高考物理专题复习精品学案系列 热学、光学、原子核

高考物理专题复习精品学案系列 热学、光学、原子核内容摘要：

1、第 1 页 共 13 页高考物理专题复习精品学案热学、光学、原子核 【命题趋向】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、热力学第一、二定律是高考常考知识点，多以难度中等或中等偏下的选择题形式出现。 【考点透视】1阿伏加德罗常数 体表现（摩尔质量 0M，摩尔体积 0V，分子质量 1V）：分子的质量： 分子的体积（对气体而言是单个分子可占领的空间）： 1；分子直径的估算：把固、液体分子球模形 316立方体模型则 3131示分子的间距）分子数： 2扩散现象是分子的无规则运动；而布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，是液体分子的无规则 2、运动的反应。 3分子间存在相互作用力：分子间引力和斥力同时存在，都随间距离的变化而变化，但斥力随距离的变化快。 4物体的内能：物体内所有分子的动能和势能的总和叫物体的内能。 温度是分子平均动能的标志，分子势能由分子间的相互作用和相对位置决定，分子势能变化与分子力做功有关。 分子力做正功，分子势能减小。 物体的内能由物质的量、温度、体积共同决定。 改变物体的内能有两种方式：做功和热传递，它们在改变物体的内能上是等效的，但实质不同，前者属能量的转化，而后者是能量的转移。 5热力学第一定律的数学表达式为： 第 2 页 共 13 页6热力学第二定律的两种表述的实质是：与热有关的现象自发进行是有方向性的。 7能量守恒 3、定律是自然界的普遍规律。 8气体的状态参量的关系：对一定质量的理想气体（实际气体在常温下可视为理想气体） 恒量），气体的压强与单位体积的分子数和分子的平均动能有关。 【例题解析】例 1对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是 （ ）A温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大B理想气体在等温变化时，内能不改变，因而与外界不发生热交换C布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动D扩散现象说明分子间存在斥力解析：温度越高，分子平均动能越大，但内能不仅与动能有关，还和分子势能有关；对理想气体，温度不变，其内能不变，由热力学第一定律知，仍可以和外界发生热交换；布朗运动不是液体 4、分子的运动，而是固体颗粒的运动，它液体分子的无规则的运动的反应；扩散现象说明分子是永不停息的运动，不能说明分子间是否存在斥力。 正确答案是 A。 点拨：分子动理论是高考常考的内容，对此要求也较低，只需要正确理解实验结论，并能准确的表述即可。 例 2 从下列哪一组物理量可以算出氧气的摩尔质量 ( )A氧气的密度和阿伏加德罗常数B氧气分子的体积和阿伏加德罗常数C氧气分子的质量和阿伏加德罗常数D氧气分子的体积和氧气分子的质量解析：由氧气分子的质量乘以阿伏加德罗常数可得氧气的摩尔质量故 C 选项正确其他选项都不正确点拨：与阿伏加德罗常数有关问题分析中，只要注意微观量与宏观量之间的联系是很容易正确求解的。 例 5、3如图所示，甲分子固定在坐标原点 O，乙分子位于 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， F0 表示斥力，F）。 下列结论中正确的是（）A光束 b 的频率比光束 a 低B在水中的传播速度，光束 a 比光束 b 小C水对光束 a 的折射率比水对光束 b 的折射率小D若光束从水中射向空气，则光束 b 的临界角比光束 a 的临界角大2图示为一直角棱镜的横截面， 60,9平行细光束从 O 点沿垂直于 的方向射入棱镜。 已知棱镜材料的折射率 n= 2，若不考虑原入射光在 上的反射光，则有光线（ ）A从 射出B从 射出C从 射出，且与 斜交D从 射出，且与 垂直3现有 a、 b、 波长关系为 6、 a b c，用 光束照射某种金属时，恰能发生光电效应。 若分别用 可以断定（）A 光束照射时，不能发生光电效应B 能发生光电效应C 放出的光电子数目最多D 光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小4以下关于光的说法正确的是 （ ）A光纤通信利用了全反射的原理B无色肥皂液吹出的肥皂泡呈彩色是由于光照时发生了薄膜干涉C人们眯起眼睛看灯丝时看到的彩色条纹是光的衍射图样D麦克斯韦提出光是一种电磁波并通过实验证实了电磁波的存在5两种单色光 a 和 b , a 光照射某金属时有光电子逸出， b 光照射该金属时没有光电子逸出，则 A在真空中, a 光的传播速度较大 B在水中，a 光的波长较小C在真空中，b 7、 光光子的能量较大 D在水中，b 光的折射率较小6如图，P 是一偏振片，P 的振动方向（用带有箭头的实线表示）为竖直方向。 下列四种入射光束中，哪几种照射 P 时能在 P 的另一侧观察到透射光。 A 太阳光B 沿竖直方向振动的光C 沿水平方向振动的光D 沿与竖直方向成 45角振动的光【参考答案】1C2 A4 A B C5 A 6题趋向】该部分知识涉及近代物理及其前沿科学动态，要求较低，因此，尽管每年的高考都涉及该专题知识，但难度都不太大，多以选择形式出现。 所考查的内容主要集中在原子的核式结构、玻尔理论、半衰期的计算、质能方程及核反应方程等知识点。 第 10 页 共 13 页【考点透视】1原子的结构模 8、型（1）汤姆生的“枣糕” 式模型。 （2）卢瑟福的原子核式结构模型：即认为原子的中心有一个很小的核原子核，原子核集中了原子中所有的正电荷及几乎全部的质量，电子则在核外绕核高速运转。 原子的核式结构可成功地解释 粒子散射现象。 （3）玻尔的原子结构模型：玻尔理论的主要内容：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量，这种状态叫定态。 原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即。 原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应，原子的定态是不连续的）因此电子的可能轨道半径也是不连续的 9、。 2原子核（1）天然放射现象和元素的衰变原子序数大于 83 的所有元素都具有放射性。 放射线的有三种：带正电的 射线，其实质为高速运动的氦核流；带负电的 射线，其实质为高速电子流；不带电的 射线，其实质为波长很短的电磁波。 射线电离本领最强， 射线贯穿本领最强。 某种元素的原子核放出 或 射线后会变成新的原子核，即发生衰变。 不同元素衰变的快慢不同，原子核半数发生衰变经过的时间叫做半衰期，半衰期反映元素衰变的快慢程度。 第 11 页 共 13 页（2）原子核的组成、同位素原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子。 具有相同的质子数和不同的中子数的原子互称为同位素。 （3）核力与核能质子和中子可结合为稳 10、定的原子核，说明核子间存在核力的作用，将原子核分解为一个个孤立的核子，要提供相应的能量，反之则可释放相应的能量，该能量即称核能。 原子核的质量小于组成它的核子质量之和叫做质量亏损。 核反应中释放的核能可用爱因斯坦质能联系方程 2计算。 （4）核反应及核反应方程元素的原子核变化的过程即为核反应，核反应有天然衰变、人工转变、重核裂变和轻核聚变四种类型，其中重核裂变和轻核聚变是人们获得核能的两个重要途径，目前的核电站都是利用重核裂变释放的核能来发电的。 核反应可用核反应方程来表示，书写核反应方程应依据核反应的事实，利用质量数守恒和核电荷数守恒进行配平。 提醒注意：关于原子核、核能的知识应该记住一些重要的史实。 11、【例题解析】例 1现有三个核反应： g g 1下列说法正确的是（）A是裂变，是 衰变， 是聚变 B是聚变，是裂变，是 衰变C是 衰变，是裂变， 是聚变 D是 声衰变，是聚变，是裂变第 12 页 共 13 页解析：中的 粒子，故发生的是 衰变，是重核分裂成质量较小的核是裂变，是典型的聚变，所以正确选项是 C。 点评：本题涉及到原子核的衰变、裂变和聚变，考查了考生对这些核反应方程的理解和区别，属较容易的考题，体现了高考对原子核部分内容的考查方向。 例 2一个2359U 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2359U10nX 943810n，则下列叙述正确的是（ ）A X 原子核中含 12、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，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 3氢原子的能级如图所示，已知可见的光的光子能量范围约为 列说法错误的是（）A处于 n = 3 能级的氢 13、原子可以吸收任意频率的紫外线，并发发电离 B大量氢原子从高能级向 n = 3 能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应 C大量处于 n = 4 能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出 6 种不同频率的光 D大量处于 n = 4 是能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出 3 种不同频率的可见光解析：大量处于 n4 能级的氢原子向低能级跃迁时，共可发出 6 种频率的光，其中在可见光范围内的有 n4 到 n2 和 n3 到 n2 两种，故 D 选项错误，选 C 选项正确，n3 紫外线能量大于 紫外线可使处于 n =3 能级的氢原子电离， n4 能级跃迁到 n3 能级释放能量为 光为红外线具有显著热效应，故 14、A B 项不选，所以本题应选 D。 点拨：一群氢原子处于量子数为 的激发态时，可能发出 2频率的光子。 【专题训练与高考预测】1使某种金属 X 发生光电效应所需的光子最小的能量为 2. 60知一群氢原子处于量子数， n3 的激发态，其能级如图所示。 这些氢原子能够自发地跃迁到较低的能量状态，并向外辐射多种频率的光那么，若用这些氢原子辐射的光照射这种金属，能够使这种金属 X 发生光电效应的有几种不同频率的光（ ）A 一种 B二种 C三种 D四种2下面四个方程中 4321 各代表某种粒子。 1 3 页 共 13 页195381402359 x ! 2823 4以下判断正确的是（ ）A 1B 2C 3粒子D 4是氘核下列说法中不正确的是（ ） A氡的半衰期有 ，若有 4 个氡原子核，经 后就一个原子核也没有了B许多元素能自发地放出射线，使人们开始认识到原子核是有复杂结构的C卢瑟福在 粒子散射实验中发现了电子D 射线一般伴随着 或 射线产生，它的穿透能力最强3 U 衰变为 经过 m 次 衰变和 n 次 衰变，则。