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文檔簡(jiǎn)介
1、波粒二象性知識(shí)點(diǎn)一、光電效應(yīng)現(xiàn)象 1、光電效應(yīng):光電效應(yīng):物體在光(包括不可見光)的照射下發(fā)射電子的現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。2、光電效應(yīng)的研究結(jié)論: = 1 * GB3 任何一種金屬,都有一個(gè)極限頻率,入射光的頻率必須大于這個(gè)極限頻率,才能產(chǎn)生光電效應(yīng);低于這個(gè)頻率的光不能產(chǎn)生光電效應(yīng)。 = 2 * GB3 光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān),只隨著入射光頻率的增大而增大。注意:從金屬出來的電子速度會(huì)有差異,這里說的是從金屬表面直接飛出來的光電子。 = 3 * GB3 入射光照到金屬上時(shí),光電子的發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的,一般不超過10-9s; = 4 * GB3 當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí),光電流的強(qiáng)
2、度與入射光的強(qiáng)度成正比。光電效應(yīng)的應(yīng)用:光電管:光電管的陰極表面敷有堿金屬,對(duì)電子的束縛能力比較弱,在光的照射下容易發(fā)射電子,陰極發(fā)出的電子被陽極收集,在回路中形成電流,稱為光電流。注意:光電管兩極加上正向電壓,可以增強(qiáng)光電流。光電流的大小跟入射光的強(qiáng)度和正向電壓有關(guān),與入射光的頻率無關(guān)。入射光的強(qiáng)度越大,光電流越大。 = 3 * GB3 遏止電壓U0?;芈分械墓怆娏麟S著反向電壓的增加而減小,當(dāng)反向電壓U0滿足:,光電流將會(huì)減小到零,所以遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)。4、波動(dòng)理論無法解釋的現(xiàn)象:不論入射光的頻率多少,只要光強(qiáng)足夠大,總可以使電子獲得足夠多的能量,從而產(chǎn)生光電效應(yīng),實(shí)際上如果光的頻
3、率小于金屬的極限頻率,無論光強(qiáng)多大,都不能產(chǎn)生光電效應(yīng)。光強(qiáng)越大,電子可獲得更多的能量,光電子的最大初始動(dòng)能應(yīng)該由入射光的強(qiáng)度來決定,實(shí)際上光電子的最大初始動(dòng)能與光強(qiáng)無關(guān),與頻率有關(guān)。光強(qiáng)大時(shí),電子能量積累的時(shí)間就短,光強(qiáng)小時(shí),能量積累的時(shí)間就長(zhǎng),實(shí)際上無論光入射的強(qiáng)度怎樣微弱,幾乎在開始照射的一瞬間就產(chǎn)生了光電子.二、光子說1、普朗克常量普郎克在研究電磁波輻射時(shí),提出能量量子假說:物體熱輻射所發(fā)出的電磁波的能量是不連續(xù)的,只能是的整數(shù)倍,稱為一個(gè)能量量子。即能量是一份一份的。其中輻射頻率,是一個(gè)常量,稱為普朗克常量。2、光子說在空間中傳播的光的能量不是連續(xù)的,而是一份一份的,每一份叫做一個(gè)光
4、子,光子的能量跟光的頻率成正比。,其中:是普朗克常量,v是光的頻率。三、光電效應(yīng)方程1、逸出功W0: 電子脫離金屬離子束縛,逸出金屬表面克服離子引力做的功。2、光電效應(yīng)方程:如果入射光子的能量大于逸出功W0,那么有些光電子在脫離金屬表面后還有剩余的動(dòng)能根據(jù)能量守恒定律,入射光子的能量等于出射光子的最大初動(dòng)能與逸出功之和,即 其中是指出射光子的最大初動(dòng)能。光電效應(yīng)的解釋:極限頻率:金屬內(nèi)部的電子一般一次只能吸收一個(gè)光子的能量,只有入射光子的能量大于或者等于逸出功W0 即:時(shí),電子才有可能逸出,這就是光電效應(yīng)存在極限頻率的原因。遏制電壓:由和有:,所以遏制電壓只與入射光頻率有關(guān),與入射光的強(qiáng)度無關(guān)
5、,這就是光電效應(yīng)存在遏制電壓的原因。四、康普頓效應(yīng)(表明光子具有動(dòng)量)1、康普頓效應(yīng):用X射線照射物體時(shí),一部分散射出來的X射線的波長(zhǎng)會(huì)變長(zhǎng),這個(gè)現(xiàn)象叫康普頓效應(yīng)。康普頓效應(yīng)是驗(yàn)證光的波粒二象性的重要實(shí)驗(yàn)之一。2、康普頓效應(yīng)的意義:證明了愛因斯坦光子假說的正確性,揭示了光子不僅具有能量,還具有動(dòng)量。光子的動(dòng)量為3、現(xiàn)象解釋:碰撞前后光子與電子總能量守恒,總動(dòng)量也守恒。碰撞前,電子可近似視為靜止的,碰撞后,電子獲得一定的能量和動(dòng)量, X光子的能量和動(dòng)量減小,所以X射線光子的波長(zhǎng)變長(zhǎng)。 五、光的波粒二象性 物質(zhì)波 概率波 不確定關(guān)系干涉、衍射和偏振以無可辯駁的事實(shí)表明光是一種波;光電效應(yīng)和康普頓效
6、應(yīng)又用無可辯駁的事實(shí)表明光是一種粒子,由于光既有波動(dòng)性,又有粒子性,只能認(rèn)為光具有波粒二象性。但不可把光當(dāng)成宏觀觀念中的波,也不可把光當(dāng)成宏觀觀念中的粒子。少量的光子表現(xiàn)出粒子性,大量光子運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為波動(dòng)性;光在傳播時(shí)顯示波動(dòng)性,與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí),往往顯示粒子性;頻率小波長(zhǎng)大的波動(dòng)性顯著,頻率大波長(zhǎng)小的粒子性顯著。,表示式也可以看出,光的波動(dòng)性和粒子性并不矛盾:表示粒子性的粒子能量和動(dòng)量的計(jì)算式中都含有表示波的特征的物理量頻率和波長(zhǎng)。德布羅意波1924年德布羅意提出,實(shí)物粒子和光子一樣具有波動(dòng)性,任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體都有一種與之對(duì)應(yīng)的波,波長(zhǎng)=h / p,這種波叫物質(zhì)波,也叫德布羅意波。從光子的
7、概念上看,光波是一種概率波。光子落在明條紋的概率高,落在暗條紋的概率低。干涉條紋是光子落在感光片上各點(diǎn)的概率分布的反映。注意:亮紋是光子落的概率大,暗紋是概率小,不是光子照不到。微觀粒子的坐標(biāo)和動(dòng)量不能同時(shí)完全精確地確定。如果用表示微觀粒子位置的不確定性,用表示微觀粒子在方向上動(dòng)量的不確定性,則有。原因是因?yàn)槲⒂^粒子具有波動(dòng)性。(1)由不確定性關(guān)系可知,坐標(biāo)和動(dòng)量,其中一個(gè)測(cè)量得越準(zhǔn)確,另外一個(gè)的不確定性就越大。(2)微觀粒子的波粒二象性和不確定性關(guān)系本質(zhì)是一樣的,導(dǎo)致共同的結(jié)果:微觀粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),不能通過確定的軌道來描述,只能通過概率波做統(tǒng)計(jì)性的描述。(3)不確定性關(guān)系對(duì)宏觀物體沒有意義。
8、頻率高波長(zhǎng)短,粒子性明顯 頻率低波長(zhǎng)長(zhǎng),波動(dòng)性明顯傳播時(shí),波動(dòng)性明顯 光的產(chǎn)生,與其他物質(zhì)作用,粒子性明顯個(gè)別時(shí),粒子性明顯 大量時(shí),波動(dòng)性明顯 典型例題透析類型一光的本性的認(rèn)識(shí)1、關(guān)于光的本性,下列說法中正確的是()A、關(guān)于光的本性,牛頓提出微粒說,惠更斯提出波動(dòng)說,愛因斯坦提出光子說,它們都說明了光的本性B、光具有波粒二象性是指:既可以把光看成宏觀概念上的波,也可以看成微觀概念上的粒子C、光的干涉、衍射現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性,光電效應(yīng)說明光具有粒子性D、光的波粒二象性是將牛頓的波動(dòng)說和惠更斯的粒子說真正有機(jī)地統(tǒng)一起來解析:光具有波粒二象性,這是現(xiàn)代物理學(xué)關(guān)于光的本性的認(rèn)識(shí),光的波粒二象性不同
9、于牛頓提出的微粒說和惠更斯的波動(dòng)說,是愛因斯坦的光子說和麥克斯韋的電磁說的統(tǒng)一。光的干涉、衍射現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性,光電效應(yīng)說明光具有粒子性,故A,B,D錯(cuò)誤,C對(duì)。答案:C總結(jié)升華:光既有波動(dòng)性,又具有粒子性,即光具有波粒二象性,這就是光的本性。變式練習(xí)【變式】關(guān)于光的波粒二象性的說法中,正確的是:( )A. 有的光是波,有的光是粒子 B. 光子與電子是同樣的一種粒子C. 光的波長(zhǎng)越長(zhǎng),其波動(dòng)性就越顯著;波長(zhǎng)越短,其粒子性就越顯著D. 光子的數(shù)量越少波動(dòng)性就越顯著;光子的數(shù)量越多粒子性就越顯著解析:光具有波粒二象性,不能分割開來;光是一種電磁波,而電子是實(shí)物粒子,二者不能混淆;大量光子的行為
10、往往體現(xiàn)為波動(dòng)性,少數(shù)光子的行為表現(xiàn)為粒子性;波長(zhǎng)越長(zhǎng),波動(dòng)性越顯著,波長(zhǎng)越短,粒子性越顯著。選項(xiàng)C正確。類型二光電效應(yīng)規(guī)律2、入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng),若入射光的強(qiáng)度減弱,而頻率保持不變,那么:( )A、從光照至金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯增加;B、逸出的光電子的最大初動(dòng)能將減?。籆、單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少;D、有可能不發(fā)生光電效應(yīng);解析:考察光電效應(yīng)的規(guī)律。光電效應(yīng)的發(fā)生時(shí)間極短,小于,與光強(qiáng)無關(guān),不會(huì)出現(xiàn)時(shí)間間隔明顯增加的現(xiàn)象;逸出的光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān),對(duì)于一種金屬而言,只和入射光的頻率有關(guān),根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程,最大
11、初動(dòng)能與入射光頻率之間的關(guān)系為;在入射光頻率大于極限頻率時(shí),發(fā)生光電效應(yīng),單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子個(gè)數(shù)與光強(qiáng)成正比,因此當(dāng)入射光減弱時(shí),單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子個(gè)數(shù)也減少;能否發(fā)生光電效應(yīng)與光強(qiáng)無關(guān),只要入射光頻率大于極限頻率就能發(fā)生。選C。變式練習(xí)【變式】已知銫的極限頻率為4.5451014Hz,鈉的極限頻率為6.01014Hz,銀的極限頻率為1.1531015Hz,鉑的極限頻率為1.5291015Hz。當(dāng)用波長(zhǎng)為0.375um的光照射它們時(shí),可能發(fā)生光電效應(yīng)的是_。解析:由C可算出照射光的頻率=Hz8.01014Hz照射光的頻率大于銫和鈉的極限頻率,銫和鈉可發(fā)生光電效應(yīng)。答案:銫和鈉3、研究光
12、電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,以頻率為的光照射光電管陰極K時(shí),有光電子產(chǎn)生。由于光電管K、A間加的是反向電壓,光電子從陰極K發(fā)射后將向陽極A作減速運(yùn)動(dòng),光電流由圖中電流計(jì)G測(cè)出,反向電壓U由電壓表V測(cè)出。當(dāng)電流計(jì)的示數(shù)恰好為零時(shí),電壓表的示數(shù)稱為反向截止電壓U0。 在下列表示光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的圖象中,錯(cuò)誤的是: 解析:本題中的選項(xiàng)A、D不難從光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律作出判斷:光電流與入射光的強(qiáng)度成正比,產(chǎn)生光電效應(yīng)的時(shí)間一般不超過10-9s,故選項(xiàng)A、D的圖象是正確的。由反向截止電壓的概念可知選項(xiàng)C的圖象也是正確的。由題意可知,而由愛因斯坦光電效應(yīng)方程,有,故,與不成正比,選項(xiàng)B的圖象是錯(cuò)誤的。答案:
13、B總結(jié)升華:1、發(fā)生光電效應(yīng)的幾個(gè)特點(diǎn) (1)瞬時(shí)性. 從光照到放出電子幾乎是同時(shí)的,與照射光強(qiáng)度及頻率無關(guān)。(2)對(duì)應(yīng)性. 金屬表面每吸收一個(gè)光子就釋放一個(gè)電子。(3)頻率條件. 0(0為極限頻率,逸出功Wh0)。2、在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律中,有兩個(gè)關(guān)系:(1)光電效應(yīng)的最大初動(dòng)能 隨入射光頻率 的增大而增大;(2)光電流的強(qiáng)度跟入射光強(qiáng)度成正比。 變式練習(xí)【變式】對(duì)愛因斯坦光電效應(yīng)方程下面的理解正確的有:( )A.只要是用同種頻率的光照射同一種金屬,那么從金屬中逸出的所有光電子都會(huì)具有同樣的初動(dòng)能EkB.式中的W表示每個(gè)光電子從金屬中飛出過程中克服金屬中正電荷引力所做的功 C.逸出功W和極限頻
14、率0之間應(yīng)滿足關(guān)系式D.光電子的最大初動(dòng)能和入射光的頻率成正比解析:愛因斯坦光電效應(yīng)方程中的W表示從金屬表面直接中逸出的光電子克服金屬中正電荷引力做的功,因此是所有逸出的光電子中克服引力做功的最小值。對(duì)應(yīng)的光電子的初動(dòng)能是所有光電子中最大的。其它光電子的初動(dòng)能都小于這個(gè)值。若入射光的頻率恰好是極限頻率,即剛好能有光電子逸出,可理解為逸出的光電子的最大初動(dòng)能是0,因此有。由可知和之間是一次函數(shù)關(guān)系,但不是成正比關(guān)系。本題應(yīng)選C。類型三光子的能量、物質(zhì)波4、激光光波功率為P,激光在真空中的波長(zhǎng)為,光速為c,普朗克恒量為h,該激光光波每秒輻射光子數(shù)為_。解析:激光的頻率為=, 一個(gè)激光光子的能量為E
15、h=h 一秒內(nèi)激光輻射的能量為P 一秒內(nèi)激光輻射的光子數(shù)為n5、關(guān)于物質(zhì)波,以下說法正確的是()A、任何一個(gè)物體都有一種波動(dòng)與之對(duì)應(yīng)B、抖動(dòng)細(xì)繩一端,繩上的波就是物質(zhì)波C、動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子相比,質(zhì)子的物質(zhì)波波長(zhǎng)短D、宏觀物體不會(huì)發(fā)生明顯的衍射或干涉現(xiàn)象,所以沒有物質(zhì)波解析:任何一個(gè)物體都是運(yùn)動(dòng)著的,根據(jù)德布羅意假設(shè),都有一種波動(dòng)之對(duì)應(yīng),A對(duì);繩上的波是機(jī)械波,不是物質(zhì)波,B錯(cuò);動(dòng)能相等時(shí),由 得質(zhì)子的動(dòng)量大些,由 知質(zhì)子的物質(zhì)波波長(zhǎng)短,C對(duì);宏觀物體物質(zhì)波波長(zhǎng)太短,難以觀測(cè),但具有波動(dòng)性,D錯(cuò)。答案:AC總結(jié)升華:光具有波粒二象性,空間傳播的光不是連續(xù)的,是一份一份的,每一份叫一個(gè)光子,每
16、個(gè)光子的能量為=h。法國(guó)物理學(xué)家德布羅意把光的波粒二象性推廣到實(shí)物粒子,提出:實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性,即每一個(gè)運(yùn)動(dòng)的粒子都與一個(gè)對(duì)應(yīng)的波相聯(lián)系,而且粒子的能量和動(dòng)量p跟它所對(duì)應(yīng)的波的頻率和波長(zhǎng)之間,也向光子跟光波一樣,遵從如下關(guān)系:=h,p=mv=h/。變式練習(xí)【變式】照到地面上的太陽光的平均波長(zhǎng)為5.010-7m,每平方米的功率為8 W。則每秒鐘落在地面1m2面積上的光子數(shù)為_。解析:每個(gè)太陽光子的能量E=h=hc/每秒鐘落在地面1m2面積上的光子數(shù)n=P/E代入數(shù)據(jù)可求得n=2.011019個(gè) 答案:2.011019個(gè)一、選擇題(每小題4分,共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中有一個(gè)或多個(gè)選項(xiàng)
17、正確。全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)的或不答的得0分。)1下列關(guān)于光電效應(yīng)的說法正確的是( )A若某材料的逸出功是W,則它的極限頻率B光電子的初速度和照射光的頻率成正比C光電子的最大初動(dòng)能和照射光的頻率成正比D光電子的最大初動(dòng)能隨照射光頻率的增大而增大2在下列各組所說的兩個(gè)現(xiàn)象中,都表現(xiàn)出光具有粒子性的是( )A光的折射現(xiàn)象、偏振現(xiàn)象 B光的反射現(xiàn)象、干涉現(xiàn)象C光的衍射現(xiàn)象、色散現(xiàn)象 D光電效應(yīng)現(xiàn)象、康普頓效應(yīng)3關(guān)于光的波粒二象性的理解正確的是 ( )A大量光子的效果往往表現(xiàn)出波動(dòng)性,個(gè)別光子的行為往往表現(xiàn)出粒子性B光在傳播時(shí)是波,而與物質(zhì)相互作用時(shí)就轉(zhuǎn)變成粒子C高頻光是粒子,低
18、頻光是波D波粒二象性是光的根本屬性,有時(shí)它的波動(dòng)性顯著,有時(shí)它的粒子性顯著4當(dāng)具有5.0 eV能量的光子照射到某金屬表面后,從金屬表面逸出的電子具有最大的初動(dòng)能是1.5 eV為了使這種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng),入射光的最低能量為( )A1.5 eVB3.5 eV C5.0 eVD6.5 eV5紫外線光子的動(dòng)量為一個(gè)靜止的吸收了一個(gè)紫外線光子后( )A仍然靜止 B沿著光子原來運(yùn)動(dòng)的方向運(yùn)動(dòng)C沿光子運(yùn)動(dòng)相反方向運(yùn)動(dòng) D可能向任何方向運(yùn)動(dòng)6關(guān)于光電效應(yīng),以下說法正確的是( )A光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比B光電子的最大初動(dòng)能越大,形成的光電流越強(qiáng)C能否產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象,決定于入射光光子的能量是否大
19、于或等于金屬的逸出功D用頻率是的綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應(yīng),改用頻率是的黃光照射該金屬一定不發(fā)生光電效應(yīng)7在驗(yàn)證光的波粒二象性的實(shí)驗(yàn)中,下列說法正確的是( )A使光子一個(gè)一個(gè)地通過單縫,如果時(shí)間足夠長(zhǎng),底片上會(huì)出現(xiàn)衍射圖樣B單個(gè)光子通過單縫后,底片上會(huì)出現(xiàn)完整的衍射圖樣C光子通過單縫的運(yùn)動(dòng)路線像水波一樣起伏D單個(gè)光子通過單縫后打在底片的情況呈現(xiàn)出隨機(jī)性,大量光子通過單縫后打在底片上的情況呈現(xiàn)出規(guī)律性8用波長(zhǎng)為和的單色光A和B分別照射兩種金屬C和D的表面單色光A照射兩種金屬時(shí)都能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象;單色光B照射時(shí),只能使金屬C產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象,不能使A , B ,C , D ,9在中子衍射技術(shù)中
20、,常利用熱中子研究晶體的結(jié)構(gòu),因?yàn)闊嶂凶拥牡虏剂_意波長(zhǎng)與晶體中原子間距相近,已知中子質(zhì)量m=1.6710-27 kg,普朗克常量h=6.6310-34 Js,可以估算出德布羅意波長(zhǎng)=1.8210-10 m的熱中子的動(dòng)量的數(shù)量級(jí)可能是( )A10-17 kgm/sB10-18 kgm/s C10-20 kgm/s D10-24 kgm/s10如圖所示為一光電管的工作原理圖,當(dāng)用波長(zhǎng)為的光照射陰極K時(shí),電路中有光電流,則( )A換用波長(zhǎng)為()的光照射陰極K時(shí),電路中一定沒有光電流B換用波長(zhǎng)為 ()的光照射陰極K時(shí),電路中一定有光電流C增加電路中電源的路端電壓,電路中的光電流一定增大D將電路中電源的
21、極性反接,電路中可能還有光電流112003年全世界物理學(xué)家評(píng)選出“十大最美物理實(shí)驗(yàn)”,排名第一的為1961年物理學(xué)家利用“托馬斯楊”雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置,進(jìn)行電子干涉的實(shí)驗(yàn)從輻射源輻射出的電子束經(jīng)兩靠近的狹縫后在顯微鏡的熒光屏上出現(xiàn)干涉條紋,該實(shí)驗(yàn)說明( )A光具有波動(dòng)性B光具有波粒二象性C微觀粒子也具有波動(dòng)性D微觀粒子也是一種電磁波12要觀察納米級(jí)以下的微小結(jié)構(gòu),需要利用分辨率比光學(xué)顯微鏡更高的電子顯微鏡有關(guān)電子顯微鏡的下列說法正確的是( )A它是利用了電子物質(zhì)波的波長(zhǎng)比可見光短,因此不容易發(fā)生明顯衍射B它是利用了電子物質(zhì)波的波長(zhǎng)比可見光長(zhǎng),因此不容易發(fā)生明顯衍射C它是利用了電子物質(zhì)波的波長(zhǎng)比可
22、見光短,因此更容易發(fā)生明顯衍射D它是利用了電子物質(zhì)波的波長(zhǎng)比可見光長(zhǎng),因此更容易發(fā)生明顯衍射二、本題共3小題,共20分把答案填在題中的橫線上13(8分)如右圖所示,一驗(yàn)電器與鋅板相連,在A處用一紫外線燈照射鋅板,關(guān)燈后,指針保持一定偏角(1)現(xiàn)用一帶負(fù)電的金屬小球與鋅板接觸,則驗(yàn)電器指針偏角將(填“增大”“減小”或“不變”)(2)使驗(yàn)電器指針回到零,再用相同強(qiáng)度的鈉燈發(fā)出的黃光照射鋅板,驗(yàn)電器指針無偏轉(zhuǎn)那么,若改用強(qiáng)度更大的紅外線燈照射鋅板,可觀察到驗(yàn)電器指針(填“有”或“無”)偏轉(zhuǎn)(3)實(shí)驗(yàn)室用功率P=1 500 W的紫外燈演示光電效應(yīng)紫外線波長(zhǎng)=2 53 nm,陰極離光源距離d=05 m,
23、原子半徑取r=0510-10 m,則陰極表面每個(gè)原子每秒鐘接收到的光子數(shù)為 14 (4分)康普頓效應(yīng)證實(shí)了光子不僅具有能量,也有動(dòng)量,下圖給出了光子與靜止電子碰撞后,電子的運(yùn)動(dòng)方向,則碰后光子可能沿方向運(yùn)動(dòng),并且波長(zhǎng)(填“不變”“變小”或“變長(zhǎng)”)15(8分) 如圖所示為研究光電效應(yīng)的電路,利用能夠產(chǎn)生光電效應(yīng)的兩種(或多種)已知頻率的光進(jìn)行實(shí)驗(yàn),(1)請(qǐng)簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)步驟以及應(yīng)該測(cè)量的物理量(2)寫出根據(jù)本實(shí)驗(yàn)計(jì)算普朗克常量的關(guān)系式(用上面的物理量表示)三、本題共3小題,共32分解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案的不能得分有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位
24、16(10分)分別用和的單色光照射同一金屬,發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能之比為12以h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,則此金屬板的逸出功是多大?17(10分)納米技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用到社會(huì)生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面將激光束的寬度聚光到納米級(jí)范圍內(nèi),可以精確地修復(fù)人體損壞的器官糖尿病引起視網(wǎng)膜病變是導(dǎo)致成年人失明的一個(gè)重要原因,利用聚光到納米級(jí)的激光束進(jìn)行治療,90%的患者都可以避免失明的嚴(yán)重后果一臺(tái)功率為10 W氬激光器,能發(fā)出波長(zhǎng)=500 nm的激光,用它“點(diǎn)焊”視網(wǎng)膜,每次“點(diǎn)焊”需要210-3 J的能量,則每次“點(diǎn)焊”視網(wǎng)膜的時(shí)間是多少?在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)出的激光光子的數(shù)量是多少?18(12分)如
25、圖所示,倫琴射線管兩極加上一高壓電源,即可在陽極A上產(chǎn)生X射線(h=66310-34 Js,電子電荷量e=1610-19 C)(1)如高壓電源的電壓為20 kV,求X射線的最短波長(zhǎng);(2)如此時(shí)電流表讀數(shù)為5 mA,1 s內(nèi)產(chǎn)生51013個(gè)平均波長(zhǎng)為1010-10 m的光子,求倫琴射線管的工作效率參考答案1AD解析:由光電效應(yīng)方程=hv-W知,B、C錯(cuò)誤,D正確若=0,得極限頻率=,故A正確2D解析:本題考查光的性質(zhì)干涉、衍射、偏振都是光的波動(dòng)性的表現(xiàn),只有光電效應(yīng)現(xiàn)象和康普頓效應(yīng)都是光的粒子性的表現(xiàn),D正確3AD解析:根據(jù)光的波粒二象性知,A、D正確,B、C錯(cuò)誤4B解析:本題考查光電效應(yīng)方程
26、及逸出功由得W=hv -=5.0 eV-1.5 eV=3.5 eV則入射光的最低能量為h=W=3.5 eV 故正確選項(xiàng)為B5B解析:由動(dòng)量守恒定律知,吸收了紫外線光子的分子與光子原來運(yùn)動(dòng)方向相同故正確選項(xiàng)為B6C解析:本題考查光電效應(yīng)由光電效應(yīng)方程知,光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而增大,但不是正比關(guān)系,A錯(cuò)光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比,與光電子的最大初動(dòng)能無關(guān),B錯(cuò)用頻率是的綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應(yīng),改用頻率是的黃光照射該金屬不一定不發(fā)生光電效應(yīng),D錯(cuò)、C對(duì)7AD解析:根據(jù)光的波粒二象性知,A、D正確,B、C錯(cuò)誤8D解析:由題意知,A光光子的能量大于B光光子,根據(jù)E=hv=h,
27、得;又因?yàn)閱紊釨只能使金屬C產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象,不能使金屬D產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象,所以,故正確選項(xiàng)是D9D解析:本題考查德布羅意波根據(jù)德布羅意波長(zhǎng)公式=得:p=kgm/s=3.610-24 kgm/s可見,熱中子的動(dòng)量的數(shù)量級(jí)是10-24 kgm/s10BD 解析:用波長(zhǎng)為的光照射陰極K,電路中有光電流,表明小于該金屬的極限波長(zhǎng),換用波長(zhǎng)為照射,雖然,但是不一定大于,所以用波長(zhǎng)為的光照射時(shí),可能仍有光電流,故A錯(cuò)誤用波長(zhǎng)為 ()的光照射陰極K時(shí),因,故電路中一定有光電流,B對(duì)如果電源的端電壓已經(jīng)足夠大,陰極K逸出的光電子都能全部被吸引到陽極形成光電流,此時(shí)再增大路端電壓,電路中的光電流也不再增大,
28、C錯(cuò)將電路中電源的極性反接,具有最大初動(dòng)能的光電子有可能能夠克服電場(chǎng)阻力到達(dá)陽極A,從而形成光電流,所以D正確11C解析:本題考查電子能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,表明電子具有波動(dòng)性干涉現(xiàn)象是波的特征,電子是微觀粒子,它能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,表明電子等微觀粒子具有波動(dòng)性但此實(shí)驗(yàn)不能說明電子等微觀粒子的波就是電磁波12A解析:電子顯微鏡的分辨率比光學(xué)顯微鏡更高,是因?yàn)殡娮游镔|(zhì)波的波長(zhǎng)比可見光短,和可見光相比,電子物質(zhì)波更不容易發(fā)生明顯衍射,所以分辨率更高,A正確13解析:(1)當(dāng)用紫外光照射鋅板時(shí),鋅板發(fā)生光電效應(yīng),放出光電子而帶上了正電,此時(shí)與鋅板連在一起的驗(yàn)電器也帶上了正電,從而指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)當(dāng)帶負(fù)電的小球與鋅
29、板接觸后,中和了一部分正電荷,從而使驗(yàn)電器的指針偏轉(zhuǎn)減?。?)使驗(yàn)電器指針回到零,用鈉燈黃光照射,驗(yàn)電器指針無偏轉(zhuǎn),說明鈉燈黃光的頻率小于極限頻率,紅外光比鈉燈黃光的頻率還要低,更不可能發(fā)生光電效應(yīng)能否發(fā)生光電效應(yīng)與入射光的強(qiáng)度無關(guān)(3)以紫外燈為圓心,作半徑為d的球面,則每個(gè)原子每秒鐘接收到的光能量為E=r2=3.7510-20J因此每個(gè)原子每秒鐘接收到的光子數(shù)為n=5個(gè)答案5個(gè)14 解析:因光子與電子碰撞過程動(dòng)量守恒,所以碰撞之后光子和電子的總動(dòng)量的方向與光子碰前的方向一致,可見碰后光子的方向可能沿1方向,不可能沿2或3方向;通過碰撞,光子將一部分能量轉(zhuǎn)移給電子,能量減少,由E=hv知,頻
30、率變小,再根據(jù)c=v知,波長(zhǎng)變長(zhǎng)答案1變長(zhǎng)15解析:在此電路的光電管上施加反向電壓,用已知頻率為的光照射陰極,調(diào)節(jié)電壓大小,直到光電管剛好無電流通過,測(cè)出此時(shí)的遏止電壓,用另一已知頻率為的光照射, 測(cè)出此時(shí)的遏止電壓利用光電效應(yīng)方程和可得 由以上兩式可得出16解析:設(shè)此金屬的逸出功為W,根據(jù)光電效應(yīng)方程得如下兩式:當(dāng)用波長(zhǎng)為的光照射時(shí):當(dāng)用波長(zhǎng)為34的光照射時(shí):又解組成的方程組得:17解析:(1)根據(jù)E=Pt,所以t=s=210-4 s(2)由E=n=nh得:n=個(gè)=51015個(gè)答案210-4 s51015個(gè)18解析:(1)X射線管陰極上產(chǎn)生的熱電子在20 kV高壓加速下獲得的動(dòng)能全部變成X光
31、子的能量,X光子的波長(zhǎng)最短由W=Ue=hv=hc/得=m=6.210-11 m(2)高壓電源的電功率P1=UI=100 W每秒產(chǎn)生X光子的能量P2=nhc/=01 W效率為=0.1%附錄資料:不需要的可以自行刪除生活中的物理知識(shí)大全廚房中的物理知識(shí)我們認(rèn)真觀察廚房里燃料、炊具,做飯、做菜等全部過程,回憶廚房中發(fā)生的一系列變化,會(huì)看到有關(guān)的物理現(xiàn)象。利用物理知識(shí)解釋這些現(xiàn)象如下:一、與電學(xué)知識(shí)有關(guān)的現(xiàn)象1、電飯堡煮飯、電炒鍋煮菜、電水壺?zé)_水是利用電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,都是利用熱傳遞煮飯、煮菜、燒開水的。2、排氣扇(抽油煙機(jī))利用電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,利用空氣對(duì)流進(jìn)行空氣變換。3、電飯煲、電炒鍋、電水壺的
32、三腳插頭,插入三孔插座,防止用電器漏電和觸電事故的發(fā)生。4、微波爐加熱均勻,熱效率高,衛(wèi)生無污染。加熱原理是利用電能轉(zhuǎn)化為電磁能,再將電磁能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。5、廚房中的電燈,利用電流的熱效應(yīng)工作,將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能。6、廚房的爐灶(蜂窩煤灶,液化氣灶,煤灶,柴灶)是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,即燃料燃燒放出熱量。二、與力學(xué)知識(shí)有關(guān)的現(xiàn)象1、電水壺的壺嘴與壺肚構(gòu)成連通器,水面總是相平的。2、菜刀的刀刃薄是為了減小受力面積,增大壓強(qiáng)。3、菜刀的刀刃有油,為的是在切菜時(shí),使接觸面光滑,減小摩擦。4、菜刀柄、鍋鏟柄、電水壺把手有凸凹花紋,使接觸面粗糙,增大摩擦。5、火鏟送煤時(shí),是利用煤的慣性將煤送入火爐。6、
33、往保溫瓶里倒開水,根據(jù)聲音知水量高低。由于水量增多,空氣柱的長(zhǎng)度減小,振動(dòng)頻率增大,音調(diào)升高。7、磨菜刀時(shí)要不斷澆水,是因?yàn)椴说杜c石頭摩擦做功產(chǎn)生熱使刀的內(nèi)能增加,溫度升高,刀口硬度變小,刀口不利;澆水是利用熱傳遞使菜刀內(nèi)能減小,溫度降低,不會(huì)升至過高。三、與熱學(xué)知識(shí)有關(guān)的現(xiàn)象(一)與熱學(xué)中的熱膨脹和熱傳遞有關(guān)的現(xiàn)象1、使用爐灶燒水或炒菜,要使鍋底放在火苗的外焰,不要讓鍋底壓住火頭,可使鍋的溫度升高快,是因?yàn)榛鹈绲耐庋鏈囟雀摺?、鍋鏟、湯勺、漏勺、鋁鍋等炊具的柄用木料制成,是因?yàn)槟玖鲜菬岬牟涣紝?dǎo)體,以便在烹任過程中不燙手。3、爐灶上方安裝排風(fēng)扇,是為了加快空氣對(duì)流,使廚房油煙及時(shí)排出去,避免污
34、染空間。4、滾燙的砂鍋放在濕地上易破裂。這是因?yàn)樯板伿菬岬牟涣紝?dǎo)體,燙砂鍋放在濕地上時(shí),砂鍋外壁迅速放熱收縮而內(nèi)壁溫度降低慢,砂鍋內(nèi)外收縮不均勻,故易破裂。5、往保溫瓶灌開水時(shí),不灌滿能更好地保溫。因?yàn)槲垂酀M時(shí),瓶口有一層空氣,是熱的不良導(dǎo)體,能更好地防止熱量散失。6、炒菜主要是利用熱傳導(dǎo)方式傳熱,煮飯、燒水等主要是利用對(duì)流方式傳熱的。7、冬季從保溫瓶里倒出一些開水,蓋緊瓶塞時(shí),常會(huì)看到瓶塞馬上跳一下。這是因?yàn)殡S著開水倒出,進(jìn)入一些冷空氣,瓶塞塞緊后,進(jìn)入的冷空氣受熱很快膨脹,壓強(qiáng)增大,從而推開瓶塞。8、冬季剛出鍋的熱湯,看到湯面沒有熱氣,好像湯不燙,但喝起來卻很燙,是因?yàn)闇嫔嫌幸粚佑妥璧K了
35、湯內(nèi)熱量散失(水分蒸發(fā))。9、冬天或氣溫很低時(shí),往玻璃杯中倒入沸水,應(yīng)當(dāng)先用少量的沸水預(yù)熱一下杯子,以防止玻璃杯內(nèi)外溫差過大,內(nèi)壁熱膨脹受到外壁阻礙產(chǎn)生力,致使杯破裂。10、煮熟后滾燙的雞蛋放入冷水中浸一會(huì)兒,容易剝殼。因?yàn)闈L燙的雞蛋殼與蛋白遇冷會(huì)收縮,但它們收縮的程度不一樣,從而使兩者脫離。(二)與物體狀態(tài)變化有關(guān)的現(xiàn)象1、液化氣是在常溫下用壓縮體積的方法使氣體液化再裝入鋼罐中的;使用時(shí),通過減壓閥,液化氣的壓強(qiáng)降低,由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài),進(jìn)入灶中燃燒。2、用焊錫的鐵壺?zé)?,壺?zé)粔模舨谎b水,把它放在火上一會(huì)兒就燒壞了。這是因?yàn)樗姆悬c(diǎn)在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下是100,錫的熔點(diǎn)是232,裝水燒時(shí),只要水
36、不干,壺的溫度不會(huì)明顯超過100,達(dá)不到錫的熔點(diǎn),更達(dá)不到鐵的熔點(diǎn),故壺?zé)粔?。若不裝水在火上燒,不一會(huì)兒壺的溫度就會(huì)達(dá)到錫的熔點(diǎn),焊錫熔化,壺就燒壞了。3、燒水或煮食物時(shí),噴出的水蒸氣比熱水、熱湯燙傷更嚴(yán)重。因?yàn)樗魵庾兂赏瑴囟鹊臒崴?、熱湯時(shí)要放出大量的熱量(液化熱)。4、用砂鍋煮食物,食物煮好后,讓砂鍋離開火爐,食物將在鍋內(nèi)繼續(xù)沸騰一會(huì)兒。這是因?yàn)樯板侂x開火爐時(shí),砂鍋底的溫度高于100,而鍋內(nèi)食物為100,離開火爐后,鍋內(nèi)食物能從鍋底吸收熱量,繼續(xù)沸騰,直到鍋底的溫度降為100為止。5、用高壓鍋煮食物熟得快些。主要是增大了鍋內(nèi)氣壓,提高了水的沸點(diǎn),即提高了煮食物的溫度。6、夏天自來水管壁大
37、量“出汗”,常是下雨的征兆。自來水管“出汗”并不是管內(nèi)的水滲漏,而是自來水管大都埋在地下,水的溫度較低,空氣中的水蒸氣接觸水管,就會(huì)放出熱量液化成小水滴附在外壁上。如果管壁大量“出汗”,說明空氣中水蒸氣含量較高,濕度較大,這正是下雨的前兆。7、煮食物并不是火越旺越快。因?yàn)樗序v后溫度不變,即使再加大火力,也不能提高水溫,結(jié)果只能加快水的汽化,使鍋內(nèi)水蒸發(fā)變干,浪費(fèi)燃料。正確方法是用大火把鍋內(nèi)水燒開后,用小火保持水沸騰就行了。8、冬天水壺里的水燒開后,在離壺嘴一定距離才能看見“白氣”,而緊靠壺嘴的地方看不見“白氣”。這是因?yàn)榫o靠壺嘴的地方溫度高,壺嘴出來的水蒸氣不能液化,而距壺嘴一定距離的地方溫
38、度低;壺嘴出來的水蒸氣放熱液化成小水滴,即“白氣”。9、油炸食物時(shí),濺入水滴會(huì)聽到“叭、叭”的響聲,并濺出油來。這是因?yàn)樗姆悬c(diǎn)比油低,水的密度比油大,濺到油中的水滴沉到油底迅速升溫沸騰,產(chǎn)生的氣泡上升到油面破裂而發(fā)出響聲。10、當(dāng)鍋燒得溫度較高時(shí),灑點(diǎn)水在鍋內(nèi),就發(fā)出“吱、吱”的聲音,并冒出大量的“白氣”。這是因?yàn)樗妊杆倨笥忠夯?,并發(fā)出“吱、吱”的響聲。11、當(dāng)湯煮沸要溢出鍋時(shí),迅速向鍋內(nèi)加冷水或揚(yáng)(舀)起湯,可使湯的溫度降至沸點(diǎn)以下。加冷水,冷水溫度低于沸騰的湯的溫度,混合后,冷水吸熱,湯放熱。把湯揚(yáng)起的過程中,由于空氣比湯溫度低,湯放出熱,溫度降低,倒入鍋內(nèi)后,它又從沸湯中吸熱,使
39、鍋中湯溫度降低。與熱學(xué)中的分子熱運(yùn)動(dòng)有關(guān)的現(xiàn)象1、腌菜往往要半月才會(huì)變咸,而炒菜時(shí)加鹽幾分鐘就變咸了,這是因?yàn)闇囟仍礁撸}的離子運(yùn)動(dòng)越快的緣故。2、長(zhǎng)期堆煤的墻角處,若用小刀從墻上刮去一薄層,可看見里面呈黑色,這是因?yàn)榉肿佑啦煌O⒌刈鰺o規(guī)則的運(yùn)動(dòng),在長(zhǎng)期堆煤的墻角處,由于煤分子擴(kuò)散到墻內(nèi),所以刮去一層,仍可看到里面呈黑色。我們?cè)谌粘I?、生產(chǎn)中只要細(xì)心觀察身邊的物理現(xiàn)象,聯(lián)系到我們學(xué)過的物理知識(shí),去分析和解釋這些現(xiàn)象,就能夠提高觀察、分析及解決物理問題的能力。我們?cè)趶N房里,若留心看一下其中的爐灶、器皿以及做飯、炒菜中出現(xiàn)的一些現(xiàn)象,定會(huì)發(fā)現(xiàn)很多處要用到物理知識(shí)。一、熱涼粥或冷飯時(shí),鍋內(nèi)發(fā)出”撲
40、嘟、撲嘟”的聲音,并不斷冒出氣泡來,但一嘗,粥或飯并不熱,這是為什么?把涼粥或飯燒熱與燒開水是不一樣的。雖然水是熱的不良身體,對(duì)熱的傳導(dǎo)速度很慢,但水具有很好的流動(dòng)性。當(dāng)鍋底的水受熱時(shí),它就要膨脹,密度減小就上浮,周圍的涼水就流過來填補(bǔ),通過這種對(duì)流,就把鍋底的熱不斷地傳遞到水的各部分而使水變熱。而涼粥或飯,既流動(dòng)性差又不易傳導(dǎo)熱。所以,當(dāng)鍋底的粥或飯吸熱后,溫度就很快上升,但卻不能很快地向上或四周流動(dòng),大量的熱就集中在鍋底而將鍋底的粥燒焦。因熱很難傳到粥的上面,所以上面的粥依然是涼的。加熱涼粥或飯時(shí),要在鍋里多加一些水,使粥變稀,增強(qiáng)它的流動(dòng)性。此外,還要勤攪拌,強(qiáng)制進(jìn)行對(duì)流,這樣可將粥進(jìn)行
41、均勻加熱。二、用砂鍋煮肉或燒湯時(shí),當(dāng)湯水沸騰后從爐子上拿下來,則湯水仍會(huì)繼續(xù)沸騰一段時(shí)間,而鐵、鋁鍋卻沒這種現(xiàn)象,這是為什么?因?yàn)樯板伿翘胀翢瞥傻?,而非金屬的比熱比金屬大得多,傳熱能力比金屬差得多。?dāng)砂鍋在爐子上加熱時(shí),鍋外層的溫度大大超過100,內(nèi)層溫度略高于100。此時(shí),鍋吸收了很多熱量,儲(chǔ)存了很多熱能。將砂鍋從爐子上拿下來后,遠(yuǎn)高于100的鍋的外層就繼續(xù)向內(nèi)層傳遞熱量,使鍋內(nèi)的湯水仍達(dá)到100而能繼續(xù)沸騰一段時(shí)間,鐵、鋁鍋就不會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象(其原因請(qǐng)同學(xué)們自己分析)。三、炒肉中的“見面熟”。逢年過節(jié),人們總要炒上幾個(gè)肉菜,那么怎樣爆炒肉片呢?若將肉片直接放入熱油鍋里去爆炒,則瘦肉纖維中
42、所含的水分就要急劇蒸發(fā),致使肉片變得干硬,甚至于會(huì)將肉炒焦炒糊,大大失去鮮味。為把肉片爆炒得好吃,師傅們往往預(yù)先將肉片拌入適量的淀粉,則肉片放到熱油鍋里后,附著在肉片外的淀粉糊中的水分蒸發(fā),而肉片里的水分難以蒸發(fā),仍保持了原來肉的鮮嫩,還減少了營(yíng)養(yǎng)的損失,肉又熟得快即“見面熟”。用這種方法炒的肉片,既鮮嫩味美,又營(yíng)養(yǎng)豐富。四、凍肉解凍用什么方法最好?從冰箱里取出凍肉、凍雞,如何將其解凍呢?用接近0的冷水最好。因?yàn)閮鋈鉁囟仁窃?以下,若放在熱水里解凍,凍肉從熱水中吸收熱量,其外層迅速解凍而使溫度很快升到0以上,此的肉層之間便有了空隙,傳遞熱的本領(lǐng)也就下降,使內(nèi)部的凍肉不易再吸熱解凍而形成硬核。若
43、將凍肉放在冷水中,則因凍肉、凍雞吸熱而使冷水溫度很快降到0且部分水還會(huì)結(jié)冰。因1克水結(jié)成冰可放出80卡熱量(而1克水降低1只放出1卡熱量),放出的如此之多的熱量被凍肉吸收后,使肉外層的溫度較快升高,而內(nèi)層又容易吸收熱量,這樣,整塊肉的溫度也就較快升到0。如此反復(fù)幾次,凍肉就可解凍。從營(yíng)養(yǎng)角度分析,這種均勻緩慢升溫的方法也是科學(xué)的汽車上的物理知識(shí)一、力學(xué)方面1、汽車的底盤質(zhì)量都較大,這樣可以降低汽車的重心,增加汽車行駛時(shí)的穩(wěn)度。2、汽車的車身設(shè)計(jì)成流線型,是為了減小汽車行駛時(shí)受到的阻力3、汽車前進(jìn)的動(dòng)力地面對(duì)主動(dòng)輪的摩擦力(主動(dòng)輪與從動(dòng)輪與地面的摩擦力的方向相反)4、汽車在平直路面勻速前進(jìn)時(shí)牽引
44、力與阻力互相平衡,汽車所受重力與地面的支持力平衡5、汽車拐彎時(shí):司機(jī)要打方向盤力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因;乘客會(huì)向拐彎的反方向傾倒由于乘客具有慣性6、汽車急剎車(減速)時(shí),司機(jī)踩剎車力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因;乘客會(huì)向車行方向傾倒慣性;司機(jī)用較小的力就能剎住車杠桿原理;用力踩剎車增大壓力來增大摩擦;急剎車時(shí),車輪與地面的摩擦由滾動(dòng)變摩擦成滑動(dòng)摩擦7、不同用途的汽車的車輪還存在大小和個(gè)數(shù)的差異這與汽車對(duì)路面的壓強(qiáng)大小相關(guān)8、汽車的座椅都設(shè)計(jì)得既寬且大,這樣就減小了對(duì)坐車人的壓強(qiáng),使人乘坐舒服9、汽車快速行駛時(shí),車的尾部會(huì)形成一個(gè)低氣壓區(qū),這是我們常常能在運(yùn)動(dòng)的汽車尾部看到卷揚(yáng)的塵土形成原因10、
45、交通管理部門要求:小汽車的司機(jī)和前排乘客必須系好安全帶這樣可以防止慣性的危害;嚴(yán)禁車輛超載不僅僅減小車輛對(duì)路面的破壞,還有減小摩擦、慣性等;嚴(yán)禁車輛超速防止急剎車時(shí),因反應(yīng)距離和制動(dòng)距離過長(zhǎng)而造成車禍11、簡(jiǎn)單機(jī)械的應(yīng)用:方向盤、車輪、開窗搖柄等都是輪軸,調(diào)速桿,自動(dòng)開關(guān)門裝置是杠桿12、汽車爬坡時(shí)要調(diào)為低速:由P=Fv,功率一定時(shí),降低速度,可增大牽引力13、關(guān)于速度路程,時(shí)間的計(jì)算問題;參照物與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述問題14、認(rèn)識(shí)限速,里程,禁鳴等標(biāo)志牌,了解其含義二、聲學(xué)方面1、汽車?yán)劝l(fā)聲要響,發(fā)動(dòng)機(jī)的聲音要盡量消除(發(fā)動(dòng)機(jī)上裝配消音器)這是在聲源處減弱噪聲2、為減輕車輛行駛時(shí)的噪聲對(duì)道旁居民
46、的影響,在道旁設(shè)置屏障或植樹可以在傳播過程中減弱噪聲3、喇叭發(fā)聲:電能機(jī)械能三、熱學(xué)方面1、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)常用柴油機(jī)或汽油機(jī)它們是內(nèi)燃機(jī)利用內(nèi)能來做功2、發(fā)動(dòng)機(jī)外裝有水套,用循環(huán)流動(dòng)的水幫助發(fā)動(dòng)機(jī)散熱水的比熱容大3、冬天,為防凍壞水箱,入夜時(shí)要排盡水箱中的水防止熱脹冷縮的危害4、小汽車的后窗玻璃板中嵌有一道道的電熱絲它可以防止車內(nèi)形成的霧氣附著于玻璃上并凝結(jié)5、剛坐進(jìn)汽車或有汽車從你身旁駛過時(shí),會(huì)聞到濃濃的汽油味擴(kuò)散現(xiàn)象6、空調(diào)車車窗玻璃設(shè)計(jì)成雙層的防止傳熱7、環(huán)保汽車使用氣體燃料,可減小對(duì)大氣的污染四、電學(xué)方面1、汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)常用低壓電動(dòng)機(jī)起動(dòng):電動(dòng)機(jī)是根據(jù)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用的道理制成的,工作時(shí)把
47、電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。2、汽車電動(dòng)機(jī)(汽車電機(jī))常用車載電瓶(蓄電池)供電,汽車運(yùn)行過程中可以利用的車輪帶動(dòng)車載發(fā)電機(jī)發(fā)電,給蓄電池充電。給蓄電池充電時(shí),電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存起來,此時(shí)蓄電池是用電器;用蓄電池給電動(dòng)機(jī)供電時(shí),化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,此時(shí)蓄電池才是電源3、車載蓄電池還被用來為汽車上配裝的空調(diào)、電扇、收錄機(jī)、CD機(jī)及各種用途的電燈供電,方便地電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、聲能、光能等等3、油罐車的尾部通常要掛一條鐵鏈直達(dá)路面,這樣做有利于使運(yùn)輸過程中因顛簸而產(chǎn)生的電荷迅速傳到大地上,避免因靜電放電而帶來災(zāi)難4、車燈發(fā)光:電能光能五、光學(xué)方面1、汽車旁的觀后鏡,交叉路口的觀察鏡用的都是凸面鏡,可以開闊視野
48、2、汽車在夜間行駛時(shí),車內(nèi)一般不開燈,這樣可防止車內(nèi)乘客在司機(jī)前的擋風(fēng)玻璃上成像,干擾司機(jī)正確判斷3、汽車前的擋風(fēng)玻璃通常都不直立(底盤高大的車除外),這是因?yàn)閾躏L(fēng)玻璃相當(dāng)于平面鏡車內(nèi)物體易通過它成像于司機(jī)面前,影響司機(jī)的判斷4、汽車尾燈燈罩:角反射器可將射來的光線反回,保證后面車輛安全5、汽車頭燈:凹面鏡反射原理,近距光燈絲在焦點(diǎn)附近,遠(yuǎn)距光燈絲在焦點(diǎn)上自行車上的物理知識(shí)你知道自行車上有哪些物理知識(shí)嗎?下面我們來看一看。1、自行車上的摩擦知識(shí)。自行車外胎為什么要有凸凹不平的花紋摩擦力的大小跟兩個(gè)因素有關(guān):壓力的大小、接觸面的粗糙程度。壓力越大,摩擦力越大;接觸面越粗糙,摩擦力越大。自行車外胎
49、有凸凹不平的花紋,這是通過增大自行車與地面間的粗糙程度,來增大摩擦力的,其目的是為了防止自行車打滑。自行車為什么能前進(jìn)?當(dāng)我們騎在自行車上時(shí),由于人和自行車對(duì)地面有壓力,輪胎和地面之間不光滑,因此自行車與路面之間有摩擦,不過,要問自行車為何能前進(jìn)?這還是依靠后輪與地面之間的摩擦而產(chǎn)生的,這個(gè)摩擦力的方向是向前的。那前輪的摩擦力是干什么的?阻礙車的運(yùn)動(dòng)!其方向與自行車前進(jìn)方向相反。正是這兩個(gè)力大小相等,方向相反,所以自行車作勻速運(yùn)動(dòng)。不過,當(dāng)人們?cè)诘厣贤谱孕熊嚽斑M(jìn)時(shí),前輪和后輪的摩擦力方向都向后。那誰和這兩個(gè)力平衡呢?腳對(duì)地面的摩擦力向前!剎車以后,自行車為何能停止?剎車時(shí),剎皮與車圈間的摩擦力
50、,會(huì)阻礙后輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。手的壓力越大,剎皮對(duì)車圈的壓力就越大,產(chǎn)生的摩擦力也就越大,后輪就轉(zhuǎn)動(dòng)的越慢。如果完全剎死,這時(shí)后輪與地面之間的摩擦就變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力(原來為滾動(dòng)摩擦,方向向前),方向向后,阻礙了自行車的運(yùn)動(dòng),因此就停下來了。自行車哪些地方安有鋼珠?為什么安鋼珠?在自行車的前軸、中軸、后軸、車把轉(zhuǎn)動(dòng)處,腳蹬轉(zhuǎn)動(dòng)處等地方,都安有鋼珠。人們騎自行車總是希望輕松、靈活、省力。而用滾動(dòng)代替滑動(dòng)就可以大大減小摩擦力,因此要在自行車轉(zhuǎn)動(dòng)的地方安裝鋼珠,我們可以經(jīng)常加潤(rùn)滑油,使接觸面彼此離開,這樣就可以使摩擦力變得更小。2、自行車上的杠桿、輪軸知識(shí)。自行車上的杠桿A、控制前輪轉(zhuǎn)向的杠桿:自行車的車把,是省
51、力杠桿,人們用很小的力就能轉(zhuǎn)動(dòng)自行車前輪,來控制自行車的運(yùn)動(dòng)方向和自行車的平衡。B、控制剎車閘的杠桿:車把上的閘把是省力杠桿,人們用很小的力就能使車閘以較大的壓力壓到車輪的鋼圈上。自行車上的輪軸A、中軸上的腳蹬和花盤齒輪:組成省力輪軸(腳蹬半徑大于花盤齒輪半徑)。B、自行車手把與前叉軸:組成省力輪軸(手把轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑大于前叉軸的半徑)。C、后軸上的齒輪和后輪:組成費(fèi)力輪軸(齒輪半徑小于后輪半徑)。3、自行車上的氣壓知識(shí)。自行車內(nèi)胎充氣:早期的各種輪子都是木輪、鐵輪,顛簸不已?,F(xiàn)代自行車使用充氣內(nèi)胎主要是使胎內(nèi)的壓強(qiáng)增大,可以起到緩沖的作用,同時(shí)可以減小自行車前進(jìn)的阻力。氣門芯的作用:充氣內(nèi)胎上的
52、氣門芯,起著單向閥門的作用,只讓氣體進(jìn)入,不讓氣體外漏,方便進(jìn)氣,保證充氣內(nèi)胎的密封。4、自行車上光學(xué)知識(shí)。自行車上的紅色尾燈,不能自行發(fā)光,但是到了晚上卻可以提醒司機(jī)注意,因?yàn)樽孕熊嚨奈矡羰怯珊芏喾涓C狀的“小室”構(gòu)成的,而每一個(gè)“小室”是由三個(gè)約成90度的反射面組成的。這樣在晚上時(shí),當(dāng)后面汽車的燈光射到自行車尾燈上,就會(huì)產(chǎn)生反射光,由于紅色醒目,就可以引起司機(jī)的注意。自行車在我國(guó)是很普及的代步和運(yùn)載工具。在它的“身上”運(yùn)用了許多力學(xué)知識(shí)1測(cè)量中的應(yīng)用在測(cè)量跑道的長(zhǎng)度時(shí),可運(yùn)用自行車。如普通車輪的直徑為0.71米或0.66米。那么轉(zhuǎn)過一圈長(zhǎng)度為直徑乘圓周率,即約2.23米或2.07米,然后,讓
53、車沿著跑道滾動(dòng),記下滾過的圈數(shù)n,則跑道長(zhǎng)為n2.23米或n2.07米。2力和運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用(1)減小與增大摩擦。車的前軸、中軸及后軸均采用滾動(dòng)以減小摩擦。為更進(jìn)一步減小摩擦,人們常在這些部位加潤(rùn)滑劑。多處刻有凹凸不平的花紋以增大摩擦。如車的外胎,車把手塑料套,蹬板套、閘把套等。變滾動(dòng)摩擦為滑動(dòng)摩擦以增大摩擦。如在剎車時(shí),車輪不再滾動(dòng),而在地面上滑動(dòng),摩擦大大增加了,故車可迅速停駛。而在剎車的同時(shí),手用力握緊車閘把,增大剎車皮對(duì)鋼圈的壓力以達(dá)到制止車輪滾動(dòng)的目的。(2)彈簧的減震作用。車的座墊下安有許多根彈簧,利用它的緩沖作用以減小震動(dòng)。3壓強(qiáng)知識(shí)的應(yīng)用(1)自行車車胎上刻有載重量。如車載過重,則
54、車胎受到壓強(qiáng)太大而被壓破。(2)座墊呈馬鞍型,它能夠增大座墊與人體的接觸面積以減小臀部所受壓強(qiáng),使人騎車不易感到疲勞。4簡(jiǎn)單機(jī)械知識(shí)的應(yīng)用自行車制動(dòng)系統(tǒng)中的車閘把與連桿是一個(gè)省力杠桿,可增大對(duì)剎車皮的拉力。自行車為了省力或省距離,還使用了輪軸:腳蹬板與鏈輪牙盤;后輪與飛輪及龍頭與轉(zhuǎn)軸等。5功、機(jī)械能的知識(shí)運(yùn)用(1)根據(jù)功的原理:省力必定費(fèi)距離。因此人們?cè)谏掀聲r(shí),常騎“S形”路線就是這個(gè)道理。(2)動(dòng)能和重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化。如騎車上坡前,人們往往要加緊蹬幾下,就容易上去些,這里是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能。而騎車下坡,不用蹬,車速也越來越快,此為勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。6慣性定律的運(yùn)用快速行駛的自行車,如果突然把前
55、輪剎住,后輪為什么會(huì)跳起來。這是因?yàn)榍拜喪艿阶枇Χ蝗煌V惯\(yùn)動(dòng),但車上的人和后輪沒有受到阻力,根據(jù)慣性定律,人和后輪要保持繼續(xù)向前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),所以后輪會(huì)跳起來。切記下坡或高速行駛時(shí),不能單獨(dú)用自行車的前閘剎車,否則會(huì)出現(xiàn)翻車事故!民諺俗語中的物理知識(shí)在日常生活中,我們經(jīng)常會(huì)接觸到一些民諺、俗語,這些民諺、俗語蘊(yùn)含著豐富的物理知識(shí),我們平時(shí)如果注意分析、了解一些民諺、俗語,就可以在實(shí)際生活中深化知識(shí),活化知識(shí),這對(duì)培養(yǎng)我們分析問題、解決問題的能力是大有幫助的。下面列舉幾例:1、小小稱砣壓千斤根據(jù)杠桿平衡原理,如果動(dòng)力臂是阻力臂的幾分之一,則動(dòng)力就是阻力的幾倍。如果稱砣的力臂很大,那么一兩撥千斤是
56、完全可能的。2、破鏡不能重圓當(dāng)分子間的距離較大時(shí)(大于幾百埃),分子間的引力很小,幾乎為零,所以破鏡很難重圓。3、摘不著的是鏡中月 撈不著的是水中花平面鏡成的像為虛像。4、人心齊,泰山移如果各個(gè)分力的方向一致,則合力的大小等于各個(gè)分力的大小之和。5、麻繩提豆腐-提不起來在壓力一定時(shí),如果受力面積小,則壓強(qiáng)就大。6、真金不怕火來煉,真理不怕爭(zhēng)辯從金的熔點(diǎn)來看,雖不是最高的,但也有1068,而一般火焰的溫度為800左右,由于火焰的溫度小于金的熔點(diǎn),所以金不能熔化。7、月暈而風(fēng),礎(chǔ)潤(rùn)而雨大風(fēng)來臨時(shí),高空中氣溫迅速下降,水蒸氣凝結(jié)成小水滴,這些小水滴相當(dāng)于許多三棱鏡,月光通過這些三棱鏡發(fā)生色散,形成彩
57、色的月暈,故有月暈而風(fēng)之說。礎(chǔ)潤(rùn)即地面反潮,大雨來臨之前,空氣濕度較大,地面溫度較低,靠近地面的水汽遇冷凝聚為小水珠,另外,地面含有的鹽分容易吸附潮濕的水汽,故地面反潮預(yù)示大雨將至。8、長(zhǎng)嘯一聲,山鳴谷應(yīng)人在崇山峻嶺中長(zhǎng)嘯一聲,聲音通過多次反射,可以形成洪亮的回音,經(jīng)久不息,似乎山在狂呼,谷在回音。9、但聞其聲,不見其人波在傳播的過程中,當(dāng)障礙物的尺寸小于波長(zhǎng)時(shí),可以發(fā)生明顯的衍射。一般圍墻的高度為幾米,聲波的波長(zhǎng)比圍墻的高度要大,所以,它能繞地高墻,使墻外的人聽到;而光波的波長(zhǎng)較短(10-6米左右),遠(yuǎn)小于高墻尺寸,所以人身上發(fā)出的光線不能衍射到墻外,墻外的人就無法看到墻內(nèi)人。10、開水不響
58、,響水不開水沸騰之前,由于對(duì)流,水內(nèi)氣泡一邊上升,一邊上下振動(dòng),大部分氣泡在水內(nèi)壓力下破裂,其破裂聲和振動(dòng)聲又與容器產(chǎn)生共鳴,所以聲音很大。水沸騰后,上下等溫,氣泡體積增大,在浮力作用下一直升到水面才破裂開來,因而響聲比較小。11、豬八戒照鏡子-里外不是人根據(jù)平面鏡成像的規(guī)律,平面鏡所成的像大小相等,物像對(duì)稱,因此豬八戒看到的像和自已一模一樣,仍然是個(gè)豬像,自然就里外不是人了。12、水火不相容物質(zhì)燃燒,必須達(dá)到著火點(diǎn),由于水的比熱大,水與火接觸可大量吸 收熱量,至使著火物溫度降低;同時(shí)汽化后的水蒸氣包圍在燃燒的物體外面,使得物體不可能和空氣接觸,而沒有了空氣,燃燒就不能進(jìn)行。13、洞中方一日,
59、世上已千年根據(jù)愛因斯坦的相對(duì)論,在接近光速的宇宙飛船中航行,時(shí)間的流逝會(huì)比地球上慢得多,在這個(gè)洞中生活幾天,則地球上已渡過了幾年,幾十年,甚至幾百年,幾千年。14、千里眼,順風(fēng)耳人們利用電磁波傳送聲音和圖像信號(hào),使古代神話中的千里眼,順風(fēng)耳變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。并且人類的視野已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了千里。15、坐地日行八萬里由于地球的半徑為6370千米,地球每轉(zhuǎn)一圈,其表面上的物體走的路程約為40003.6千米,約8萬里。這是毛澤東吟出的詩詞,它還科學(xué)的揭示了運(yùn)動(dòng)和靜止關(guān)系運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的,靜止總是相對(duì)參照物而言的。16、釜底抽薪液體沸騰有兩個(gè)條件:一是達(dá)到沸點(diǎn),二是繼續(xù)吸熱。如果抽薪以后,便能制止液體沸騰。17、墻內(nèi)開
60、花墻外香由于分了在不停的做無規(guī)則的運(yùn)動(dòng),墻內(nèi)的花香就會(huì)擴(kuò)散到墻外。18、坐井觀天 所見甚少由于光沿直線傳播,由幾何作圖知識(shí)可知,青蛙的視野將很小。19、如坐針氈由壓強(qiáng)公式可知,當(dāng)壓力一定時(shí),如果受力面積越小,則壓強(qiáng)越大。人坐在這樣的氈子上就會(huì)感覺極不舒服。20、瑞雪照豐年下到地上的雪有許多松散的空隙,里面充滿著不流動(dòng)的空氣,是熱的不良導(dǎo)體,當(dāng)它覆蓋在農(nóng)作物上時(shí),可以很好的防止熱傳導(dǎo)和空氣對(duì)流,因此能起到保溫作用。21、霜前冷,雪后寒在深秋的夜晚,地面附近的空氣溫度驟然變冷(溫度低于0以下),空氣中的水蒸氣凝華成小冰晶,附著在地面上形成霜,所以有霜前冷的感覺。雪熔化時(shí)要需吸收熱量,使空氣的溫度降
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