V T2解得：T2＝600 K.③温度升高，分子平均动能增加，体积不变，分子密集程度不变，所以压强变大．。
2020高考物理浙江专用版大二轮课件：专题六 选修 第13讲
专题六 选修3－4、3－5第一部分 专题复习专题定位1.掌握机械振动和机械波的产生和描述，理解波长、波速和频率及其相互关系；2.通过画光路图，结合几何知识解决光的折射及全反射问题；3.理解光的干涉、衍射、色散及双缝干涉实验；4.理解光电效应现象、氢原子模型与原子结构，会书写核反应方程，会根据质量亏损计算核能.第13讲 机械振动和机械波 电磁波题型1 机械振动及其图象内容索引NEIRONGSUOYIN 题型2 机械波及其图象题型3 振动图象和波的图象的综合应用题型4 电磁振荡与电磁波机械振动及其图象题型11.简谐运动的特征(1)受力特征：回复力满足F＝－kx.(2)运动特征：当物体靠近平衡位置时，a、F、x都减小，v增大；当物体远离平衡位置时，a、F、x都增大，v减小.(3)能量特征：对同一弹簧振子或单摆来说，振幅越大，能量越大，在振动过程中，动能和势能相互转化，机械能守恒.(4)周期性特征：物体做简谐运动时，其位移、回复力、加速度、速度等矢量都随时间做周期性的变化.(5)对称性特征：速率、加速度等关于平衡位置对称.2.振动图象提供的信息(1)由图象可以看出质点振动的振幅、周期.(2)可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移.(3)可以确定各时刻质点的振动方向.(4)可以确定某时刻质点的回复力、加速度和速度的方向.(5)能够比较不同时刻质点的速度、加速度的大小.例1 (多选)甲、乙两单摆的振动图象如图中A、B图线所示.已知乙摆的摆长为0.992 m.下列判断正确的是A.甲摆的摆长小于0.992 mB.甲摆的振幅比乙摆的振幅大C.甲摆振动的频率比乙摆振动的频率高D.在t＝1 s时，乙摆有负向的最大速度√√解析 由题图可得：T＝1.5 s，T乙＝2 s，根据T＝可知甲摆的摆长小于0.992 m，甲故A正确；由题图象可得：A乙＝9 cm，A甲＝6 cm，甲摆的振幅比乙摆的振幅小，故B错误；由题图象可得：T甲＝1.5 s，T乙＝2 s，根据T＝可知，甲摆振动的频率比乙摆振动的频率高，故C正确；由题图象可知在t＝1 s时，乙图线处于最低点，说明乙摆动到最高点，速度为零，故D错误.拓展训练1 如图为某质点的振动图象，由图象可知A.质点的振动方程为x ＝2sin 50πt (cm)B.在t ＝0.01 s 时质点的加速度为负向最大C.P 时刻质点的振动方向向下D.从0.02 s至0.03 s 质点的动能减小，势能增大√P 时刻图象的斜率为正，则质点的振动方向向上，故C 错误；从0.02 s 至0.03 s ，质点的位移增大，远离平衡位置，则质点的动能减小，势能增大，故D 正确.拓展训练2 (2019·北京市海淀区3月适应性练习)如图甲所示，弹簧振子在竖直方向做简谐运动.以其平衡位置为坐标原点，竖直向上为正方向建立坐标轴，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是A.振子的振幅为4 cmB.振子的振动周期为1 sC.t＝1 s时，振子的速度为正的最大值D.t＝1 s时，振子的加速度为正的最大值√解析 由振动图象可知，该弹簧振子的振幅为2 cm，周期为2 s，t＝1 s时，振子在平衡位置，正向速度最大，加速度为零，故C正确.机械波及其图象题型21.波的传播问题(1)沿波的传播方向上，各质点的起振方向与波源的起振方向一致.(2)介质中各质点随波振动，但并不随波迁移.(3)沿波的传播方向上，波每个周期传播一个波长的距离.(4)在波的传播方向上，平衡位置之间的距离为nλ，n＝1,2,3…的质点，振动步调总相同；平衡位置间的距离为(2n＋1) ，n＝0,1,2,3…的质点，振动步调总相反.2.波的叠加问题(1)两个振动情况相同的波源形成的波，在空间某点振动加强的条件为该点到两波源的路程差Δx＝nλ，振动减弱的条件为Δx＝nλ＋ .两个振动情况相反的波源形成的波，在空间某点振动加强的条件为Δx＝nλ＋，振动减弱的条件为Δx＝nλ，以上各式中n 取0,1,2….(2)振动加强点的位移随时间而改变，振幅最大.3.波的多解问题(1)波的图象的周期性：相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形相同，从而使题目的解答出现多解的可能.(2)波传播方向的双向性：在题目未给出波的传播方向时，要考虑到波可沿正向或负向传播两种可能性.4.关系式：v＝λf.例2 (多选)(2019·金丽衢十二校联考)如图所示，S 1为点振源，由平衡位置开始上下振动，产生一列简谐横波沿S 1S 2直线传播，S 1、S 2两点之间的距离为9 m.S 2点的左侧为一种介质，右侧为另一种介质，波在这两种介质中传播的速度之比为3∶4.某时刻波正好传到S 2右侧7 m 处，且S 1、S 2均在波峰位置.则A.S 2开始振动时方向可能向下也可能向上B.波在S 2左侧的周期比在右侧时大√√解析 S2开始运动时方向与振源的起振方向相同，由于振源的起振方向不知道，所以无法确定S2开始运动时的方向，波的振动周期由振源决定，波在S2左侧的周期和右侧的周期相等，故A正确，B错误；拓展训练3 (多选)(2018·全国卷Ⅲ·34(1)改编)一列简谐横波沿x 轴正方向传播，在t ＝0和t ＝0.20 s 时的波形分别如图中实线和虚线所示.已知该波的周期T >0.20 s.下列说法正确的是A.波速为0.40 m/s B.波长为0.08 m C.x ＝0.08 m 的质点在t ＝0.70 s 时位于波谷D.若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s ，则它在该介质中的波长为0.32 m√√√由图象可知波长λ＝0.16 m，B错；根据λ＝v T得，波速变为0.80 m/s时波长λ＝0.32 m，D对.拓展训练4 (多选)(2019·宁波市3月模拟)如图所示，两列简谐横波在同一绳上传播，已知甲波向左传播，t ＝0时刻恰好传播到x ＝＋0.5 cm 处，乙波向右传播，t ＝0时刻恰好传播到x ＝－0.5 cm 处，经过0.5 s 后甲波刚好到达O 点，两列波的振幅均为2 cm ，则以下说法正确的是A.甲波的波速为1.0 cm/sB.两列波相遇后，x ＝0 cm 处质点的振幅为4 cmC.x ＝1.5 cm 处的质点在0～3 s 内，通过的路程为16 cmD.t ＝1 s 时，x ＝1.25 cm 处的质点的振动方向沿＋y 方向√√√结合题图知两列波相遇后，x＝0处是振动减弱点，始终不振动，即振幅A＝0；则x＝1.5 cm处质点在0～2 s内，以A＝2 cm振动一个周期，路程s1＝4A＝8 cm,知x＝1.25 cm处质点振动方向沿＋y方向，故B错误，A、C、D正确.振动图象和波的图象的综合应用题型3图象类型振动图象波的图象研究对象一个振动质点沿波传播方向的所有质点研究内容一个质点的位移随时间的变化规律某时刻所有质点的空间分布规律图象物理意义表示同一质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移图象信息(1)质点振动周期(2)质点振幅(3)质点在各时刻的位移(4)质点在各时刻速度、加速度的方向(1)波长、振幅(2)任意一质点在该时刻的位移(3)任意一质点在该时刻的加速度方向(4)传播方向、振动方向的互判图象变化随着时间推移，图象延续，但已有形状不变随着时间推移，波形沿传播方向平移一完整曲线占横坐标的距离表示一个周期表示一个波长互判方法“上下坡”法 “同侧”法 “微平移”法例3 (多选)(2019·福建福州市五月检测)如图甲所示是一列简谐波在t ＝0时刻的波形图，质点P 刚开始振动，如图乙所示是介质中的另一质点Q 的振动图象，则下列说法正确的是A.这列波沿x 轴正方向传播B.这列波的波速是24 m/sC.质点Q 平衡位置的坐标为x Q ＝36 mD.从t ＝0时刻开始，经过2.5 s 质点Q 处在波峰√√√解析 由题图乙可知，质点Q刚开始振动时方向沿y轴负方向，结合题图甲可知质点P在t＝0时刻沿y轴负方向振动，所以这列波沿x轴正方向传播，选项A正确；质点P开始振动后经过Δt＝1 s质点Q开始振动，则PQ间的距离x PQ＝v·Δt＝12 m，所以质点Q平衡位置的坐标为x Q＝36 m，选项C正确；拓展训练5 (多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，图甲是波刚传播到x＝5 m处的M 点时的波形图，图乙是质点N(x＝3 m)从此时刻开始计时的振动图象，Q是位于x＝10 m处的质点，下列说法正确的是A.这列波的波长是5 mB.M点以后的各质点开始振动时的方向都沿y轴正方向C.由甲图对应时刻开始计时，经过6 s，质点Q第一次到达波谷D.这列波由M点传播到Q点需要5 s√√由题图甲知，质点M起振方向是沿y轴负方向的，则M点以后的各质点开始振动时的方向都沿y轴负方向；由题图甲所对应时刻开始计时时，此时x＝4 m处的质点位于波谷位置，拓展训练6 (多选)(2019·浙南名校联盟期末)一列简谐横波，在t ＝1.8 s 时刻的图象如图甲所示，此时，P 、Q 两质点的位移均为－1 cm ，波上位于平衡位置的A 质点振动图象如图乙所示，则以下说法正确的是A.这列波的波速是 m/sB.从t ＝1.8 s 开始，紧接着的Δt ＝0.3 s 时间内，A 质点通过的路程是2 cmC.从t ＝1.8 s 开始，质点P 比质点Q 早0.4 s 回到平衡位置D.若该波在传播过程中遇到一个尺寸为22 cm的障碍物，不能发生明显的衍射现象√√由于波长20 cm，与障碍物22 cm相差不多，故能发生明显衍射，D错误.电磁振荡与电磁波题型41.电磁波与机械波的主要区别(1)电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质.(2)电磁波是横波，机械波可能是横波，也可能是纵波.2.电磁波谱的特性及应用电磁波谱特性应用递变规律无线电波容易发生衍射通信和广播 波 频长 率减 增小 大红外线热效应红外线遥感 可见光引起视觉照明等紫外线荧光效应，能杀菌灭菌消毒、防伪X 射线穿透能力强医用透视、安检γ射线穿透能力很强工业探伤、医用治疗例4 (多选)(2019·嘉、丽3月联考)下列说法正确的是A.机械波和电磁波既有横波又有纵波B.电子仪器套上金属罩防止外界电场干扰是应用静电屏蔽原理C.办公区域和家中常用的WiFi 信号传输距离不长是因为其波长太长D.LC 振荡电路中自感系数L 和电容C 都减小一半可使振荡频率增大一倍解析 机械波既有横波又有纵波，而电磁波是横波，故A 错误；封闭金属罩有屏蔽静电的作用.将电子设备置于接地封闭金属罩中，可以避免外界电场对设备的影响，故B 正确；电磁波的传播距离和障碍物有关，若障碍物是金属等导电材料，则屏蔽能力较强，故传不远，C 错误；根据f ＝ 可知，自感系数L 和电容C 都减小一半，则振荡频率增大一倍，故D 正确.√√拓展训练7 (多选)关于电磁波，下列说法正确的是A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C.电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输√√√解析 电磁波在真空中传播速度等于光速，与频率无关，A 正确；电磁波是周期性变化的电场和磁场互相激发得到的，B 正确；电磁波传播方向与电场方向、磁场方向均垂直，C 正确；光是一种电磁波，光可在光导纤维中传播，D 错误.拓展训练8 (多选)(2019·贵州安顺市上学期质量监测)下列说法中正确的是A.电磁波可以在真空中传播B.X 射线是原子的内层电子受到激发产生的C.光从空气射入水中，传播速度一定减小D.若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失√√√解析 电磁波可以在真空中传播，选项A 正确.X 射线是原子的内层电子受到激发产生的，选项B 正确；水相对空气是光密介质，则光从空气射入水中，传播速度一定减小，选项C 正确；若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波不会随即消失，选项D 错误.拓展训练9 (多选)(2019·山东济宁市第一次模拟)下列判断正确的是A.机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波B.机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象C.介质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等D.机械波的频率、波长和波速三者满足的关系对电磁波也适用√√√。
创新设计-学业水平考试2016-2017高中物理选修3-2(浙江专用 人教版)课件：第四章 电磁感应 4-6
说明 不要求计算自感电动势
课堂导学 课堂自测
知识点一
互感现象 [基 础 梳 理 ]
1．定义：两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，
它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势， 这种现象叫互感。 2．作用：利用互感现象可以把 能量由一个线圈传递到另一个线 圈，如变压器、收音机的磁性天线。
在开关 S 断开瞬间， LA 灯突 然闪亮一下后再渐渐熄灭 断开 S 时，线圈 L 产生自感 电动势，阻碍电流的减小， 使通过 L 的电流从原来电流 减小，由于 IL>ILA，会使得 流过 LA 灯的电流突然增大， 从而使 LA 灯闪亮一下后渐 渐熄灭
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【例 3】 如图 3 所示， 电路中自感线圈电阻很小， 可以忽略不计。 R 的阻值和 L 的自感系数都很大，A、B 为两个完全相同的灯 泡，当 S 闭合时，下列说法正确的是 A．A 比 B 先亮，然后 A 灭 B．B 比 A 先亮，然后 A 灯逐渐变亮 C．A、B 一起亮，然后 A 灭 D．A、B 一起亮，然后 B 灭
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要点2
对两类自感现象的理解
通电自感
断电自感
电路图
器材要 L1、L2同规格，R＝
L很大(有铁芯)，
求
RL，L较大
RL≪RLA
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在 S 闭合瞬间，L2 灯立 现象 即亮起来，L1 灯逐渐变 亮，最终一样亮 由于开关闭合时， 流过电 感线圈的电流迅速增大， 原因 使线圈产生自感电动势， 阻碍电流的增大， 使流过 L1 灯的电流比流过 L2 灯 的电流增加得慢
工作，这时要求设法减小电路间的互感。
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【例 1】如图 1 所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动 的金属棒 PQ、MN，当 PQ 在外力作用下运动时，MN 在磁场 力作用下向右运动，则 PQ 所做的运动可能是 A．向右匀加速运动 B．向左匀加速运动 C．向右匀减速运动 D．向左匀减速运动 ( )
《高中物理选修3-5》二轮专题复习
《高中物理选修3-5》二轮专题复习一、考纲要求与考题特点分析（一）经过一轮复习，大部分学生对本模块基本概念、基本规律都有较好的把握。
尤其是动量守恒定律、光电效应、能级与光谱、核反应方程及规律等重点内容，有较强的得分能力。
原子物理部分的相关选择题，只要是常规题，一般能得分。
但这一部分知识点细而杂，涉及到的微观领域，学生又缺少直接经验；有关考题，跟物理学的前沿容易发生联系，如夸克、黑洞等，而且往往是多项选择题，会有部分学生因细节关注不够，造成不能拿满分。
动量守恒定律部分内容，相对难度大些，且跟能量、电磁学的内容综合考查的概率很大，对于普通高中学生或者一些物理相对薄弱的学生来说，涉及动量的综合题，总是一筹莫展，甚至干脆放弃。
而有关动量守恒的实验题也是高考热点，所以，争对3-5的二轮复习，重点内容还是要加强，细杂知识要突破、要点拨，加强解题方法、解题能力的指导和训练。
力保学生不失基础题的分、不失中档题的分、少失难题的分。
（二）高考物理学科要考查的五个能力（理解能力、推理能力、分析综合能力、应用数学处理物理问题的能力、实验能力）的要求~1.理解能力理解物理概念、物理规律的确切含义，理解物理规律的适用条件，以及它们在简单情况下的应用;能够清楚认识概念和规律的表达形式(包括文字表述和数学表述);能够鉴别关于概念和规律的似是而非的说法;理解相关知识的区别和联系。
2.推理能力能够根据已知的知识和物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断，并能把推理过程正确地表达出来。
3.分析综合能力能够独立地对所遇的问题进行具体分析、研究，弄清其中的物理状态、物理过程和物理情境，找出其中起重要作用的因素及有关条件;能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题，找出它们之间的联系;能够提出解决问题的方法，运用物理知识综合解决所遇到的问题。
4.应用数学处理物理问题的能力能够根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行推导和求解，并根据结果得出物理结论;必要时能运用几何图形、函数图像进行表达、分析。
高考物理二轮复习第一部分专题六选考部分第14讲选修3-4部分练习
专题六 选考部分第14讲 选修3-4部分1．(2016·郑州模拟)(1)下列说法正确的是________．A ．只有物体温度较高时，才能向外辐射红外线B ．物体做机械振动，不一定产生机械波C ．单摆具有等时性，即周期与振幅无关D ．X 射线在磁场中偏转，穿透力较强，可用来进行人体透视E ．机械波从一种介质传播进入另一种介质时，其频率一定不变(2)如图所示为一横截面为直角三角形的玻璃棱镜ABC ，其中∠A ＝30°，D 点在AC 边上，A 、D 间距为L ，AB ＝23L .一条光线平行于AB 边从D 点射入棱镜，光线垂直BC 边射出，已知真空中的光速为c ，求：①玻璃的折射率；②光线在棱镜中传播的时间．解析：(1)一切物体在任何温度都能向外辐射红外线，A 错误；由于机械波传播需要介质，故当物体在真空中做机械振动时，不会产生机械波，B 正确；单摆具有等时性，即周期与振幅无关，C 正确；X 射线不带电，不会在磁场中偏转，X 射线的穿透力较强，可用来进行人体透视，D 错误；机械波从一种介质传播进入另一种介质时，其频率一定不变，E 正确．(2)①光路如图，因为光线垂直BC 边射出，有β＝30°，光线在E 点发生反射，有α＝30°，可知r ＝180°－90°－2×30°＝30°.光线平行于AB 边从D 点射入棱镜，入射角θ＝60°，由折射定律有n ＝sin θsin r＝ 3. ②△ADE 为等腰三角形，有DE ＝AD ＝L ，EB ＝AB －2L cos 30°，解得EF ＝EB ·cos β＝3L 2. 光线在棱镜中传播的路程s ＝DE ＋EF ＝2.5L ，光线在棱镜中传播的速度v ＝c n ，光线在棱镜中传播的时间t ＝s v ＝53L 2c. 答案：(1)BCE (2)① 3 ②53L 2c2.(1)如图，一透明球体置于空气中，球半径R ＝10 cm ，MN 是一条通过球心的直线，单色细光束AB 平行于MN 射向球体，B 为入射点，AB 与MN 间距为5 2 cm ，已知出射光线CD 与直线MN 的夹角为30°，则透明球体对该光的折射率n ＝________．若改变光束AB 的入射角，则经折射进入该球体内的光线再次向空气出射时，________(填“有”或“不”)可能发生全反射现象．(2)一列沿水平x 轴传播的简谐横波，频率为10 Hz ，某时刻，当质点M 到达其平衡位置且向上运动时，在其右方相距0.8 m 处的质点N 恰好到达最高点．求该列简谐横波的传播速度．解析：(1)作法线OB 、OC ，连接透明球内的折射光线BC ，设光束在B 点的入射角为i ，由sin i ＝5210＝22，得i ＝45°，根据球体的对称关系，光束在C 点的折射角也为45°，由几何关系得∠BOC ＝120°，所以光束AB 在B 点的折射角r ＝30°，在B 点由折射定律有n ＝sin i sin r ＝sin 45°sin 30°＝ 2.因为光进入透明球体时的折射角等于出射时的入射角，总是小于全反射临界角，所以不可能发生全反射现象．(2)波沿x 轴有向左和向右传播两种情况，若波向右传播，其波形如图1所示，根据题意有⎝ ⎛⎭⎪⎫n ＋34λ1＝0.8 m(n ＝1，2，…)， 波速v 1＝λ1f ＝324n ＋3m/s(n ＝0，1，2，…)．若波向左传播，其波形如图2所示，根据题意有⎝ ⎛⎭⎪⎫k ＋14λ2＝0.8 m(k ＝0，1，2，…)，波速v 2＝λ2f ＝324k ＋1m/s(k ＝0，1，2，…)． 答案：(1) 2 不 (2)向右传播时，324n ＋3m/s(n ＝0，1，2，…) 向左传播时，324k ＋1m/s(k ＝0，1，2，…)3．(2016·长春模拟)(1)2015年12月30日在新疆阿克陶县发生3.3级地震，震源深度7千米．如果该地震中的简谐横波在地球中匀速传播的速度大小为4 km/s.如图所示，波沿x 轴正方向传播，某时刻刚好传到N 处，则________．A ．从波源开始振动到波源迁移到地面需要1.75 s 时间B ．波的周期为0.015 sC ．从波传到N 处开始计时，经过t ＝0.03 s 位于x ＝240 m 处的质点加速度最小D ．图示时刻，波的图象上M 点的速度沿y 轴负方向，经过一段极短时间动能减小E ．图示时刻，波的图象上除M 点外与M 点势能相等的质点有7个(2)某探究小组的同学利用直角三棱镜做光学实验，直角三棱镜的截面如图所示，棱镜的折射率为2，α＝30°，BC 边长度为a .P 为垂直于直线BCO 的光屏．现有一宽度等于AB 边长度的平行单色光束垂直射向AB 面，已知sin 75°＝24＋64，cos 75°＝64－24.求：①光线从AC 面射出时的折射角；②在光屏P 上被折射光线照亮的光带的宽度．解析：(1)波上质点并不随波迁移，选项A 错误；由题意可知该波的周期为T ＝60 m 4 km/s＝0.015 s ，从波传到x ＝120 m 处开始计时，经过t ＝0.03 s ，波刚好传到x ＝240 m 处，位于x ＝240 m 处的质点在平衡位置，加速度最小，选项B 、C 正确；由“上下波”法可得，题图所示时刻，M 点的速度沿y 轴负方向，正在向平衡位置运动，速度增大，则动能增大，选项D 错误；由简谐运动的对称性可得除M 点外与M 点势能相等的质点有7个，选项E 正确．(2)①光线在AB 面上折射后方向不变，射到AC 面上的入射角i ＝30°，如图甲所示，折射角为r ，根据折射定律有n ＝sin r sin i，解得r ＝45°.甲 乙②如图乙所示，可画出折射光线在光屏上的光带宽度等于CE ，∠EAC ＝45°，∠ECA ＝30°，AC ＝2a ，在△AEC 中，根据正弦定理有CE sin 45°＝ACsin 105°， 解得CE ＝(23－2)a .答案：(1)BCE (2)①45° ②(23－2)a4．(2016·广州模拟)(1)下列对光学和相对论的认识正确的是________．A ．相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关B ．用透明的标准样板和单色光检查工件平面的平整度利用了光的衍射C ．要确定雷达和目标的距离需要直接测出电磁波从发射到被目标接收的时间D ．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变小E ．全息照片往往用激光来拍摄，主要利用了激光的相干性(2)沿x 轴方向传播的简谐横波如图所示，其中实线为t ＝0时刻的波形，虚线为t ＝0.3 s 时刻的波形，求：(导学号 59230115)①该波的周期；②该波的波速最小值．解析：(1)相对论认为空间和时间与物质的运动快慢有关，A 正确；检查平面的平整度的原理是经过空气层的前后两面反射的光线在标准样板的下表面叠加，发生薄膜干涉，形成干涉条纹，B 错误；雷达利用了电磁波的反射原理，雷达和目标的距离s ＝12c Δt ，直接测出的是从发射电磁波至接收到反射的电磁波的时间间隔Δt ，C 错误；在双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，由于波长变小，故干涉条纹间距变小，D 正确；激光具有良好的相干性，全息照片就是利用激光的相干性进行拍摄的，E 正确．(2)①若波沿x 轴负方向传播，由14T ＋nT ＝0.3 s(n ＝0，1，2，…)解得波的周期可能为T ＝1.21＋4ns(n ＝0，1，2，…)， 若波沿x 轴正方向传播，由34T ＋nT ＝0.3 s(n ＝0，1，2，…)． 解得波的周期可能为T ＝1.23＋4ns(n ＝0，1，2，…) ②由波形图可知，波长λ＝1.2 m ，若波沿x 轴负方向传播，当n ＝0时，可得T max ＝1.2 s ，v min ＝λT max＝1 m/s ， 同理，若波沿x 轴正方向传播，可得v min ＝3 m/s.答案：(1)ADE (2)①－1.21＋4n s 或1.23＋4ns(n ＝0，1，2，…) ②1 m/s 或3 m/s 5．(2016·全国乙卷)(1)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 ．下列说法正确的是______．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(2)如图，在注满水的游泳池的池底有一点光源A ，它到池边的水平距离为3.0 m ．从点光源A 射向池边的光线AB 与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为43.①求池内的水深；②一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到池面的高度为2.0 m ．当他看到正前下方的点光源A 时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°.求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保留1位有效数字)．解析：(1)水面波是一种机械波，说法A 正确．根据题意得周期T ＝159 s ＝53s ，频率f＝1T ＝0.6 Hz ，说法B 错误．波长λ＝v f ＝1.80.6m ＝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)①如图，设到达池边的光线的入射角为i ，依题意，水的折射率n ＝43，光线的折射角θ＝90°.由折射定律有n sin i ＝sin θ①由几何关系有sin i ＝ll 2＋h 2②式中，l ＝3.0 m ，h 是池内水的深度．联立①②式并代入题给数据得h ＝7m ≈2.6 m ．③②设此时救生员的眼睛到池边的距离为x .依题意，救生员的视线与竖直方向的夹角为θ′＝45°.由折射定律有n sin i ′＝sin θ′④式中，i ′是光线在水面的入射角．设池底点光源A 到水面入射点的水平距离为a .由几何关系有sin i ′＝aa 2＋h 2⑤x ＋l ＝a ＋h ′⑥式中h ′＝2 m ．联立③④⑤⑥式得x ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫3723－1m ≈0.7 m. 答案：(1)ACE (2)①2.6 m ②0.7 m。
2016年高考总复习专题六选修3-3-4-5
专题六 选考模块明确分子动理论的基本内容，关注布朗运动现象、阿伏伽德罗常数在微观量与宏观量转换中的作用及分子力与分子势能随分子间距变化的规律；掌握气体实验定律、气体状态方程的适用条件和解题方法，关注等温、等压、等容气体状态变化图像的应用；理解热力学第一定律及定律中各物理量的意义、掌握应用定律解题的方法，同时关注热力学第一定律及热力学第二定律的区别和联系．第12讲 选修3-31．[2015·全国卷Ⅰ] (1)下列说法正确的是____________．A ．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B ．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质C ．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D ．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体E ．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变(2)如图12-1所示，一固定的竖直气缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞．已知大活塞的质量为m 1＝2.50 kg ，横截面积为S 1＝80.0 cm 2，小活塞的质量为m 2＝1.50 kg ，横截面积为S 2＝40.0 cm 2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l ＝40.0 cm ，气缸外大气的压强为p ＝1.00×105 Pa ，温度为T ＝303 K ．初始时大活塞与大圆筒底部相距l 2，两活塞间封闭气体的温度为T 1＝495 K ．现气缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移．忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦，重力加速度大小g 取10 m /s 2.求：图12-1①在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度；②缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强．【考题定位】难度等级：中等出题角度：第一小题考查了晶体与非晶体的性质，属识记类知识应用，较简单．第二小题考查了求气体的温度与压强、分析气体状态变化过程、应用盖·吕萨克定律与查理定律等知识．解此题关键点：①在大活塞靠近大圆筒底部过程中，气体发生等压变化，根据题意求出气体的状态参量，应用盖·吕萨克定律求出气体温度；②大活塞与大圆筒底部接触后到气缸内气体与气缸外气体温度相等过程中气体发生等容变化，应用查理定律可求出气体的压强．2.[2015·全国卷Ⅱ] 关于扩散现象，下列说法正确的是________．A．温度越高，扩散进行得越快B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的(2)如图12-2所示，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭，A侧空气柱的长度为l＝10.0 cm，B侧水银面比A侧的高h＝3.0 cm，现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧的高度差为h1＝10.0 cm时，将开关K关闭，已知大气压强p0＝75.0 cmHg.图12-2(ⅰ)求放出部分水银后A侧空气柱的长度；(ⅱ)此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银达到同一高度，求注入水银在管内的长度．【考题定位】难度等级：中等出题角度：第一小题综合考查了分子动理论，属识记类知识应用，较简单．第二小题考查管内水银柱问题，其中封闭气体经历两次等温变化过程，关键是找出初态和末态的气压和体积(长度)的关系，然后根据玻意耳定律列式求解. 两侧水银面等高后，根据波意耳定律求解气体的体积，比较两个状态，结合几何关系得到第二次注入的水银柱的长度.考点一分子动理论1 以下说法正确的是()A．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，仅与单位体积内的分子数有关B．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子不停息地做无规则热运动C．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小D．当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小E．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能一定增大，因此压强也必然增大导思①布朗运动现象中观察到的是什么在运动？布朗运动现象说明什么在运动？②分子力与分子间距有什么关系？分子势能的变化与分子力做功有什么关系？③从微观角度看，气体压强与哪些因素有关？归纳1．布朗运动：布朗运动现象的研究对象是悬浮在液体(或气体)中的固体颗粒，布朗运动是由于各个方向分子对悬浮微粒碰撞的不平衡性引起的，是悬浮微粒的无规则运动，不是固体分子的运动，也不是液体分子的运动，但布朗运动可以反映分子的无规则运动．影响布朗运动剧烈程度的因素是颗粒的大小和温度．2．两种分子模型：(1)球体模型：将分子视为球体，V0＝43π⎝⎛⎭⎫d23(d表示分子直径)；(2)立方体模型：将分子视为立方体，V0＝d3(d表示分子间距)．固体、液体分子体积V0＝VN A(V表示摩尔体积)，但对气体V0表示一个气体分子平均占据的体积，因为气体分子之间的间隙不能忽略．3．分子动能和分子势能温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，但某个分子的动能不一定越大；分子势能的大小与物体体积有关，但物体体积增大时，分子势能并不一定增大，物体体积变化时，分子势能如何变化，需要根据分子力做功情况来判定．变式[2015·山东卷] 墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀．关于该现象的分析正确的是________．A．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用B．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动C．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程运行得更迅速D．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的考点二热力学定律2 [2015·福建卷] 如图12-3所示，一定质量的理想气体，由状态a经过ab过程到达状态b 或者经过ac过程到达状态c.设气体在状态b和状态c的温度分别为T b和T c，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Q ab和Q ac.则________．图12-3A．T b>T c，Q ab>Q ac B．T b>T c，Q ab<Q acC．T b＝T c，Q ab>Q ac D．T b＝T c，Q ab<Q ac导思①状态变化过程中理想气体的内能变化与什么有关？气体对外界做的功与什么有关？②气体吸收或放出的热量用什么规律求解？归纳1．热力学第一定律：ΔU＝W＋Q热力学第一定律适用于固体、液体、气体，而气体实验定律、状态方程均适用于理想气体．判断理想气体状态变化问题时，应先根据气体实验定律判断三个状态参量的变化，一定质量理想气体的内能只与温度有关：温度升高则内能增加，温度降低则内能减少；依据气体体积的变化确定做功情况：体积增大则气体对外界做功，体积减小则外界对气体做功；根据内能的变化及做功情况，依据ΔU＝W＋Q确定过程是吸热还是放热．应用热力学第一定律时，应注意做功的物理意义，外界对系统做功能增大系统的内能，则该功取正值．2．热力学第二定律：应注意热现象的方向性是有条件的，即“不产生其他影响”．变式下列说法正确的是()A．气体从外界吸收热量，其内能一定增加B．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零C．气体在等压膨胀的过程中温度一定升高D．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递E．自然界中符合能量守恒定律的宏观过程不一定能自然发生考点三气体的状态变化3 [2015·山东卷] 扣在水平桌面的热杯盖有时会发生被顶起的现象．如图12-4所示，截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上，开始时内部封闭气体的温度为300 K，压强为大气压强p0.当封闭气体温度上升至303 K时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部气体压强立刻减为p0.温度仍为303 K．再经过一段时间，内部气图12-4体温度恢复到300 K．整个过程中封闭气体均可视为理想气体．求：(1)当温度上升到303 K且尚未放气时，封闭气体的压强；(2)当温度恢复到300 K时，竖立向上提起杯盖所需的最小力．导思①温度上升至303 K过程，气体状态变化的特点是什么？②杯盖恰好被整体顶起，说明杯盖处于什么状态？归纳1．分析有关气体实验定律和理想气体状态方程问题的物理过程必须明确三个要点：(1)阶段性：明确一个物理过程分为哪几个阶段；(2)联系性：找出几个阶段之间是由什么物理量联系起来的；(3)规律性：明确哪个阶段应遵循什么实验定律．2．利用三个实验定律及理想气体状态方程解决问题的基本思路：(1)选取研究对象：选取所研究的某一部分气体，该部分气体在状态变化过程中，其质量必须保持一定；(2)确定初、末状态，列出状态参量；(3)分析状态变化的特点，选用适当的实验定律或理想气体状态方程列式．变式如图12-5所示，在导热性能良好、开口向上的气缸内，用轻活塞封闭一定质量的理想气体，气体的体积V 1＝6.0×10－3 m 3，温度T 1＝300 K ．现使外界环境温度缓慢升高至T 2，此过程中气体吸收热量700 J ，内能增加500 J ．不计活塞的质量及活塞与气缸间的摩擦，外界大气压强p 0＝1.0×105 Pa ，求T 2.图12-5例 如图12-6所示，U 形管左端封闭，右端开口，左管横截面积为右管横截面积的2倍，在左管内用水银封闭一段长为26 cm 、温度为280 K 的空气柱，左、右两管水银面高度差为36 cm ，外界大气压为76 cmHg .若给左管的封闭气体加热，使管内气柱长度变为30 cm ，则此时左管内气体的温度为多少？图12-6展1 如图12-7所示，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置．玻璃管的下部封有长l 1＝25.0 cm 的空气柱，中间有一段长l 2＝25.0 cm 的水银柱，上部空气柱的长度l 3＝40.0 cm .已知大气压强为p 0＝75.0 cmHg ，现将一活塞(图中未画出)从玻璃管开口处缓慢往下推，使管下部空气柱长度变为l 1′＝20.0 cm .假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离．图12-7展2 一足够高的直立气缸上端开口，用一个厚度不计的活塞封闭了一段高为80 cm的气柱，活塞的横截面积为0.01 m2，活塞与气缸间的摩擦不计，气缸侧壁通过一个开口与U形管相连，开口离气缸底部的高度为70 cm，开口管内及U形管内的气体体积忽略不计．已知如图12-8所示状态气体的温度为7 ℃，U形管内水银面的高度差h1＝5 cm，大气压强p0＝1.0×105Pa保持不变，水银的密度ρ＝13.6×103kg/m3，g取10 m/s2.求：(1)活塞的重力；(2)现在活塞上添加沙粒，同时对气缸内的气体加热，始终保持活塞的高度不变，此过程缓慢进行，当气体的温度升高到37 ℃时，U形管内水银面的高度差为多少？(3)保持上问中的沙粒质量不变，让气缸内的气体逐渐冷却，那么当气体的温度至少降为多少摄氏度时，U形管内的水银面变为一样高？图12-8第13讲选修3-4掌握振动和波的图像，掌握波长、波速与频率的关系，关注振动图像和波动图像综合问题，如振动图像和波动图像结合波速公式确定质点振动方向、波的传播方向及计算波速、质点路程等；掌握光的折射、全反射现象和折射率的概念等内容，关注临界角和折射定律的应用；了解光的干涉、衍射、偏振现象及干涉产生条件、明显衍射的条件等.1．[2015·全国卷Ⅰ] (1)在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比，Δx1________Δx2(填“＞”“＝”或“＜”)．若实验中红光的波长为630 nm，双缝到屏幕的距离为1.00 m，测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm，则双缝之间的距离为________mm.图13-1(2)甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播，波速均为v＝25 cm/s.两列波在t＝0时的波形曲线如图13-1所示．求：①t＝0时，介质中偏离平衡位置位移为16 cm的所有质点的x坐标；②从t＝0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为－16 cm的质点的时间．【考题定位】难度等级：中等出题角度：第一小题考查了双缝干涉实验现象及数据处理，属简单规律应用类题型，较简单．第二小题综合考查波动图像和振动图像，同时考查考生灵活运用三角函数图像知识解题的能力．2．[2015·全国卷Ⅱ] (1)如图13-2所示，一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线，则________．图13-2A．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度B．在真空中，a光的波长小于b光的波长C．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失E．分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距(2)平衡位置位于原点O的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，P、Q为x轴上的两个点(均位于x轴正向)，P与O的距离为35 cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间，已知波源自t＝0时由平衡位置开始向上振动，周期T＝1 s，振幅A＝5 cm.当波传到P点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5 s，平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置，求：(ⅰ)P、Q之间的距离；(ⅱ)从t＝0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过的路程．【考题定位】难度等级：中等出题角度：第一小题综合考查了学生对光的波动性、光的折射、全反射现象的理解，属简单规律应用类题型，较简单．第二小题考查简谐振动与机械波的综合应用，关键要弄清O、P 两点间的距离与波长λ之间的关系，振动周期与波动周期相等是隐含条件.考点一振动图像和波动图像1 [2015·天津卷] 图13-3甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为x a＝2 m和x b＝6 m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像．下列说法正确的是()甲乙图13-3A．该波沿＋x方向传播，波速为1 m/sB．质点a经4 s振动的路程为4 mC．此时刻质点a的速度沿＋y方向D．质点a在t＝2 s时速度为零导思①质点b在t＝0时刻沿什么方向振动？怎样利用振动方向判断波的传播方向？②4 s等于几个振动周期？每个周期质点振动通过的路程是多少？归纳1．振动图像和波动图像中质点振动方向的判断振动图像中质点在某时刻的振动方向，可根据下一个时刻远小于T4质点的位移(位置坐标)确定，也可根据图像中该时刻对应的图线斜率的正负确定；波动图像中质点的振动方向与波的传播方向有关，可用“上下坡法”(沿着波传播的方向“上坡”处的质点振动方向向下，“下坡”处的质点振动方向向上)或微平移法(作出微小时间Δt后的波形确定各质点经Δt后到达的位置以确定振动方向)确定质点振动方向．2．振动图像与波动图像结合波动图像是某时刻一系列质点的振动情况的反映，振动图像是某一质点在不同时刻的振动情况的反映；求解波动图像与振动图像综合问题应注意：(1)明确题目所涉及的图像是振动图像还是波动图像：横坐标为x则为波动图像，横坐标为t 则为振动图像；(2)注意观察横、纵坐标的单位，尤其注意单位前的数量级；(3)找准波动图像是哪个时刻的图像；(4)找准振动图像是哪个质点的图像．变式[2015·海南卷] 一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形如图13-4所示，质点P的x坐标为3 m．已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4 s．下列说法正确的是________．图13-4A．波速为4 m/sB．波的频率为1.25 HzC．x坐标为15 m的质点在t＝0.6 s时恰好位于波谷D．x坐标为22 m的质点在t＝0.2 s时恰好位于波峰E．当质点P位于波峰时，x坐标为17 m的质点恰好位于波谷考点二光的折射光的波动性2 如图13-5所示，两束单色光a、b自空气射向玻璃，经折射后形成复合光束c.下列说法中正确的是()图13-5A．从玻璃射向空气，a光的临界角小于b光的临界角B．用同一装置做双缝干涉实验，a光条纹间距小于b光条纹间距C．玻璃对a光的折射率小于玻璃对b光的折射率D．在玻璃中，a光的速度等于b光的速度导思①同种透明介质对频率较高的单色光的折射率比频率较低的单色光的折射率有什么差别？②发生全反射时，临界角与介质的折射率之间的关系是什么？③双缝干涉条纹间距与入射光的波长之间的关系是什么？归纳1．光的干涉：(1)双缝干涉：频率相同的两束光相遇叠加形成明暗相间条纹的现象，双缝干涉条纹是等间距的，条纹间距Δx＝l λd，利用该关系可测定光的波长．明暗条纹决定条件：某点到双缝的距离之差Δx与波长的关系决定明暗条纹．明条纹：Δx＝nλ(n＝0，1，2，3，4…)暗条纹：Δx＝(2n＋1)λ2(n＝0，1，2，3，4…)(2)薄膜干涉：由透明薄膜(油膜、肥皂膜、空气膜等)前后表面的反射光叠加形成干涉．2．光的衍射：发生明显衍射的条件是，孔或障碍物的大小比光的波长小，或者差不多．3．光的偏振：光波只沿某一个特定的方向振动叫作偏振．自然光通过偏振片产生偏振光；自然光发生反射和折射可以成为部分偏振光或完全偏振光．偏振现象证明光是横波．变式下列说法正确的是()A．只有当障碍物或孔的尺寸跟光的波长差不多，甚至比光的波长还小时，才能产生明显的光的衍射现象B．光的衍射现象是光波相互叠加的结果，光的衍射现象说明了光具有波动性C．用单色平行光照射单缝，缝宽不变，照射光的波长越长，衍射现象越显著D．光的衍射现象和干涉现象否定了光的直线传播的结论E．在太阳光照射下，肥皂泡呈现彩色，这是光的衍射现象F．在城市交通中，用红灯表示禁止通行，这是因为红光更容易产生干涉考点三几何光学3 投影仪的镜头是一个半球形的玻璃体，光源产生的单色平行光投射到平面上，经半球形镜头折射后在光屏MN上形成一个圆形光斑．已知镜头半径为R，光屏MN到球心O的距离为d(d>3R)，玻璃对该单色光的折射率为n，不考虑光的干涉和衍射．求光屏MN上被照亮的圆形光斑的半径．导思①光线射到球面时，能否发生全反射？临界角多大？②光屏MN上形成的圆形光斑的边界对应的是什么情景下的出射光线？图13-6归纳1．折射角与入射角：光从真空(或空气)斜射到透明介质中时，折射角小于入射角；光从透明介质斜射到真空(或空气)时，折射角大于入射角；2．全反射：光只有从光密介质射向光疏介质时才可能发生全反射现象，在遇到光从光密介质射入光疏介质的情况时，应考虑能否发生全反射问题．全反射的计算只要求光从光密介质射入真空(或空气)的情况．3．光的折射和全反射问题的解题技巧分析题意→画出光路图→分析光路→确定入射角和折射角→由折射定律求解[注意] 分析全反射问题时，先确定光是否由光密介质进入光疏介质、入射角是否大于临界角，若不符合全反射的条件，则再由折射定律和反射定律确定光的传播情况．变式一半径为R的半圆形玻璃砖横截面如图13-7所示，O为圆心，一束平行光线照射到玻璃砖MO′面上，中心光线a沿半径方向射入玻璃砖后，恰在O点发生全反射，已知∠aOM＝45°.(1)求玻璃砖的折射率n；(2)玻璃砖底面MN出射光束的宽度是多少？(不考虑玻璃砖MO′N面的反射)图13-7例图13-8是一列简谐横波上A、B两质点的振动图像，两质点平衡位置间的距离Δx＝4.0 m，波长大于3.0 m，求这列波的传播速度．图13-8展如图13-9所示，实线是某时刻的波形图像，虚线是0.2 s后的波形图像，质点P位于实线波的波峰处．(1)若波向x轴正方向以最小速度传播，求经过t＝4 s质点P所通过的路程；(2)若波速为35 m/s，求波的传播方向．图13-9第14讲选修3-5理解动量的概念，掌握应用动量守恒定律解题的方法，关注动量守恒定律方向性及其与机械能守恒定律、能量守恒定律的简单综合；掌握对玻尔理论与能级、原子核反应方程及质能方程的应用，关注α衰变和β衰变规律、核反应方程的书写及能级跃迁的计算等问题；掌握光电效应现象和规律，关注光电效应现象的产生条件、影响光电子最大初动能和单位时间内逸出的光电子数的因素．1．[2015·全国卷Ⅰ] (1)在某次光电效应实验中，得到的遏止电压U c与入射光的频率ν的关系如图14-1所示．若该直线的斜率和截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量可表示为______________，所用材料的逸出功可表示为______________．图14-1(2)如图14-2，在足够长的光滑水平面上，物体A、B、C位于同一直线上，A位于B、C之间．A的质量为m，B、C的质量都为M，三者都处于静止状态．现使A以某一速度向右运动，求m和M之间应满足什么条件，才能使A只与B、C各发生一次碰撞．设物体间的碰撞都是弹性的．图14-2【考题定位】难度等级：中等出题角度：第一小题考查了光电效应、爱因斯坦光电效应方程的理解及应用，属于简单规律应用类题型，较简单．第二小题考查动量守恒定律与能量守恒定律的综合应用，属于典型的碰撞模型应用．2．[2015·全国卷Ⅱ] (1)实物粒子和光都具有波粒二象性，下列事实中突出体现波动性的是________．A．电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样B．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C．人们利用中子衍射来研究晶体的结构D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构E．光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关(2)滑块a、b沿水平面上同一条直线发生碰撞；碰撞后两者粘在一起运动；经过一段时间后，从光滑路段进入粗糙路段．两者的位置x随时间t变化的图像如图14-3所示．求：(ⅰ)滑块a、b的质量之比；(ⅱ)整个运动过程中，两滑块克服摩擦力做的功与因碰撞而损失的机械能之比．图14-3【考题定位】难度等级：中等出题角度：第一小题综合考查了原子物理理论的基本概念、规律的理解，属识记类知识应用，较简单．第二小题结合图像考查相互作用过程中系统的动量守恒问题，同时考查考生对相互作用过程中能量转化的理解.考点一原子的能级与跃迁1 [2015·海南卷] 氢原子基态的能量为E1＝－13.6 eV.大量氢原子处于某一激发态，由这些氢原子可能发出的所有的光子中，频率最大的光子能量为－0.96E1，频率最小的光子的能量为________eV(保留两位有效数字)，这些光子可具有________种不同的频率．导思①氢原子能级公式是什么？这些处于激发态的氢原子的最高能级是多少？②频率最大的光子是由哪个能级跃迁到哪个能级释放的？③大量处于某一激发态的氢原子向基态跃迁时的跃迁方式如何计算？归纳1．氢原子能级跃迁问题解题技巧(1)每个氢原子每次跃迁能吸收或辐射一个特定频率的光子．比如吸收能量时，如果光子的能量足够大，则吸收后一定发生电离；如果光子能量恰好满足量子化的条件，则刚好全部被吸收；如果光子能量被吸收后不足以产生跃迁或电离，则这种光子不会被吸收．(2)处于某激发态的一个氢原子的跃迁与大量处于某激发态的氢原子，其跃迁时出现的情况不同．2．研究光电效应的两条线索。
2016浙江版高考物理复习第12题选修3-5模块预测题型1选择、填空练习题
第12题选修 3－5模块展望题型 1选择、填空练1． (2015·天津理综 ·9(1)) 如图1 所示，在圆滑水平面的左边固定一竖直挡板，A 球在水平面上静止搁置， B 球向左运动与 A 球发生正碰， B 球碰撞前后的速率之比为 3∶ 1，A 球垂直撞向挡板，碰后原速率返回．两球恰好不发生第二次碰撞， A 、B 两球的质量之比为 ________ ，A 、 B 碰撞前后两球总动能之比为 ________．图 12． (2015重·庆理综 ·3)高空作业须系安全带，假如质量为m 的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作使劲古人着落的距离为h(可视为自由落体运动)．今后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作使劲一直竖直向上，则该段时间安全带对人的均匀作使劲大小为 ( )A.m2gh ＋ mg .m 2gh －mgttC.mgh＋ mg.m gh－ mgtt3． (2015 ·永州三模 )以下说法中正确的选项是 ( )A ．不论入射光的频次多么低，只需该入射光照耀金属的时间足够长，也能产生光电效应B ．氢原子的核外电子， 在由离核较远的轨道自觉跃迁到离核较近的轨道的过程中，放出光子，电子动能增添，原子的电势能减小C ．在用气垫导轨和光电门传感器做考证动量守恒定律的实验中，在两滑块相碰的端面上装不 装上弹性碰撞架，不会影响动量能否守恒D ．铀原子核内的某一核子与其余核子间都有核力作用 4． (2015 ·湖州统考 )以下说法正确的选项是 ( )A ．温度越高，放射性元素的半衰期越长B ．天然放射现象说明原子核内部是有构造的C ．汤姆孙经过 α粒子散射实验提出了原子的核式构造D ．光的波长越长，光子的能量越小5． (2015 ·南平 5 月质检 )(1) 钍23490Th 拥有放射性，它能放出一个新的粒子而变成镤23491Pa，同时陪伴有γ射线产生其方程为23423424 天．则以下说法中正确的选项是90Th→ 91Pa＋x，钍的半衰期为________( 填选项前的字母)A ．x 为质子B ． x 是钍核中的一其中子转变成一个质子时产生的C．γ射线是钍原子核放出的D ．1 g 钍23490Th 经过 120 天后还剩0.2 g 钍(2)如图 2 所示， A、B 两物体质量分别为 m A、 m B，且 m A>m B，静置于圆滑水平面上，相距较远．将两个大小均为 F 的力，同时分别作用在 A、B 上经同样距离后，撤去两个力以后，两物体发生碰撞并粘在一同后将 ________( 填选项前的字母 )．图 2A ．停止运动B ．向左运动C．向右运动 D ．运动方向不可以确立6． (2015 ·锦州二模 )如图 3 所示是氢原子的能级图，现有大批处于n＝ 4 能级的氢原子向基态跃迁，所发出的全部光子中，波长最长的为________ m；上述全部光子中，照耀到铷金属表面，逸出的光电子中最大初动能的最小值为____ eV.(普朗克常量h＝ 6.63× 10－34 J s·，铷的逸出功 W0＝ 2.13 eV)图 37．(2015 ·城二模盐 )如图 4 甲所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为 5 eV 的光照耀到光电管上时，测得电流表上的示数随电压变化的图象如图乙所示．则光电子的最大初动能为______ J，金属的逸出功为______ J.图 4答案精析第 12题选修3－5 模块展望题型1 选择、填空练1． 4∶19∶ 5分析设 A 、B 球的质量分别为m A 和m B ，A 球碰撞后的速度大小为v A 2，B 球碰撞前后的速度大小分别为 v B 1 和 v B2 ，由题意知 v B1∶ v B2＝ 3∶ 1， v A2＝ v B2.A 、 B 碰撞过程由动量守恒定律得1 2m B B1＝mAA2－mBB2，所以有 m Av B1＋vB242 m B v B19vvvm Bv A2112125vB2＋vA2m Bm A222． A [ 由自由落体运动公式得人降落 h 距离时的速度为 v ＝ 2gh ，在 t 时间内对人由动量定理得 (F －mg)t ＝ mv ，解得安全带对人的均匀作使劲为F ＝m2gh＋ mg ， A 项正确． ]t3． BC [ 依据光电效应方程： E km ＝ h ν－ W 0，可知，只有当入射光的频次大于必定的频次时，才能发生光电效应，与入射的时间没关，故A 错误；氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较22低能级时，要开释必定频次的光子，轨道半径变小，依据ke2＝ mv知，半径减小，速度增大，rr动能增大，因为能量减小，则电势能减小，故B 正确；动量守恒的条件是系统不受外力或所受外力为零，所以用气垫导轨和光电门传感器做考证动量守恒定律的实验中，在两滑块相碰的端面上装不装上弹性碰撞架，不会影响动量能否守恒，故C 正确；核力只存在于相邻的核子之间，所以核内的某一核子与其余核子间不必定有核力作用，故D 错误．]4． BD[半衰期是由原子核自己决定，和外界要素没关，则A 错误；贝可勒尔发现天然放射现象，揭露原子核是有构造的，故B 正确；卢瑟福经过α粒子散射实验提出了原子的核式结构，汤姆孙提出了枣糕式原子模型，故C 错误；由c ＝λf，E ＝h ν，知D 正确． ]5． (1)B(2)C分析(1) 依据电荷数和质量数守恒知钍核衰变过程中放出了一个电子，即x 为电子，故 A 错误； β衰变的本质： β衰变时开释的电子是由核内一其中子转变成一个质子同时产生的，故B正确； γ射线是镤原子核放出的，故C 错误；钍的半衰期为24 天， 1 g钍23490Th经过 120 天后，发生5 个半衰期，1 g钍经过120 天后还剩0.031 25 g ，故 D 错误．(2) 力 F 大小相等， m A ＞ m B ，由牛顿第二定律可知，两物体的加快度有：a A ＜ a B ，由题意知： x A ＝ x B ，由运动学公式得：可知： t A ＞ t B ，由1212x A ＝a A t A ， x B ＝ a B t B ，2 2I ＝ F ·t ， I ＝F ·t ，得： I ＞ I ，AA 2B A B由动量定理可知 p A ＝ I A ， p B ＝ I B ，则 p A ＞ p B ，碰前系统总动量向右，碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律可知，碰后总动量向右，故A 、B 、D 错误，C 正确．6． 1.88× 10－6 0.42分析大批处于 n ＝ 4 能级的氢原子向基态跃迁，发出 6 种不一样频次的色光，依据跃迁理论，第 4 级、第 3 级之间的能级差最小，则光子的频次最小，对应的波长最长，所以辐射光子的能量E ＝ E －E ，所以h ν＝ h c＝ E － E ＝－ 0.85 eV － (－ 1.51) eV ＝ 0.66 eV ，解得 λ＝4 3λ 436.63× 1034× 3× 108－ 6－－ 19m ≈ 1.88× 10 m.0.66× 1.6×10(2) 铷的逸出功 W 0＝ 2.13 eV ，只有当从 4 能级跃迁到 2 能级， 对应的光电子的最大初动能才是最小的；依据爱因斯坦光电效应方程E km ＝h ν－ W 0 ，逸出的光电子的最大初动能最小值为E km＝ (2.55－ 2.13) eV ＝ 0.42 eV.7． 3.2×10－ 19 4.8× 10－19分析 由图乙可知，当该装置所加的电压为反向电压，电压是－ 2 V 时，电流表示数为 0，知道光电子的最大初动能为：2 eV ＝ 3.2× 10－19 J ，依据光电效应方程 E km ＝ h ν－ W 0， W 0＝ 3 eV＝ 4.8×10－19 J.。
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第12讲 机械振动和机械波 光专题提升训练1.(2015·浙江高考信息优化卷一)(1)(单选)下列说法正确的是( )A.在机械波的传播过程中，介质质点的振动速度等于波的传播速度B.当波从一种介质进入另一种介质中传播时，频率一定变化C.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变宽D.水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故(2)如图1所示，直角三棱镜折射率为2，∠B ＝30°，一束单色光垂直于AC 面射向棱镜，入射点为O ，试画出光在棱镜中传播的光路图，并求出光射出棱镜时折射角。
(不考虑BC 面对光线的反射)图1解析 (1)介质中质点的振动速度与波的传播速度没有关系，A 错误；波的传播频率由振源决定，B 错误；由Δx ＝L dλ，绿光的波长小，故绿光的条纹间距小，C 错误；水中的气泡看起来特别亮，是因为光从水射向气泡时发生了全反射，D 正确。
(3)光在棱镜中的光路如图所示由图可知，α＝60°i ＝180°－30°－120°＝30°由n ＝sin r sin i 即得sin r ＝n sin i ＝22故r ＝45°答案 (1)D (2)45°2.(1)(多选)如图2所示是一列向x 轴正方向传播的简谐横波在t ＝5 s 末的波形，A 、B 、C 分别是x ＝0、x ＝1 m 和x ＝2 m 处的质点。
已知该波周期为4 s ，则( )图2A.对质点C 来说，在第6 s 内的位移为0.5 mB.对质点B 和C 来说，在第6 s 内回复力对它们不做功C.该列波的传播速度是1 m/sD.对质点B 来说，在第6 s 内的路程为1 m(2)某学校研究性学习小组的同学在课外探究活动中，将两种不同透明物质的光学元件组合成如图3所示的器件，该图为其横截面，O 为AB 中点，∠BAC ＝30°，半圆形透明物质Ⅰ的折射率为n 1＝3，透明物质Ⅱ的折射率为n 2。
某同学用一激光束在纸面内沿半径方向指向圆心O 点射入元件，激光光束与AB 面垂线间的夹角为θ，通过观察发现此时从AC 面恰好无光线射出，在BC 面有光线垂直射出。
图3①画出该光路图；②求透明物质Ⅱ的折射率n 2及激光在透明物质Ⅱ中的传播速度大小。
解析 (1)从图象可以看出，对质点C 来说，在第6 s 内的位移为0.5 m ，A 正确；对质点B 和C 来说，回复力对C 做负功，对B 做正功，因此B 错误；该波周期T ＝4 s ，波长λ＝4 m ，所以传播速度v ＝λT＝1 m/s ，C 正确；对质点B 来说，在第6 s 内的路程为0.5 m ，D 错误。
(2)①由题意可知，光线射向AC 面恰好发生全反射，反射光线垂直于BC 面从元件中射出，光路图如图所示。
②设透明物质Ⅱ的临界角为C ，由几何关系可知C ＝θ1＝θ2＝60°sin C ＝1n 2解得n 2＝233 由n ＝c v 解得v ＝c n 2＝2.6×108 m/s 答案 (1)AC (2)①见解析图 ②2332.6×108 m/s3.(2015·沈阳第二次质检)(单选)(1)关于光现象及其应用，下列说法正确的是( )A.白光只有通过三棱镜的折射，才能产生光的色散现象B.光经过大头针尖儿时，大头针尖儿边缘轮廓会模糊不清，这是光的衍射现象C.光导纤维利用全反射的原理，其内芯的折射率小于外套的折射率D.利用光的反射现象可以检查平面的平整度(2)一列简谐横波，沿波的传播方向依次有P 、Q 两点，平衡位置相距5.5 m ，其振动图象如图4所示，实线为P 点的振动图象，虚线为Q 点的振动图象。
图4①如图5是t ＝0时刻波形的一部分，若波沿x 轴正向传播，试在给出的波形上用黑点标明P 、Q 两点的位置，并写出P 、Q 两点的坐标(横坐标用λ表示)；②求波的最大传播速度。
图5解析 (2)①正确标出P 、Q 两点的位置如图所示P (0，0)、Q (11λ12，5) ②由图象可知，该波的周期T ＝1 s由P 、Q 的振动图象可知，P 、Q 之间的距离是(n ＋1112)λ＝5.5 m 当n ＝0时，λ值最大此时对应波速最大，v ＝λT＝6 m/s 答案 (1)BC (2)①见解析图 P (0，0)、Q (11λ12，5) ②6 m/s4.(1)(单选)关于光的现象，下列说法中正确的是( )A.光在同一介质中沿直线传播B.经过同一双缝所得干涉条纹，红光条纹宽度大于绿光条纹宽度C.太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的反射现象D.照相机镜头表面的镀膜是光的偏振现象的应用(2)一列简谐横波沿x 轴传播，A 、B 是波传播方向上的两质点，其平衡位置相距10.0 m ，如图6所示。
观察到当质点A 的位移达到正向最大时，质点B 的位移恰为0，且向y 轴负方向振动，此后经t ＝0.1 s ，质点A 第一次回到平衡位置，求此列波的波速。
图6解析 (1)光在同一均匀介质中沿直线传播，则选项A 错误；红光的波长比绿光的波长大，根据双缝干涉条纹间距公式Δx ＝l dλ可知，经过同一双缝所得干涉条纹，红光条纹宽度大于绿光条纹宽度，选项B 正确；太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的色散现象，选项C 错误；相机镜头表面的镀膜是光的干涉现象的应用，选项D 错误。
(2)依题意，无论波向哪个方向传播，波的周期均为T ＝4t ＝0.4 s若波沿x 轴正方向传播，如图甲所示，则满足d ＝(n ＋34)λ(n ＝0，1，2，…) 而波速v ＝λT联立解得v 1＝1004n ＋3m/s(n ＝0，1，2，…)若波沿x 轴负方向传播，如图乙所示，则满足d ＝(n ＋14)λ(n ＝0，1，2，…) 联立解得v 2＝1004n ＋1m/s(n ＝0，1，2，…) 答案 (1)B(2)正方向：v 1＝1004n ＋3m/s(n ＝0，1，2，…) 负方向：v 2＝1004n ＋1m/s(n ＝0，1，2，…) 5.(1)(单选)如图7所示为一列简谐横波t ＝0时刻的图象，波速为0.4 m/s ，以下结论正确的是( )图7A.振源振动的频率为4 HzB.若质点a 比质点b 先回到平衡位置，则波沿x 轴负方向传播C.经过0.5 s ，质点c 通过的路程为75 cmD.图示时刻质点a 、b 、c 所受回复力大小之比为1∶1∶2(2)一长直圆柱形光导纤维总长度为L ，折射率为n ，若光线从左端面以某一入射角射入光纤后，射到光纤侧面时恰好能发生全反射，最终从右端面射出。
已知真空中的光速为c 。
求光线从左端射入到右端射出所需的时间。
图8解析 (1)根据波形图知波长为λ＝8 cm ，由v ＝λT得波的周期为T ＝0.2 s ，故波的频率为f ＝1T＝5 Hz ，A 错误；如果质点a 比质点b 先回到平衡位置，说明两质点的运动方向都向下，根据“上坡下，下坡上”知波向x 轴负方向传播，B 正确；t ＝0.5 s ＝212T ，故质点c 通过的路程为s ＝2×4A ＋2A ＝150 cm ，C 错误；回复力大小与位移大小成正比，D 错误。
(2)光线恰好在光纤侧面发生全反射，设临界角为C ，从左端射入到右端射出光线通过的路程可表示为x ＝L sin C光在光纤中的传播速度为v ＝c n所需时间t ＝x v又sin C ＝1n解得t ＝n 2L c答案 (1)B (2)n 2L c6.(1)(单选)图9甲是一列简谐横波在t ＝1.2 s 时刻的图象，图乙是波上A 质点的振动图象，下列说法正确的是( )图9A.位于这列波右边的人感觉这列波的频率可能为1.0 HzB.这列波的波速是12.5 m/sC.从t ＝1.2 s 开始，紧接着的0.6 s 时间内，A 质点通过的路程是4 mD.若该波在传播过程中遇到一个尺寸为10 m 的障碍物，能发生明显衍射现象(2)如图10所示，一束平行光由真空垂直射向半圆形玻璃砖左侧面，该玻璃对光的折射率为233，半圆形玻璃砖的半径为R ，光在真空中的速度为c 。
图10①求光在玻璃砖中的传播速度；②为使射向半圆形玻璃砖左侧面的光不能从右侧的圆弧面射出，可在右侧的圆弧面贴上不透明的遮光纸，试求遮光纸的长度。
解析 (1)由振动图象可知，t ＝1.2 s 时A 质点沿y 轴正方向振动，根据波的传播方向与质点振动方向的关系，这列波沿x 轴负方向传播，T ＝1.2 s ，f ＝56Hz ＝0.83 Hz ，根据多普勒效应，A 错误；这列波的波速v ＝λT ＝201.2 m/s ＝503 m/s ，B 错误；0.6 s ＝T 2，质点振动的路程为s ＝2A ＝4 m ，选项C 正确；发生明显衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波的波长差不多或比波的波长小，所以D 错误。
(2)①由n ＝c v 得光在玻璃砖中的传播速度为v ＝c n ＝32c②如图所示，设光射到P 点处恰好发生全反射，临界角为C ，则sin C ＝1n ＝32得C ＝60°。
在P 与对称的Q 之间有光射出，故遮光纸的长度就是PQ 之间的弧长L ＝R ×2π3＝2πR 3答案 (1)C (2)①32c ②2πR 37.(1)(单选)(2015·浙江嘉兴海宁期初考)下述关于机械波的说法中正确的是( )A.产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化B.发生干涉现象时，介质中振动加强的质点，振动的振幅最大，减弱点振幅可能为零C.在一个周期内，介质的质点所走过的路程等于波长D.某一频率的声波，从空气进入水中时，波长和频率均增大(2)如图11所示，MN 为竖直放置的光屏，光屏左侧有半径为R 、折射率为3的透明半球体，O 为球心，轴线OA 垂直光屏，O 至光屏的距离OA ＝116R ，位于轴线上O 点左侧R 3处的点光源S 发出一束与OA 夹角θ＝60°的光线射向半球体，求光线从S 传播到光屏所用的时间。
已知光在真空中的传播速度为c 。
图11解析 (1)多普勒效应是因为波源和接收者有相对运动，使接收频率发生变化引起的，波源本身频率不变，A 错误；干涉中，振动加强点是振幅为(A 1＋A 2)处，减弱点是振幅为(A 1－A 2)处，当两列波振幅相同时，减弱点振幅为0，B 正确；一个周期内，介质的质点所走过的路程为4A ，与波长无关，C 错误；当波从一种介质进入另一种介质时，波速、波长都发生变化，但频率不变，D 错误。
(2)光从光源S 射出经半球体到达光屏的光路如图。
光由空气射向半球体，由折射定律，有n ＝sin θsin α解得α＝30°在△OBC 中，由正弦定理得OC sin （α＋90°）＝OB sin β解得β＝30°光由半球体射向空气，由折射定律，有n ＝sin βsin γ解得γ＝60°，即出射光线与轴线OA 平行光从光源S 出发经玻璃半球体到达光屏所用的总时间t ＝SB c ＋BC v ＋CD c且n ＝c v又SB ＝23R ，BC ＝33R ，CD ＝43R 解得t ＝3R c答案 (1)B (2)3R c。