高考物理二轮复习 专题六 选做部分 第3讲 动量守恒定律 原子结构和原子核课件.ppt

第3讲动量守恒定律原子结构和原子核 2 已知光速为c 普朗克常数为h 则频率为 的光子的动量为 用该频率的光垂直照射平面镜 光被镜面全部垂直反射回去 则光子在反射前后动量改变量的大小为 3 几种金属的逸出功W0见下表 用一束可见光照射上述金属的表面 请通过计算说明哪些能发生光电效应 已知该可见光的波长的范围为4 0 10 7 7 6 10 7m 普朗克常数h 6 63 10 34J s 2 2015 江苏单科 12C 1 波粒二象性是微观世界的基本特征 以下说法正确的有 A 光电效应现象揭示了光的粒子性B 热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C 黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D 动能相等的质子和电子 它们的德布罗意波长也相等 答案 1 AB 2 3大于 3 4 3 10 12J 3 牛顿的 自然哲学的数学原理 中记载 A B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比总是约为15 16 分离速度是指碰撞后B对A的速度 接近速度是指碰撞前A对B的速度 若上述过程是质量为2m的玻璃球A以速度v0碰撞质量为m的静止玻璃球B 且为对心碰撞 求碰撞后A B的速度大小 考情分析 动量 动量守恒定律 核反应方程和光电效应是每年必考的内容 原子能级 结合能的计算 光的波粒二象性等也是考查的重点 其他如半衰期 放射性同位素 黑体辐射等也需注意 知识必备 1 动量守恒定律 1 条件 系统不受外力或系统所受外力的矢量和为零 2 表达式 m1v1 m2v2 m1v1 m2v2 3 爱因斯坦光电效应方程及图象表示 图1 1 Ek h W0 2 用图象表示光电效应方程 极限频率 图线与 轴交点的横坐标 0 逸出功 图线与Ek轴交点的纵坐标的值W0 E 普朗克常量 图线的斜率k h 4 光的波粒二象性 1 光既有波动性 又有粒子性 无法只用其中的一种性质去说明光的一切行为 只能认为光具有波粒二象性 2 光的干涉 衍射 偏振现象说明了光的波动性 黑体辐射 光电效应 康普顿效应说明了光的粒子性 光的波长越长 频率越小 波动性越显著 光的波长越短 频率越大 粒子性越显著 少量光子产生的效果往往显示出粒子性 一份一份的 大量光子产生的效果往往显示出波动性 5 6 黑体辐射规律 辐射强度与温度有关 与波长有关 图2 1 随温度升高 辐射强度的峰值向波长较短的方向移动 故室温时电磁波的波长较长 高温时电磁波的波长较短 2 温度一定时 辐射强度随波长增大而先增大后减小 3 对应同一波长 温度越高辐射强度越大 1 2016 南京市 盐城市模拟 1 如图3所示 某原子的三个能级的能量分别为E1 E2和E3 a b c为原子跃迁所发出的三种波长的光 下列判断正确的是 精典题组 图3 A E1 E2 E3B E3 E2 E2 E1 C b光的波长最长D c光的频率最高 2 如图4所示 x为放射源 L为一纸板 纸板与计数器之间有强磁场B 当强磁场移开时 计数器的计数率不变 说明放射源中没有 选填 或 粒子 将纸板L移开 计数器计数率大幅度上升 这表明放射源中有 选填 或 粒子 图4 3 铝的极限频率为1 1 1015Hz 现用频率为1 5 1015Hz的光照射铝的表面 有光电子逸出 已知普朗克常量为h 6 6 10 34J s 求光电子的最大初动能 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 金陵三校联考 1 下列说法中正确的是 A 氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子B 原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量C 一个动量为p的电子对应的物质波波长为hp h为普朗克常量 D 在研究光电效应实验中所测得的遏止电压与入射光的强度有关 3 A B两个小球半径相同 质量不同 并排悬挂在同样长度的绳子上 彼此相互接触 把质量为m0的A球拉开后由静止释放 当A球与B球相碰前其速度为v0 碰撞后两个小球的动量相等 则 求碰撞后A球的速度 若碰撞为弹性碰撞 求碰撞后B球的动能 图5 3 2016 十三大市模考重组改编 1 下列关于原子结构和原子核的说法中 错误的是 图6A 卢瑟福在 粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型B 天然放射性元素在衰变过程中核电荷数和质量数守恒 其放射线在磁场中不偏转的是 射线C 由图可知 原子核A裂变成原子核B和C要放出核能D 由图可知 原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量 3 一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置 由控制系统使箭体与卫星分离 已知前部分的卫星质量为m1 后部分的箭体质量为m2 分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行 若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化 则分离后卫星的速率v1是多大 图7 4 2016 江苏常州二模 1 1996年 物理学家利用加速器 制成 反氢原子 反氢原子是由一个反质子和一个绕它运动的正电子组成 反质子与质子质量相同 电荷量为 e 关于氢原子和反氢原子 下列说法中正确的是 A 它们的原子能级不同B 它们的原子光谱相同C 反氢原子中正电子绕反质子的运动具有确定的轨道D 氢原子和反氢原子以大小相等的速度对心碰撞发生湮灭 只能放出一个光子 图8 光电子的最大初动能Ekm 该光电管发生光电效应的极限频率 0 解析 1 反质子与质子 正电子与电子的质量大小 电荷量大小均相等 故反氢原子核外的正电子与氢原子核外的电子做圆周运动的轨道半径相同 则它们的原子能级相同 能级差也相同 故它们的原子光谱相同 选项A错误 B正确 当原子处于不同状态时 正电子在各处出现的概率是不一样的 故反氢原子中正电子的坐标没有确定值 绕反质子运动也没有确定的轨道 选项C错误 氢原子和反氢原子以大小相等的速率对心碰撞发生湮灭 若只放出一个光子 则违反了动量守恒定律 选项D错误 反思总结1 应用动量守恒定律解题的步骤 1 选取研究系统和研究过程 2 分析系统的受力情况 判断系统动量是否守恒 系统不受外力或所受合外力的矢量和为零时 系统动量守恒 系统所受内力远大于外力时 可认为系统动量守恒 系统在某一方向上不受外力或所受合外力的矢量和为零 在该方向上系统动量守恒 3 规定正方向 确定系统的初 末状态的动量的大小和方向 4 根据动量守恒定律列方程 m1v1 m2v2 m1v1 m2v2 求解 3 核能的计算 1 E mc2 其中 m为核反应方程中的质量亏损 2 E m 931 5MeV 其中质量亏损 m以原子质量单位u为单位