届高三物理二轮复习教师用书 第二部分 应试高分策略 第二部分第4讲选考题突破策略与技巧.docx
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第4讲 选考题突破策略与技巧
——力争上游拿满分
本部分的命题多集中在分子动理论、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;对热学前面知识的考查往往在一题中容纳较多的知识点,把热学知识综合在一起,多以选择题和填空题的形式出现;对后面知识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.
突破策略
复习中抓基础、重全面,构建知识网络,梳理知识要点,加强热点题型的针对性训练.
类型1 热学基础知识与气体实验定律的组合
(2015·西安地区八校联考)
(1)有以下几种说法,其中正确的是________.
A.“用油膜法估测分子的大小”实验中油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油酸膜的面积
B.一定质量的理想气体在体积不变的情况下,压强p与热力学温度T成正比
C.气体分子的平均动能越大,气体的压强就越大
D.物理性质各向同性的一定是非晶体
E.液体的表面张力是由于液体分子间的相互作用引起的
(2)如图所示,用面积为S的活塞在汽缸内封闭着一定质量的空气,活塞上放一砝码,活塞和砝码的总质量为m,现对汽缸缓缓加热使汽缸内的空气温度从T1升高到T2,且空气柱的高度增加了Δl,已知加热时气体吸收的热量为Q,外界大气压强为p0,问:
①此过程中被封闭气体的内能变化了多少;
②被封闭空气初始状态的体积.
[解析]
(1)“用油膜法估测分子的大小”实验中,油膜经充分扩散,形成单分子油膜,故纯油酸体积除以油酸膜面积即为油酸分子直径,A项正确;由查理定律可知,B项正确;气体分子平均动能大,说明气体温度较高,但气体体积的变化不确定,由理想气体状态方程可知无法确定气体压强的变化,C项错误;多晶体也具有各向同性的特点,D项错误;由液体表面张力的定义知E项正确.
(2)①由受力分析和做功分析知,在气体缓缓膨胀过程中,活塞与砝码的压力对气体做负功,大气压力对气体做负功,根据热力学第一定律得
ΔU=W+Q=-mgΔl-p0SΔl+Q.
②被封闭气体等压变化,据盖—吕萨克定律得
=
解得V1=.
[答案]
(1)ABE
(2)见解析
类型2 热力学定律与气体实验定律的组合
(2015·甘肃第一次诊断)
(1)下列说法正确的是________.
A.单晶体冰糖磨碎后熔点不会发生变化
B.足球充足气后很难压缩,是足球内气体分子间斥力作用的结果
C.一定质量的理想气体经过等容过程,吸收热量,其内能一定增加
D.自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
E.一定质量的理想气体保持体积不变,单位体积内分子数不变,虽然温度升高,单位时间内撞击单位面积上的分子数不变
(2)如图所示,圆柱形汽缸的上部有小挡板,可以阻止活塞滑离汽缸,汽缸内部的高度为d,质量不计的薄活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内.开始时活塞离底部高度为d,温度为t1=27℃,外界大气压强为p0=1.0×105Pa,现对气体缓慢加热.求:
①气体温度升高到t2=127℃时,活塞离底部的高度;
②气体温度升高到t3=387℃时,缸内气体的压强(本问结果保留三位有效数字).
[解析]
(1)冰糖磨碎不改变其微观结构,仍是晶体,所以不改变其熔点,A项正确;足球充足气后很难被压缩,是压强的作用效果,不是分子斥力的作用,B项错误;等容过程中,由气体实验定律和热力学第一定律可知,吸收热量其内能一定增大,C项正确;由热力学第二定律(熵增加原理)可知,D项正确;由理想气体状态方程可知,气体体积不变,温度升高,压强一定增大,由压强的微观解释可知,单位体积内分子数不变,但由于温度升高,分子平均动能增大,故单位时间内撞击在单位面积上的分子数一定增大,E项错误.
(2)①假设气体温度达到tc时,活塞恰好移动到挡板处,气体做等压变化,设汽缸横截面积为S,由盖—吕萨克定律得=,
即=
解得tc=(273+t1)-273=177℃
因为t2小于tc,所以温度升高到127℃前,气体做等压变化,设活塞离底部的高度为h,由盖—吕萨克定律得
=,即=
解得h=d=d=d.
②当气体温度高于tc后,活塞受到挡板的阻碍,气体体积不再发生变化,
由查理定律得=,即=
p3=p0=p0=1.47×105Pa.
[答案]
(1)ACD
(2)①d ②1.47×105Pa
1.机械振动与机械波部分:
从近三年的高考试题看,该考点多以选择题、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相关知识.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问题上.
2.光学部分:
分为光的传播和光的波动性以及光的粒子性三部分,高考对本部分的考查一般以选择题的形式出现,考查光线的方向的定性分析和定量计算问题;同时几何光学还常与力学中的直线运动、平抛运动、圆周运动、万有引力定律等相结合命题,考查学生的综合分析能力.
突破策略
1.机械振动与机械波部分
(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)培养理解能力、推理能力、分析综合能力和周密思考问题的能力.
2.光学部分
(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,这往往是解决许多题目的关键.
类型1 光的特性与机械波传播的组合
(1)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色散现象
D.照相机镜头表面的镀膜是光的偏振现象的应用
E.光线通过一条很窄的缝后在光屏上呈现明暗相间的条纹是光的衍射现象
(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10.0m,如图所示.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=0.1s,质点A第一次回到平衡位置,求此列波的波速.
[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=λ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正确;照相机镜头表面的镀膜是光的干涉现象的应用,选项D错误;光线通过一条很窄的缝后在光屏上呈现明暗相间的条纹是光的衍射现象,E正确.
(2)
依题意,无论波向哪个方向传播,波的周期均为
T=4t=0.4s
若波沿x轴正方向传播,最简波形如图甲所示,则满足d=λ(n=0,1,2,…)
而波速v=
联立解得v1=m/s(n=0,1,2,…)
若波沿x轴负方向传播,最简波形如图乙所示,则满足
d=λ(n=0,1,2,…)
联立解得v2=m/s(n=0,1,2,…).
[答案]
(1)BCE
(2)正方向:
v1=m/s(n=0,1,2,…)
负方向:
v2=m/s(n=0,1,2,…)
类型2 波的基础知识与几何光学的组合
(2015·河南豫东豫北名校五模)
(1)两列简谐横波a、b在同一种均匀介质中沿x轴传播,a波周期为0.5s.某时刻,两列波的波峰正好在xP=3.0m处的P点重合,如图甲所示,则b波的周期为Tb=________s,该时刻,离P点最近的波峰重叠点的平衡位置坐标是x=________m.
(2)如图乙所示,某透明材料制成的半球形光学元件直立放置,其直径与水平光屏垂直接触于M点,球心O与M间的距离为10cm.一束激光与该元件的竖直圆面成30°角射向圆心O,结果在光屏上出现间距为d=40cm的两个光斑,请完成光路图并求该透明材料的折射率.
[解析]
(1)从题图甲中可以看出两列波的波长分别为
λa=3.0m,λb=3.0m+1.8m=4.8m,
则波速:
v==m/s=6.0m/s
Tb==s=0.8s,
两列波波长的最小整数公倍数为s=24m,则t=0时,两列波的波峰重合处的所有位置为x=(3.0±24k)m,k=0,1,2,3,…
k取1时,x1=27.0m或x2=-21.0m.
(2)光屏上的两个光斑分别是激光束经光学元件反射与折射的光线形成,其光路图如图所示:
依题意,R=10cm,
据反射规律与几何关系知,反射光线形成光斑P1与M点的距离为:
d1=Rtan30°
激光束的入射角i=60°,
设其折射角为r,由几何关系可知折射光线形成光斑P2与M点间距为:
d2=Rcotr
据题意有:
d1+d2=d
联立各式并代入数据解得:
cotr=,即r=30°
据折射定律得:
n===.
[答案]
(1)0.8 27.0或-21.0
(2)光路图见解析
1.动量部分:
本部分是高考的选考内容,题型全面,选择题主要考查动量的矢量性,辨析“动量和动能”的基本概念;计算题主要考查用动量守恒定律来解决碰撞问题.
2.原子物理部分:
本部分知识的特点是“点多面宽”、“考点分散”,因此高考对本部分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、相关物理学史、量子论等内容.
突破策略
1.动量部分
(1)矢量法:
动量守恒定律(p1=p2),公式中的动量是矢量,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,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.
2.原子物理部分
复习时应注意三个问题:
一是精读教材,掌握主干考点,重视基础练习;二是对与现代科技相联系的题目,应足够关注;三是将重点放在氢原子能级结构和公式、核反应方程的书写及结合能和质量亏损的计算上.
类型1 原子物理基础知识与动量守恒定律
的组合
(2015·江西省新余市第二次模拟)
(1)下列说法中正确的是________.
A.α粒子散射实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据
B.光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性,前者表明光子具有能量,后者表明光子除了具有能量外还具有动量
C.根据玻尔理论可知,氢原子辐射出一个光子后,氢原子的电势能增大,核外电子的运动速度减小
D.正负电子对湮灭技术是一项较新的核物理技术,一对正负电子对湮灭后生成光子的事实说明质量守恒定律是有适用范围的
E.Bi的半衰期是5天,12gBi经过15天后还有1.5g未衰变
(2)
如图所示,质量均为m的小车与木箱紧挨着静止在光滑的水平冰面上,质量为2m的小明同学站在小车上用力向右迅速推出木箱后,木箱相对于冰面运动的速度大小为v,木箱与右侧竖直墙壁发生弹性碰撞,反弹后被小明接住,求整个过程中小明对木箱做的功.
[解析]
(1)氢原子辐射出一个光
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