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專題十三碰撞與動量守恒近代物理初步 展示考綱 明晰考向 方法歸納 重點點撥 鎖定考點 高效突破 展示考綱 明晰考向 方法歸納 重點點撥 一 光電效應(yīng)1 掌握兩條線索 明確各概念間的對應(yīng)關(guān)系 2 Ek 曲線 如圖 的應(yīng)用 1 截止頻率 或極限頻率 圖線與 軸交點的橫坐標(biāo) c 2 逸出功 圖線與Ek軸交點的縱坐標(biāo)絕對值W0 E 3 普朗克常量 圖線的斜率k h 二 能級躍遷原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時 吸收或輻射光子的能量為h E初 E末 鎖定考點 高效突破 考點一 氫原子能級躍遷 光電效應(yīng) 典例 單選 如圖所示為氫原子的能級圖 現(xiàn)有大量處于n 3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷 下列說法正確的是 A 這些氫原子總共可輻射出四種不同頻率的光B 氫原子由n 3躍遷到n 2產(chǎn)生的光頻率最大C 這些氫原子躍遷時輻射出光子能量的最大值為10 2eVD 氫原子由n 3躍遷到n 1產(chǎn)生的光照射逸出功為6 34eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng) 思路探究 1 大量處于n激發(fā)態(tài)的氫原子 可輻射出的光譜線條數(shù)如何計算 2 輻射出的光子的能量 或頻率 由何決定 答案 由氫原子躍遷的兩能級決定 h Em En 3 能發(fā)生光電效應(yīng)的條件是什么 答案 入射光的頻率大于或等于相應(yīng)金屬的極限頻率 即入射光的能量大于或等于該金屬的逸出功 解析 大量處于n 3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷 總共可輻射出三種不同頻率的光 氫原子由n 3躍遷到n 2產(chǎn)生的光頻率最小 躍遷到n 1產(chǎn)生的光頻率最大 波長最短 選項A E正確 B錯誤 當(dāng)從n 3能級躍遷到n 1能級時輻射出光子能量最大 這些氫原子躍遷時輻射出光子能量的最大值為 1 51eV 13 6eV 12 09eV 照射逸出功為6 34eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng) 選項C錯誤 D正確 答案 D 2 只有光子能量恰好等于躍遷所需的能量 h Em En 時 光子才被吸收 3 入射光子能量大于電離能 h E En 時 光子一定能被原子吸收并使之電離 剩余能量為自由電子的動能 題組訓(xùn)練 1 對玻爾原子結(jié)構(gòu)模型的理解 2015甘肅省蘭州市實戰(zhàn)考試 關(guān)于玻爾的原子結(jié)構(gòu)模型下列說法中不正確的是 A 原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在很小的區(qū)域B 原子中的電子繞原子核做圓周運動時 原子一定輻射能量C 原子中的電子從一個可能軌道躍遷到另一個可能軌道時 原子會輻射或者吸收能量D 原子中的電子只能在特定的軌道上運動 B 2 氫原子的能級躍遷 2015浙大附中全真模擬 單選 氫原子從能級m躍遷到能級n時輻射紅光的頻率為 1 從能級n躍遷到能級k時吸收紫光的頻率為 2 已知普朗克常量為h 若氫原子從能級k躍遷到能級m 則 A 吸收光子的能量為h 1 h 2B 輻射光子的能量為h 1 h 2C 吸收光子的能量為h 2 h 1D 輻射光子的能量為h 2 h 1 D 3 對光電效應(yīng)的理解 2015浙江仿真模擬 單選 如圖所示是光電管的原理圖 已知當(dāng)有波長為 0的光照射到陰極K上時 電路中有光電流 則下列說法正確的是 A 換用波長為 1 1 0 的光照射陰極K 電路中一定沒有光電流B 換用波長為 2 2 0 的光照射陰極K 電路中一定有光電流C 當(dāng)增大電路中電源的電壓時 電路中的光電流一定增大D 當(dāng)將電源極性反接時 電路中一定沒有光電流產(chǎn)生 B 解析 用波長為 0的光照射陰極K時 電路中有光電流 可知波長為 0的光照射陰極K時 發(fā)生了光電效應(yīng) 換用波長為 1 1 0 的光照射陰極K時 由于頻率變小 不一定發(fā)生光電效應(yīng) 電路中不一定有光電流 選項A錯誤 換用波長為 2 2 0 的光照射陰極K時 頻率變大 一定能發(fā)生光電效應(yīng) 電路中一定有光電流 選項B正確 增加電路中電源的路端電壓 當(dāng)達(dá)到飽和電流時 電流不再增大 選項C錯誤 將電路中電源的極性反接 光電子做減速運動 還可能到達(dá)陽極 所以還可能有光電流 選項D錯誤 考點二 動量守恒定律的應(yīng)用 含實驗 驗證動量守恒定律 思路探究 1 如何求相撞后兩車一起運動的速度 2 兩車相撞過程中系統(tǒng)的動量是否守恒 答案 相撞過程時間很短 內(nèi)力遠(yuǎn)大于摩擦力 系統(tǒng)動量守恒 答案 27m s 以例說法動量守恒定律的解題步驟 題組訓(xùn)練 1 動量守恒定律的理解 2015福建理綜 單選 如圖 兩滑塊A B在光滑水平面上沿同一直線相向運動 滑塊A的質(zhì)量為m 速度大小為2v0 方向向右 滑塊B的質(zhì)量為2m 速度大小為v0 方向向左 兩滑塊發(fā)生彈性碰撞后的運動狀態(tài)是 A A和B都向左運動B A和B都向右運動C A靜止 B向右運動D A向左運動 B向右運動 解析 由于A B碰前總動量為0 由動量守恒可知碰后總動量也為0 因兩滑塊發(fā)生彈性碰撞 故碰后A B一定反向 即A向左運動 B向右運動 選項D正確 D 2 能量守恒 動量守恒的綜合應(yīng)用 2015上饒三模 如圖所示 在光滑的水平面上 質(zhì)量為2m的物體A以初速度v0向右開始運動 質(zhì)量為m的物體B靜置在光滑水平面上 其左側(cè)連接一輕質(zhì)彈簧 當(dāng)物體A壓縮輕質(zhì)彈簧至物體A B剛好相對靜止時 物體B碰在右側(cè)豎直墻上 并與墻粘合 求輕質(zhì)彈簧在整個過程中具有的最大彈性勢能 3 驗證動量守恒定律 2014全國新課標(biāo)理綜 現(xiàn)利用圖 a 所示的裝置驗證動量守恒定律 在圖 a 中 氣墊導(dǎo)軌上有A B兩個滑塊 滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片 左側(cè)與打點計時器 圖中未畫出 的紙帶相連 滑塊B左側(cè)也帶有一彈簧片 上面固定一遮光片 光電計時器 未完全畫出 可以記錄遮光片通過光電門的時間 實驗測得滑塊A的質(zhì)量m1 0 310kg 滑塊B的質(zhì)量m2 0 108kg 遮光片的寬度d 1 00cm 打點計時器所用交流電的頻率f 50 0Hz 將光電門固定在滑塊B的右側(cè) 啟動打點計時器 給滑塊A一向右的初速度 使它與B相碰 碰后光電計時器顯示的時間為 tB 3 500ms 碰撞前后打出的紙帶如圖 b 所示 答案 見解析 考點三 核反應(yīng)方程與核能 思路探究 1 核反應(yīng)方程應(yīng)遵循什么規(guī)律 答案 質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒 2 質(zhì)能方程中質(zhì)量和能量的單位是如何對應(yīng)的 如何列方程 答案 若 m用kg做單位 則 E用J做單位 方程為 E mc2 c為光速 若 m用u做單位 則 E用eV做單位 方程為 E m 931 5MeV 答案 1 見解析 2 3 1 10 29kg 以例說法衰變次數(shù)的確定及核能計算方法 1 衰變與 衰變次數(shù)的確定方法因為 衰變對質(zhì)量數(shù)無影響 可先由質(zhì)量數(shù)的改變確定 衰變的次數(shù) 然后再根據(jù)衰變規(guī)律確定 衰變的次數(shù) 2 解決核反應(yīng)方程與核能計算問題的方法 熟記常見的基本粒子的符號 如質(zhì)子 中子 粒子等 掌握核反應(yīng)方程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒的規(guī)律 進(jìn)行核能計算時注意單位的對應(yīng) 若 m用kg做單位 則 E用J做單位 若 m用u做單位 則 E用eV做單位 且1u對應(yīng)931 5MeV 題組訓(xùn)練 A B 答案 正電子56天