高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題六 選做部分 第3講 動量守恒定律 原子結(jié)構(gòu)和原子核課件.ppt

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第3講動量守恒定律原子結(jié)構(gòu)和原子核 2 已知光速為c 普朗克常數(shù)為h 則頻率為 的光子的動量為 用該頻率的光垂直照射平面鏡 光被鏡面全部垂直反射回去 則光子在反射前后動量改變量的大小為 3 幾種金屬的逸出功W0見下表 用一束可見光照射上述金屬的表面 請通過計(jì)算說明哪些能發(fā)生光電效應(yīng) 已知該可見光的波長的范圍為4 0 10 7 7 6 10 7m 普朗克常數(shù)h 6 63 10 34J s 2 2015 江蘇單科 12C 1 波粒二象性是微觀世界的基本特征 以下說法正確的有 A 光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性B 熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性C 黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用光的波動性解釋D 動能相等的質(zhì)子和電子 它們的德布羅意波長也相等 答案 1 AB 2 3大于 3 4 3 10 12J 3 牛頓的 自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理 中記載 A B兩個(gè)玻璃球相碰 碰撞后的分離速度和它們碰撞前的接近速度之比總是約為15 16 分離速度是指碰撞后B對A的速度 接近速度是指碰撞前A對B的速度 若上述過程是質(zhì)量為2m的玻璃球A以速度v0碰撞質(zhì)量為m的靜止玻璃球B 且為對心碰撞 求碰撞后A B的速度大小 考情分析 動量 動量守恒定律 核反應(yīng)方程和光電效應(yīng)是每年必考的內(nèi)容 原子能級 結(jié)合能的計(jì)算 光的波粒二象性等也是考查的重點(diǎn) 其他如半衰期 放射性同位素 黑體輻射等也需注意 知識必備 1 動量守恒定律 1 條件 系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的矢量和為零 2 表達(dá)式 m1v1 m2v2 m1v1 m2v2 3 愛因斯坦光電效應(yīng)方程及圖象表示 圖1 1 Ek h W0 2 用圖象表示光電效應(yīng)方程 極限頻率 圖線與 軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo) 0 逸出功 圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的值W0 E 普朗克常量 圖線的斜率k h 4 光的波粒二象性 1 光既有波動性 又有粒子性 無法只用其中的一種性質(zhì)去說明光的一切行為 只能認(rèn)為光具有波粒二象性 2 光的干涉 衍射 偏振現(xiàn)象說明了光的波動性 黑體輻射 光電效應(yīng) 康普頓效應(yīng)說明了光的粒子性 光的波長越長 頻率越小 波動性越顯著 光的波長越短 頻率越大 粒子性越顯著 少量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出粒子性 一份一份的 大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出波動性 5 6 黑體輻射規(guī)律 輻射強(qiáng)度與溫度有關(guān) 與波長有關(guān) 圖2 1 隨溫度升高 輻射強(qiáng)度的峰值向波長較短的方向移動 故室溫時(shí)電磁波的波長較長 高溫時(shí)電磁波的波長較短 2 溫度一定時(shí) 輻射強(qiáng)度隨波長增大而先增大后減小 3 對應(yīng)同一波長 溫度越高輻射強(qiáng)度越大 1 2016 南京市 鹽城市模擬 1 如圖3所示 某原子的三個(gè)能級的能量分別為E1 E2和E3 a b c為原子躍遷所發(fā)出的三種波長的光 下列判斷正確的是 精典題組 圖3 A E1 E2 E3B E3 E2 E2 E1 C b光的波長最長D c光的頻率最高 2 如圖4所示 x為放射源 L為一紙板 紙板與計(jì)數(shù)器之間有強(qiáng)磁場B 當(dāng)強(qiáng)磁場移開時(shí) 計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率不變 說明放射源中沒有 選填 或 粒子 將紙板L移開 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)率大幅度上升 這表明放射源中有 選填 或 粒子 圖4 3 鋁的極限頻率為1 1 1015Hz 現(xiàn)用頻率為1 5 1015Hz的光照射鋁的表面 有光電子逸出 已知普朗克常量為h 6 6 10 34J s 求光電子的最大初動能 解析 3 h W EkmEkm h h 0 2 64 10 19J答案 1 D 2 3 2 64 10 19J 2 2016 海安 南外 金陵三校聯(lián)考 1 下列說法中正確的是 A 氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷只能輻射特定頻率的光子B 原子核所含核子單獨(dú)存在時(shí)的總質(zhì)量小于該原子核的質(zhì)量C 一個(gè)動量為p的電子對應(yīng)的物質(zhì)波波長為hp h為普朗克常量 D 在研究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中所測得的遏止電壓與入射光的強(qiáng)度有關(guān) 3 A B兩個(gè)小球半徑相同 質(zhì)量不同 并排懸掛在同樣長度的繩子上 彼此相互接觸 把質(zhì)量為m0的A球拉開后由靜止釋放 當(dāng)A球與B球相碰前其速度為v0 碰撞后兩個(gè)小球的動量相等 則 求碰撞后A球的速度 若碰撞為彈性碰撞 求碰撞后B球的動能 圖5 3 2016 十三大市模考重組改編 1 下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和原子核的說法中 錯(cuò)誤的是 圖6A 盧瑟福在 粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型B 天然放射性元素在衰變過程中核電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒 其放射線在磁場中不偏轉(zhuǎn)的是 射線C 由圖可知 原子核A裂變成原子核B和C要放出核能D 由圖可知 原子核D和E聚變成原子核F要吸收能量 3 一枚火箭搭載著衛(wèi)星以速率v0進(jìn)入太空預(yù)定位置 由控制系統(tǒng)使箭體與衛(wèi)星分離 已知前部分的衛(wèi)星質(zhì)量為m1 后部分的箭體質(zhì)量為m2 分離后箭體以速率v2沿火箭原方向飛行 若忽略空氣阻力及分離前后系統(tǒng)質(zhì)量的變化 則分離后衛(wèi)星的速率v1是多大 圖7 4 2016 江蘇常州二模 1 1996年 物理學(xué)家利用加速器 制成 反氫原子 反氫原子是由一個(gè)反質(zhì)子和一個(gè)繞它運(yùn)動的正電子組成 反質(zhì)子與質(zhì)子質(zhì)量相同 電荷量為 e 關(guān)于氫原子和反氫原子 下列說法中正確的是 A 它們的原子能級不同B 它們的原子光譜相同C 反氫原子中正電子繞反質(zhì)子的運(yùn)動具有確定的軌道D 氫原子和反氫原子以大小相等的速度對心碰撞發(fā)生湮滅 只能放出一個(gè)光子 圖8 光電子的最大初動能Ekm 該光電管發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率 0 解析 1 反質(zhì)子與質(zhì)子 正電子與電子的質(zhì)量大小 電荷量大小均相等 故反氫原子核外的正電子與氫原子核外的電子做圓周運(yùn)動的軌道半徑相同 則它們的原子能級相同 能級差也相同 故它們的原子光譜相同 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 B正確 當(dāng)原子處于不同狀態(tài)時(shí) 正電子在各處出現(xiàn)的概率是不一樣的 故反氫原子中正電子的坐標(biāo)沒有確定值 繞反質(zhì)子運(yùn)動也沒有確定的軌道 選項(xiàng)C錯(cuò)誤 氫原子和反氫原子以大小相等的速率對心碰撞發(fā)生湮滅 若只放出一個(gè)光子 則違反了動量守恒定律 選項(xiàng)D錯(cuò)誤 反思總結(jié)1 應(yīng)用動量守恒定律解題的步驟 1 選取研究系統(tǒng)和研究過程 2 分析系統(tǒng)的受力情況 判斷系統(tǒng)動量是否守恒 系統(tǒng)不受外力或所受合外力的矢量和為零時(shí) 系統(tǒng)動量守恒 系統(tǒng)所受內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力時(shí) 可認(rèn)為系統(tǒng)動量守恒 系統(tǒng)在某一方向上不受外力或所受合外力的矢量和為零 在該方向上系統(tǒng)動量守恒 3 規(guī)定正方向 確定系統(tǒng)的初 末狀態(tài)的動量的大小和方向 4 根據(jù)動量守恒定律列方程 m1v1 m2v2 m1v1 m2v2 求解 3 核能的計(jì)算 1 E mc2 其中 m為核反應(yīng)方程中的質(zhì)量虧損 2 E m 931 5MeV 其中質(zhì)量虧損 m以原子質(zhì)量單位u為單位