動量和原子物理

1、動量和原子物理第1頁，共35頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)31分，星期一D（ ）打籃球時，傳球和接球有緩沖動作是為了 減小籃球的沖量.E（ ）只有一個系統(tǒng)所受的合外力為零，才可以 對其應(yīng)用動量守恒定律進(jìn)行研究.F（ ）動量守恒定律可以從牛頓運(yùn)動定律推導(dǎo)而 來，所以動量守恒定律只適用于宏觀低速.（2）在光滑水平面上有A、B兩半徑相同的小球，質(zhì)量分別為mA、mB，它們沿同一直線相向運(yùn)動.A的速率為3 m/s,B的速率為6 m/s，兩球相撞后，A返回，速率為2 m/s，B仍向原方向運(yùn)動，則mAmB的取值范圍為 .第2頁，共35頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)31分，星期一解題歸納 動量守恒定律

2、是力學(xué)三大規(guī)律之一，源于牛頓運(yùn)動定律又高于牛頓運(yùn)動定律.要搞清動量守恒的條件，分析系統(tǒng)內(nèi)物體相互作用的過程及始末狀態(tài)，能正確建立動量守恒關(guān)系.對碰撞中的動量守恒要掌握其特點(diǎn)規(guī)律及主要應(yīng)用.知識點(diǎn)二 波粒二象性2.（1）對波粒二象性，下列認(rèn)識是否正確？A（ ）愛因斯坦提出的光子說否定了光的波動說.B（ ）紫光光子的能量比紅光光子的能量大.C（ ）麥克斯韋提出光子說，成功地解釋了光電 效應(yīng).第3頁，共35頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)31分，星期一D（ ）大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出波動性， 個別光子產(chǎn)生的效果往往顯示粒子性.E（ ）愛因斯坦提出光子說，并給出了光子能量 E=h .F（ ）牛頓

3、的“微粒說”、惠更斯的“波動說”、愛 因斯坦提出的“光子說”都圓滿地說明了光 的本性.G（ ）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.H（ ）光的干涉、衍射現(xiàn)象說明光具有波動性， 光電效應(yīng)說明光具有粒子性.第4頁，共35頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)31分，星期一 I（ ）頻率低、波長長的光，波動性特征顯著； 頻率高、波長短的光，粒子性特征顯著.J（ ）在光電效應(yīng)現(xiàn)象中，入射光的強(qiáng)度越大， 光電子的最大初動能越大.K（ ）光既有粒子性，又有波動性，實物粒子只 具有粒子性，沒有波動性.L（ ）宏觀物體的物質(zhì)波波長非常小，極易觀察 到它的波動性.M（

4、 ）光電效應(yīng)現(xiàn)象中，光電子的最大初動能與 照射光的頻率成正比.N（ ）光的干涉現(xiàn)象中，干涉亮條紋部分是光子 到達(dá)幾率多的地方.第5頁，共35頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)31分，星期一O（ ）對于任何一種金屬都存在一個“最大波 長”，入射光的波長必須小于此波長，才能 產(chǎn)生光電效應(yīng).P（ ）黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與 黑體的溫度有關(guān).Q（ ）對于某種金屬，只要入射光的強(qiáng)度足夠 大，就會發(fā)生光電效應(yīng).R（ ）我們周圍的一切物體都在輻射電磁波.S（ ）康普頓效應(yīng)表明光子除了能量之外還具有 動量.T（ ）X射線是處于激發(fā)態(tài)的原子核輻射.U（ ）物質(zhì)波是一種概率波，在微觀物理學(xué)中可 以用“

5、軌跡”來描述粒子的運(yùn)動.第6頁，共35頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)31分，星期一V（ ）一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效 應(yīng)，是因為該束光的照射時間太短.W（ ）電子束通過鋁箔時可能產(chǎn)生衍射圖樣.X（ ） 用質(zhì)子流工作的顯微鏡比用相同速度的電 子流工作的顯微鏡分辨率高.（2）光的波粒二象性：光既具有，又有 .大量光子產(chǎn)生的效果顯示出 ，個別光子產(chǎn)生的效果顯示出 .光子和電子、質(zhì)子等實物粒子一樣，具有能量和動量.與其他物質(zhì)相互作用時， 起主導(dǎo)作用；在光的傳播過程中，光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性的多少（概率）， 起主導(dǎo)作用.對不同頻率的光，頻率低、波長長的光，波動性顯著；而頻率高、波長短的

6、光， 顯著.波動性粒子性 波動性 粒子性粒子性波動性粒子性第7頁，共35頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)31分，星期一解題歸納 波粒二象性是微觀高速條件下物質(zhì)共有的特性.對微觀高速條件下的物理現(xiàn)象的分析理解要跳出經(jīng)典物理學(xué)的思想方法，應(yīng)用量子論思想.本章重點(diǎn)是光電效應(yīng)和波粒二象性的有關(guān)概念，要做到“認(rèn)清現(xiàn)象、量子解釋、了解應(yīng)用.”第8頁，共35頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)31分，星期一知識點(diǎn)三 原子結(jié)構(gòu)3.（1）下列對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識是否正確？A（ ）大量氫原子從n=4的激發(fā)態(tài)躍遷到n=2的 激發(fā)態(tài)時，可以產(chǎn)生4種不同頻率的光子.B（ ）盧瑟福的粒子散射實驗可以估測原子核 的大小.C（

7、）當(dāng)原子處于不同的能級時，電子在各處出 現(xiàn)的概率是不一樣的.D（ ）玻爾的躍遷假設(shè)是根據(jù)原子的特征光譜提 出的.E（ ）玻爾理論是依據(jù)粒子散射實驗分析得出 的.第9頁，共35頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)31分，星期一F（ ）氫原子核外電子從小半徑軌道躍遷到大半 徑軌道時，電子的動能減小，電勢能增 大，總能量增大.G（ ）盧瑟福的粒子散射實驗揭示了原子核有 復(fù)雜結(jié)構(gòu).H（ ）玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論是在盧瑟福的核式結(jié) 構(gòu)學(xué)說基礎(chǔ)上引進(jìn)了量子理論. I（ ）當(dāng)氫原子從n=4的狀態(tài)躍遷到n=2的狀態(tài) 時，發(fā)射出光子. 氫原子光譜在可見光部分只有四條譜線，一條紅色、一條藍(lán)色、兩條紫色，它們分別是從n=

8、3、4、5、6能級向n=2能級躍遷時產(chǎn)生的，說明下列判斷的正誤：第10頁，共35頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)31分，星期一J（ ）紅色光譜是氫原子從n=6能級向n=2能級躍 遷時產(chǎn)生的.K（ ）藍(lán)色光譜是氫原子從n=6能級或n=5能級向 n=2能級躍遷時產(chǎn)生的.L（ ）若從n=6能級向n=1能級躍遷時，則能夠產(chǎn) 生紫外線.M（ ）若原子從n=6能級向n=1能級躍遷時所產(chǎn) 生的輻射不能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則 原子從n=6能級向n=2能級躍遷時將可能 使該金屬發(fā)生光電效應(yīng).第11頁，共35頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)31分，星期一（2）在玻爾的氫原子模型中，電子的第1條（即離核最近的

9、那條）可能軌道的半徑為r1，則第2條可能軌道的半徑r2= .電子在這第2條可能軌道上運(yùn)動時的動能Ek= .（已知基本電荷為e，靜電力恒量為k）解題歸納 明確對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識過程，重點(diǎn)抓住散射實驗和玻爾的原子模型，能利用能級理論解釋氫光譜，并了解各種原子模型的局限性.4r1第12頁，共35頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)31分，星期一4.（1）對原子核、核反應(yīng)、核能等有關(guān)核的基本認(rèn)識下列說法是否正確？A（ ）同一種放射性元素處于單質(zhì)狀態(tài)或化合物 狀態(tài)，其半衰期相同.B（ ）原子核衰變可同時放出、射線， 它們都是電磁波.C（ ）治療腦腫瘤的“刀”是利用了射線電離 本領(lǐng)大的特性.D（ ）射線的電子

10、是原子核外電子釋放出來而 形成的.E（ ）太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的裂變 反應(yīng).第13頁，共35頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)31分，星期一F（ ）天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核有復(fù)雜 的結(jié)構(gòu).G（ ）放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期減小.H（ ）核反應(yīng)中的裂變和聚變，都會有質(zhì)量虧 損，都會放出巨大的能量. I（ ）核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損現(xiàn)象違背了能量守恒 定律.J（ ）在、這三種射線中,射線的穿 透能力最強(qiáng)，射線的電離能力最強(qiáng).K（ ）鈾核（U）衰變?yōu)殂U核（Pb）的過程中， 要經(jīng)過8次衰變和10次衰變.L（ ）鈾235只要俘獲中子就能進(jìn)行鏈?zhǔn)椒磻?yīng).第14頁，共35頁，2022年，5月20

11、日，21點(diǎn)31分，星期一M（ ）所有的鈾核俘獲中子后都能裂變.N（ ）太陽不斷向外輻射能量，太陽質(zhì)量應(yīng)不斷 減小，日地距離應(yīng)不斷增大，地球公轉(zhuǎn)速 度應(yīng)不斷減小.O（ ）發(fā)生衰變時，生成核與原來的原子核 相比，中子數(shù)減少了4.P（ ）放射線能殺傷癌細(xì)胞或阻止癌細(xì)胞分裂， 對人體的正常細(xì)胞不會有傷害作用.Q（ ）對放射性的廢料，要裝入特制的容器并 埋入深地層進(jìn)行處理.R（ ）原子核的結(jié)合能越大，核子結(jié)合得越牢 固，原子越穩(wěn)定.第15頁，共35頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)31分，星期一S（ ）核子結(jié)合成原子核時要吸收能量.T（ ）放射性元素發(fā)生衰變時，新核的化學(xué)性 質(zhì)不變.（2）一個鋰核（ L

12、i）受到一個質(zhì)子的轟擊，變成2個粒子，這一過程的核反應(yīng)方程為 .已知一個氫原子的質(zhì)量是1.673 610-27kg,一個鋰原子的質(zhì)量是11.650510-27kg ,一個氦原子的質(zhì)量是6.646 610-27kg，上述該反應(yīng)所釋放的能量等于 J.（最后結(jié)果取3位有效數(shù)字）2.7810-12第16頁，共35頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)31分，星期一解題歸納 重點(diǎn)是三種射線的特點(diǎn)及應(yīng)用，兩種衰變的規(guī)律及本質(zhì)，兩種核能的利用途徑的原理.能結(jié)合動量守恒定律和能量關(guān)系、質(zhì)能方程進(jìn)行有關(guān)簡單計算. 1.以下是有關(guān)近代物理內(nèi)容的若干敘述，其中不正確的是（）A.太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核裂變反應(yīng)

13、B.盧瑟福的粒子散射實驗可以估算原子核的大小C.一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，可 能是因為該束光的照射時間太短第17頁，共35頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)31分，星期一D.按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌 道躍遷到半徑較大的軌道時，電子的動能減 小，原子總能量增大E.發(fā)生一次衰變，該原子外層就失去一個電子F.用質(zhì)子流工作的顯微鏡比用相同速度的電子流工 作的顯微鏡分辨率高G.每種原子都有自己的特征光譜，可以利用它來 鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成答案 ACE第18頁，共35頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)31分，星期一2.下列說法中不正確的是（）A.黑體輻射電磁波的強(qiáng)度分布

14、只與黑體溫度和輻射 波的波長有關(guān)B.對于同一種金屬來說，其截止頻率恒定，與入射 光的頻率及光的強(qiáng)度均無關(guān)C.極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)角超過了90 ，表明原子 中帶負(fù)電的物質(zhì)體積很小D.玻爾的能級原子模型雖然使用了定態(tài)、躍遷、 量子等概念，但保留“軌道”是其缺陷E.光衍射現(xiàn)象中，產(chǎn)生明條紋的地方光子出現(xiàn)的概 率低，這是波粒二象性的觀點(diǎn)第19頁，共35頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)31分，星期一F.做示蹤原子的物質(zhì)盡可能選用半衰期長一些的放 射性元素G.核力具有飽和性和短程性；原子核為了穩(wěn)定， 故重核在形成時其中子數(shù)多于質(zhì)子數(shù)H.比結(jié)合能小的原子核結(jié)合成或分解成比結(jié)合能大 的原子核時一定釋放核能答案

15、CEF第20頁，共35頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)31分，星期一3.以下說法正確的是（）A.X射線是處于激發(fā)態(tài)的原子核輻射出的B.增加入射光的強(qiáng)度，可以增加光電子的動能C.放射性元素發(fā)生一次衰變，原子序數(shù)增加1D.當(dāng)氫原子從n=3的狀態(tài)躍遷到n=2的狀態(tài)時，發(fā) 射出光子，核外電子動能增加CD第21頁，共35頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)31分，星期一4.以下說法正確的是（）A.用如圖1所示兩擺長相等的單擺驗證動量守恒定 律時，只要測量出兩球碰撞前后擺起的角度和 兩球的質(zhì)量，就可以分析在兩球的碰撞過程中 總動量是否守恒B.黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)圖1第22頁，

16、共35頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)31分，星期一C.對于某種金屬，只要入射光的強(qiáng)度足夠大，就會 發(fā)生光電效應(yīng)D.粒子散射實驗正確解釋了玻爾原子模型E.原子核的半衰期由核內(nèi)部自身因素決定，與原子 所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān)F.原子核的結(jié)合能越大，核子結(jié)合得越牢固，原子 越穩(wěn)定答案 ABE第23頁，共35頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)31分，星期一5.下列說法正確的是（ ）A.居里夫婦發(fā)現(xiàn)了鈾和含鈾礦物的天然放射現(xiàn)象B.根據(jù)玻爾理論可知，氫原子輻射出一個光子后， 氫原子的電勢能減小，核外電子的運(yùn)動速度增大C.德布羅意在愛因斯坦光子說的基礎(chǔ)上提出物質(zhì)波 的概念，認(rèn)為一切物體都具有波粒二象

17、性D.盧瑟福通過對粒子散射實驗的研究，揭示了原 子核的組成E.赫茲在實驗時無意中發(fā)現(xiàn)了一個使光的微粒理論 得以東山再起的重要現(xiàn)象光電效應(yīng)F.為解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象，愛因斯坦建立了量子論， 并提出了光子說BCE第24頁，共35頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)31分，星期一6.（2009揚(yáng)州三調(diào)）（1）下列說法正確的有（）A.黑體輻射的強(qiáng)度與頻率的關(guān)系是：隨著溫度的升 高，各種頻率的輻射都增加，輻射強(qiáng)度極大值 的光向頻率較低的方向移動B.粒子散射實驗中少數(shù)粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)是 盧瑟福猜想原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù)C.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說明了原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)D.用質(zhì)子流工作的顯微鏡比用相同速度的電子

18、流工 作的顯微鏡分辯率低BC第25頁，共35頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)31分，星期一（2）放射性同位素 C被考古學(xué)家稱為“碳鐘”，它可以用來判定古生物體的年代，此項研究獲得1960年諾貝爾化學(xué)獎，宇宙射線中高能量的中子碰到空氣中的氮原子后，會形成很不穩(wěn)定的 C，它很容易發(fā)生衰變，放出射線變成一個新核，上述衰變的核反應(yīng)方程是 ； C的半衰期為5 730年，若測得一古生物遺骸中的 C含量只有活體中的12.5%，則此遺骸距今約有年.17 190第26頁，共35頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)31分，星期一（3）如圖2所示，質(zhì)量為3 m、長度為L的木塊置于光滑的水平面上，質(zhì)量為m的子彈以初速

19、度v0水平向右射入木塊，穿出木塊時速度為 v0,設(shè)木塊對子彈的阻力始終保持不變.求：子彈穿透木塊后，木塊速度的大?。蛔訌棿┩改緣K的過程中，所受到平均阻力的大小.答案 v=Ff=圖2第27頁，共35頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)31分，星期一7.（2009徐州打靶卷）（1）根據(jù)有關(guān)放射性的知識可知，下列說法正確的是A.氡的半衰期為3.8天，則若取4個氡原子核，經(jīng) 7.6天后就一定剩下一個氡原子核了B.衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì) 子和電子所產(chǎn)生的C.射線一般伴隨著或射線產(chǎn)生，在這三種射 線中，射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力也最強(qiáng)D.發(fā)生衰變時，新核與原來的原子核相比，中子 數(shù)減小了

20、2BD第28頁，共35頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)31分，星期一（2）氡核（ Rn）發(fā)生衰變后變?yōu)獒暎?Po），其衰變方程為 .若氡（ Rn）經(jīng)過一系列衰變后的最終產(chǎn)物為鉛（ Pb）,則共經(jīng)過 次衰變 次衰變.（3）靜止的氡核（ Rn）放出一個速度為v0的粒子，若衰變過程中釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為粒子及反沖核的動能.已知原子質(zhì)量單位為u，真空中的光速為c，試求在衰變過程中的質(zhì)量虧損.（不計相對論修正，在涉及動量問題時，虧損的質(zhì)量可忽略不計.）答案44第29頁，共35頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)31分，星期一解析 設(shè)粒子的質(zhì)量為m1，氡核的質(zhì)量為m2，反沖核的速度大小為v.則根據(jù)動量守恒

21、定律可得 m1v0=（m2-m1）v 由題意得，釋放的核能E= m1v02+ （m2-m1）v2 由質(zhì)能方程得E=mc2 聯(lián)立以上三式解得m= 第30頁，共35頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)31分，星期一8.（1）有以下說法，其中不正確的是A.單色光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，光子的能量不 變B.原子核經(jīng)過衰變后生成新核，則新核的質(zhì)量總小 于原核的質(zhì)量C.射線的速度接近光速，普通一張白紙就可擋住D.在光電效應(yīng)實驗中，入射光強(qiáng)度增大，單位時間 打出光電子個數(shù)增多（2）如圖3所示，質(zhì)量均為m的兩個完全相同的彈性小球A、B放在光滑水平面上，A球以初速v0與靜止的小球B發(fā)生正碰，碰撞時間為t.則撞擊結(jié)束后兩球速度分別是vA= 、vB= ；撞擊過程中A球受到的平均沖擊為 .C0v0mv0/t圖3第31頁，共35頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)31分，星期一（3）現(xiàn)用下列幾種能量的光子照射一個處于基態(tài)的氫原子，A：10