專 題 八 自 選 模 塊第2課時(shí)原子物理和動(dòng)量 知 識(shí) 方 法 聚 焦 熱 點(diǎn) 考 向 例 析欄目索引知識(shí)方法聚焦 知識(shí)回扣 1(1)軌道軌道 (2)能量能量 (3)一定頻率一定頻率3.氦核流氦核流 光子光子4.(1)核反應(yīng)核反應(yīng) 質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù) 電荷數(shù)電荷數(shù) (2)質(zhì)量質(zhì)量 正比正比 mc2 mc2(3)聚變聚變知識(shí)方法聚焦 知識(shí)回扣 5(1)大于大于 增大增大 無(wú)關(guān)無(wú)關(guān) 強(qiáng)度強(qiáng)度 (2)hW06(1)大小相等、方向相反大小相等、方向相反 (2)合力為零合力為零 所受外力的合所受外力的合力為零力為零 7動(dòng)量守恒動(dòng)量守恒 彈性彈性8(3)能量能量知識(shí)方法聚焦規(guī)律方法1在書寫核反應(yīng)方程時(shí)，一般先滿足在書寫核反應(yīng)方程時(shí)，一般先滿足 守恒，后滿足守恒，后滿足 守恒守恒2在處理粒子的碰撞和衰變問題時(shí)，通常應(yīng)用動(dòng)量守恒定在處理粒子的碰撞和衰變問題時(shí)，通常應(yīng)用動(dòng)量守恒定律、質(zhì)能方程綜合分析律、質(zhì)能方程綜合分析質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù)電荷數(shù)電荷數(shù)熱點(diǎn)考向例析考向1原子物理基礎(chǔ)知識(shí)、核反應(yīng)與動(dòng)量的組合例例1(1)下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是_A.玻爾原子理論不僅能解釋氫原子光譜，而且也能解釋其他原玻爾原子理論不僅能解釋氫原子光譜，而且也能解釋其他原 子光譜子光譜B.法國(guó)物理學(xué)家貝可勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，說(shuō)明原子核具法國(guó)物理學(xué)家貝可勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，說(shuō)明原子核具 有復(fù)雜結(jié)構(gòu)有復(fù)雜結(jié)構(gòu)C. U的半衰期約為的半衰期約為7億年，隨著地球環(huán)境的不斷變化，半衰期億年，隨著地球環(huán)境的不斷變化，半衰期 可能變短可能變短D.處于處于n3激發(fā)態(tài)的一群氫原子，自發(fā)躍遷時(shí)能發(fā)出激發(fā)態(tài)的一群氫原子，自發(fā)躍遷時(shí)能發(fā)出3種不同頻種不同頻 率的光子率的光子BD由動(dòng)量守恒得由動(dòng)量守恒得m0v0m1v1m2v2又又m1v12m2v21.核反應(yīng)方程的書寫核反應(yīng)方程的書寫(1)核反應(yīng)過(guò)程一般不可逆，所以核反應(yīng)方程中用核反應(yīng)過(guò)程一般不可逆，所以核反應(yīng)方程中用“”“”表示方向表示方向而不能用等號(hào)代替而不能用等號(hào)代替(2)核反應(yīng)方程遵循質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒，但核反應(yīng)前后的總質(zhì)量核反應(yīng)方程遵循質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒，但核反應(yīng)前后的總質(zhì)量一般會(huì)發(fā)生變化一般會(huì)發(fā)生變化(質(zhì)量虧損質(zhì)量虧損)且釋放出核能且釋放出核能(3)核反應(yīng)的生成物一定要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，不能只依據(jù)兩個(gè)守恒規(guī)核反應(yīng)的生成物一定要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，不能只依據(jù)兩個(gè)守恒規(guī)律憑空杜撰出生成物來(lái)寫核反應(yīng)方程律憑空杜撰出生成物來(lái)寫核反應(yīng)方程以題說(shuō)法2原子核的衰變?cè)雍说乃プ?1)衰變實(shí)質(zhì)：衰變實(shí)質(zhì)：衰變是原子核中的衰變是原子核中的2個(gè)質(zhì)子和個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)氦核并射出；氦核并射出；衰變是原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一衰變是原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，再將電子射出；個(gè)電子，再將電子射出；衰變伴隨著衰變伴隨著衰變或衰變或衰變同時(shí)發(fā)生，衰變同時(shí)發(fā)生，不改變?cè)雍说馁|(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)，以光子形式釋放出衰變過(guò)程不改變?cè)雍说馁|(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)，以光子形式釋放出衰變過(guò)程中產(chǎn)生的能量中產(chǎn)生的能量(2)衰變的快慢由原子核內(nèi)部因素決定，跟原子所處的物理、化衰變的快慢由原子核內(nèi)部因素決定，跟原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)；半衰期是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)個(gè)別、少數(shù)原子無(wú)意義學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)；半衰期是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)個(gè)別、少數(shù)原子無(wú)意義以題說(shuō)法熱點(diǎn)考向例析考向2原子物理基礎(chǔ)知識(shí)、能級(jí)與動(dòng)量的組合例例2(1)下列說(shuō)法中正確的是下列說(shuō)法中正確的是_A電子的衍射現(xiàn)象說(shuō)明實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性電子的衍射現(xiàn)象說(shuō)明實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性B裂變物質(zhì)體積小于臨界體積時(shí)，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不能進(jìn)行裂變物質(zhì)體積小于臨界體積時(shí)，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不能進(jìn)行C原子核內(nèi)部一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)化成一個(gè)中子時(shí)，會(huì)同時(shí)釋放原子核內(nèi)部一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)化成一個(gè)中子時(shí)，會(huì)同時(shí)釋放 出一個(gè)電子出一個(gè)電子D235U的半衰期約為的半衰期約為7億年，隨地球環(huán)境的變化，半衰期億年，隨地球環(huán)境的變化，半衰期 可能變短可能變短AB(2)氫原子的能級(jí)如圖氫原子的能級(jí)如圖1所示有一群處于所示有一群處于n4能級(jí)的氫原子，若原子從能級(jí)的氫原子，若原子從n4向向n2躍遷時(shí)所躍遷時(shí)所發(fā)出的光正好使某種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，則：發(fā)出的光正好使某種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，則：這群氫原子發(fā)出的光中共有這群氫原子發(fā)出的光中共有_種頻率種頻率的光能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)；的光能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)；從從n4向向n1躍遷時(shí)發(fā)出的光照射該金屬，所產(chǎn)生的光躍遷時(shí)發(fā)出的光照射該金屬，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為電子的最大初動(dòng)能為_ eV.圖圖1解析解析一群處于一群處于n4能級(jí)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，因?yàn)槟芗?jí)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，因?yàn)閚4向向n2躍遷所發(fā)生的光正好使某種金屬材料產(chǎn)生光電效應(yīng)，躍遷所發(fā)生的光正好使某種金屬材料產(chǎn)生光電效應(yīng)，所以只有所以只有n4躍遷到躍遷到n1，n4躍遷到躍遷到n2，n3躍遷到躍遷到n1，n2躍遷到躍遷到n1的光子能夠使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，即的光子能夠使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，即4種種逸出功逸出功W0.85 eV3.40 eV2.55 eV，從而，從而n4躍遷到躍遷到n1輻射的光子能量最大，為輻射的光子能量最大，為0.85 eV13.6 eV12.75 eV，根據(jù)光電效應(yīng)方程知，光電子的最大初動(dòng)能根據(jù)光電效應(yīng)方程知，光電子的最大初動(dòng)能EkmhW012.75 eV2.55 eV10.2 eV.答案答案410.2(3)如圖如圖2所示，質(zhì)量為所示，質(zhì)量為2m的小滑塊的小滑塊P和質(zhì)量為和質(zhì)量為m的小滑塊的小滑塊Q都視作質(zhì)點(diǎn)，與輕質(zhì)彈簧相連的都視作質(zhì)點(diǎn)，與輕質(zhì)彈簧相連的Q靜止在光滑水平面靜止在光滑水平面上上P以某一初速度以某一初速度v向向Q運(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生碰撞，問：彈運(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生碰撞，問：彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí)，簧的彈性勢(shì)能最大時(shí)，P、Q的速度各為多大？的速度各為多大？圖圖2解析解析當(dāng)彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí)，當(dāng)彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí)，P、Q速度相等速度相等2mv0(2mm)v1以題說(shuō)法關(guān)于原子躍遷要注意以下四個(gè)方面：關(guān)于原子躍遷要注意以下四個(gè)方面：(1)一群氫原子處于量子數(shù)為一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時(shí)，可能輻射的光譜條數(shù)的激發(fā)態(tài)時(shí)，可能輻射的光譜條數(shù)N .(2)只有光子能量恰好等于躍遷所需的能量只有光子能量恰好等于躍遷所需的能量(hEmEn)時(shí)，光時(shí)，光子才被吸收子才被吸收(3)“直接躍遷直接躍遷”只能對(duì)應(yīng)一個(gè)能級(jí)差，發(fā)射一種頻率的光只能對(duì)應(yīng)一個(gè)能級(jí)差，發(fā)射一種頻率的光子子“間接躍遷間接躍遷”能對(duì)應(yīng)多個(gè)能級(jí)差，發(fā)射多種頻率的光子能對(duì)應(yīng)多個(gè)能級(jí)差，發(fā)射多種頻率的光子(4)入射光子能量大于電離能入射光子能量大于電離能(hEEn)時(shí)，光子一定能被原時(shí)，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(dòng)能子吸收并使之電離，剩余能量為自由電子的動(dòng)能熱點(diǎn)考向例析考向3原子物理基礎(chǔ)知識(shí)、光電效應(yīng)與動(dòng)量的組合例例3(1)下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是()A玻爾原子理論第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和玻爾原子理論第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和 躍遷的概念，成功地解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律躍遷的概念，成功地解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律B原子核發(fā)生原子核發(fā)生衰變時(shí)，新核與衰變時(shí)，新核與粒子的總質(zhì)量等于原來(lái)的原子核粒子的總質(zhì)量等于原來(lái)的原子核 的質(zhì)量的質(zhì)量C氫原子的核外電子由離原子核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌氫原子的核外電子由離原子核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌 道上時(shí)氫原子的能量減少道上時(shí)氫原子的能量減少D在原子核中，比結(jié)合能越小表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固在原子核中，比結(jié)合能越小表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固解析解析因有質(zhì)量虧損，新核與因有質(zhì)量虧損，新核與粒子的總質(zhì)量小于原來(lái)的粒子的總質(zhì)量小于原來(lái)的原子核的質(zhì)量，原子核的質(zhì)量，B錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；在原子核中，比結(jié)合能越大表示原子核中的核子結(jié)合得越在原子核中，比結(jié)合能越大表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固，所以牢固，所以D錯(cuò)誤選錯(cuò)誤選A、C.答案答案AC(2)如圖如圖3所示為研究光電效應(yīng)的電路圖，對(duì)某金屬所示為研究光電效應(yīng)的電路圖，對(duì)某金屬用紫外線照射時(shí)，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)將滑動(dòng)變用紫外線照射時(shí)，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片向右移動(dòng)的過(guò)程中，電流表的示數(shù)不可阻器滑動(dòng)片向右移動(dòng)的過(guò)程中，電流表的示數(shù)不可能能_(選填選填“減小減小”、“增大增大”)如果改用如果改用頻率略低的紫光照射，電流表頻率略低的紫光照射，電流表_(選填選填“一定一定”、“可可能能”或或“一定沒一定沒”)有示數(shù)有示數(shù)圖圖3解析解析滑片向右滑動(dòng)，滑片向右滑動(dòng)，A、K間的正向電壓增大，到達(dá)間的正向電壓增大，到達(dá)A上上電子的個(gè)數(shù)增多或不變，所以電流增大或不變，不可能減??；電子的個(gè)數(shù)增多或不變，所以電流增大或不變，不可能減小；因不確定金屬的截止頻率與紫光頻率的大小關(guān)系，故紫光照因不確定金屬的截止頻率與紫光頻率的大小關(guān)系，故紫光照射，可能會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，所以電流表可能有示數(shù)射，可能會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，所以電流表可能有示數(shù)答案答案減小可能減小可能(3)在光滑水平面上，一個(gè)質(zhì)量為在光滑水平面上，一個(gè)質(zhì)量為m、速度為、速度為v的的A球，與質(zhì)球，與質(zhì)量也為量也為m的另一靜止的的另一靜止的B球發(fā)生正碰，若它們發(fā)生的是彈球發(fā)生正碰，若它們發(fā)生的是彈性碰撞，碰撞后性碰撞，碰撞后B球的速度是多少？若碰撞后結(jié)合在一起，球的速度是多少？若碰撞后結(jié)合在一起，共同速度是多少？共同速度是多少？解析解析設(shè)設(shè)A、B球碰后的速度分別為球碰后的速度分別為v1、v2，根據(jù)動(dòng)量守恒根據(jù)動(dòng)量守恒mvmv1mv2，聯(lián)立解得聯(lián)立解得v10，v2v；以題說(shuō)法處理光電效應(yīng)問題的兩條線索處理光電效應(yīng)問題的兩條線索一是光的頻率，二是光的強(qiáng)度，兩條線索對(duì)應(yīng)的關(guān)系是：一是光的頻率，二是光的強(qiáng)度，兩條線索對(duì)應(yīng)的關(guān)系是：1光強(qiáng)光強(qiáng)光子數(shù)目多光子數(shù)目多發(fā)射光電子數(shù)多發(fā)射光電子數(shù)多光電流大光電流大2光子頻率高光子頻率高光子能量大光子能量大產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng) 能大能大針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練 (2014江蘇江蘇12C)(1)(單選單選)已知鈣和鉀的截止頻已知鈣和鉀的截止頻率分別為率分別為7.731014 Hz和和5.441014 Hz，在某種單色光的，在某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應(yīng)，比較它們表面逸出的具照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應(yīng)，比較它們表面逸出的具有最大初動(dòng)能的光電子，鈣逸出的光電子具有較大的有最大初動(dòng)能的光電子，鈣逸出的光電子具有較大的_A波長(zhǎng)波長(zhǎng) B頻率頻率 C能量能量 D動(dòng)量動(dòng)量解析解析根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW0.由題知由題知W鈣鈣W鉀鉀，所以鈣逸出的光電子的最大初動(dòng)能較小所以鈣逸出的光電子的最大初動(dòng)能較小鈣逸出的光電子的特點(diǎn)是：動(dòng)量較小、波長(zhǎng)較長(zhǎng)、頻率較鈣逸出的光電子的特點(diǎn)是：動(dòng)量較小、波長(zhǎng)較長(zhǎng)、頻率較小選項(xiàng)小選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)正確，選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤錯(cuò)誤答案答案A根據(jù)衰變規(guī)律根據(jù)衰變規(guī)律m ，代入數(shù)據(jù)解得，代入數(shù)據(jù)解得t15.2天天01( )2tm15.2(3)牛頓的自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理中記載，牛頓的自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理中記載，A、B兩個(gè)玻兩個(gè)玻璃球相碰，碰撞后的分離速度和它們碰撞前的接近速度之璃球相碰，碰撞后的分離速度和它們碰撞前的接近速度之比總是約為比總是約為1516.分離速度是指碰撞后分離速度是指碰撞后B對(duì)對(duì)A的速度，接的速度，接近速度是指碰撞前近速度是指碰撞前A對(duì)對(duì)B的速度若上述過(guò)程是質(zhì)量為的速度若上述過(guò)程是質(zhì)量為2m的玻璃球的玻璃球A以速度以速度v0碰撞質(zhì)量為碰撞質(zhì)量為m的靜止玻璃球的靜止玻璃球B，且為對(duì)，且為對(duì)心碰撞，求碰撞后心碰撞，求碰撞后A、B的速度大小的速度大小解析解析設(shè)設(shè)A、B球碰撞后速度分別為球碰撞后速度分別為v1和和v2由動(dòng)量守恒定律知：由動(dòng)量守恒定律知：2mv02mv1mv2，