《波粒二象性》复习课件4

第4章《波粒二象性》考点解读动量守恒定律实验是高中物理重要的知识点，是高考考查的重点，高考命题常以新情境来考查，而且经常与其他知识综合出题．如果一个系统不受外力或所受合外力为零，则这个系统的总动量保持不变．高考以多种情景切入，对动量守恒定律进行考查，试题难度中等．动量守恒定律

1．动量守恒的条件动量守恒的条件通常表述为：如果系统不受外力或所受外力的合力为零．(1)系统不受外力或者所受外力之和为零；(2)系统受外力，但外力远小于内力，可以忽略不计；(3)系统在某一个方向上所受的合外力为零，则该方向上动量守恒．(4)全过程的某一阶段系统受的合外力为零，则该阶段系统动量守恒．2．动量守恒定律应用时的注意点(1)由动量守恒定律是一矢量式，所以一般情况下应采用正交分解的方法，当系统中各物体被限制在同一直线上时，应用动量守恒定律列方程前应先规定参考正方向以明确各个速度代入方程时的符号．(2)动量守恒定律中各物体在各状态下的速度必须是相对于同一个惯性参照系的速度．3．应用动量守恒定律解题的一般步骤：(1)确定研究对象，分析内力和外力的情况，判断是否符合守恒条件；(2)选取研究过程；(3)选定正方向，确定初、末状态的动量，凡与正方向一致的动量取正值，反向的动量取负值．(4)最后根据动量守恒定律列方程求解．【例1】(山东理综卷第38题)如图1所示，甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为2v0、v0.为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的

最小速度．(不计水的阻力)图1解析设乙船上的人抛出货物的最小速度大小为vmin，抛出货物后船的速度为v1，甲船上的人接到货物后船的速度为v2.由动量守恒定律得12m·v0＝11m·v1－m·vmin，10m·2v0－m·vmin

＝11m·v2，为避免两船相撞应满足v1

＝v2联立解得

vmin＝4v0.答案4v0【例2】

(山东卷)如图2所示，滑块A、C质量均为m，滑块B质量为m.开始时A、B分别以v1、v2的速度沿光滑水平轨道向固定在右侧的挡板运动，现将C无初速地放在A上，并与A粘合不再分开，此时A与B相距较近，B与挡板相距足够远．若B与挡板碰撞将以原速率反弹，A与B碰撞将粘合在一起．为使B能与挡板碰撞两次，v1、v2应满足什么关系？图2动量与能量是高中物理重要的知识点，是高考考查的重点，高考命题常以新情境来考查，而且经常与其他知识综合出题．在物体发生相互作用时，伴随着能量的转化和转移．相互作用的系统一定满足能量守恒定律．若相互作用后有内能产生，则产生的内能等于系统损失的机械能．动量与能量密切相关，高考大多将动量与能量综合在一起考查，难度中等．动量与能量

3．碰撞前后的运动情况要合理，如追碰后，前球动量不能减小，后球动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】

(新课标卷35题(2))如图3所示，A、B、C三个木块的质量均为m.置于光滑的水平面上，B、C之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触可不固连，将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B、C紧连，使弹簧不能伸展，以至于B、C可视为一个整体，现A以初速度v0沿B、C的连线方向朝B运动，与B相碰并粘合在一起，以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B分离，已知C离开弹簧后的速度恰为v0，求弹簧释放的势能．图3【例2】

(海南物理卷)一质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上，其截面如图4所示．图中ab为粗糙的水平面，长度为L；bc为一光滑斜面，斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接．现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动，在斜面上上升的最大高度为h，返回后在到达a点前与物体P相对静止．重力加速度为g.求 (1)木块在ab段受到的摩擦力f； (2)木块最后距a点的距离s.图4原子结构是高中物理重要的知识点，是高考考查的重点，高考命题经常与其他知识综合出题，考查原子结构及其物理学史的试题难度不大．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现电子；密立根通过著名的油滴实验测出电子电量，发现电荷是量子化的，即任何带电体的电荷都是e的整数倍；卢瑟福根据α粒子的散射实验结果提出了原子的核式结构模型；根据α粒子的散射实验有关数据可确定原子核的数量级为10－15m.原子结构及其物理学史

【例1】(上海物理)卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是(

)．

解析由于金箔内有原子核，α粒子轰击金箔时要受到原子核的斥力作用，所以正确反映实验结果的示意图是D.

答案D【例2】(上海物理)卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是(

)． A．α粒子的散射实验 B．对阴极射线的研究 C．天然放射性现象的发现 D．质子的发现 解析卢瑟福提出了原子的核式结构模型建立的基础是α粒子的散射实验，选项A正确；汤姆孙发现电子的基础是对阴极射线的研究，选项B错误；贝克勒尔发现天然放射性现象，说明原子核具有复杂的结构，选项C错误；卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现质子，选项D错误． 答案

A能级和光谱是高中物理重要的知识点，是高考考查的重点，高考命题经常与其他知识综合出题，一般为选择题或填空题，难度中等．能级和光谱

玻尔假设：轨道量子化、定态和能量量子化、电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量降低的定态轨道发射光子，光子能量hν＝E初－E末．根据玻尔的定态假设和能量量子化，可画出能级图，利用发射或吸收光子的能量等于两能级能量值之差可求出发射或吸收光子的频率．【例2】

(高考四川卷)氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为ν1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则 (

)． A．吸收光子的能量为hν1＋hν2 B．辐射光子的能量为hν1＋hν2 C．吸收光子的能量为hν2－hν1 D．辐射光子的能量为hν2－hν1解析由跃迁假设及题意可知，hν1＝Em－En，hν2＝Ek－En，红光频率ν1小于紫光频率ν2，所以能级k能量大于能级m能量，所以从能级k到能级m需要辐射光子，A、C项错；hν3＝Ek－Em，解三式得：hν3＝hν2－hν1，D项正确．答案

D天然放射性和衰变是高中物理重要的知识点，是高考考查的重点，高考命题经常与其他知识综合出题，一般为选择题或填空题，难度中等．天然放射性衰变

天然放射性元素能够自发地放出α射线、β射线、γ射线，α射线是高速运动的氦核，穿透能力最弱，电离能力最强；β射线是高速运动的电子，穿透能力较强，电离能力较弱；γ射线是频率很高的电磁波，穿透能力最强，电离能力最小．α衰变规律是质量数减少4，电荷数减少2；β衰变规律是：电荷数增加1，质量数不变．【例1】(浙江理综，15))半于天然放射现象，下列说法正确的是(

)． A．α射线是由氦原子核衰变产生 B．β射线是由原子核外电子电离产生 C．γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生 D．通过化学反应不能改变物质的放射性解析α射线是原子核衰变中放出的由氦核组成的粒子流，选项A错误；β射线是原子核衰变中核内放出的高速电子流，它是由核内一个中子转化成一个质子时放出的，选项B错误；γ射线是原子核衰变过程中，产生的新核具有过多的能量，这些能量以γ光子的形式释放出来，选项C错误；化学反应只是原子间核外电子的转移，不改变原子核的结构，所以不能改变物质的放射性，选项D正确．答案

D【例2】

(上海)天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图5所示，由此可推知(

)．图5A．②来自于原子核外的电子B．①的电离作用最强，是一种电磁波C．③的电离作用较强，是一种电磁波D．③的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子解析①②③分别为α、β、γ射线，即分别为氦核流、电子流、光子流，则D正确．答案

D半衰期、核反应方程、核能计算是高中物理重要的知识点，是高考考查的重点，高考命题经常与其他知识综合出题，一般为选择题或填空题，难度中等．半衰期、核反应方程、核能计算

半衰期是反映原子核衰变快慢的物理量，放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫做这种元素的半衰期．放射性元素衰变的快慢与元素所处的物理化学状态无关．考查半衰期的试题有反映衰变规律的图象、衰变的计算等，难度中等．光电效应是高中物理重要的知识点，是高考考查的重点，高考命题常以新情境来考查，而且经常与其他知识综合出题．考查的题型一般为选择题，难度中等．光电效应

普朗克1900年提出量子论，1905年爱因斯坦提出光子学说，成功解释了光电效应实验．任何一种金属都有一个极限频率，只有当入射光的频率大于这个极限频率才能发生光电效应．光电效应实验表明光具有粒子性．光子能量公式E＝hν，光电效应方程Ek＝hν－W.高考对光电效应的考查难度中等或偏难．【例2】

(福建理综)爱因斯坦因提出光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖．某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图6所示，其中ν0为极限频率．从图中可以确定的是(

)．图6A．逸出功与ν有关B．Ekm与入射光强度成正比C．当ν＝ν0时会逸出光电子D．图中直线斜率与普朗克常量有关解析逸出功与ν0有关，选项A错误；Ekm与入射光频率有关，与入射光强度无关，选项B错误；当ν＝ν0时入射光光子能量等于逸出功，不会逸出光电子，选项C错误；由爱因斯坦光电效应方程可知，图中直线斜率与普朗克常量有关，选项D正确．答案

D黑体辐射、波粒二象性是高中物理重要的知识点，是高考考查的重点，高考命题常以新情境来考查，而且经常与其他知识综合出题．高考对波粒二象性的考查以定性为主，对物质波的考查定量为主，难度中等偏下．黑体辐射、波粒二象性

【例1】

(江苏物理，12)下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是(

)．解析黑体辐射的强度随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都增加，另一方面辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动，所以选项A正确.答案A