專題八選考部分

（3-3、3-4、3-5）第1頁高考題型1光電效應(yīng)與光粒子性高考題型2原子結(jié)構(gòu)和能級躍遷高考題型3核反應(yīng)和核能計算高考題型4動量和能量觀點綜合應(yīng)用欄目索引第3講原子物理和動量第2頁高考題型1光電效應(yīng)與光粒子性解題策略1．處理光電效應(yīng)問題兩條線索一是光頻率，二是光強度，兩條線索對應(yīng)關(guān)系是：(1)光強→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子數(shù)多→光電流大．(2)光子頻率高→光子能量大→產(chǎn)生光電子最大初動能大．第3頁2.愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0研究對象是金屬表面電子，意義是說，光電子最大初動能隨入射光頻率增大而增大(如圖1所表示)，直線斜率為h，直線與ν軸交點物理意義是極限頻率νc，直線與Ek軸交點物理意義是逸出功負值．圖1第4頁例1某中學試驗小組利用如圖2所表示裝置研究光電效應(yīng)規(guī)律，用理想電壓表和理想電流表分別測量光電管電壓以及光電管電流．當開關(guān)打開時，用光子能量為2.5eV光照射光電管陰極K，理想電流表有示數(shù)，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器觸頭，當電壓表示數(shù)小于0.6V時，理想電流表仍有示數(shù)，當理想電流表示數(shù)剛好為零時，電壓表示數(shù)剛好為0.6V．則陰極K逸出功為________，逸出光電子最大初動能為________．圖2第5頁解析設(shè)用光子能量為2.5eV光照射時，光電子最大初動能為Ekm，陰極材料逸出功為W0，當反向電壓到達U＝0.6V以后，含有最大初動能光電子也達不到陽極，所以eU＝Ekm，由光電效應(yīng)方程：Ekm＝hν－W0，由以上二式得：Ekm＝0.6eV，W0＝1.9eV.所以此時最大初動能為0.6eV，該材料逸出功為1.9eV.答案1.9eV

0.6eV第6頁預(yù)測1

以下說法符合物理學史是(

)A．普朗克引入能量子概念，得出黑體輻射強度按波長分布公式，與試驗符合得非常好，并由此開創(chuàng)了物理學新紀元B．康普頓效應(yīng)表明光子只含有能量C．德布羅意把光波粒二象性推廣到實物粒子，認為實物粒子也含有波動性D．湯姆孫經(jīng)過α粒子散射試驗，提出了原子含有核式結(jié)構(gòu)E．為了解釋黑體輻射規(guī)律，普朗克提出電磁輻射能量是量子化第7頁解析普朗克引入能量子概念，得出黑體輻射強度按波長分布公式，與試驗符合得非常好，并由此開創(chuàng)了物理學新紀元，故A正確；康普頓效應(yīng)不但表明了光子含有能量，還表明了光子含有動量，故B錯誤；德布羅意把光波粒二象性推廣到實物粒子，認為實物粒子也含有波動性，故C正確；第8頁盧瑟福在用α粒子轟擊金箔試驗中發(fā)覺了質(zhì)子，提出原子核式結(jié)構(gòu)學說，故D錯誤；為了解釋黑體輻射規(guī)律，普朗克提出電磁輻射能量是量子化，故E正確．答案ACE第9頁預(yù)測2

如圖3所表示，兩平行金屬板A、B板間電壓恒為U，一束波長為λ入射光射到金屬板B上，使B板發(fā)生了光電效應(yīng)，已知該金屬板逸出功為W，電子質(zhì)量為m.電荷量為e，已知普朗克常量為h，真空中光速為c，以下說法中正確是(

)圖3第10頁能不能發(fā)生光電效應(yīng)，取決于入射光頻率，與板間電壓無關(guān)，C選項錯誤；第11頁若減小入射光波長，入射光頻率增大，大于金屬極限頻率，能夠發(fā)生光電效應(yīng)，D選項正確；若增大入射光頻率，金屬板逸出功不變，E選項錯誤．答案ABD第12頁高考題型2原子結(jié)構(gòu)和能級躍遷解題策略1．湯姆孫發(fā)覺電子，密立根測出了電子電荷量，盧瑟福依據(jù)α粒子散射試驗構(gòu)建了原子核式結(jié)構(gòu)模型．玻爾提出原子模型很好地解釋了氫原子光譜規(guī)律．盧瑟福用α粒子轟擊氮核試驗發(fā)覺了質(zhì)子，查德威克用α粒子轟擊鈹核發(fā)覺了中子．貝可勒爾發(fā)覺了天然放射現(xiàn)象，揭示了原子核是有結(jié)構(gòu)．小居里夫婦首次發(fā)覺了放射性同位素．第13頁2．原子核式結(jié)構(gòu)模型：(1)在原子中心有一個體積很小、帶正電荷核，叫做原子核，而電子在核外繞核運動；(2)原子全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核上，帶負電電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)．3．能級和能級躍遷(1)軌道量子化核外電子只能在一些分立軌道上運動rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)第14頁(2)能量量子化(3)吸收或輻射能量量子化原子在兩個能級之間躍遷時只能吸收或發(fā)射一定頻率光子，該光子能量由前后兩個能級能量差決定，即hν＝Em－En(m>n)．第15頁例2以下關(guān)于玻爾原子理論說法正確是(

)A．電子繞原子核做圓周運動軌道半徑不是任意B．電子在繞原子核做圓周運動時，穩(wěn)定地產(chǎn)生電磁輻射C．電子從量子數(shù)為2能級躍遷到量子數(shù)為3能級時要輻射光子D．不一樣頻率光照射處于基態(tài)氫原子時，只有一些頻率光能夠被氫原子吸收E．氫原子光譜有很多不一樣亮線，說明氫原子能發(fā)出很多不一樣頻率光，但它光譜不是連續(xù)譜第16頁電子在繞原子核做圓周運動時，不會產(chǎn)生電磁輻射，只有躍遷時才會出現(xiàn)，故B錯誤；第17頁氫原子光譜有很多不一樣亮線，說明氫原子能發(fā)出很多不一樣頻率光，是特征譜線，但它光譜不是連續(xù)譜，故E正確．答案ADE第18頁預(yù)測3

關(guān)于原子結(jié)構(gòu)及原子核知識，以下判斷正確是(

)A．每一個原子都有自己特征譜線B．處于n＝3一個氫原子回到基態(tài)時一定會輻射三種頻率光子C．α射線穿透能力比γ射線弱D．β衰變中電子來自原子內(nèi)層電子E．放射性元素半衰期與壓力、溫度無關(guān)解析因為每種原子都有自己特征譜線，故能夠依據(jù)原子光譜來判別物質(zhì)，故A正確；第19頁α射線穿透能力比γ射線穿透能力弱，故C正確；原子核發(fā)生β衰變放出電子是原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子而釋放電子，故D錯誤；放射性元素半衰期與壓力、溫度無關(guān)，只與本身相關(guān)，E正確．答案ACE第20頁預(yù)測4

已知金屬銫逸出功為1.88eV，氫原子能級圖如圖4所表示，以下說法正確是(

)A．大量處于n＝4能級氫原子躍遷到基態(tài)過程中最多可釋放出6種頻率光子B．一個處于n＝3能級氫原子躍遷到基態(tài)過程中最多可釋放出3種頻率光子C．氫原子從n＝3能級躍遷到n＝2能級過程中輻射出光子能使金屬銫發(fā)生光電效應(yīng)圖4第21頁D．大量處于n＝2能級氫原子躍遷到基態(tài)過程中發(fā)出光照射金屬銫，產(chǎn)生光電子最大初動能為8.32eVE．用光子能量為11eV紫外線照射大量處于基態(tài)氫原子，會有氫原子躍遷到n＝2能級一個處于n＝3能級氫原子最多能夠輻射出兩種不一樣頻率光子，故B錯誤；第22頁從n＝3能級躍遷到n＝2能級過程中輻射出光子能量ΔE＝(3.4－1.51)eV＝1.89eV，而金屬銫逸出功為1.88eV，符合光電效應(yīng)發(fā)生條件，故C正確；依據(jù)輻射光子能量等于兩能級間能級差可知，n＝2能級氫原子躍遷到基態(tài)過程中發(fā)出光能量為ΔE′＝(13.6－3.4)eV＝10.2eV，再依據(jù)Ekm＝hν－W0，則有產(chǎn)生光電子最大初動能為Ekm＝(10.2－1.88)eV＝8.32eV，故D正確；第23頁因為氫原子能級中基態(tài)氫原子為能級為－13.6eV，而n＝2能級氫原子躍遷到基態(tài)過程中發(fā)出光能量為ΔE′＝(13.6－3.4)eV＝10.2eV，所以光子能量為11eV紫外線照射大量處于基態(tài)氫原子不可能出現(xiàn)躍遷現(xiàn)象，故E錯誤．答案ACD第24頁高考題型3核反應(yīng)和核能計算解題策略第25頁2.α射線、β射線、γ射線之間區(qū)分第26頁3.核反應(yīng)、核能、裂變、輕核聚變(1)在物理學中，原子核在其它粒子轟擊下產(chǎn)生新原子核過程，稱為核反應(yīng)．核反應(yīng)方程遵照質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒規(guī)律．(2)質(zhì)能方程：一定能量和一定質(zhì)量相聯(lián)絡(luò)，物體總能量和它質(zhì)量成正比，即E＝mc2或ΔE＝Δmc2.(3)把重核分裂成質(zhì)量較小核，釋放出核能反應(yīng)，稱為裂變；把輕核結(jié)合成質(zhì)量較大核，釋放出核能反應(yīng)，稱為聚變．第27頁(4)核能計算：①ΔE＝Δmc2，其中Δm為核反應(yīng)方程中質(zhì)量虧損；②ΔE＝Δm×931.5MeV，其中質(zhì)量虧損Δm以原子質(zhì)量單位u為單位．第28頁圖5第29頁第30頁第31頁解析輕核聚變是把輕核結(jié)合成質(zhì)量較大核，釋放出核能反應(yīng)，故A正確；放射性元素半衰期是由核內(nèi)本身原因決定，與原子所處化學狀態(tài)無關(guān)，故C正確；第32頁答案

ACE第33頁預(yù)測6

一個氘核和一個氚核聚變結(jié)合成一個氦核，同時放出一個中子，并釋放核能．已知氘核、氚核、氦核、中子質(zhì)量分別為m1、m2、m3、m4，真空中光速為c.以下說法正確是(

)B．聚變反應(yīng)中質(zhì)量虧損Δm＝m1＋m2－m3－m4C．釋放能量ΔE＝(m3－m4－m1－m2)c2D．太陽輻射能量主要來自其內(nèi)部發(fā)生核聚變反應(yīng)E．氘核比結(jié)合能大于氦核比結(jié)合能第34頁聚變反應(yīng)中質(zhì)量虧損Δm＝m1＋m2－m3－m4，故B正確；聚變反應(yīng)中虧損質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量以光子形式放出，故光子能量為E＝(m1＋m2－m3－m4)c2，故C錯誤；太陽輻射能量主要來自其內(nèi)部發(fā)生核聚變反應(yīng)，故D正確；氘核比結(jié)合能小于氦核比結(jié)合能，故E錯誤．答案ABD第35頁高考題型4動量和能量觀點綜合應(yīng)用1．動量守恒定律(1)表示式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′；或p＝p′(系統(tǒng)相互作用前總動量p等于系統(tǒng)相互作用后總動量p′)；或Δp＝0(系統(tǒng)總動量增量為零)；或Δp1＝－Δp2(相互作用兩個物體組成系統(tǒng)，兩物體動量增量大小相等、方向相反)．解題策略第36頁(2)動量守恒定律適用條件①系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)雖受外力但所受外力協(xié)力為零．②系統(tǒng)所受協(xié)力不為零，但在某一方向上系統(tǒng)所受外力協(xié)力為零，則在該方向上系統(tǒng)動量守恒．③系統(tǒng)雖受外力，但外力遠小于內(nèi)力且作用時間極短，如碰撞、爆炸過程．第37頁2．彈性碰撞與非彈性碰撞碰撞過程遵從動量守恒定律．假如碰撞過程中機械能守恒，這么碰撞叫做彈性碰撞；假如碰撞過程中機械能不守恒，這么碰撞叫做非彈性碰撞．3．利用動量和能量觀點解題技巧(1)若研究對象為一個系統(tǒng)，應(yīng)優(yōu)先考慮應(yīng)用動量守恒定律和能量守恒定律．第38頁(2)動量守恒定律和能量守恒定律都只考查一個物理過程初、末兩個狀態(tài)，對過程細節(jié)不予追究．(3)注意挖掘隱含條件，依據(jù)選取對象和過程判斷動量和能量是否守恒．第39頁例4

(·新課標全國Ⅱ·35)兩滑塊a、b沿水平面上同一條直線運動，并發(fā)生碰撞；碰撞后二者粘在一起運動；經(jīng)過一段時間后，從光滑路段進入粗糙路段．二者位置x隨時間t改變圖象如圖6所表示．求：圖6第40頁(1)滑塊a、b質(zhì)量之比；解析設(shè)a、b質(zhì)量分別為m1、m2，a、b碰撞前速度為v1、v2.由題給圖象得v1＝－2m/s ①v2＝1m/s ②a、b發(fā)生完全非彈性碰撞，碰撞后兩滑塊共同速度為v.由題給圖象得第41頁由動量守恒定律得m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v ④聯(lián)立①②③④式得m1∶m2＝1∶8 ⑤答案1∶8

第42頁(2)整個運動過程中，兩滑塊克服摩擦力做功與因碰撞而損失機械能之比．解析由能量守恒定律得，兩滑塊因碰撞而損失機械能為由圖象可知，兩滑塊最終停頓運動．由動能定理得，兩滑塊克服摩擦力所做功為第43頁聯(lián)立⑥⑦式，并代入題給數(shù)據(jù)得W∶ΔE＝1∶2答案1∶2第44頁預(yù)測7

如圖7所表示，光滑水平地面上，人與滑板A一起以v0＝0.5m/s速度前進，正前方不遠處有一橫桿，橫桿另一側(cè)有一靜止滑板B，當人與A行至橫桿前，人相對滑板豎直向上跳起越過橫桿，A從橫桿下方經(jīng)過并與B發(fā)生彈性碰撞，之后人剛好落到B上．不計空