2022年高考物理热学光学核心内容. .pdf

读书破万卷下笔如有神物理热学光学部分核心内容热学辅导热学包括分子动理论、热和功、气体的性质几部分。一、重要概念和规律1分子动理论物质是由大量分子组成的；分子永不停息的做无规则运动；分子间存在相互作用的引力和斥力。说明：（1）阿伏伽德罗常量NA=6.02X1023摩-1 。它是联系宏观量和微观量的桥梁，有很重要的意义； （ 2）布朗运动是指悬浮在液体（或气体）里的固体微粒的无规则运动，不是分子本身的运动。 它是由于液体 （或气体） 分子无规则运动对固体微粒碰撞的不均匀所造成的。因此它间接反映了液体（或气体）分子的无序运动。2. 温度温度是物体分子热运动的平均动能的标志。它是大量分子热运动的平均效果的反映，具有统计的意义，对个别分子而言，温度是没有意义的。任何物体，当它们的温度相同时，物体内分子的平均动能都相同。由于不同物体的分子质量不同，因而温度相同时不同物体分子的平均速度并不一定相同。3内能定义物体里所有分子的动能和势能的总和。决定因素： 物质数量（m ） 温度（T） 、 体积（V） 。改变方式做功通过宏观机械运动实现机械能与内能的转换；热传递通过微观的分子运动实现物体与物体间或同一物体各部分间内能的转移。这两种方式对改变内能是等效的。定量关系E=W Q（热力学第一定律） 。4能量守恒定律能量既不会凭空产生，也不会凭空消旯它产能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体。必须注意：不消耗任何能量，不断对外做功的机器（永动机）是不可能的。利用热机，要把从燃料的化学能转化成的内能，全部转化为机械能也是不可能的。5. 理想气体状态参量理想气体始终遵循三个实验定律（玻意耳定律、查理定律、盖?吕萨克定律）的气体。描述一定质量理想气体在平衡态的状态参量为：温度气体分子平均动能的标志。体积气体分子所占据的空间。 许多情况下等于容器的容积。压强大量气体分子无规则运动碰撞器壁所产生的。其大小等于单位时间内、器壁单位面积上所受气体分子碰撞的总冲量。内能气体分子无规则运动的动能理想气体的内能仅与温度有关。6. 一定质量理想气体的实验定律玻意耳定律：PV= 恒量；查理定律：P/T=恒量；盖 ?吕萨克定律： V/T=恒量。7. 一定质量理想气体状态方程PV/T=恒量说明（ 1）一定质量理想气体的某个状态，对应于P一 V（或 PT、V-T）图上的一个点，从一个状态变化到另一个状态，相当于从图上一个点过渡到另一个点，可以有许多种不同的方法。如从状态A 变化到B，可以经过的过程许多不同的过程。为推导状态方程，可结合图象选用任意两个等值过程较为方便。（2）当气体质量发生变化或互有迁移（混合）时，可采用把变质量问题转化为定质量问题，利用密度公式、气态方程分态式等方法求解。二、重要研究方法1、微观统计平均精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 5 页读书破万卷下笔如有神热学的研究对象是由大量分子组成的其宏观特性都是大量分子集体行为的反映。不可能同时也无必要像力学中那样根据每个物体（每个分子）的受力情况，写出运动方程。热学中的状态参量和各种现象具有统计平均的意义。因此，当大量分子处于无序运动状态或作无序排列时，所表现出来的宏观特性如气体分子对器壁的压强、非晶体的物理属性等都显示出均匀性。当大量分子作有序排列时，必显示出不均匀性，如晶体的各自异性等。研究热学现象时，必须充分领会这种统计平均观点。2物理图象气体性质部分对图象的应用既是一特点，也是一个重要的方法。利用图象常可使物理过程得到直观、形象的反映，往往使对问题的求解更为简便。对物理图象的要求，不仅是识图、用图，而且还应变图一即作图象变换。如图P-V 图变换成p-T 图或 V-T 图等。3. 能的转化和守恒各种不同形式的能可以互相转化，在转化过程中总量保持不变。这是自然界中的一条重要规律。也是指导我们分析研究各种物理现象时的一种极为重要的思想方法。在本讲中各部分都有广泛的渗透，应牢固把握。三、基本解题思路热学部分的习题主要集中在热功转换和气体性质两部分，基本解题思路可概括为四句话：1选取研究对象它可以是由两个或几个物体组成的系统或全部气体和某一部分气体。（状态变化时质量必须一定。）2确定状态参量 . 对功热转换问题，即找出相互作用前后的状态量，对气体即找出状态变化前后的 p、V、T数值或表达式。3、认识变化过程. 除题设条件已指明外，常需通过究对象跟周围环境的相互关系中确定。4列出相关方程. 高中物理光学知识总结光学辅导光学包括两大部分内容：几何光学和物理光学几何光学 （又称光线光学）是以光的直线传播性质为基础，研究光在煤质中的传播规律及其应用的学科；物理光学是研究光的本性、光和物质的相互作用规律的学科一、重要概念和规律（一） 、几何光学基本概念和规律1、基本规律光源发光的物体 分两大类： 点光源和扩展光源点光源是一种理想模型，扩展光源可看成无数点光源的集合光线表示光传播方向的几何线光束通过一定面积的一束光线它是温过一定截面光线的集合光速光传播的速度。光在真空中速度最大。恒为C=3108m/s。丹麦天文学家罗默第一次利用天体间的大距离测出了光速。法国人裴索第一次在地面上用旋转齿轮法测出了光这。实像光源发出的光线经光学器件后，由实际光线形成的虚像光源发出的光线经光学器件后，由发实际光线的延长线形成的。本影光直线传播时，物体后完全照射不到光的暗区半影光直线传播时，物体后有部分光可以照射到的半明半暗区域2基本规律（1）光的直线传播规律先在同一种均匀介质中沿直线传播。小孔成像、影的形成、日食、月食等都是光沿直线传播的例证。（2）光的独立传播规律光在传播时虽屡屡相交，但互不扰乱，保持各自的规律继续传播。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 5 页读书破万卷下笔如有神（3）光的反射定律反射线、人射线、法线共面；反射线与人射线分布于法线两侧；反射角等于入射角。（4）光的折射定律折射线、人射线、法织共面，折射线和入射线分居法线两侧；对确定的两种介质，入射角（i ）的正弦和折射角（r ）的正弦之比是一个常数介质的折射串 n=sini/sinr=c/v。全反射条件光从光密介质射向光疏介质；入射角大于临界角A，sinA=1/n 。（5）光路可逆原理光线逆着反射线或折射线方向入射，将沿着原来的入射线方向反射或折射3常用光学器件及其光学特性（1）平面镜点光源发出的同心发散光束，经平面镜反射后，得到的也是同心发散光束能在镜后形成等大的、正立的虚出，像与物对镜面对称。（2）球面镜凹面镜有会聚光的作用，凸面镜有发散光的作用（3）棱镜光密煤质的棱镜放在光疏煤质的环境中，入射到棱镜侧面的光经棱镜后向底面偏折。隔着棱镜看到物体的像向项角偏移。棱镜的色散作用复色光通过三棱镜被分解成单色光的现象。（4）透镜在光疏介质的环境中放置有光密介质的透镜时，凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用透镜成像作图利用三条特殊光线。成像规律1/u+1/v=1/f。线放大率m= 像长 / 物长 =|v|/u。 说明成像公式的符号法则凸透镜焦距f 取正， 凹透镜焦距f 取负；实像像距v 取正，虚像像距v 取负。线放大率与焦距和物距有关（5）平行透明板光线经平行透明板时发生平行移动（侧移）侧移的大小与入射角、透明板厚度、折射率有关。4简单光学仪器的成像原理和眼睛（1）放大镜是凸透镜成像在。uf 时的应用。通过放大饼在物方同地看到正立虚像。（2）照相机是凸透镜成像在u2f 时的应用得到的是倒立缩小施实像。（3）幻灯机是凸透镜成像在 f u2f 时的应用。得到的是倒立放大的实像（4）显微镜由短焦距的凸透镜作物镜，长焦距的透镜作目镜所组成。物体位于物镜焦点外很靠近焦点处，经物镜成实像于目镜焦点内很靠近焦点处。再经物镜在同侧形成一放大虚像（通常位于明视距离处）。（5）望远镜由长焦距的凸透镜作物镜，辕焦距的透镜作目镜所组成。极远处至物镜的光可看成平行光，经物镜成中间像（倒立、缩小、实像）于物镜焦点外很靠近焦点处，恰位于目镜焦点内，再经目镜成虚像于极远处（或明视距离处）。（6）眼睛等效于一变焦距照相机，正常人明视距约25 厘米。明视距离小子25 厘米的近视眼患者需配戴凹透镜做镜片的眼镜；明视距离大于25 厘米的远视25 者需配戴凸透镜做镜片的眼镜。（二）物理光学人类对光本性的认识发展过程（1）微粒说（牛顿）基本观点认为光像一群弹性小球的微粒。实验基础光的直线传播、光的反射现象。 困难问题无法解释两种媒质界面同时发生的反射、折射现象以及光的独立传播规律等。（2）波动说（惠更斯）基本观点认为光是某种振动激起的波（机械波）。实验基础光的干涉和衍射现象。个的干涉现象杨氏双缝干涉实验条件两束光频率相同、相差恒定。装置（略） 。 现象出现中央明条，两边等距分布的明暗相间条纹。 解释 屏上某处到双孔 （双缝） 的路程差是波长的整数倍（半个波长的偶数倍）时，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 5 页读书破万卷下笔如有神两波同相叠加， 振动加强， 产生明条； 两波反相叠加， 振动相消， 产生暗条。 应用检查平面、测量厚度、增强光学镜头透射光强度（增透膜）光的衍射现象单缝衍射（或圆孔衍射）条件缝宽（或孔径）可与波长相比拟。装置（略） 。现象出现中央最亮最宽的明条，两边不等距发表的明暗条纹（或明暗乡间的圆环）。困难问题难以解释光的直进、寻找不到传播介质。（3）电磁说（麦克斯韦）基本观点认为光是一种电磁波。实验基础赫兹实验（证明电磁波具有跟光同样的性质和波速）。 各种电磁波的产生机理无线电波自由电子的运动； 红外线、可见光、 紫外线原子外层电子受激发；x 射线原子内层电子受激发；射线原子核受激发。可见光的光谱发射光谱连续光谱、明线光谱； 吸收光谱 （特征光谱。困难问题无法解释光电效应现象。（4）光子说（爱因斯坦）基本观点认为光由一份一份不连续的光子组成每份光子的能量E=h。实验基础光电效应现象。 装置 （略） 。现象入射光照到光电子发射几乎是瞬时的；入射光频率必须大于光阴极金属的极限频率。 ；当 v。时，光电流强度与入射光强度成正比；光电子的最大初动能与入射光强无关，只随着人射光灯中的增大而增大。解释光子能量可以被电子全部吸收不需能量积累过程；表面电子克服金属原子核引力逸出至少需做功（逸出功）h。 ；入射光强。单位时间内入射光子多，产生光电子多；入射光子能量只与其频率有关，入射至金属表，除用于逸出功外。其余转化为光电子初动能。困难问题无法解释光的波动性。（5）光的波粒二象性基本观点认为光是一种具有电磁本性的物质，既有波动性。 又有粒子性。大量光子的运动规律显示波动性，个别光子的行为显示粒子性。实验基础微弱光线的干涉， X射线衍射二、重要研究方法1作图锋几何光学离不开光路图。利用作图法可以直观地反映光线的传播，方便地确定像的位置、大小、倒正、虚实以及成像区域或观察范围等把它与公式法结合起来，可以互相补充、互相验证。2光路追踪法用作图法研究光的传播和成像问题时，抓住物点上发出的某条光线为研究对象。不断追踪下去的方法尤其适合于研究组合光具成多重保的情况。3光路可逆法在几何光学中，一所有的光路都是可逆的，利用光路可逆原理在作图和计算上往在都会带来方便。现代物理辅导原子物理包括两大部分内容；原子结构和原子核结构。前者研究原子核外电子的分布及跃迁规律，后者研究核的组成及其变化规律。一、重要概念和规律1原子核式结构学说（1909 年。卢瑟福）实验基础粒子散射实验用放射源发出的粒子穿过金箔， 发现绝大多数粒子按原方向前进， 少数 粒子发生较大的偏转。极少数发失大角度偏转。个别被弹回 基本内容在原子中心有一个带正电的核（半径约10-15 10-14m） ，集中了几乎全部原子质量、带负电的电子在核外绕核旋转（原子半径约10-10m） 。困难问题按经典理论，电子绕核旋转将辐射电磁波，能量会逐渐减小，电子运行的轨道半径不断变小，大量原子发出的光谱应该是连续光谱。2玻尔理论（1913 年。玻尔）实验基础氢光谱规律的研究。基本内容（三点假设） （ 1）原子只能处于一系列不连续的、稳定的能量状态（定态），其总能量En（包括动能和电势能）与基态总能量量的关系为En=E1/n2（n1、2、3） 。 （2）原子在两个定态之间跃迁时，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 5 页读书破万卷下笔如有神将辐射（或吸收）一定频率时光子；光子的能量为h=E 初-E 终 。 （3）电子绕核运行的可能轨道是不连续的。各可能轨道的半径rn=n2r1基态轨道半径r1 。 （n=1、2、3） 。困难问题无法解释复杂原子的光谱3. 放射现象（ 1896 年贝克勒尔）三种射线（1）射线氦原子核流。 v c/10 。贯穿本领很小。电离作用很强。（2）射线高速电子流。 v c。贯穿本领强，电离作用弱。（3）射线波长很短的电磁波。v=c。贯穿本领很强，电离作用很弱。衰变规律遵循电量、质量（和能量）守恒。衰变、 衰变、 衰变（ 衰变是伴随着 衰变或 衰变同时发生的） 。半衰期放射性元素的原子读有半数发生衰变所需要的时间。由核内部本身因素决定跟原子所处的物理状态或化学状态无关4原子核的组成实验基础（1）质子发现（ 1919 年，卢瑟福） 147N + 24He 817O + 11H （2）中子发现（ 1932 年，查德威克） 49Be + He 612C + 01n 基本内容原子核由质子和中子（统称核子）组成原子核的质量数等于质子数与中子数之和原子核的电荷数等于质子数。各核子间依靠强大的核力来集在核内。5放射性同位素质子数相同、中子数不同，具有放射性的原子。实验基础用粒子盖击铝核首先实现用人工方法得到放出性同位素磷（1934 年，约里奥 ?居里夫妇）。基本应用（1）利用射线的贯穿本领、电离作用或对生物组织的物理、化学效应。（2）做为示踪原子。6. 核能质量亏损组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差质能方程 E=mc2 核反应能E= mc2 二、重要研究方法1实践一理论一实践从实践（实验）出发，提出理论，再经过实践的检验或进行新的实践一进一步发展理论。例如，通过对气体放电现在、阴极射线的研究生发现电子（1897 年） ，提出原子结构的汤姆生模型。由于卢瑟福。粒子的散射实验，进一步发展成卢瑟福模型。通过对氢原子明线光谱的研究。又提出了玻尔理论等。在原子物理中，非常鲜明地贯穿着辩证唯物主义认识论的这一基本思想方法。复习中也应以此为线索，把握全章的知识结构。2. 守恒规律的应用质量守恒、电荷守恒、能量守恒、动量守恒等自然界中的基本规律在原子物理中都得到全面的体现复习中应紧紧把握这些守恒规律。精选学习资料 - 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