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

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1、第3講動量守恒定律原子結(jié)構(gòu)和原子核(2)已知光速為已知光速為c，普朗克常數(shù)為，普朗克常數(shù)為h，則頻率為，則頻率為的光子的動量為的光子的動量為_，用該頻率的光垂直照射平面鏡，光被鏡面全部垂直反，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)幾種金屬的逸出功幾種金屬的逸出功W0見下表：見下表：金屬鎢鈣鈉鉀銣W0(10-19 J)7.265.123.663.603.41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

2、的范圍為光電效應(yīng)。已知該可見光的波長的范圍為4.010-77.610-7 m，普朗克常數(shù)普朗克常數(shù)h6.6310-34 Js。2.(2015江蘇單科，江蘇單科，12C)(1)波粒二象性是微觀世界的基本特征，波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的有以下說法正確的有_。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動能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長

3、也相等答案答案(1)AB(2)3大于大于(3)4.310-12 J(3)牛頓的自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理中記載，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1516。分離速度是指碰撞后。分離速度是指碰撞后B對對A的速度，接近速度是指碰撞的速度，接近速度是指碰撞前前A對對B的速度。若上述過程是質(zhì)量為的速度。若上述過程是質(zhì)量為2m的玻璃球的玻璃球A以速度以速度v0碰碰撞質(zhì)量為撞質(zhì)量為m的靜止玻璃球的靜止玻璃球B，且為對心碰撞，求碰撞后，且為對心碰撞，求碰撞后A、B的的速度大小。速度

4、大小?？伎?情情 分分 析析201421052016T12C(1)：光電效應(yīng)T12C(1)：光的波粒二象性T12C(1)：衰變方程T12C(2)：核反應(yīng)方程；原子核的衰變；半衰期T12C(2)：衰變方程T12C(2)：光子的動量及動量改變量T12C(3)：動量；動量守恒定律T12C(3)：結(jié)合能與質(zhì)量虧損T12C(3)：光子的能量、光電效應(yīng)方程動量、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：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。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

5、、黑體輻射等也需注意。其他如半衰期、放射性同位素、黑體輻射等也需注意。知知 識識 必必 備備1.動量守恒定律動量守恒定律(1)條件：系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的矢量和為零。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：表達(dá)式：m1v1m2v2m1v1m2v2。3.愛因斯坦光電效應(yīng)方程及圖象表示愛因斯坦光電效應(yīng)方程及圖象表示圖圖1(1)EkhW0(2)用圖象表示光電效應(yīng)方程用圖象表示光電效應(yīng)方程極限頻率：圖線與極限頻率：圖線與軸交點的橫坐標(biāo)軸交點的橫坐標(biāo)0逸出功：圖線與逸出功：圖線與Ek軸交點的縱坐標(biāo)的值軸交點的縱坐標(biāo)的值W0E普朗克常量：圖線的斜率普朗克常量：圖線的斜率kh4.光

6、的波粒二象性光的波粒二象性(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。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顯著。少量光子

7、產(chǎn)生的效果往往顯示出粒子性(一份一份的一份一份的)，大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出波動性。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)。黑體輻射規(guī)律：輻射強度與溫度有關(guān)，與波長有關(guān)。圖圖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。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。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。對應(yīng)同一波長，溫度越高輻射強

8、度越大。1.(2016南京市、鹽城市模擬南京市、鹽城市模擬) (1)如圖如圖3所示，某原子的三個能級所示，某原子的三個能級的能量分別為的能量分別為E1、E2和和E3。a、b、c為原子躍遷所發(fā)出的三種為原子躍遷所發(fā)出的三種波長的光，下列判斷正確的是波長的光，下列判斷正確的是()精精 典典 題題 組組圖圖3A.E1E2E3B.(E3-E2)(E2-E1)C.b光的波長最長光的波長最長D.c光的頻率最高光的頻率最高(2)如圖如圖4所示，所示，x為放射源，為放射源，L為一紙板，紙板與計數(shù)器之間有強為一紙板，紙板與計數(shù)器之間有強磁場磁場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。當(dāng)強磁場移開時

9、，計數(shù)器的計數(shù)率不變，說明放射源中沒有沒有_(選填選填“”“”“”或或“”)粒子；將紙板粒子；將紙板L移開，計數(shù)移開，計數(shù)器計數(shù)率大幅度上升，這表明放射源中有器計數(shù)率大幅度上升，這表明放射源中有_(選填選填“”“”“”或或“”)粒子。粒子。圖圖4(3)鋁的極限頻率為鋁的極限頻率為1.11015 Hz，現(xiàn)用頻率為，現(xiàn)用頻率為1.51015 Hz的光照的光照射鋁的表面，有光電子逸出。已知普朗克常量為射鋁的表面，有光電子逸出。已知普朗克常量為h6.610-34Js。求光電子的最大初動能。求光電子的最大初動能。解析解析(3)hWEkmEkmh-h02.6410-19 J答案答案(1)D(2)(3)2.

10、6410-19 J2.(2016海安、南外、金陵三校聯(lián)考海安、南外、金陵三校聯(lián)考)(1)下列說法中正確的是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.一個動量為一個動量為p的電子對應(yīng)的物質(zhì)波波長為的電子對應(yīng)的物質(zhì)波波長為hp(h為普朗克常量為普朗克常量)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)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

11、樣長度的兩個小球半徑相同，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)量為繩子上，彼此相互接觸。把質(zhì)量為m0的的A球拉開后由靜止釋放，球拉開后由靜止釋放，當(dāng)當(dāng)A球與球與B球相碰前其速度為球相碰前其速度為v0，碰撞后兩個小球的動量相等。則：，碰撞后兩個小球的動量相等。則：求碰撞后求碰撞后A球的速度；球的速度；若碰撞為彈性碰撞，求碰撞后若碰撞為彈性碰撞，求碰撞后B球的動能。球的動能。圖圖53.(2016十三大市?？贾亟M改編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，錯誤的是下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和原子核的說法中，錯誤的是()圖圖6A.盧瑟福在盧瑟福在粒子散射實驗的基礎(chǔ)上提出

12、了原子的核式結(jié)構(gòu)模型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)的是線在磁場中不偏轉(zhuǎn)的是射線射線C.由圖可知，原子核由圖可知，原子核A裂變成原子核裂變成原子核B和和C要放出核能要放出核能D.由圖可知，原子核由圖可知，原子核D和和E聚變成原子核聚變成原子核F要吸收能量要吸收能量(3)一枚火箭搭載著衛(wèi)星以速率一枚火箭搭載著衛(wèi)星以速率v0進(jìn)入太空預(yù)定位置。由控制系統(tǒng)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)量為使箭體與衛(wèi)星分離。已知前部分的衛(wèi)星質(zhì)量為m

13、1，后部分的箭體，后部分的箭體質(zhì)量為質(zhì)量為m2，分離后箭體以速率，分離后箭體以速率v2沿火箭原方向飛行，若忽略空氣沿火箭原方向飛行，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？是多大？圖圖74.(2016江蘇常州二模江蘇常州二模)(1)1996年，物理學(xué)家利用加速器年，物理學(xué)家利用加速器“制成制成”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。關(guān)于氫原子和反氫原子，下

14、列說法中正確的是氫原子，下列說法中正確的是()A.它們的原子能級不同它們的原子能級不同B.它們的原子光譜相同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，只能放出一個光子能放出一個光子圖圖8光電子的最大初動能光電子的最大初動能Ekm；該光電管發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率該光電管發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率0。解析解析(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

15、正電子與氫原子核外的電子做圓小均相等，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，選項同，故它們的原子光譜相同，選項A錯誤，錯誤，B正確；當(dāng)原子處正確；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(biāo)沒有確定值，繞反質(zhì)子運動也沒有確定的原子中正電子的坐標(biāo)沒有確定值，繞反質(zhì)子運動也沒有確定的軌道，選項軌道，選項C錯誤；氫原子和反氫原子以大小相等的速率對心錯誤；氫原子和反氫原子以大

16、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，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，選項選項D錯誤。錯誤。反思總結(jié)反思總結(jié)1.應(yīng)用動量守恒定律解題的步驟應(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。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。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)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(yuǎn)大于外力時，可認(rèn)為系統(tǒng)動量守恒；系統(tǒng)所受內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力時，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。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。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根據(jù)動量守恒定律列方程(m1v1m2v2m1v1m2v2)求解。求解。3.核能的計算核能的計算(1)Emc2，其中，其中m為核反應(yīng)方程中的質(zhì)量虧損；為核反應(yīng)方程中的質(zhì)量虧損；(2)Em931.5 MeV，其中質(zhì)量虧損，其中質(zhì)量虧損m以原子質(zhì)量單位以原子質(zhì)量單位u為單位。為單位。