熱、光、原、振動與波-2025年高考物理復(fù)習(xí)專項訓(xùn)練（原卷版）

熱點題型?選擇題攻略

熱.光.原.振動與波熱點題型歸納與變式演練

目錄

01.題型綜述.....................................................................................1

02.解題攻略.....................................................................................1

題組01熱學(xué)...........................................................................1

題組02光學(xué)...........................................................................9

題組03楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用..........................................16

題組04振動與波......................................................................25

03.高考練場.................................................................................35

01題型綜述

熱、光、原、振動與波是高考物理的必考點，考察方向多以選擇題形式考察深度較淺多以識記與簡

單計算為主，屬于學(xué)生必須得分的模塊。從往年高考中可以看出在選擇題中熱學(xué)考察主要以熱力學(xué)定律及

圖像分析為主，光學(xué)多以物理光學(xué)為主，原子物理多以光電效應(yīng)、能級躍遷、原子核相關(guān)知識點為主、振

動與波多以波的圖像分析為主。本專題更多是基于以上分析的基礎(chǔ)上精選具有代表性的習(xí)題作為例題與變

式訓(xùn)練，旨在通過本專題的訓(xùn)練能幫助考生在這四個模塊上取得滿分。

02解題攻略

題組01熱學(xué)

【提分秘籍】

1.分子動理論

⑴分子大小

①分子體積（或占有空間的體積）：％=嬰。

-Mnol

②分子質(zhì)量:加0

NA

③油膜法估測分子的直徑：d=g

④兩種微觀模型

a.球體模型（適用于固體、液體）：一個分子的體積（5）3=$〃，d為分子的直徑。

b.立方體模型（適用于氣體）：一個分子占據(jù)的平均空間體積％=/,d為分子間的距離。

（2）分子熱運動的實驗基礎(chǔ)：擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運動

①擴(kuò)散現(xiàn)象特點：溫度越高，擴(kuò)散越快。

②布朗運動特點：液體內(nèi)固體小顆粒永不停息、無規(guī)則地運動，顆粒越小、溫度越高，運動越劇烈。（反映

了液體分子的無規(guī)則運動，但并非液體分子的無規(guī)則運動）

（3）分子勢能、分子力與分子間距離的關(guān)系

2.熱力學(xué)第一定律的靈活應(yīng)用

（1）應(yīng)用熱力學(xué)第一定律時，要注意各符號正負(fù)的規(guī)定，并要充分考慮改變內(nèi)能的兩個因素：做功和熱傳遞。

不能認(rèn)為物體吸熱（或?qū)ξ矬w做功），物體的內(nèi)能一定增加。

（2）若研究物體為氣體，對氣體做功的正負(fù)由氣體的體積決定，氣體體積增大，氣體對外做功，少為負(fù)值；

氣體的體積減小，外界對氣體做功，少為正值。

（3）三種特殊情況

①若過程是絕熱的，則0=0,W=AU,外界對物體（物體對外界）做的功等于物體內(nèi)能的增加量（減少量）。

②若過程中不做功，即W=0,物體吸收（放出）的熱量等于物體內(nèi)能的增加量（減少量）。

③若過程的始、末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即AU=0,則少+。=0或少=一0,外界對物體做的功等于物體

放出的熱量（物體對外界做的功等于物體吸收的熱量）。

【典例剖析】

【例1-1］（2024?全國?模擬預(yù)測）一定質(zhì)量的理想氣體按圖中箭頭所示的順序進(jìn)行狀態(tài)變化，圖中5c段是

以縱軸和橫軸為漸近線的雙曲線，則下列說法正確的是（）

A.過程，氣體體積增大，溫度降低

B.C過程，氣體體積增大，溫度不變，每個氣體分子的動能都不變

C.過程，氣體體積減小，溫度降低，氣體分子的平均動能減小

D.氣體沿不同的途徑從狀態(tài)。變化到狀態(tài)A的過程對外界做的功都相同

【例1-2].（2025高三上?江蘇南京?期中）關(guān)于下列各圖說法正確的是（）

甲乙丙丁

A.圖甲中，實驗現(xiàn)象說明薄板材料是非晶體

B.圖乙中液體和管壁表現(xiàn)為不浸潤

C.圖丙中，△對應(yīng)曲線為同一氣體溫度較高時的速率分布圖

D.圖丁中，微粒越大，單位時間內(nèi)受到液體分子撞擊次數(shù)越多，布朗運動越明顯

【例1-3].用打氣筒給籃球打氣，設(shè)每推一次活塞都將一個大氣壓的一整筒空氣壓入籃球。不考慮打氣過

程中的溫度變化，忽略籃球容積的變化，則后一次與前一次推活塞過程相比較（）

A.兩次籃球內(nèi)氣體壓強的增加量相等

B.后一次籃球內(nèi)氣體壓強的增加量大

C.后一次壓入的氣體分子數(shù)多

D.后一次壓入的氣體分子數(shù)少

【變式演練】

【變式1-1]（2025高三上?內(nèi)蒙古赤峰?階段練習(xí)）下圖是一臺熱機(jī)的循環(huán)過程，工作物質(zhì)為理想氣體，它

由兩個等容過程和兩個等溫過程組成，4fB溫度為式,C-。溫度為心，關(guān)于該循環(huán)，下列判斷正確的

是（）

pA

A.溫度7；小于溫度心

B.C放出的熱量等于。吸收的熱量

C./->8氣體對外做功等于C-?。外界對氣體做功

D.氣體分子在狀態(tài)/時的平均動能大于在狀態(tài)3時的平均動能

【變式1-2].一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)/開始，經(jīng)/玲8、8玲C、C玲/三個過程后回到初始狀態(tài)4其

圖像如圖所示，己知狀態(tài)N的氣體溫度為心=200K,下列說法正確的是（）

A.狀態(tài)3的氣體溫度為800K

B.在/玲2過程中，氣體對外界做負(fù)功

C.在3玲C過程中，外界對氣體做功為120J

D.在“f3fC玲/一個循環(huán)過程中，氣體從外界吸收熱量為450J

【變式1-3].（2025高三上?河北滄州?期中）一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)4經(jīng)過狀態(tài)8變?yōu)闋顟B(tài)C,其

圖像如圖所示。已知氣體在狀態(tài)C時的體積為0.6m3下列說法正確的是（）

./?/（xlO5Pa）

A.氣體在狀態(tài)N時的溫度為300K、體積為0.45n?

B.從狀態(tài)4到狀態(tài)8的過程中，單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)可能不變

C.從狀態(tài)8到狀態(tài)C的過程中，分子數(shù)密度減小，單個分子對器壁的平均撞擊力不變

D.從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中，氣體從外界吸收的熱量大于45000J

【變式1-4]（2025?遼寧本溪?一模）一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了a-人玲c玲a循環(huán)，其圖像如圖所示，

氣體在各狀態(tài)時的溫度、壓強和體積部分已標(biāo)出。已知該氣體在狀態(tài)a時的壓強為A,下列說法正確的是

()

A.氣體在狀態(tài)c的溫度是0.54

B.氣體由狀態(tài)c到狀態(tài)a的過程中單位時間內(nèi)撞擊單位面積器壁的分子數(shù)減少

C.氣體由狀態(tài)a到狀態(tài)6,外界對氣體做功為

D.氣體經(jīng)歷了。玲6玲c玲。循環(huán)的過程中，吸收的熱量小于釋放的熱量

【變式1-5】用活塞式氣筒向一個容積為1的容器內(nèi)打氣，每次把體積為匕、壓強為P。的空氣打入容器內(nèi)。

若容器內(nèi)原有空氣的壓強為A,打氣過程中溫度不變，則打了〃次氣后容器內(nèi)氣體的壓強為（）

A.“華?B.p0+np0

C.A+?~r-D.4+生|Po

【變式1-5].（2025高三上?天津北辰?期中）氣缸內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)快速壓縮該氣體，壓縮

過程可以看作絕熱變化，則壓縮過程中（）

A.氣體溫度升高，內(nèi)能增大

B.氣體溫度升高，內(nèi)能減小

C.氣體壓強增大，內(nèi)能減小

D.氣體壓強減小，內(nèi)能增大

題組02光學(xué)

【提分秘籍】

1.常用的三個公式：s.=n—~,sinc=一。

sin02Vn

2.折射率的理解

（1）折射率與介質(zhì)和光的頻率有關(guān)，與入射角的大小無關(guān)。

（2）光密介質(zhì)指折射率較大的介質(zhì)，而不是指密度大的介質(zhì)。

（3）同一種介質(zhì)中，頻率越高的光折射率越大，傳播速度越小。

3.求解光的折射和全反射問題的思路

（1）根據(jù)題意畫出正確的光路圖，特別注意全反射的臨界光線。

（2）利用幾何關(guān)系確定光路中的邊、角關(guān)系。

（3）利用折射定律等公式求解。

（4）注意折射現(xiàn)象中光路的可逆性。

4.光的干涉現(xiàn)象：雙縫干涉、薄膜干涉（油膜、空氣膜、增透膜、牛頓環(huán)）;

光的衍射現(xiàn)象：單縫衍射、圓孔衍射、光柵衍射、泊松亮斑。

5.光的雙縫干涉和單縫衍射的比較

雙縫干涉單縫衍射

障礙物或狹縫的尺寸足夠小

發(fā)生條件兩束光頻率相同、相位差恒定

（明顯衍射現(xiàn)象）

條紋寬度條紋寬度相等條紋寬度不等，中央最寬

圖樣不同點條紋間距各相鄰條紋間距相等各相鄰條紋間距不等

亮度情況清晰條紋，亮度基本相等中央條紋最亮，兩邊變暗

干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象；

與光的偏振的區(qū)別

光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波

【典例剖析】

【例2-1]（2024?廣東韶關(guān)?模擬預(yù)測）如圖為某款手機(jī)防窺膜的原理圖，在透明介質(zhì)中等距排列有相互平行

的吸光屏障，屏障的高度與防窺膜厚度均為苴Z,相鄰屏障的間距為3方向與屏幕垂直。防窺膜的可視

2

角度通常是以垂直于屏幕的法線為基線，左右各有一定的可視角度6（如下圖所示），可視角度越小，防窺

【例2-2].（2025?云南昆明?模擬預(yù)測）彩虹是由陽光進(jìn)入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最

后離開水滴時再折射一次形成的。彩虹形成的示意圖如圖所示，一束白光L由左側(cè)射入水滴，°、6是白光

射入水滴后經(jīng)過一次反射和兩次折射后的兩條出射光線6是單色光）。下列關(guān)于。光與6光的說法正確

的是（）

L'、

A.水滴對a光的折射率大于對b光的折射率

B.a光在水滴中的傳播速度等于b光在水滴中的傳播速度

C.a、6光在由空氣進(jìn)入水滴后波長變長

D.若。光、6光在同一介質(zhì)中，以相同的入射角由介質(zhì)射向空氣，若。光能夠發(fā)生全反射，則6光也

一定能夠發(fā)生全反射

【變式演練】

【變式2-1]（2025屆廣西壯族自治區(qū)貴港市高三上學(xué)期12月模擬考試物理試題）如圖，一個圓柱形儲油

桶的底面直徑為/3=8d,高為2C=6d。當(dāng)桶內(nèi)沒有油時，從某點E恰能看到桶底邊緣的某點當(dāng)桶內(nèi)

7

油的深度等于桶高的一半時，仍沿以方向看去，恰好看到桶底上的點R/、4兩點相距;心則油的折射

4

率為（）

AFB

4r5

A.?=-B.n=A/2C.n=yJ3D.?=-

J。

【變式2-1].（2025?河北邯鄲?階段練習(xí)）如圖所示，a、b兩束相同的平行細(xì)光束以垂直底面的方向射到正

三棱鏡的兩個側(cè)面，且a、b兩束光間的距離為心兩束光的入射點/、3到底面的距離相等，經(jīng)折射后兩

束光射到三棱鏡的底面上。已知三棱鏡截面的邊長為2d,三棱鏡的折射率為g,則底面上兩光點間的距離

1,1,,

A.0B.—dC.—dD.d

42

【變式2-2].如圖所示，半圓柱形玻璃磚的截面如圖所示，截面的半徑為上。點為截面的圓心，。。'與

水平直徑48垂直，玻璃磚的左側(cè)緊靠與直徑48垂直的光屏。一細(xì)束與截面平行且與。。成6=37。角的光

線在。點反射、折射后，在光屏上形成兩個光斑C、D,且反射光線與折射光線垂直。已知sin37。=0.6,

則此玻璃磚對單色光的折射率為（）

【變式2-31.（2025高三上?江蘇?階段練習(xí)）霓的形成原理與彩虹大致相同，是太陽光經(jīng)過水珠的折射和反

射形成的，簡化示意圖如圖所示，其中。、6是兩種不同頻率的單色光，下列說法正確的是（）

A.霓是經(jīng)過2次折射和1次全反射形成的現(xiàn)象

B.光束a、6通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉，a光的相鄰亮條紋間距大

C.方光在玻璃中的傳播速度比。光在玻璃中的傳播速度大

D.若。光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則6光也一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)

【變式2-4].（2025高三上?四川宜賓?專題練習(xí)）如圖甲是夏季常出現(xiàn)的日暈現(xiàn)象，日暈是太陽光通過卷層

云時，受到冰晶的折射或反射形成的。圖乙為一束太陽光射到六角形冰晶上的光路圖，。、6為其折射出的

光線中的兩種單色光，比較。、6兩種單色光，下列說法正確的是（）

A.6光比。光更容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象

B.在冰晶中，。光的波速與6光的波速一樣大

C.通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉，。光的相鄰明條紋間距較大

D.a、b兩種光分別從水射入空氣發(fā)生全反射時，。光的臨界角比b光的小

題組03楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用

【提分秘籍】

一.光電效應(yīng)問題的五個關(guān)系與四種圖象

(1)五個關(guān)系

①逸出功航一定時，入射光的頻率決定著能否產(chǎn)生光電效應(yīng)以及光電子的最大初動能。

②入射光的頻率一定時，入射光的強度決定著單位時間內(nèi)發(fā)射出來的光電子數(shù)。

③愛因斯坦光電效應(yīng)方程入=八一航。

④光電子的最大初動能及可以利用光電管用實驗的方法測得，即Ek=eq,其中q為遏止電壓。

⑤光電效應(yīng)方程中的版為逸出功。它與極限頻率%的關(guān)系是%o=/z%。

(2)四種光電效應(yīng)的圖象

圖象名稱圖線形狀由圖線直接(或間接)得到的物理量

(1)極限頻率：圖線與V軸交點的橫坐標(biāo)％

Ek

最大初動能&與(2)逸出功：圖線與反軸交點的縱坐標(biāo)的絕

入射光頻率V的對值

關(guān)系圖線TWQ=\-E\=E

(3)普朗克常量：圖線的斜率左=〃

顏色相同、強度不(1)遏止電壓q：圖線與橫軸交點的橫坐標(biāo)

——強光(黃)

7—弱光(黃)

同的光，光電流與%(2)飽和光電流4：電流的最大值

電壓的關(guān)系ucoU(3)最大初動能：Ek=eUc

(1)遏止電壓41、&2

顏色不同時,光電1—黃光

------'藍(lán)光⑵飽和光電流

流與電壓的關(guān)系

'U

Uciuc2((3)最大初動能Eki=eU"Ek2=e&2

(1)極限頻率分：圖線與橫軸的交點的橫坐

Uc標(biāo)值

遏止電壓&與入

(2)遏止電壓q：隨入射光頻率的增大而增

射光頻率V的關(guān)

,1大

系圖線

匕V(3)普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電

荷量的乘積，即h=ke

二.原子能級躍遷問題的解題技巧

⑴原子躍遷時，所吸收或釋放的光子能量只能等于兩能級之間的能量差，即A￡=〃v=|￡初一￡未I。

(2)原子電離時，所吸收的能量可以大于或等于某一能級能量的絕對值。

(3)一群氫原子和一個氫原子不同，氫原子核外只有一個電子，這個電子在某時刻只能處在某一個確定的軌

道上，在某段時間內(nèi)，由這一軌道躍遷到另一較低能級軌道時，可能的情況只有一種，所以一個氫原子從〃

能級躍遷發(fā)射出光子的最多可能種類"=”一1。但是如果有大量"能級的氫原子，它們的核外電子向低能

級躍遷時就會有各種情況出現(xiàn)了，發(fā)射光子的種類N=C3=處二D。

2

(4)計算氫原子能級躍遷放出或吸收光子的頻率和波長時，要注意各能級的能量值均為負(fù)值，且單位為電子

伏，計算時需換算單位，leV=1.6x10-19j。

(5)氫原子能量為電勢能與動能的總和，能量越大，軌道半徑越大，勢能越大，動能越小。

三.核反應(yīng)核能

1.原子核的衰變問題

(1)衰變實質(zhì)：a衰變是原子核中的2個質(zhì)子和2個中子結(jié)合成一個氫核并射出；B衰變是原子核中的一個中

子轉(zhuǎn)化為一個質(zhì)子和一個電子，再將電子射出；丫衰變伴隨著a衰變或p衰變同時發(fā)生，不改變原子核的質(zhì)

量數(shù)與電荷數(shù)，以光子形式釋放出衰變過程中的多余能量。

(2)核衰變規(guī)律:T為原子核的半衰期。衰變的快慢由原

子核內(nèi)部因素決定，跟原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)；半衰期是統(tǒng)計規(guī)律，對個別、少數(shù)原子核無意義。

(3)a衰變和P衰變次數(shù)的確定方法

①方法一：由于(3衰變不改變質(zhì)量數(shù)，故可以先由質(zhì)量數(shù)改變確定a衰變的次數(shù)，再根據(jù)電荷數(shù)守恒確定P

衰變的次數(shù)。

②方法二：設(shè)a衰變次數(shù)為x,B衰變次數(shù)為力根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒列方程組求解。

2.三種射線

(l)a射線：穿透能力最弱，電離作用最強。

(2)|3射線：穿透能力較強，電離作用較弱。

(3為射線：穿透能力更強，電離作用更弱。

3.核反應(yīng)方程

(1)核反應(yīng)方程遵循的規(guī)律

核反應(yīng)方程遵循質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒，但核反應(yīng)前后的總質(zhì)量一般會發(fā)生變化(質(zhì)量虧損)且釋放出核能。核

反應(yīng)過程一般不可逆，所以核反應(yīng)方程中用“一”表示方向而不能用等號代替。

⑵核反應(yīng)類型

①衰變

a衰變：——>^Y+3He

B衰變：CX—3+iY+%e

②原子核的人工轉(zhuǎn)變

質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)：尹N+3He―47O+1H

中子的發(fā)現(xiàn)：XBe+3He―42C+6n

人工放射性同位素的發(fā)現(xiàn)：石Al+3He―>^P+6n

否P—>SSi+9-ie

③重核裂變

例如：逐U+4n—>y4Ba+!§Kr+36no

④輕核聚變

例如：彳H+?H--->tHe+4n。

4.核能的計算方法

(1)根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，用核反應(yīng)的質(zhì)量虧損的千克數(shù)乘以真空中光速c的平方，即A￡=△加c2(J)。

⑵根據(jù)1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5兆電子伏(MeV)的能量，用核反應(yīng)的質(zhì)量虧損的原子質(zhì)量單位數(shù)乘以

931.5MeV,BPA￡,=Amx931.5(MeV)=

(3)如果核反應(yīng)時釋放的核能是以動能形式呈現(xiàn)，則核反應(yīng)過程中系統(tǒng)動能的增量即為釋放的核能。

【典例剖析】

【例3-1】太陽能電池發(fā)電的原理主要是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)，太陽能硅晶片中，P型半導(dǎo)體中含有較多的空

穴(可視為正電荷)，而N型半導(dǎo)體中含有較多的電子。當(dāng)能量等于線、波長為幾的光子打在太陽能硅晶片

上時，太陽能硅晶片吸收一個光子恰好產(chǎn)生一對自由電子和空穴，電子一空穴對從太陽能硅晶片表面向內(nèi)迅

速擴(kuò)散，在結(jié)電場的作用下，最后建立一個與光照強度有關(guān)的電動勢，工作原理如圖所示。太陽光照強度

越大，太陽能硅晶片單位時間內(nèi)釋放的電子越多，若光速為則()

Fc

A.可以得出普朗克常量力=上

B.太陽能硅晶片內(nèi)部電流方向從下極板流向上極板

C.繼續(xù)增大太陽光照強度，上下電極間的電勢差不會變化

D.用能量為線的光子照射太陽能硅晶片，電子和空穴的最大初動能為零

【例3-2】氫原子的能級圖如圖甲所示，一群處于"=4能級的氫原子，用其向低能級躍遷過程中發(fā)出的光照

射圖乙電路中的陰極K,其中只有0、6兩種頻率的光能使之發(fā)生光電效應(yīng)。分別用這兩種頻率的光照射陰

極K,測得圖乙中電流表示數(shù)隨電壓表示數(shù)變化的圖像如圖丙所示。下列說法正確的是()

nE/eV

oo---0

4------------------------0.85

3-----------------------1.51

2-----------------------3.40

1-----------------------13.60

甲

A.題中的氫原子躍遷共能發(fā)出6種不同頻率的光

B.。光是從〃=4能級向"=1能級躍遷產(chǎn)生的

C.。光的波長小于6光的波長

D.b光照射陰極K時逸出的光電子的最大初動能比a光照射時的小

【例3-3](2025高三上?廣西南寧?階段練習(xí))我國第四代反應(yīng)堆一一牡基熔鹽堆能源系統(tǒng)(TMSR)研究已

獲重要突破。在相關(guān)中企發(fā)布熔鹽反應(yīng)堆驅(qū)動的巨型集裝箱船的設(shè)計方案之后，牡基熔鹽核反應(yīng)堆被很多

人認(rèn)為是中國下一代核動力航母的理想動力。牡基熔鹽核反應(yīng)堆的核反應(yīng)方程式主要包括兩個主要的核反

應(yīng)，其中一個是：翼u+jnT42Ba+至Kr+3，。已知核^Ba、^U、人」、；n的質(zhì)量分別為是14L9134u、

233.0154u、88.9059u、L0087U,根據(jù)質(zhì)能方程,lu物質(zhì)的能量相當(dāng)于931MeV。下列說法正確的是()

A.核反應(yīng)方程中的x=56,7=89

B.一個冷U核裂變放出的核能約為196.36MeV

C.核裂變放出一個光子，若該光子撞擊一個粒子后動量大小變小，則波長會變短

D.核反應(yīng)堆是通過核裂變把核能直接轉(zhuǎn)化為電能發(fā)電

【變式演練】

【變式3-1】一靜止的鈾核放出一個a粒子衰變成鈕核，衰變方程為瞪Uf鎮(zhèn)Th+：He。下列說法正確的是

()

A.a射線的穿透能力比/射線強B.高溫下的半衰期變短

C.鈾核的質(zhì)量大于[粒子與社核的質(zhì)量之和D.Tu比鏟Th的比結(jié)合能大

【變式3-2】碳14能夠自發(fā)地進(jìn)行衰變：i；N+X。碳14的半衰期為5730年。在考古和經(jīng)濟(jì)建設(shè)中

可用碳14測定年代。以下說法正確的是()

A.衰變放出的X是一種穿透能力極強的高頻電磁波

B.碳14的衰變方程為

C.溫度升高，碳14的半衰期會變長

D.衰變后X與氮核的質(zhì)量之和等于衰變前碳核的質(zhì)量

【變式3-3］國際原子能機(jī)構(gòu)利用核技術(shù)，如沉降放射性核素技術(shù)和特定化合物穩(wěn)定同位素技術(shù)，可以協(xié)助

各國進(jìn)行土壤侵蝕的評估，為土壤保護(hù)和土地管理提供科學(xué)依據(jù)。沉降放射性元素他-137隨雨水沉積在地

面后，被表層土壤吸收，通過測量不同位置表層土壤的放射性，從而確定容易出現(xiàn)土壤侵蝕的位置。箱-137

發(fā)生衰變時的方程為啜Cs—%Ba+X,其半衰期約為30年，下列說法正確的是（）

A.葩-137發(fā)生的衰變?yōu)閍衰變

B.雨后測量需要盡快，防止衰變反應(yīng)導(dǎo)致累Cs含量隨時間明顯降低

C.啜Cs的比結(jié)合能比蜷Ba的比結(jié)合能更小

D.啜Cs在溶液中比在沉積物中衰變得更快

【變式3-4】2023年4月12日，我國全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置（人造太陽）成功實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模

式等離子體運行403秒，對提升核聚變能源經(jīng)濟(jì)性、可行性，加快實現(xiàn)聚變發(fā)電具有重要意義。實驗裝置

內(nèi)核反應(yīng)方程為:H+：Hf；He+；n。己知質(zhì)子的質(zhì)量為加p,中子的質(zhì)量為外，出、；H、；He原子核的

質(zhì)量分別為外、啊、嗎,光在真空中的速度為下列說法正確的是（）

A.核聚變在常溫下即可進(jìn)行

B.；He的結(jié)合能小于汨的結(jié)合能

C.1個；H、1個;H聚變釋放的能量為［的+g）-加

2

D.:He的結(jié)合能為［（2%+2%）-m3Jc

【變式3-5】我國科學(xué)家通過分析"嫦娥六號”探測器帶回來的月壤發(fā)現(xiàn)，月球上含有豐富的;He（氨3）,它

是安全的核聚變?nèi)剂?，血聚變的核反?yīng)方程為汨6+汨6-2*+；加+12.86乂6丫，111相當(dāng)于9311^丫，下

列表述正確的是（）

A.X為中子

B.方程中核子平均釋放的能量約為4.28MeV

C.反應(yīng)后總質(zhì)量減少0.0183u

D.汨e的比結(jié)合能比;He的比結(jié)合能小

【變式3-6］如圖所示在鉛制盒子中存放有放射性元素鈾，射線只能從盒子右側(cè)面上的小孔射出，形成細(xì)細(xì)

的一束。在射線經(jīng)過的區(qū)域施加垂直于紙面向外的勻強磁場，發(fā)現(xiàn)射線分成了1、2和3三束，則（）

A.射線1帶負(fù)電

B.射線2為Y射線，電離能力最強

C.射線3的粒子與光電效應(yīng)現(xiàn)象中從金屬板中逸出的帶電粒子是同一種粒子

D.三束射線的穿透能力相同

【變式3-7］光電效應(yīng)實驗，得到光電子最大初動能感“與入射光頻率v的關(guān)系如圖所示。普朗克常量、金

屬材料的逸出功分別為（）

bb1aa1

A.—,bB.一,—C.—,aD.—,一

aabbbb

【變式3-8］城市夜景因綻放的霓虹燈變得多姿多彩。霓虹燈發(fā)光原理是不同氣體原子從高能級向低能級躍

遷時發(fā)出能量各異的光子而呈現(xiàn)五顏六色，如圖為氫原子的能級示意圖，已知可見光光子能量范圍為

1.63~3.10eV,若一群氫原子處于力=5能級，則下列說法正確的是（）

V

〃

TO

O-38

654

S-

4-85

3

2

-3.40

1-----------------13.6

A.這群氫原子自發(fā)躍遷時能輻射出4種不同頻率的光

B.這群氫原子從高能級向低能級躍遷時可能輻射出/射線

C.氫原子從〃=5能級向〃=1能級躍遷過程中發(fā)出的光為可見光

D.這群氫原子自發(fā)躍遷時能輻射出3種不同頻率的可見光

題組04振動與波

【提分秘籍】

一.機(jī)械振動

1.簡諧運動的五個特征

受力特征回復(fù)力：F=~kx,尸(或㈤的大小與x的大小成正比，方向相反

(1)運動學(xué)表達(dá)式：x—Asin(a>t+(po)o

運動特征(2)靠近平衡位置時，a、F、x都減小，v增大；遠(yuǎn)離平衡位置時，a、

F、x都增大，v減小

(1)振幅越大，能量越大。

能量特征

(2)在運動過程中，系統(tǒng)的動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒

質(zhì)點的位移、回復(fù)力、加速度和速度隨時間做周期性變化，變化周期

就是簡諧運動的周期T-,動能和勢能也隨時間做周期性變化，其變化周

周期性特征

期為工

2

關(guān)于平衡位置O對稱的兩點，速度的大小、動能、勢能相等，相對平

對稱性特征

衡位置的位移大小相等

2.單擺

⑴單擺周期公式7=2兀-

①g為當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋诘厍蛏喜煌恢胓的取值不同，不同星球表面g值也不相同。

②單擺處于超重或失重狀態(tài)時等效重力加速度go=g±a。在近地軌道上運動的衛(wèi)星加速度。=g,為完全失

重，等效重力加速度go=O。

加廬

(2)①當(dāng)擺球在最高點時，戶向=—^-=0,FT=mgcos9o

②當(dāng)擺球在最低點時，F(xiàn)向=---,F向最大,

二.機(jī)械波的特點及性質(zhì)

形成條件(1)波源；(2)傳播介質(zhì)，如空氣、水等

(1)機(jī)械波傳播的只是振動的形式和能量，質(zhì)點只在各自的平衡位置附近

做簡諧運動，并不隨波遷移

傳播特點(2)介質(zhì)中各質(zhì)點振動周期和頻率都與波源的振動周期和頻率相同

(3)一個周期內(nèi)，質(zhì)點完成一次全振動，通過的路程為44位移為零

(4)一個周期內(nèi)，波向前傳播一個波長

ty。

波的圖像及各量

關(guān)系

尸爐

(1)兩個振動情況相同的波源形成的波，振動加強的條件為Ax=加(〃=

波的疊加0,1,2,...),振動減弱的條件為Ax=(2〃+1)尹=0,1,2,...)

(2)振動加強點的位移隨時間而改變，振幅為兩波振幅的和AI+A2

波的多解問題由于波的周期性、波傳播方向的雙向性，波的傳播易出現(xiàn)多解問題

【典例剖析】

【例4-1](2025屆廣西壯族自治區(qū)貴港市高三上學(xué)期12月模擬考試物理試題)如圖所示，豎直懸掛的彈

簧振子向下振動過程中依次通過相距乙的/、8兩點(圖中未畫出)。已知振子在N點的位移大小等于振幅,

在8點位移大小是在/點的色倍，振子經(jīng)過N點時開始計時，/時刻第二次經(jīng)過8點，該振動的振幅和周

2

期可能是()

A.^2—y[2^L,—tB.^2—V2jz,—Z

C.（2+V2）L,1fD.（2+V2）Z,8?

【例4-2】如圖甲為某簡諧機(jī)械橫波在t=0時刻波的圖像，乙圖為波的傳播方向上某質(zhì)點的振動圖像。下列

說法正確的是()

A.該波一定沿x軸正方向傳播

B.該波的波速是10m/s

C.若乙是質(zhì)點。的振動圖像，則0~0.15s時間內(nèi)，質(zhì)點。運動的路程為1.5m

D.若乙是質(zhì)點尸的振動圖像，貝卜=0.15s時刻，質(zhì)點。的坐標(biāo)為（-0.4m,0m）

【例4-3】如圖所示，實線是一列簡諧橫波在f=O時的波形圖，虛線是這列波在f=ls時的波形圖。下列判

斷正確的是（）

A.x=O處的質(zhì)點，在f=ls時的位移為-5cm

B.若波沿x軸正方向傳播，波速可能為3m/s

C.若波沿x軸負(fù)方向傳播，波速可能為llm/s

D.若波沿x軸負(fù)方向傳播，x=0處的質(zhì)點在f=2s時位于波峰

【變式演練】

【變式4-1】如圖所示，一個質(zhì)量為〃的物塊A放置在水平地面上，一個勁度系數(shù)為人的輕彈簧豎直放置,

下端與物塊A連接，上端與質(zhì)量為加的物塊B連接，將物塊B從彈簧原長位置靜止釋放，不計阻力，下列

說法正確的是（）

A

///////////////////////

A.物塊A對地面的最大壓力為（M+2m）gB.彈簧的壓縮量為等時，物塊B的速度為0

k

C.物塊A對地面的最小壓力為（M+"?）gD.彈簧的最大壓縮量大于半

k

【變式4-2］.（24-25高三上?遼寧沈陽?期中）一列簡諧機(jī)械橫波沿x軸傳播，其在f=gs時的波形圖如圖a

A.該列波沿x軸負(fù)方向傳播

B.該列波的波速是0.18m/s

C.在t=時，質(zhì)點0的位移為41A

32

D.質(zhì)點尸的平衡位置的坐標(biāo)x=2cm

【變式4-3］（2024?山西?一模）如圖所示，在x軸上有/、B、C、。四個點，其間距已在圖中標(biāo)注?，F(xiàn)有一

周期為7、波長為0.5m、沿x軸正方向傳播的橫波，當(dāng)仁0時波恰好傳到3點，貝卜=27時，CD段的波形

圖為（）

【變式4-4］如圖所示，介質(zhì)中有兩個相距6m的波源用和邑，兩波源的振動方向與紙面垂直，所形成的

機(jī)械波在紙面內(nèi)傳播，傳播速度均為0.25m/s。圖2是S/的振動圖像，圖3是邑的振動圖像。M點在用

和邑的連線上，與波源苗相距2.5m,N和&的連線與邑和邑的連線垂直，N點到用的距離為8m。下列

說法正確的是（）

S、Ms2

圖1

A.M是振動加強點

C.M和N的連線上必定有一振動加強點D.S/和邑振動步調(diào)相反,不能形成穩(wěn)定的干涉圖樣

【變式4-5】手持軟繩的一端。點在豎直方向上做簡諧運動，帶動繩上的其他質(zhì)點振動形成沿繩水平傳播的

簡諧波，?、。為繩上的兩點。，=0時O點由平衡位置出發(fā)開始振動，。時刻。點剛要開始振動，此時繩

上。。間形成如圖所示的波形（。點之后未畫出）。下列說法正確的是（）

A.。點的起振方向向上B.P點在向右運動

C.。時刻。點運動方向向上D.。時刻P點剛好完成1次全振動

【變式4-6】一列橫波在某介質(zhì)中沿x軸傳播，l=0.75s時的波形圖如圖甲所示，x=L5m處的質(zhì)點尸的振動

圖像如圖乙所示，則下列說法正確的是（）

A.波沿x軸負(fù)向傳播

B.如果以圖甲中質(zhì)點工和N為相干波源，使質(zhì)點上和N按圖甲的振動規(guī)律振動，則距離波源上和N距

離相等的點為振動加強點

C.該波源激起的波在傳播途中遇到一個直徑為2m的球，能夠發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象

D.從圖甲時刻開始再經(jīng)過"4.25s,質(zhì)點P通過的路程約為174cm

【變式4-7].（2024?湖北?模擬預(yù)測）如圖（。）所示，握住軟繩的一端周期性上下抖動，在繩上激發(fā)了一列簡

諧波。圖S）是該簡諧橫波在傳播方向上相距5m的兩個質(zhì)點的振動圖像，則波的傳播速度可能為（）

圖⑹圖(b)

B—m/s

A.5m/sC.0.5m/sD.—m/s

613

03高考練場

1.（2024?重慶?高考真題）某救生手環(huán)主要由高壓氣罐密閉。氣囊內(nèi)視為理想氣體。密閉氣囊與人一起上浮

的過程中。若氣囊內(nèi)氣體溫度不變，體積增大，則（）

A.外界對氣囊內(nèi)氣體做正功B.氣囊內(nèi)氣體壓強增大

C.氣囊內(nèi)氣體內(nèi)能增大D.氣囊內(nèi)氣體從外界吸熱

2.（2024?海南?高考真題）用鋁制易拉罐制作溫度計，一透明薄吸管里有一段油柱（長度不計）粗細(xì)均勻,

吸管與罐密封性良好，罐內(nèi)氣體可視為理想氣體，已知罐體積為330cm，薄吸管底面積0.5cm2,罐外吸管

總長度為20cm,當(dāng)溫度為27T時，油柱離罐口10cm,不考慮大氣壓強變化，下列說法正確的是（）

A.若在吸管上標(biāo)注等差溫度值，則刻度左密右疏

B.該裝置所測溫度不高于31.5K

C.該裝置所測溫度不低于23.5冤

D.其他條件不變，緩慢把吸管拉出來一點，則油柱離罐口距離增大

3.（2024?北京?高考真題）一個氣泡從恒溫水槽的底部緩慢上浮，將氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體，且氣體分

子個數(shù)不變，外界大氣壓不變。在上浮過程中氣泡內(nèi)氣體（）

A.內(nèi)能變大B.壓強變大C.體積不變D.從水中吸熱

4.（2024?山東?高考真題）一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷如圖所示的循環(huán)過程，“36過程是等壓過程，6玲c過程中

氣體與外界無熱量交換，。玲。過程是等溫過程。下列說法正確的是（）

A.。玲6過程，氣體從外界吸收的熱量全部用于對外做功

B.6玲c過程，氣體對外做功，內(nèi)能增加

C.。玲6好c過程，氣體從外界吸收的熱量全部用于對外做功

D.6過程，氣體從外界吸收的熱量等于c玲。過程放出的熱量

5.（2024?貴州?高考真題）一種測量液體折射率的V形容器，由兩塊材質(zhì)相同的直角棱鏡粘合，并封閉其前

后兩端制作而成。容器中盛有某種液體，一激光束從左邊棱鏡水平射入，通過液體后從右邊棱鏡射出，其

光路如圖所示。設(shè)棱鏡和液體的折射率分別為n,光在棱鏡和液體中的傳播速度分別為%、v,則（）

v>v

A.n<n0,v>v0B.n<n0,v<v0C.n>n。'oD.n>n0,v<vQ

6.（2024?重慶?高考真題）某同學(xué)設(shè)計了一種測量液體折射率的方案。容器過中心軸線的剖面圖如圖所示,

其寬度為16cm,讓單色光在此剖面內(nèi)從空氣入射到液體表面的中心。調(diào)整入射角，當(dāng)反射光與折射光垂直

時，測出豎直器壁上的反射光點與液體表面的距離兒就能得到液體的折射率〃。忽略氣壁厚度，由該方案

A.若〃=4cm,貝B.若力=6cm,貝!

53

C.若"=—,則人=10cmD.若附=、，則〃=5cm

42

7.（2024,海南?高考真題）一正三角形。P。玻璃磚，某束光線垂直于OP射入，恰好在尸0界面發(fā)生全反射,

則玻璃磚的折射率（）

,Q

A.V2B.V3C.詈D.2

8.（2024,浙江?高考真題）玻爾氫原子電子軌道示意圖如圖所示，處于"=3能級的原子向低能級躍遷，會產(chǎn)

生三種頻率為6、匕2、。的光，下標(biāo)數(shù)字表示相應(yīng)的能級。已知普朗克常量為九光速為C。正確的是

()

A.頻率為％的光，其動量為與冷

B.頻率為。和弓的兩種光分別射入同一光電效應(yīng)裝量，均產(chǎn)生光電子，其最大初動能之差為加32

C.頻率為嗎和物的兩種光分別射入雙縫間距為4,雙縫到屏的距離為工的干涉裝置，產(chǎn)生的干涉條紋

間距之差為4土。

力，32

D.若原子”=3躍遷至〃=4能級，入射光的頻率匕4＞與泠

n

9.（2024?浙江?高考真題）發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為；He+：Be-X+；n，"玉兔二號"巡視器的核電池中杯238

的衰變方程為型意Puf2普u+Y,下列正確的是（）

A.核反應(yīng)方程中的X為1C

B.衰變方程中的Y為汨e

C.中子;n的質(zhì)量數(shù)為零

D.杯238的衰變吸收能量

10.（2024?海南?高考真題）利用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)，閉合單刀雙擲開關(guān)耳，用頻率為匕的光照

射光電管，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表的示數(shù)剛好為0,此時電壓表的示數(shù)為■，已知電子電荷量為e,普

朗克常量為打，下列說法正確的是（）

A.其他條件不變，增大光強，電壓表示數(shù)增大

B.改用比匕更大頻率的光照射，調(diào)整電流表的示數(shù)為零，此時電壓表示數(shù)仍為■

C.其他條件不變，使開關(guān)接S2,電流表示數(shù)仍為零

D.光電管陰極材料的截止頻率匕=匕-學(xué)