四、选考题——做好选考题力争得满分1.选考题中的高频考点3－3：气体实验定律和气态方程必考。分子动理论、热力学定律、内能等考查随机。3－4：光的折射、机械波及其图象为考查重点“测定玻璃折射率”实验和“双缝干涉”实验也是重点，其它内容随机。3－5：碰撞中的动量守恒为考查重点。原子能级、衰变、核反应方程、核能、光电效应等内容随机考查。2.选修3－3相关知识及策略本考点的命题多集中分子动理论、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，多以选择题和填空题的形式出现；对热学前面知识的考查往往在一题中容纳更多的知识点，把热学知识综合在一起；对后者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。近两年来热学考题中还涌现了许多对热现象的自主学习和创新能力考查的新情景试题。同时，本考点还可以与生活、生产的实际相联系考查热学知识在实际中的应用。1.“模型法”：此类方法在估算分子的直径中常常用到，具体的做法是：通常可以将分子视为立方体或球体，由宏观体积和分子个数，求出分子体积，进一步计算分子直径，计算中采用了近似计算的思想。2.气体压强的计算：通常要利用共点力的平衡知识来进行解题。-7-\n3．“能量守恒”法：物体内能的变化是通过做功与热传递来实现的，深刻理解功在能量转化过程中的作用，才能深刻理解热力学第一定律，应用能量守恒来分析有关热学的问题。[例1] (1)[2022·重庆高考]重庆出租车常以天然气作为燃料。加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体(可视为理想气体)( )A.压强增大，内能减小B.吸收热量，内能增大C.压强减小，分子平均动能增大D.对外做功，分子平均动能减小(2)[2022·课标全国卷Ⅱ]如图，两气缸A、B粗细均匀、等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A的直径是B的2倍，A上端封闭，B上端与大气连通；两气缸除A顶部导热外，其余部分均绝热。两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b，活塞下方充有氮气，活塞a上方充有氧气。当大气压为p0、外界和气缸内气体温度均为7℃且平衡时，活塞a离气缸顶的距离是气缸高度的，活塞b在气缸正中间。(ⅰ)现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b恰好升至顶部时，求氮气的温度；(ⅱ)继续缓慢加热，使活塞a上升。当活塞a上升的距离是气缸高度的时，求氧气的压强。[分析] (2)解本题的关键是明确气态变化的特点，找出初末态的体积压强或温度，根据气体定律求解。[解析] (1)储气罐中气体体积不变，气体不做功，当温度升高时，气体压强增大，气体内能增大，分子平均动能增大；由热力学第一定律可知，气体一定吸热，故选项B正确。(2)(ⅰ)活塞b升至顶部的过程中，活塞a不动，活塞a、b下方的氮气经历等压过程。设气缸A的容积为V0，氮气初态体积为V1，温度为T1；末态体积为V2，温度为T2。按题意，气缸B的容积为V0/4，由题给数据和盖—吕萨克定律有V1＝V0＋＝V0①V2＝V0＋V0＝V0②＝③由①②③式和题给数据得T2＝320K④(ⅱ-7-\n)活塞b升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞a开始向上移动，直至活塞上升的距离是气缸高度的时，活塞a上方的氧气经历等温过程。设氧气初态体积为V1′，压强为p1′；末态体积为V2′，压强为p2′。由题给数据和玻意耳定律有V1′＝V0，p1′＝p0，V2′＝V0⑤p1′V1′＝p2′V2′⑥由⑤⑥式得p2′＝p0⑦[答案] (1)B(2)(ⅰ)320K (ⅱ)p03．选修3－4相关知识及策略本章考查的热点有简谐运动的特点及图象、波的图象以及波长、波速、频率的关系，光的折射和全反射，题型以选择题和填空题为主，但波动与振动的综合题及光的折射与全反射综合题有时以计算题的形式考查。机械振动与机械波部分：从近三年的高考试题看，试题多以选择题、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主干知识。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上。光学部分：本考点分为光的传播和光的波动性以及光的粒子性三部分，高考对本考点的考查一般以选择题的形式出现，一般是考查光线的方向的定性分析和定量计算问题。1.机械振动与机械波部分本专题在高考中命题率最高的是单摆的周期，波的图象，波速和波长频率关系的问题，题型多以选择题、填空题等形式出现，试题容量大，综合性强。应对策略：(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素质。2.光学部分近几年高考命题率最高的是光的直线传播、折射率的计算、全反射现象的分析和计算，光学问题与日常生活中的光现象、大气中的光现象联系也较多应对策略。(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，这往往是许多题目解决的关键。[例2] (多选)(1)如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x＝2m处的质点P以此时刻为计时起点的振动图象。下列说法正确的是( )-7-\n A.这列波的传播方向是沿x轴正方向B.这列波的传播速度是20m/sC.经过0.15s，质点P沿x轴的正方向传播了3mD.经过0.1s，质点Q的运动方向沿y轴正方向E.经过0.35s，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离(2)[2022·课标全国卷Ⅱ]一厚度为h的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有一半径为r的圆形发光面。在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上。已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射)，求平板玻璃的折射率。[解析] (1)由质点P的振动图象可知，该波向x轴正方向传播，A正确；v＝＝m/s＝20m/s，B正确；质点不随波迁移，C错；经过0.1s＝T，质点Q的运动方向沿y轴负方向，故D错；经过0.35s＝1T，质点P到达波峰，而质点Q在波谷以上某处且在x轴下方，故E正确。(2)如图，考虑从圆形发光面边缘的A点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃上表面的A′点折射，根据折射定律有-7-\nnsinθ＝sinα①式中，n是玻璃的折射率，θ是入射角，α是折射角。现假设A′恰好在纸片边缘。由题意，在A′点刚好发生全反射，故α＝②设AA′线段在玻璃上表面的投影长为L，由几何关系有sinθ＝③由题意，纸片的半径应为R＝L＋r④联立以上各式得n＝⑤[答案] (1)ABE (2)见解析4．选修3－5相关知识及策略动量部分：高考热点是动量守恒定律的应用。原子物理部分：波粒二象性部分的热点是光电效应现象、实验规律和光电效应方程。核式结构、玻尔理论、能级公式、原子跃迁条件、半衰期、质能方程的应用、计算和核反应方程的书写都是高考的热点问题，试题一般以基础知识为主，较简单。动量部分：本考点是高考的选考内容，题型全面，选择题主要考查动量的矢量性，辨析“动量和动能”、“冲量与功”的基本概念；常设置一个瞬间碰撞的情景，用动量定理求变力的冲量；或求出平均力；或用动量守恒定律来判定在碰撞后的各个物体运动状态的可能值。原子物理部分：本考点知识的特点是“点多面宽”，“考点分散”，因此高考对本考点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、相关物理史，光子论等内容的题目。动量部分1.-7-\n矢量法：本专题中的动量定理：Ft＝mvt－mv0，动量守恒定律：p1＝p2，这些公式中的动量、冲量、力都是矢量，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。[例3] [2022·长安一中检测](多选)如图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同颜色的光。关于这些光下列说法正确的是( )A.由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的光子能量最大B.由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的光子频率最小C.这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D.用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应[解析] 由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的光子能量E1＝[－0.85－(－13.6)]eV＝12.75eV为跃迁时产生光子能量的最大值，A正确。由n＝4向n＝3能级跃迁时，产生的光子能量最小，频率也最小，B错。这些氢原子跃迁时共可辐射出6种不同频率的光，C错。从n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光子能量为10.2eV，大于金属铂的逸出功(6.34eV)，故能发生光电效应，D正确。[答案] AD[例4] [2022·天津高考]如图所示，水平地面上静止放置一辆小车A，质量mA＝4kg，上表面光滑，小车与地面间的摩擦力极小，可以忽略不计。可视为质点的物块B置于A的最右端，B的质量mB＝2kg。现对A施加一个水平向右的恒力F＝10N，A运动一段时间后，小车左端固定的挡板与B发生碰撞，碰撞时间极短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下继续运动，碰撞后经时间t＝0.6s，二者的速度达到vt＝2m/s。求：(1)A开始运动时加速度a的大小；(2)A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小；(3)A的上表面长度l。[解析] (1)以A为研究对象，由牛顿第二定律有F＝mAa①-7-\n代入数据解得a＝2.5m/s2②(2)对A、B碰撞后共同运动t＝0.6s的过程，由动量定理得Ft＝(mA＋mB)vt－(mA＋mB)v③代入数据解得v＝1m/s④(3)设A、B发生碰撞前，A的速度为vA，对A、B发生碰撞的过程，由动量守恒定律有mAvA＝(mA＋mB)v⑤A从开始运动到与B发生碰撞前，由动能定理有Fl＝mAv⑥由④⑤⑥式，代入数据解得l＝0.45m⑦[答案] (1)2.5m/s2 (2)1m/s (3)0.45m[点评] (1)学会爱因斯坦的光电效应方程和玻尔理论及原子的跃迁条件。(2)熟练掌握碰撞系统的动量守恒方程，及其它运动定律，尤其动量定理应引起注意。-7-
