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 黑體輻射的實驗規(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)合能的計算 光的波粒二象性等也是考查的重點 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 軸交點的橫坐標 0 逸出功 圖線與Ek軸交點的縱坐標的值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 輻射強度與溫度有關(guān) 與波長有關(guān) 圖2 1 隨溫度升高 輻射強度的峰值向波長較短的方向移動 故室溫時電磁波的波長較長 高溫時電磁波的波長較短 2 溫度一定時 輻射強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 紙板與計數(shù)器之間有強磁場B 當(dāng)強磁場移開時 計數(shù)器的計數(shù)率不變 說明放射源中沒有 選填 或 粒子 將紙板L移開 計數(shù)器計數(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存在時的總質(zhì)量小于該原子核的質(zhì)量C 一個動量為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)實驗中所測得的遏止電壓與入射光的強度有關(guān) 3 A B兩個小球半徑相同 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?？贾亟M改編 1 下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和原子核的說法中 錯誤的是 圖6A 盧瑟福在 粒子散射實驗的基礎(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 反氫原子是由一個反質(zhì)子和一個繞它運動的正電子組成 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A錯誤 B正確 當(dāng)原子處于不同狀態(tài)時 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沒有確定值 繞反質(zhì)子運動也沒有確定的軌道 選項C錯誤 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 若只放出一個光子 則違反了動量守恒定律 選項D錯誤 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 系統(tǒng)動量守恒 系統(tǒng)所受內(nèi)力遠大于外力時 可認為系統(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