创新设计江苏专用2017届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

1、第3讲动量守恒定律原子结构和原子核(2)已知光速为已知光速为c，普朗克常数为，普朗克常数为h，则频率为，则频率为的光子的动量为的光子的动量为_，用该频率的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反，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)几种金属的逸出功几种金属的逸出功W0见下表：见下表：金属钨钙钠钾铷W0(10-19 J)7.265.123.663.603.41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

2、的范围为光电效应。已知该可见光的波长的范围为4.010-77.610-7 m，普朗克常数普朗克常数h6.6310-34 Js。2.(2015江苏单科，江苏单科，12C)(1)波粒二象性是微观世界的基本特征，波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有以下说法正确的有_。A.光电效应现象揭示了光的粒子性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动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长

3、也相等答案答案(1)AB(2)3大于大于(3)4.310-12 J(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两个玻璃球相两个玻璃球相碰，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，接近速度是指碰撞的速度，接近速度是指碰撞前前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碰碰撞质量为撞质量为m的静止玻璃球的静止玻璃球B，且为对心碰撞，求碰撞后，且为对心碰撞，求碰撞后A、B的的速度大小。速度

4、大小。考考 情情 分分 析析201421052016T12C(1)：光电效应T12C(1)：光的波粒二象性T12C(1)：衰变方程T12C(2)：核反应方程；原子核的衰变；半衰期T12C(2)：衰变方程T12C(2)：光子的动量及动量改变量T12C(3)：动量；动量守恒定律T12C(3)：结合能与质量亏损T12C(3)：光子的能量、光电效应方程动量、动量守恒定律、核反应方程和光电效应是每年必考的内容：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。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

5、、黑体辐射等也需注意。其他如半衰期、放射性同位素、黑体辐射等也需注意。知知 识识 必必 备备1.动量守恒定律动量守恒定律(1)条件：系统不受外力或系统所受外力的矢量和为零。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：表达式：m1v1m2v2m1v1m2v2。3.爱因斯坦光电效应方程及图象表示爱因斯坦光电效应方程及图象表示图图1(1)EkhW0(2)用图象表示光电效应方程用图象表示光电效应方程极限频率：图线与极限频率：图线与轴交点的横坐标轴交点的横坐标0逸出功：图线与逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的值轴交点的纵坐标的值W0E普朗克常量：图线的斜率普朗克常量：图线的斜率kh4.光

6、的波粒二象性光的波粒二象性(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。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显著。少量光子

7、产生的效果往往显示出粒子性(一份一份的一份一份的)，大量光子产生的效果往往显示出波动性。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。黑体辐射规律：辐射强度与温度有关，与波长有关。图图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。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。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。对应同一波长，温度越高辐射强

8、度越大。1.(2016南京市、盐城市模拟南京市、盐城市模拟) (1)如图如图3所示，某原子的三个能级所示，某原子的三个能级的能量分别为的能量分别为E1、E2和和E3。a、b、c为原子跃迁所发出的三种为原子跃迁所发出的三种波长的光，下列判断正确的是波长的光，下列判断正确的是()精精 典典 题题 组组图图3A.E1E2E3B.(E3-E2)(E2-E1)C.b光的波长最长光的波长最长D.c光的频率最高光的频率最高(2)如图如图4所示，所示，x为放射源，为放射源，L为一纸板，纸板与计数器之间有强为一纸板，纸板与计数器之间有强磁场磁场B。当强磁场移开时，计数器的计数率不变，说明放射源中。当强磁场移开时

9、，计数器的计数率不变，说明放射源中没有没有_(选填选填“”“”“”或或“”)粒子；将纸板粒子；将纸板L移开，计数移开，计数器计数率大幅度上升，这表明放射源中有器计数率大幅度上升，这表明放射源中有_(选填选填“”“”“”或或“”)粒子。粒子。图图4(3)铝的极限频率为铝的极限频率为1.11015 Hz，现用频率为，现用频率为1.51015 Hz的光照的光照射铝的表面，有光电子逸出。已知普朗克常量为射铝的表面，有光电子逸出。已知普朗克常量为h6.610-34Js。求光电子的最大初动能。求光电子的最大初动能。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、金陵三校联考海安、南外、金陵三校联考)(1)下列说法中正确的是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.一个动量为一个动量为p的电子对应的物质波波长为的电子对应的物质波波长为hp(h为普朗克常量为普朗克常量)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有关(3)A、B两个小球半径相同，质量不同，并排悬挂在同

11、样长度的两个小球半径相同，质量不同，并排悬挂在同样长度的绳子上，彼此相互接触。把质量为绳子上，彼此相互接触。把质量为m0的的A球拉开后由静止释放，球拉开后由静止释放，当当A球与球与B球相碰前其速度为球相碰前其速度为v0，碰撞后两个小球的动量相等。则：，碰撞后两个小球的动量相等。则：求碰撞后求碰撞后A球的速度；球的速度；若碰撞为弹性碰撞，求碰撞后若碰撞为弹性碰撞，求碰撞后B球的动能。球的动能。图图53.(2016十三大市模考重组改编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，错误的是下列关于原子结构和原子核的说法中，错误的是()图图6A.卢瑟福在卢瑟福在粒子散射实验的基础上提出

12、了原子的核式结构模型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线在磁场中不偏转的是射线射线C.由图可知，原子核由图可知，原子核A裂变成原子核裂变成原子核B和和C要放出核能要放出核能D.由图可知，原子核由图可知，原子核D和和E聚变成原子核聚变成原子核F要吸收能量要吸收能量(3)一枚火箭搭载着卫星以速率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使箭体与卫星分离。已知前部分的卫星质量为m

13、1，后部分的箭体，后部分的箭体质量为质量为m2，分离后箭体以速率，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气沿火箭原方向飞行，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？是多大？图图74.(2016江苏常州二模江苏常州二模)(1)1996年，物理学家利用加速器年，物理学家利用加速器“制成制成”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，电荷量为组成。反质子与质子质量相同，电荷量为-e。关于氢原子和反。关于氢原子和反氢原子，下

14、列说法中正确的是氢原子，下列说法中正确的是()A.它们的原子能级不同它们的原子能级不同B.它们的原子光谱相同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，只能放出一个光子能放出一个光子图图8光电子的最大初动能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该光电管发生光电效应的极限频率0。解析解析(1)反质子与质子、正电子与电子的质量大小、电荷量大反质子与质子、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

15、正电子与氢原子核外的电子做圆小均相等，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，选项同，故它们的原子光谱相同，选项A错误，错误，B正确；当原子处正确；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错误；氢原子和反氢原子以大

16、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，碰撞发生湮灭，若只放出一个光子，则违反了动量守恒定律，选项选项D错误。错误。反思总结反思总结1.应用动量守恒定律解题的步骤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。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。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，在系统在