2025年高考物理復(fù)習(xí)之小題狂練600題（解答題）：原子物理與核物理（10題）

第1頁(yè)（共1頁(yè)）2025年高考物理復(fù)習(xí)之小題狂練600題（解答題）：原子物理與核物理（10題）一．解答題（共10小題）1．（2024?武進(jìn)區(qū)校級(jí)模擬）掌握并采用核聚變產(chǎn)生能源是核物理中最具有前景的研究方向之一。太陽(yáng)上的一種核反應(yīng)為兩個(gè)氘核（12H）聚變成一個(gè)23He核。已知氘核的質(zhì)量為2.0136u，中子質(zhì)量為1.0087u，23He核的質(zhì)量為（1）寫(xiě)出該核反應(yīng)方程；（2）計(jì)算上述核反應(yīng)中釋放的核能ΔE（保留三位有效數(shù)字）；（3）若兩個(gè)氘核以相等的動(dòng)能0.45MeV做對(duì)心碰撞即可發(fā)生上述核反應(yīng)，且釋放的核能全部轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，則反應(yīng)中生成的232．（2024?江蘇模擬）圖甲是半徑為R的四分之一圓柱面陰極MN和位于圓柱軸線OO'上的陽(yáng)極構(gòu)成的光電管的示意圖，某單色光照射陰極，逸出的光電子到達(dá)陽(yáng)極形成光電流。已知陰極材料的逸出功為W0，光電子的最大初速度為vm，電子電荷量為﹣e、質(zhì)量為m，真空中光速為c，普朗克常量為h。（1）求入射光的波長(zhǎng)λ和遏止電壓Uc；（2）圖乙是光電管橫截面示意圖，在半徑為R的四分之一圓平面內(nèi)加垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，只研究在該截面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的光電子，僅考慮洛倫茲力作用，要使從陰極上N點(diǎn)逸出的光電子運(yùn)動(dòng)到陽(yáng)極，速度至少為vm2，求磁感應(yīng)強(qiáng)度（3）在（2）問(wèn)所述情況下，若陰極表面各處均有光電子逸出，求能到達(dá)陽(yáng)極的光電子逸出區(qū)域與整個(gè)陰極區(qū)域的比值k。3．（2024?江蘇模擬）大量處于n＝5激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，發(fā)出頻率不同的大量光子，將這些不同頻率的光分別照射到圖甲電路中光電管陰極K上時(shí)，只能測(cè)得兩條光電流隨光電管兩端電壓變化的圖像（如圖乙）。已知a光對(duì)應(yīng)的遏止電壓為Ua，氫原子的基態(tài)能量為E1，激發(fā)態(tài)能量為En=E1n2，其中n＝2，3，（1）求光電管陰極的逸出功W0和b光對(duì)應(yīng)的遏止電壓Ub。（2）若用b光照射，光電管兩端加上的電壓UKA＝U0，求電子到達(dá)A極時(shí)的最大動(dòng)能Ekm。4．（2024?河北模擬）利用電磁場(chǎng)研究帶電的微觀粒子是物理學(xué)家常用的方法。真空中一實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示（磁場(chǎng)未畫(huà)出），其截面圖如圖乙所示，區(qū)域Ⅰ為足夠大的水平平行金屬板區(qū)域，極板間距為d，極板間電壓U恒定，同時(shí)板間有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1，區(qū)域Ⅱ內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2（B2大小未知，B1?B2）。極板和屏在磁場(chǎng)方向上均足夠長(zhǎng)。當(dāng)頻率為ν的入射光照射到豎直放置的金屬板表面MN時(shí)，金屬板表面MN逸出大量速率不同、沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的光電子，光電子先進(jìn)入起速度選擇作用的區(qū)域Ⅰ，出區(qū)域Ⅰ的光電子可認(rèn)為均水平射出，之后進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ全部打在水平光屏上，光屏亮光區(qū)域在截面圖上的長(zhǎng)度PQ為2d3。已知逸出的光電子最大速率為vm，B1=5U3dvm，元電荷為e（1）該金屬的逸出功W和出區(qū)域Ⅰ的光電子的最小速度v；（2）區(qū)域Ⅱ中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2；（3）區(qū)域Ⅱ中，在如圖乙截面內(nèi)磁場(chǎng)的最小面積S；（4）區(qū)域Ⅱ中，光電子運(yùn)動(dòng)位移的最大值xm。5．（2024?湖北二模）1907年起，美國(guó)物理學(xué)家密立根開(kāi)始以精湛的技術(shù)測(cè)量光電效應(yīng)中幾個(gè)重要的物理量。他的目的是：測(cè)量金屬的遏止電壓Uc與入射光的頻率ν，由此算出普朗克常量h，并于普朗克根據(jù)黑體輻射得出的h相比較，以檢驗(yàn)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性。某實(shí)驗(yàn)小組實(shí)踐密立根的研究過(guò)程，在對(duì)同一個(gè)光電管（陰極材料）進(jìn)行多次試驗(yàn)后，得到了的Uc﹣ν圖像，其中ν1、ν2、U1均為已知量，已知電子的電荷量為e。（1）求普朗克常量h的表達(dá)式；（2）求該陰極材料的逸出功W0的表達(dá)式。6．（2024?鹽城模擬）如圖所示，氫原子的能級(jí)圖。求：（1）處于n＝2激發(fā)態(tài)的氫原子電離需吸收的最小能量E；（2）處在n＝3能級(jí)的大量氫原子，輻射波長(zhǎng)最短的光照射到逸出功為2.25eV的鉀上，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek。7．（2024?松江區(qū)校級(jí)三模）不同的電磁波有不同的應(yīng)用。圖中病人正進(jìn)行伽瑪?shù)妒中g(shù)，該手術(shù)是使用鈷﹣60產(chǎn)生的γ射線進(jìn)行一次性大劑量地聚焦照射，使之產(chǎn)生局灶性的壞死或功能改變而達(dá)到治療疾病的目的。（1）γ射線本質(zhì)上是。A.光子B.中子C.電子（2）下列哪些情況下不能釋放出γ射線。A.原子核發(fā)生衰變B.原子彈爆炸C.用紫外線照射鋅板D.氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)8．（2024?南通模擬）用中子轟擊鋰核（36Li）會(huì)生成α粒子和氫的同位素，同時(shí)釋放出4.8MeV的能量，已知元電荷e＝1.6×10﹣19C，光在真空中的速度c＝3×108（1）寫(xiě)出核反應(yīng)方程；（2）計(jì)算核反應(yīng)過(guò)程的質(zhì)量虧損Δm。（以kg為單位，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）9．（2024?三明模擬）1897年，英國(guó)科學(xué)家湯姆孫利用陰極射線粒子受到的靜電力和洛倫茲力平衡等方法確定出陰極射線粒子的帶電性質(zhì)、速度和比荷，圖甲為實(shí)驗(yàn)示意圖。如圖乙，真空玻璃管內(nèi)，陰極發(fā)出的電子經(jīng)KA間的電場(chǎng)加速后，以一定的速度沿玻璃管的中軸線射入兩平行極板C、D。若兩極板無(wú)電壓，電子打在熒光屏上的O點(diǎn)；若兩極板加上偏轉(zhuǎn)電壓U，電子打在熒光屏上的P點(diǎn)；若兩極板間再加上垂直紙面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則電子又打到O點(diǎn)；若撤去電場(chǎng)只留磁場(chǎng)，電子恰好從極板C、D右側(cè)邊緣射出。已知兩極板間距為d，長(zhǎng)度為2d，設(shè)電子的質(zhì)量為m、電荷量大小為q，求：（1）電子進(jìn)入兩極板時(shí)的速度大小v；（2）電子比荷(q10．（2024?上海）氫元素是宇宙中最簡(jiǎn)單的元素，有三種同位素?？茖W(xué)家利用電磁場(chǎng)操控并篩選這三種同位素，使其應(yīng)用于核研究中。（1）原子核之間由于相互作用會(huì)產(chǎn)生新核，這一過(guò)程具有多種形式。①質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大原子核的過(guò)程稱為。A.鏈?zhǔn)椒磻?yīng)B.衰變C.核聚變D.核裂變②11H核的質(zhì)量為m1，12H核的質(zhì)量為m2，它們通過(guò)核反應(yīng)形成一個(gè)質(zhì)量為m3的氦原子核（23He），此過(guò)程釋放的能量為（2）某回旋加速器的示意圖如圖1所示。磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)僅分布于兩個(gè)相同且正對(duì)的半圓形中空金屬盒D1、D2內(nèi)，且與金屬盒表面垂直。交變電源通過(guò)Ⅰ、Ⅱ分別與D1、D2相連，僅在D1、D2縫隙間的狹窄區(qū)域產(chǎn)生交變電場(chǎng)。初動(dòng)能為零的帶電粒子自縫隙中靠近D2的圓心O處經(jīng)縫隙間的電場(chǎng)加速后，以垂直磁場(chǎng)的速度進(jìn)入D1。①粒子在D1、D2運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，洛倫茲力對(duì)粒子做功為W、沖量為I，則。A.W＝0，I＝0B.W≠0，I＝0C.W≠0，I≠0D.W＝0，I≠0②11H核和13H核自圖1中O處同時(shí)釋放，Ⅰ、Ⅱ間電勢(shì)差絕對(duì)值始終為U，電場(chǎng)方向做周期性變化，11H核在每次經(jīng)過(guò)縫隙間時(shí)均被加速（假設(shè)粒子通過(guò)縫隙的時(shí)間和粒子間相互作用可忽略）。11H核完成3次加速時(shí)的動(dòng)能與此時(shí)A.1：3B.1：9C.1：1D.9：1E.3：1（3）如圖2，靜電選擇器由兩塊相互絕緣、半徑很大的同心圓弧形電極組成。電極間所加電壓為U。由于兩電極間距d很小，可近似認(rèn)為兩電極半徑均為r（r?d），且電極間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小處處相等，方向沿徑向垂直于電極。①電極間電場(chǎng)強(qiáng)度大小為；②由11H核、12H核和a.出射的粒子具有相同的。A.速度B.動(dòng)能C.動(dòng)量D.比荷b.對(duì)上述a中的選擇做出解釋。（論證）

2025年高考物理復(fù)習(xí)之小題狂練600題（解答題）：原子物理與核物理（10題）參考答案與試題解析一．解答題（共10小題）1．（2024?武進(jìn)區(qū)校級(jí)模擬）掌握并采用核聚變產(chǎn)生能源是核物理中最具有前景的研究方向之一。太陽(yáng)上的一種核反應(yīng)為兩個(gè)氘核（12H）聚變成一個(gè)23He核。已知氘核的質(zhì)量為2.0136u，中子質(zhì)量為1.0087u，23He核的質(zhì)量為（1）寫(xiě)出該核反應(yīng)方程；（2）計(jì)算上述核反應(yīng)中釋放的核能ΔE（保留三位有效數(shù)字）；（3）若兩個(gè)氘核以相等的動(dòng)能0.45MeV做對(duì)心碰撞即可發(fā)生上述核反應(yīng)，且釋放的核能全部轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，則反應(yīng)中生成的23【考點(diǎn)】用愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程計(jì)算核反應(yīng)的核能；動(dòng)量守恒與能量守恒共同解決實(shí)際問(wèn)題．【專題】定量思想；推理法；愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程應(yīng)用專題；推理能力．【答案】（1）該核反應(yīng)方程為12H（2）計(jì)算上述核反應(yīng)中釋放的核能為3.26MeV；（3）反應(yīng)中生成的23He核和中子的動(dòng)能分別是1.04MeV，【分析】（1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒書(shū)寫(xiě)核反應(yīng)方程．（2）先求出核反應(yīng)中質(zhì)量虧損，再由愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程，求出核反應(yīng)中釋放的核能；（3）兩氘核對(duì)心碰撞過(guò)程，遵守動(dòng)量守恒和能量守恒根據(jù)動(dòng)量守恒和能量守恒列方程求解．【解答】解：（1）由質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒，可知核反應(yīng)方程為12（2）設(shè)核反應(yīng)的質(zhì)量虧損為Δm，則有Δm＝2.0136u×2﹣（3.0150+1.0087）u＝0.0035u根據(jù)質(zhì)能方程有：ΔE＝Δmc2解得：ΔE＝3.26MeV（3）設(shè)核反應(yīng)后23He核和中子的動(dòng)量分別為p1、p2，動(dòng)能分別為Ek1、Ek2，則根據(jù)動(dòng)量守恒定律有p1+p2Ek1=p根據(jù)能量守恒定律有：Ek1+Ek2＝2Ek0+ΔE解得Ek1＝1.04MeV，Ek2＝3.12MeV答：（1）該核反應(yīng)方程為12H（2）計(jì)算上述核反應(yīng)中釋放的核能為3.26MeV；（3）反應(yīng)中生成的23He核和中子的動(dòng)能分別是1.04MeV，【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于核反應(yīng)書(shū)寫(xiě)核反應(yīng)方程，要抓住微觀粒子的碰撞，相當(dāng)于彈性碰撞，遵守兩大守恒：動(dòng)量守恒和能量守恒．2．（2024?江蘇模擬）圖甲是半徑為R的四分之一圓柱面陰極MN和位于圓柱軸線OO'上的陽(yáng)極構(gòu)成的光電管的示意圖，某單色光照射陰極，逸出的光電子到達(dá)陽(yáng)極形成光電流。已知陰極材料的逸出功為W0，光電子的最大初速度為vm，電子電荷量為﹣e、質(zhì)量為m，真空中光速為c，普朗克常量為h。（1）求入射光的波長(zhǎng)λ和遏止電壓Uc；（2）圖乙是光電管橫截面示意圖，在半徑為R的四分之一圓平面內(nèi)加垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，只研究在該截面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的光電子，僅考慮洛倫茲力作用，要使從陰極上N點(diǎn)逸出的光電子運(yùn)動(dòng)到陽(yáng)極，速度至少為vm2，求磁感應(yīng)強(qiáng)度（3）在（2）問(wèn)所述情況下，若陰極表面各處均有光電子逸出，求能到達(dá)陽(yáng)極的光電子逸出區(qū)域與整個(gè)陰極區(qū)域的比值k。【考點(diǎn)】愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程；帶電粒子在弧形或圓形邊界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)．【專題】定量思想；推理法；帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題；推理能力．【答案】（1）入射光的波長(zhǎng)2hcmv（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小mv（3）能到達(dá)陽(yáng)極的光電子逸出區(qū)域與整個(gè)陰極區(qū)域的比值23【分析】（1）由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程和動(dòng)能定理求得入射光的波長(zhǎng)λ和遏止電壓Uc；（2）由題意先確定電子能運(yùn)動(dòng)到陽(yáng)極處的半徑，再由半徑公式求出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??；（3）先考慮正常情況下軌跡與磁場(chǎng)邊界相切的臨界情況，確定偏轉(zhuǎn)角的范圍，再考慮平移后同樣的臨界情況，分別求出光電子打中的范圍占磁場(chǎng)區(qū)的圓心角，從而就求出了占比?！窘獯稹拷猓海?）由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程12解得λ=2由動(dòng)能定理得-e解得Uc（2）速度為vm即從N點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入磁場(chǎng)的電子在磁場(chǎng)中軌跡是半圓弧，ON為其直徑，所以r1由洛倫茲力提供向心力可得ev解得B=m（3）速度為vm的電子半徑設(shè)為r2，則ev解得r2＝R即電子以最大速度vm與ON成30°進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)剛好到達(dá)陽(yáng)極O，從N點(diǎn)射入的電子速度方向合適，在vm2-vm之間均可到達(dá)陽(yáng)極O處；當(dāng)電子從P點(diǎn)以最大速度vm與OP成30°方向射出，電子剛好與磁場(chǎng)邊界OM解得k=90°-30°答：（1）入射光的波長(zhǎng)2hcmv（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小mv（3）能到達(dá)陽(yáng)極的光電子逸出區(qū)域與整個(gè)陰極區(qū)域的比值23【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)方程，知道逸出功與極限頻率的關(guān)系，正確結(jié)合幾何關(guān)系找出粒子運(yùn)動(dòng)的半徑與恰當(dāng)?shù)能壽E是關(guān)鍵。3．（2024?江蘇模擬）大量處于n＝5激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，發(fā)出頻率不同的大量光子，將這些不同頻率的光分別照射到圖甲電路中光電管陰極K上時(shí)，只能測(cè)得兩條光電流隨光電管兩端電壓變化的圖像（如圖乙）。已知a光對(duì)應(yīng)的遏止電壓為Ua，氫原子的基態(tài)能量為E1，激發(fā)態(tài)能量為En=E1n2，其中n＝2，3，（1）求光電管陰極的逸出功W0和b光對(duì)應(yīng)的遏止電壓Ub。（2）若用b光照射，光電管兩端加上的電壓UKA＝U0，求電子到達(dá)A極時(shí)的最大動(dòng)能Ekm。【考點(diǎn)】原子能級(jí)躍遷與光電效應(yīng)的結(jié)合．【專題】定量思想；推理法；物理光學(xué)綜合專題；推理能力．【答案】（1）光電管陰極的逸出功-1516E1-e（2）電子到達(dá)A極時(shí)的最大動(dòng)能eU【分析】（1）只能測(cè)得兩條光電流隨光電管兩端電壓變化的圖像，說(shuō)明只有能級(jí)差最大的兩種光發(fā)生光電效應(yīng)，根據(jù)躍遷方程結(jié)合光電效應(yīng)方程以及最大初動(dòng)能與遏止電壓關(guān)系可以求出光電管陰極的逸出功W0和b光對(duì)應(yīng)的遏止電壓Ub；（2）用b光照射，光電管兩端加上的電壓UKA＝U0，可以根據(jù)光電效應(yīng)方程結(jié)合動(dòng)能定理求電子到達(dá)A極時(shí)的最大動(dòng)能Ekm。【解答】解：（1）只能測(cè)得兩條光電流隨光電管兩端電壓變化的圖像，說(shuō)明只有能級(jí)差最大的兩種光發(fā)生光電效應(yīng)，即hνa＝E4﹣E1hνb＝E5﹣E1a光照射時(shí)eUa＝（E4﹣E1）﹣W0解得W0b光照射時(shí)eUb＝（E5﹣E1）﹣W0解得Ub（2）由能量守恒定律有Ekm＝eUb﹣eU0解得Ekm答：（1）光電管陰極的逸出功-1516E1-e（2）電子到達(dá)A極時(shí)的最大動(dòng)能eU【點(diǎn)評(píng)】該題考查光電效應(yīng)方程與能級(jí)躍遷的基本運(yùn)用，關(guān)鍵將能級(jí)躍遷與發(fā)生光電效應(yīng)的條件對(duì)應(yīng)。4．（2024?河北模擬）利用電磁場(chǎng)研究帶電的微觀粒子是物理學(xué)家常用的方法。真空中一實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示（磁場(chǎng)未畫(huà)出），其截面圖如圖乙所示，區(qū)域Ⅰ為足夠大的水平平行金屬板區(qū)域，極板間距為d，極板間電壓U恒定，同時(shí)板間有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1，區(qū)域Ⅱ內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2（B2大小未知，B1?B2）。極板和屏在磁場(chǎng)方向上均足夠長(zhǎng)。當(dāng)頻率為ν的入射光照射到豎直放置的金屬板表面MN時(shí)，金屬板表面MN逸出大量速率不同、沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的光電子，光電子先進(jìn)入起速度選擇作用的區(qū)域Ⅰ，出區(qū)域Ⅰ的光電子可認(rèn)為均水平射出，之后進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ全部打在水平光屏上，光屏亮光區(qū)域在截面圖上的長(zhǎng)度PQ為2d3。已知逸出的光電子最大速率為vm，B1=5U3dvm，元電荷為e（1）該金屬的逸出功W和出區(qū)域Ⅰ的光電子的最小速度v；（2）區(qū)域Ⅱ中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2；（3）區(qū)域Ⅱ中，在如圖乙截面內(nèi)磁場(chǎng)的最小面積S；（4）區(qū)域Ⅱ中，光電子運(yùn)動(dòng)位移的最大值xm?！究键c(diǎn)】愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程；帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)；帶電粒子在疊加場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)．【專題】計(jì)算題；信息給予題；定量思想；推理法；帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題；物理光學(xué)綜合專題；分析綜合能力．【答案】（1）該金屬的逸出功為hν-1（2）區(qū)域Ⅱ中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為9mv（3）區(qū)域Ⅱ中，在如圖乙截面內(nèi)磁場(chǎng)的最小面積為π+29（4）區(qū)域Ⅱ中，光電子運(yùn)動(dòng)位移的最大值為227【分析】（1）根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程和平衡條件計(jì)算；（2）畫(huà)出軌跡，根據(jù)幾何知識(shí)確定半徑，再根據(jù)向心力公式計(jì)算；（3）根據(jù)面積公式推導(dǎo)計(jì)算；（4）根據(jù)最大位移表達(dá)式、周期公式和幾何知識(shí)推導(dǎo)計(jì)算?！窘獯稹拷猓海?）由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程12解得逸出功W=h從平行板區(qū)域射出的粒子滿足洛倫茲力與電場(chǎng)力平衡B1解得v=3（2）光電子在區(qū)域Ⅱ中截面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示光電子運(yùn)動(dòng)的半徑為r，由幾何關(guān)系可知r=2根據(jù)洛倫茲力提供向心力evB解得B2（3）分析可知：截面內(nèi)磁場(chǎng)的最小面積為一個(gè)四分之一圓形區(qū)域和矩形區(qū)域，如圖所示粒子在磁場(chǎng)中掃過(guò)的面積為S=π代入數(shù)據(jù)S=π+2（4）光電子在截面內(nèi)的最大位移由幾何關(guān)系可得x1θ最大時(shí)，x1最大，光電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)，沿磁場(chǎng)向的位移最大，總位移最大，由幾何關(guān)系可得sinα=d-r則θ最大值為2π3x1光電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)=2πr光電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為t=T光電子在沿磁場(chǎng)方向的最大速度v2光電子沿磁場(chǎng)方向的最大位移x2光電子運(yùn)動(dòng)位移最大時(shí)，在垂直磁場(chǎng)方向的偏轉(zhuǎn)角度θ=2πxm可得xm答：（1）該金屬的逸出功為hν-1（2）區(qū)域Ⅱ中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為9mv（3）區(qū)域Ⅱ中，在如圖乙截面內(nèi)磁場(chǎng)的最小面積為π+29（4）區(qū)域Ⅱ中，光電子運(yùn)動(dòng)位移的最大值為227【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵掌握帶電粒子在磁場(chǎng)中的軌跡和愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程。5．（2024?湖北二模）1907年起，美國(guó)物理學(xué)家密立根開(kāi)始以精湛的技術(shù)測(cè)量光電效應(yīng)中幾個(gè)重要的物理量。他的目的是：測(cè)量金屬的遏止電壓Uc與入射光的頻率ν，由此算出普朗克常量h，并于普朗克根據(jù)黑體輻射得出的h相比較，以檢驗(yàn)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性。某實(shí)驗(yàn)小組實(shí)踐密立根的研究過(guò)程，在對(duì)同一個(gè)光電管（陰極材料）進(jìn)行多次試驗(yàn)后，得到了的Uc﹣ν圖像，其中ν1、ν2、U1均為已知量，已知電子的電荷量為e。（1）求普朗克常量h的表達(dá)式；（2）求該陰極材料的逸出功W0的表達(dá)式?！究键c(diǎn)】密立根油滴實(shí)驗(yàn)；光電效應(yīng)現(xiàn)象及其物理物理意義；愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程．【專題】定量思想；推理法；光電效應(yīng)專題；分析綜合能力．【答案】（1）求普朗克常量h的表達(dá)式為eU（2）求該陰極材料的逸出功W0的表達(dá)式為eU【分析】（1）根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程及遏止電壓與光電子的最大初動(dòng)能的關(guān)系式，可得普朗克常量表達(dá)式；（2）根據(jù)逸出功的定義求解逸出功?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)光電效應(yīng)方程有Ek＝hν﹣W0根據(jù)動(dòng)能定理有eUc＝Ek聯(lián)立解得：U結(jié)合圖像的斜率k=U1ν（2）金屬的逸出功W0＝hν1=答：（1）求普朗克常量h的表達(dá)式為eU（2）求該陰極材料的逸出功W0的表達(dá)式為eU【點(diǎn)評(píng)】本題考查了愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程。正確理解該實(shí)驗(yàn)的原理和光電效應(yīng)方程中各個(gè)物理量的含義是解答本題的關(guān)鍵。6．（2024?鹽城模擬）如圖所示，氫原子的能級(jí)圖。求：（1）處于n＝2激發(fā)態(tài)的氫原子電離需吸收的最小能量E；（2）處在n＝3能級(jí)的大量氫原子，輻射波長(zhǎng)最短的光照射到逸出功為2.25eV的鉀上，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek?！究键c(diǎn)】分析能量躍遷過(guò)程中的能量變化（吸收或釋放光子）；愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程．【專題】定量思想；推理法；原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)專題；推理能力．【答案】（1）處于n＝2激發(fā)態(tài)的氫原子電離需吸收的最小能量為3.4eV；（2）產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為9.84eV?！痉治觥浚?）根據(jù)電離的特點(diǎn)分析解答；（2）根據(jù)躍遷規(guī)律結(jié)合光電效應(yīng)方程解答?！窘獯稹拷猓海?）n＝2激發(fā)態(tài)的氫原子電離需吸收的最小能量為E＝0﹣（﹣3.4eV）＝3.4eV（2）n＝3能級(jí)的氫原子輻射波長(zhǎng)最短的光能量為E'＝E3﹣E1得出E'＝12.09eV根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝E'﹣W0解得Ek＝9.84eV答：（1）處于n＝2激發(fā)態(tài)的氫原子電離需吸收的最小能量為3.4eV；（2）產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為9.84eV?！军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道能級(jí)間躍遷所滿足的規(guī)律，以及知道光電效應(yīng)的條件，掌握光電效應(yīng)方程是關(guān)鍵。7．（2024?松江區(qū)校級(jí)三模）不同的電磁波有不同的應(yīng)用。圖中病人正進(jìn)行伽瑪?shù)妒中g(shù)，該手術(shù)是使用鈷﹣60產(chǎn)生的γ射線進(jìn)行一次性大劑量地聚焦照射，使之產(chǎn)生局灶性的壞死或功能改變而達(dá)到治療疾病的目的。（1）γ射線本質(zhì)上是A。A.光子B.中子C.電子（2）下列哪些情況下不能釋放出γ射線CD。A.原子核發(fā)生衰變B.原子彈爆炸C.用紫外線照射鋅板D.氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)【考點(diǎn)】分析能量躍遷過(guò)程中的能量變化（吸收或釋放光子）；α、β、γ射線的本質(zhì)及特點(diǎn)；光電效應(yīng)現(xiàn)象及其物理物理意義．【專題】定性思想；推理法；光電效應(yīng)專題；推理能力．【答案】（1）A；（2）CD。【分析】（1）伽馬射線的本質(zhì)是電子；（2）理解伽馬射線的成因，結(jié)合題目選項(xiàng)完成分析。【解答】解：（1）γ射線本質(zhì)上是光子，故A正確，BC錯(cuò)誤；故選：A。（2）γ射線是因?yàn)樵雍四芗?jí)間的躍遷而形成的，所以原子核衰變、原子彈爆炸都能釋放出γ射線，紫外線照射鋅板會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，此過(guò)程中不產(chǎn)生γ射線，氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)的過(guò)程中吸收能量，不釋放光子，故CD正確，AB錯(cuò)誤；故選：CD。故答案為：（1）A；（2）CD?！军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了光電效應(yīng)的相關(guān)應(yīng)用，理解伽馬射線的本質(zhì)及形成原因即可，難度不大。8．（2024?南通模擬）用中子轟擊鋰核（36Li）會(huì)生成α粒子和氫的同位素，同時(shí)釋放出4.8MeV的能量，已知元電荷e＝1.6×10﹣19C，光在真空中的速度c＝3×108（1）寫(xiě)出核反應(yīng)方程；（2）計(jì)算核反應(yīng)過(guò)程的質(zhì)量虧損Δm。（以kg為單位，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）【考點(diǎn)】用愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程計(jì)算核反應(yīng)的核能；人工核反應(yīng)方程式．【專題】定量思想；推理法；愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程應(yīng)用專題；推理能力．【答案】（1）核反應(yīng)方程為0（2）計(jì)算核反應(yīng)過(guò)程的質(zhì)量虧損為8.53×10﹣30kg?！痉治觥浚?）根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知核反應(yīng)方程；（2）根據(jù)質(zhì)能方程解得質(zhì)量虧損?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，核反應(yīng)方程（2）質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2ΔE＝4.8MeV＝7.68×10﹣13J代入數(shù)據(jù)得Δm＝8.53×10﹣30kg答：（1）核反應(yīng)方程為0（2）計(jì)算核反應(yīng)過(guò)程的質(zhì)量虧損為8.53×10﹣30kg?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查核反應(yīng)方程和質(zhì)能方程。解決問(wèn)題的關(guān)鍵是會(huì)書(shū)寫(xiě)核反應(yīng)方程，利用愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程分析計(jì)算。9．（2024?三明模擬）1897年，英國(guó)科學(xué)家湯姆孫利用陰極射線粒子受到的靜電力和洛倫茲力平衡等方法確定出陰極射線粒子的帶電性質(zhì)、速度和比荷，圖甲為實(shí)驗(yàn)示意圖。如圖乙，真空玻璃管內(nèi)，陰極發(fā)出的電子經(jīng)KA間的電場(chǎng)加速后，以一定的速度沿玻璃管的中軸線射入兩平行極板C、D。若兩極板無(wú)電壓，電子打在熒光屏上的O點(diǎn)；若兩極板加上偏轉(zhuǎn)電壓U，電子打在熒光屏上的P點(diǎn)；若兩極板間再加上垂直紙面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則電子又打到O點(diǎn)；若撤去電場(chǎng)只留磁場(chǎng)，電子恰好從極板C、D右側(cè)邊緣射出。已知兩極板間距為d，長(zhǎng)度為2d，設(shè)電子的質(zhì)量為m、電荷量大小為q，求：（1）電子進(jìn)入兩極板時(shí)的速度大小v；（2）電子比荷(q【考點(diǎn)】陰極射線與陰極射線管的應(yīng)用．【專題】定量思想；推理法；帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題；分析綜合能力．【答案】（1）電子進(jìn)入兩極板時(shí)的速度大小v為UBd（2）電子比荷(qm)【分析】（1）電子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由平衡條件可求得速度表達(dá)式；（2）電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，可求得比荷；【解答】解：（1）電子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：qvB＝qUd，解得：v（2）電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由題意可知，電子的軌道半徑為r，由牛頓第二定律得：qvB＝mv由幾何關(guān)系得：R聯(lián)立解得：q答；（1）電子進(jìn)入兩極板時(shí)的速度大小v為UBd（2）電子比荷(qm)【點(diǎn)評(píng)】本題是復(fù)合場(chǎng)問(wèn)題，兩極板CD相當(dāng)于一個(gè)速度選擇器，根據(jù)平衡條件研究；對(duì)于圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)洛倫茲力提供向心力結(jié)合幾何關(guān)系求解即可。10．（2024?上海）氫元素是宇宙中最簡(jiǎn)單的元素，有三種同位素。科學(xué)家利用電磁場(chǎng)操控并篩選這三種同位素，使其應(yīng)用于核研究中。（1）原子核之間由于相互作用會(huì)產(chǎn)生新核，這一過(guò)程具有多種形式。①質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大原子核的過(guò)程稱為C。A.鏈?zhǔn)椒磻?yīng)B.衰變C.核聚變D.核裂變②11H核的質(zhì)量為m1，12H核的質(zhì)量為m2，它們通過(guò)核反應(yīng)形成一個(gè)質(zhì)量為m3的氦原子核（23He），此過(guò)程釋放的能量為（m1+m2﹣m3）（2）某回旋加速器的示意圖如圖1所示。磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)僅分布于兩個(gè)相同且正對(duì)的半圓形中空金屬盒D1、D2內(nèi)，且與金屬盒表面垂直。交變電源通過(guò)Ⅰ、Ⅱ分別與D1、D2相連，僅在D1、D2縫隙間的狹窄區(qū)域產(chǎn)生交變電場(chǎng)。初動(dòng)能為零的帶電粒子自縫隙中靠近D2的圓心O處經(jīng)縫隙間的電場(chǎng)加速后，以垂直磁場(chǎng)的速度進(jìn)入D1。①粒子在D1、D2運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，洛倫茲力對(duì)粒子做功為W、沖量為I，則D。A.W＝0，I＝0B.W≠0，I＝0C.W≠0，I≠0D.W＝0，I≠0②11H核和13H核自圖1中O處同時(shí)釋放，Ⅰ、Ⅱ間電勢(shì)差絕對(duì)值始終為U，電場(chǎng)方向做周期性變化，11H核在每次經(jīng)過(guò)縫隙間時(shí)均被加速（假設(shè)粒子通過(guò)縫隙的時(shí)間和粒子間相互作用可忽略）。11H核完成3次加速時(shí)的動(dòng)能與此時(shí)A.1：3B.1：9C.1：1D.9：1E.3：1（3）如圖2，靜電選擇器由兩塊相互絕緣、半徑很大的同心圓弧形電極組成。電極間所加電壓為U。由于兩電極間距d很小，可近似認(rèn)為兩電極半徑均為r（r?d），且電極間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小處處相等，方向沿徑向垂直于電極。①電極間電場(chǎng)強(qiáng)度大小為Ud②由11H核、12H核和a.出射的粒子具有相同的B。A.速度B.動(dòng)能C.動(dòng)量D.比荷b.對(duì)上述a中的選擇做出解釋。（論證）【考點(diǎn)】輕核的聚變及反應(yīng)條件；帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)；洛倫茲力的概念；回旋加速器；用愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程計(jì)算核反應(yīng)的核能．【專題】定量思想；推理法；帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題；愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程應(yīng)用專題；重核的裂變和輕核的聚變專題；推理能力．【答案】（1）①C；②（m1+m2﹣m3）c2；（2）①D；②E；（3）①Ud；②a.B；b.【分析】（1）①質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大原子核的過(guò)程是輕核聚變反應(yīng)。②先求得核反應(yīng)的質(zhì)量虧損，再根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程求解此過(guò)程釋放的能量。（2）①洛倫茲力始終對(duì)粒子不做功。根據(jù)沖量的定義動(dòng)量是否為零。②根據(jù)動(dòng)能定理求解11H核完成3次加速時(shí)的動(dòng)能。根據(jù)兩粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期關(guān)系，分析相同時(shí)間13H（3）①電極間電場(chǎng)可近似為勻強(qiáng)電場(chǎng)，根據(jù)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系解答；②a、能沿圓弧路徑從選擇器出射的粒子在選擇器中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)電場(chǎng)力提供向心力得到滿足的條件，據(jù)此條件分析解答；b.根據(jù)a的解答進(jìn)行論證?！窘獯稹拷猓海?）①質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大原子核的過(guò)程稱為核聚變，故C正確，ABD錯(cuò)誤。②此核反應(yīng)質(zhì)量虧損為：Δm＝m1+m2﹣m3根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程可得，此過(guò)程釋放的能量為：E＝Δmc2＝（m1+m2﹣m3）c2（2）①洛倫茲力的方向始終與粒子速度方向垂直，對(duì)粒子不做功，即W＝0。根據(jù)沖量的定義：I＝Ft，故洛倫茲力的沖量I≠0，故D正確，ABC錯(cuò)誤。②設(shè)11H核的質(zhì)量為m，電荷量為e，則13H核的質(zhì)量為根據(jù)動(dòng)能定理可知，11H核每完成一次加速獲得的動(dòng)能為：ΔEk＝eU，則11H核完成3次加速時(shí)的動(dòng)能為：Ek1＝3Δ因11H核在每次經(jīng)過(guò)縫隙間時(shí)均被加速，故11H核在磁場(chǎng)中勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T111H核在磁場(chǎng)中勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為：T13H核在磁場(chǎng)中勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為：T2=可知11H核完成3次加速時(shí)，13H核只完成了一次加速，根據(jù)動(dòng)能定理可得此時(shí)1311H核完成3次加速時(shí)的動(dòng)能與此時(shí)13H核的動(dòng)能之比為Ek1：Ek2＝3：1，故（3）①電極間電場(chǎng)可近似為勻強(qiáng)電場(chǎng)，根據(jù)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系可得，電極間電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=U②a、能沿圓弧路徑從選擇器出射的粒子在選擇器中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力提供向心力，則有：qE＝mv因11H核、12H核和13H核的電荷量q相同，由上式可知出射的粒子具有相同的mvb.對(duì)上述a中的選擇做出的解釋見(jiàn)a的解答。故答案為：（1）①C；②（m1+m2﹣m3）c2；（2）①D；②E；（3）①Ud；②a.B；b.【點(diǎn)評(píng)】本題考查了輕核聚變、質(zhì)量虧損與愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程的應(yīng)用、粒子在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，題目較簡(jiǎn)單。掌握回旋加速器的工作原理。

考點(diǎn)卡片1．動(dòng)量守恒與能量守恒共同解決實(shí)際問(wèn)題【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】動(dòng)量守恒定律與能量守恒定律的綜合應(yīng)用有很多，我們將板塊模型、子彈打木塊以及彈簧類(lèi)模型單獨(dú)分了出來(lái)仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，其他的綜合應(yīng)用暫時(shí)歸類(lèi)于此。例如多種因素共存的動(dòng)量和能量的綜合應(yīng)用、有電場(chǎng)存在的綜合應(yīng)用等等。【命題方向】如圖所示為某種彈射裝置的示意圖，光滑的水平導(dǎo)軌MN右端N處與水平傳送帶理想連接，傳送帶長(zhǎng)度L＝4.0m，皮帶輪沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)皮帶以恒定速率v＝3.0m/s勻速傳動(dòng)。三個(gè)質(zhì)量均為m＝1.0kg的滑塊A、B、C置于水平導(dǎo)軌上，開(kāi)始時(shí)滑塊B、C之間用細(xì)繩相連，其間有一壓縮的輕彈簧，處于靜止?fàn)顟B(tài)?；瑝KA以初速度v0＝2.0m/s沿B、C連線方向向B運(yùn)動(dòng)，A與B碰撞后粘合在一起，碰撞時(shí)間極短。連接B、C的細(xì)繩受擾動(dòng)而突然斷開(kāi)，彈簧伸展，從而使C與A、B分離?；瑝KC脫離彈簧后以速度vC＝2.0m/s滑上傳送帶，并從右端滑出落至地面上的P點(diǎn)。已知滑塊C與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.20，重力加速度g取10m/s2．求：（1）滑塊C從傳送帶右端滑出時(shí)的速度大小；（2）滑塊B、C用細(xì)繩相連時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能Ep；（3）若每次實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)彈簧的壓縮情況相同，要使滑塊C總能落至P點(diǎn)，則滑塊A與滑塊B碰撞前速度的最大值vm是多少？分析：本題主要考查以下知識(shí)點(diǎn)：碰撞中的動(dòng)量守恒，碰撞中的能量守恒以及物體在傳送帶上的減速運(yùn)動(dòng)，涉及平拋的基本知識(shí)。（1）碰撞前后系統(tǒng)的動(dòng)量保持不變，這是動(dòng)量守恒定律（2）彈性碰撞中在滿足動(dòng)量守恒的同時(shí)還滿足機(jī)械能守恒及碰撞中的能量保持不變；本題中AB碰撞后在彈簧伸開(kāi)的過(guò)程中同時(shí)滿足動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒。（3）物體滑上傳送帶后，如果物體的速度大于傳送帶的速度則物體將在摩擦力的作用下做減速運(yùn)動(dòng)，減速運(yùn)動(dòng)持續(xù)到物體到達(dá)傳送帶的另一端或速度降為和傳送帶同速時(shí)止，解題時(shí)要注意判斷；如果物體的速度小于傳送帶的速度則物體將在摩擦力的作用下做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速運(yùn)動(dòng)持續(xù)到物體到達(dá)傳送帶的另一端或速度加到與傳送帶同速時(shí)止，解題時(shí)同樣要注意判斷。（4）物體做平拋的射程與拋體的高度和初速度共同決定，要使C物體總能落到P點(diǎn)，在高度一定的情況下，即物體做平拋的初速度相等也就是物體到達(dá)C端時(shí)的速度相等（此為隱含條件）。解答：（1）滑塊C滑上傳送帶后做勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)滑塊C從滑上傳送帶到速度達(dá)到傳送帶的速度v所用的時(shí)間為t，加速度大小為a，在時(shí)間t內(nèi)滑塊C的位移為x。根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式μmg＝mav＝vC+atx=v代入數(shù)據(jù)可得x＝1.25m∵x＝1.25m＜L∴滑塊C在傳送帶上先加速，達(dá)到傳送帶的速度v后隨傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)，并從右端滑出，則滑塊C從傳送帶右端滑出時(shí)的速度為v＝3.0m/s（2）設(shè)A、B碰撞后的速度為v1，A、B與C分離時(shí)的速度為v2，由動(dòng)量守恒定律mAv0＝（mA+mB）v1（mA+mB）v1＝（mA+mB）v2+mCvCAB碰撞后，彈簧伸開(kāi)的過(guò)程系統(tǒng)能量守恒∴E代入數(shù)據(jù)可解得：EP＝1.0J（3）在題設(shè)條件下，若滑塊A在碰撞前速度有最大值，則碰撞后滑塊C的速度有最大值，它減速運(yùn)動(dòng)到傳送帶右端時(shí)，速度應(yīng)當(dāng)恰好等于傳遞帶的速度v。設(shè)A與B碰撞后的速度為v1′，分離后A與B的速度為v2′，滑塊C的速度為vc′，根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得：AB碰撞時(shí)：mAvm＝（mA+mB）v1′（1）彈簧伸開(kāi)時(shí)：（mA+mB）v1′＝mcvC′+（mA+mB）v2′（2）在彈簧伸開(kāi)的過(guò)程中，系統(tǒng)能量守恒：則EP+12∵C在傳送帶上做勻減速運(yùn)動(dòng)的末速度為v＝3m/s，加速度大小為2m/s2∴由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v2_vc′2＝2（﹣a）L得vC′＝5m/s（4）代入數(shù)據(jù)聯(lián)列方程（1）（2）（3）（4）可得vm＝7.1m/s點(diǎn)評(píng)：本題著重考查碰撞中的動(dòng)量守恒和能量守恒問(wèn)題，同時(shí)借助傳送帶考查到物體在恒定摩擦力作用下的勻減速運(yùn)動(dòng)，還需用到平拋的基本知識(shí)，這是力學(xué)中的一道知識(shí)點(diǎn)比較多的綜合題，學(xué)生在所涉及的知識(shí)點(diǎn)中若存在相關(guān)知識(shí)缺陷，則拿全分的幾率將大大減小。【解題思路點(diǎn)撥】1．應(yīng)用動(dòng)量守恒定律的解題步驟：（1）明確研究對(duì)象（系統(tǒng)包括哪幾個(gè)物體及研究的過(guò)程）；（2）進(jìn)行受力分析，判斷系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒（或某一方向上是否守恒）；（3）規(guī)定正方向，確定初末狀態(tài)動(dòng)量；（4）由動(dòng)量守恒定律列式求解；（5）必要時(shí)進(jìn)行討論．2．解決動(dòng)量守恒中的臨界問(wèn)題應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：（1）尋找臨界狀態(tài)：題設(shè)情境中看是否有相互作用的兩物體相距最近，避免相碰和物體開(kāi)始反向運(yùn)動(dòng)等臨界狀態(tài)．（2）挖掘臨界條件：在與動(dòng)量相關(guān)的臨界問(wèn)題中，臨界條件常常表現(xiàn)為兩物體的相對(duì)速度關(guān)系與相對(duì)位移關(guān)系，即速度相等或位移相等．正確把握以上兩點(diǎn)是求解這類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵．3．綜合應(yīng)用動(dòng)量觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)4．動(dòng)量觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)：這兩個(gè)觀點(diǎn)研究的是物體或系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)變化所經(jīng)歷的過(guò)程中狀態(tài)的改變，不對(duì)過(guò)程變化的細(xì)節(jié)作深入的研究，而只關(guān)心運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的結(jié)果及引起變化的原因，簡(jiǎn)單地說(shuō)，只要求知道過(guò)程的始末狀態(tài)動(dòng)量、動(dòng)能和力在過(guò)程中所做的功，即可對(duì)問(wèn)題求解．5．利用動(dòng)量觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)解題應(yīng)注意下列問(wèn)題：（1）動(dòng)量守恒定律是矢量表達(dá)式，還可寫(xiě)出分量表達(dá)式；而動(dòng)能定理和能量守恒定律是標(biāo)量表達(dá)式，無(wú)分量表達(dá)式．（2）動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律，是自然界中最普遍的規(guī)律，它們研究的是物體系，在力學(xué)中解題時(shí)必須注意動(dòng)量守恒條件及機(jī)械能守恒條件．在應(yīng)用這兩個(gè)規(guī)律時(shí)，當(dāng)確定了研究對(duì)象及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化過(guò)程后，根據(jù)問(wèn)題的已知條件和求解的未知量，選擇研究的兩個(gè)狀態(tài)列方程求解．（3）中學(xué)階段凡可用力和運(yùn)動(dòng)解決的問(wèn)題，若用動(dòng)量觀點(diǎn)或能量觀點(diǎn)求解，一般比用力和運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)簡(jiǎn)便．2．帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)電場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)類(lèi)似于物體的平拋運(yùn)動(dòng)，可以利用運(yùn)動(dòng)的合成與分解知識(shí)分析。規(guī)律為：初速度方向：vx＝v0，x＝v0t靜電力方向：vy＝at，y=2.分析帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)問(wèn)題也可以利用動(dòng)能定理，即qEΔy＝ΔEk。3.兩個(gè)特殊推論：（1）粒子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中射出時(shí)，其速度方向的反向延長(zhǎng)線與初速度方向的延長(zhǎng)線交于一點(diǎn)，此點(diǎn)為初速度方向位移的中點(diǎn)，如圖所示。（2）位移方向與初速度方向間夾角α（圖中未畫(huà)出）的正切為速度偏轉(zhuǎn)角θ正切的12，即tanα=12【命題方向】一束電子流在經(jīng)U＝5000V的加速電壓加速后，在距兩極板等距離處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖所示，若兩板間距離d＝1.0cm，板長(zhǎng)l＝5.0cm，電子恰好從平行板邊緣飛出，求：（電子的比荷eme=1.76×10（1）電子進(jìn)入極板時(shí)的速度v0（2）兩極板間的電壓．分析：（1）由動(dòng)能定理可求得進(jìn)入極板的速度．（2）由豎直向做勻加速運(yùn)動(dòng)，水平向做勻速運(yùn)動(dòng)，由豎直向的距離可求得所加電壓值．解答：（1）由動(dòng)能定理：Uq=1得v0=2qUm=（2）進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，所加電壓為U′電子在平行于板面的方向上做勻速運(yùn)動(dòng)：l＝v0t…②在垂直于板面的方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為：a=F偏距：y=1能飛出的條件為：y=d2由①②③④⑤可得：U′=2U答：（1）電子進(jìn)入極板時(shí)的速度為4.2×107m/s；（2）兩極板間的電壓為400V點(diǎn)評(píng)：本題考查帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，在列式計(jì)算時(shí)應(yīng)注意不要提前代入數(shù)值，應(yīng)將公式簡(jiǎn)化后再計(jì)算，這樣可以減少計(jì)算量．【解題思路點(diǎn)撥】帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的處理方法帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題實(shí)質(zhì)上是力學(xué)問(wèn)題的延續(xù)，從受力角度看，帶電粒子與一般物體相比多受到一個(gè)靜電力；從處理方法上看，仍可利用力學(xué)中的規(guī)律分析，如選用平衡條件、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)能定理、功能關(guān)系，能量守恒等。3．洛倫茲力的概念【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.定義：洛倫茲力是指磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力。2.特點(diǎn)：（1）洛倫茲力是電荷在磁場(chǎng)中受到的力，但是電荷在磁場(chǎng)中卻不一定總是受到洛倫茲力。只有當(dāng)電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)方向不與磁場(chǎng)平行時(shí)，才會(huì)受到洛倫茲力的作用。（2）洛倫茲力總是垂直于電荷的運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向?！久}方向】下列說(shuō)法中正確的有（）A、只要帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，就會(huì)受到洛倫茲力的作用B、帶電粒子在空間定向運(yùn)動(dòng)，其周?chē)臻g一定形成磁場(chǎng)C、帶電粒子垂直射入磁場(chǎng)中，必會(huì)受到洛倫茲力的作用D、洛倫茲力總是不做功分析：當(dāng)帶電粒子的速度方向與磁場(chǎng)方向不平行時(shí)，會(huì)受到洛倫茲力，洛倫茲力的方向與速度方向垂直，所以洛倫茲力不做功．解答：A、當(dāng)帶電粒子的速度方向與磁場(chǎng)方向平行，不受洛倫茲力。故A錯(cuò)誤。B、帶電粒子定向移動(dòng)，形成電流，電流的周?chē)嬖诖艌?chǎng)。故B正確。C、帶電粒子的速度方向與磁場(chǎng)不平行，會(huì)受到洛倫茲力。故C正確。D、洛倫茲力的方向與速度方向垂直，所以洛倫茲力不做功。故D正確。故選：BCD。點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道帶電粒子的速度方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，不受洛倫茲力．以及知道電流的周?chē)嬖诖艌?chǎng)．【解題思路點(diǎn)撥】電荷在磁場(chǎng)中受到洛倫茲力的條件是：（1）電荷要運(yùn)動(dòng)；（2）電荷的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向不平行。4．帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1．若v∥B，帶電粒子不受洛倫茲力，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)．2．若v⊥B，帶電粒子僅受洛倫茲力作用，在垂直于磁感線的平面內(nèi)以入射速度v做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．3．半徑和周期公式：（v⊥B）【命題方向】如圖所示，MN是勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的一塊薄金屬板，帶電粒子（不計(jì)重力）在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)并穿過(guò)金屬板，虛線表示其運(yùn)動(dòng)軌跡，由圖知（）A、粒子帶負(fù)電B、粒子運(yùn)動(dòng)方向是abcdeC、粒子運(yùn)動(dòng)方向是edcbaD、粒子在上半周所用時(shí)間比下半周所用時(shí)間長(zhǎng)分析：由半徑的變化可知粒子運(yùn)動(dòng)方向；由軌跡偏轉(zhuǎn)方向可知粒子的受力方向，則由左手定則可判斷粒子的運(yùn)動(dòng)方向，由圓周對(duì)應(yīng)的圓心角及周期公式可知時(shí)間關(guān)系。解答：ABC、帶電粒子穿過(guò)金屬板后速度減小，由r=mvqB軌跡半徑應(yīng)減小，故可知粒子運(yùn)動(dòng)方向是粒子所受的洛倫茲力均指向圓心，故粒子應(yīng)是由下方進(jìn)入，故粒子運(yùn)動(dòng)方向?yàn)閑dcba，則粒子應(yīng)帶負(fù)電，故B錯(cuò)誤，AC正確；D、由T=2πmqB可知，粒子運(yùn)動(dòng)的周期和速度無(wú)關(guān)，而上下均為半圓，故所對(duì)的圓心角相同，故粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間均為T(mén)2故選：AC。點(diǎn)評(píng)：本題應(yīng)注意觀察圖形，圖形中隱含的速度關(guān)系是解決本題的關(guān)鍵，明確了速度關(guān)系即可由左手定則及圓的性質(zhì)求解。【解題方法點(diǎn)撥】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法．5．帶電粒子在弧形或圓形邊界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)知】1.圓形邊界：如圖所示，帶電粒子從某點(diǎn)沿圓形磁場(chǎng)的半徑方向人射，從另一點(diǎn)射出磁場(chǎng)時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線過(guò)磁場(chǎng)的圓心，即沿徑向射入必沿徑向射出。2.幾個(gè)與角有關(guān)的物理量如圖所示，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，φ為粒子速度的偏向角，粒子與圓心的連線轉(zhuǎn)過(guò)的角度α為回旋角（或圓心角），AB弦與切線的夾角θ為弦切角，它們的關(guān)系為φ＝α＝2θ，θ與相鄰的弦切角θ'互補(bǔ)，即θ+θ'＝180°。3.如何確定“圓心角與時(shí)間”①速度的偏向角φ＝圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角（回旋角）α＝2倍的弦切角θ②時(shí)間的計(jì)算方法．方法一：由圓心角求，t=θ2π?T；方法二：由弧長(zhǎng)求，t【命題方向】如圖所示，虛線所圍區(qū)域內(nèi)有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．一束電子沿圓形區(qū)域的直徑方向以速度v射入磁場(chǎng)，電子束經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)后，其運(yùn)動(dòng)的方向與原入射方向成θ角。設(shè)電子質(zhì)量為m，電荷量為e，不計(jì)電子之間的相互作用力及所受的重力。求：（1）電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑R；（2）電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；（3）圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑r。分析：電子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力作用，電子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，可以求出電子運(yùn)動(dòng)的半徑，畫(huà)出電子運(yùn)動(dòng)軌跡，根據(jù)幾何關(guān)系可以求得電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑。解答：（1）電子在磁場(chǎng)中受到的洛倫茲力提供電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力即：qvB=mv由此可得電子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R=（2）如圖根據(jù)幾何關(guān)系，可以知道電子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)對(duì)圓心轉(zhuǎn)過(guò)的角度α＝θ則電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：t=（3）由題意知，由圖根據(jù)幾何關(guān)系知：tanθ∴r=Rtan答：（1）電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑R=mv（2）電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=mθ（3）圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑r=mv點(diǎn)評(píng)：熟悉電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)由洛倫茲力提供向心力，據(jù)此列式求出半徑和周期間的表達(dá)式，能正確作出電子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑?！窘忸}思路點(diǎn)撥】由于帶電粒子往往是在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，粒子在磁場(chǎng)中只運(yùn)動(dòng)一段圓弧就飛出磁場(chǎng)邊界，其軌跡不是完整的圓，因此，此類(lèi)問(wèn)題往往要根據(jù)帶電粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡作相關(guān)圖去尋找?guī)缀侮P(guān)系，分析臨界條件，然后應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)和相應(yīng)物理規(guī)律分析求解．（1）兩種思路①以定理、定律為依據(jù)，首先求出所研究問(wèn)題的一般規(guī)律和一般解的形式，然后再分析、討論臨界條件下的特殊規(guī)律和特殊解；②直接分析、討論臨界狀態(tài)，找出臨界條件，從而通過(guò)臨界條件求出臨界值．（2）兩種方法物理方法：①利用臨界條件求極值；②利用問(wèn)題的邊界條件求極值；③利用矢量圖求極值．?dāng)?shù)學(xué)方法：①利用三角函數(shù)求極值；②利用二次方程的判別式求極值；③利用不等式的性質(zhì)求極值；④利用圖象法等．（3）從關(guān)鍵詞中找突破口：許多臨界問(wèn)題，題干中常用“恰好”、“最大”、“至少”、“不相撞”、“不脫離”等詞語(yǔ)對(duì)臨界狀態(tài)給以暗示．審題時(shí)，一定要抓住這些特定的詞語(yǔ)挖掘其隱藏的規(guī)律，找出臨界條件．6．帶電粒子在疊加場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.疊加場(chǎng)是指一個(gè)區(qū)域可能同時(shí)含有重力場(chǎng)、電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的兩個(gè)或三個(gè)。但本考點(diǎn)涉及的題目必須包含磁場(chǎng)。2.帶電粒子在疊加場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)有兩種情況（不考慮平行于電場(chǎng)和磁場(chǎng)射入）（1）不計(jì)粒子重力，則必有洛倫茲力等于電場(chǎng)力，Bqv＝qE。（2）考慮粒子重力，則必有電場(chǎng)力與重力的合力等于洛倫茲力。也就是說(shuō)只要粒子在含有磁場(chǎng)的疊加場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)，一定是勻速直線運(yùn)動(dòng)。因?yàn)槿绻亲兯龠\(yùn)動(dòng)，則洛倫茲力也會(huì)變化，合力與速度方向不再一條直線上，粒子就不可能再做直線運(yùn)動(dòng)?！久}方向】如圖所示，某空間存在正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向右，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，一帶負(fù)電微粒由a點(diǎn)以一定初速度進(jìn)入電磁場(chǎng)，剛好能沿直線ab斜向上運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是（）A、微粒的動(dòng)能一定增加B、微粒的動(dòng)能一定減少C、微粒的電勢(shì)能一定減少D、微粒的機(jī)械能一定增加分析：對(duì)帶電粒子進(jìn)行受力分析，受到豎直向下的重力，水平向左的電場(chǎng)力和垂直于虛線向右上的洛倫茲力，由于帶電粒子做直線運(yùn)動(dòng)，可判斷粒子合外力為零，再根據(jù)各力的做功情況，即可判斷各選項(xiàng)的正誤．解答：根據(jù)做直線運(yùn)動(dòng)的條件和受力情況（如圖所示）可知，粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以粒子的動(dòng)能保持不變，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；再由a沿直線運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)場(chǎng)中，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，選項(xiàng)C正確；重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，選項(xiàng)D正確。故選：CD。點(diǎn)評(píng)：帶電粒子在重力場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng)中，只要是做直線運(yùn)動(dòng)，一定是勻速直線運(yùn)動(dòng)（v與B不平行）．若速度是變的，洛倫茲力會(huì)變，合力就是變的，合力與速度不在一條直線上，帶電體就會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)．【解題思路點(diǎn)撥】1.疊加場(chǎng)中三中場(chǎng)的比較2.帶電粒子在疊加場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的分析方法7．回旋加速器【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.回旋加速器示意圖如下：2.回旋加速器的原理：用磁場(chǎng)控制軌道、用電場(chǎng)進(jìn)行加速。D1和D2是兩個(gè)中空的半圓金屬盒，它們之間有一定的電勢(shì)差U，盒內(nèi)部空間由于靜電平衡無(wú)電場(chǎng)，電壓U在兩盒之間的縫隙處產(chǎn)生加速電場(chǎng)。盒中心A處的粒子源產(chǎn)生的帶電粒子，在兩盒之間被電場(chǎng)加速。兩個(gè)半圓盒處于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)使粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從而使粒子在縫隙處被加速后再回到縫隙處再被加速。兩盒間的交變電勢(shì)差一次一次地改變正負(fù)，保證粒子每次都能被加速?！久}方向】回旋加速器是用來(lái)加速帶電粒子的裝置，如圖為回旋加速器的示意圖。D1、D2是兩個(gè)中空的鋁制半圓形金屬扁盒，在兩個(gè)D形盒正中間開(kāi)有一條狹縫，兩個(gè)D形盒接在高頻交流電源上。在D1盒中心A處有粒子源，產(chǎn)生的帶正電粒子在兩盒之間被電場(chǎng)加速后進(jìn)入D2盒中。兩個(gè)D形盒處于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，帶電粒子在磁場(chǎng)力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)半個(gè)圓周后，再次到達(dá)兩盒間的狹縫，控制交流電源電壓的周期，保證帶電粒子經(jīng)過(guò)狹縫時(shí)再次被加速。如此，粒子在做圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中一次一次地經(jīng)過(guò)狹縫，一次一次地被加速，速度越來(lái)越大，運(yùn)動(dòng)半徑也越來(lái)越大，最后到達(dá)D形盒的邊緣，沿切線方向以最大速度被導(dǎo)出。已知帶電粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，加速時(shí)狹縫間電壓大小恒為U，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，D形盒的半徑為R，狹縫之間的距離為d。設(shè)從粒子源產(chǎn)生的帶電粒子的初速度為零，不計(jì)粒子受到的重力，求：（1）帶電粒子能被加速的最大動(dòng)能Ek；（2）帶電粒子在D2盒中第n個(gè)半圓的半徑；（3）若帶電粒子束從回旋加速器輸出時(shí)形成的等效電流為I，求從回旋加速器輸出的帶電粒子的平均功率P。分析：（1）根據(jù)qvB＝mv2R知，當(dāng)R最大時(shí)，速度最大，求出最大速度，根據(jù)EK=1（2）粒子被加速一次所獲得的能量為qU，求出第n次加速后的動(dòng)能EKn=12mvn2（3）根據(jù)電流的定義式I=Qt和Q＝Nq以及P解答：（1）粒子在D形盒內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑達(dá)到最大時(shí)被引出，具有最大動(dòng)能。設(shè)此時(shí)的速度為v，有：qvB＝mv2R可得粒子的最大動(dòng)能Ek=12mv（2）粒子被加速一次所獲得的能量為qU，粒子在D2盒中被第2n﹣1次加速后的動(dòng)能為EKn=12mvn2=q因此第n個(gè)半圓的半徑Rn=1（3）帶電粒子質(zhì)量為m，電荷量為q，帶電粒子離開(kāi)加速器時(shí)速度大小為v，由牛頓第二定律知：qvB＝mv2R帶電粒子運(yùn)動(dòng)的回旋周期為：T=2πR由回旋加速器工作原理可知，交變電源的頻率與帶電粒子回旋頻率相同，由周期T與頻率f的關(guān)系可得：f=1設(shè)在t時(shí)間內(nèi)離開(kāi)加速器的帶電粒子數(shù)為N，則帶電粒子束從回旋加速器輸出時(shí)的平均功率P＝N12輸出時(shí)帶電粒子束的等效電流為：I=Nqt由上述各式得P=答：（1）帶電粒子能被加速的最大動(dòng)能q2（2）帶電粒子在D2盒中第n個(gè)半圓的半徑1Bq（3）若帶電粒子束從回旋加速器輸出時(shí)形成的等效電流為I，求從回旋加速器輸出的帶電粒子的平均功率B2點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道回旋加速器利用磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)和電場(chǎng)加速實(shí)現(xiàn)加速粒子，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期和交流電的周期相等，注意第3問(wèn)題，建立正確的物理模型是解題的關(guān)鍵?！窘忸}思路點(diǎn)撥】明確回旋加速器的構(gòu)造和工作原理。它是由加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)接而成，在電場(chǎng)中加速后進(jìn)入磁場(chǎng)，進(jìn)而在磁場(chǎng)中作半圓運(yùn)動(dòng)，在加速電場(chǎng)中用動(dòng)能定理qU=12mv2-12mv08．光電效應(yīng)現(xiàn)象及其物理物理意義【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1．光電效應(yīng)現(xiàn)象光電效應(yīng)：在光的照射下金屬中的電子從表面逸出的現(xiàn)象，叫做光電效應(yīng)，發(fā)射出來(lái)的電子叫做光電子．特別提醒：（1）光電效應(yīng)的實(shí)質(zhì)是光現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為電現(xiàn)象．（2）定義中的光包括可見(jiàn)光和不可見(jiàn)光．2．幾個(gè)名詞解釋（1）遏止電壓：使光電流減小到零時(shí)的最小反向電壓UC．（2）截止頻率：能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的最小頻率叫做該種金屬的截止頻率（又叫極限頻率）．不同的金屬對(duì)應(yīng)著不同的截止頻率．（3）逸出功：電子從金屬中逸出所需做功的最小值，叫做該金屬的逸出功．3．光電效應(yīng)規(guī)律（1）每種金屬都有一個(gè)極限頻率，入射光的頻率必須大于極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)．（2）光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大．（3）只要入射光的頻率大于金屬的極限頻率，照到金屬表面時(shí)，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的，一般不超過(guò)10﹣9s，與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)．（4）當(dāng)入射光的頻率大于金屬的極限頻率時(shí)，飽和光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比．【命題方向】題型一：光電效應(yīng)規(guī)律的理解關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律，下面說(shuō)法中正確的是（）A．當(dāng)某種色光照射金屬表面時(shí)，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則入射光的頻率越高，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能也就越大B．當(dāng)某種色光照射金屬表面時(shí)，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，如果入射光的強(qiáng)度減弱，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C．對(duì)某金屬來(lái)說(shuō)，入射光波長(zhǎng)必須大于一極限值，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)D．同一頻率的光照射不同金屬，如果都能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則所有金屬產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能一定相同分析：光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性，根據(jù)光電效應(yīng)方程判斷光電子的最大初動(dòng)能與什么因素有關(guān)．解答：A、根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hv﹣W0，知入射光的頻率越高，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能越大．故A正確．B、光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性，入射光的強(qiáng)度不影響發(fā)出光電子的時(shí)間間隔．故B錯(cuò)誤．C、發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，即入射光的波長(zhǎng)小于金屬的極限波長(zhǎng)．故C錯(cuò)誤．D、不同的金屬逸出功不同，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hv﹣W0，知同一頻率的光照射不同金屬，如果都能產(chǎn)生光電效應(yīng)，光電子的最大初動(dòng)能不同．故D錯(cuò)誤．故選A．點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)的條件，以及掌握光電效應(yīng)方程．【解題方法點(diǎn)撥】光電效應(yīng)規(guī)律的解釋存在極限頻率電子從金屬表面逸出，首先須克服金屬原子核的引力做功W0，入射光子能量不能小于W0，對(duì)應(yīng)的最小頻率ν0=W0光電子的最大初動(dòng)能隨著入射光頻率的增大而增大，與入射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)電子吸收光子能量后，一部分克服阻礙作用做功，剩余部分轉(zhuǎn)化為光電子的初動(dòng)能，只有直接從金屬表面飛出的光電子才具有最大初動(dòng)能，對(duì)于確定的金屬，W0是一定的，故光電子的最大初動(dòng)能只隨入射光的頻率增大而增大，一個(gè)電子只能吸收一個(gè)光子，故光電子最大初動(dòng)能與光照強(qiáng)度無(wú)關(guān)效應(yīng)具有瞬時(shí)性（10﹣9s）光照射金屬時(shí)，電子吸收一個(gè)光子的能量后，動(dòng)能立即增大，不需要能量積累的過(guò)程9．愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】為了解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象，愛(ài)因斯坦提出了光電效應(yīng)理論。1.光電效應(yīng)方程：Ek＝hν﹣W0，其中hν為入射光子的能量，Ek為光電子的最大初動(dòng)能，W0是金屬的逸出功．2.愛(ài)因斯坦對(duì)光電效應(yīng)的理解：①只有當(dāng)hv＞W(wǎng)0時(shí)，光電子才可以從金屬中逸出，vc=W②光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光的頻率v有關(guān)，而與光的強(qiáng)弱無(wú)關(guān)。這就解釋了截止電壓和光強(qiáng)無(wú)關(guān)。③電子一次性吸收光子的全部能量，不需要積累能量的時(shí)間，光電流自然幾乎是瞬時(shí)產(chǎn)生的。④對(duì)于同種頻率的光，光較強(qiáng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)照射到金屬表面的光子數(shù)較多，照射金屬時(shí)產(chǎn)生的光電子較多，因而飽和電流較大?！久}方向】如圖，當(dāng)電鍵S斷開(kāi)時(shí)，用光子能量為2.5eV的一束光照射陰極P，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零．合上電鍵，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60V時(shí)，電流表讀數(shù)仍不為零；當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.60V時(shí)，電流表讀數(shù)為零．（1）求此時(shí)光電子的最大初動(dòng)能的大?。?）求該陰極材料的逸出功．分析：光電子射出后，有一定的動(dòng)能，若能夠到達(dá)另一極板則電流表有示數(shù)，當(dāng)恰好不能達(dá)到時(shí)，說(shuō)明電子射出的初動(dòng)能恰好克服電場(chǎng)力做功，然后根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程即可正確解答．解答：設(shè)用光子能量為2.5eV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U＝0.60V以后，具有最大初動(dòng)能的光電子也達(dá)不到陽(yáng)極，因此eU＝Ekm由光電效應(yīng)方程：Ekm＝hν﹣W0由以上二式：Ekm＝0.6eV，W0＝1.9eV．所以此時(shí)最大初動(dòng)能為0.6eV，該材料的逸出功為1.9eV．答：（1）求此時(shí)光電子的最大初動(dòng)能的大小是0.6eV．（2）求該陰極材料的逸出功是1.9eV．點(diǎn)評(píng)：正確理解該實(shí)驗(yàn)的原理和光電效應(yīng)方程中各個(gè)物理量的含義是解答本題的關(guān)鍵．【解題方法點(diǎn)撥】光電效應(yīng)方程Ek＝hv﹣W0的四點(diǎn)理解（1）式中的Ek是光電子的最大初動(dòng)能，就某個(gè)光電子而言，其離開(kāi)金屬表面時(shí)剩余動(dòng)能大小可以是0～Ek范圍內(nèi)的任何數(shù)值。（2）光電效應(yīng)方程實(shí)質(zhì)上是能量守恒方程。①能量為?＝hν的光子被電子吸收，電子把這些能量的一部分用來(lái)克服金屬表面對(duì)它的吸引而做功，另一部分就是電子離開(kāi)金屬表面時(shí)的動(dòng)能。②如果克服吸引力做功最少，為W0，則電子離開(kāi)金屬表面時(shí)動(dòng)能最大，為Ek，根據(jù)能量守恒定律可知Ek＝hν﹣W0。（3）光電效應(yīng)方程包含了產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件。若發(fā)生光電效應(yīng)，則光電子的最大初動(dòng)能必須大于零，即Ek＝hv一W0＞0，亦即hν＞W(wǎng)0，ν＞W(wǎng)0h=νc10．陰極射線與陰極射線管的應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.陰極射線：科學(xué)家在研究稀薄氣體放電時(shí)發(fā)現(xiàn)，由陰極發(fā)出的，能使玻璃管壁發(fā)出熒光的射線。2.電子的發(fā)現(xiàn)：①湯姆孫的探究方法a.讓陰極射線分別通過(guò)電場(chǎng)和磁場(chǎng)，根據(jù)現(xiàn)象，證明它是帶電的粒子流并求出了這種粒子的比荷。b.換用不同的陰極做實(shí)驗(yàn)，所得比荷的數(shù)值都相同，是氫離子比荷的近兩千倍。c.湯姆孫研究的新現(xiàn)象：如光電效應(yīng)、熱離子發(fā)射效應(yīng)和β射線等。發(fā)現(xiàn)不論陰極射線、熱離子流、光電流還是β射線，它們都包含電子。3.陰極射線管：用來(lái)觀測(cè)氣體放電的裝置。原理圖如下：由陰極K發(fā)出的帶電粒子通過(guò)縫隙A、B形成一束細(xì)細(xì)的射線。它穿過(guò)兩片平行的金屬板D1、D2之間的空間，到達(dá)右端帶有標(biāo)尺的熒光屏上。根據(jù)射線產(chǎn)生的熒光的位置（如P1，P2，P3，…），可以研究射線的徑跡。圖中產(chǎn)生陰極射線的機(jī)理是：管中殘存氣體分子中的正負(fù)電荷在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下被“拉開(kāi)”（即氣體分子被電離），正電荷（即正離子）在電場(chǎng)加速下撞擊陰極，于是陰極釋放更多粒子流，形成了陰極射線。1897年，J.J.湯姆孫根據(jù)陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)情況斷定，它的本質(zhì)是帶負(fù)電的粒子流，并求出了這種粒子的比荷。他進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，用不同材料的陰極做實(shí)驗(yàn)，所得比荷的數(shù)值都是相同的。這說(shuō)明不同物質(zhì)都能發(fā)射這種帶電粒子，它是構(gòu)成各種物質(zhì)的共有成分?！久}方向】1897年，物理學(xué)家湯姆孫正式測(cè)定了電子的比荷，說(shuō)明了原子內(nèi)部具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)。因此，湯姆孫的實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)發(fā)展史上最著名的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)之一。在實(shí)驗(yàn)中湯姆孫采用了如圖所示的氣體放電管，從K極出來(lái)的陰極射線經(jīng)過(guò)電場(chǎng)加速后，水平射入長(zhǎng)為L(zhǎng)的D、G兩平行板間，若平行板D、G間未施加電場(chǎng)，在熒光屏F的中心O處將出現(xiàn)光點(diǎn)。若在D、G兩板間加上電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，陰極射線將向上偏轉(zhuǎn)，在D、G兩板之間區(qū)域再加上垂直于紙面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫(huà)出），陰極射線產(chǎn)生的光點(diǎn)恰好又回到熒光屏中心O點(diǎn)；接著撤去電場(chǎng)保留磁場(chǎng)，陰極射線向下偏轉(zhuǎn)；離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度偏轉(zhuǎn)角為θ。只考慮D、G兩板間電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)陰極射線的作用。下列說(shuō)法正確的是（）A.通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，可知陰極射線帶負(fù)電B.D、G兩板間所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向外C.陰極射線進(jìn)入D、G兩板間的初速度大小為v=D.根據(jù)L、E、B和θ，求得陰極射線的比荷q分析：未加磁場(chǎng)前電子在加速電場(chǎng)中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)電場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)；加磁場(chǎng)后，電子受到電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡。解答：A、依題意，在D、G兩板間加上電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，陰極射線向上偏轉(zhuǎn)，可知陰極射線受到的電場(chǎng)力方向豎直向上，由于電場(chǎng)力與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，所以該射線帶負(fù)電，故A正確；B、根據(jù)題意可知，在D、G兩板之間區(qū)域再加上垂直于紙面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，陰極射線產(chǎn)生的光點(diǎn)恰好又回到熒光屏中心O點(diǎn)，可知射線受到的洛倫茲力方向豎直向下，根據(jù)左手定則，可判斷在D、G兩板間勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里，故B錯(cuò)誤；C、當(dāng)射線在電、磁場(chǎng)中沿直線打在熒光屏中心O點(diǎn)時(shí)，由于豎直方向平衡滿足：Eq＝qvB，可得陰極射線進(jìn)入D、G兩板間的初速度大小為：v=EB，故D、由題意，撤去電場(chǎng)保留磁場(chǎng)時(shí)，陰極射線向下偏轉(zhuǎn)；根據(jù)題意離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度偏轉(zhuǎn)角為θ，由圖示的幾何知識(shí)可得：sinθ=又因?yàn)椋簈vB=m而速度：v=聯(lián)立以上式子，求得陰極射線的比荷：qm=Esinθ故選：AD。點(diǎn)評(píng)：本題考查電子在電場(chǎng)中的加速和偏轉(zhuǎn)，難度不大，計(jì)算量較大，解題時(shí)要細(xì)心。【解題思路點(diǎn)撥】求解帶電粒子比荷的思路（1）帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，可利用運(yùn)動(dòng)的分解、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、牛頓運(yùn)動(dòng)定律列出相應(yīng)的關(guān)系式。（2）帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，要注意通過(guò)畫(huà)軌跡示意圖來(lái)確定圓心位置，利用幾何知識(shí)求其半徑。（3）帶電粒子通過(guò)相互垂直的勻強(qiáng)電磁場(chǎng)時(shí)，可使其做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)qE.一qoB可求其速度。11．密立根油滴實(shí)驗(yàn)【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介油滴實(shí)驗(yàn)，是羅伯特?密立根與哈維?福萊柴爾在1909年所進(jìn)行的一項(xiàng)物理學(xué)實(shí)驗(yàn)。羅伯特?密立根因而獲得1923年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。此實(shí)驗(yàn)的目的是要測(cè)量單一電子的電荷。方法主要是平衡重力與電力，使油滴懸浮于兩片金屬電極之間。并根據(jù)已知的電場(chǎng)強(qiáng)度，計(jì)算出整顆油滴的總電荷量。重復(fù)對(duì)許多油滴進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之后，密立根發(fā)現(xiàn)所有油滴的總電荷值皆為同一數(shù)字的倍數(shù)，因此認(rèn)定此數(shù)值為單一電子的電荷量e：C。2.實(shí)驗(yàn)裝置密立根設(shè)置了一個(gè)均勻電場(chǎng)，方法是將兩塊金屬板以水平方式平行排列，作為兩極，兩極之間可產(chǎn)生相當(dāng)大的電位差。金屬板上有四個(gè)小洞，其中三個(gè)是用來(lái)將光線射入裝置中，另外一個(gè)則設(shè)有一部顯微鏡，用以觀測(cè)實(shí)驗(yàn)。噴入平板中的油滴可經(jīng)由控制電場(chǎng)來(lái)改變位置。為了避免油滴因?yàn)楣饩€照射蒸發(fā)而使誤差增加，此實(shí)驗(yàn)使用蒸氣壓較低的油。其中少數(shù)的油滴在噴入平板之前，因?yàn)榕c噴嘴摩擦而獲得電荷，成為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。3.實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖如下：【命題方向】電子所帶電荷量最早是由美國(guó)科學(xué)家密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出的．油滴實(shí)驗(yàn)的原理如圖所示，兩塊水平放置的平行金屬板與電源連接，上、下板分別帶正、負(fù)電荷．油滴從噴霧器噴出后，由于摩擦而帶電，油滴進(jìn)入上板中央小孔后落到勻強(qiáng)電場(chǎng)中，通過(guò)顯微鏡可以觀察到油滴的運(yùn)動(dòng)情況．兩金屬板間的距離為d，忽略空氣對(duì)油滴的浮力和阻力．（1）調(diào)節(jié)兩金屬板間的電勢(shì)差U，當(dāng)u＝U0時(shí)，使得某個(gè)質(zhì)量為m1的油滴恰好做勻速運(yùn)動(dòng)．該油滴所帶電荷量q為多少？（2）若油滴進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度可以忽略，當(dāng)兩金屬板間的電勢(shì)差u＝U時(shí)，觀察到某個(gè)質(zhì)量為m2的油滴進(jìn)入電場(chǎng)后做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t運(yùn)動(dòng)到下極板，求此油滴所帶電荷量Q．分析：（1）質(zhì)量為m1的油滴恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，油滴受力平衡，根據(jù)所受電場(chǎng)力等于重力即可求解；（2）油滴進(jìn)入電場(chǎng)后做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列式即可求解，要注意油滴可能帶正電，也可能帶負(fù)電．解答：（1）由題意可知油滴所帶電荷為負(fù)電荷，油滴恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，油滴受力平衡，則qU得q=（2）若油滴帶負(fù)電，電荷量為Q1，則油滴所受到的電場(chǎng)力方向向上，設(shè)此時(shí)的加速度大小為a1，由牛頓第二定律得m2解得：Q1若油滴帶正電，電荷量為Q2，則油滴所受到的電場(chǎng)力方向向下，設(shè)此時(shí)的加速度大小為a2，由牛頓第二定律得m2即Q2答：（1）該油滴所帶電荷量q為m1（2）若油滴帶負(fù)電，電荷量為m2dU點(diǎn)評(píng)：該題主要考查了牛頓第二定律及勻加速直線運(yùn)動(dòng)位移—時(shí)間公式的應(yīng)用，要注意第二問(wèn)中油滴可能帶正電，也可能帶負(fù)電．【解題思路點(diǎn)撥】密立根油滴實(shí)驗(yàn)的物理意義在于首次證明了電荷的不連續(xù)性，即任何帶電體所帶的電量都是基本電荷的整數(shù)倍，并精確測(cè)定了基本電荷的數(shù)值。密立根油滴實(shí)驗(yàn)是一項(xiàng)具有里程碑意義的實(shí)驗(yàn)，它通過(guò)觀察和研究帶電油滴在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，利用平衡測(cè)量法和動(dòng)態(tài)測(cè)量法，精確測(cè)量了基本電荷的數(shù)值。這一實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想簡(jiǎn)明巧妙，方法簡(jiǎn)單，而結(jié)論卻具有不容置疑的說(shuō)服力，因此被視為物理實(shí)驗(yàn)的一個(gè)光輝典范。密立根因?yàn)檫@一杰出工作和在光電效應(yīng)方面的研究成果而榮獲1923年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。12．分析能量躍遷過(guò)程中的能量變化（吸收或釋放光子）【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】在發(fā)生躍遷時(shí)，如果核外電子由低能級(jí)向高能級(jí)躍遷，需要吸收能量，如果由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，需要釋放能量（以光子的形式）。【命題方向】氫原子從能級(jí)A躍遷到能級(jí)B，吸收頻率ν1的光子，從能級(jí)A躍遷到能級(jí)C釋放頻率ν2的光子，若ν2＞ν1則當(dāng)它從能級(jí)C躍遷到能級(jí)B將放出還是吸收光子？對(duì)應(yīng)光子的頻率為多少？分析：能級(jí)間躍遷吸收和輻射光子的能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差．解答：氫原子從能級(jí)A躍遷到能級(jí)B吸收光子，則B能級(jí)的能量大于A能級(jí)的能量，從能級(jí)A躍遷到能級(jí)C，釋放光子，則A能級(jí)的能量大于C能級(jí)的能量，可知B與C能級(jí)間的能量為hv1+hv2．則由C能級(jí)躍遷B能級(jí)吸收光子，有hv＝hv1+hv2，頻率為ν＝v1+v2．答：從能級(jí)C躍遷到能級(jí)B將吸收頻率為v2+v1的光子．點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道能級(jí)間躍遷輻射或吸收光子能量與能級(jí)差的關(guān)系，即Em﹣En＝hv．【解題方法點(diǎn)撥】對(duì)原子躍遷條件的理解（1）原子從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷，吸收一定能量的光子，當(dāng)一個(gè)光子的能量滿足hν＝E末﹣E初時(shí)，才能被某一個(gè)原子吸收，使原子從低能級(jí)E初向高能級(jí)E末躍遷，而當(dāng)光子能量hν大于或小于E末﹣E初時(shí)都不能被原子吸收．（2）原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，以光子的形式向外輻射能量，所輻射的光子能量恰等于發(fā)生躍遷時(shí)的兩能級(jí)間的能量差．（3）原子躍遷條件hν＝Em﹣En只適用于光子和原子作用而使原子在各定態(tài)之間躍遷的情況．對(duì)于光子和處于基態(tài)的氫原子作用而使氫原子電離時(shí)，只要入射光子的能量E≥13.6eV，氫原子就能吸收．對(duì)于實(shí)物粒子與原子作用使原子激發(fā)時(shí)，粒子能量大于能級(jí)差即可．13．原子能級(jí)躍遷與光電效應(yīng)的結(jié)合【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)輻射光子，如果用躍遷發(fā)射的光去照射金屬，可能會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)。本考點(diǎn)將能級(jí)躍遷與光電效應(yīng)結(jié)合進(jìn)行考查。【命題方向】如圖所示為氫原子的能級(jí)示意圖，一群氫原子處于n＝3的激發(fā)態(tài)，在向較低能級(jí)躍遷的過(guò)程中向外發(fā)出光子，用這些光照射逸出功為2.49eV的金屬鈉，下列說(shuō)法正確的是（）A、這群氫原子能發(fā)出三種頻率不同的光，其中從n＝3躍遷到n＝2所發(fā)出的光波長(zhǎng)最短B、這群氫原子能發(fā)出三種頻率不同的光，其中從n＝3躍遷到n＝1所發(fā)出的光頻率最高C、金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的初動(dòng)能最大值為11.11eVD、金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的初動(dòng)能最大值為9.60eV分析：根據(jù)玻爾理論分析氫原子發(fā)出的三種頻率不同的光的波長(zhǎng)、頻率關(guān)系。從n＝3躍遷到n＝1所發(fā)出的光能量最大，產(chǎn)生金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的初動(dòng)能最大，根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程求出初動(dòng)能的最大值。解答：A、B這群氫原子能發(fā)出三種頻率不同的光，根據(jù)玻爾理論ΔE＝Em﹣En（m＞n）得知，從n＝3躍遷到n＝1所發(fā)出的光能量最大，由E＝hγ＝hcλ得知，頻率最高，波長(zhǎng)最短。故A錯(cuò)誤，BC、D從n＝3躍遷到n＝1所發(fā)出的光能量最大，光照射逸出功為2.49eV的金屬鈉，所發(fā)出的光電子的初動(dòng)能最大，根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程得，EK＝hγ﹣W＝（E3﹣E1）﹣W＝[﹣1.51﹣（﹣13.6）]﹣2.49＝9.60eV．故C錯(cuò)誤，D正確。故選：BD。點(diǎn)評(píng)：本題是玻爾理論、光子的能量、愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程的綜合?；A(chǔ)題。【解題思路點(diǎn)撥】原子能級(jí)躍遷與光電效應(yīng)的結(jié)合常見(jiàn)的解題思路：1.根據(jù)E＝En﹣Em（En、Em是始末兩個(gè)能級(jí)且m＜n）計(jì)算躍遷過(guò)程釋放的光子能量；2.根據(jù)E＝hν計(jì)算光的頻率；3.根據(jù)ν與極限頻率的關(guān)系判斷能否發(fā)生光電效應(yīng)；4.根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν﹣W0計(jì)算光電子的最大初動(dòng)能。14．α、β、γ射線的本質(zhì)及特點(diǎn)【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.α，β、γ射線的本質(zhì)分別是高速氦核流、高速電子流和高速光子流。2.α，β、γ射線的區(qū)別如下表種類(lèi)α射線β射線γ射線組成高速氦核流高速電子流光子流（高頻電磁波）帶電荷量2e﹣e0質(zhì)量4mp靜止質(zhì)量為零符號(hào)2-1γ速度0.1c0.99cc貫穿本領(lǐng)最弱較強(qiáng)最強(qiáng)貫穿實(shí)例用紙能擋住穿透幾毫米的鋁板穿透幾厘米的鉛板對(duì)空氣的電離作用很強(qiáng)較弱很弱【解題思路點(diǎn)撥】一、射線本身的性質(zhì)天然放射性元素放出的三種射線的穿透能力實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示，由此可推知（）A、②來(lái)自于原子核外的電子B、①的電離作用最強(qiáng)，是一種電磁波C、③的電離作用較強(qiáng)，是一種電磁波D、③的電離作用最弱，是一種電磁波分析：α射線貫穿能力很弱，電離作用很強(qiáng)，一張紙就能把它擋住，α射線是高速氦核流；β射線能貫穿幾毫米厚的鋁板，電離作用較強(qiáng)，是原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子，同時(shí)釋放出β射線；γ射線穿透本領(lǐng)最強(qiáng)，甚至能穿透幾厘米厚的鉛板，是原子核發(fā)生衰變時(shí)釋放的能量以γ光子的形式輻射出來(lái)的。解答：A、天然放射性元素放出的三種射線都是原子核發(fā)生衰變?cè)斐傻模律渚€能貫穿幾毫米厚的鋁板，電離作用較強(qiáng)，故②是β射線。β射線是原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子，同時(shí)釋放出一個(gè)高速電子，該電子即β射線，故β射線來(lái)自原子核，故A錯(cuò)誤