2025年高二物理上學(xué)期專題十九選擇題專項(xiàng)（動(dòng)量與波光）一、動(dòng)量與動(dòng)量定理（一）動(dòng)量的矢量性與狀態(tài)量特征動(dòng)量是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的基本物理量，其定義式為(p=mv)，既有大小又有方向，運(yùn)算遵循矢量運(yùn)算法則。在直線運(yùn)動(dòng)問題中，需選定正方向并將矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算。例如質(zhì)量為2kg的物體以3m/s向東運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)量為6kg·m/s；若速度方向改為向西，則動(dòng)量為-6kg·m/s，負(fù)號(hào)僅表示方向與規(guī)定正方向相反。動(dòng)量與動(dòng)能存在本質(zhì)區(qū)別：動(dòng)量變化量由合外力的沖量決定，動(dòng)能變化量由合外力做功決定，兩者關(guān)系可表示為(E_k=\frac{p^2}{2m})。當(dāng)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)量因方向變化時(shí)刻改變，而動(dòng)能保持恒定。（二）動(dòng)量定理的應(yīng)用場景動(dòng)量定理表達(dá)式(F_{\text{合}}\Deltat=\Deltap)揭示了力對時(shí)間的累積效應(yīng)，在解決三類問題時(shí)具有顯著優(yōu)勢：一是變力作用問題，如用錘擊釘過程中，平均沖擊力可通過動(dòng)量變化量與作用時(shí)間的比值計(jì)算；二是流體問題，以高壓水槍洗車為例，設(shè)噴水口橫截面積為S，水流速度為v，水的密度為ρ，在Δt時(shí)間內(nèi)與汽車作用的水質(zhì)量(\Deltam=\rhoSv\Deltat)，由動(dòng)量定理可得平均沖擊力(F=\rhoSv^2)；三是多過程問題，如物體在粗糙水平面上滑行，摩擦力的沖量等于動(dòng)量變化量，無需考慮中間運(yùn)動(dòng)細(xì)節(jié)。應(yīng)用動(dòng)量定理時(shí)需注意：合外力沖量方向與動(dòng)量變化量方向一致，與初末動(dòng)量方向無關(guān)。（三）碰撞中的動(dòng)量守恒條件動(dòng)量守恒定律成立需滿足以下條件之一：系統(tǒng)不受外力、所受合外力為零，或外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力且作用時(shí)間極短（如爆炸、碰撞）。在光滑水平面上的滑塊碰撞問題中，無論彈性碰撞還是非彈性碰撞，系統(tǒng)總動(dòng)量始終守恒，但機(jī)械能損失情況不同：彈性碰撞無機(jī)械能損失，滿足(m_1v_1+m_2v_2=m_1v_1'+m_2v_2')和(\frac{1}{2}m_1v_1^2+\frac{1}{2}m_2v_2^2=\frac{1}{2}m_1v_1'^2+\frac{1}{2}m_2v_2'^2)；完全非彈性碰撞機(jī)械能損失最大，碰撞后兩物體共速。需要特別注意動(dòng)量守恒定律的矢量性，在二維碰撞問題中需建立坐標(biāo)系分解動(dòng)量。二、波的傳播特性（一）波的反射與折射規(guī)律波在傳播過程中遇到兩種介質(zhì)界面時(shí)，同時(shí)發(fā)生反射和折射現(xiàn)象。反射遵循反射定律：反射線、入射線與法線共面，反射角等于入射角，且反射波與入射波的頻率、波速相同，僅振幅因能量損失略有減小。夏日雷聲轟鳴不絕、空房間講話回聲增強(qiáng)均屬于波的反射現(xiàn)象。折射現(xiàn)象中，波速隨介質(zhì)變化而改變，由(v=\lambdaf)可知波長也相應(yīng)變化，但頻率保持不變，折射定律滿足(\frac{\sin\theta_1}{\sin\theta_2}=\frac{v_1}{v_2})。當(dāng)水波從深水區(qū)進(jìn)入淺水區(qū)時(shí)，波速減小導(dǎo)致傳播方向向法線偏折。（二）衍射與干涉的條件分析波發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物或孔的尺寸比波長小或相差不多。生活中“隔墻有耳”現(xiàn)象體現(xiàn)了聲波的衍射，而光波因波長較短（約400-760nm），通常需要通過狹縫才能觀察到明顯衍射。波的干涉則需要兩列波頻率相同、相位差恒定、振動(dòng)方向一致，干涉圖樣中振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)滿足(\Deltar=n\lambda)，減弱點(diǎn)滿足(\Deltar=(2n+1)\frac{\lambda}{2})（n為整數(shù)）。楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，相鄰亮條紋間距(\Deltax=\frac{L}z3jilz61osys\lambda)，通過測量Δx、L（雙縫到屏距離）和d（雙縫間距）可計(jì)算光的波長。（三）光的折射與色散現(xiàn)象光的折射遵循斯涅爾定律(n_1\sin\theta_1=n_2\sin\theta_2)，折射率(n=\frac{c}{v})反映介質(zhì)對光的偏折能力。不同頻率的光在介質(zhì)中折射率不同，導(dǎo)致白光通過三棱鏡后發(fā)生色散，紅光波長最長、折射率最小、偏折角最小，紫光則相反。全反射現(xiàn)象發(fā)生在光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)且入射角大于臨界角時(shí)，臨界角(C=\arcsin\frac{1}{n})，光纖通信正是利用光在纖芯與包層界面的全反射實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸。薄透鏡成像基于光的折射規(guī)律，凸透鏡對光線起會(huì)聚作用，凹透鏡起發(fā)散作用，成像公式(\frac{1}{u}+\frac{1}{v}=\frac{1}{f})適用于近軸光線。三、典型問題解析策略（一）動(dòng)量守恒定律的模型應(yīng)用滑塊-木板模型：質(zhì)量為M的木板靜止在光滑水平面上，質(zhì)量為m的滑塊以初速度v?滑上木板，兩者間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ?；瑝K減速、木板加速，最終達(dá)到共同速度v。對系統(tǒng)由動(dòng)量守恒定律得(mv_0=(M+m)v)，相對位移(\Deltax=\frac{mv_0^2}{2\mug(M+m)})，此過程中摩擦生熱(Q=\mumg\Deltax=\frac{Mmv_0^2}{2(M+m)})。反沖運(yùn)動(dòng)模型：火箭發(fā)射過程中，燃料燃燒產(chǎn)生的高溫氣體以相對火箭的速度u噴出，設(shè)火箭初始總質(zhì)量為M，燃料耗盡時(shí)質(zhì)量為m，由動(dòng)量守恒定律可得火箭最終速度(v=u\ln\frac{M}{m})。反沖運(yùn)動(dòng)中系統(tǒng)動(dòng)能增加，來源于化學(xué)能等其他形式能量的轉(zhuǎn)化。（二）光學(xué)現(xiàn)象的綜合判斷光的波動(dòng)性驗(yàn)證：光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象均證明光具有波動(dòng)性。光的偏振說明光是橫波，自然光通過偏振片后成為偏振光，旋轉(zhuǎn)偏振片時(shí)透射光強(qiáng)度發(fā)生周期性變化。折射率的計(jì)算技巧：在測定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)中，采用“插針法”確定光路，通過測量入射角θ?和折射角θ?，由(n=\frac{\sin\theta_1}{\sin\theta_2})計(jì)算折射率。若玻璃三棱鏡頂角為A，最小偏向角為δ，則折射率(n=\frac{\sin\frac{A+\delta}{2}}{\sin\frac{A}{2}})。（三）易混淆概念辨析動(dòng)量與沖量：動(dòng)量是狀態(tài)量，對應(yīng)某一時(shí)刻；沖量是過程量，對應(yīng)某段時(shí)間。物體受合外力沖量為零時(shí)，動(dòng)量保持不變，但動(dòng)量為零時(shí)沖量不一定為零（如豎直上拋運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)）。振動(dòng)與波動(dòng)：振動(dòng)是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，波動(dòng)是振動(dòng)形式在介質(zhì)中的傳播。波的周期等于質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期，波速由介質(zhì)決定，頻率由波源決定，波長則由(\lambda=vT)決定。反射與全反射：所有波均能發(fā)生反射，而全反射是光的特殊現(xiàn)象，需滿足特定條件。例如水中的魚斜向上觀察岸邊物體時(shí)，看到的是物體的虛像，位置比實(shí)際位置高，這是光的折射現(xiàn)象而非全反射。通過以上知識(shí)點(diǎn)的系統(tǒng)梳理可見，動(dòng)量部分重點(diǎn)在于矢量運(yùn)算和