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1、热学、光的本性和原子物理1. 考点分析：热学是高考必考内容，分子动理论、热和功基本上每年一个考题；光的本性和原子物理也是高考必考内容，重点考查近现代物理的基本知识。2. 考查类型说明：多以选择题为主，主要考查基础知识的识记和理解。3. 考查趋势预测：纵观近几年高考试题，热学是高考的热门考点，命题热点集中在分子动理论、内能和功以及热力学第一定律，如 2007 年全国理综卷ii第 14 题、2007 年重庆理综卷第21 题、2007 年四川理综卷第14 题、 2007 年江苏单科物理第11 题均考查了热力学第一定律。光的本性和原子物理部分也是高考的热门考点，光的本性命题主要集中在光的波动性、粒子性
2、等知识的考查，以及对近现代物理光学的初步理论，以及建立这些理论的实验基础和一些重要的物理现象的考查；而原子物理命题主要集中在卢瑟福的核式结构学说和波尔理论以及原子核的组成和核能上，考查的难度不大，但是考查的细节多。如2007 年全国理综卷i 第19 题、2007 年全国理综卷ii第 19 题、2007 年重庆理综卷第14 题、2007 年江苏单科物理第4 题、 2007 年广东物理第2 题均考查了能级跃迁。2008 年北京理综卷第14 题、 2008 年天津理综卷第18 题均考查了光电效应。预测2009 年高考仍然考查本板块的主体知识，但是涉及的知识点较多。【知识储备】内容说明能级要求分子动理
3、论、阿伏伽德罗常量、分子作用力布朗运动是微粒的运动分子的动能、分子的势能与物体的内能温度是大量分子平均动能的标志，与物质的种类无关热力学第一、二定律熟练运用气体的状态参量及其微观理解理解压强的微观含义光的干涉、衍射、偏振现象掌握双缝干涉的条纹间距与波长的关系光谱和光谱分析光电效应、光子、爱因斯坦光电效应方程注意极限频率与光学相结合光的波粒二象性、激光的特性及应用原子的核式结构粒子散射实验现象需理解玻尔理论重视光子的发射和吸收涉及的能量计算原子核的组成、天然放射现象原子核的人工转变、放射性同位素及其应用核反应方程是高考的热点放射性污染和防护核能、质量亏损，爱因斯坦的质能方程1分子动理论（1）物质
4、是由大量分子组成的分子体积很小，它的直径数量级是m 。油膜法测分子直径，v 是油滴体积， s 是水面上形成的单分子油膜的面积。分子质量很小，一般分子质量的数量级是kg。分子间有空隙。物体能被压缩、酒精和水混和后总体积小于混和前两体积之和，都表明分子间有空隙。阿伏加德罗常数：1 摩尔的任何物质含有的微粒数相同，这个数的测量值=6.02 。（2）分子永不停息地做无规则热运动扩散现象：相互接触的物体互相进入对方的现象，温度越高，扩散越快。布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体（或气体）中的微小颗粒的无规则运动，颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越激烈。布朗运动是液体分子永不停息地做无规则热动动的反映
5、，是液体分子对微小颗粒撞击作用的不平衡造成的。（3）分子间存在着相互作用力分子间同时存在相互作用的引力和斥力。分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，随分子距离的减小而增大，但斥力比引力变化更快。当分子间距离时（约几个埃，1 埃=米） ， ,分子力 f=0 。当分子间距离时, ,分子力 f 表现为斥力。当分子间距离时, ,分子力 f 表现为斥力。当分子间距离时, 、f 斥速度减为零 , 分子力可以忽略不计，即f=0 。2. 热和功（1）分子动能：温度是物体分子平均动能的标志。温度是大量分子的平均动能的标志，对个别分子来讲是无意义的；温度相同的不同种类的物质，它们分子的平均动能相同，但由于
6、不同种类物质的分子质量不等，所以，它们分子的平均速度率不同；分子的平均动能与物体运动的速度无关。（2）分子势能：微观与分子间的距离有关，宏观与物体的体积有关。选取分子间距离为无穷远处分子势能为零，则分子势能与分子间距离的关系如图所示。分子力做正功，分子势能减少；克服分子力做功，分子势能增加。当 r 时，分子力表现为引力，随着r 的增大，分子引力做负功，分子势能增加；当r 时，分子力表现为斥力，随着 r 的减小， 分子斥力做负功，分子势能增加； r=时，分子势能最小， 但不为零， 为负值，因为选两分子相距无穷远时的分子势能为零。（3）物体的内能物体内所有分子的动能与势能的总和即为物体的内能。由于
7、分子的动能与温度有关，分子势能与体积有关，所以一定质量的某种物质的内能由物体的温度和体积共同决定的。内能改变的两种方式：做功和热传递。做功是其他形式的能与内能相互转化的过程；热传递是物体间内能的转移过程。做功与热传递在改变物体内能上是等效的，但在能量的转化或转移上有本质的区别。3. 热力学定律（1）热力学第一定律在一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，那么，外界对物体所做的功 w加上物体从外界吸收的热量q 等于物体内能的增加，即：=q+w 。应用热力学第一定律时，必须掌握好它的符号法则。a. 功： w0，表示外界对系统做功；w0，表示系统对外界做功。b. 热量： q0，表示系统
8、吸热；q0，表示系统放热。c. 内能增量： 0，表示内能增加；0，表示内能减少。(2) 热力学第二定律表述一（按照传导方向）：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。表述二 （按照机械能与内能转化方向）：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。实质：热现象的宏观过程都具有方向性。4. 气体（1）状态参量气体温度（1）温度：从宏观上看，表示物体的冷热程度；从微观上看，是物体内大量分子平均动能的标志，它反映了气体分子无规则的激烈程度。（2）温标： 指温度的数值表示法。常用温标有摄氏温标和热力学温标两种，所对应的温度叫摄氏温度和热力学温度（绝对温度）。两种温度的
9、区别与联系如下表：摄氏温度热力学温度表示符号t t 单位摄氏度（）开尔文，简称开（k）是七个基本单位之一0 度的规定规定一标准大气压下；冰水混合物的温度为，水的沸点为100规定 -273.15 为绝对零度，记为0k，实际计算时零度不可达到只可无限接近，是低温的极限1 度的划分将水的冰点0和沸点100之间划分成100 等份，每1 等份叫 1将水的冰点273.15k 和沸点 373.15k 之间划分成100 等份，每1 等份叫 1k 联 系t=273+t t=t-273 t= t （2）气体体积：由于气体分子间的平均距离是分子直径的10 倍以上，分子间的相互作用力可以认为是零，因而极易流动和扩散，
10、总是要充满整个容器，故气体的体积等于盛气体的容器的容积。（3）气体压强： 大量气体频繁碰撞器壁的结果。气体分子的平均速率越大，碰撞的频繁程度就越大，碰撞的作用力就越大；气体分子的密度越大，碰撞的频繁程度也越大，所以气体的压强与气体分子热运动的剧烈程度有关，也就是与气体的温度有关，同时还与单位体积中分子的数目有关，对一定质量的气体来说压强与气体的体积有关。5. 气体状态参量间的关系及微观解释（1）气体的压强、体积、温度间的关系a. 气体的压强跟它的体积有关系，体积减小时，压强增大；体积增大时，压强减小。（温度一定时，）。b. 气体的压强跟温度有关系，温度升高时压强增大，温度降低时压强减小，（体积
11、一定时，pt ） 。c. 气体的体积跟温度有关系。温度升高，体积增大；温度降低时体积减小。（压强一定时，pt ） 。d. 一定质量的气体，在状态变化过程中，其状态参量p、v、t 三者间的关系符合，或。(2) 对气体状态参量间关系的微观解释a. 对气体压强和体积关系的解释：一定质量的气体，温度保持不变时，体积减小，分子的密集程度增大，气体的压强就增大。b. 对气体压强跟温度的关系的解释：一定质量的气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变。在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强就增大。c. 对气体体积跟温度的关系的解释：一定质量的气体，温度升高时，分子的平均动能增大。要保持压
12、强不变，只有使气体的体积增大，使分子的密集程度减小。6. 光本性学说发展史（1）17 世纪是牛顿支持的微粒说和惠更斯提出的波动说；（2）光的干涉实验推动了光的波动说的发展；（3）麦克斯韦的光的电磁说，把光的波动说发展到一个新的高峰；（4）光电效应实验、 爱因斯坦光量子假说使人们在新的层次上认识到了光的粒子性，现在人们公认光具有波粒二象性。7. 光的波动性光的干涉现象和衍射现象是光具有波动性的实验证明。（1）光的干涉，需要掌握以下几点：产生光的干涉条件：两个振动情况总是相同的波源叫相干波源，只有相干波源发出的光互相叠加， 才能产生干涉现象，在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹。托马斯 ?杨巧妙地用双缝
13、把一束光分解成两束相干光，成功地完成了光的干涉实验。光的干涉图样a用白光进行干涉实验，屏中央是白光亮纹，两侧是彩色干涉条文；b用单色光进行干涉实验，屏上是等间距、明暗相间的条纹，条纹间距与色光的波长有关，波长越长间距越大，条纹越宽。明、暗条纹的解释双缝干涉实验中，光屏上某点到相干光源、的路程之差为光程差，记为。若光程差是波长 的整倍数，即（ n=0，1，2，3.）p 点将出现亮条纹；若光程差是半波长的奇数倍（n=0，1，2，3.）,p 点将出现暗条纹。薄膜干涉 : 由薄膜的前、 后表面反射的两列光波叠加而成，劈形薄膜干涉可产生平行相间的条纹。薄膜干涉有以下应用：a. 增透膜：透镜和棱镜表面的增
14、透膜的厚度是入射光在薄膜中波长的。b. 检查平整程度：待检平面和标准平面之间的楔形空气薄膜，用单色光进行照射，入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波，形成干涉条纹，待检平面若是平的，空气膜厚度相同的各点就位于一条直线上，干涉条纹是平行的；反之，干涉条纹有弯曲现象。(2) 光的衍射 : 光在遇到障碍物时， 偏离直线传播方向而照射到阴影区域的现象叫做光的衍射。光发生明显衍射现象的条件当孔或障碍物的尺寸比光波波长小，或者跟波长差不多时，光才能发生明显的衍射现象衍射图样a. 单缝衍射：中央为亮条纹，向两侧有明暗相间的条纹，但间距和亮度不同。白光衍射时，中央仍为白光，最靠近中央的是紫光，最远离中央的是
15、红光。b. 圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环。c. 泊松亮斑：光照射到一个半径很小的圆板后，在圆板的阴影中心出现的亮斑，这是光能发生衍射的有力证据之一。8光的电磁说：麦克斯韦提出了光的电磁说，赫兹用实验验证了电磁说的正确性。（1）频率由小到大排列的电磁波谱：无线电波、 红外线、 可见光、 紫外线、 伦琴射线、 射线；（2）频率不同的电磁波有不同的作用效果，如红外线主要是热作用，射线穿透本领最强；（3）波长越长的电磁波波动性显著，如无线电波易于发生干涉、衍射等现象； 波长越短的电磁波粒子性突出，如紫外线易于使金属发生光电效应；（4）不同频率的电磁波产生的机理不同；波谱无线电波红外线可见光紫外线x
16、射线射线产生机理振荡电路中自由电子运动原子外层电子受激发原子内层电子受激发原子核受激发特性波动性强热效应引起视觉化学作用荧光效应杀菌贯穿作用强贯穿本领最强应用无线电技术加热摇感热照明摄影感光技术医用透视检查探测医用透视工业探伤医用治疗（5）光的波长、频率和光速的关系式为：。在真空中 , 不同色光的光速相同；在介质中，不同色光的光速不同。色光的颜色是由频率决定的。同一种色光在不同介质中传播时，颜色和频率均不变，而波速和波长却因介质不同而改变；（6） 光谱和光谱分析： 光谱分发射光谱和吸收光谱两类。发射光谱又分连续光谱和明线光谱。名称发射光谱吸收光谱连续谱线状谱（原子光谱）产生方法炽热的固体、液体和高压气体稀薄气体发光产生高温物体产生的白光通过低温物质的蒸气特点含连续分布的一切波长的光只含一些不连续的亮线在连续光谱的背景中出现某些暗线实例白炽灯、蜡烛的光谱霓虹灯、日光灯的光谱太阳光谱9. 光的偏振（1）偏振光： 在跟光传播方向垂直的平面内
