综合提能六 热、光、原、波为靶向的情境问题
考向1 波的干涉
(2020·新课标Ⅰ)一振动片以频率f做简谐振动时，固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上a、b两点，两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样．c是水面上的一点，a、b、c间的距离均为l，如图所示．已知除c点外，在ac连线上还有其他振幅极大的点，其中距c最近的点到c的距离为l.求：
(1) 波的波长．
(2) 波的传播速度．
答案：(1) l (2) fl
【解析】(1) 设与c点最近的振幅极大点为d，则
ad＝l－l
bd＝l
根据干涉加强点距离差的关系Δx＝x1－x2＝nλ
bd－ad＝l，所以波长为l
(2) 受迫振动的频率取决于振源的频率
由v＝λf知v＝fl
考向2 光的折射 光的全反射
(2021·广东卷)如图所示，一种光学传感器是通过接收器Q接收到光的强度变化而触发工作的．光从挡风玻璃内侧P点射向外侧M点再折射到空气中，测得入射角为α，折射角为β；光从P点射向外侧N点，刚好发生全反射并被Q接收，求光从玻璃射向空气时临界角θ的正弦值表达式．
答案：
【解析】根据光的折射定律有n＝
根据光的全反射规律有 sin θ＝
联立解得 sin θ＝
考向3 气体的等温变化 变质量问题
(2020·新课标Ⅰ)甲、乙两个储气罐储存有同种气体(可视为理想气体)．甲罐的容积为V，罐中气体的压强为p；乙罐的容积为2V，罐中气体的压强为p.现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去，两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变，调配后两罐中气体的压强相等．求调配后：
(1) 两罐中气体的压强．
(2) 甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比．
答案：(1) p (2)
【解析】(1) 气体发生等温变化，对甲、乙中的气体，可认为甲中原气体由体积V变成3V，乙中原气体体积由2V变成3V，则根据玻意尔定律分别有
pV＝p1·3V，p·2V＝p2·3V
则pV＋p·2 V＝(p1＋p2)×3V
则甲、乙中气体最终压强p′＝p1＋p2＝p
(2) 若调配后将甲气体再等温压缩到气体原来的压强p
则p′V＝pV′
计算可得V′＝V
质量之比
考向4 核反应方程
(2024·广东卷)我国正在建设的大科学装置——“强流重离子加速器”，其科学目标之一是探寻神秘的“119号”元素，科学家尝试使用核反应Y＋X＋n产生该元素．关于原子核Y和质量数A，下列说法中正确的是( C )
A． Y为，A＝299 B．Y为，A＝301
C．Y为，A＝295 D．Y为，A＝297
【解析】根据核反应方程Y＋X＋n，设Y的质子数为y，则有y＋95＝119＋0，可得y＝24，即Y为；根据质量数守恒，则有54＋243＝A＋2，可得A＝295，故选C.
一、振动和波的多解问题
(2025·佛山顺德区二模)(多选)如图甲所示，t＝0时，一列简谐横波从质点O(坐标原点)沿x轴正方向传播，实线和虚线分别为t1时刻和t2时刻的波形图，其中t2＞t1，P、Q分别是平衡位置为x1＝1.0 m和x2＝4.0 m的两质点．图乙为质点O的振动图像，下列说法中正确的是( ABC )
甲
乙
A．从t＝0到t＝0.9 s时间内，质点Q通过的路程是1.6 m
B．t2时刻Q的速度达到最小
C．质点Q的振动比质点P滞后0.075 s
D．t1到t2内，P、Q运动的路程相等
【解析】根据波动图像可知波长为λ＝8 m，根据振动图像可知周期T＝0.2 s，则波速为v＝ m/s＝40 m/s，波从原点传播到Q点用时t′1＝ s＝0.1 s，所以Q点振动的时间t′2＝0.9 s－t′1＝0.9 s－0.1 s＝0.8 s＝4T，质点Q通过的路程为s＝4×4A＝16×10 Cm＝160 Cm＝1.6 m，A正确；结合图甲虚线可知t2时刻Q处在波峰，其速度为零，最小，B正确；质点Q比质点P的振动滞后Δt＝ s＝0.075 s ，C正确；由题图可知t2－t1＝＋nT(n＝0，1，2，…)，t1时刻质点Q在平衡位置沿y轴正方向振动，t1到t2时间内，Q运动的路程可能是s1＝A＋4nA(n＝0，1，2，…)，t1时刻P振动方向沿y轴负方向，速度越来越大，在时间内的平均速度比Q大，路程大于振幅A，故P的路程为s′1＞A＋4nA(n＝0，1，2，…)，故P、Q路程不相等，D错误．
1．机械波多解问题的成因
成因 解题思路
质点振动方向的不确定性 质点振动两方向分别分析
传播方向的不确定性 波传播两方向分别分析
时间间隔Δt与周期T关系的不确定性 Δt＝(a＋n)T，(0＜a＜1，n＝0，1，2，…)
传播距离Δx与波长λ关系的不确定性 Δx＝(a＋n)λ，(0＜a＜1，n＝0，1，2，…)
2．解决波的多解问题的思路
一般采用从特殊到一般的思维方法，即找出一个周期内满足条件的关系Δt或Δx，若此关系为时间，则t＝nT＋Δt(n＝0，1，2，…)；若此关系为距离，则x＝nλ＋Δx(n＝0，1，2，…)．
二、光学综合问题
(2025·广州二中阶段测试)如图所示，一新款景观灯的灯柱主体是一个由透明材质做成的边长为a的正方体ABCD－A′B′－C′D′，其底面ABCD不透光．将一单色点光源置于此正方体的底面中心O点处时正方体的上表面A′B′C′D′刚好全部有光透出．不考虑光在正方体灯柱内部的反射．
(1) 求该种透明材质对此单色光的折射率n.
(2) 若将此点光源安装在正方体中心O′点处，求此正方体外表面有光透出的总面积S.
答案：(1) (2)
【解析】(1) 由几何关系可知，底面对角线的一半的长度L1＝
底面中心O点到上表面顶点的距离L2＝
点光源位于底面中心O点处时，正方体的上表面刚好全部有光透出，说明光线恰好在正方体上表面的顶点处发生全反射，则全反射的临界角C满足 sin C＝
又 sin C＝
解得n＝
(2) 将点光源安装在正方体中心O′点处时，设某侧面有光射出的区域为以该侧面中心为圆心，半径为r的圆形区域，则有 sin C＝
解得r＝
则正方体灯柱外表面有光透出的总面积S＝5πr2
解得S＝
解决光的折射与全反射综合问题的思路
1．根据题意画出第一次折射的光路图．
2．利用几何关系得出光路中的边、角关系，注意入射角、折射角均以法线为标准，得出光照射到第二个界面上时的入射角．
3．先求出全反射临界角，预判在第二个界面处是否发生全反射，如果发生全反射，则再次射到另一界面上，重复上面思路与操作，直至折射离开介质．
4．利用折射定律、折射率公式求解．
5．注意折射现象中光路的可逆性与对称性．
三、气体变质量问题
(2025·茂名一中月考)如图所示，爆米花机是一种对谷物进行膨化加工的装置，主体为一个金属罐体．在气体压强为p0的干燥环境下打开阀门向罐内放入干燥的谷物，谷物占罐内体积的，关闭阀门，将支撑轴和摇柄架设在火炉的支架上进行旋转加热，当罐内气体温度为T，压强为6p0时，打开阀门，因为外部压强突然变小，巨大的压强差使得谷物迅速膨胀，从而达到膨化的效果．已知所有温度为热力学温度，求：
(1) 从开始加热到时，罐内气体的压强．
(2) 打开阀门后，罐内气体迅速膨胀，谷物全部喷出．当罐内气体温度为时，罐内剩余气体质量与打开阀门前罐内气体质量之比．
答案：(1) 1.5p0 (2) 57.14%
【解析】(1) 对原有空气，根据查理定律有
可得p1＝1.5p0
(2) 设罐体的体积为V，由理想气体状态方程可得
解得V1＝V
则罐内剩余气体质量与打开阀门前罐内气体质量之比为×100%＝57.14%
1．处理方法：巧妙选择合适的研究对象“化变为定”，即把“变质量”问题转化为“定质量”的气体问题，然后利用气体实验定律或理想气体状态方程求解．
2．研究对象选择方法
(1) 充气问题：将充进容器内的气体和容器内的原有气体为研究对象．
(2) 抽气问题：把每次抽出的气体包含在气体变化的始末状态中．
(3) 灌气问题：把大容器中的气体和多个小容器中的气体作为一个整体来进行研究．
(4) 漏气问题：选容器内剩余气体和漏掉的气体为研究对象．
3．也可以利用pV＝nRT或＋…来处理有关变质量问题．
四、原子物理相关图像问题
(2025·深圳实验中学三模)在物理学中图像可以直观地反映物理量之间的关系，如图所示，图甲是光电管中光电流与电压关系图像，图乙是c、d两种金属遏止电压与入射光频率之间的关系图像，图丙是放射性元素氡的质量和初始时质量比值与时间之间的关系图像，图丁是原子核的比结合能与质量数之间关系图像，下列说法中正确的是( A )
甲
乙
丙
丁
A．图甲中，a光的频率大于b光的频率
B．图乙中，金属c的逸出功大于金属d的逸出功
C．图丙中，每过3.8天要衰变掉质量相同的氡
D．图丁中，质量数越大，比结合能越大
【解析】由图可知，a光的遏止电压大，根据eUC＝hν－W0，同一光电管逸出功相同，所以a光频率大，A正确；根据eUC＝hν－W0，有W0＝hν－eUC，当频率相等时，由于金属c遏止电压大，所以c的逸出功小，B错误；由图可知氡半衰期为3.8天，由于每次衰变后的氡质量均变成原来的一半，故每过3.8天要衰变掉质量不相同的氡，C错误；质量数大，比结合能不一定大，D错误．
为什么轻核聚变和重核裂变都会释放能量？
1．可以从原子核的比结合能与质量数之间的关系图像分析，铁的平均结合能最大，也就是核子结合成铁或铁附近的原子核时，每个核子平均放出的能量大．因此可知两个比铁轻的原子核结合时，或比铁重的重核分裂时，都要放出能量．
2．也可以根据核子的平均质量图分析，如图所示，由图中可以看出，铁原子核子的平均质量最小，如果原子序数较大的A裂变成B或C，或者原子序数较小的D和E结合成F核，都会有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程，都要放出能量．
配套热练
题组练
题组一 振动和波的多解问题
1．(2025·大湾区大联考)如图所示，一列简谐横波向右传播，A、B两质点的平衡位置相距0.4 m．当A质点运动到平衡位置上方最大位移处时，B质点刚好运动到平衡位置下方最大位移处，则这列波的波长可能是( A )
A．0.16 m B．0.20 m
C．0.24 m D．0.40 m
【解析】当A质点运动到平衡位置上方最大位移处时，B质点刚好运动到平衡位置下方最大位移处，考虑周期性，则波长λ满足0.4 m＝λ(n＝0，1，2，3，…)，解得波长λ＝ m(n＝0，1，2，3，…)，则当n＝2时，波长λ＝0.16 m．故选A.
2．(2025·陆丰三模)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t1＝0时刻的波形如图中实线所示，在t2＝0.4 s时的波形如图中虚线所示．下列说法中正确的是( D )
A． 在t2＝0.4 s时，平衡位置在x＝1 m处的M质点向上振动
B．这列波的波长为2 m
C．这列波的周期可能为0.8 s
D．这列波的传播速度可能为2.5 m/s
【解析】根据波形图结合“同侧法”可知，在t2＝0.4 s时，平衡位置在x＝1 m处的M质点向下振动，A错误；由图可知，这列波的波长为4 m，B错误；由图可知nT＋＝Δt＝0.4 s(n＝0，1，2，3，…)，解得T＝ s(n＝0，1，2，3，…)，可知这列波的周期不可能为0.8 s，C错误；若n＝0，则T＝1.6 s，则此时这列波的传播速度为v＝＝2.5 m/s，D正确．
3．(2025·东莞六校联考)中医的悬丝诊脉中，悬的是“丝”，“诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动，即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急．如图甲所示，假设“丝”上有A、B、C三个质点，坐标分别为xA＝0、xB＝0.4 m、xC＝1.4 m．t＝0时刻，脉搏搭上丝线图中的质点A，质点A开始振动，其振动图像如图乙所示，产生的机械波沿丝线向x轴正方向传播，A、B两质点运动的方向始终相反，波长大于0.6 m.关于该机械波，下列说法中正确的是( AC )
甲
乙
A．波长为0.8 m
B．质点C的起振方向沿y轴正方向
C．在t＝1 s时刻，质点B位于平衡位置
D．若将丝线的另一端搭在另一个人的脉搏上，则丝线中两列波相遇时一定发生干涉现象
【解析】A、B两质点运动的方向始终相反，可知A、B两质点间的距离为xB＝nλ＋(n＝0，1，2，3，…)，由于波长大于0.6 m，故λ＝0.8 m，A正确；由图乙可知，振源的起振方向沿y轴负方向，则所有质点的起振方向均沿y轴负方向，则质点C的起振方向沿y轴负方向，B错误；由图乙可知，在t＝1 s时刻，质点A位于平衡位置，振动方向沿y轴负方向，依题意，A、B两质点运动的方向始终相反，则该时刻质点B位于平衡位置，振动方向沿y轴正方向，C正确；若将丝线的另一端搭在另一个人的脉搏上，二人脉搏的频率大小关系不明，所以丝线中两列波相遇时不一定发生干涉现象，D错误．
题组二 光学综合问题
4．(2025·佛山教学质量检测二)如图所示，水平面上放置有长方形水槽，其底面镀有反射银镜，槽内装有一定高度的水，水槽上方平行水面放置一白色光屏，一束白光以一定角度射向液面，从液面折射出来的光打到光屏上形成一彩色光带，最左端的为a光，最右端为b光．已知在水中紫光的折射率大于红光的折射率，下列说法中正确的是( AC )
A．a光是紫光，b光是红光
B．在水中传播时，a光的速度比b光快
C．从液面折射出来的a光和b光平行射向光屏
D．若增加水的深度，彩色光带的宽度变窄
【解析】根据题意，作出光路图，如图甲所示，由图可知，a光在水面O点发生折射时折射角较小，根据折射定律可知，a光的折射率较大，所以a光是紫光，b光是红光，A正确；根据v＝可知，a光的折射率较大，则在水中传播时，a光的速度比b光慢，B错误；根据光路的可逆性可知，从液面折射出来的a光和b光平行射向光屏，C正确；如图乙所示，若增加水的深度，彩色光带的宽度不变，D错误．
甲
乙
5．(2025·广州三模)某光学组件横截面如图所示，半圆形玻璃砖圆心为O点，半径为R；直角三棱镜FG边的延长线过O点，EG边平行于AB边且长度等于R，∠FEG＝30°.横截面所在平面内，单色光线以θ角入射到EF边发生折射，折射光线垂直EG边射出．已知玻璃砖和三棱镜对该单色光的折射率均为.
(1) 求sin θ.
(2) 以θ角入射的单色光线，若第一次到达半圆弧AMB可以发生全反射，求光线在EF上入射点D(图中未标出)到E点距离的范围．
答案：(1) (2) 0＜DE≤R
【解析】(1) 由几何关系知光线在D点折射角为30°，由折射定律得n＝
解得sin θ＝
(2) 全反射的临界角C满足sin C＝
解得C＝45°，如图所示
若要求光线在Q处发生全反射，则∠OQP≥45°
由几何关系可知OP≥R，故而DF≥R
光线在EF上入射点D到E的距离范围为0＜DE≤R
题组三 气体变质量问题
6．(2025·佛山禅城区统一调研)佛山陶瓷名扬天下，如图所示为某陶瓷窑结构的示意图．某次烧制前，封闭在窑内的气体压强为p0＝1.0×105 Pa，温度为室温t0＝27 ℃.烧制时为避免窑内气压过高，窑上有一个单向排气阀，已知当窑内气体温度为t1＝327 ℃时，单向排气阀开始排气，此后窑内气体压强保持不变，温度逐渐升高至烧制温度t2＝1 227 ℃.气体可视为理想气体．求：
(1) 排气阀开始排气时窑内气体的压强p1.
(2) 本次烧制排出的气体占原有气体质量的比例．
答案：(1) 2.0×105 Pa (2) 3∶5
【解析】(1) 由题意可知，排气阀开始排气前，气体体积不变
初状态时p0＝1.0×105 Pa
温度为T0＝(273＋27) K＝300 K
末状态时压强为p1，温度为T1＝(273＋327) K＝600 K
对气体，由查理定律可得
解得排气阀开始排气时窑内气体的压强为
p1＝×1.0×105 Pa＝2×105 Pa
(2) 排出气体后，气体发生等压变化
由盖－吕萨克定律可得
解得V2＝V1
则排出的气体的体积为ΔV＝V2－V1＝V1
则排出的气体占原有气体的质量比为
7．(2025·珠海实验中学模拟)夏天天气炎热，为了防止爆胎，给汽车轮胎充气时，胎压不宜过大．某型号轮胎的容积V＝0.15 m3，标准胎压p1＝2.4×105 Pa，最大承受胎压p2＝3.7×105 Pa.用气筒给轮胎充气，每次可将压强为p0＝1.0×105 Pa、体积为V0＝0.01 m3的空气压入轮胎，充气过程中忽略气体温度及轮胎容积的变化．室内温度为27 ℃，汽车在炎热高速公路行驶时，轮胎内气温达到87 ℃.现在室温条件下，用该气筒将原来没有空气的轮胎充气至标准胎压．求：
(1) 需要充气的次数n.
(2) 高速路行驶时的胎压p3.
(3) 为了在高速路上不爆胎，最多充气次数n′.
答案：(1) 36次 (2) 2.88×105 Pa (3) 46次
【解析】(1) 充气过程为等温变化，故有p0·nV0＝p1V
代入数据解得n＝36
(2) 从室温到高速路，轮胎内气体经历等容过程，故有
其中T0＝(27＋273) K＝300 K，T＝(87＋273) K＝360 K，代入数据解得p3＝2.88×105 Pa
(3) 根据理想气体状态方程可得
代入数据解得n′＝46.25
即最多充气次数为46次
题组四 原子物理相关图像问题
8．(2025·广州二中)关于下列四幅图的说法中正确的是( B )
甲
乙
丙
丁
A．图甲中A处能观察到大量的闪光点，B处能看到较多的闪光点，C处观察不到闪光点
B．图乙中1为α射线，它的电离作用很强可消除静电
C．图丙中处于基态的氢原子能吸收能量为10.4 eV的光子而发生跃迁
D．图丁中用弧光灯照射原来就带电的锌板时，发现验电器的张角变大，说明锌板原来带负电
【解析】图甲中A处能观察到大量的闪光点，B处能看到较多的闪光点，在C处也可以观察到很少的闪光点，A错误；根据左手定则可知，1带正电，为α射线，α射线的电离作用很强，可消除静电，B正确；吸收光子能量发生跃迁，吸收的光子能量需等于两能级间的能级差，从基态氢原子发生跃迁到n＝2能级，需要吸收的能量最小，吸收的能量为－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV，即受10.2 eV光子照射，可以从基态氢原子发生跃迁到n＝2能级，10.4 eV的光子不能被吸收，不能发生跃迁，C错误；图中用弧光灯照射锌板，锌板上的电子逸出，锌板带上正电，发现验电器的张角变大，说明原来就带正电，D错误．
9．(2025·清远三中集团期中)(多选)下列关于来自课本的四幅插图的描述符合事实的是( AC )
甲
乙
丙
丁
A．如图甲所示为应变片测力原理图，当自由端施力F变大时，上表面应变片的电阻也变大
B．如图乙为某分子在0 ℃的速率分布图像，当温度升高时各速率区间分子数占总分子数的百分比都将增加
C．如图丙为方解石的双折射现象，该现象说明方解石晶体具有各向异性
D．如图丁为核反应堆的原理图，其中镉棒的作用是将裂变过程中的快中子变成慢中子
【解析】当应变片在其弹性极限内受外力拉伸时，其不会被拉断或产生永久变形而会变窄变长，这种形变导致了其端电阻变大．相反，当一个导体被压缩后会变宽变短，这种形变导致了其端电阻变小，A正确；当温度升高时，平均分子速率变大，但不会是各速率区间分子数占总分子数的百分比都增加，B错误；双折射是光束入射到各向异性的晶体，分解为两束光而沿不同方向折射的现象，方解石的双折射现象，说明方解石晶体具有各向异性，C正确；图丁中镉棒的作用是吸收中子，从而影响链式反应速度，D错误．
增强练
1．(2025·茂名5月联考)在“测定介质折射率”的实验中，某小组利用如图所示装置，采用如下实验步骤进行实验：
(1) 取一个不透明的圆形薄板，用刻度尺测量其直径为d.
(2) 在薄板的圆心处竖直插上一根大头针，让薄板浮在液面上．
(3) 调整大头针插入薄板的深度，使它在液体里的长度为h时，从液面上方的各个方向都恰好__看不到大头针的尖端__.
(4) 所测液体的折射率n＝____(不计薄板厚度，用符号d和h表示)．
【解析】(3) 调整大头针插入薄板的深度，使它在液体里的长度为h时，从液面上方的各个方向都恰好看不到大头针的尖端．此时薄板边缘的光线恰好发生全反射．
(4) 根据全反射临界角公式可得sin C＝
根据几何关系可得sin C＝
联立解得所测液体的折射率为n＝
2．(2025·汕头一模)
(1) “探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中(如图甲所示), OC方向弹簧测力计的读数为__1.90__ N.
甲
(2) 用如图乙所示的实验装置验证牛顿第二定律．滑块受到的合力为F，完全相同的遮光板1、2挡光时间分别为t1、t2，以____(用题中已知字母表示)为纵轴、以F为横轴描点作图，当所作图像为过原点的一条倾斜直线时，说明质量一定时，加速度与合力成正比．
乙
【解析】(1) 图中测力计的最小分度值为0.1 N，需要估读一位，可读出图中所示刻度读数为1.90 N.
(2) 设遮光板宽度为d，遮光板1、2之间的距离为L.1、2挡光时间分别为t1、t2，则遮光板通过的速度大小依次为v1＝ ，且2aL＝，根据牛顿第二定律有F＝ma，联立可得F＝m，整理得·F，以F为横轴，为纵轴描点作图，当所作图像为过原点的一条倾斜直线时，说明质量一定时，加速度与合力成正比．
3．(2025·深圳红岭教育集团统考)物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析、实验误差等．
(1) 实验操作．某同学利用图甲所示电路研究电磁感应现象．在图示状态闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转．那么在闭合开关后，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，灵敏电流计指针将向__右__(填“左”或“右”)偏转．
甲
(2) 数据分析．在双缝干涉实验中，用红色激光照射双缝，在屏幕上形成双缝干涉图样．将测量头的分划板中心刻线与A亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数x1＝2.331 mm，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与B亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数x6＝__15.375__mm；已知双缝间距d＝0.3 mm，双缝到屏的距离l＝1.2 m，可得所测光的波长为__6.5×10－7__m.(保留两位有效数字)
乙
丙
(3) 实验方法．某同学在做用单摆测定重力加速度的实验后发现在测量摆长时忘了加上摆球的半径，则该同学作出的T2－L图像为图丙(OM为正确的图线)中的__B__.
A．虚线①，不平行于OM
B．虚线②，平行于OM
C．虚线③，平行于OM
D．虚线④，不平行于OM
(4) 误差分析．某同学在“测量玻璃的折射率”实验中，为了防止笔尖碰到玻璃砖面而损伤玻璃砖，该同学画出的玻璃砖界面aa′、bb′如图丁所示．若其他操作正确，请通过作图和必要的文字说明玻璃砖折射率的测量值比真实值偏大、偏小还是不变．
丁
答案：见解析
【解析】(1) 合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转，可知线圈B的磁通量增加时，灵敏电流计的指针向左偏转；在闭合开关后，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路电阻增大，线圈A中电流减小，线圈B的磁通量减小，则灵敏电流计指针将向右偏转．
(2) 图乙中手轮上的示数为x6＝15 mm＋37.5×0.01 mm＝15.375 mm.根据双缝干涉相邻条纹间距公式Δx＝λ，又Δx＝，联立可得λ＝ m≈6.5×10－7 m.
(3) 若L为单摆的实际摆长，则有T＝2π，可知T2＝，某同学在做用单摆测定重力加速度的实验后发现在测量摆长时忘了加上摆球的半径，设小球半径为r，根据单摆周期公式可得T＝，可得T2＝，可知该同学作出的T2－L图像为虚线②，平行于OM.故选B.
(4) 根据实验步骤，画出光路如图所示，由图可知，实际的入射角i和测量的入射角i未发生变化，但测量的折射角r′比实际的折射角r大，根据n测＝，n实＝，可得n测＜n实，则玻璃砖折射率的测量值比真实值偏小．
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共58张PPT)
专题五
粤考特色·综合提能六 热、光、原、波为靶向的情境问题
热学、光学、近代物理 振动与波
直面高考真题
考向1 波的干涉
1
考向2 光的折射 光的全反射
2
考向3 气体的等温变化 变质量问题
3
考向4 核反应方程
C
4
综合提升
一、振动和波的多解问题
(2025·佛山顺德区二模)(多选)如图甲所示，t＝0时，一列简谐横波从质点O(坐标原点)沿x轴正方向传播，实线和虚线分别为t1时刻和t2时刻的波形图，其中t2＞t1，P、Q分别是平衡位置为x1＝1.0 m和x2
1
甲
乙
＝4.0 m的两质点．图乙为质点O的振动图像，下列说法中正确的是 ( )
A．从t＝0到t＝0.9 s时间内，质点Q通过的路程是1.6 m
B．t2时刻Q的速度达到最小
C．质点Q的振动比质点P滞后0.075 s
D．t1到t2内，P、Q运动的路程相等
ABC
1．机械波多解问题的成因
成因 解题思路
质点振动方向的不确定性 质点振动两方向分别分析
传播方向的不确定性 波传播两方向分别分析
时间间隔Δt与周期T关系的不确定性 Δt＝(a＋n)T，(0＜a＜1，n＝0，1，2，…)
传播距离Δx与波长λ关系的不确定性 Δx＝(a＋n)λ，(0＜a＜1，n＝0，1，2，…)
2．解决波的多解问题的思路
一般采用从特殊到一般的思维方法，即找出一个周期内满足条件的关系Δt或Δx，若此关系为时间，则t＝nT＋Δt(n＝0，1，2，…)；若此关系为距离，则x＝nλ＋Δx(n＝0，1，2，…)．
2
解决光的折射与全反射综合问题的思路
1．根据题意画出第一次折射的光路图．
2．利用几何关系得出光路中的边、角关系，注意入射角、折射角均以法线为标准，得出光照射到第二个界面上时的入射角．
3．先求出全反射临界角，预判在第二个界面处是否发生全反射，如果发生全反射，则再次射到另一界面上，重复上面思路与操作，直至折射离开介质．
4．利用折射定律、折射率公式求解．
5．注意折射现象中光路的可逆性与对称性．
3
四、原子物理相关图像问题
(2025·深圳实验中学三模)在物理学中图像可以直观地反映物理量之间的关系，如图所示，图甲是光电管中光电流与电压关系图像，图乙是c、d两种金属遏止电压与入射光频率之间的关系图像，图丙是放射性元素氡的质量和初始时质量比值与时间之间的关系图像，图丁是原子核的比结合能与质量数之间关系图像，
甲 乙 丙 丁
4
下列说法中正确的是 ( )
A．图甲中，a光的频率大于b光的频率
B．图乙中，金属c的逸出功大于金属d的逸出功
C．图丙中，每过3.8天要衰变掉质量相同的氡
D．图丁中，质量数越大，比结合能越大
A
【解析】由图可知，a光的遏止电压大，根据eUC＝hν－W0，同一光电管逸出功相同，所以a光频率大，A正确；根据eUC＝hν－W0，有W0＝hν－eUC，当频率相等时，由于金属c遏止电压大，所以c的逸出功小，B错误；由图可知氡半衰期为3.8天，由于每次衰变后的氡质量均变成原来的一半，故每过3.8天要衰变掉质量不相同的氡，C错误；质量数大，比结合能不一定大，D错误．
为什么轻核聚变和重核裂变都会释放能量？
1．可以从原子核的比结合能与质量数之间的关系图像分析，铁的平均结合能最大，也就是核子结合成铁或铁附近的原子核时，每个核子平均放出的能量大．因此可知两个比铁轻的原子核结合时，或比铁重的重核分裂时，都要放出能量．
2．也可以根据核子的平均质量图分析，如图所示，由图中可以看出，铁原子核子的平均质量最小，如果原子序数较大的A裂变成B或C，或者原子序数较小的D和E结合成F核，都会有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程，都要放出能量．
热练
题组一 振动和波的多解问题
1．(2025·大湾区大联考)如图所示，一列简谐横波向右传播，A、B两质点的平衡位置相距0.4 m．当A质点运动到平衡位置上方最大位移处时，B质点刚好运动到平衡位置下方最大位移处，则这列波的波长可能是 ( )
A．0.16 m B．0.20 m
C．0.24 m D．0.40 m
A
2．(2025·陆丰三模)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t1＝0时刻的波形如图中实线所示，在t2＝0.4 s时的波形如图中虚线所示．下列说法中正确的是 ( )
A． 在t2＝0.4 s时，平衡位置在x＝1 m处的M质点向上振动
B．这列波的波长为2 m
C．这列波的周期可能为0.8 s
D．这列波的传播速度可能为2.5 m/s
D
3．(2025·东莞六校联考)中医的悬丝诊脉中，悬的是“丝”，“诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动，即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急．如图甲所示，假设“丝”上有A、B、C三个质点，坐标分别为xA＝0、xB＝0.4 m、xC＝1.4 m．t＝0时刻，脉搏搭上丝线图中的质点A，质点A开始振动，其振动图像如图乙所示，产生的机械波沿丝线向x轴正方向传播，A、B两质点运动的方向始终相反，波长大于0.6 m.关于该机械波，下列说法中正确的是( )
A．波长为0.8 m
B．质点C的起振方向沿y轴正方向
C．在t＝1 s时刻，质点B位于平衡位置
D．若将丝线的另一端搭在另一个人的脉搏上，则丝
线中两列波相遇时一定发生干涉现象
AC
甲
乙
题组二 光学综合问题
4．(2025·佛山教学质量检测二)如图所示，水平面上放置有长方形水槽，其底面镀有反射银镜，槽内装有一定高度的水，水槽上方平行水面放置一白色光屏，一束白光以一定角度射向液面，从液面折射出来的光打到光屏上形成一彩色光带，最左端的为a光，最右端为b光．已知在水中紫光的折射率大于红光的折射率，下列说法中正确的是 ( )
A．a光是紫光，b光是红光
B．在水中传播时，a光的速度比b光快
C．从液面折射出来的a光和b光平行射向光屏
D．若增加水的深度，彩色光带的宽度变窄
AC
甲
乙
题组三 气体变质量问题
6．(2025·佛山禅城区统一调研)佛山陶瓷名扬天下，如图所示为某陶瓷窑结构的示意图．某次烧制前，封闭在窑内的气体压强为p0＝1.0×105 Pa，温度为室温t0＝27 ℃.烧制时为避免窑内气压过高，窑上有一个单向排气阀，已知当窑内气体温度为t1＝327 ℃时，单向排气阀开始排气，此后窑内气体压强保持不变，温度逐渐升高至烧制温度t2＝1 227 ℃.气体可视为理想气体．求：
(1) 排气阀开始排气时窑内气体的压强p1.
答案：(1) 2.0×105 Pa
(2) 本次烧制排出的气体占原有气体质量的比例．
答案：(2) 3∶5
7．(2025·珠海实验中学模拟)夏天天气炎热，为了防止爆胎，给汽车轮胎充气时，胎压不宜过大．某型号轮胎的容积V＝0.15 m3，标准胎压p1＝2.4×105 Pa，最大承受胎压p2＝3.7×105 Pa.用气筒给轮胎充气，每次可将压强为p0＝1.0×105 Pa、体积为V0＝0.01 m3的空气压入轮胎，充气过程中忽略气体温度及轮胎容积的变化．室内温度为27 ℃，汽车在炎热高速公路行驶时，轮胎内气温达到87 ℃.现在室温条件下，用该气筒将原来没有空气的轮胎充气至标准胎压．求：
(1) 需要充气的次数n.
答案：(1) 36次
【解析】(1) 充气过程为等温变化，故有p0·nV0＝p1V
代入数据解得n＝36
(2) 高速路行驶时的胎压p3.
答案：(2) 2.88×105 Pa
(3) 为了在高速路上不爆胎，最多充气次数n′.
答案：(3) 46次
题组四 原子物理相关图像问题
8．(2025·广州二中)关于下列四幅图的说法中正确的是 ( )
A．图甲中A处能观察到大量的闪光点，B处能看到较多的闪光点，C处观察不到闪光点
B．图乙中1为α射线，它的电离作用很强可消除静电
C．图丙中处于基态的氢原子能吸收能量为10.4 eV的光子而发生跃迁
D．图丁中用弧光灯照射原来就带电的锌板时，发现验电器的张角变大，说明锌板原来带负电
B
甲
乙
丙
丁
【解析】图甲中A处能观察到大量的闪光点，B处能看到较多的闪光点，在C处也可以观察到很少的闪光点，A错误；根据左手定则可知，1带正电，为α射线，α射线的电离作用很强，可消除静电，B正确；吸收光子能量发生跃迁，吸收的光子能量需等于两能级间的能级差，从基态氢原子发生跃迁到n＝2能级，需要吸收的能量最小，吸收的能量为－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV，即受10.2 eV光子照射，可以从基态氢原子发生跃迁到n＝2能级，10.4 eV的光子不能被吸收，不能发生跃迁，C错误；图中用弧光灯照射锌板，锌板上的电子逸出，锌板带上正电，发现验电器的张角变大，说明原来就带正电，D错误．
9．(2025·清远三中集团期中)(多选)下列关于来自课本的四幅插图的描述符合事实的是 ( )
A．如图甲所示为应变片测力原理图，当自由端施力F变大时，上表面应变片的电阻也变大
B．如图乙为某分子在0 ℃的速率分布图像，当温度升高时各速率区间分子数占总分子数的百分比都将增加
C．如图丙为方解石的双折射现象，该现象说明方解石晶体具有各向异性
D．如图丁为核反应堆的原理图，其中镉棒的作用是将裂变过程中的快中子变成慢中子
AC
甲
乙
丙
丁
【解析】当应变片在其弹性极限内受外力拉伸时，其不会被拉断或产生永久变形而会变窄变长，这种形变导致了其端电阻变大．相反，当一个导体被压缩后会变宽变短，这种形变导致了其端电阻变小，A正确；当温度升高时，平均分子速率变大，但不会是各速率区间分子数占总分子数的百分比都增加，B错误；双折射是光束入射到各向异性的晶体，分解为两束光而沿不同方向折射的现象，方解石的双折射现象，说明方解石晶体具有各向异性，C正确；图丁中镉棒的作用是吸收中子，从而影响链式反应速度，D错误．
1．(2025·茂名5月联考)在“测定介质折射率”的实验
中，某小组利用如图所示装置，采用如下实验步骤进行实验：
(1) 取一个不透明的圆形薄板，用刻度尺测量其直径为d.
(2) 在薄板的圆心处竖直插上一根大头针，让薄板浮在液面上．
(3) 调整大头针插入薄板的深度，使它在液体里的长度为h时，从液面上方的各个方向都恰好______________________.
【解析】(3) 调整大头针插入薄板的深度，使它在液体里的长度为h时，从液面上方的各个方向都恰好看不到大头针的尖端．此时薄板边缘的光线恰好发生全反射．
看不到大头针的尖端
(4) 所测液体的折射率n＝____________(不计薄板厚度，用符号d和h表示)．
2．(2025·汕头一模)
(1) “探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中(如图甲所示), OC方向弹簧测力计的读数为_______ N.
【解析】(1) 图中测力计的最小分度值为0.1 N，需要估读一位，可读出图中所示刻度读数为1.90 N.
1.90
甲
(2) 用如图乙所示的实验装置验证牛顿第二定律．滑块受到的合力为F，完全相
同的遮光板1、2挡光时间分别为t1、t2，以__________(用题中已知字母表示)为纵轴、以F为横轴描点作图，当所作图像为过原点的一条倾斜直线时，说明质量一定时，加速度与合力成正比．
乙
3．(2025·深圳红岭教育集团统考)物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析、实验误差等．
甲
(1) 实验操作．某同学利用图甲所示电路研究电磁感应现象．在图示状态闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转．那么在闭合开关后，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，灵敏电流计指针将向______(填“左”或“右”)偏转．
右
【解析】(1) 合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转，可知线圈B的磁通量增加时，灵敏电流计的指针向左偏转；在闭合开关后，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路电阻增大，线圈A中电流减小，线圈B的磁通量减小，则灵敏电流计指针将向右偏转．
(2) 数据分析．在双缝干涉实验中，用红色激光照射双缝，在屏幕上形成双缝干涉图样．将测量头的分划板中心刻线与A亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数x1＝2.331 mm，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与B亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数x6＝__________mm；已知双缝间距d＝0.3 mm，双缝到屏的距离l＝1.2 m，可得所测光的波长为______________m.(保留两位有效数字)
乙
15.375
6.5×10－7
(3) 实验方法．某同学在做用单摆测定重力加速度的实验后发现在测量摆长时忘了加上摆球的半径，则该同学作出的T2－L图像为图丙(OM为正确的图线)中的______.
A．虚线①，不平行于OM
B．虚线②，平行于OM
C．虚线③，平行于OM
D．虚线④，不平行于OM
丙
B
(4) 误差分析．某同学在“测量玻璃的折射率”实验中，为了防止笔尖碰到玻璃砖面而损伤玻璃砖，该同学画出的玻璃砖界面aa′、bb′如图丁所示．若其他操作正确，请通过作图和必要的文字说明玻璃砖折射率的测量值比真实值偏大、偏小还是不变．
答案：见解析
丁综合提能六 热、光、原、波为靶向的情境问题
考向1 波的干涉
(2020·新课标Ⅰ)一振动片以频率f做简谐振动时，固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上a、b两点，两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样．c是水面上的一点，a、b、c间的距离均为l，如图所示．已知除c点外，在ac连线上还有其他振幅极大的点，其中距c最近的点到c的距离为l.求：
(1) 波的波长．
(2) 波的传播速度．
考向2 光的折射 光的全反射
(2021·广东卷)如图所示，一种光学传感器是通过接收器Q接收到光的强度变化而触发工作的．光从挡风玻璃内侧P点射向外侧M点再折射到空气中，测得入射角为α，折射角为β；光从P点射向外侧N点，刚好发生全反射并被Q接收，求光从玻璃射向空气时临界角θ的正弦值表达式．
考向3 气体的等温变化 变质量问题
(2020·新课标Ⅰ)甲、乙两个储气罐储存有同种气体(可视为理想气体)．甲罐的容积为V，罐中气体的压强为p；乙罐的容积为2V，罐中气体的压强为p.现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去，两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变，调配后两罐中气体的压强相等．求调配后：
(1) 两罐中气体的压强．
(2) 甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比．
考向4 核反应方程
(2024·广东卷)我国正在建设的大科学装置——“强流重离子加速器”，其科学目标之一是探寻神秘的“119号”元素，科学家尝试使用核反应Y＋X＋n产生该元素．关于原子核Y和质量数A，下列说法中正确的是( )
A． Y为，A＝299 B．Y为，A＝301
C．Y为，A＝295 D．Y为，A＝297
一、振动和波的多解问题
(2025·佛山顺德区二模)(多选)如图甲所示，t＝0时，一列简谐横波从质点O(坐标原点)沿x轴正方向传播，实线和虚线分别为t1时刻和t2时刻的波形图，其中t2＞t1，P、Q分别是平衡位置为x1＝1.0 m和x2＝4.0 m的两质点．图乙为质点O的振动图像，下列说法中正确的是( )
甲
乙
A．从t＝0到t＝0.9 s时间内，质点Q通过的路程是1.6 m
B．t2时刻Q的速度达到最小
C．质点Q的振动比质点P滞后0.075 s
D．t1到t2内，P、Q运动的路程相等
1．机械波多解问题的成因
成因 解题思路
质点振动方向的不确定性 质点振动两方向分别分析
传播方向的不确定性 波传播两方向分别分析
时间间隔Δt与周期T关系的不确定性 Δt＝(a＋n)T，(0＜a＜1，n＝0，1，2，…)
传播距离Δx与波长λ关系的不确定性 Δx＝(a＋n)λ，(0＜a＜1，n＝0，1，2，…)
2．解决波的多解问题的思路
一般采用从特殊到一般的思维方法，即找出一个周期内满足条件的关系Δt或Δx，若此关系为时间，则t＝nT＋Δt(n＝0，1，2，…)；若此关系为距离，则x＝nλ＋Δx(n＝0，1，2，…)．
二、光学综合问题
(2025·广州二中阶段测试)如图所示，一新款景观灯的灯柱主体是一个由透明材质做成的边长为a的正方体ABCD－A′B′－C′D′，其底面ABCD不透光．将一单色点光源置于此正方体的底面中心O点处时正方体的上表面A′B′C′D′刚好全部有光透出．不考虑光在正方体灯柱内部的反射．
(1) 求该种透明材质对此单色光的折射率n.
(2) 若将此点光源安装在正方体中心O′点处，求此正方体外表面有光透出的总面积S.
解决光的折射与全反射综合问题的思路
1．根据题意画出第一次折射的光路图．
2．利用几何关系得出光路中的边、角关系，注意入射角、折射角均以法线为标准，得出光照射到第二个界面上时的入射角．
3．先求出全反射临界角，预判在第二个界面处是否发生全反射，如果发生全反射，则再次射到另一界面上，重复上面思路与操作，直至折射离开介质．
4．利用折射定律、折射率公式求解．
5．注意折射现象中光路的可逆性与对称性．
三、气体变质量问题
(2025·茂名一中月考)如图所示，爆米花机是一种对谷物进行膨化加工的装置，主体为一个金属罐体．在气体压强为p0的干燥环境下打开阀门向罐内放入干燥的谷物，谷物占罐内体积的，关闭阀门，将支撑轴和摇柄架设在火炉的支架上进行旋转加热，当罐内气体温度为T，压强为6p0时，打开阀门，因为外部压强突然变小，巨大的压强差使得谷物迅速膨胀，从而达到膨化的效果．已知所有温度为热力学温度，求：
(1) 从开始加热到时，罐内气体的压强．
(2) 打开阀门后，罐内气体迅速膨胀，谷物全部喷出．当罐内气体温度为时，罐内剩余气体质量与打开阀门前罐内气体质量之比．
1．处理方法：巧妙选择合适的研究对象“化变为定”，即把“变质量”问题转化为“定质量”的气体问题，然后利用气体实验定律或理想气体状态方程求解．
2．研究对象选择方法
(1) 充气问题：将充进容器内的气体和容器内的原有气体为研究对象．
(2) 抽气问题：把每次抽出的气体包含在气体变化的始末状态中．
(3) 灌气问题：把大容器中的气体和多个小容器中的气体作为一个整体来进行研究．
(4) 漏气问题：选容器内剩余气体和漏掉的气体为研究对象．
3．也可以利用pV＝nRT或＋…来处理有关变质量问题．
四、原子物理相关图像问题
(2025·深圳实验中学三模)在物理学中图像可以直观地反映物理量之间的关系，如图所示，图甲是光电管中光电流与电压关系图像，图乙是c、d两种金属遏止电压与入射光频率之间的关系图像，图丙是放射性元素氡的质量和初始时质量比值与时间之间的关系图像，图丁是原子核的比结合能与质量数之间关系图像，下列说法中正确的是( )
甲
乙
丙
丁
A．图甲中，a光的频率大于b光的频率
B．图乙中，金属c的逸出功大于金属d的逸出功
C．图丙中，每过3.8天要衰变掉质量相同的氡
D．图丁中，质量数越大，比结合能越大
为什么轻核聚变和重核裂变都会释放能量？
1．可以从原子核的比结合能与质量数之间的关系图像分析，铁的平均结合能最大，也就是核子结合成铁或铁附近的原子核时，每个核子平均放出的能量大．因此可知两个比铁轻的原子核结合时，或比铁重的重核分裂时，都要放出能量．
2．也可以根据核子的平均质量图分析，如图所示，由图中可以看出，铁原子核子的平均质量最小，如果原子序数较大的A裂变成B或C，或者原子序数较小的D和E结合成F核，都会有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程，都要放出能量．
配套热练
题组练
题组一 振动和波的多解问题
1．(2025·大湾区大联考)如图所示，一列简谐横波向右传播，A、B两质点的平衡位置相距0.4 m．当A质点运动到平衡位置上方最大位移处时，B质点刚好运动到平衡位置下方最大位移处，则这列波的波长可能是( )
A．0.16 m B．0.20 m
C．0.24 m D．0.40 m
2．(2025·陆丰三模)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t1＝0时刻的波形如图中实线所示，在t2＝0.4 s时的波形如图中虚线所示．下列说法中正确的是( )
A． 在t2＝0.4 s时，平衡位置在x＝1 m处的M质点向上振动
B．这列波的波长为2 m
C．这列波的周期可能为0.8 s
D．这列波的传播速度可能为2.5 m/s
3．(2025·东莞六校联考)中医的悬丝诊脉中，悬的是“丝”，“诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动，即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急．如图甲所示，假设“丝”上有A、B、C三个质点，坐标分别为xA＝0、xB＝0.4 m、xC＝1.4 m．t＝0时刻，脉搏搭上丝线图中的质点A，质点A开始振动，其振动图像如图乙所示，产生的机械波沿丝线向x轴正方向传播，A、B两质点运动的方向始终相反，波长大于0.6 m.关于该机械波，下列说法中正确的是( )
甲
乙
A．波长为0.8 m
B．质点C的起振方向沿y轴正方向
C．在t＝1 s时刻，质点B位于平衡位置
D．若将丝线的另一端搭在另一个人的脉搏上，则丝线中两列波相遇时一定发生干涉现象
题组二 光学综合问题
4．(2025·佛山教学质量检测二)如图所示，水平面上放置有长方形水槽，其底面镀有反射银镜，槽内装有一定高度的水，水槽上方平行水面放置一白色光屏，一束白光以一定角度射向液面，从液面折射出来的光打到光屏上形成一彩色光带，最左端的为a光，最右端为b光．已知在水中紫光的折射率大于红光的折射率，下列说法中正确的是( )
A．a光是紫光，b光是红光
B．在水中传播时，a光的速度比b光快
C．从液面折射出来的a光和b光平行射向光屏
D．若增加水的深度，彩色光带的宽度变窄
5．(2025·广州三模)某光学组件横截面如图所示，半圆形玻璃砖圆心为O点，半径为R；直角三棱镜FG边的延长线过O点，EG边平行于AB边且长度等于R，∠FEG＝30°.横截面所在平面内，单色光线以θ角入射到EF边发生折射，折射光线垂直EG边射出．已知玻璃砖和三棱镜对该单色光的折射率均为.
(1) 求sin θ.
(2) 以θ角入射的单色光线，若第一次到达半圆弧AMB可以发生全反射，求光线在EF上入射点D(图中未标出)到E点距离的范围．
题组三 气体变质量问题
6．(2025·佛山禅城区统一调研)佛山陶瓷名扬天下，如图所示为某陶瓷窑结构的示意图．某次烧制前，封闭在窑内的气体压强为p0＝1.0×105 Pa，温度为室温t0＝27 ℃.烧制时为避免窑内气压过高，窑上有一个单向排气阀，已知当窑内气体温度为t1＝327 ℃时，单向排气阀开始排气，此后窑内气体压强保持不变，温度逐渐升高至烧制温度t2＝1 227 ℃.气体可视为理想气体．求：
(1) 排气阀开始排气时窑内气体的压强p1.
(2) 本次烧制排出的气体占原有气体质量的比例．
7．(2025·珠海实验中学模拟)夏天天气炎热，为了防止爆胎，给汽车轮胎充气时，胎压不宜过大．某型号轮胎的容积V＝0.15 m3，标准胎压p1＝2.4×105 Pa，最大承受胎压p2＝3.7×105 Pa.用气筒给轮胎充气，每次可将压强为p0＝1.0×105 Pa、体积为V0＝0.01 m3的空气压入轮胎，充气过程中忽略气体温度及轮胎容积的变化．室内温度为27 ℃，汽车在炎热高速公路行驶时，轮胎内气温达到87 ℃.现在室温条件下，用该气筒将原来没有空气的轮胎充气至标准胎压．求：
(1) 需要充气的次数n.
(2) 高速路行驶时的胎压p3.
(3) 为了在高速路上不爆胎，最多充气次数n′.
题组四 原子物理相关图像问题
8．(2025·广州二中)关于下列四幅图的说法中正确的是( )
甲
乙
丙
丁
A．图甲中A处能观察到大量的闪光点，B处能看到较多的闪光点，C处观察不到闪光点
B．图乙中1为α射线，它的电离作用很强可消除静电
C．图丙中处于基态的氢原子能吸收能量为10.4 eV的光子而发生跃迁
D．图丁中用弧光灯照射原来就带电的锌板时，发现验电器的张角变大，说明锌板原来带负电
9．(2025·清远三中集团期中)(多选)下列关于来自课本的四幅插图的描述符合事实的是( )
甲
乙
丙
丁
A．如图甲所示为应变片测力原理图，当自由端施力F变大时，上表面应变片的电阻也变大
B．如图乙为某分子在0 ℃的速率分布图像，当温度升高时各速率区间分子数占总分子数的百分比都将增加
C．如图丙为方解石的双折射现象，该现象说明方解石晶体具有各向异性
D．如图丁为核反应堆的原理图，其中镉棒的作用是将裂变过程中的快中子变成慢中子
增强练
1．(2025·茂名5月联考)在“测定介质折射率”的实验中，某小组利用如图所示装置，采用如下实验步骤进行实验：
(1) 取一个不透明的圆形薄板，用刻度尺测量其直径为d.
(2) 在薄板的圆心处竖直插上一根大头针，让薄板浮在液面上．
(3) 调整大头针插入薄板的深度，使它在液体里的长度为h时，从液面上方的各个方向都恰好__ __.
(4) 所测液体的折射率n＝__ _(不计薄板厚度，用符号d和h表示)．
2．(2025·汕头一模)
(1) “探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中(如图甲所示), OC方向弹簧测力计的读数为__ __ N.
甲
(2) 用如图乙所示的实验装置验证牛顿第二定律．滑块受到的合力为F，完全相同的遮光板1、2挡光时间分别为t1、t2，以_ __(用题中已知字母表示)为纵轴、以F为横轴描点作图，当所作图像为过原点的一条倾斜直线时，说明质量一定时，加速度与合力成正比．
乙
3．(2025·深圳红岭教育集团统考)物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析、实验误差等．
(1) 实验操作．某同学利用图甲所示电路研究电磁感应现象．在图示状态闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转．那么在闭合开关后，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，灵敏电流计指针将向__ __(填“左”或“右”)偏转．
甲
(2) 数据分析．在双缝干涉实验中，用红色激光照射双缝，在屏幕上形成双缝干涉图样．将测量头的分划板中心刻线与A亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数x1＝2.331 mm，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与B亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数x6＝__ __mm；已知双缝间距d＝0.3 mm，双缝到屏的距离l＝1.2 m，可得所测光的波长为__ __m.(保留两位有效数字)
乙
丙
(3) 实验方法．某同学在做用单摆测定重力加速度的实验后发现在测量摆长时忘了加上摆球的半径，则该同学作出的T2－L图像为图丙(OM为正确的图线)中的__ __.
A．虚线①，不平行于OM
B．虚线②，平行于OM
C．虚线③，平行于OM
D．虚线④，不平行于OM
(4) 误差分析．某同学在“测量玻璃的折射率”实验中，为了防止笔尖碰到玻璃砖面而损伤玻璃砖，该同学画出的玻璃砖界面aa′、bb′如图丁所示．若其他操作正确，请通过作图和必要的文字说明玻璃砖折射率的测量值比真实值偏大、偏小还是不变．
丁
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
