专题(十)热学、光学、近代物理初步

专题（十）热学、光学、近代物理初步

一、大纲解读

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。

二、重点剖析

（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：3

3

06

3

4d R v π

π=

=

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3

0L v =。

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：W Q U +=?

注意：外界对系统做功，W 取正；系统对外界做功， W 取负．系统从外界吸热，Q 取正；系统向外界散热，Q 取负．系统内能增加，U ?取正；系统内能减少，U ?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5

310/

km s

?。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：

sin

sin

i n

γ=

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、γ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E h γ=，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K E h W γ=-；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

α粒子散射实验观察到的实验现象：⑴绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向运动；⑵极少数α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 ：α衰变和β衰变。

①α衰变：44

2

2M

M Z Z X Y H e --→

+

②β衰变：01

1

M

M Z Z X Y e +-→+

⑵α和β衰变次数的确定：先由质量数守恒确定α衰变的次数，再由核电荷数确定

β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01

()2

t

T N N =。

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m n h E E γ=-。

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：2E mc =；

⑵核能的计算：①若m ?以千克为单位，则2E mc ?=?；②若m ?以原子的质量单位u 为单位，则931.5E m M eV ?=??；

⑶核能的获取途径：①重核的裂变，如：2351

136

901

92

054

38

010U n Xe Sr n +→+

+；②轻核

的聚变，如：23

4

1

112

0H H H e n +→+ 。

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s 10

9

-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k E W hv =-，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21H+31

H →4

2

He +10n B ．“人造太阳”的核反应方程是235

92

U+10n →14156

Ba+9236

Kr+310n C ．“人造太阳”释放的能量大小计算公式是ΔE=Δmc 2 D ．“人造太阳”核能大小计算公式是2

12E m c =

?

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2

1H 和3

1H 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。

四、热点分析

热点一、利用阿状加德罗常数估算分子质量和大小

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

m 3

B . 4×1018

m 3

C . 4×1030 m 3

D . 4×1022 m 3

解析：大气压是由大气重量产生的, 大气压强p =

mg S = mg 4πR

2，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 m 3，故地球表面大气体积为V = m m 0= 5.2×1018 29×10

-3 ×22.4×10-3 m 3 = 4×1018 m 3

，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。

热点一、波尔理论中的能级跃迁问题

例1、用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢

－0.54 －3.40

－1.50 －0.85 －0.38 －0.28 2

3 4 5 6 7 n

E /eV

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2

)

1(2-=

=n n C N n ，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n m E E hv -=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2

12

1m

E n

E E -

=

?，当m>n 时，0>?E ，原子要吸收能量，当m

0

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E ?只要满足2

10m

E E -

>?就可以了。

热点二、光的折射问题

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

2

B.玻璃的折射率是3

C.光线在A 点的入射角为105°

D.玻璃的折射率是

2

2

6+

解析：光路图如图所示.由几何知识知，θ1=45°,θ2=30°，所以n =2sin sin 2

1=θθ.

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。

热点四、核能、质量亏损和爱因斯坦质能方程 例题：在真空中，原来静止的原子核

X

a b

在进行α衰变时，放出α粒子的动能为E 0。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：

He

Y X a b a b

4

242+→--

（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

m

P

E k 22

=

可知，反冲核Y 的动能为：

14

4E a E k -=

衰变时释放出的总能量为：

04

1E a a E E E k k -=

+=

根据爱因斯坦的质能方程：

2

c

m E k ??=

此衰变过程中总的质量亏损是： 2

0)4(c

a aE m -=

?

答案：（1）

He

Y X a b a

b

4

242+→-- （2） 2

0)4(c

a aE m -=

?

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x 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，F >0表示斥力，

F <0表示引力， a 、b 、c 、d 为x 轴上四个特定的位置，现把乙分子从a 处静止释放，则（ ）

A ．乙分子从a 到b 做加速运动，由b 到c 做减速运动

B ．乙分子由a 到c 做加速运动，到达c 时速度最大

C ．乙分子由a 到b 的过程中，两分子间的分子势能一直增加

D ．乙分子由b 到d 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t 1和t 2，则在θ从0°逐渐增大至90°的过程中( )

A.t 1始终大于t 2

B.t 1始终小于t 2

C.t 1先大于后小于t 2

D.t 1先小于后大于t 2 解析：设折射角为α，玻璃砖的厚度为h ，由折射定律n =

sinθsin α ，且n =c

v

，在玻璃砖中的时间为t =h vcos α ，联立解得t 2

∝n 4n 2- sin 2θ，红光频率较小，θ为零时，t 1＜t 2，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t 1＜t 2，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νλ=c 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v

c n =

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

U 23592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n Sr X n U 1

09438

1

023592

2++

→+，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 ＝mc 2

，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 ．

2

B ．1.5

C ．3

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：?=∠=∠60COD AOD

所以有：?=∠30OAB

由折射定律得玻璃的折射率：3

30sin 60sin =

?

?=n

答案：玻璃的折射率等于3

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

规律一、微观量的运算方法

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ρ （3）关系：

①分子的质量：m ol m ol

A A

M V m N N ρ==

②分子的体积：m ol m ol

A

A

V M V N N ρ=

=

③物体所含的分子数：A m ol

m ol

V M

n N V V ρ=

?=

或A m ol

m ol

M V

n N N A M M ρ=

?=

?

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3

V a =

规律二、衰变产生的三种射线的比较

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

4 2He、氘核2

1

H、氚核3

1

H、质子1

1

H、中子1

n、电子0

1

e

、正电子

1

e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

一、选择题（共12小题，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错的或不答的得0分）

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，或露之未晞，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νh ，动量为

c

h ν，如果一个静止的放射元素的原子核在发生γ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a 为单缝，图b 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c 和d 所示，则下列关于缝和条纹间关系的说法中正确的是（ ） A ．图c 表示单缝衍射条纹，图d 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

二、填空题（本题2小题，共28分，把答案填在题中的横线上）

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)．

三、计算题（共4小题，共72分。解答下列各题时，应写出必要的文字说明、表达式和重

要步骤。只写最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）

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）U 235

92受中子轰击时会发生裂变，产生

Ba 13956

和Kr 94

36，同时放出能量，已

知每个铀核裂变时释放的能量为MeV 200，则（1）写出核反应方程；（2）现在要建设发电功率为kW 5

105?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1

23

10

0.6-?mol

）

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/s 2，大气压P 0=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0E ，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06

10

E -（114.113lg =，

041.111lg =）？

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 6MS 3

/ρπV

3

14. 单缝、双缝不平行 11.4 16.7 便于测量与减小误差 -7

106.6 ?

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：

1.73 r

sin i sin =<<

由几何关系可知：r 2i <=<

由以上两式可解得：0060r 30 i =<=<

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：0.87R i Rsin h =<=

16.解析：（1）核反应方程为：

MeV n Kr Ba n U 20031

0943613956

1

0235

92

+++→

+①

（2）电站一天发出的电能Pt E =1 ② 设每天消耗

U 23592

为mkg ，核裂变释放的能量为：

235/10

6.11020010

0.61019

623

3

2-???????=m E ③

由能量转化得：21E E η= ④ 由②③④式得：kg m 06.1=

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

2

18

4 5.210G R m P kg g

g

π=

==?

故地球周围大气层的空气分子数为44

1.010

A m N N M

=

=?个。

（2）虽然各种液体的密度不同，但数量级均为103

kg/m 3

,现以水的密度来代替液化空气的密度，则液化空气的体积153

5.210m

V m ρ

=

=?， 设大气为液体分布在地球表面时地球半径

增加y ，则有3

3

44()3

3

V R y R ππ=+-

，考虑到y 远小于R ，忽略y 的二次项和三次项，即

得2

104V y m R

π=

=。

18.解析：（1）设中子的质量为m ，速度为0v ，碳核的质量为0M ，二者碰撞后的速度分别为：1v 、v ，则Mv mv mv +=10 ①

2

2

12

02

12

121Mv mv mv +

=

② 由①②可得：011311v v -

=

碰撞一次，中子的动能损失为：02

2

02

12

0169

48])13

11(

1[2

12

121E mv mv mv E =

-=

-

=

?

（2）中子与碳核第一次碰撞后剩余的动能为：

02

2

02

11)13

11(

])13

11(2

121E v m mv E =-

=

=

同理经过第二次碰撞后，中子剩余的动能为：02

22

12

22)

13

11(

)

13

11(

2

121E v m mv E ?==

=

……

第n 次碰撞后中子剩余的动能为：06

022

12

10

)

13

11(

)

13

11(

2

12

1E E v m mv E n

n n n --===

=

有06

0210

)

1311(

E E n

-=，即6

210)

13

11(

-=n

两边取对数可得：6)13lg 11(lg 2-=-n 得：421.41≈=n 次

光学实验中考专题

光学专题复习——平面镜成像和凸透镜成像 姓名:___________________ 一．历年平面镜杭州中考题 (10年）36．（4分）右图为一辆轿车的俯视示意图。O点为司机眼部所在位置， 司机在右侧的后视镜AB(看作平面镜)中能看到车尾c点。 （12年）35．（6分）自行车的尾部安装一种塑料制成的反光镜，夜间骑车时，在车灯照射下，能把光 线按原来方向返回。反光镜结构如右图所示，两手面镜相互垂直，当一条光线AB人射到其中一平面镜，（1）作出所有反射光线的光路图。（2）证明经过两次反射后的反射光线会逆向射回。 （14年）34．（7分）右图为发光点S和竖直放置的平面镜的位置情况。根据光的 反射定律完成下列两小题：（1）在图中用光路图作出发光点S的像点S＇（2）推导证明S′点和S点到平面镜距离相等． 二、平面镜成像实验： 某同学做“平面镜成像的特点”实验时，将一块玻璃板竖直架在一把直尺的上面，再取两段等长的蜡烛A 和B一前一后竖放在直尺上，点燃玻璃板前的蜡烛A，用眼睛进行观察，如图所示．在此实验中： 1.直尺的作用是便于比较物与像______________关系； 2. 实验中要求蜡烛A和蜡烛B ，目的是为了比较______________关系； 3.移去蜡烛B，并在像A＇的位置上放一光屏，则光屏上_______接收到蜡烛A的烛焰 的像(填“能”或“不能”)．这说明平面镜成的是_______像． 4.实验中应选择___________来研究平面镜成像特点(填“平面镜”或“平板玻璃”) 目的是为了_________________________________, 5.观察像时，细心的同学会发现两个几乎重叠的像，这是__________________造成的；所以应选择较______的玻璃做实验。如果有3mm厚和2mm厚的两块玻璃板，应选择________mm厚的玻璃板做实验效果好； 6.如果将蜡烛向靠近镜面的方向移动，那么像的大小将______(填“变大”、“变小”或“不变”)。 7.为便于观察，该实验最好在_______环境中进行（选填“较明亮”或“较黑暗”）；此外，采用透明玻璃板代替平面镜，虽然成像不如平面镜清晰，但却能在观察到A蜡烛像的同时．也能观察到_____________，巧妙地解决了确定像的位置和大小的问题 8.点燃A蜡烛，小心地移动B蜡烛，直到与A蜡烛的像完全重合为止，这时发现像与物的大小_______；进一步观察A、B两支蜡烛在直尺上的位置发现，像和物的连线与玻璃板_______．像和物到玻璃板的距离_______．将蜡烛逐渐远离玻璃板时．它的像（填“变大”、“变小”或“不变”). 9.在探究活动中对玻璃板放置的要求是如果玻璃板没有放正，将对实验产生什么影

(完整版)光学作图专项练习试题

13.点光源S发出的一条光线AB射在镜面MN，光线CD是由S发出的另一条入射光线的反射光线，如图所示，请在图中画出点光源S 的位置。 14.如图，水平天花板上贴着一块平面镜，请你画出地面上哪个区域可以通过平面镜看到发光点S（不考虑人的高度）。 S 15.发光点S旁竖直放置一挡板，下方还有一块大平面镜，请你挡板另一侧画出S能照亮的区域。 16. 为了把竖直照射的太阳光经平面镜反射后，沿水平方向射入涵洞中，请在图中画出平面镜的位置，并完成光路图 17. 如下图所示，小孔前有一物体AB，请画出AB经过小孔成像的光路图，并在光屏MN上标出 18、根据光路图标出室内的光源。19、根据小孔成像的原理（光沿直线传播），在虚线上画出AB的像。 20、完成下列光路图（即画出法线、反射光线或入射光线）。并标出反射角r［（1）、（2）]或入射角?［（3）、（4）]的度数。 21、根据光路图画出平面镜的位置 22、发光点S发出一束光投射到水面上，其中一条光线反射后经过A点，请作出入射光线、反射光线和大致的折射光线 23、处于主光轴上的物体AB经凸透镜后在光屏上成的像A'B'，请你根据图中所给的条件画出凸透镜，并确定焦点F的位置. 1、如图，竖直屏上开有一个孔，屏左边有一个物体AB，请在屏右 S A B C D M N 室内 A B 30° 60° 45° 45° 40°

边用斜线标出能完整看到AB 的区域。 2、如图所示，小孔前有一物体AB，请画出AB经过小孔成像的光 路图，并在光屏MN上标出AB所成的像. 3、室内一盏电灯通过木板隔墙上的两个小洞， 透出两条细小光束（如图9所示）。请根据这 两条光束的方向确定室内电灯的位置。（保留作图痕迹） 4、如图，AB、CD是某一点光源S发出的二条入射光线， 请画出它们的反射光线，标出点光源的位置，并完成光路图。 5、如图所示，AB、CD是发光点S 发出经平面镜反射的两条光线。请在 图中确定发光点S和它在平面镜中 的像S′的位置，并完成光路图。 6、如图一束水平光线射向两面夹角为45°的平面镜上，被这 两面平面镜反射，请画出这束光线经这两面平面镜反射的完 整光路图。 7、B 为隧道中的一堵墙，墙的左边有一激光器S发出一束激光经 平面镜MN反射后恰好经过Ａ点，请根据平面镜成像特点画 出一条符合要求的入射光线和反射光线 8、如图一束光射到两个相互垂直的平面镜上，请画出光经 过两个平面镜反射的光路图． 9、在图，根据平面镜成像的特点，作出物体MN的像M′N′. 10、如图甲所示，O′是O在平面镜中成的像，请在图中画 出平面镜，并根据平面镜成像特点画出物体AB在该平面镜 中成的像． 11、如图所示，水平地面MN上有一光源S．在 光源右侧放置一个不透明的物体A．地面上方有一与地面平行的平 面镜PQ，试标出物体A右侧地面被光源S照亮的范围，并画出光 路图． 12、画出图中平面镜的位置。（标明镜面与水平方向夹角 的度数） 13、如图所示，两块平面镜成45o夹角放置，完成光路图。 14、将点燃的蜡烛置于自制的小孔成像仪前，调节二者的 位置，在屏上得到如图所示的蜡烛清晰倒立的像，请在图 中确定成像仪上小孔O的位置（画出光路图，保留作图 痕迹）． 45o 45o

中考光学实验专题训练及答案

中考光学实验专题训练及答案 1、为了探究光反射时的规律，小明进行了如图3所示的实验。 ⑴请在图中标出反射角的度数。 ⑵小明想探究反射光线与入射光线是否在同一平面内，他应如何操 作？ ⑶如果让光线逆着OF 的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE 方向射出，这表明： 2、小红同学在做“探究平面镜成像”的实验时，将一块玻璃板竖直 架在水平台上，再取两段完全相同的蜡烛A 和B ，点燃玻璃板前的蜡烛A ，进行观察，如图4所示，在此实验中： (1)小红选择玻璃板代替镜子进行实验的目的是__________． (2)所用刻度尺的作用是便于比较像与物________关系． (3)选取两段完全相同的蜡烛是为了比较像与物的__________关系． (4)移去后面的蜡烛B ，并在其所在位置上放一光屏，则光屏上__________ 接收到蜡烛烛焰的像(填“能”或“不能”)．所以平面镜所成的像是__________像(填“虚”或“实”)． 图3 图4

(5)小红将蜡烛逐渐远离玻璃板时，它的像__________ (填“变大”、“变小”或“不 变”)． 3、某实验小组在探究光的折射规律时，将光从空气分别射入水和玻璃，测得数 据如下表： 分析表格中的数据，你肯定能得出一些规律。请写出一 条：。 4、在“探究凸透镜成像的规律”的实验中。 图4 (1)实验时，应使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在________。 (2)所用凸透镜的焦距为10 cm。某同学的实验数据如下表。 ①分析1、2、3次实验的数据可知_______、______、_____。 ②在第5次实验中，从_______一侧透过透镜看到在_______一侧放大的像。

初中物理-光学作图专题(附答案)

光学作图专题 一、作图题 1、如图10中S是发光点， S′经凸透镜所在的虚像。 (1)画出入射光线SA的折射光线的位置。(2)作图确定此透镜的焦点。 2、（1）如图下左所示，F1、F2为凸透镜焦点。CF2是经凸透镜折射后的光线，AB为一过焦点且与主光轴垂直的平面镜，请 画出CF2 进入凸透镜前的入射光线和经平面镜反射后的光线。 (2)如图下右所示，一个人站在河岸上，在B点位置可以看到对岸上发射塔的塔尖A在水中的倒影A′，完成光路图（保留作图痕迹）． 3、请你在下图两个虚线框内分别画出一个适当的光学器件，使它能够满足图中改变光路的要求，并补齐光路。 4、平面镜、凸透镜、凹透镜都可以使一细束光的光路发生如图的改变．请在图（A）（B）（C）中分别画出示意图． 5.如图所示,是探究凸透镜成像规律实验时,光屏上所得到的像.请你在图上大致画出其所对应的物体. 6、如图所示，OO′为凸透镜的主光轴，S′为点光源S经凸透镜成的像，SA为光源S发出的一条光线，请在图中适当的位 置画出凸透镜，并完成光线SA通过凸透镜的光路图． 7、如图所示，B为发光点A通过凸透镜所成的像，试通过作图画出凸透镜的光心O及两个焦点F的位置； 8、体温表上部既是三棱又是圆柱面，并且有一个面涂成乳白色，其中AB为水银柱的直径。请作图说明其看到的像的光路图。 9、如图，黑箱内有一只焦距为3cm的凸透镜和一只平面镜，请你画出黑箱内的光路图，并标出平面镜上入射角的度数。 1 / 7

10、如图11所示，由发光点A发出的光射到水面上，同时发生反射和折射，反射光线经过S点，试在图中画出入射光线、反射光线和大致的折射光线． 11、按照题目要求完成作图： （1）通过细管可以看见水底的物块，但从细管穿过的直铁丝，却碰不上物块。请在图10中作出通过细管看见物块的入射光线。 12、如图所示为一个等腰直角玻璃砖，一束光线从一个直角边AB垂直入射。请你画出该光线从AB边折射进入玻璃砖，从斜边AC反射后从另一个直角边BC出射的光路图。 13、如右图所示，AB表示一水平放置的平面镜，P1P2是呈水平放置的米尺(有刻度的一面朝着平面镜)，MN是屏，三者相互平行，屏MN上的ab 表示一条缝(即ab之间是透光的)，某人眼睛紧贴米尺上小孔S，可通过平面镜看到米尺的一部分刻度，试在题图上用作图的方法求出可以看到的刻度尺的部位，请保留作图痕迹． 14、如图所示一束光从半球面上的A 点沿半径方向射入半球形玻璃砖，已知半球形玻璃砖的球心为O，且光线到达半球形玻璃砖下表面处时可以发生折射和反射。请画出这束光线从射入玻璃砖到射出玻璃砖的完整光路图。 15、如图所示，由发光点S发出的某一条光线射到空气和水的界面上，同时发生折射和反射，其反射光线过P点，折射光线过Q点，试在图中按题意画出光路图． 16、李华在洪泽湖乘船游玩时，发现水中有一只青蛙如下图示，他用激光笔照射到了这只青 蛙。请在图中画出李华照射青蛙时的 入射光线、折射光线和反射光线。

高中物理竞赛练习7 热学一08

高中物理竞赛练习7 热学一08.5 1．证明理想气体的压强p ＝ k n ε32，其中n 为单位体积内的分子数，k ε是气体分子的平均动能． 2．已知地球和太阳的半径分别为R 1＝6×106m 、R 2＝7× 108m ，地球与太阳的距离d ＝1．5×1011m ．若地球与太阳均可视为黑体，试估算太阳表面温度． 3．如图所示，两根金属棒A 、B 尺寸相同，A 的导热系数是B 的两倍，用它们来导热，设高温端和低温端温度恒定，求将A 、B 并联使用与串联使用的能流之比．设棒侧面是绝热的． 4．估算地球大气总质量M 和总分子数N ． 5．一卡诺机在温度为27℃和127℃两个热源之间运转．(1)若在正循环中，该机从高温热源吸热1．2×103 cal ， 则将向低温热源放热多少?对外作功多少?(2)若使该机反向运转(致冷机)，当从低温热源吸热1．2×103cal 热量，则将向高温热源放热多少?外界作功多少? 6．一定质量的单原子理想气体在一密闭容器中等压膨胀到体积为原来的1．5倍，然后又被压缩，体积和压强均减为1／3，且过程中压强与体积始终成正比，比例系数不变，在此压缩过程中气体向外放热Q o ，压缩后气体重新等压膨胀到原体积(气体在第一次等压膨胀前的状态)，为使气体等容回到上面提到的原状态(第一次膨胀前的状态)，需要传递给气体的热量Q 1是多少?

7．1 moI单原子理想气体初始温度为T o，分别通过等压和绝热(即不吸热也不放热)两种方式使其膨胀，且膨胀后末体积相等．如果已知两过程末状态气体的压强相比为1．5，求在此两过程中气体所做的功之和． 8．如图所示，两块铅直的玻璃板部分浸入水中，两板平行，间距d＝0．5 mm，由于水的表面张力的缘故，水沿板上升一定的高度h，取水的表面张力系数σ =7．3×10-2N·m-1，求h的大小． 9．内径均匀的U形玻璃管，左端封闭，右端开口，注入水银后；左管封闭的气体被一小段长为h1＝3．0cm 的术银柱分成m和n两段．在27℃时，L m＝20 cm，L n＝10 cm，且右管内水银面与n气柱下表面相平，如图所示．现设法使n上升与m气柱合在一起，并将U形管加热到127℃，试求m和n气柱混合后的压强和长度．（p o＝75cmHg） 10．在密度为ρ＝7．8 g·cm-3的钢针表面上涂一薄层不能被水润湿的油以后，再把它轻轻地横放在水的表面，为了使针在0℃时不掉落水中，不考虑浮力，问该钢针的直径最大为多少? 11．已知水的表面张力系数为σ1=7．26×10-2N·m-1，酒精的表面张力系数为σ2=2．2×10-2N·m-1．由两个内径相等的滴管滴出相同质量的水和酒精，求两者的液滴数之比．

中考物理专题八光学实验及其应用试题(附答案)

专题八：光学实验及其应用 考点一：探究平面镜成像特点 1.如图是验证“平面镜成像特点”的实验装置,其中A为玻璃板前点燃的蜡烛,B为玻璃板后未点燃的蜡烛。有关本实验的说法错误的是( ) A.玻璃板应该与桌面垂直 B.实验宜在较暗的环境中进行 C.眼睛应从B一侧观察成像情况 D.蜡烛燃烧较长时间后像物不再重合 2.实验室中探究“平面镜成像特点”实验时,用薄玻璃板代替平面镜做实验的情景如图所示。眼睛在A侧看到的蜡烛的像是由光的(选填“反射”或“折射”)形成的,实验中将蜡烛靠近玻璃板,像的大小。 3.（2019阜新）在“探究平面镜成像特点”实验中： （1）平面镜成像原理是_____。 （2）实验中用玻璃板代替平面镜的原因_____。

（3）为了比较像与物大小关系，选取两支_____的蜡烛。 （4）无论怎样水平移动蜡烛B，都不能与蜡烛A的像重合，原因是_____。 （5）判断平面镜成虚像的方法是_____。 （6）平面镜成像时像和物到平面镜的距离_____。 考点二：平面镜成像的应用 1.小丽面向穿衣镜,站在镜前60cm处,镜中的像与她相距( ) A.30cm B.60cm C.90cm D.120cm 2.在鞋店试穿新鞋时,小明直立面向竖直放置在地面上的“试鞋镜”,看不到镜中自己脚上的新鞋。小明做以下动作,能够让他看到镜中自己脚上的一只鞋或者两只鞋的是( ) A.站在原地下蹲 B.保持直立靠近“试鞋镜” C.站在原地竖直向上提起一只脚 D.保持直立远离“试鞋镜” 3.汽车夜间行驶,一般车内不开灯,这是因为( ) A.要节约用电 B.假如车内开灯,司机前面的玻璃会产生车内物体的像,影响司机行车安全 C.车内开灯形成漫反射,光线刺眼,影响司机视线 D.车内开灯,光射到车外的后视镜上,反射到司机眼中,影响司机行车安全 4.小明以0.5m/s的速度沿平行于平面镜的方向走动过程中,他在镜中的像相对小明的速度为m/s,若小明身高 1.8m,平面镜高度小于0.9m,他在这个平面镜中(选填“能”“不能”或“有时能”)看到自己的全身像。 5.一棵小树生长在水塘中,图中用带箭头的线段AB表示小树露出水面的部分。请在图中画出AB通过水面反射所成的像A'B'。

光学、热学、原子物理实验大全

光学、热学、原子物理实验大全 几何光学 1 光的直线传播 光的反射和平面镜成像 1、镜面反射、漫反射 实验仪器：光具盘(J2501)、电源 教师操作：将圆形光盘卡紧在矩形光盘上，分别将平面镜、漫反射镜片用指旋螺钉紧固在圆形光盘上，旋转圆形光盘，使镜面与入射光线成一定角度，观察反射光线。 2、平面镜成像 实验仪器：平面玻璃、蜡烛两只(完全相同)、火柴、大白纸一张(8开或更大一些)、直角三角板、铅笔 教师操作：在白纸中央用直尺画一条直线，然后平放在水平桌面上，在直线的一侧点一个点A ，将平面玻璃垂直于纸面且与纸上直线重合放置，将一支蜡烛点燃竖直放在A 处，在A 点这侧看点燃蜡烛的像.将另一支未点燃的蜡烛放在直线(平面玻璃)的另一侧，缓慢移动直至未点燃的蜡烛与点燃的蜡烛的像重合，好像未点燃蜡烛也燃烧起来一样.在纸上记下未点燃蜡烛的位置.在同学们都看清楚的前提下，将点燃的蜡烛熄灭.让同学讨论看到的现象。 实验结论——平面镜成像的特点： (1)像：由物发出(或反射)的光线经光具作用为会聚的光线(或发散的光线)所形成的跟原物“相似”的图景。这里的“相似”一词与数学的相似含义不完全相同，数学中的相似是指对应处成相同的比例，而这里的“相似”有时不同对应处比例不同。例如哈哈镜中人的像与人相比相差很大，但仍认为是人的像。 (2)实像：是由实际光线会聚而形成.可用眼直接观察，可在光屏上显示，具有能量到达的地方。 (3)虚像：是实际光线的反向延长线汇聚而形成，不可在光屏上显示，只能用眼睛直接观察。 2 光的折射、全反射、色散 1、插针法测定玻璃砖的折射率(学生实验) 实验仪器：方木板、白纸、直别针、玻璃砖、刻度尺、铅笔、量角器、图钉 实验目的：应用折射定律测定玻璃的折射率，加深对折射定律的理解。 实验原理：光线射向底面平行的玻璃砖后将在玻璃砖内发生偏转，而出射光线与入射光线平行。由插针法可以确定入射光线与出射光线的路径，而由光线在玻璃砖底面上的入射点和出射点可以确定光线在玻璃砖内的传播路径，从而能测出光线射向玻璃砖的入射角i 和在玻璃砖内的折射角i ′，由n ＝sini sini ′ 即 能求出玻璃的折射率。 学生操作： (1)将一张八开的白纸，平铺在绘图板上，用图钉固定，玻璃砖平放在纸中央。取一枚直别针，紧贴玻璃砖上底面AE 的中点附近，垂直插牢在图板上。插针点为O 点，取第二枚直别针，垂直插在O 点左上方的O 1点。实验者的眼睛在玻璃砖下底面CD 的下方，沿水平方向透过玻璃砖观察插在O 、O 1点处的直别针，移动观察位置，使两枚直别针位于一直线上。然后在玻 璃砖下底面CD 的下方，沿着O 1O 的方向再在点O 2、O 3处插两枚直别针，观察者应看到插在O 1、O 、O 2、O 3的四枚直别针在一直线上。

光学作图专题训练

光学作图专题训练 1、室内一盏电灯通过木板隔墙上的两个小洞，透出两条细小光束（如图所示）。请根据这两条光束的方向确定室内电灯的位置。 2、AB、CD是同一光源发出经平面镜反射后的光线, 作出光源S。 3、在右图的方框中放置一平面镜，光线通过平面镜后的方向变化如图中所示，试画出平面镜并完成光路图. 4、小明想通过竖直井道把太阳光引到地铁车站的M点，请你帮他解决这一问题。你需要什么器材?请在图2-2-11中画出光路图。 5、如图所示，小聪通过一平面镜看到小猫要偷吃小鱼。图中画出了入射光线和反射光线，但未标出光的传播方向。请你在图中用箭头标出小聪看到小猫偷鱼吃时的光的传播方向，并根据光的反射规律画出平面镜。

6、电视机的遥控器是利用红外线对电视机进行遥控的．一次小明没有像平常那样将遥控器对准电视机的红外线接收窗口，而是对着电视机旁的光滑墙壁，结果也达到了遥控的目的．请你在图中画出这种遥控方式中红外线传播的路径．(要求画出必要的辅助线) 7、小明妈妈的钱包掉到了沙发下，没有手电筒，小明借助平面镜反射灯光找到了钱包．下图中已标出了反射光线和入射光线，请在图中画出平面镜，并保留作图痕迹． 8、如图所示，两面平面镜互相垂直，一束光线斜射到平面镜上，请在图乙中完成光路图。 9、如图所示为激光液面控制仪的原理简图。由固定激光器发出的一束激光AO以60°的入射角射向液面，经液面反射后射到光屏上的B点，再通过光屏上的光电转换器将光信号变成电信号，输入控制系统用以控制液面高度。请通过作图找出B点的准确位置。

10、如图，AB、CD是某一点光源S发出的二条入射光线，请画出它们的反射光线，标出点光源的位置，并完成光路图。 11、如图所示，AB、CD是发光点S发出经平面镜反射的两条光线。请在图中确定发光点S和它在平面镜中的像S′的位置，并完成光路图。 12、如左下图所示，平面镜上方有一竖直挡板P，AB和CD是挡板左侧的发光点S发出的光经过平面镜反射后的两条反射光线，请在图上作出发光点S。(要求留下作图痕迹) 13、下图所示是一条经界面反射后的光线，请在图中画出其入射光线及入射光线对应的折射光线的大致方向． 14、、如图所示，树上停着一只乌鸦，而地上有几个小虫，那么乌鸦从树上的P点飞下来吃地上的哪一个小虫再飞到对面的篱笆墙的Q点，它飞行的路程最短，请你根据学过的光学知识为它设计一条飞行线路，在图中作出示意图，你所依据的物理知识________________________. 15、如图所示，一人从A处出发到河岸边提水送到B处，请画出他行走的最短路程，并简述理由。

物理竞赛热学专题40题刷题练习(带答案详解)

物理竞赛热学专题40题刷题练习（带答案详解) 1．潜水艇的贮气筒与水箱相连，当贮气筒中的空气压入水箱后，水箱便排出水，使潜水艇浮起。某潜水艇贮气简的容积是2m 3，其上的气压表显示内部贮有压强为2×107Pa 的压缩空气，在一次潜到海底作业后的上浮操作中利用简内的压缩空气将水箱中体积为10m 3水排出了潜水艇的水箱，此时气压表显示筒内剩余空气的压强是9.5×106pa ，设在排水过程中压缩空气的温度不变，试估算此潜水艇所在海底位置的深度。 设想让压强p 1=2× 107Pa 、体积V 1=2m 3的压缩空气都变成压强p 2=9.5×106Pa 压缩气体，其体积为V 2，根据玻-马定律则有 p 1V 1=p 2V 2 排水过程中排出压强p 2=9.5× 106Pa 的压缩空气的体积 221V V V '=-， 设潜水艇所在处水的压强为p 3，则压强p 2=9.5×106Pa 、体积为2V '的压缩空气，变成压强为p 3的空气的体积V 3=10m 3。 根据玻马定律则有 2233p V p V '= 联立可解得 p 3=2.1×106Pa 设潜水艇所在海底位置的深度为h ，因 p 3=p 0+ρ gh 解得 h =200m 2．在我国北方的冬天，即便气温很低，一些较深的河 流、湖泊、池塘里的水一般也不会冻结到底，鱼类还可以在水面结冰的情况下安全过冬，试解释水不会冻结到底的原因？ 【详解】 由于水的特殊内部结构，从4C ?到0C ?，体积随温度的降低而增大，达到0C ?后开始结冰，冰的密度比水的密度小。 入秋冬季节，气温开始下降，河流、湖泊、池塘里的水上层的先变冷，密度变大而沉到水底，形成对流，到达4C ?时气温如果再降低，上层水反而膨胀，密度变小，对流停止，“漂浮”在水面上，形成一个“盖子”，而下面的水主要靠热传导散失内能，但由于水

初中物理光学实验专题复习知识点考点梳理和练习

3.光学实验专题复习（3课时） 1.探究：光反射时的规律 一、知识考点 实验目的探究光反射时遵循什么规律 实验器材平面镜、纸板、激光电筒、、笔。 实验装置 ' 实验步骤①把平面镜放在桌面上，把纸板竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面； 】 ②让一束光贴着纸板沿着某一角度射到o点，经平面镜反射，沿另一个方向射出，在纸板上用笔描出和的路经； ③改变光束的入射方向，重做一次，用另一种颜色的笔描出入射光和反射光的路经； ④取下纸板，用分别测量两次的入射角和反射角，记录在下表中； ⑤把纸板一半向前折或向后折，不能看到反射光线； , 实验数据* 实验次数入射角i反射角r 1— 30° 30°245° 360°

实验结论 （1）在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一个 ； （2）反射光线，入射光线分居在法线的 ； （3）反射角 入射角。 二、解答方法 " 做到“七会”： 1.会提出探究的问题； 2.会选择实验器材； 3.会安装实验装置； 4.会设计实验表格； 5.会操作实验步骤； 6.会分析实验数据得出结论； 7.会对实验进行评估。 三、典型例题 例题.如图所示，小明和小刚两位同学用激光手电、平面镜、白色硬纸板和量角器做光的反射规律实验，实验数据如下表： ， 从这些数据得出的结论是： （1）入射光线偏离法线，反射光线_____ 法线；入射角增大，反射角________ ； （2）反射角_______ 入射角。（填“大于、小于、等于”）； （3）当把纸板B 向后折，不能看到反射光线，说明 ； （4）入射光线垂直平面镜时，反射角为_______ 度。 四、达标检测 、 1.如图是小明探究光的反射规律的实验装置，在平面镜上放置一块硬纸板，纸板由可以 绕ON 转动的E 、F 两部分组成。 入射光线与法线的夹角 反射光线与法线的夹角 450 ， 45 300 300 600 600

光学实验自测题

实验一薄透镜焦距测定05-06-2 1.下面哪项实验结果可能是对凹透镜焦距测定数据正确的表示？（-59.95cm） 2.光学实验中常把各种光学元件组合成光学系统调整到各元件主轴等高和共轴， 一般细调使用的方法可以称为：大像追小像 3. 4.采用“虚物成实像法”测定发散透镜焦距时，对于像距，应取正值。 5.薄透镜焦距测量实验要求成像必须尽可能清晰，以下哪项不是清晰像的判据： 成像大 6.在实验中常把各种光学元件组合成光学系统，按照一般光学光路通用调节方 法，首要任务是调整好各元件主轴的等高和共轴；调节分两步：一般先粗调,后微调。 7.薄透镜焦距测定中用到低压汞灯，汞灯属于气体放电光源，发出复合光。使 用时需要启动预热,断电后需要冷却。 8.透镜成像的高斯公式中各物理量的符号法则是：距离自参考点（薄透镜光心） 量起，与光线行进方向一致时为正,反之为负。 9.薄凸透镜焦距测定主要的三种方法有：物距像距法，大像小像（二次成像） （共轭法）法，自准直法。 10.远方物体经过透镜成像的像距为什么可以视为焦距？ [参考答案] 根据高斯公式（成像公式），物距为无穷远，代入得焦距等于像距。 11.用自准直法测量凸透镜焦距时，透镜光心偏离底座中心坐标时，应如何解决？ [参考答案] 由于透镜的光心不一定在底座刻线的平面内，所测结果可能偏大或偏小，要消除这一系统误差，可将透镜反转180度，再测量一次，然后取其平均值。 12.不同物距的物体经过凸透镜成像时，像的清晰区大小是否相同？ [参考答案]不相同，原因有二：一是不同区间的物成像区间范围不相同，二是由于近轴光线条件不能满足，致使存在色像差。 13.在等高共轴调节中可以小像追大像吗？ [参考答案] 不可以，越调越远 14.测量薄凹透镜焦距主要有哪些方法？ [参考答案] （1）虚物成实像法；（2）有平面镜辅助确定虚像位置法。 15.光学系统的等高共轴调节方法是什么？ [参考答案] 关键词：粗调细调二次成像法，大像追小像 16.测透镜焦距时存在误差的主要原因有哪些？ [参考答案] （1）等高共轴调节不好；（2)成像清晰范围找得不准；（3）由于物屏所放位置不能测量或者倾斜没有进行修正。

一2017中考物理光学作图题专题训练

2017中考物理光学作图题专题训练 一、基础知识题 1．作出下列各图的入射光线（或反射光线、镜面、折射光线） 2．在各图的方框内填上适当的光学元件 3．完成下列各透镜的光路 二、综合应用题 1．两平面镜相互垂直，入射光线如图所示，请依次画出经两个平面镜反射后的光线。 2．根据平面镜成像特点画出镜前的物体。 3．如图是光源S 经平面镜反射的两条光线，请 画 图 确定光源位置，并完成光路图． 4．画出发光点S 发出的光线经平面镜反射后过图中P 点的光路图。 5．如图所示，S ’为点光源S 在平面镜MN 中的像，SA 为光源S 发出的一条光线，请画出平面镜MN ，并完成光线SA 的光路。 空气 玻璃 空气 水 A ’ B ’‘

6．小明用平面镜将一束太阳光反射到竖井底（如图所示），请在图上作出平面镜的位置。 7．如图所示，小星通过一平面镜看到了桌子下面的小球．图中画出了入射光线和反射光线，但未标出光的传播方向，在图中用箭头标出光的传播方向．并根据光的反射定律画出平面镜． 8．如图所示，玻璃水缸底部C 点处有一块小雨花石，人眼在A 点看到雨花石在B 点，要使从A 点射出来的一束极细的激光能照到缸底的雨花石上，请画出光路图。 9．将一平面镜斜放在装有水的水槽中，有一束光线垂直射向水面，如图所示，请画出这束光线在水中行进最后射出水面的光路图。 10．如图所示，—束光射向三棱镜，画出这束光两次折 射的大致光路。 11．如图所示，一束光线斜射向一块玻璃砖的侧面。请 画出光线进入玻璃砖的折射光线和从玻璃砖的另一侧面射出时的折射光 线。 12．下图中A ’B ’是物体AB 在平面镜中所成的像，请在图中画出平面镜的位置。 13.如下图所示，光线A 、B 是点光源S 发出的两条光线经平面镜反射 后的反射光线，请在图中作出平面镜的位置，并完成光路图。 14.发光点S 发出一束光投射到水面上，其中一条光线反射后经过A 点，请作出入射光线、反射光线和大致的折射光线。 15．处于主光轴上的物体AB 经凸透镜后在光屏上成的像A'B'，请你根据图中所给的条件画出凸透镜，并确定焦点F 的位置. A B A' B'S A B A S

全国中学生物理竞赛真题汇编热学

全国中学生物理竞赛真题汇编---热学 1.（19Y4） 四、（20分）如图预19-4所示，三个绝热的、容积相同的球状容器A 、B 、C ，用带有阀门K 1、K 2的绝热细管连通，相邻两球球心的高度差 1.00m h =．初始时，阀门是关闭的，A 中装有1mol 的氦（He ）,B 中装有1mol 的氪（Kr ）,C 中装有lmol 的氙（Xe ），三者的温度和压强都相同．气体均可视为理想气体．现打开阀门K 1、K 2，三种气体相互混合，最终每一种气体在整个容器中均匀分布，三个容器中气体的温度相同．求气体温度的改变量．已知三种气体的摩尔质量分别为 31He 4.00310kg mol μ--=?? 在体积不变时，这三种气体任何一种每摩尔温度升高1K ，所吸收的热量均为 3/2R ，R 为普适气体常量． 2．（20Y3）（20分）在野外施工中，需要使质量m ＝4.20 kg 的铝合金构件升温；除了保温瓶中尚存有温度t ＝90.0oC 的1.200kg 的热水外，无其他热源。试提出一个操作方案，能利用这些热水使构件从温度t 0＝10.0oC 升温到66.0oC 以上(含66.0oC)，并通过计算验证你的方案． 已知铝合金的比热容c ＝0.880×103J ·(k g·oC)－1 ， 水的比热容c ＝ 4.20×103J ·(kg ·oC)－1 ，不计向周围环境散失的热量． 3．（22Y6）(25分)如图所示。两根位于同一水平面内的平行的直长金属导轨，处于恒定磁场中。 磁场方向与导轨所在平面垂直．一质量为m 的均匀导体细杆，放在导轨上，并与导轨垂 直，可沿导轨无摩擦地滑动，细杆与导轨的电阻均可忽略不计．导轨的左端与一根阻值为 尺0的电阻丝相连，电阻丝置于一绝热容器中，电阻丝的热容量不计．容器与一水平放置的开口细管相通，细管内有一截面为S 的小液柱(质量不计)，液柱将l mol 气体(可视为理想气体)封闭在容器中．已知温度升高1 K 时，该气体的内能的增加量为5R ／2(R 为普适气体常量)，大气压强为po ，现令细杆沿导轨方向以初速V 0向右运动，试求达到平衡时细管中液柱的位移． 4．（16F1）20分）一汽缸的初始体积为0V ，其中盛有2mol 的空气和少量的水（水的体积可以忽略）。平衡时气体的总压强是3.0atm ，经做等温膨胀后使其体积加倍，在膨胀结束时，其中的水刚好全部消失，此时的总压强为2.0atm 。若让其继续作等温膨胀，使体积再次加倍。试计算此时： 1.汽缸中气体的温度； 2.汽缸中水蒸气的摩尔数； 3.汽缸中气体的总压强。 假定空气和水蒸气均可以当作理想气体处理。 5．（17F1）在一大水银槽中竖直插有一根玻璃管，管上端封闭，下端开口．已知槽中水银液面以上的那部分玻璃管 的长度ｌ＝76ｃｍ，管内封闭有ｎ＝1．0×10－3 ｍｏｌ的空气，保持水银槽与玻璃管都不动而设法使玻璃管内空气的温度缓慢地降低10℃，问在此过程中管内空气放出的热量为多少?已知管外大气的压强为76ｃｍＨｇ，每摩尔空 气的内能Ｕ＝ＣＶＴ，其中Ｔ为绝对温度，常量ＣＶ＝20．5Ｊ·（ｍｏｌ·Ｋ）－1 ，普适气体常量Ｒ＝8．31Ｊ·（ｍ ｏｌ·Ｋ）－1 31Kr 83.810kg mol μ--=??31Xe 131.310kg mol μ--=??

光学实验专题

光学实验 类型1探究光的反射定律 1．在光现象的学习过程中，小明进行了如下实验． (1)在“探究光的反射规律”实验中，按图甲所示的装置进行实验，纸板上显示出了入射光AO和反射光OB的径迹，他想把光的径迹保留在纸板上以便研究，请你为他设计一个保留的方法：________________________________．当在图甲上出现反射光OB后，小明将一透明塑料硬板按图乙方式放置，并以ON为轴旋转该塑料硬板，观察塑料硬板上能否出现反射光，他这样设计是为了探究______________________________________．小明让光沿BO 方向入射，发现反射光沿OA方向射出，说明在反射现象中，________________． (2)如图丙所示，在“探究平面镜成像特点”的实验中，小明将点燃的蜡烛A竖直放在薄玻璃板的一侧，此时用另一支完全相同的未点燃的蜡烛B在玻璃板另一侧的水平桌面上移动，发现无论怎样移动都无法让它与蜡烛A的像完全重合，出现这种情况的原因可能是________________________．调整后蜡烛B与蜡烛A的像能够完全重合，说明像与物________，移去蜡烛B，在其原来的位置放置一块光屏，光屏上不能呈现蜡烛A的像，说明________________． 类型2探究平面镜成像的特点 2．艾英同学在做“探究平面镜成像特点”的实验时，所用的实验器材有带底座的玻璃板、白纸、笔、火柴、光屏、刻度尺、两支外形相同的蜡烛A和B. (1)选用玻璃板代替平面镜，主要是为了________________________________________． (2)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿________(填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的前侧观察，直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合．这种确定像与物大小的方法是________________(填“控制变量法”或“等效替代法”)． (3)移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，光屏上无法呈现蜡烛的像，这说明平面镜成的是________(填“虚”或“实”)像． (4)当蜡烛A向玻璃板靠近时，像的大小________． (5)为了让坐在右座的同学也能够看清蜡烛的像，艾英只将玻璃板向右平移，则蜡烛像的位置________(填“向右移动”“向左运动”或“不变”)． 类型3探究凸透镜成像的规律 3．如图所示，在探究凸透镜成像特点的实验中，凸透镜的光心、烛焰、光屏中心在同一水平直线上，蜡烛、凸透镜位置如图所示，当光屏移至刻度尺80 cm处时，在光屏上观测到等大、倒立的实像． (1)该凸透镜的焦距是________cm. (2)在题干中成像的情况下，把蜡烛向左移动5 cm，光屏应向________(填“左”或“右”)

光学作图题

光学作图专题训练 一、光的直线传播 1、小华同学根据课本中的“试一试”用易拉罐做小孔成像实验：请在图中作出蜡烛AB的像A1B1。 2、如图所示，Ｓ是一个发光的小电灯，Ｐ、Ｑ是不透光的挡板，试作出在挡板右侧能被照亮的范围。 3、室内一盏电灯通过木板隔墙上的两个小洞，透出两条细小光束。请根据这两条光束的方向确定室内电灯的位置。（保留 作图痕迹） 二、平面镜成像 4、在图中作出 物体在平面镜 中的像。 5、如图，有一三角形物体ABC，请作出其在平面镜中的像。 6、如图所示，光线A、B为光源S发出的两条光线经平面镜反射后的反射光线，请在图中作出平面镜并完成光路图。 7、如图所示，B为一个发光点，A为平面镜前的某一点，试画出由B发出的光线被平面镜反射后，经过A点的光路图。 8、如图所示的a，b是经平面镜反射后的反射光线，根据平面镜成像特点，画出对应的入射光线． 9、如图所示，S′是点光源S在平面镜中的像，E是眼睛的位置，画出从S发出经平面镜反射后过E点的反射光线。 10、如图所示，S是一个发光点，S’是它在平面镜中成的像，SA是S发出的一条光线，请在图中画出平面镜的位置和SA经平 面镜反射后的光线。 11、如图所示，在练功房里，小红同学利用平面镜来帮助矫正舞姿，画出她的脚上的B点的光线经过平面镜后进入人眼A 点的光路图。 12、平面镜前有一个发光点S，1 S 是S在镜中成的像，当平面镜转动一个角度后，像的位置为2 S ，试作出平面镜的位置。 三、光的反射定律 13、在图中画出入射光线AO的反射光线OB，并标出反射角的大小 第1题第2题第3题 第4题第5题第6题 第7题第8题第9题 第10题第11题第12题 2 S 1 S B A · · S′ · S E

中考光学实验题专题训练

光学实验题专题训练 一、光的反射 1、从图中“研究光的反射规律”的实验中，你能获取那些信息，请写出两条： （1） （2） 2、如图所示为研究光的反射规律的实验装置，其中O点为入射点，ON 为法线，面板上 每一格对应的角度均为10°。实验时，当入射光为AO时，反射光为OB；当入射光为CO时，反射光为OD；当入射光为EO时，反射光为OF。请完成下列表格的填写。 实验序号入射光线入射角反射角 1 AO 2 CO 3 EO 分析上述数据可得出的初步结论是： 二、平面镜成像 3、小红同学在做“观察平面镜成像”实验时，将一块玻璃板竖直架在一把直尺的上面，再取两段相同的蜡烛A和B一前一后竖放在直尺上，点燃玻璃板前的蜡烛A，进行观察，如图2所示。在此实验中： (1)其中两段相同的蜡烛是为了比较物与像的关系，直尺的作用是便于比较像与 物的关系； (2)在寻找蜡烛像的位置时，眼睛应该在蜡烛（填“A”或“B”）这一侧观察。小明无论怎样调节后面的蜡烛都不能与蜡烛的像重合，可能的原因是。(3) 他经过调整后，使后面的蜡烛B看上去它跟前面的蜡烛A的像完全重合，样做的主要目 的是因为像与物的大小，同时发现像到镜面的距离和点燃的蜡烛到玻璃板的距离。 （4）移去后面的蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏，则光屏上接收到蜡烛烛焰的像（选填“能”或“不能”），若把手放在蜡烛B处（“会”或“不会”）烧伤，说明平面镜成的像是像 4、在“研究平面镜成像特点”时，某同学利用一块玻璃板代替平面镜．图3是这位同学做完实验后在白纸上留下的记录，其中MN是他实验时画出的玻璃板的位置，A、B是两次实验中点燃的蜡烛所在的位置，A′、B′分别是他找到的蜡烛的像的位置． （1）用玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃板透明的特点，便于_____________________；（2）使点燃的蜡烛在两个不同的位置，分别测出物距和像距相等的两组数据，得出实验结论之一：“像距与物距相等”。你认为这种方法是否合理？______________。理由 是：___________________________。 图2 图3

上海物理竞赛热学

上海物理竞赛热学 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

8．质量相等的甲、乙两金属块，其材质不同。将它们放入沸水中，一段时间后温度均达到100℃，然后将它们按不同的方式投入一杯冷水中，使冷水升温。第一种方式：先从沸水中取出甲，将其投入冷水，当达到热平衡后将甲从杯中取出，测得水温升高20℃；然后将乙从沸水中取出投入这杯水中，再次达到热平衡，测得水温又升高了20℃。第二种方式：先从沸水中取出乙投入冷水，当达到热平衡后将乙从杯中取出；然后将甲从沸水中取出，投入这杯水中，再次达到热平衡。则在第二种方式下，这杯冷水温度的变化是（）A．升高不足40℃ B．升高超过40℃ C．恰好升高了40℃ D．条件不足，无法判断 5．食用冻豆腐时，发现豆腐内存在许多小孔，在小孔形成的过程中，发生的主要物态变 化是 ( ) A．凝固和熔化。 B．液化和升华。 C．凝华和熔化。 D．凝固和汽化。 7．如图24-3所示，从温度与室温（20℃左右）相同的酒精里取出温度计。温度计的示数会 ( ) A．减小。 B．增大。 C．先减小后增大。 D．先增大后减小。

14.星期天，小林同学在父母的协助下，从早上6:00开始每隔半小时分别对他家附近的气 温和一个深水池里的水温进行测量，并根据记录的数据绘成温度一时刻图线，如图24-9 所示。则可以判断 ( ) A．甲是“气温”图线，乙是“水温”图线，因为水的比热容比空气的大。B．甲是“气温”图线，乙是“水温”图线，因为水的比热容比空气的小。C．甲是“水温”图线，乙是“气温”图线，因为水的比热容比空气的大。D．甲是“水温”图线，乙是“气温”图线，因为水的比热容比空气的小。 21.将质量为m、温度为O℃的雪（可看成是冰水混合物）投入装有热水的容器中，热水的质量为M，平衡后水温下降了t；向容器中再投入质量为2m上述同样性质的雪，平衡后容器中的水温恰好又下降了t。则m:M为 ( ) A. 1:2 :3 C.1:4 :5。 5.现有一扇形的均质金属物体，该材料具有热胀冷缩的性质，如图所示。室温状 态下AB、CD边所成的圆心角为α。若使物体温度均匀升高，则α角的变化情况是：( ) (A)变大 (B)不变

专题训练(四) 光学实验

专题训练(四)光学实验 【专题概述】 光学实验题是每年中考的高频考点,主要包括光的反射实验、平面镜成像实验、光的折射实验、凸透镜成像规律实验;主要考查的内容有利用光的反射、折射规律作图、实验现象及数据分析、实验结论和规律的总结。 类型1探究光的反射规律 1.在“探究光的反射规律”实验中,如图所示,平面镜M放在水平桌面上,E、F是两块粘接起来的硬纸板,垂直于镜面且可绕ON转动。 (1)如图(a),当纸板E、F在同一平面上时,让入射光线AO沿纸板E射向镜面,在纸板F上可看到反射光线OB,测出入射角和反射角的大小,便立即得出实验结论:反射角等于入射角。你认为这样得出的结论不合理(选填“合理”或“不合理”),原因是凭一次实验数据得出的结论具有偶然性; (2)若将一束光贴着纸板F沿BO射到O点,光将沿图中的OA方向射出; (3)如图(b),以法线ON为轴线,把纸板F向后缓慢旋转,在纸板F上寻找反射光线OB,这样做的目的是为了探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内。 2.为了“探究光的反射规律”,小刚进行了如图所示的实验,使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出,在纸板上用笔描出入射光EO的反射光OF的径迹。改变光束入射的角度,多做几次实验并换用不同颜色的笔记录每次光的径迹,实验数据如表,请完成下列问题: (1)要测量反射角,在图中应测量∠NOF; (2)ENF是用两块纸板连接起来的,若将纸板NOF向前或向后折,在纸板上看不见反射光线,由此表明反射光线、入射光线、法线在同一平面内; (3)观察实验数据总结反射角与入射角的关系时,发现表格中有一个反射角的读数有误,是58°这个角。 类型2探究平面镜成像特点 3.如图是“探究平面镜成像特点”的实验装置图。 (1)实验室提供了厚薄不同的两块玻璃板,应选择薄(选填“厚”或“薄”)玻璃板进行实验; (2)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的与蜡烛A等大的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板的前侧(选填“前侧”或“后侧”)观察,直至蜡烛B与蜡烛A的像重合,这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法(选填“控制变量法”或“等效替代法”); (3)实验时,将蜡烛A逐渐远离玻璃板时,它的像的大小不变(选填“变大”“不变”或“变小”); (4)移去蜡烛B,在其原来的位置上放置一块光屏,光屏上不能(选填“能”或“不能”)呈现蜡烛的像。