高中物理選修35

1、高中物理選修3-5復(fù)習(xí)高考題型1光電效應(yīng)與光的粒子性解題方略1處理光電效應(yīng)問(wèn)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：(1)光強(qiáng)光子數(shù)目多發(fā)射光電子數(shù)多光電流大(2)光子頻率高光子能量大產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能大2愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW0的研究對(duì)象是金圖1屬表面的電子，意義是說(shuō)，光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而增大(如圖1所示)，直線的斜率為h，直線與軸的交點(diǎn)的物理意義是極限頻率c，直線與Ek軸交點(diǎn)的物理意義是逸出功的負(fù)值例1(2015上饒二模)某中學(xué)的實(shí)驗(yàn)小組利用如圖2所示的裝置研究光電效應(yīng)規(guī)律，用理想電壓表和理想電流表分別測(cè)量光電管的電壓以及光電管的電流當(dāng)開(kāi)關(guān)

2、打開(kāi)時(shí)，用光子能量為2.5 eV的光照射光電管的陰極K，理想電流表有示數(shù)，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的觸頭，當(dāng)電壓表的示數(shù)小于0.6 V時(shí)，理想電流表仍有示數(shù)，當(dāng)理想電流表的示數(shù)剛好為零時(shí)，電壓表的示數(shù)剛好為0.6 V則陰極K的逸出功為_(kāi)，逸出的光電子的最大初動(dòng)能為_(kāi)圖2預(yù)測(cè)1(2015臨汾聯(lián)考三模)以下說(shuō)法符合物理學(xué)史的是()A普朗克引入能量子的概念，得出黑體輻射的強(qiáng)度按波長(zhǎng)分布的公式，與實(shí)驗(yàn)符合得非常好，并由此開(kāi)創(chuàng)了物理學(xué)的新紀(jì)元B康普頓效應(yīng)表明光子只具有能量C德布羅意把光的波粒二象性推廣到實(shí)物粒子，認(rèn)為實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性D湯姆孫通過(guò)粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出了原子具有核式結(jié)構(gòu)E為了解釋黑體輻射規(guī)

3、律，普朗克提出電磁輻射的能量是量子化的預(yù)測(cè)2(2015河南八市模擬)如圖3所示，兩平行金屬板A、B板間電壓恒為U，一束波長(zhǎng)為的入射光射到金屬板B上，使B板發(fā)生了光電效應(yīng)，已知該金屬板的逸出功為W，電子的質(zhì)量為m.電荷量為e，已知普朗克常量為h，真空中光速為c，下列說(shuō)法中正確的是()圖3A入射光子的能量為hB到達(dá)A板的光電子的最大動(dòng)能為hWeUC若增大兩板間電壓B板沒(méi)有光電子逸出D若減小入射光的波長(zhǎng)一定會(huì)有光電子逸出E若增大入射光的頻率，金屬板的逸出功將大于W高考題型2原子結(jié)構(gòu)和能級(jí)躍遷解題方略1湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子，密立根測(cè)出了電子的電荷量，盧瑟福根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)構(gòu)建了原子核式結(jié)構(gòu)模型玻爾提出的原子

4、模型很好地解釋了氫原子光譜的規(guī)律盧瑟福用粒子轟擊氮核實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，查德威克用粒子轟擊鈹核發(fā)現(xiàn)了中子貝可勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，揭示了原子核是有結(jié)構(gòu)的小居里夫婦首次發(fā)現(xiàn)了放射性同位素2原子的核式結(jié)構(gòu)模型：(1)在原子的中心有一個(gè)體積很小、帶正電荷的核，叫做原子核，而電子在核外繞核運(yùn)動(dòng)；(2)原子的全部正電荷和幾乎全部的質(zhì)量都集中在原子核上，帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)3能級(jí)和能級(jí)躍遷(1)軌道量子化核外電子只能在一些分立的軌道上運(yùn)動(dòng)rnn2r1(n1,2,3，)(2)能量量子化原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)En(n1,2,3，)(3)吸收或輻射能量量子化原子在兩個(gè)能級(jí)之間躍遷時(shí)只能吸收或

5、發(fā)射一定頻率的光子，該光子的能量由前后兩個(gè)能級(jí)的能量差決定，即hEmEn(mn)例2(2015長(zhǎng)沙4月模擬)以下關(guān)于玻爾原子理論的說(shuō)法正確的是()A電子繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑不是任意的B電子在繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，穩(wěn)定地產(chǎn)生電磁輻射C電子從量子數(shù)為2的能級(jí)躍遷到量子數(shù)為3的能級(jí)時(shí)要輻射光子D不同頻率的光照射處于基態(tài)的氫原子時(shí)，只有某些頻率的光可以被氫原子吸收E氫原子光譜有很多不同的亮線，說(shuō)明氫原子能發(fā)出很多不同頻率的光，但它的光譜不是連續(xù)譜預(yù)測(cè)3(2015湖北八校聯(lián)考)關(guān)于原子結(jié)構(gòu)及原子核的知識(shí)，下列判斷正確的是()A每一種原子都有自己的特征譜線B處于n3的一個(gè)氫原子回到基態(tài)時(shí)一定會(huì)輻射

6、三種頻率的光子C射線的穿透能力比射線弱D衰變中的電子來(lái)自原子的內(nèi)層電子E放射性元素的半衰期與壓力、溫度無(wú)關(guān)預(yù)測(cè)4(2015湖北黃岡市4月模擬)已知金屬銫的逸出功為1.88 eV，氫原子能級(jí)圖如圖4所示，下列說(shuō)法正確的是()圖4A大量處于n4能級(jí)的氫原子躍遷到基態(tài)的過(guò)程中最多可釋放出6種頻率的光子B一個(gè)處于n3能級(jí)的氫原子躍遷到基態(tài)的過(guò)程中最多可釋放出3種頻率的光子C氫原子從n3能級(jí)躍遷到n2能級(jí)過(guò)程中輻射出的光子能使金屬銫發(fā)生光電效應(yīng)D大量處于n2能級(jí)的氫原子躍遷到基態(tài)過(guò)程中發(fā)出的光照射金屬銫，產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能為8.32 eVE用光子能量為11 eV的紫外線照射大量處于基態(tài)的氫原子，會(huì)有

7、氫原子躍遷到n2能級(jí)高考題型3核反應(yīng)和核能的計(jì)算解題方略1原子核的衰變衰變類型衰變衰變衰變方程XYHeXYe衰變實(shí)質(zhì)2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成一整體射出1個(gè)中子轉(zhuǎn)化為1個(gè)質(zhì)子和1個(gè)電子2H2nHenHe衰變規(guī)律質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒2.射線、射線、射線之間的區(qū)別名稱射線射線射線實(shí)質(zhì)氦核流電子流光子速度約為光速的約為光速的99%光速電離作用很強(qiáng)較弱很弱貫穿能力很弱較強(qiáng)最強(qiáng)3核反應(yīng)、核能、裂變、輕核的聚變(1)在物理學(xué)中，原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過(guò)程，稱為核反應(yīng)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(2)質(zhì)能方程：一定的能量和一定的質(zhì)量相聯(lián)系，物體的總能量和它的質(zhì)量成正比，即Emc

8、2或Emc2.(3)把重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放出核能的反應(yīng)，稱為裂變；把輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，釋放出核能的反應(yīng)，稱為聚變(4)核能的計(jì)算：Emc2，其中m為核反應(yīng)方程中的質(zhì)量虧損；Em931.5 MeV，其中質(zhì)量虧損m以原子質(zhì)量單位u為單位(5)原子核的人工轉(zhuǎn)變盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為：NHeOH查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為：BeHe6Cn約里奧居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素和正電子的核反應(yīng)方程為：AlHePn，PSie例3(2015南京、鹽城一模)如圖5所示，一個(gè)鈾核(U)放出一個(gè)粒子后衰變成釷核(Th)，其衰變方程為_(kāi)；已知靜止的鈾核、釷核和粒子的質(zhì)量分別為m1、m2和m3，真空中光

9、速為c，上述衰變過(guò)程中釋放出的核能為_(kāi)圖5預(yù)測(cè)5(2015南昌十校二模)下列關(guān)于核反應(yīng)及衰變的表述正確的有()A.HHHen是輕核聚變BX7H8OH中，X表示HeC半衰期與原子處所的化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)D衰變中產(chǎn)生的射線實(shí)際上是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的E.Th衰變成Pb要經(jīng)過(guò)6次衰變和4次衰變預(yù)測(cè)6(2015云南二模)一個(gè)氘核和一個(gè)氚核聚變結(jié)合成一個(gè)氦核，同時(shí)放出一個(gè)中子，并釋放核能已知氘核、氚核、氦核、中子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3、m4，真空中的光速為c.下列說(shuō)法正確的是()A核反應(yīng)方程是HHHenB聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損mm1m2m3m4C釋放的能量E(m3m4m1m2)c2D太陽(yáng)

10、輻射的能量主要來(lái)自其內(nèi)部發(fā)生的核聚變反應(yīng)E氘核的比結(jié)合能大于氦核的比結(jié)合能高考題型4動(dòng)量和能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用解題方略1動(dòng)量守恒定律(1)表達(dá)式：m1v1m2v2m1v1m2v2；或pp(系統(tǒng)相互作用前的總動(dòng)量p等于系統(tǒng)相互作用后的總動(dòng)量p)；或p0(系統(tǒng)總動(dòng)量的增量為零)；或p1p2(相互作用的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)，兩物體動(dòng)量的增量大小相等、方向相反)(2)動(dòng)量守恒定律的適用條件系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)雖受外力但所受外力的合力為零系統(tǒng)所受合力不為零，但在某一方向上系統(tǒng)所受外力的合力為零，則在該方向上系統(tǒng)動(dòng)量守恒系統(tǒng)雖受外力，但外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力且作用時(shí)間極短，如碰撞、爆炸過(guò)程2彈性碰撞與非彈性碰撞碰撞過(guò)程

11、遵從動(dòng)量守恒定律如果碰撞過(guò)程中機(jī)械能守恒，這樣的碰撞叫做彈性碰撞；如果碰撞過(guò)程中機(jī)械能不守恒，這樣的碰撞叫做非彈性碰撞3利用動(dòng)量和能量觀點(diǎn)解題的技巧(1)若研究對(duì)象為一個(gè)系統(tǒng)，應(yīng)優(yōu)先考慮應(yīng)用動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律(2)動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律都只考查一個(gè)物理過(guò)程的初、末兩個(gè)狀態(tài)，對(duì)過(guò)程的細(xì)節(jié)不予追究(3)注意挖掘隱含條件，根據(jù)選取的對(duì)象和過(guò)程判斷動(dòng)量和能量是否守恒例4(2015新課標(biāo)全國(guó)35)兩滑塊a、b沿水平面上同一條直線運(yùn)動(dòng)，并發(fā)生碰撞；碰撞后兩者粘在一起運(yùn)動(dòng)；經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，從光滑路段進(jìn)入粗糙路段兩者的位置x隨時(shí)間t變化的圖象如圖6所示求：圖6(1)滑塊a、b的質(zhì)量之比；(2)整個(gè)

12、運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，兩滑塊克服摩擦力做的功與因碰撞而損失的機(jī)械能之比預(yù)測(cè)7(2015湖北七市三模)如圖7所示，光滑水平地面上，人與滑板A一起以v00.5 m/s的速度前進(jìn)，正前方不遠(yuǎn)處有一橫桿，橫桿另一側(cè)有一靜止滑板B，當(dāng)人與A行至橫桿前，人相對(duì)滑板豎直向上跳起越過(guò)橫桿，A從橫桿下方通過(guò)并與B發(fā)生彈性碰撞，之后人剛好落到B上不計(jì)空氣阻力，求最終人與B共同速度是多少？已知m人40 kg，mA5 kg，mB10 kg.圖7預(yù)測(cè)8(2015東北三省三模) 如圖8所示，光滑水平面上有一平板車，車上固定一豎直直桿，桿的最高點(diǎn)O通過(guò)一長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩拴接一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球，小球的質(zhì)量為小車(包括桿)質(zhì)量的一半，懸點(diǎn)

13、O距離地面的高度為2L，輕繩水平時(shí)，小球與小車速度均為零釋放小球，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，輕繩斷開(kāi)，重力加速度為g，求：圖8(1)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)速度大??；(2)小球從釋放到落地的過(guò)程中，小車向右移動(dòng)的距離提醒：完成作業(yè)專題八第3講學(xué)生用書(shū)答案精析第3講原子物理和動(dòng)量高考題型1光電效應(yīng)與光的粒子性例11.9 eV0.6 eV解析設(shè)用光子能量為2.5 eV的光照射時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能為Ekm，陰極材料逸出功為W0，當(dāng)反向電壓達(dá)到U0.6 V以后，具有最大初動(dòng)能的光電子也達(dá)不到陽(yáng)極，因此eUEkm，由光電效應(yīng)方程：EkmhW0，由以上二式得：Ekm0.6 eV，W01.9 eV.所以此時(shí)最大初動(dòng)

14、能為0.6 eV，該材料的逸出功為1.9 eV.預(yù)測(cè)1ACE預(yù)測(cè)2ABD高考題型2原子結(jié)構(gòu)和能級(jí)躍遷例2ADE由于氫原子的軌道是不連續(xù)的，而氫原子在不同的軌道上的能級(jí)EnE1，故氫原子的能級(jí)是不連續(xù)的，即是分立的，故A正確；電子在繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生電磁輻射，只有躍遷時(shí)才會(huì)出現(xiàn)，故B錯(cuò)誤；氫原子在不同的軌道上的能級(jí)EnE1，電子從量子數(shù)為2的能級(jí)躍遷到量子數(shù)為3的能級(jí)時(shí)要吸收光子，故C錯(cuò)誤；由于氫原子發(fā)射的光子的能量：EEmEnE1E1h，不同頻率的光照射處于基態(tài)的氫原子時(shí)，只有某些頻率的光可以被氫原子吸收，故D正確；氫原子光譜有很多不同的亮線，說(shuō)明氫原子能發(fā)出很多不同頻率的光，是特

15、征譜線，但它的光譜不是連續(xù)譜，故E正確預(yù)測(cè)3ACE預(yù)測(cè)4ACD高考題型3核反應(yīng)和核能的計(jì)算例392U90ThHe(m1m2m3)c2解析根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒得到衰變方程為：92U90ThHe根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程：Emc2(m1m2m3)c2.預(yù)測(cè)5ACE預(yù)測(cè)6ABD高考題型4動(dòng)量和能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用例4(1)18(2)12解析(1)設(shè)a、b的質(zhì)量分別為m1、m2，a、b碰撞前的速度為v1、v2.由題給圖象得v12 m/sv21 m/sa、b發(fā)生完全非彈性碰撞，碰撞后兩滑塊的共同速度為v.由題給圖象得v m/s由動(dòng)量守恒定律得m1v1m2v2(m1m2)v聯(lián)立式得m1m218(2)由能量守恒定律得，兩滑塊因碰撞而損失的機(jī)械能為Em1vm2v(m1m2)v2由圖象可知，兩滑塊最后停止運(yùn)動(dòng)由動(dòng)能定理得，兩滑塊克服摩擦力所做的功為W(m1m2)v2聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得WE12預(yù)測(cè)7 m/s解析人跳起后A與B碰撞前后動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒，設(shè)碰后A的速度為v1，B的速度為v2.mAv0mAv1mBv2mAvmAvmBv解得v2v0 m/s人下落與B作用前后，水平方向動(dòng)量守恒，設(shè)共同速度為v3.m人v0mBv2(m人mB)v3代入數(shù)據(jù)得：v3 m/s.預(yù)測(cè)8(1)(2)L解析(1)小球下落過(guò)程中，小球與車組成的系統(tǒng)，水平方向動(dòng)