《波粒二象性》復(fù)習(xí)課件4

第4章《波粒二象性》考點(diǎn)解讀動量守恒定律實驗是高中物理重要的知識點(diǎn)，是高考考查的重點(diǎn)，高考命題常以新情境來考查，而且經(jīng)常與其他知識綜合出題．如果一個系統(tǒng)不受外力或所受合外力為零，則這個系統(tǒng)的總動量保持不變．高考以多種情景切入，對動量守恒定律進(jìn)行考查，試題難度中等．動量守恒定律

1．動量守恒的條件動量守恒的條件通常表述為：如果系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零．(1)系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零；(2)系統(tǒng)受外力，但外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力，可以忽略不計；(3)系統(tǒng)在某一個方向上所受的合外力為零，則該方向上動量守恒．(4)全過程的某一階段系統(tǒng)受的合外力為零，則該階段系統(tǒng)動量守恒．2．動量守恒定律應(yīng)用時的注意點(diǎn)(1)由動量守恒定律是一矢量式，所以一般情況下應(yīng)采用正交分解的方法，當(dāng)系統(tǒng)中各物體被限制在同一直線上時，應(yīng)用動量守恒定律列方程前應(yīng)先規(guī)定參考正方向以明確各個速度代入方程時的符號．(2)動量守恒定律中各物體在各狀態(tài)下的速度必須是相對于同一個慣性參照系的速度．3．應(yīng)用動量守恒定律解題的一般步驟：(1)確定研究對象，分析內(nèi)力和外力的情況，判斷是否符合守恒條件；(2)選取研究過程；(3)選定正方向，確定初、末狀態(tài)的動量，凡與正方向一致的動量取正值，反向的動量取負(fù)值．(4)最后根據(jù)動量守恒定律列方程求解．【例1】(山東理綜卷第38題)如圖1所示，甲、乙兩船的總質(zhì)量(包括船、人和貨物)分別為10m、12m，兩船沿同一直線同一方向運(yùn)動，速度分別為2v0、v0.為避免兩船相撞，乙船上的人將一質(zhì)量為m的貨物沿水平方向拋向甲船，甲船上的人將貨物接住，求拋出貨物的

最小速度．(不計水的阻力)圖1解析設(shè)乙船上的人拋出貨物的最小速度大小為vmin，拋出貨物后船的速度為v1，甲船上的人接到貨物后船的速度為v2.由動量守恒定律得12m·v0＝11m·v1－m·vmin，10m·2v0－m·vmin

＝11m·v2，為避免兩船相撞應(yīng)滿足v1

＝v2聯(lián)立解得

vmin＝4v0.答案4v0【例2】

(山東卷)如圖2所示，滑塊A、C質(zhì)量均為m，滑塊B質(zhì)量為m.開始時A、B分別以v1、v2的速度沿光滑水平軌道向固定在右側(cè)的擋板運(yùn)動，現(xiàn)將C無初速地放在A上，并與A粘合不再分開，此時A與B相距較近，B與擋板相距足夠遠(yuǎn)．若B與擋板碰撞將以原速率反彈，A與B碰撞將粘合在一起．為使B能與擋板碰撞兩次，v1、v2應(yīng)滿足什么關(guān)系？圖2動量與能量是高中物理重要的知識點(diǎn)，是高考考查的重點(diǎn)，高考命題常以新情境來考查，而且經(jīng)常與其他知識綜合出題．在物體發(fā)生相互作用時，伴隨著能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移．相互作用的系統(tǒng)一定滿足能量守恒定律．若相互作用后有內(nèi)能產(chǎn)生，則產(chǎn)生的內(nèi)能等于系統(tǒng)損失的機(jī)械能．動量與能量密切相關(guān)，高考大多將動量與能量綜合在一起考查，難度中等．動量與能量

3．碰撞前后的運(yùn)動情況要合理，如追碰后，前球動量不能減小，后球動量在原方向上不能增加；追碰后，后球在原方向的速度不可能大于前球的速度．【例1】

(新課標(biāo)卷35題(2))如圖3所示，A、B、C三個木塊的質(zhì)量均為m.置于光滑的水平面上，B、C之間有一輕質(zhì)彈簧，彈簧的兩端與木塊接觸可不固連，將彈簧壓緊到不能再壓縮時用細(xì)線把B、C緊連，使彈簧不能伸展，以至于B、C可視為一個整體，現(xiàn)A以初速度v0沿B、C的連線方向朝B運(yùn)動，與B相碰并粘合在一起，以后細(xì)線突然斷開，彈簧伸展，從而使C與A、B分離，已知C離開彈簧后的速度恰為v0，求彈簧釋放的勢能．圖3【例2】

(海南物理卷)一質(zhì)量為2m的物體P靜止于光滑水平地面上，其截面如圖4所示．圖中ab為粗糙的水平面，長度為L；bc為一光滑斜面，斜面和水平面通過與ab和bc均相切的長度可忽略的光滑圓弧連接．現(xiàn)有一質(zhì)量為m的木塊以大小為v0的水平初速度從a點(diǎn)向左運(yùn)動，在斜面上上升的最大高度為h，返回后在到達(dá)a點(diǎn)前與物體P相對靜止．重力加速度為g.求 (1)木塊在ab段受到的摩擦力f； (2)木塊最后距a點(diǎn)的距離s.圖4原子結(jié)構(gòu)是高中物理重要的知識點(diǎn)，是高考考查的重點(diǎn)，高考命題經(jīng)常與其他知識綜合出題，考查原子結(jié)構(gòu)及其物理學(xué)史的試題難度不大．湯姆孫通過對陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)電子；密立根通過著名的油滴實驗測出電子電量，發(fā)現(xiàn)電荷是量子化的，即任何帶電體的電荷都是e的整數(shù)倍；盧瑟福根據(jù)α粒子的散射實驗結(jié)果提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型；根據(jù)α粒子的散射實驗有關(guān)數(shù)據(jù)可確定原子核的數(shù)量級為10－15m.原子結(jié)構(gòu)及其物理學(xué)史

【例1】(上海物理)盧瑟福利用α粒子轟擊金箔的實驗研究原子結(jié)構(gòu)，正確反映實驗結(jié)果的示意圖是(

)．

解析由于金箔內(nèi)有原子核，α粒子轟擊金箔時要受到原子核的斥力作用，所以正確反映實驗結(jié)果的示意圖是D.

答案D【例2】(上海物理)盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，這一模型建立的基礎(chǔ)是(

)． A．α粒子的散射實驗 B．對陰極射線的研究 C．天然放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) D．質(zhì)子的發(fā)現(xiàn) 解析盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型建立的基礎(chǔ)是α粒子的散射實驗，選項A正確；湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子的基礎(chǔ)是對陰極射線的研究，選項B錯誤；貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射性現(xiàn)象，說明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，選項C錯誤；盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子，選項D錯誤． 答案

A能級和光譜是高中物理重要的知識點(diǎn)，是高考考查的重點(diǎn)，高考命題經(jīng)常與其他知識綜合出題，一般為選擇題或填空題，難度中等．能級和光譜

玻爾假設(shè)：軌道量子化、定態(tài)和能量量子化、電子從能量較高的定態(tài)軌道躍遷到能量降低的定態(tài)軌道發(fā)射光子，光子能量hν＝E初－E末．根據(jù)玻爾的定態(tài)假設(shè)和能量量子化，可畫出能級圖，利用發(fā)射或吸收光子的能量等于兩能級能量值之差可求出發(fā)射或吸收光子的頻率．【例2】

(高考四川卷)氫原子從能級m躍遷到能級n時輻射紅光的頻率為ν1，從能級n躍遷到能級k時吸收紫光的頻率為ν2，已知普朗克常量為h，若氫原子從能級k躍遷到能級m，則 (

)． A．吸收光子的能量為hν1＋hν2 B．輻射光子的能量為hν1＋hν2 C．吸收光子的能量為hν2－h(huán)ν1 D．輻射光子的能量為hν2－h(huán)ν1解析由躍遷假設(shè)及題意可知，hν1＝Em－En，hν2＝Ek－En，紅光頻率ν1小于紫光頻率ν2，所以能級k能量大于能級m能量，所以從能級k到能級m需要輻射光子，A、C項錯；hν3＝Ek－Em，解三式得：hν3＝hν2－h(huán)ν1，D項正確．答案

D天然放射性和衰變是高中物理重要的知識點(diǎn)，是高考考查的重點(diǎn)，高考命題經(jīng)常與其他知識綜合出題，一般為選擇題或填空題，難度中等．天然放射性衰變

天然放射性元素能夠自發(fā)地放出α射線、β射線、γ射線，α射線是高速運(yùn)動的氦核，穿透能力最弱，電離能力最強(qiáng)；β射線是高速運(yùn)動的電子，穿透能力較強(qiáng)，電離能力較弱；γ射線是頻率很高的電磁波，穿透能力最強(qiáng)，電離能力最?。了プ円?guī)律是質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2；β衰變規(guī)律是：電荷數(shù)增加1，質(zhì)量數(shù)不變．【例1】(浙江理綜，15))半于天然放射現(xiàn)象，下列說法正確的是(

)． A．α射線是由氦原子核衰變產(chǎn)生 B．β射線是由原子核外電子電離產(chǎn)生 C．γ射線是由原子核外的內(nèi)層電子躍遷產(chǎn)生 D．通過化學(xué)反應(yīng)不能改變物質(zhì)的放射性解析α射線是原子核衰變中放出的由氦核組成的粒子流，選項A錯誤；β射線是原子核衰變中核內(nèi)放出的高速電子流，它是由核內(nèi)一個中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子時放出的，選項B錯誤；γ射線是原子核衰變過程中，產(chǎn)生的新核具有過多的能量，這些能量以γ光子的形式釋放出來，選項C錯誤；化學(xué)反應(yīng)只是原子間核外電子的轉(zhuǎn)移，不改變原子核的結(jié)構(gòu)，所以不能改變物質(zhì)的放射性，選項D正確．答案

D【例2】

(上海)天然放射性元素放出的三種射線的穿透能力實驗結(jié)果如圖5所示，由此可推知(

)．圖5A．②來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，屬于原子核內(nèi)釋放的光子解析①②③分別為α、β、γ射線，即分別為氦核流、電子流、光子流，則D正確．答案

D半衰期、核反應(yīng)方程、核能計算是高中物理重要的知識點(diǎn)，是高考考查的重點(diǎn)，高考命題經(jīng)常與其他知識綜合出題，一般為選擇題或填空題，難度中等．半衰期、核反應(yīng)方程、核能計算

半衰期是反映原子核衰變快慢的物理量，放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間叫做這種元素的半衰期．放射性元素衰變的快慢與元素所處的物理化學(xué)狀態(tài)無關(guān)．考查半衰期的試題有反映衰變規(guī)律的圖象、衰變的計算等，難度中等．光電效應(yīng)是高中物理重要的知識點(diǎn)，是高考考查的重點(diǎn)，高考命題常以新情境來考查，而且經(jīng)常與其他知識綜合出題．考查的題型一般為選擇題，難度中等．光電效應(yīng)

普朗克1900年提出量子論，1905年愛因斯坦提出光子學(xué)說，成功解釋了光電效應(yīng)實驗．任何一種金屬都有一個極限頻率，只有當(dāng)入射光的頻率大于這個極限頻率才能發(fā)生光電效應(yīng)．光電效應(yīng)實驗表明光具有粒子性．光子能量公式E＝hν，光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W.高考對光電效應(yīng)的考查難度中等或偏難．【例2】

(福建理綜)愛因斯坦因提出光量子概念并成功地解釋光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得1921年諾貝爾物理學(xué)獎．某種金屬逸出光電子的最大初動能Ekm與入射光頻率ν的關(guān)系如圖6所示，其中ν0為極限頻率．從圖中可以確定的是(

)．圖6A．逸出功與ν有關(guān)B．Ekm與入射光強(qiáng)度成正比C．當(dāng)ν＝ν0時會逸出光電子D．圖中直線斜率與普朗克常量有關(guān)解析逸出功與ν0有關(guān)，選項A錯誤；Ekm與入射光頻率有關(guān)，與入射光強(qiáng)度無關(guān)，選項B錯誤；當(dāng)ν＝ν0時入射光光子能量等于逸出功，不會逸出光電子，選項C錯誤；由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知，圖中直線斜率與普朗克常量有關(guān)，選項D正確．答案

D黑體輻射、波粒二象性是高中物理重要的知識點(diǎn)，是高考考查的重點(diǎn)，高考命題常以新情境來考查，而且經(jīng)常與其他知識綜合出題．高考對波粒二象性的考查以定性為主，對物質(zhì)波的考查定量為主，難度中等偏下．黑體輻射、波粒二象性

【例1】

(江蘇物理，12)下列描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與波長關(guān)系的圖中，符合黑體輻射規(guī)律的是(

)．解析黑體輻射的強(qiáng)度隨著溫度的升高，一方面各種波長的輻射強(qiáng)度都增加，另一方面輻射強(qiáng)度的極大值向著波長較短的方向移動，所以選項A正確.答案A