高考物理大二轮专题复习 专题八 第2课时 原子物理和动量专题突破课件

专 题 八 自 选 模 块第2课时原子物理和动量 知 识 方 法 聚 焦 热 点 考 向 例 析栏目索引知识方法聚焦 知识回扣 1(1)轨道轨道 (2)能量能量 (3)一定频率一定频率3.氦核流氦核流 光子光子4.(1)核反应核反应 质量数质量数 电荷数电荷数 (2)质量质量 正比正比 mc2 mc2(3)聚变聚变知识方法聚焦 知识回扣 5(1)大于大于 增大增大 无关无关 强度强度 (2)hW06(1)大小相等、方向相反大小相等、方向相反 (2)合力为零合力为零 所受外力的合所受外力的合力为零力为零 7动量守恒动量守恒 弹性弹性8(3)能量能量知识方法聚焦规律方法1在书写核反应方程时，一般先满足在书写核反应方程时，一般先满足 守恒，后满足守恒，后满足 守恒守恒2在处理粒子的碰撞和衰变问题时，通常应用动量守恒定在处理粒子的碰撞和衰变问题时，通常应用动量守恒定律、质能方程综合分析律、质能方程综合分析质量数质量数电荷数电荷数热点考向例析考向1原子物理基础知识、核反应与动量的组合例例1(1)下列说法正确的是下列说法正确的是_A.玻尔原子理论不仅能解释氢原子光谱，而且也能解释其他原玻尔原子理论不仅能解释氢原子光谱，而且也能解释其他原 子光谱子光谱B.法国物理学家贝可勒尔发现了天然放射现象，说明原子核具法国物理学家贝可勒尔发现了天然放射现象，说明原子核具 有复杂结构有复杂结构C. U的半衰期约为的半衰期约为7亿年，随着地球环境的不断变化，半衰期亿年，随着地球环境的不断变化，半衰期 可能变短可能变短D.处于处于n3激发态的一群氢原子，自发跃迁时能发出激发态的一群氢原子，自发跃迁时能发出3种不同频种不同频 率的光子率的光子BD由动量守恒得由动量守恒得m0v0m1v1m2v2又又m1v12m2v21.核反应方程的书写核反应方程的书写(1)核反应过程一般不可逆，所以核反应方程中用核反应过程一般不可逆，所以核反应方程中用“”“”表示方向表示方向而不能用等号代替而不能用等号代替(2)核反应方程遵循质量数、电荷数守恒，但核反应前后的总质量核反应方程遵循质量数、电荷数守恒，但核反应前后的总质量一般会发生变化一般会发生变化(质量亏损质量亏损)且释放出核能且释放出核能(3)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能只依据两个守恒规核反应的生成物一定要以实验为基础，不能只依据两个守恒规律凭空杜撰出生成物来写核反应方程律凭空杜撰出生成物来写核反应方程以题说法2原子核的衰变原子核的衰变(1)衰变实质：衰变实质：衰变是原子核中的衰变是原子核中的2个质子和个质子和2个中子结合成一个个中子结合成一个氦核并射出；氦核并射出；衰变是原子核中的一个中子转化为一个质子和一衰变是原子核中的一个中子转化为一个质子和一个电子，再将电子射出；个电子，再将电子射出；衰变伴随着衰变伴随着衰变或衰变或衰变同时发生，衰变同时发生，不改变原子核的质量数与电荷数，以光子形式释放出衰变过程不改变原子核的质量数与电荷数，以光子形式释放出衰变过程中产生的能量中产生的能量(2)衰变的快慢由原子核内部因素决定，跟原子所处的物理、化衰变的快慢由原子核内部因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关；半衰期是统计规律，对个别、少数原子无意义学状态无关；半衰期是统计规律，对个别、少数原子无意义以题说法热点考向例析考向2原子物理基础知识、能级与动量的组合例例2(1)下列说法中正确的是下列说法中正确的是_A电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性B裂变物质体积小于临界体积时，链式反应不能进行裂变物质体积小于临界体积时，链式反应不能进行C原子核内部一个质子转化成一个中子时，会同时释放原子核内部一个质子转化成一个中子时，会同时释放 出一个电子出一个电子D235U的半衰期约为的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期亿年，随地球环境的变化，半衰期 可能变短可能变短AB(2)氢原子的能级如图氢原子的能级如图1所示有一群处于所示有一群处于n4能级的氢原子，若原子从能级的氢原子，若原子从n4向向n2跃迁时所跃迁时所发出的光正好使某种金属产生光电效应，则：发出的光正好使某种金属产生光电效应，则：这群氢原子发出的光中共有这群氢原子发出的光中共有_种频率种频率的光能使该金属产生光电效应；的光能使该金属产生光电效应；从从n4向向n1跃迁时发出的光照射该金属，所产生的光跃迁时发出的光照射该金属，所产生的光电子的最大初动能为电子的最大初动能为_ eV.图图1解析解析一群处于一群处于n4能级的氢原子向基态跃迁时，因为能级的氢原子向基态跃迁时，因为n4向向n2跃迁所发生的光正好使某种金属材料产生光电效应，跃迁所发生的光正好使某种金属材料产生光电效应，所以只有所以只有n4跃迁到跃迁到n1，n4跃迁到跃迁到n2，n3跃迁到跃迁到n1，n2跃迁到跃迁到n1的光子能够使金属发生光电效应，即的光子能够使金属发生光电效应，即4种种逸出功逸出功W0.85 eV3.40 eV2.55 eV，从而，从而n4跃迁到跃迁到n1辐射的光子能量最大，为辐射的光子能量最大，为0.85 eV13.6 eV12.75 eV，根据光电效应方程知，光电子的最大初动能根据光电效应方程知，光电子的最大初动能EkmhW012.75 eV2.55 eV10.2 eV.答案答案410.2(3)如图如图2所示，质量为所示，质量为2m的小滑块的小滑块P和质量为和质量为m的小滑块的小滑块Q都视作质点，与轻质弹簧相连的都视作质点，与轻质弹簧相连的Q静止在光滑水平面静止在光滑水平面上上P以某一初速度以某一初速度v向向Q运动并与弹簧发生碰撞，问：弹运动并与弹簧发生碰撞，问：弹簧的弹性势能最大时，簧的弹性势能最大时，P、Q的速度各为多大？的速度各为多大？图图2解析解析当弹簧的弹性势能最大时，当弹簧的弹性势能最大时，P、Q速度相等速度相等2mv0(2mm)v1以题说法关于原子跃迁要注意以下四个方面：关于原子跃迁要注意以下四个方面：(1)一群氢原子处于量子数为一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射的光谱条数的激发态时，可能辐射的光谱条数N .(2)只有光子能量恰好等于跃迁所需的能量只有光子能量恰好等于跃迁所需的能量(hEmEn)时，光时，光子才被吸收子才被吸收(3)“直接跃迁直接跃迁”只能对应一个能级差，发射一种频率的光只能对应一个能级差，发射一种频率的光子子“间接跃迁间接跃迁”能对应多个能级差，发射多种频率的光子能对应多个能级差，发射多种频率的光子(4)入射光子能量大于电离能入射光子能量大于电离能(hEEn)时，光子一定能被原时，光子一定能被原子吸收并使之电离，剩余能量为自由电子的动能子吸收并使之电离，剩余能量为自由电子的动能热点考向例析考向3原子物理基础知识、光电效应与动量的组合例例3(1)下列说法正确的是下列说法正确的是()A玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和 跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律B原子核发生原子核发生衰变时，新核与衰变时，新核与粒子的总质量等于原来的原子核粒子的总质量等于原来的原子核 的质量的质量C氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨 道上时氢原子的能量减少道上时氢原子的能量减少D在原子核中，比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固在原子核中，比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固解析解析因有质量亏损，新核与因有质量亏损，新核与粒子的总质量小于原来的粒子的总质量小于原来的原子核的质量，原子核的质量，B错误；错误；在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，所以牢固，所以D错误选错误选A、C.答案答案AC(2)如图如图3所示为研究光电效应的电路图，对某金属所示为研究光电效应的电路图，对某金属用紫外线照射时，电流表指针发生偏转将滑动变用紫外线照射时，电流表指针发生偏转将滑动变阻器滑动片向右移动的过程中，电流表的示数不可阻器滑动片向右移动的过程中，电流表的示数不可能能_(选填选填“减小减小”、“增大增大”)如果改用如果改用频率略低的紫光照射，电流表频率略低的紫光照射，电流表_(选填选填“一定一定”、“可可能能”或或“一定没一定没”)有示数有示数图图3解析解析滑片向右滑动，滑片向右滑动，A、K间的正向电压增大，到达间的正向电压增大，到达A上上电子的个数增多或不变，所以电流增大或不变，不可能减小；电子的个数增多或不变，所以电流增大或不变，不可能减小；因不确定金属的截止频率与紫光频率的大小关系，故紫光照因不确定金属的截止频率与紫光频率的大小关系，故紫光照射，可能会发生光电效应，所以电流表可能有示数射，可能会发生光电效应，所以电流表可能有示数答案答案减小可能减小可能(3)在光滑水平面上，一个质量为在光滑水平面上，一个质量为m、速度为、速度为v的的A球，与质球，与质量也为量也为m的另一静止的的另一静止的B球发生正碰，若它们发生的是弹球发生正碰，若它们发生的是弹性碰撞，碰撞后性碰撞，碰撞后B球的速度是多少？若碰撞后结合在一起，球的速度是多少？若碰撞后结合在一起，共同速度是多少？共同速度是多少？解析解析设设A、B球碰后的速度分别为球碰后的速度分别为v1、v2，根据动量守恒根据动量守恒mvmv1mv2，联立解得联立解得v10，v2v；以题说法处理光电效应问题的两条线索处理光电效应问题的两条线索一是光的频率，二是光的强度，两条线索对应的关系是：一是光的频率，二是光的强度，两条线索对应的关系是：1光强光强光子数目多光子数目多发射光电子数多发射光电子数多光电流大光电流大2光子频率高光子频率高光子能量大光子能量大产生光电子的最大初动产生光电子的最大初动 能大能大针对训练针对训练 (2014江苏江苏12C)(1)(单选单选)已知钙和钾的截止频已知钙和钾的截止频率分别为率分别为7.731014 Hz和和5.441014 Hz，在某种单色光的，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的_A波长波长 B频率频率 C能量能量 D动量动量解析解析根据爱因斯坦光电效应方程根据爱因斯坦光电效应方程EkhW0.由题知由题知W钙钙W钾钾，所以钙逸出的光电子的最大初动能较小所以钙逸出的光电子的最大初动能较小钙逸出的光电子的特点是：动量较小、波长较长、频率较钙逸出的光电子的特点是：动量较小、波长较长、频率较小选项小选项A正确，选项正确，选项B、C、D错误错误答案答案A根据衰变规律根据衰变规律m ，代入数据解得，代入数据解得t15.2天天01( )2tm15.2(3)牛顿的自然哲学的数学原理中记载，牛顿的自然哲学的数学原理中记载，A、B两个玻两个玻璃球相碰，碰撞后的分离速度和它们碰撞前的接近速度之璃球相碰，碰撞后的分离速度和它们碰撞前的接近速度之比总是约为比总是约为1516.分离速度是指碰撞后分离速度是指碰撞后B对对A的速度，接的速度，接近速度是指碰撞前近速度是指碰撞前A对对B的速度若上述过程是质量为的速度若上述过程是质量为2m的玻璃球的玻璃球A以速度以速度v0碰撞质量为碰撞质量为m的静止玻璃球的静止玻璃球B，且为对，且为对心碰撞，求碰撞后心碰撞，求碰撞后A、B的速度大小的速度大小解析解析设设A、B球碰撞后速度分别为球碰撞后速度分别为v1和和v2由动量守恒定律知：由动量守恒定律知：2mv02mv1mv2，