高中物理易錯(cuò)題分析集錦14近代物理

1、第14單元：原子、原子核內(nèi)容和方法本單元內(nèi)容包括粒子散射、能級(jí)、天然放射性現(xiàn)象、射線、射線、射線、核子、中子、質(zhì)子、原子核、核能、質(zhì)量虧損、裂變、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、聚變等，以及原子核式結(jié)構(gòu)模型、半衰期、核反應(yīng)方程、愛因斯坦的質(zhì)能方程等規(guī)律。本單元所涉及的基本方法，由于知識(shí)點(diǎn)相對(duì)分散要加強(qiáng)物理現(xiàn)象的本質(zhì)的理解。運(yùn)用邏輯推理的方法，根據(jù)已有的規(guī)律和事實(shí)、條件作出新的判斷。核能的計(jì)算對(duì)有效數(shù)字的要求很高。例題分析在本單元知識(shí)應(yīng)用的過程中，初學(xué)者常犯的錯(cuò)誤主要表現(xiàn)在：各個(gè)概念、現(xiàn)象混淆；對(duì)多種可能性的問題分析淺嘗則止；計(jì)算不過硬。(1)求電子在基態(tài)軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能。(2)有一群氫原子處于量子數(shù)n=3的激發(fā)態(tài)

2、。畫一能級(jí)圖，在圖141上用箭頭標(biāo)明這些氫原子能發(fā)出哪幾條光譜線。(3)計(jì)算這幾條光譜線中波長(zhǎng)最短的一條的波長(zhǎng)。(其中靜電力恒量k=9.0×109n·m2/c2，電子電量e=1.6×10-19c，普朗克恒量h=6.63×10-34j·s，真空中光速c=3.0×108m/s)?！惧e(cuò)解分析】錯(cuò)解：(1)電子在基態(tài)軌道中運(yùn)動(dòng)時(shí)量子數(shù)n=1，其動(dòng)能為(2)作能級(jí)圖如圖，可能發(fā)出兩條光譜線。(3)由于能級(jí)差最小的兩能級(jí)間躍遷產(chǎn)生的光譜線波長(zhǎng)越短，所以(e3-e2)時(shí)所產(chǎn)生的光譜線為所求，其中(1)動(dòng)能的計(jì)算錯(cuò)誤主要是不理解能級(jí)的能量值的物理意義

3、，因而把道上的能量，它包括電勢(shì)能ep1和動(dòng)能ek1。計(jì)算表明ep1=-2ek1，所以e1=ep1ek1=-ek1，ek1=-e1=l3.6ev。雖然錯(cuò)解中數(shù)值表明正確，但理解是錯(cuò)誤的。 (2)錯(cuò)解中的圖對(duì)能級(jí)圖的基本要求不清楚。(3)不少學(xué)生把能級(jí)圖上表示能級(jí)間能量差的長(zhǎng)度線看成與譜線波長(zhǎng)成正比了。【正確解答】(l)設(shè)電子的質(zhì)量為m，電子在基態(tài)軌道上的速率為v1，根據(jù)牛頓第(2)當(dāng)氫原子從量子數(shù)n=3的能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，可以得到3條光譜線。如圖14-2所示。(3)與波長(zhǎng)最短的一條光譜線對(duì)應(yīng)的能級(jí)差為e3-e1。 例2 關(guān)于半衰期，以下說法正確的是 a同種放射性元素在化合物中的半衰期比單質(zhì)中

4、長(zhǎng)。b升高溫度可以使半衰期縮短c氡的半衰期為3.8天，若有四個(gè)氡原子核，經(jīng)過7.6天就只剩下一個(gè)d氡的半衰期為3.8天，4克氡原子核，經(jīng)過7.6天就只剩下1克【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解：每經(jīng)過3.8天就有半數(shù)的氡核發(fā)生衰變，經(jīng)過兩個(gè)半衰期即7.6天后，只剩下四分之一的氡，故選c，d。放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時(shí)間是一種統(tǒng)計(jì)規(guī)律，半衰期對(duì)某一個(gè)或某幾個(gè)原子核來說，是無意義的?！吧鲜觥苯夥ê鲆暳诉@一事實(shí)，故錯(cuò)選了c?！菊_解答】考慮到放射性元素衰變的快慢是跟原子所處的物理狀態(tài)或化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，又考慮到半衰期是一種統(tǒng)計(jì)規(guī)律，即給定的四個(gè)氡核是否馬上衰變會(huì)受到各種偶然因素的支配。因此，正確答案只有d

5、。例3 釷232經(jīng)過6次衰變和4次衰變后變成一種穩(wěn)定的元素。這種元素是什么？它的原子量是多少？它的原子序數(shù)是多少？【錯(cuò)解分析】何況反應(yīng)的次序也不是先進(jìn)行6次衰變，再進(jìn)行4次衰變，所以此解法是錯(cuò)誤的?！菊_解答】6次衰變和4次衰變總的效果使原子量和原子序數(shù)變化為原子量=232-6×4=208原子序數(shù)=90-2×6-4×(-1)=82例11、 如圖2-30，一個(gè)彈簧臺(tái)秤的秤盤質(zhì)量和彈簧質(zhì)量都可以不計(jì)，盤內(nèi)放一個(gè)物體p處于靜止。p的質(zhì)量為12kg，彈簧的勁度系數(shù)k=800n/m。現(xiàn)給p施加一個(gè)豎直向上的力f，使p從靜止開始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)。已知在前0.2s內(nèi)f是變化的，

6、在0.2s以后f是恒力，則f的最小值是多少，最大值是多少？【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解：f最大值即n = 0時(shí)，f = ma+mg=210(n)錯(cuò)解原因是對(duì)題所敘述的過程不理解。把平衡時(shí)的關(guān)系g = f+n，不自覺的貫穿在解題中。【正確解答】解題的關(guān)鍵是要理解0.2s前f是變力，0.2s后f是恒力的隱含條件。即在0.2s前物體受力和0.2s以后受力有較大的變化。以物體p為研究對(duì)象。物體p靜止時(shí)受重力g、稱盤給的支持力n。因?yàn)槲矬w靜止，f=0n = g = 0 n = kx0設(shè)物體向上勻加速運(yùn)動(dòng)加速度為a。此時(shí)物體p受力如圖2-31受重力g，拉力f和支持力n據(jù)牛頓第二定律有f+ng = ma 當(dāng)0.2s后物體所受拉力f為恒力，即為p與盤脫離，即彈簧無形變，由00.2s內(nèi)物體的位移為x0。物體由靜止開始運(yùn)動(dòng)，則將式，中解得的x0= 0.15m代入式解得a = 7.5m/s2f的最小值由式可以看出即為n最大時(shí)，即初始時(shí)刻n=n = kx。代入式得fmin= ma + mgkx0=12×(7.5+10)-800×0.15=90(n) f最大