高中物理选修3-5公式及高中物理选修3-5近代物理练习

高中物理选修3-5公式第十六章动量守恒定律1、物体的动量：单位kg•m/s矢量P=mv,2、力的冲量：单位N•s矢量I=F（t’-t）或I=Ft3、动量定理:矢量式P’-P=I或F合t=mv2—mv1（物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化）（牛顿第二定律的另一种形式）动量定理实质与牛顿第二定律相同4、动量守恒定律：+m2v2=m1v1’＋m2v2’或p1=-p2或p1+p2=0（注意设正方向）适用条件：（1）系统不受外力作用。（2）系统受外力作用，但合外力为零。（3）系统受外力作用，合外力也不为零，但合外力远小于物体间的相互作用力。（4）系统在某一个方向的合外力为零，在这个方向的动量守恒。完全非弹性碰撞mV1+MV2=（M+m）V(能量损失最大)波粒二象性能量子（光子）是电磁波的频率，普朗克常量2、光的粒子性（1）光电子的初速度上限满足的关系UC为遏止电压（2）光电效应规律：a、每种金属都有发生光电效应的极限频率；b、光电子的最大初动能与光的强度无关，随入射光频率的增大而增大；c、光电效应的产生几乎是瞬时的；d、光电流与入射光强度成正比。（3）爱因斯坦光电效应方程或光电子的最大初动能光电效应的截止频率（Ek=0）（4）光子的动量为（5）光电效应的应用：光电管可将光信号转变为电信号。3、粒子的波动性：实物粒子也有波动性（德布罗意波也叫物质波）4、光的波粒二象性光是一种具有电磁本性的物质，既有波动性，又有粒子性。光具有波粒二象性，单个光子的个别行为表现为粒子性，大量光子的运动规律表现为波动性。波长较大、频率较低时光的波动性较为显著，波长较小，频率较高的光的粒子性较为显著。第十八章、原子结构1．玻尔的原子结构假说（氢原子能级）（1）轨道量子化与定态半径E1=-13.6eV能量最少rn=n2r1r1=0.53m（2）频率条件（跃迁时放出或吸收光子的能量）或第十九章原子核1．三种衰变射线本质速度特性α射线氦原子核（）流贯穿能力小，电离作用强。β射线高速电子（）流V≈C贯穿能力强，电离作用弱。γ射线高频电磁波（光子）V=C贯穿能力很强，电离作用很弱。衰变：原子核由于放出某种粒子而转变位新核的变化。放出α粒子的叫α衰变。放出β粒子的叫β衰变。放出γ粒子的叫γ衰变。哀变规律：（遵循电荷数、质量数守恒）α衰变：β衰变：（β衰变的实质是=+）γ衰变：伴随着α衰变或β衰变同时发生。磁场中的衰变：外切圆是α衰变，内切圆是β衰变，α，β是大圆。2．半衰期，m=m0（）n3．质子的发现（1919年，卢瑟福）中子的发现（1932年，查德威克）发现正电子（居里夫妇），4．质能方程E=mc21J=1Kg.(m/s)21u放出的能量为931.5MeV1u=1.660566×10-27kg5．重核裂变原子弹核反应堆氢的聚变氢弹太阳内部反应高中物理3-3知识点总结一、分子动理论1、物体是由大量分子组成的微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0宏观量：物质体积V、摩尔体积VA、物体质量m、摩尔质量M、物质密度ρ。联系桥梁：阿伏加德罗常数（NA＝6.02×1023mol－1）（1）分子质量：（2）分子体积：（对气体，V0应为气体分子占据的空间大小）（3）分子大小：(数量级10-10m)eq\o\ac(○,1)球体模型．直径（固、液体一般用此模型）油膜法估测分子大小：—单分子油膜的面积，V—滴到水中的纯油酸的体积eq\o\ac(○,2)立方体模型．（气体一般用此模型；对气体，d应理解为相邻分子间的平均距离）注意：固体、液体分子可估算分子质量、大小(认为分子一个挨一个紧密排列)；气体分子间距很大，大小可忽略，不可估算大小，只能估算气体分子所占空间、分子质量。（4）分子的数量：或者2、分子永不停息地做无规则运动（1）扩散现象：不同物质彼此进入对方的现象。温度越高，扩散越快。直接说明了组成物体的分子总是不停地做无规则运动，温度越高分子运动越剧烈。（2）布朗运动：悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动。发生原因是固体微粒受到包围微粒的液体分子无规则运动地撞击的不平衡性造成的．因而间接说明了液体分子在永不停息地做无规则运动．eq\o\ac(○,1)布朗运动是固体微粒的运动而不是固体微粒中分子的无规则运动．②布朗运动反映液体分子的无规则运动但不是液体分子的运动．③课本中所示的布朗运动路线，不是固体微粒运动的轨迹．④微粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显．3、分子间存在相互作用的引力和斥力①分子间引力和斥力一定同时存在，且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力变化快，实际表现出的分子力是分子引力和分子斥力的合力②分子力的表现及变化，对于曲线注意两个距离，即平衡距离r0（约10－10m）与10r0。（ⅰ）当分子间距离为r0时，引力等于斥力，分子力为零。（ⅱ）当分子间距r＞r0时，引力大于斥力，分子力表现为引力。当分子间距离由r0增大时，分子力先增大后减小（ⅲ）当分子间距r＜r0时，斥力大于引力，分子力表现为斥力。当分子间距离由r0减小时，分子力不断增大二、温度和内能1、统计规律：单个分子的运动都是不规则的、带有偶然性的；大量分子的集体行为受到统计规律的支配。多数分子速率都在某个值附近，满足“中间多，两头少”的分布规律。2、分子平均动能：物体内所有分子动能的平均值。①温度是分子平均动能大小的标志。②温度相同时任何物体的分子平均动能相等，但平均速率一般不等（分子质量不同）．x0x0EPr0(1)一般规定无穷远处分子势能为零，(2)分子力做正功分子势能减少，分子力做负功分子势能增加。(3)分子势能与分子间距离r0关系（类比弹性势能）①当r＞r0时，r增大，分子力为引力，分子力做负功分子势能增大。②当r＞r0时，r减小，分子力为斥力，分子力做负功分子势能增大。③当r=r0（平衡距离）时，分子势能最小（为负值）（4）决定分子势能的因素：从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关。（注意体积增大，分子势能不一定增大）从微观上看：分子势能跟分子间距离r有关。4、内能：物体内所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和（1）内能是状态量（2）内能是宏观量，只对大量分子组成的物体有意义，对个别分子无意义。（3）物体的内能由物质的量（分子数量）、温度（分子平均动能）、体积（分子间势能）决定，与物体的宏观机械运动状态无关．内能与机械能没有必然联系．三、热力学定律和能量守恒定律1、改变物体内能的两种方式：做功和热传递。①等效不等质：做功是内能与其他形式的能发生转化；热传递是不同物体（或同一物体的不同部分）之间内能的转移，它们改变内能的效果是相同的。②概念区别：温度、内能是状态量，热量和功则是过程量，热传递的前提条件是存在温差，传递的是热量而不是温度，实质上是内能的转移．2、热力学第一定律(1)内容：一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，外界对物体做的功W与物体从外界吸收的热量Q之和等于物体的内能的增加量ΔU(2)数学表达式为：ΔU＝W+Q做功W热量Q内能的改变ΔU取正值“+”外界对系统做功系统从外界吸收热量系统的内能增加取负值“－”系统对外界做功系统向外界放出热量系统的内能减少(3)符号法则：(4)绝热过程Q＝0，关键词“绝热材料”或“变化迅速”(5)对理想气体（不考虑分子间相互作用力，内能仅由温度和分子总数决定，与气体的体积无关。）①ΔU取决于温度变化，温度升高ΔU>0，温度降低ΔU<0②W取决于体积变化，v增大时，气体对外做功，W<0；v减小时，外界对气体做功，W>0；③特例：如果是气体向真空扩散，W＝03、能量守恒定律：（1）能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。这就是能量守恒定律。（2）第一类永动机：不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功的机器。（违背能量守恒定律）4、热力学第二定律（1）热传导的方向性：热传导的过程可以自发地由高温物体向低温物体进行，但相反方向却不能自发地进行，即热传导具有方向性，是一个不可逆过程。（2）说明：①“自发地”过程就是在不受外来干扰的条件下进行的自然过程。②热量可以自发地从高温物体传向低温物体，热量却不能自发地从低温物体传向高温物体。③热量可以从低温物体传向高温物体，必须有“外界的影响或帮助”，就是要由外界对其做功才能完成。（3）热力学第二定律的两种表述①克劳修斯表述：不可能使热量从低温物体传向高温物体而不引起其他变化。②开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为有用功而不引起其他变化。热机①热机是把内能转化为机械能的装置。其原理是热机从高温热源吸收热量Q1，推动活塞做功W，然后向低温热源（冷凝器）释放热量Q2。（工作条件：需要两个热源）②由能量守恒定律可得：Q1=W+Q2③我们把热机做的功和它从热源吸收的热量的比值叫做热机效率，用η表示，即η=W/Q1④热机效率不可能达到100%（5）第二类永动机①设想：只从单一热源吸收热量，使之完全变为有用的功而不引起其他变化的热机。②第二类永动机不可能制成，不违反热力学第一定律或能量守恒定律，违反热力学第二定律。原因：尽管机械能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化成机械能而不引起其他变化；机械能和内能的转化过程具有方向性。（6）推广：与热现象有关的宏观过程都是不可逆的。例如；扩散、气体向真空的膨胀、能量耗散。（7）熵和熵增加原理①热力学第二定律微观意义：一切自然过程总是沿着分子热运动无序程度增大的方向进行。②熵：衡量系统无序程度的物理量，系统越混乱，无序程度越高，熵值越大。③熵增加原理：在孤立系统中，一切不可逆过程必然朝着熵增加的方向进行。热力学第二定律也叫做熵增加原理。晶体非晶体单晶体多晶体外形规则不规则不规则熔点确定不确定物理性质各向异性各向同性（8）能量退降：在熵增加的同时，一切不可逆过程总是使能量逐渐丧失做功的本领，从可利用状态变成不可利用状态，能量的品质退化了。（另一种解释：在能量转化过程中，总伴随着内能的产生，分子无序程度增加，同时内能耗散到周围环境中，无法重新收集起来加以利用）四、固体和液体1、晶体和非晶体①晶体内部的微粒排列有规则，具有空间上的周期性，因此不同方向上相等距离内微粒数不同，使得物理性质不同（各向异性），由于多晶体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体（单晶体）集合而成，因此不显示各向异性，形状也不规则。②晶体达到熔点后由固态向液态转化，分子间距离要加大。此时晶体要从外界吸收热量来破坏晶体的点阵结构，所以吸热只是为了克服分子间的引力做功，只增加了分子的势能。分子平均动能不变，温度不变。2、液晶：介于固体和液体之间的特殊物态物理性质①具有晶体的光学各向异性——在某个方向上看其分子排列比较整齐②具有液体的流动性——从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的．3、液体的表面张力现象和毛细现象（１）表面张力──表面层（与气体接触的液体薄层）分子比较稀疏，r＞r0，分子力表现为引力，在这个力作用下，液体表面有收缩到最小的趋势，这个力就是表面张力。表面张力方向跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直．（２）浸润和不浸润现象：附着层的液体分子比液体内部分子力表现附着层趋势毛细现象浸润密排斥力扩张上升不浸润稀疏吸引力收缩下降（３）毛细现象：对于一定液体和一定材质的管壁，管的内径越细，毛细现象越明显。①管的内径越细，液体越高②土壤锄松，破坏毛细管，保存地下水分；压紧土壤，毛细管变细，将水引上来五、气体实验定律理想气体（1）探究一定质量理想气体压强p、体积V、温度T之间关系，采用的是控制变量法（2）三种变化：①等温变化，玻意耳定律：PV＝C②等容变化，查理定律：P/T＝C等温变化T1＜T等温变化T1＜T2pVT1T2O等容变化V1＜V2pTV1V2O等压变化p1＜p2VTp1p2O提示：①等温变化中的图线为双曲线的一支，等容（压）变化中的图线均为过原点的直线（之所以原点附近为虚线，表示温度太低了，规律不再满足）②图中双线表示同一气体不同状态下的图线，虚线表示判断状态关系的两种方法③对等容（压）变化，如果横轴物理量是摄氏温度t，则交点坐标为－273.15（3）理想气体状态方程对一定质量的理想气体，有（或）（为摩尔数）（4）气体压强微观解释：大量气体分子对器壁频繁地碰撞产生的。压强大小与气体分子单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数有关。决定因素：①气体分子的平均动能，从宏观上看由气体的温度决定②单位体积内的分子数(分子密度)，从宏观上看由气体的体积决定六、饱和汽和饱和汽压1、饱和汽与饱和汽压：在单位时间内回到液体中的分子数等于从液面飞出去的分子数，这时汽的密度不再增大，液体也不再减少，液体和汽之间达到了平衡状态，这种平衡叫做动态平衡。我们把跟液体处于动态平衡的汽叫做饱和汽，把没有达到饱和状态的汽叫做未饱和汽。在一定温度下，饱和汽的压强一定，叫做饱和汽压。未饱和汽的压强小于饱和汽压。饱和汽压影响因素：①与温度有关，温度升高，饱和气压增大②饱和汽压与饱和汽的体积无关3）空气的湿度（1）空气的绝对湿度：用空气中所含水蒸气的压强来表示的湿度叫做空气的绝对湿度。（2）空气的相对湿度：相对湿度更能够描述空气的潮湿程度，影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受。（3）干湿泡湿度计：两温度计的示数差别越大，空气的相对湿度越小。近代物理专题训练（选修3-5）1.（多选）光电效应实验的装置如图所示，用弧光灯照射锌板,验电器指针张开一个角度。则下面说法中正确的是（）A．用紫外光照射锌板，验电器指针会发生偏转B．用绿色光照射锌板，验电器指针会发生偏转C．锌板带的是负电荷D．使验电器指针发生偏转的是正电荷2.（多选）在做光电效应的实验时，某金属被光照射发生了光电效应，实验测得光电子的最大初动能Ek与入射光的频率ν的关系如图所示，由实验图象可求出（）A．该金属的极限频率和极限波长B．普朗克常量C．该金属的逸出功D．单位时间内逸出的光电子数3.（多选）光电效应实验中，下列表述正确的是()A．光照时间越长光电流越大B．入射光足够强就可以有光电流C．遏止电压与入射光的频率有关D．入射光频率大于截止频率才能产生光电子4.（多选）如图所示，电路中所有元件完好，光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过。其原因可能是()A．入射光太弱B．入射光波长太长C．光照时间太短D．电源正负极接反5.在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示。则可判断出()A．甲光的频率大于乙光的频率B．乙光的波长大于丙光的波长C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能6.（多选）用同一频率的光照射到甲、乙两种不同的金属上，它们释放的光电子在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比为R甲∶R乙=3∶1，则下列说法中正确的是()A．两种金属的逸出功之比为3∶1B．两种光电子的速度大小之比为3∶1C．两种金属的逸出功之比为1∶3D．两种光电子的动量大小之比为3∶17．下列说法正确的是（）A．光电效应是金属原子吸收光子向外逸出的现象B．某元素的半衰期是5天，12g的该元素经过10天后还有3g未衰变C．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的重核裂变反应D．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大轨道时，原子的总能量增大，电子的动能也增大8．已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量为其中n=2，3，4…。1885年，巴尔末对当时已知的在可见光区的四条谱线做了分析，发现这些谱线的波长能够用一个公式表示，这个公式写做n=3，4，5，…。式中R叫做里德伯常量，这个公式称为巴尔末公式。用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则里德伯常量R可以表示为（）A.B.C.D.9．下列说法中正确的是（）A．铀核裂变时释放的能量等于它俘获中子时得到的能量B．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大C．原子核内的中子转化成一个质子和电子，产生的电子发射到核外，就是β粒子，这就是β衰变的实质D．用能量为11.0eV的光子照射时，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态10．下列关于近代物理知识的描述中，正确的是（）A．当用蓝色光照射某金属表面时有电子逸出，则改用紫光照射也一定会有电子逸出B．处于n=3能级状态的大量氢原子自发跃迁时，能发出4种频率的光子C．在核反应中，X是质子，这个反应过程叫α衰变D．比结合能越小，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定11．下列关于近代物理知识的描述中，正确的是（）A．处于n=3能级状态的大量氢原子自发跃迁时，能发出4种频率的光子B．.根据玻尔理论可知，吸收能量的电子跃迁到更高能级后，核外电子的动能将增大C．光电效应是金属原子吸收光子向外逸出的现象D．当用蓝色光照射某金属表面时有电子逸出，则改用紫光照射也一定会有电子逸出12．（多选）人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程.卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献.他们的主要成绩，下列说法中正确的是（）A．卢瑟福提出了原子的核式结构B．查德威克发现了质子C．卢瑟福把量子理论引入原子模型D．玻尔提出自己的原子结构假说，成功的解释了氢原子光谱13.（多选）将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场,图中表示射线偏转情况中正确的是（）14．“朝核危机”引起全球瞩目，其焦点就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆．重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239（Pu），这种钚239可由铀239（U）经过n次β衰变而产生，则n为（）A．2 B．239 C．145 D．9215．（多选）如图所示，表示发生光电效应的演示实验，那么下列选项中正确的是（）A．发生光电效应时，光电子是从K极跑出来的B．灵敏电流计不显示读数，可能是因为入射光频率过低C．灵敏电流计不显示读数可能是因为它的灵敏度过低D．如果把电池接反，肯定不会发生光电效应了16．能正确解释黑体辐射实验规律的是()A．能量的连续经典理论B．普朗克提出的能量量子化理论C．牛顿提出的能量微粒说D．以上说法均不正确17．用图示装置研究光电效应现象，光阴极K与滑动变阻器的中心抽头c相连，当滑动头P从a移到c的过程中，光电流始终为零。为了产生光电流，可采取的措施是()A．增大入射光的强度B．增大入射光的频率C．把P向a移动D．把P从c向b移动18.（多选）用甲、乙两种单色光照射同一金属做光电效应实验，发现光电流与电压的关系如图所示。已知普朗克常量为h，被照射金属的逸出功为W0，遏止电压为Uc，电子的电荷量为e，则下列说法正确的是（）A.甲光的强度大于乙光的强度B.甲光的频率大于乙光的频率C.甲光照射时产生的光电子初动能均为eUcD.乙光的频率为19.（多选）关于原子物理学知识，下列说法正确的是（）A．玻尔将量子观念引入原子领域，成功地解释了所有原子的光谱规律 B．质子与中子结合成氘核的过程中一定会放出能量C．将放射性物质放在超低温的环境下，将会大大减缓它的衰变进程D．铀核衰变为铅核的过程中，共有6个中子变成质子20.A、B两种放射性元素,原来都静止在同一匀强磁场，磁场方向如图所示，其中一个放出α粒子，另一个放出β粒子,α与β粒子的运动方向跟磁场方向垂直，图中a、b、c、d分别表示α粒子、β粒子以及两个剩余核的运动轨迹()A．a为α粒子轨迹,c为β粒子轨迹B．b为α粒子轨迹,d为β粒子轨迹C．b为α粒子轨迹,c为β粒子轨迹D．a为α粒子轨迹,d为β粒子轨迹21.（多选）静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44∶1，如图所示。则(