高中物理选修3-5复习

专题八选考部分

（3-3、3-4、3-5）第1页高考题型1光电效应与光粒子性高考题型2原子结构和能级跃迁高考题型3核反应和核能计算高考题型4动量和能量观点综合应用栏目索引第3讲原子物理和动量第2页高考题型1光电效应与光粒子性解题策略1．处理光电效应问题两条线索一是光频率，二是光强度，两条线索对应关系是：(1)光强→光子数目多→发射光电子数多→光电流大．(2)光子频率高→光子能量大→产生光电子最大初动能大．第3页2.爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0研究对象是金属表面电子，意义是说，光电子最大初动能随入射光频率增大而增大(如图1所表示)，直线斜率为h，直线与ν轴交点物理意义是极限频率νc，直线与Ek轴交点物理意义是逸出功负值．图1第4页例1某中学试验小组利用如图2所表示装置研究光电效应规律，用理想电压表和理想电流表分别测量光电管电压以及光电管电流．当开关打开时，用光子能量为2.5eV光照射光电管阴极K，理想电流表有示数，闭合开关，移动滑动变阻器触头，当电压表示数小于0.6V时，理想电流表仍有示数，当理想电流表示数刚好为零时，电压表示数刚好为0.6V．则阴极K逸出功为________，逸出光电子最大初动能为________．图2第5页解析设用光子能量为2.5eV光照射时，光电子最大初动能为Ekm，阴极材料逸出功为W0，当反向电压到达U＝0.6V以后，含有最大初动能光电子也达不到阳极，所以eU＝Ekm，由光电效应方程：Ekm＝hν－W0，由以上二式得：Ekm＝0.6eV，W0＝1.9eV.所以此时最大初动能为0.6eV，该材料逸出功为1.9eV.答案1.9eV

0.6eV第6页预测1

以下说法符合物理学史是(

)A．普朗克引入能量子概念，得出黑体辐射强度按波长分布公式，与试验符合得非常好，并由此开创了物理学新纪元B．康普顿效应表明光子只含有能量C．德布罗意把光波粒二象性推广到实物粒子，认为实物粒子也含有波动性D．汤姆孙经过α粒子散射试验，提出了原子含有核式结构E．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射能量是量子化第7页解析普朗克引入能量子概念，得出黑体辐射强度按波长分布公式，与试验符合得非常好，并由此开创了物理学新纪元，故A正确；康普顿效应不但表明了光子含有能量，还表明了光子含有动量，故B错误；德布罗意把光波粒二象性推广到实物粒子，认为实物粒子也含有波动性，故C正确；第8页卢瑟福在用α粒子轰击金箔试验中发觉了质子，提出原子核式结构学说，故D错误；为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射能量是量子化，故E正确．答案ACE第9页预测2

如图3所表示，两平行金属板A、B板间电压恒为U，一束波长为λ入射光射到金属板B上，使B板发生了光电效应，已知该金属板逸出功为W，电子质量为m.电荷量为e，已知普朗克常量为h，真空中光速为c，以下说法中正确是(

)图3第10页能不能发生光电效应，取决于入射光频率，与板间电压无关，C选项错误；第11页若减小入射光波长，入射光频率增大，大于金属极限频率，能够发生光电效应，D选项正确；若增大入射光频率，金属板逸出功不变，E选项错误．答案ABD第12页高考题型2原子结构和能级跃迁解题策略1．汤姆孙发觉电子，密立根测出了电子电荷量，卢瑟福依据α粒子散射试验构建了原子核式结构模型．玻尔提出原子模型很好地解释了氢原子光谱规律．卢瑟福用α粒子轰击氮核试验发觉了质子，查德威克用α粒子轰击铍核发觉了中子．贝可勒尔发觉了天然放射现象，揭示了原子核是有结构．小居里夫妇首次发觉了放射性同位素．第13页2．原子核式结构模型：(1)在原子中心有一个体积很小、带正电荷核，叫做原子核，而电子在核外绕核运动；(2)原子全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核上，带负电电子在核外空间绕核旋转．3．能级和能级跃迁(1)轨道量子化核外电子只能在一些分立轨道上运动rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)第14页(2)能量量子化(3)吸收或辐射能量量子化原子在两个能级之间跃迁时只能吸收或发射一定频率光子，该光子能量由前后两个能级能量差决定，即hν＝Em－En(m>n)．第15页例2以下关于玻尔原子理论说法正确是(

)A．电子绕原子核做圆周运动轨道半径不是任意B．电子在绕原子核做圆周运动时，稳定地产生电磁辐射C．电子从量子数为2能级跃迁到量子数为3能级时要辐射光子D．不一样频率光照射处于基态氢原子时，只有一些频率光能够被氢原子吸收E．氢原子光谱有很多不一样亮线，说明氢原子能发出很多不一样频率光，但它光谱不是连续谱第16页电子在绕原子核做圆周运动时，不会产生电磁辐射，只有跃迁时才会出现，故B错误；第17页氢原子光谱有很多不一样亮线，说明氢原子能发出很多不一样频率光，是特征谱线，但它光谱不是连续谱，故E正确．答案ADE第18页预测3

关于原子结构及原子核知识，以下判断正确是(

)A．每一个原子都有自己特征谱线B．处于n＝3一个氢原子回到基态时一定会辐射三种频率光子C．α射线穿透能力比γ射线弱D．β衰变中电子来自原子内层电子E．放射性元素半衰期与压力、温度无关解析因为每种原子都有自己特征谱线，故能够依据原子光谱来判别物质，故A正确；第19页α射线穿透能力比γ射线穿透能力弱，故C正确；原子核发生β衰变放出电子是原子核内中子转化为质子而释放电子，故D错误；放射性元素半衰期与压力、温度无关，只与本身相关，E正确．答案ACE第20页预测4

已知金属铯逸出功为1.88eV，氢原子能级图如图4所表示，以下说法正确是(

)A．大量处于n＝4能级氢原子跃迁到基态过程中最多可释放出6种频率光子B．一个处于n＝3能级氢原子跃迁到基态过程中最多可释放出3种频率光子C．氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级过程中辐射出光子能使金属铯发生光电效应图4第21页D．大量处于n＝2能级氢原子跃迁到基态过程中发出光照射金属铯，产生光电子最大初动能为8.32eVE．用光子能量为11eV紫外线照射大量处于基态氢原子，会有氢原子跃迁到n＝2能级一个处于n＝3能级氢原子最多能够辐射出两种不一样频率光子，故B错误；第22页从n＝3能级跃迁到n＝2能级过程中辐射出光子能量ΔE＝(3.4－1.51)eV＝1.89eV，而金属铯逸出功为1.88eV，符合光电效应发生条件，故C正确；依据辐射光子能量等于两能级间能级差可知，n＝2能级氢原子跃迁到基态过程中发出光能量为ΔE′＝(13.6－3.4)eV＝10.2eV，再依据Ekm＝hν－W0，则有产生光电子最大初动能为Ekm＝(10.2－1.88)eV＝8.32eV，故D正确；第23页因为氢原子能级中基态氢原子为能级为－13.6eV，而n＝2能级氢原子跃迁到基态过程中发出光能量为ΔE′＝(13.6－3.4)eV＝10.2eV，所以光子能量为11eV紫外线照射大量处于基态氢原子不可能出现跃迁现象，故E错误．答案ACD第24页高考题型3核反应和核能计算解题策略第25页2.α射线、β射线、γ射线之间区分第26页3.核反应、核能、裂变、轻核聚变(1)在物理学中，原子核在其它粒子轰击下产生新原子核过程，称为核反应．核反应方程遵照质量数守恒和电荷数守恒规律．(2)质能方程：一定能量和一定质量相联络，物体总能量和它质量成正比，即E＝mc2或ΔE＝Δmc2.(3)把重核分裂成质量较小核，释放出核能反应，称为裂变；把轻核结合成质量较大核，释放出核能反应，称为聚变．第27页(4)核能计算：①ΔE＝Δmc2，其中Δm为核反应方程中质量亏损；②ΔE＝Δm×931.5MeV，其中质量亏损Δm以原子质量单位u为单位．第28页图5第29页第30页第31页解析轻核聚变是把轻核结合成质量较大核，释放出核能反应，故A正确；放射性元素半衰期是由核内本身原因决定，与原子所处化学状态无关，故C正确；第32页答案

ACE第33页预测6

一个氘核和一个氚核聚变结合成一个氦核，同时放出一个中子，并释放核能．已知氘核、氚核、氦核、中子质量分别为m1、m2、m3、m4，真空中光速为c.以下说法正确是(

)B．聚变反应中质量亏损Δm＝m1＋m2－m3－m4C．释放能量ΔE＝(m3－m4－m1－m2)c2D．太阳辐射能量主要来自其内部发生核聚变反应E．氘核比结合能大于氦核比结合能第34页聚变反应中质量亏损Δm＝m1＋m2－m3－m4，故B正确；聚变反应中亏损质量转化为能量以光子形式放出，故光子能量为E＝(m1＋m2－m3－m4)c2，故C错误；太阳辐射能量主要来自其内部发生核聚变反应，故D正确；氘核比结合能小于氦核比结合能，故E错误．答案ABD第35页高考题型4动量和能量观点综合应用1．动量守恒定律(1)表示式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′；或p＝p′(系统相互作用前总动量p等于系统相互作用后总动量p′)；或Δp＝0(系统总动量增量为零)；或Δp1＝－Δp2(相互作用两个物体组成系统，两物体动量增量大小相等、方向相反)．解题策略第36页(2)动量守恒定律适用条件①系统不受外力或系统虽受外力但所受外力协力为零．②系统所受协力不为零，但在某一方向上系统所受外力协力为零，则在该方向上系统动量守恒．③系统虽受外力，但外力远小于内力且作用时间极短，如碰撞、爆炸过程．第37页2．弹性碰撞与非弹性碰撞碰撞过程遵从动量守恒定律．假如碰撞过程中机械能守恒，这么碰撞叫做弹性碰撞；假如碰撞过程中机械能不守恒，这么碰撞叫做非弹性碰撞．3．利用动量和能量观点解题技巧(1)若研究对象为一个系统，应优先考虑应用动量守恒定律和能量守恒定律．第38页(2)动量守恒定律和能量守恒定律都只考查一个物理过程初、末两个状态，对过程细节不予追究．(3)注意挖掘隐含条件，依据选取对象和过程判断动量和能量是否守恒．第39页例4

(·新课标全国Ⅱ·35)两滑块a、b沿水平面上同一条直线运动，并发生碰撞；碰撞后二者粘在一起运动；经过一段时间后，从光滑路段进入粗糙路段．二者位置x随时间t改变图象如图6所表示．求：图6第40页(1)滑块a、b质量之比；解析设a、b质量分别为m1、m2，a、b碰撞前速度为v1、v2.由题给图象得v1＝－2m/s ①v2＝1m/s ②a、b发生完全非弹性碰撞，碰撞后两滑块共同速度为v.由题给图象得第41页由动量守恒定律得m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v ④联立①②③④式得m1∶m2＝1∶8 ⑤答案1∶8

第42页(2)整个运动过程中，两滑块克服摩擦力做功与因碰撞而损失机械能之比．解析由能量守恒定律得，两滑块因碰撞而损失机械能为由图象可知，两滑块最终停顿运动．由动能定理得，两滑块克服摩擦力所做功为第43页联立⑥⑦式，并代入题给数据得W∶ΔE＝1∶2答案1∶2第44页预测7

如图7所表示，光滑水平地面上，人与滑板A一起以v0＝0.5m/s速度前进，正前方不远处有一横杆，横杆另一侧有一静止滑板B，当人与A行至横杆前，人相对滑板竖直向上跳起越过横杆，A从横杆下方经过并与B发生弹性碰撞，之后人刚好落到B上．不计空