1、第4讲拿下选考题力争得满分题型扫描选修33【题型探秘】本考点的命题多集中分子动理论、估算分子数目和大小、热力学两大定律的应用、气体状态参量的意义及与热力学第一定律的综合，还有气体实验定律和气体状态方程的应用，表示气体状态变化过程的图象等知识点上，多以选择题和填空题的形式出现；对热学前面知识的考查往往在一题中容纳更多的知识点，把热学知识综合在一起；对后者的考查多以计算题的形式出现，着重考查气体状态方程的应用近两年来热学考题中还涌现了许多对热现象的自主学习和创新能力考查的新情景试题同时，本考点还可以与生活、生产的实际相联来考查热学知识在实际中的应用【应对策略】1“模型法”：此类方法在估算分子的直径
2、中常常用到，具体的做法是：通常可以将分子视为立方体或球体，由宏观体积和分子个数，求出分子体积，进一步计算分子直径，计算中采用了近似计算的思想2气体压强的计算：通常要利用共点力的平衡知识来进行解题3“能量守恒”法：物体内能的变化是通过做功与热传递来实现的，深刻理解功在能量转化过程中的作用，才能深刻理解热力学第一定律，应用能量守恒来分析有关热学的问题【典例精析】图1【例1】 (2012江苏五校二模)(1)如图1所示，绝热汽缸水平放置在光滑的水平桌面上，绝热活塞与一端固定在竖直墙面上的轻质弹簧相连，弹簧处于自然状态，汽缸不漏气且不计汽缸内气体的分子势能由于外界天气变化，大气压强缓慢降低则下列说法中正
3、确的是()A汽缸内的气体对外做功，温度降低B汽缸内的气体对外做功，弹簧缩短C汽缸内的气体没有从外界吸收热量，内能不变D汽缸内气体单位时间撞击在单位面积上的分子数目增加图2(2)一粗细均匀的J型玻璃管竖直放置，短臂端封闭，长臂端(足够长)开口向上，短臂内封有一定质量的理想气体，初始状态时管内各段长度如图2甲所示，密闭气体的温度为27 C，大气压强为75 cmHg.求：若沿长臂的管壁缓慢加入5 cm长的水银柱并与下方的水银合为一体，为使密闭气体保持原来的长度，应使气体的温度变为多少？在第问的情况下，再使玻璃管沿绕过O点的水平轴在竖直平面内逆时针转过180，稳定后密闭气体的长度为多少？在图乙所给的p
4、T坐标系中画出以上两个过程中密闭气体的状态变化过程解析(1)对于系统，地面光滑，由共点力平衡条件可知弹簧弹力始终为零，故B错误；大气压强缓慢降低，气体压强减小，可知D错误，由气体状态方程可知，体积增大，气体对外做功，而汽缸、活塞绝热，根据热力学第一定律可知，内能减少，温度降低，故A正确，C错误；正确答案为A.(2)已知p1p075 cmHg，T127327300 K，p2p05 cmHg80 cmHg，则由解得T2320 K假设玻璃管旋转180后短臂内无水银，水平管内水银柱长为x，则有p2 80 cmHg，p3 p0(1010105x)cmHg (40x)cmHgV3 S(181010x)S(
5、38x)由p2V2p3V3可得8018(40x)(38x)解得x8 cm与假设相符，故假设成立则密闭气体的长度为(181010x)30 cm.如上图所示答案(1)A(2)320 K30 cm略点评(1)本题综合考查了分子动理论、压强的微观解释、气体状态方程及热力学第一定律(2)要注意审题：绝热汽缸、活塞的含义就是热传递为零(3)应用气体状态方程解题时，分析气体状态是关键选修34【题型探秘】机械振动与机械波部分：从近三年的高考试题看，试题多以选择题、填空题形式出现，但试题信息量大，一道题中考查多个概念、规律对机械振动的考查着重放在简谐运动的特征和振动图象上，同时也通过简谐运动的规律考查力学的主干
6、知识对机械波的考查重点在波的形成过程、传播规律、波长和波动图象及波的多解上光学部分：本考点分为光的传播和光的波动性以及光的粒子性三部分，高考对本考点的考查一般以选择题的形式出现，一般是考查光线的方向的定性分析和定量计算问题【应对策略】1机械振动与机械波部分本专题在高考中命题率最高的是单摆的周期，波的图象，波速和波长频率关系的问题，题型多以选择题、填空题等形式出现，试题容量大，综合性强应对策略：(1)要将两种图象加以比较、区别及了解其之间的联系两种图象形式相似，但物理意义完全不同，只有深刻理解了它们的不同物理意义才可能对某些问题作出正确的判断(2)熟练掌握波速、波长、周期和频率的关系(3)培养理
7、解能力、推理能力、分析综合能力和周密思考问题的素质2光学部分近几年高考命题率最高的是光的直线传播、折射率的计算、全反射现象的分析和计算，光学问题与日常生活中的光现象、大气中的光现象联系也较多应对策略(1)明确介质折射率的大小关系，进而明确光线的偏折方向(2)当光从光密介质射向光疏介质时，应注意全反射临界角条件的判定(3)注意理解折射过程中的几何关系，这往往是许多题目解决的关键【典例精析】图3【例2】 (2012湖南二模)(1) 如图3所示，在沿波的传播方向上有相距1 m的6个质点a、b、c、d、e、f均静止在各自的平衡位置，一列横波以1 m/s的水平速度向右传播此波在t0时刻到达质点a，质点a
8、开始由平衡位置向下振动，t1 s时质点a第一次到达最低点，则在4 st5 s这段时间内，下列说法正确的是_A质点c的加速度逐渐减小B质点d向下运动C质点a的速度逐渐减小D质点f还未开始振动图4(2)一棱镜的截面为直角三角形ABC，A30，斜边ABa.棱镜材料的折射率为n .在此截面所在的平面内，一束光线以45的入射角从AC边的中点M射入棱镜，如图4所示，试求：射出点的位置(不考虑光线沿原路返回的情况)解析(1)CD(2)光路如图所示设入射角为i，折射角为r，由折射定律得：n解得：r30设折射光线与AB的交点为D，由几何关系可知，在D点的入射角为：60设全反射的临界角为C，则sin G解得：C4
9、5因此，光在D点全反射设此光线的出射点为E，由几何关系得：DEB90DBa2AFBEDBsin 30联立解得：BEa即出射点在BC边上离B点a的位置答案(1)CD(2)见解析点评(1)明确振动和波的关系，会根据介质中某一质点的运动推导出波的图象，反之亦然(2)折射定律、全反射是光学考查的重点，几乎每年必考，要注意严格按照作图规范画出光路图，不要漏掉光的传播方向选修35【题型探秘】动量部分：本考点是高考的选考内容，题型全面，选择题主要考查动量的矢量性，辨析“动量和动能”、“冲量与功”的基本概念；常设置一个瞬间碰撞的情景，用动量定理求变力的冲量；或求出平均力；或用动量守恒定律来判定在碰撞后的各个物
10、体运动状态的可能值；原子物理部分：本考点知识的特点是“点多面宽”，“考点分散”，因此高考对本考点的考查主要是从对基本概念的理解、辨别方面进行，包括阅读理解部分；题型主要以选择题为主，在近三年高考试卷中几乎每年都考其中重点考查的有能级与光谱、核反应方程及规律、质能方程及核能、相关物理史，光子论等内容的题目；【应对策略】动量部分：1矢量法：本专题中的动量定理：Ftmvtmv0，动量守恒定律：p1p2，这些公式中的动量、冲量、力都是矢量，所以在列方程求解时，一定要正确确定各矢量的方向，许多考题思路并不复杂，但方向判断错误往往是导致解题失败的直接原因，很多试题对此都有刻意的体现2规律法：充分运用好规律
11、，深刻理解并熟练应用动量守恒定律解决物体间相互碰撞问题，在使用前首先要判定相互碰撞的系统是否符合动量守恒定律，这是解题的前提条件，其次，对于多次碰撞过程的动量守恒问题，一定要将复杂的过程转化为几个小过程，在每一个小过程中要明确哪些物体是这个系统中的研究对象【典例精析】【例3】 图5(1)下列说法中正确的是_A太阳辐射的能量主要来源于重核裂变B衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的CX射线是处于激发态的原子核辐射出来的D比结合能越大表示原子核中核子结合得越松散，原子核越不稳定(2)用能量为15 eV的光子照到某种金属上，能发生光电效应，测得其光电子的最大初动能为12.45 eV，则
12、该金属的逸出功为_eV.氢原子的能级如图5所示，现有一群处于n3能级的氢原子向低能级跃迁，在辐射出的各种频率的光子中，能使该金属发生光电效应的频率共有_种(3)2011年3月11日，日本发生9.0级地震后爆发海啸，导致福岛核电站核泄漏，核安全问题引起世界关注福岛核电站属于轻水反应堆，即反应堆使用普通水作为减速剂，使快中子减速变成慢中子，便于被U俘获，发生可控制核裂变的链式反应若铀核U俘获一个慢中子，发生核裂变后产生了Xe和Sr，试写出核裂变方程若快中子的减速过程可视为快中子与普通水中H核发生对心正碰后减速上述碰撞过程可简化为弹性碰撞，现假定某次碰撞前快中子速率为v0，靶核H核静止试通过计算说明
13、，此次碰撞后中子的速度变为多少？(已知氢核质量和中子质量近似相等)解析(1)考查了原子核及核反应的基本知识(2)考查了光电效应理论及玻尔原子跃迁理论EkmhW逸，得W逸hEkm15 eV12.5 eV2.55 eV.粒子在跃迁时可以由31、21及32三种，根据跃迁释放的能量可以判断出只有31、21两种情况下释放的能量大于逸出功(3)2UnXeSr3n；中子质量为m，原来速度为v0，碰撞后速度为v1，质子质量为M，碰撞后速度为v2，则由动量守恒得：mv0mv1Mv2，能量守恒得：mvmvMv，得v1v0，v2v0，由于中子质量m与质子质量M近似相等，即mM，则v10.答案(1)B(2)2.552
14、(3)2UnXeSr3n0题型专练1【选修33】(2012河南郑州二模)(1)下列说法中正确的是()A布朗运动是指悬浮在液体中的固体分子的无规则运动B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C热量在任何条件下都不可能从低温物体传到高温物体D第二类永动机不可能制成，是因为它违反了能量守恒定律 (2)如图6所示，一圆柱形绝热汽缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体活塞的质量为m，活塞的横截面积为S.初始时，气体的温度为T0，活塞的下表面与容器底部相距h.现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时活塞上升了h，已知大气压强为P0，重力加速度为g，不计活塞与汽缸的摩擦求此时气
15、体的温度和加热过程中气体内能的增加量(题中各物理量单位均为国际单位制单位)图62【选修33】(2012吉林二模)(1)下列说法正确的是_(填入正确选项前的字母)A液体中悬浮的颗粒越大，某时刻撞击它的分子越多，布朗运动越不明显B用“油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸分子直径等于滴在液面上的纯油酸体积除以相应油酸膜的面积C温度升高，每个分子的动能都增大，导致分子平均动能增大D冰箱内低温食品的热量自发地传到了冰箱外高温的空气E当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小图7(2)如图7所示，汽缸长为L1 m(汽缸的厚度可忽略不计)，固定在水平面上，汽缸中有横截面积为S100 cm2的光滑活塞，活塞封闭
16、了一定质量的理想气体，当温度为t27 ，大气压为p01105 Pa时，气柱长度为L00.4 m现缓慢拉动活塞，拉力最大值为F500 N，求：如果温度保持不变，能否将活塞从汽缸中拉出？保持拉力最大值不变，汽缸中气体温度至少为多少摄氏度时，才能将活塞从汽缸中拉出？3【模块34】(2012河南二模)(1)2011年3月11日，在日本近海地震引发海啸，造成了重大的人员伤亡，海啸实际上是一种波浪运动，也可称为地震海浪，下列说法中正确的是()A波源停止振动时，海啸和地震波的传播立即停止B地震波和海啸都是由机械振动引起的机械波C地震波和海啸都只有纵波D地震波和海啸具有能量，随着传播将愈来愈强图8(2)半径为
17、R的玻璃半圆柱体，横截面如图8所示，圆心为O，两条平行单色红光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直，光线1的入射点A为圆柱面的顶点，光线2的入射点为B，AOB60，已知该玻璃对红光的折射率为n .求两条光线经圆柱面和底面折射后的交点与O点的距离d; 若入射的是单色蓝光，则距离d将比求得的结果大还是小？4【模块34】(2012河南二模)(1)在x0.5 m处有一波源，产生沿x轴正方向传播的简谐横波，传到坐标原点时的波形如图9所示当此波到达P点时，处于原点的O处的质点所通过的路程和该时刻的位移分别是()图9A10.25 m, 2 cm B10.25 m, 2 cm C82 cm, 2 cm D82 c
18、m，2 cm图10(2)如图10所示，半圆玻璃砖的半径R10 cm，折射率为n ，直径AB与屏幕垂直并接触于B点激光a以入射角i30射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在屏幕MN上出现两个光斑求两个光斑之间的距离L.图115【模块34】一列横波沿x轴传播，在x0与x1 cm的两质点的振动图线分别如图11中实线与虚线所示由此可以得出_A波长一定是4 cmB波的周期一定是4 sC波的振幅一定是2 cmD波的传播速度一定是1 cm/s6【选修34】 一列沿着x轴正方向传播的横波，在t0时刻的波形如图12甲所示，图甲中某质点的振动图象如图乙所示质点N的振幅是_m，振动周期为_s，图乙表示质点是_(从质点K、L
19、、M、N中选填)的振动图象，该波的波速为_m/s.图127【模块35】 两个氘核聚变可生成一个He核同时放出一个中子，已知氘核的质量为2.0136u，中子的质量为1.008 7 u，He的质量为3.015 0 u，(1)计算上述核反应中释放的能量；(2)若两个氘核以相等的动能0.35 MeV发生对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应中生成的He和中子的动能各是多少？ 8【模块35】 (1)原子核自发地放出电子的现象称为衰变开始时科学家曾认为衰变中只放出电子(即粒子)，后来发现，这个过程中除了放出电子外，还放出一种叫做“反中微子”的粒子反中微子不带电，与其他物质的相互作
20、用极弱原子核能发生衰变，_(填“是”或“不是”)因为原子核内含有电子，发生衰变后的原子核的带电荷量_(填“增加”、“减小”或“不变”)(2)处于激发状态的原子，在入射光的电磁场的影响下，从高能态向低能态跃迁，两个状态之间的能量差以辐射光子的形式发射出去，这种辐射叫做受激辐射原子发生受激辐射时，发出的光子频率、发射方向等都跟入射光子完全一样，这样使光得到加强，这就是激光产生的机理那么，发生受激辐射时，产生激光的原子的总能量En_(填“增大”、“减小”或“不变”)，电子动能Ek_(填“增大”、“减小”或“不变”)9【模块35】 一个运动的粒子撞击一个静止的N核，它们暂时形成一个复合核，随即复合核转
21、化成一个质子和另一个原子核已知复合核发生转化需要1.2 MeV的能量(不包括复合核的动能)(1)请写出以上两个核反应方程；(2)要想发生上述核反应，入射的粒子的动能至少要多大？【题型专练】1解析(1)B (2)封闭气体做等压变化，由盖吕萨克定律得 此时气体的温度为T12T0气体在等压变化过程中，活塞受力如图所示由平衡条件得pSp0Smg气体对活塞做的功为WpSh(p0Smg)h由热力学第一定律得UQW气体内能的增加量为UQ(p0Smg)h.答案(1)B(2)2T0Q(p0Smg)h2解析(1)ABE(2)解：设L有足够长，F达到最大值时活塞仍在汽缸中，设此时气柱长L2，气体压强p2，根据活塞受
22、力平衡，有：p2p05104Pa 根据理想气体状态方程(T1T2)有p1SL0p2SL2 解得：L20.8 m所以，L2L，所以不能将活塞拉出保持F最大值不变，温度升高，活塞刚到缸口时，L31 m，此时的压强为P2P3，根据理想气体状态方程：得：T3375 Kt3102 答案(1)ABE(2)不能将活塞拉出102 3解析 (1)B(2) 如图所示，光线1不偏折光线2入射角i60.sin r，r30，i60r30.sin rnsin i，r60，由正弦定理，得OCR，则dOCtan 30R.因为蓝光比红光折射率大所以d比上面的结果小答案(1)B(2)Rd比求得的结果小4解析(2)画出如图光路图，
23、设折射角为r，根据折射定律n解得r60由几何知识得，OPQ为直角三角形，所以两个光斑PQ之间的距离LPBBQRtan 60Rtan 30解得L23.1 cm.答案(1)C(2)23.1 cm5BC本题考查波的空间周期性和双向性，波的周期和振幅与质点振动的周期和振幅相同，由振动图象可知波的周期一定是4 s，波的振幅一定是2 cm，B、C正确；根据两质点的振动图象和波传播的空间周期性和双向性知：AD选项错误，故正确答案BC.6解析由甲图可知波长2.0 m，由乙图可知振幅A0.8 m，周期T4 s，所以波速v0.5 m/s；因为波沿x轴正方向传播，由甲图可以判断t0时刻L向上振动，N向下振动，k在正
24、的最大位移处，M在负的最大位移处，由乙图可知t0时刻，质点向上振动，所以为L的振动图象；答案0.84L0.57解析(1)由质量数守恒和电荷数守恒写出核反应方程HHHen质量亏损m22.013 6u3.015 0u1.008 u0.003 5u由质能关系 Emc2 931.50.003 5 MeV3.26 MeV(2)因反应中释放的核能全部转化机械能即中子和氦核的动能，由动量守恒定律和能量守恒定律得：mHevHemNvN0EHeEN2Ek0E解方程得EHe(2Ek0E)(20.353.26)MeV0.99 MeVEN(2Ek0E)3EHe2.97 MeV.答案(1)3.26 MeV(2)0.99
25、 MeV2.97 MeV8解析(1)衰变中释放的粒子是由原子核内的中子先衰变为质子与电子，电子再从原子核内释放，故原子核中并不含有电子由于电子带负电，而反中微子不带电，由核反应过程中的电荷数守恒可知，发生衰变后的原子核的带电量增加(2)由玻尔原子理论可知，当原子从高能态向低能态跃迁时，原子的总能量减小，减小的能量恰为辐射光子的能量又因为电子绕原子核做圆周运动的向心力是由电子与原子核间的库仑力提供，即km，故Ekk，随着原子的总能量减小，电子的轨道半径也减小，故动能增大答案(1)不是增加(2)减小增大9解析HeNFFHO(2)由mv0(mmN)v，依题意得Emv(mmN)v2，又因mmN27，解得Emv1.54 MeV.答案(1)HeNFFHO(2)1.54 MeV提 示课后完成综合演练一、二第177、180页
