本专题高考考查的知识点共35个。其中涉及30个Ⅰ级要求知识点，5个Ⅱ级要求知识点，Ⅱ级要求的知识点有：1.光的反射，反射定律，平面镜成像作图法2.光的折射，折射击定律，折射率3.光电效应，光子，受因斯坦光电效应方程，全反射和临界角4.氢原子的能级结构，光子的发射和吸收5.核能、质量亏损、爱因斯坦的质能方程。从近三年的高考对本专题考查情况看,Ⅱ要求知识点出现的概率比Ⅰ级要求知识点大的多，特别是质能方程、氢原子的能级结构与光的折射三个知识点在最近三年的高考出现的尤为频繁。在近三年各地高考中这三十个知识点多以与联系实际问题以及与科技前沿相关的问题作为载体进行考察，在复习过程中不能忽视，现行高考对本专题知识点的考查趋于灵活往往在一道选择题中渗透对多个知识点的考查。这种小范围综合性选择题为高考下一步对本专题考查的一个重要模式。

（一）热学部分

1．分子动理论：⑴．物体是由大量分子组成的（分子直径的数量级为10^－10m），⑵．物体里的分子永不停息地做无规则运动。⑶．分子间存在着相互作用力。

友情提醒：阿伏伽德罗常数是联系微观与宏观数量的桥梁。

2．两个基本模型：固体和液体分子间距离很小，可近似看作分子是紧密排列着的球体。

⑴．球体模型：，若分子直径为d，则1个分子的体积：

⑵．正方体模型：若正立方体的边长L，则一个分子的体积就是。

友情提醒：对气体来说，在一般情况下分子不是紧密排列，所以上述模型无法求分子的直径，但能通过上述模型求一个分子所占的空间或分子间距。

3．热力学三个定律

（1）热力学第一定律的表达式：

注意：外界对系统做功，取正；系统对外界做功， 取负．系统从外界吸热，取正；系统向外界散热， 取负．系统内能增加，取正；系统内能减少，取负．

（2）热力学第二定律

两种表述：

A.不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不引起其他变化．

这是按照热传导的方向性来表述的．①两个温度不同的物体相互接触时，热量总是自发的从高温物体传给低温物体，所谓“自发”就是不受外来干扰；②在自发状态，热量不可能从低温物体传给高温物体．③受到外来干扰（引起其他变化）的情况下，热量可以从低温物体传递给高温物体的，例如正常工作的电冰箱；④自然界所有的自发过程都是有方向性的（单向、不可逆），例如河水的下流、山体的滑坡、生物的进化、个人从婴儿到成年到老年的一生．

B.不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化．这是按照机械能与内能转化过程的方向性来表述的．由于第二类永动机就是设想，能从单一热源吸收热量全部用来做功而不引起其他变化的机械．所以，热力学第二定律也可表述为：第二类永动机不可能制成．

C.两种表述是等效的 热力学第二定律的两种表述看上去似乎没有什么联系，但实际上它们是等效的，即由其中一个，可以推导出另一个．

D.热力学第二定律的实质 热力学第二定律的每一种表述，揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性，使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性．

（3）热力学第三定律：热力学零度不可达到．

说明：第三定律告诉我们，低温是有极限的，只能接近极限，不能到达这个极限．

4．三个气体状态参量

（1）温度：温度在宏观上表示物体的冷热程度；在微观上是分子平均动能的标志。热力学温度是国际单位制中的基本量之一，符号T，单位K（开尔文）；摄氏温度是导出单位，符号t，单位℃（摄氏度），关系是t=T-T₀，其中T₀=273.15K。两种温度间的关系可以表示为：T = t+273.15K，0K是低温的极限，它表示所有分子都停止了热运动。可以无限接近，但永远不能达到。

（2）体积：气体的体积总是等于盛装气体的容器的容积。

（3）压强：气体的压强是由于气体分子频繁碰撞器壁而产生的。一般情况下不考虑气体本身的重力，所以同一容器内气体的压强处处相等。但大气压在宏观上可以看成是大气受地球吸引而产生的重力而引起的。

（二）光学

1. 光的直线传播、光的反射与平面镜成像

  ⑴光的直线传播：光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，在真空中传播的速度最大，其速度大小为。在不均匀的介质传播时，光线会发生弯折。

  ⑵光的反射定律：反射光线、入射光线和法线在同一平面上，反射光线和入射光线分居在线的两侧，反射角等于入射角。

⑶平面镜成像：平面镜所成的像和物是大小相等、关于镜面对称，与平面镜的大小无关，是正立的虚像。平面镜只改变光束的传播方向，不改变光束的性质。

2.光的折射与全反射

 ⑴光的折射定律：光从一种介质进入另一种介质时传播方向发生改变的现象叫光的折射。光的折射遵守光的折射定律，其内容是：折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，并且分居在法线的两侧，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比，用公式表示为：

  ⑵全反射：光从光密介质入射到光疏介质，光全部反射返回光密介质的现象叫光的全反射。产生全反射的条件是光由光密介质入射到光疏介质，且入射角大于临界角。

  ⑶三棱镜、光导纤维：光线通过三棱镜后向底面偏折是由于介质对不同色光的折射率不同，发生色散的结果。三棱镜是控制光路的光学器件，我们通过三棱镜看到的是物体的虚像。光导纤维是利用全反射原理传播光信号的介质。

3.光的本性

  ⑴了解光的本性学说的发展简史： 17世纪牛顿支持的微粒说和惠更斯提出波动说，麦克斯韦的光的电磁说，爱因斯坦的光量子假说。

  ⑵光的波动性：光的干涉和光的衍射是光具有波动性的实验证明。①光的干涉：两束频率相同的光才有可能是相干光，托马斯?杨巧妙地用双缝把一束光分解成两束相干光，成功完成了光的干涉实验。在用单色光做双缝干涉实验得到稳定的干涉图样，在光屏上距双缝的路程差是光波波长整数倍的地方出现明条纹，在光屏上距双缝的路程差为光波半波长的奇数倍的地方出现暗条纹；②光的衍射：光离开直线路径而绕到障碍物阴影里的现象叫做光的衍射现象；只有在障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长差不多的条件下，才能发生明显的衍射现象；③光的偏振：光在某一方向上振动最强，说明光是横波。

  ⑶光的电磁说：麦克斯韦提出，赫兹用实验验证了光的电磁说是正确的。无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、射线是频率从小到大排列的电磁波谱，频率不同的电磁波有不同的作用，波长长的电磁波波动性显著，不同频率的电磁波产生的机理不同。

  ⑷光的粒子性：光电效应是光的粒子性――光量子说的实验基础，光是一份份地传播的，每一份的能量是，用光量子说可解释光电效应，光电效应的基本规律可用四个结论(①任何一种金属，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只与入射光的频率有关，随入射光的频率的增大而增大，用公式表示为；③光电子的发射具有瞬时性；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)表述。

⑸光的波粒二象性：光具有波动性，又具有粒子性，大量光子产生的效果显示出波动性，少数光子产生的效果显示出粒子性，既不能理解为宏观概念中的波，也不能把光子看作宏观概念中的粒子。

（三）近代物理初步

1.原子的核式结构

  粒子散射实验观察到的实验现象：⑴绝大多数粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向运动；⑵极少数粒子则发生了较大的偏转甚至返回。从而推断了原子的核式结构。

 说明：核式结构并没有指出原子核的组成。

2. 原子核的衰变及三种射线

 ⑴原子核的衰变 ：衰变和衰变。

①衰变：

②衰变：

  ⑵和衰变次数的确定：先由质量数守恒确定衰变的次数，再由核电荷数确定衰变的次数。

 ⑶半衰期T：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间叫半衰期，衰变规律是。

说明：原子核的衰变只由原子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。

3. 玻尔理论主要内容：

 ⑴“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，电子虽然做变速运动，但并不向外辐射电磁波，这样相对稳定的状态称为定态。

 ⑵“跃迁假设”：电子绕核运动处于定态时不辐射电磁波，但电子在两个不同定态发生跃迁时，却要辐射(吸收)电磁波(光子)，其频率由两个定态的能量差决定。

 ⑶“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，因此电子绕核运动的轨道半径是不连续，只能取某些确定的值。

4.核能

⑴爱因斯坦技能方程：；

 ⑵核能的计算：①若以千克为单位，则；②若以原子的质量单位u为单位，则；

⑶核能的获取途径：①重核的裂变，如：；②轻核的聚变，如：  。

说明：聚变反应是热核反应，物质的温度达到超高温状态（几百万摄氏度以上）才以发生。

三、考点透视

例题：（2008年全国卷Ⅱ）对一定量的气体， 下列说法正确的是（   ）

A．气体的体积是所有气体分子的体积之和

B．气体分子的热运动越剧烈， 气体温度就越高

C．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的

D．当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减少

解析：因气体分子之间的距离远大于气体分子的大小，故气体的体积并不等于气体分子的体积之和，而是等于容器的容积，A错；气体分子热运动的剧烈程度与气体的温度有关，气体温度越高，分子热运动越剧烈，B正确；气体的压强是由于气体分子对器壁的碰撞作用而产生的，C正确；气体的内能是气体分子的动能与势能总和，当气体膨胀时，由于气体分子间的作用力表现为引力，故气体分子的势能随分子间的距离增大而增大，D错。

答案：BC

点拨：理解气体分子的体积，掌握气体压强的产生原因及气体内能变化的分析是正确解答本题的关键。

例1.下列说法正确的是(   )

A．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象

B．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象

C．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象

D．电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来变换频道的

解析：用三棱镜观察太阳光谱是利用光的色散现象，在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象，用标准平面检查光学平面的平整程度是利用薄膜干涉原理，电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来变换频道的。

答案：B

点拨：本专题知识点非常多，Ⅰ级要求达30个之多，应对这种多知识点综合问题只有全面复习。

例题：卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出(        )

A．原子的中心有一个核，称为原子核

B．原子的正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里

C．电子是原子的组成部分

D．带负电的电子绕着原子核旋转

解析：卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子的核式结构模型，其理论要点就是：原子的中心有一个核，称为原子核；原子的正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里；带负电的电子绕着原子核旋转。所以选项ABD正确。

答案：ABD

点拨：了解物理学发展的历史和知识的形成线索；理解α粒子散射实验的结论；理解原子核式结构学说。

       例2．下面的叙述中正确的是                                                                          （    ）

       A．物体的温度升高，物体中分子热运动加剧，所有分子的热运动动能都一定增大

       B．对气体加热，气体的内能一定增大

       C．物质内部分子间吸引力随着分子间距离增大而减小，排斥力随着分子间距离增大而增大

       D．布朗运动是液体分子对换悬浮颗粒碰撞作用不平衡而造成的

解析：温度升高是分子的平均动能增加，大量分子做的是无规则热运动，无法实现所有的分子动能都一定增大。对气体加热，在没有谈及做功的情况下，无法判断气体内能的变化情况。在物质内部分子间的吸引力和排斥力都随着分子间距离增大而减小，不过斥力变化的比引力快。布朗运动是液体分子对换悬浮颗粒碰撞作用不平衡而造成的

答案：D

点拨：热学的规律都是对大量分子的活动做观察之后的统计规律，单个分子的运动是杂乱无章无规律可寻的。内能的改变取决与做功和热传递两种方式。分子间的作用力的特点是引力和斥力变化趋势相同，而且斥力变化的快。

例3．已知某种单色光照射到某金属表面上时发生了光电效应。若将该入射光的强度减弱，下列说法中正确的是（    ）

       A．从入射光照至金属表面上到金属发射出光电子之间的时间间隔将明显增加

       B．逸出的光电子的最大初动能将减小

       C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少

       D．有可能不发生光电效应

解析：入射光的强度减弱时，单位时间内照到单位面积上的光子数将减少，对应的吸收能量逸出的光电子必将减少，但是光电效应的发生是瞬时的大约光照射后之内就会发生光子数的减少不会在发生时间上有影响。根据爱因斯坦光电效应方程，如何光频率不变则光电效应一定发生而且逸出的光电子的出动能不变。

答案：.C

点拨：对光电效应的理解应把握好如下四点

①任何金属都存在极限频率，只有用高于极限频率的光照射金属，才会发生光电效应现象.

②在入射光的频率大于金属极限频率的情况下，从光照射到逸出光电子，几乎是瞬时的，时间不超过10^-9 s.?

③光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，而与光强无关.

④单位时间内逸出的光电子数与入射光的强度成正比.

例题：根据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界上第一套全超导核聚变实验装置，又称“人造太阳”，已完成了首次工程调试，下列关于“人造太阳”的说法不正确的是（    ）

A．“人造太阳”的核反应方程是H+HHe +n

B．“人造太阳”的核反应方程是U+nBa+Kr+3n

C．“人造太阳”释放的能量大小计算公式是ΔE=Δmc²

D．“人造太阳”核能大小计算公式是

解析：“人造太阳”是全超导核聚变实验装置，核反应是轻核聚变，而不是重核裂变，故选项A对B错；释放核能大小的计算依据是爱因斯坦质能方程，C对D错，故选BD。

答案：BD

点拨：“人造太阳”是利用海水中的H和H轻核聚变而产生大量的能量，放出的能量是用质量亏损计算的。

例题（2008年全国卷I）已知地球半径约为6.4×10⁶ m，空气的摩尔质量约为29×10^-3 kg/mol, 一个标准大气压约为1.0×10⁵ Pa, 利用以上数据, 估算出地球表面大气在标准状况下的体积为

A. 4×10¹⁶ m³        B. 4×10¹⁸ m³

C. 4×10³⁰ m³         D. 4×10²² m³

解析：大气压是由大气重量产生的, 大气压强p = = ，代入数据可得地球表面大气质量m=5.2×10¹⁸ kg , 标准状态下1mol气体的体积为v=22.4×10^-3 m³，故地球表面大气体积为V= v = ×22.4×10^-3 m³ = 4×10¹⁸ m³，选项B正确.

答案：B

反思：本题是通过阿伏伽德罗常数把宏观量和微观量的联系起来，这种题型是高考常考的内容，复习时要重视。

例1、用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子，观测到了一定数目的光谱线。调高电子的能量再次进行观测，发现光谱线的数目原来增加了5条。用△n表示两次观测中最高激发态的量子数n之差，E表示调高后电子的能量。根据氢原子的能级图可以判断，△n和E的可能值为(       )

A．△n＝1，13.22 eV＜E＜13.32 eV

B．△n＝2，13.22 eV＜E＜13.32 eV

C．△n＝1，12.75 eV＜E＜13.06 eV

D．△n＝2，12.75 eV＜E＜13.06 eV

本题简介：本题为典型的跃迁问题综合题，出题角度新颖。

解析：大量光子跃迁时各种跃迁随机出现，如果一群处于高能级的氢原子向低能级跃迁时，所辐射的光谱线数，增加了5条谱线有可能是5、6能级转换增加的，也有可能是2、4能级转换增加的。电子与原子作用导致原子跃迁时，电子的动能必大于所跃迁的两能级之差才可行，但又不能大与下一个能级与基态的能级差。

答案：AD

反思：对原子跃迁问题应把握以下几点

①原子跃迁条件只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间的跃迁的情况，对于光子和原子作用而使原子电离和实物离子与原子作用使原子激发的情况，则不受此条件限制。

②原子能跃迁时，处于激发代态的原子可能经过一次跃迁回到激发态，最后回到基态，物质中含有大量原子时，各个原子的跃迁方式也是不统一的，有的原子可能经过一次跃迁就回到基态，而有的可能要经过向次跃迁才回到基态。

③原子的能级跃迁和电离

跃迁是原子的电子从一个轨道跃迁到另一个轨道，即不能脱离原子核的束缚，所以在跃迁的过程中，原子放出或吸收的能量必须是量子化的。如当电子从n轨道跃迁到m轨道时，其能量变化必须是，当m>n时，，原子要吸收能量，当m<n时，，要释放能量，电离是将原子的电子拉出来，使之成为自由电子，只要是电离能大于一定值就可以，没有量子化要求，若有多余的能量，则以电子动能的形式存在，如将大m轨道的电子电离出来，原子吸收的能量只要满足就可以了。

例2.如图所示，光从A点射入圆形玻璃，而从B点射出，若出射光线相对于入射光线的偏向角为30°，AB弧所对的圆心角为120°，下列说法正确的是

A.玻璃的折射率是

B.玻璃的折射率是

C.光线在A点的入射角为105°?

D.玻璃的折射率是

解析：光路图如图所示.由几何知识知，θ₁=45°,θ₂=30°，所以n=.

答案： A

反思：几何光学问题的解决，明晰的光路图是成功的前提，能把关键的几何关系找对是问题解决的突破口。本类问题解决的步骤为：

①     规范画图，入射光线、折射光线、出射光线、法线、入射角、折射角缺一不可。

②     从题意出发找出图中暗含的关键几何关系。

③     带入折射定律公式计算。

例题：在真空中，原来静止的原子核在进行衰变时，放出粒子的动能为E₀。假设衰变后产生的新核用字母Y表示，衰变时产生的能量全部以动能形式释放出来，真空中的光速为c，原子核的质量之比等于质量数之比，原子核的重力不计。

      （1）写出衰变的核反应方程；

   （2）求衰变过程中总的质量亏损。

解析：（1）衰变遵守电荷数守恒定律和质量数守恒定律，注意不是质量守恒定律，可得衰变的核反应方程：  

（2）根据动量守恒定律，反冲核Y的动量与α粒子的动量大小相等。

根据公式    可知，反冲核Y的动能为：   

衰变时释放出的总能量为： 

根据爱因斯坦的质能方程：     

此衰变过程中总的质量亏损是： 

答案：（1）   （2）

反思：核能、质量亏损和爱因斯坦质能方程是高中物理的重点内容之一，解答这类问题的关键是正确书写核反应方程，然后利用爱因斯坦质能方程计算出反应前后质量亏损，再算出核能。

五、能力突破

例题1（2008年天津）下列说法正确的是（   ）

A．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映

B．没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能

C．知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数

D．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同

解析：布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动，它反映的是液体无规则的运动，所以A不正确；机械能与内能的转化具有方向性，机械能可以转化内能，但内能却不能全部转化为机械能而不引起其它变化，所以B不正确；摩尔质量必须和分子的质量结合才能求出阿伏加德罗常数C不正确；物体的内能是所有分子势能和动能的总和，内能不同的物体温度可能相同，而温度是分子平均动能的标志，只要温度相同分子的平均动能就相同，所以D正确 。

答案：D

反思：本题属于容易题，主要考查了布朗运动、第二类永动机等热学中的基本知识，只要考生掌握基础知识，就能很容易解答本题。

例题1（2008年全国卷I）三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子后变为Y核，Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个个氦（⁴₂He）,则下面说法正确的是(     )

A.X核比Z核多一个原子

B.X核比Z核少一个中子

C.X核的质量数比Z核质量数大3

D.X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍

解析：（设原子核X的质量数为x，电荷数为y，依题意写出核反应方程，根据质量数守恒和电荷数守恒，可得原子核Y的质量数为x，电荷数为y-1，原子核Z的质量数为x-3，电荷数为y-2。由此可得X核的质子（y）比Z核的质子（y-2）多2个，A错；由此可得X核的中子（x-y）比Z核的中子（x-y-1）多1个，B错；X核的质量数（x）比Z核的质量数（x-3）多3个，C对；X核与Z核的总电荷（2y-2）是Y核电荷（y-1）的2倍，D对。

答案：CD

反思：正确写出核反应方程，灵活应用学过的知识就能快速解答本题。

例1. 　如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，>0表示斥力，<0表示引力， a、b、c、d为轴上四个特定的位置，现把乙分子从处静止释放，则（    ）

A．乙分子从到做加速运动，由到做减速运动

B．乙分子由到做加速运动，到达时速度最大

C．乙分子由到的过程中，两分子间的分子势能一直增加

D．乙分子由到的过程中，两分子间的分子势能一直增加

解析：乙分子从a到d一直做加速运动，分子力做正功，分子势能减小，c到d做减速运动，分子力做负功，分子势能增大，在c点时速度最大；所以正确选项是B。

答案：B

反思：对F―x图像中包含的信息不能完全理解是造成失误的主要原因，而“图像问题”是近年高考的一个热点，这在复习中要引起重视。分子势能的变化与分子力做功有关，这与重力势能的变化与重力做功有关完全类似。

例2　如图所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中。设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分了间相互作用，则被淹没的金属筒在缓慢下降过程中，筒内空气体积减小（    ）

A．从外界吸热    B．内能增大   C．向外界放热　 D．内能减小

解析：在筒缓慢下降的过程水温恒定，空气温度不变，当不计气体分了间相互作用时，气体的内能不变，但筒内空气被压缩，外界对它做功，气体必然放出热量。所以正确选项是C。

答案：C

点拨：对气体内能的变化分析时应当注意题干中的描述，“缓慢”往往表明温度不变，“体积不变（或气体自由鼓胀）”说明气体不对外做功，外界也不对气体做功，“绝热”指不发生热传递，“理想气体（或不考虑分子作用力）”意味着忽略分子势能。

例题3（2008年全国卷）一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角θ射入，穿过玻璃砖自下表射出。已知该玻璃对红光的折射率为1.5，设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为t₁和t₂，则在θ从0°逐渐增大至90°的过程中(     )

A.t₁始终大于t₂                           B.t₁始终小于t₂

C.t₁先大于后小于t₂                       D.t₁先小于后大于t₂

解析：设折射角为α，玻璃砖的厚度为h，由折射定律n= ，且n= ，在玻璃砖中的时间为t= ，联立解得t²∝，红光频率较小，θ为零时，t₁＜t₂，θ为90°时，趋近渐近线，初步判定该函数为单调函数，通过带入θ为其它特殊值，仍然有t₁＜t₂，所以B选项正确。

答案：B

反思：本题考查折射定律与光的传播，知道光在玻璃的传播速度，写出光穿过玻璃所用时间表达式，是解决本题的关键。

例4.先后用甲、乙两种不同的单色光，在相同的条件下用同一双缝干涉装置做实验，在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同，其中甲光间距较大。则甲光比乙光（    ）

A．在真空中的波长短                    B。在玻璃中传播速度大

C．在玻璃中传播时，玻璃的折射率大      D。其光子能量小

解析：甲的双缝干涉条纹间距比乙大，表明甲在真空中的波长比乙长，由知，甲的频率比乙的低，光子的能量小，在玻璃中的折射率小；由知在玻璃中甲的传播速度较大，所以正确选项是BD。

答案：BD

点拨：对光的本性的考查一般知识跨度较大，这就要求考生除了记住重要结论之外，还要能抓住相关物理量间的联系。

例5.一个原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为，则下列叙述正确的是（  ）

A  X原子核中含有86个中子

B  X原子核中含有141个核子

C  因为裂变时释放能量，根据E＝mc²，所以裂变后的总质量数增加

D  因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少

解析：依据质量数守恒和电荷数守恒计算出未知粒子的电荷数为54，质量数为140，所以未知粒子含有140个核子，其中子数为86；由于核能的释放，要出现质量亏损，而不是质量数变化。

答案：A

点拨：关于核反应方程的问题，首先是依据质量数守恒和电荷数守恒计算出未知粒子的电荷数和质量数，再确定它是哪种粒子或进行其它的推断。

例题（2008年四川）如图3所示，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°。己知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行。此玻璃的折射率为(    )

A．                  B．1.5 

C．                   D．2

解析：如图4所示，是光线在玻璃球内的光路图，A、C为折射点，B为反射点，作OD平行于入射光线，由数学知识可得：

所以有：

由折射定律得玻璃的折射率：

答案：玻璃的折射率等于

反思：本题考查光的全反射，根据发生全反射的临界条件，判断光在传播时是否发生全反射，是不出错的原因所在。

六、规律整合

阿伏加德罗常数是联系微观量和宏观量的桥梁

（1）微观量指：分子体积V、分子直径d、分子质量m

（2）宏观量指：物体体积V、摩尔体积V_mol、物体的质量M、摩尔质量M_mol、

物体的密度

（3）关系：

①分子的质量：

②分子的体积：

③物体所含的分子数：或

注 ： 固、液体分子可以近似地认为紧密地靠在一起而气体分子间有一个很大的间隙，由上面②式求得的V并非是一个分子自身的体积而是一个气体分子平均占据的空间（立方体）的体积。设该立方体的边长为a，则气体分子的平均间距为

种类

射线

射线

射线

组成

高速氦核流

高速电子流

光子流（高频电磁波）

带电荷量

2e

-e

0

质量

静止质量为零

速度

0.1c

0.99c

c

在电场或磁场中

偏转

与射线反向偏转

不偏转

贯穿本领

最弱用纸能挡住

较强穿透几毫米的铝板

最强穿透几厘米的铅板

对空气的电离作用

很强

较弱

很弱

在空气中的径迹

粗、短、直

细、较长、曲折

最长

通过胶片

感光

感光

感光

光的粒子性

①与物质发生作用时，表现出粒子的性质

②少量或个别光子容易显示出粒子性

③频率较大时，易显示粒子性

粒子含义是“不连续”、“一份一份”的，不同于宏观的粒子

光的波动性

①传播时，表现出波的性质

②大量光子容易显示出波动性

③频率较小时，易显示波动性

光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间相互作用产生的，不同于宏观的机械波。

七、高考预测

高考中对热、光、原部分的考查形式一般为三个选择题。分值均为6分。热学部分利用阿伏加德罗常数求分子的直径、分子的质量、估算分子个数以及布朗运动、分子间相互作用力随分子间距离变化的关系、内能及其变化是高考常考知识点，多以难度中等或中等偏下的选择题形式出现。几何光学研究的是光线传播的规律，主要包括原理有光的直线传播规律、光的反射定律、光的折射定律、光路的可逆原理；物理光学主要包括光的干涉、光的衍射、光电效应现象等知识点规律。热学部分可能分子动理论、内能、热力学定律及压强的产生固原因；中学所涉及的原子物理知识是大学《高能物理》的必备基础，尽管中学教材的要求较低，但历届高考命题均有涉及，从α粒子散射实验、原子结构、能级、光谱到天然放射性、人工核反应、核能、爱因斯坦的质能方程、基本粒子、裂变、聚变，甚至学科内综合都出现过，题目的难度一般不大，以选择题为主，偶尔也会有填空题和计算题，其中卢瑟福的核式结构学说、氢原子的能级结构、光子的辐射与吸收、核反应方程和核能、质量亏损、爱因斯坦质能方程等命题频率较高，是高考命题的重点与热点，其特点是：“考课本”、不回避陈题。复习这部分内容必须抓课本，理清思路，重点记忆，记准一些常用粒子的符号，如：α粒子、氘核、氚核、质子、中子、电子、正电子等，要以课本为主，理解和记忆基本概念和史实。从2007年和2008年高考中对光学知识的考查看，本专题与《考试大纲》要求相吻合，着重考查学生的理解及应用能力, 并有一定的难度， 预测2009年高考中光学可能会以下列题型出现：

1．选择题：它可能考查光的反射与折射、全反射现象、光导纤维、折射率与频率的关系、光的偏振现象、光的干涉和衍射现象、光电效应、光的粒子性，也可考查α粒子散射实验、核反应的规律、电荷数守恒、质量数守恒、玻尔原子模型、能级跃迁及波长、频率和波速三者的关系、衰变规律等知识，解题时要注意知识间的联系也可能考查了考生的综合应用物理知识分析解决问题的能力和推理能力等，解题时要注意知识间的联系。这种题一般分值3～6分，难度系数约0.7。

2．实验题：可以考查“测定玻璃的折射率”、“用双缝干涉测光的波长”、估算分子的直径等。一般分值7～11分，难度系数约0.65

3．计算题：在计算题中可能会考查考生应用光的反射与折射、光电效应等物理知识，会分子动理论，热力学定律，会考查核能、爱因斯坦的质能方程、原子核与力学的综合等知识，这种题对学生的能力要求较高，有一定的难度，一般分值10～19分，难度系数约0.55。

八、专题专练

1. 太阳表面温度约为6000K，主要发出可见光，人体温度约为310K，主要发出红外线，宇宙间的温度约为3K，所发出的辐射称为“3K背景辐射”。若要进行“3K背景辐射”的观测，应该选择下列哪一个波段（   ）

A 无线电波      B 可见光      C 紫外线      D  X射线

2.质量相等的氢气和氧气，温度相等，不考虑分子间的势能，则（　　　）

A、氧气的内能较大

B、氢气的内能较大

C、两者的分子平均速率和两者的内能一样大

D、氢气分子的平均动能较大

3. 用三棱镜可以使太阳光发生折射而成一条彩色谱带，如图1所示，将一温度计放在1、2、3的三区，温度上升最快的下列说法不正确的是（　　　）

A.　1区域为红光区        B. 1区域为红光区

C.  2区域为绿光区        D. 2区域为蓝光区

4. 卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有（    ）

Ａ．原子的中心有个核，叫原子核

Ｂ．原子的正电荷均匀分布在整个原子中

Ｃ．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里

Ｄ．带负电的电子在核外绕着核旋转

5. 我国南宋程大昌的《演繁露》中记述：“凡风雨初霁，或露之未?，其余点缀于草木枝之末，日光入之，五色俱足，闪烁不定，是乃日之光品著色于光，而非雨露有所五色也。”这段文字记叙的是光的何种现象（   ）

A 反射      B 色散      C 干涉      D 衍射

6. 下列说法中不正确的是 (    )

A．在一房间内，打开一台冰箱的门，再接通电源，过一段时间后，室内温度就会降低

B．从目前的理论看来，只要实验设备足够高级，可以使温度降低到-274℃

C．第二类永动机是不能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它

  违反热力学第二定律

D．机械能可以自发地全部转化为内能，内能也可以全部转化为机械能而不

  引起其他变化

7. 有一桶水温度是均匀的，在桶底部水中有一小气泡缓慢浮至水面，气泡上升过程中逐渐变大，若不计气泡中空气分子势能的变化，则

A、气泡中的空气对外做功，吸收热量度  B、外界对气泡中的空气做功，放出热量

C、泡中的空气内能增加，吸收热量     D、气泡中的空气内能不变，放出热量

8. 如图2所示，气缸内盛有一定量的理想气体，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并缓慢地向右移动，这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功。知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是 (    )

    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.A、B、C三种说法都不对

9. 以下说法正确的是（　　　）

A、      温度相等的两块铁，其内能一定相等

B、       温度不等的两物体，其内能一定不等

C、       两物体的内能相等，其分子平均动能一定相等

D、      两块相同物质组成的固态物体，质量相等，温度相同，内能一样大

10. 光子的能量为，动量为，如果一个静止的放射元素的原子核在发生辐射时只发生一个光子，则辐射后的原子核（   ）

A．仍然静止

B．沿着与光子运动方向相反的方向运动

C．沿着与光子运动方向相同的方向运动

D．可能向相反的方向运动

11. 如图3所示，图为单缝，图为双缝，用某单色光分别照射竖直放置的单缝和双缝，在缝后较远的位置竖直放置的光屏上可以观察到明暗相间的条纹（图中阴影表示明条纹）如图3中的和所示，则下列关于缝和条纹间关系的说法中正确的是（   ）

A．图表示单缝衍射条纹，图表示双缝干射条纹

B．单缝S越宽，越容易观察到对应的明暗条纹

C．双缝间距离越短，对应条纹间距越大

D．照射双缝的单色光波长越长，对应条纹间距离越大

12. 如图4所示，S为能放出α、β和γ三种射线的放射源，虚线框内是方向垂直纸面的匀强磁场，L是1mm厚的纸板，M是荧光屏．实验时发现在荧光屏上O、P处有亮斑．则以下判断正确的是(    )

  A.如果磁场方向垂直纸面向里，则O点为β射线P点为α射线

  B.如果磁场方向垂直纸面向外，则O点为γ射线P点为β射线

  C.如果磁场方向垂直纸面向里，则O点α为射线P点为β射线

  D.如果磁场方向垂直纸面向外，则O点为γ射线P点为α射线

13利用单分子油膜法可粗略测定分子的大小和阿佛加德罗常数，如果已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜面积为S，则这种油分子的直径表达式D＝___________；如果这种油的摩尔质量为M，密度为ρ，写出阿佛加德罗常数的表达式为N_A＝__________．

14. 在利用双缝干涉测定光波波长的实验中，首先调节光源、滤光片、单缝和双缝的中心均位于遮光筒的中心轴线上，若经粗调后透过测量头上的目镜观察，看不到明暗相间的条纹，只看到一片亮区，造成这种情况的最可能的原因是　　　　　　　；若调至屏上出现了干涉图样后，用测量头去测量，转动手轮，移动分划板，第一次分划板中心刻度线对齐A条纹中心时，如图5所示，游标卡尺的示数如图7所示；第二次分划板中心刻度线对齐 B条纹中心时如图6所示，游标卡尺的示数如图8所示．已知双缝的间距为0．5mm，从双缝到屏的距离为1m，则图7中游标卡尺的示数是　　　　　　　　　　　mm。图8中游标卡尺的示数为　　　　　　mm，实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是　　　　，所测光波的波长为　　　　　　　　m(保留两位有效数字)．

15.（16分） 光的“逆向反射”又称再归反射，俗称后反射，它和我们熟知的镜面反射、漫反射不同，能使光线沿原来的路径反射回去、该现象在交通上有很广泛的应用，在山区盘山公路的路面上一般都等间距地镶嵌一些玻璃球，当夜间行驶的汽四的车灯照上后显得非常醒目，以提醒司机注意。若小玻璃球的半径为R，折射率为1.73，如图9所示，今有一束平行光沿直径AB方向照在小玻璃球上，试水离AB多远的入射光经折射―反射―折射再射出后沿原方向返回，即实现“逆向反射”.

16. （18分）受中子轰击时会发生裂变，产生和，同时放出能量，已知每个铀核裂变时释放的能量为，则（1）写出核反应方程；（2）现在要建设发电功率为的核电站，用铀235做为核燃料，假设核裂变释放的能量一半转化为电能，那么该核电站一天消耗铀235多少千克？（阿伏加德罗常数为）

17. （18分）已知地球半径R=6.4×10⁶m，地球表面的重力加速度g=9.8m/s²，大气压P₀=1.0×10⁵Pa，空气平均摩尔质量为M=2.9×10^-2kg/mol,阿伏加德罗常数N_A=6.02×10²³ mol^-1，在下列问题的计算中还可以查用其他数据。

（1）试估算地球周围大气层的空气分子数？

（2）假如把地球大气全部变为液体而分布在地球表面，地球的半径将增大多少？

18. （20分）大原子反应堆中，用石墨（碳）做减速剂使快中子变为慢中子，已知碳核的质量是中子质量的12倍，假设中子与碳核的碰撞是弹性的（即碰撞中不计能量损失），而且碰撞前碳核是静止的，试求：（1）设碰撞前中子的动能为，问经过一次碰撞后，中子的动能损失多少？（2）至少经过多少次碰撞，中子的动能才能少于（，）？

参考答案：

1.A　2.B　3.BCD　4.ACD　5.B　6.ABD　7.A　8.C　9.　D　10.C　11.C　12.B

13.　D＝V / S　　　　　6MS³/ρπV³

14.　单缝、双缝不平行　　　11.4　　　16.7　　　便于测量与减小误差

15.只有入射光线折射后射到B点的光线经反射再折射，射出后才能沿原方向返回，即实现“逆向反射”，光路如图所示，根据折射定律得：

由几何关系可知：

由以上两式可解得：

设能沿原方向返回即实现“逆向反射”的入射光线距AB的距离为h，则由几何关系可知：

16.解析：（1）核反应方程为：　①

（2）电站一天发出的电能   ②

设每天消耗为，核裂变释放的能量为：③

由能量转化得：    ④

由②③④式得：

17. 解析：（1） 因为大气压是由大气重力产生的，故大气的总质量

故地球周围大气层的空气分子数为个。

（2）虽然各种液体的密度不同，但数量级均为10³kg/m³,现以水的密度来代替液化空气的密度，则液化空气的体积， 设大气为液体分布在地球表面时地球半径增加y，则有，考虑到y远小于R，忽略y的二次项和三次项，即得。

18.解析：（1）设中子的质量为，速度为，碳核的质量为，二者碰撞后的速度分别为：、，则     ①

           ②

由①②可得：

碰撞一次，中子的动能损失为：　

（2）中子与碳核第一次碰撞后剩余的动能为：

同理经过第二次碰撞后，中子剩余的动能为：

……

第次碰撞后中子剩余的动能为：

有，即

两边取对数可得：

得：次