高中物理易错题分析集锦——14近代物理.doc

第14单元：原子、原子核内容和方法本单元内容包括粒子散射、能级、天然放射性现象、射线、射线、射线、核子、中子、质子、原子核、核能、质量亏损、裂变、链式反应、聚变等，以及原子核式结构模型、半衰期、核反应方程、爱因斯坦的质能方程等规律。本单元所涉及的基本方法，由于知识点相对分散要加强物理现象的本质的理解。运用逻辑推理的方法，根据已有的规律和事实、条件作出新的判断。核能的计算对有效数字的要求很高。例题分析在本单元知识应用的过程中，初学者常犯的错误主要表现在：各个概念、现象混淆；对多种可能性的问题分析浅尝则止；计算不过硬。(1)求电子在基态轨道上运动时的动能。(2)有一群氢原子处于量子数n=3的激发态。画一能级图，在图141上用箭头标明这些氢原子能发出哪几条光谱线。(3)计算这几条光谱线中波长最短的一条的波长。(其中静电力恒量k=9.0109nm2/c2，电子电量e=1.610-19c，普朗克恒量h=6.6310-34js，真空中光速c=3.0108m/s)。【错解分析】错解：(1)电子在基态轨道中运动时量子数n=1，其动能为(2)作能级图如图，可能发出两条光谱线。(3)由于能级差最小的两能级间跃迁产生的光谱线波长越短，所以(e3-e2)时所产生的光谱线为所求，其中(1)动能的计算错误主要是不理解能级的能量值的物理意义，因而把道上的能量，它包括电势能ep1和动能ek1。计算表明ep1=-2ek1，所以e1=ep1ek1=-ek1，ek1=-e1=l3.6ev。虽然错解中数值表明正确，但理解是错误的。 (2)错解中的图对能级图的基本要求不清楚。(3)不少学生把能级图上表示能级间能量差的长度线看成与谱线波长成正比了。【正确解答】(l)设电子的质量为m，电子在基态轨道上的速率为v1，根据牛顿第(2)当氢原子从量子数n=3的能级跃迁到较低能级时，可以得到3条光谱线。如图14-2所示。(3)与波长最短的一条光谱线对应的能级差为e3-e1。 例2 关于半衰期，以下说法正确的是 a同种放射性元素在化合物中的半衰期比单质中长。b升高温度可以使半衰期缩短c氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子核，经过7.6天就只剩下一个d氡的半衰期为3.8天，4克氡原子核，经过7.6天就只剩下1克【错解分析】错解：每经过3.8天就有半数的氡核发生衰变，经过两个半衰期即7.6天后，只剩下四分之一的氡，故选c，d。放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间是一种统计规律，半衰期对某一个或某几个原子核来说，是无意义的。“上述”解法忽视了这一事实，故错选了c。【正确解答】考虑到放射性元素衰变的快慢是跟原子所处的物理状态或化学状态无关，又考虑到半衰期是一种统计规律，即给定的四个氡核是否马上衰变会受到各种偶然因素的支配。因此，正确答案只有d。例3 钍232经过6次衰变和4次衰变后变成一种稳定的元素。这种元素是什么？它的原子量是多少？它的原子序数是多少？【错解分析】何况反应的次序也不是先进行6次衰变，再进行4次衰变，所以此解法是错误的。【正确解答】6次衰变和4次衰变总的效果使原子量和原子序数变化为原子量=232-64=208原子序数=90-26-4(-1)=82例11、 如图2-30，一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都可以不计，盘内放一个物体p处于静止。p的质量为12kg，弹簧的劲度系数k=800n/m。现给p施加一个竖直向上的力f，使p从静止开始向上做匀加速运动。已知在前0.2s内f是变化的，在0.2s以后f是恒力，则f的最小值是多少，最大值是多少？【错解分析】错解：f最大值即n = 0时，f = ma+mg=210(n)错解原因是对题所叙述的过程不理解。把平衡时的关系g = f+n，不自觉的贯穿在解题中。【正确解答】解题的关键是要理解0.2s前f是变力，0.2s后f是恒力的隐含条件。即在0.2s前物体受力和0.2s以后受力有较大的变化。以物体p为研究对象。物体p静止时受重力g、称盘给的支持力n。因为物体静止，f=0n = g = 0 n = kx0设物体向上匀加速运动加速度为a。此时物体p受力如图2-31受重力g，拉力f和支持力n据牛顿第二定律有f+ng = ma 当0.2s后物体所受拉力f为恒力，即为p与盘脱离，即弹簧无形变，由00.2s内物体的位移为x0。物体由静止开始运动，则将式，中解得的x0= 0.15m代入式解得a = 7.5m/s2f的最小值由式可以看出即为n最大时，即初始时刻n=n = kx。代入式得fmin= ma + mgkx0=12(7.5+10)-8000.15=90(n) f最大值即n=