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1、二轮 物理 专题十五 动量和原子物理 二轮 物理 展示考纲 明晰考向 方法归纳 重点点拨 锁定考点 高效突破 二轮 物理 展示考纲 明晰考向 重要考点 考题预测 量定理、动量守恒定律及其应用 .() () 级公 式 .() 射性、原子核的衰变、半衰期 .() 量亏损 .() 反应方程 .() () () 动量守恒定律、光电效应、玻尔理论、质能方程和核反应方程是命题的热点 . 2016年高考对光电效应、氢原子的能级及其跃迁的考查以选择题形式命题的可能性较大 ,对动量守恒定 律、核反应方程及核能的计算的考查以计算题形式命题的可能性很大 . 二轮 物理 方法归纳 重点点拨 一、光电效应 明确各概念间
2、的对应关系 二轮 物理 线 (如图 )的应用 (1)截止频率 (或极限频率 ):图线与 轴交点的横坐标 c. (2)逸出功 :图线与 0=E. (3)普朗克常量 :图线的斜率 k=h. 二轮 物理 二、原子跃迁 原子从一种定态跃迁到另一种定态时 , 吸收或辐射光子的能量为 h =|E 初 - E 末 |. 三、碰撞与守恒 碰撞应同 时遵守三 条原则 (1) 动量守恒 :p 1 +p 2 =p 1 +p 2 (2) 动能不增加 :E E E +E (3) 速度要符合物理情景 : 满足碰撞 , 并且只碰撞一次 弹性碰撞 (1) 动量守恒 (2) 碰撞前后总动能相等 非弹性 碰撞 (1) 动量守恒
3、(2) 动能有损失 碰撞的 类型 完全非弹 性碰撞 (1) 动量守恒 (2) 碰撞后两物体合为一体 (3) 动能损失最大 “动、静”的两物体 发 生弹性碰 撞的规律 质量为 m 1 、速度为 v 1 的物体与质量为 m 2 的静止物体发生弹性碰撞 ,则 m 1 v 1 =m 1 v 1 +m 2 v 2 12m 121v =12m 1 v 1 2+12m 2 v 2 2解得 v 1 =1212v 1 ,v 2 =1122 v 1 二轮 物理 四、半衰期的计算 m= (12)t N= (12)t 二轮 物理 锁定考点 高效突破 考点一 衰变、核反应方程与核能 备选例题 历史上第一次利用加速器实现
4、的核反应是用加速后动能为 0. 5 的质子11H 轰击静止的421 10- 13J) (1) 上述核反应方程为 . 思路探究 (1)核反应方程应遵循什么规律 ? 答案 :质量数守恒和电荷数守恒 . 解析 : (1) 由核反应过程中电荷数守恒和质量数守恒得该核反应方程为 11 H + 73 X 42 42 11 H + 73 2 42 答案 :(1)见解析 二轮 物理 解析 : (2) 由 末 - E 初 得 m=2 初=1382( 2 8 . 9 0 . 5 ) 1 . 6 1 0(3 1 0 ) 10- 29 (2)质量亏损为 思路探究 (2)质能方程中质量和能量的单位是如何对应的 ?如何列
5、方程 ? 答案 :若 m 用 则 E 用 方程为 E=,若 m 用 则 E 用 方程为 E=m 答案 : (2) 10 - 29 二轮 物理 通关演练 (2015重庆理综 )如图中曲线 a,b,c,气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里 . A.a, 粒子的径迹 B.a, 粒子的径迹 C.c, 粒子的径迹 D.c, 粒子的径迹 解析 :由左手定则可知 ,a,c,又 粒子带正电 , 粒子带负电 , 粒子不带电 ,所以 答案 :D 二轮 物理 2. 核反应与核能 太阳内部持续不断地发生着 4 个质子11( H) 聚变为 1 个氦核42( 的热核反应 ,核反应方程是114 X, 这个核反应释放出大量核
6、能 . 已知质子、氦核、 m 1 、 m 2 、 m 3 , 真空中的光速为 c. 下列说法中正确的是 . A. 方程中的 X 表示中子10( n) B. 方程中的 X 表示正电子01（ e) C. 这个核反应中质量亏损 m= 4 m 1 - m 2 D. 这个核反应中释放的核能 E=(4m 1 - m 2 - m 3 ) 由质量数守恒、电荷数守恒可知 X 为 01 e, 选项 A 错误 ,B 正确 ; 质量亏损为 m=4m 1 - m 2 - 2m 3 , 释放的核能为 E= = ( 4 m 1 - m 2 - 2m 3 )c 2 , 选项 C,D 错误 . 答案 :B 二轮 物理 3. 半
7、衰期的应用 约里奥 居里夫妇因发现人工放射性元素而获得了 1935 年的诺贝尔化学奖 ,他们发现的放射性元素3015P 衰变成3014同时放出另一种粒子 , 这种粒子是 3015P 的同位素 , 被广泛应用于生物示踪技术 ,1 m g 3215P 随时间衰变的关系如图所示 , 请估算 4 3215P 经多少天的衰变后还剩 0. 25 解析 : 衰变方程为30151e, 故这种粒子 为正电子 由 m - t 图知3215P 的半衰期为 14 天 , 由 m 余 =m 原 (12)t得 , (12)14t, 故 t=56 天 . 答案 :正电子 56天 二轮 物理 方法总结 衰变次数的确定及核能计
8、算方法 (1) 衰变与 衰变次数的确定方法 因为 衰变对质量数无影响 ,可先由质量数的改变确定 衰变的次数 ,然后再根据衰变规律确定 衰变的次数 . (2)解决核反应方程与核能计算问题的方法 熟记常见的基本粒子的符号 ,如质子、中子、 粒子等 . 掌握核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒的规律 . 进行核能计算时注意单位的对应 ,若 m 用 则 E 用 若 m 用 则 E 用 且 1 二轮 物理 考点二 氢原子能级跃迁、光电效应 典例 如图所示为氢原子的能级图 n=3激发态的氢原子向低能级跃迁 . n=3跃迁到 n=2产生的光频率最大 0.2 n=3跃迁到 n=1产生的光照射逸出功为 n=3跃
9、迁到 n=1产生的光波长最短 二轮 物理 思路探究 (1)大量处于 可辐射出的光谱线条数如何计算 ? 答案 : 利用公式 N= ( 1 )2 来计算 . (2)辐射出的光子的能量 (或频率 )由何决定 . 答案 :由氢原子跃迁的两能级决定 , (3)能发生光电效应的条件是什么 ? 答案 :入射光的频率大于或等于相应金属的极限频率 ,即入射光的能量大于或等于该金属的逸出功 . 解析 :大量处于 n=3激发态的氢原子向低能级跃迁 ,总共可辐射出三种不同频率的光 ,氢原子由 n=3跃迁到 n=2产生的光频率最小 ,跃迁到 n=1产生的光频率最大 ,波长最短 ,选项 A,当从 n=3能级跃迁到 n=1
10、能级 时辐射出光子能量最大 ,这些氢原子跃迁时辐射出光子能量的最大值为 ( 射逸出功为 选项 答案 :轮 物理 以例说法 关于原子跃迁要注意以下三个方面 (1) 一群氢原子处于量子数为 n 的激发态时 , 可能辐射的光谱线条数N=( 1 )2. (2)只有光子能量恰好等于跃迁所需的能量 ( ,光子才被吸收 . (3)入射光子能量大于电离能 ( ,光子一定能被原子吸收并使之电离 ,剩余能量为自由电子的动能 . 二轮 物理 题组训练 (2015赣州市一模 )如图所示是研究光电效应的电路 ,阴极 是密封在真空玻璃容器内的两个电极 ,阳极 发出的光电子 ,在电路中形成光电流 ,电流表的指针发生偏转 ;
11、用单色光 时 ,电流表的指针不发生偏转 . ,当电源的正负极对调时 ,电 流表的读数可能减为零 二轮 物理 解析 : 用 a 光照射阴极 K 时 , 电流表指针发生偏转 , 知 a c , 用 b 光照射时 , 电流表的指针不发生偏转 , 知 b b , 由 =a 光的波长小于 b 光的波长 , 故 A 正确 ; 只增加 a 光的强度 , 即增加了每秒钟光子的个数 , 则产生的光电子数目增多 , 光电流增大 , 通过电流表的电流增大 ,故 B 正确 ; 根据 E k =h - W 0 知 , 最大初动能与入射光频率有关 , 与强度无关 ,故只增加 a 光的强度逸出的电子最大初动能不变 , 故 C 错误 ; 阴极材料的逸出功由材料本身决定 , 与入射光的频率无关 , 故 D 错误 ; 根据动能定理 ,若 h - W 0 , 则光电子无 法到达阳极 A, 电流表示数为 0, 故 E 正确 . 答案 :轮 物理 2. 氢原子的能级跃迁 (2015 河南省郑州市三模 ) 如图所示为氢原子的能级图 . 光照射一群处于基态的氢原子 , 下列说法正确的是 . A. 氢原子可以辐射出连续的各种波长的光 B. 氢原子可以辐射出三条可见光区巴耳末系的谱线 C. 氢原子从 n=4 的能级向 n=3 的能级跃迁时辐射光的波长最短 D. 辐射光中 , 光子能量为 e V 的
