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1、2020高考物理热点分析与预测专题10热学、光学、原子物理 一、2020大纲解读本专题高考考查的知识点共35个。其中涉及30个级要求知识点，5个级要求知识点，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,要求知识点出现的概率比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
2、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：物体是由大量分子组成的（分子直径的数量级为1010m），物体里的分子永不停息地做无规则运动。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。球体模型：，若分子直径为d，则1个分子的体积：正方体模型：若正立方体的边长L，则一个分子的体积就是。友情提醒：对气体来说
3、，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：注意：外界对系统做功，取正；系统对外界做功， 取负系统从外界吸热，取正；系统向外界散热， 取负系统内能增加，取正；系统内能减少，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；在自发状态，热量不可能从低温物体传给高温物体受到外来干扰（引起其他变化）的情况下，热量可以从低温物
4、体传递给高温物体的，例如正常工作的电冰箱；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
5、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
6、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。在不均匀的介质传播时，光线会发生弯折。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。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
7、，不改变光束的性质。2.光的折射与全反射光的折射定律：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：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。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
8、。3.光的本性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。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。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；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
9、现象；光的偏振：光在某一方向上振动最强，说明光是横波。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、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。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，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(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；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；光电
10、子的发射具有瞬时性；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。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.原子的核式结构粒子散射实验观察到的实验现象：绝大多数粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向运动；极少数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原子核的衰变 ：衰变和衰变。衰变：衰变：和衰变次数的确定：先由质量数守恒确定衰变的次数，再由核电
11、荷数确定衰变的次数。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。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：“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。“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。“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
12、。4.核能爱因斯坦技能方程：；核能的计算：若以千克为单位，则；若以原子的质量单位u为单位，则；核能的获取途径：重核的裂变，如：；轻核的聚变，如： 。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：（2020年全国卷）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
13、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，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
14、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
15、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，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.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.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.单位时间内逸出的光电子数与入射光的强度成正比.例4：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
