| 二、物理非主干知识 ---- 振动 ( 振荡 ) 与波、热、光、原等部分知识的常见疑难问题
对历年高考必考，但相对独立的几个知识点，要胸有成竹． 振动和波、热学、光学、原子物理这四部分每年都要考查，一般以选择题的形式独立出现，也可以和其他章节的知识点结合，这四部分在同一张试卷上不会都去和其他章节结合，仍具有一定的独立性．相关常见疑难如下．
疑难 1 、振动图像与波动图像总是混淆 , 如何区别 ?
【 解答 】 １．振动图象和波的图象
振动图象和波的图象从图形上没有什么区别，但它们有本质的区别．
⑴物理意义不同 ：振动图象表示同一质点在不同时刻的位移；波的图象表示介质中的各个质点在同一时刻的位移．
⑵图象的横坐标的单位不同：振动图象 的横坐标表示时间；波的图象的横坐标表示距离．
⑶从振动图象上可以读出振幅和周期；从波的图象上可以读出振幅和波长．
2. 波的图象的画法
波的图象中，波的图形、波的传播方向、某一介质质点的即时速度方向，这三者中已知任意两者，可以判定另一个．（口诀为“上坡下，下坡上” ）
3. 波的传播是匀速的
在一个周期内，波形匀速向前推进一个波长． n 个周期波形向前推进 n 个波长（ n 可以是任意正数）．因此在计算中可以使用 v= λ ? f ，也可以使用 v=s/t ，后者往往更方便．
4. 介质质点的运动是简谐运动（是一种变加速运动）
任何一个介质质点在一个周期内经过的路程都是 4A ，在半个周期内经过的路程都是 2A ，但在四分之一个周期内经过的路程就不一定是 A 了．
5. 起振方向
 介质中每个质点开始振动的方向都和振源开始振动的方向相同．
例如：如 图Ｂ 10 所示为一列简谐横波在 t ＝ 20 秒时的波形图，图Ｂ 11 是这列波中 P （２００，０） 点的振动图线，那么该波的传播速度和传播方向是（ ）
A ． v ＝ 25cm /s ，向左传播 B ． v ＝ 50cm /s ，向左传播
C ． v ＝ 25cm /s ，向右传播 D ． v ＝ 50cm /s ，向右传播
【 解析 】 Ｂ．提示：从波动图像可知波的波长为  ，从振动图像可知波的周期为  ，所以波速为 v ＝ 50cm /s ，   时  点向上振动，可以判定波向左传播．
疑难２、多普勒效应的相关问题如何判断 ?
【 解答 】 一频率为 540Hz 的汽笛以 15rad/s 的角速度沿一半径为 0.60m 的圆周做匀速圆周运动，一观察者站在离圆心很远的 P 点且相对于圆心静止，如图 12 所示，下列判断正确的是（ ）
A ．观察者接收到汽笛在 A 点发出的声音的频率大于 540Hz
 B ．观察者接收到汽笛在 B 点发出的声音的频率小于 540Hz
C ．观察者接收到汽笛在 C 点发出的声音的频率等于 540Hz
Ｄ . 观察者接收到汽笛在Ｄ点发出的声音的频率等于 540Hz
【 解析 】 ABCD ．点拔：观察者接收到汽笛在 A 点发出的声音的频率时，观察者和汽笛的传播方向是处于相对靠近的状态；观察者接收到汽笛在Ｂ点发出的声音的频率时，观察者和汽笛的传播方向是处于相对远离的状态；观察者接收到汽笛在Ｃ和Ｄ点发出的声音的频率时，观察者和汽笛的传播方向是处于相对静止状态的状态．
疑难３、 物体温度升高，物体一定吸收热量吗？
【 解答 】 做功和热传递是改变物体内能的两个方式，它们对改变物体的内能是等效的．比如理想气体温度升高，内能增加了，但可能是外界对气体做功造成的，不一定吸热．所以 物体温度升高，物体不一定吸收热量．
疑难４、 温度不变，体积增大，物体的内能就增大吗？
【解答】 有同学认为，分子势能与体积有关，因此，若温度不变，体积增大，内能就增大，果真如此吗？我们知道，当分子间距离 r ＜ r 0 时，分子间表现为斥力；当 r ＞ r 0 时，分子间表现为引力；当分子间距变化时，分子力做正功分子势能减小，分子力做负功分子势能增大．所以两分子从相距很近到很远过程中分子势能先减小 后增大． 因此，体积增大，分子势能也就不一定 增大，从而 内能也就不一定增大．比如  的水变成  的冰体积尽管增大了，但内能却减小了．
疑难５、 压缩气体要用力 , 是因为气体分子间存在斥力的缘故吗？
【 解答 】 我们知道，固、液体分子间距为  ．若分子间总体作用力呈现斥力，需  ，而气体分子间距远大于  ，即使将气体压缩到一定程度，仍是  时，分子间总体分子力仍呈现引力．压缩气体要用力，是因为气体分子撞击的结果，是气体存在压强，压强变大的表现，而不是存在斥力的缘故．
疑难６、平时我们在热学中遇到的估算大多是关于分子大小 ( 直径 , 体积 ), 质量 , 分子数 , 甚至分子速率的估算 , 能不能对分子力进行估算 ?
【 解答 】 完全可以 . 教材中就提到了这一点 , 但不是很详细 , 下面我们将教材中的这个实验深挖一下 . 例如 : 把一块洗净的玻璃板吊在弹簧秤的下端，使玻璃板水平地接触水面 , 如图 13 所示．用手向上拉弹簧秤可以使玻璃板离开水面．当弹簧秤的计数为  时 , 玻璃板刚好被拉起 , 已知正方形的玻璃板边长为  , 质量为  , 试估算此过程中水分子间最大的分子力 .( 水的密度为  )
【 解析 】 阻止玻璃板拉出水面的分子力主要来自水分子间的吸引力，将对玻璃板的拉力分摊到每一个水分子上，当拉力超过了总的分子间的引力，玻璃板就被拉起水面．
 水的摩尔质量为  ．
所以水分子的体积为
水分子直径
分子球的大圆面积为
又玻璃板的面积 
所以水分子间的最大吸引力为
 ．
疑难７、 如何理解光的波粒子二象性 ?
【 解答 】 光的干涉和衍射现象说明光具有波动性，而光电效应又说明光具有粒子性．光既有波动性、又有粒子性，光具有波粒二象性，这就是至今人们对光本性的认识．
光的波动性并不否定光的粒子性 , 现在提到的波动性和粒子性与 17 世纪提出的波动说和粒子说不同．当时的两种学说是相互对立的，都企图用一种观点去说明光的各种“行为”，这是由于传统观念的影响，这些传统观念是人们观察周围的宏观物体形成的，波动性和粒子性在宏观现象中是相互对立的、矛盾的，因为没有任何一个宏观物体既具有波动性，又具有粒子性，但对于光子就不同了 , 光子说并不否认光的电磁说，按光子说，光子的能量  ，其中  表示光的频率，即表示波的特征，而且从光子说或电磁说推导电子的动量都得到一致的结论．可见光的确既具有波动性，也具有粒子性． 在理解光的波粒二象性时，既不能把光当成宏观中的波，也不能当成宏观概念中的粒子．
光在与其它物质发生相互作用时主要表现为粒子性，光子具有一定的能量与动量．如光电效应是光子与金属原子相互作用时发生的现象．光的波动性是大量光子的集体行为．如干涉与衍射图样中的明纹（光子出现的几率多）与暗纹（光子出现的几率少）；光的波动性不是光子间相互作用引起的 , 而是光子的一种属性 . 光的粒子性是少数光子的个别行为．如光电效应中光子打出光电子是一一对应关系．光的本性是光具有波粒二象性，无法只用其中一种观点去解释光的一切行为．波长越长，频率越低，其波动性越明显；波长越短，频率越高，粒子性越明显．
疑难８、 玻璃检测中 , 如果将空气薄膜的厚度变薄点 , 条纹的 疏密如何变化 ?
  【 解答 】 由于 将空气薄膜的厚度变薄将导致对应明条纹和暗条纹所对应的空气膜厚度部分向外移 , 所以条纹变 疏 . 例如 : 劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图 14 所示．将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜．当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图 15 所示．干涉条纹有如下特点：⑴任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；⑵任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定．现若在图 1 装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹
A ．变疏 B ．变密 C ．不变 D ．消失
【 答案 】 A.
疑难９、光子和实物粒子（如质子、а粒子、电子等）使原子能级跃迁有什么不同 ?
【 解答 】 用具有一定能量的光子、实物粒子（如质子、а粒子、电子等）都能使处于某一能级态的原子向更高能级态跃迁．但是，二者使原子的跃迁实质是不同的．对于光子使原子能级跃迁的实质，根据量子观点，光子是一份一份的，光子的能量也是一份一份的，每一份光子作用到原子上，能使原子跃迁，就必须满足 h ν = E  -E  ( 光子的能量超过原子电离所需能量除外 ) ，ν = （ E  -E  ） /h ，即光子的频率，只有这种频率的光子才能使 k 态的原子发生共振， 向 n 态跃迁．光子使原子跃迁，是通过共振达到的，要共振就必须使光子的频率等于跃迁前后两能态的能量之差（ E  -E  ）与普朗克常数 h 之比，大于（光子能量超过原子电离所需能量除外）或小于这个值，均不能发生共振，也就不能跃迁了．实物粒子使原子能级跃迁的实质不是通过共振来实现的，而是通过碰撞来实现的．当实物粒子速度达到一定数值时，实物粒子与原子发生碰撞，其动能可全部或部分地被原子吸收，使原子从一个较低的能级跃迁到另一个较高的能级，原子从实物粒子处攫取的能量只是两个能级的能量差．实物粒子与光子不同，其能量不是一份一份的，只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差值，均可使原子发生能级跃迁．
例如：要是处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是
A• 用 10.2 eV 的光子照射；
B• 用 11 eV 的光子照射；
C• 用 11 eV 的а粒子碰撞；
D• 用 10 eV 的а粒子碰撞．
【 解析 】 正确答案为 A 、 C ．有波尔理论知，氢原子在各能级间跃迁时，只能吸收能量值刚好等于相应两能级之差的光子，有氢原子能级关系，不能算得， 10.2 eV 恰好为氢原子 n=1 和 n=2 的两能级之差，而 11 eV 则不是氢原子基态和任一激发态的能量之差，因此基态氢原子只能吸收 10.2 eV 的光子被激发，而不能吸收 11eV 的光子．用а粒子碰撞氢原子时，入射а粒子的动能可全部或部分地被氢原子吸收，所以只要入射а粒子的动能大于或等于基态和某个激发态的能量之差，也能使氢原子跃迁．有以上分析可得，正确答案为 A 、 C ．
疑难 10 、 200 个  的原子核经过 2 个半衰期后还剩下 50 个  吗 ?
【 解答 】 不是的 . 放射性元素的半衰期是指大量该元素的原子核中有半数发生衰变需要的时间 . 半衰期是指对大量的原子核衰变的结果的统计结果 , 所以半衰期对少量的原子核的衰变没有意义 , 即少量的原子核经过一个半衰期不能认为有一半原子核发生衰变 .
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