高中物理原子与原子核知识点总结选修3-5

一、选择题1．下列核反应中，属于原子核的衰变的是（ ）A ．427301213150He Al P n +→+B ．32411120H H He n +→+ C ．235190136192038540U n Sr Xe +10n ++→D ．238234492902U Th He →+2．我国科学家为解决“玉兔号”月球车长时间处于黑夜工作的需要，研制了一种小型核能电池，将核反应释放的核能转变为电能，需要的功率并不大，但要便于防护其产生的核辐射。

请据此猜测“玉兔号”所用核能电池有可能采纳的核反应方程是（ ）A ．32411120H+H He+n →B ．235114192192056360U+n Ba+Kr+3n →C ．238238094951Pu Am+e -→ D ．274301132150Al+He P+n →3．放射性同位素14C 在考古中有重要应用，只要测得该化石中14C 残存量，就可推算出化石的年代，为研究14C 的衰变规律，将一个原来静止的14C 原子核放在匀强磁场中，观察到它所放射的粒子与反冲核的径迹是两个相内切圆，圆的半径之比R ：r =7：1，如图所示，那么14C 的衰变方程式应是（ ）A ．14104642C Be+He → B ．14140651C Be+e → C ．14140671C N+e -→D ．14131651C B+H →4．下列说法中正确的是（ ）A ．机械波和光有波动性，实物粒子不具有波动性B ．用弧光灯发出紫外线照射锌板并发生光电效应后，锌板带正电C ．由于核聚变需要很高的环境温度，21H 和31H 发生聚变过程中是需要从外界吸收能量的 D ．构成物体的质量是守恒不变的 5．下列说法中正确的是（ ） A ．钍的半衰期为24天。

1g 钍23490Th 经过 120 天后还剩0.2g 钍B ．一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，延长入射光照射时间，光电子的最大初动能不会变化 C ．放射性同位素23490Th 经α、β衰变会生成22286Rn ，其中经过了2次α衰变和 3 次β衰变D．大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光子6．一个静止在磁场中的放射性同位素原子核3015P，放出一个正电子后变成原子核3014Si，在图中近似反映正电子和Si核轨迹的图是（）A．B．C．D．7．下列说法正确的是（）A．某种频率的光照射金属能发生光电效应，若增加入射光的强度，则单位时间内发射的光电子数增加B．在核反应堆中，镉棒的作用是使快中子变为慢中子C．结合能越大，原子核越稳定D．入射光的频率不同，同一金属的逸出功也会不同8．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素．下列有关放射性知识的说法中，正确的是A．β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领远比γ射线弱B．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的C．氡的半衰期为3.8天，若有4个氡原子核，则经3.8天后就一定只剩下2个氡原子核D．23892U衰变成20682P b要经过4次β衰变和8次α衰变9．下列哪些事实表明原子核具有复杂结构A． 粒子的散射实验B．天然放射现象C ．阴极射线的发现D ．X 射线的发现 10．下列说法正确的是A ．天然放射现象的发现揭示了原子具有核式结构B ．温度升高，放射性元素衰变的半衰期减小C ．原子核发生β衰变后原子序数不变D ．人工放射性同位素的半衰期比天然放射性物质短的多，因此放射性废料容易处理 11．由于放射性元素23793Np 的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现．已知23793Np 经过一系列α衰变和β衰变后变成20983Bi ，下列论断中正确的是（ ）A ．衰变过程中原子核的质量和电荷量守恒B ．20983Bi 的原子核比23793Np 的原子核少28个中子C ．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变D ．经过两个半衰期后含有23793Np 的矿石的质量将变为原来的四分之一12．关于天然放射线性质的说法正确的是（）A ．γ射线就是中子流B ．α射线有较强的穿透性C ．β射线是高速电子流D ．电离本领最强的是γ射线13．贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于放射性衰变的是 A ．14140671C N e -→+B ．2351139951920533902U n I Y n +→++C ．23411120H +H He+n → D ．427301213150He +Al P+n →14．轻核聚变的一个核反应方程为：21H ＋31H→42He ＋X ，若已知21H 的质量为m 1，31H 的质量为m 2，42He 的质量为m 3，X 的质量为m 4，则下列说法中正确的是（ ） A ．21H 和31H 在常温下就能够发生聚变 B ．X 是质子C ．这个反应释放的核能为ΔE ＝（m 1＋m 2－m 3－m 4）c 2D ．我国大亚湾核电站是利用轻核的聚变释放的能量来发电的15．某放射性元素X 的原子核发生了β衰变，产生了新的元素Y 原子核，同时放出γ光子，下列判断正确的是（ ） A ．Y 比X 原子序数小B ．Y 原子核比X 原子核核子平均质量小C ．X 原子核放出β射线，表明X 原子核内有β粒子D ．γ光子来自X 原子核二、填空题16．核反应方程书写（1）卢瑟福发现质子的核反应方程为∶ 14472N +He →__________； （2）查德威克发现中子的核反应方程为∶ 9442Be +He ?→__________。

高中物理人教版选修3-5 第十九章原子核 1.原子核的组成选择题人类认识原子核的复杂结构并进行研究从(? )A．发现电子开始的B．发现质子开始的C．进行α粒子散射实验开始的D．发现天然放射现象开始的【答案】D【解析】自从贝可勒尔发现天然放射现象，科学家对放射性元素及射线的组成、产生的原因等进行了大量研究，逐步认识到原子核的复杂结构，故D正确，A、B、C错误。

选择题关于质子与中子，下列说法错误的是(? )A．原子核由质子和中子构成B．质子和中子统称为核子C．卢瑟福发现了质子，并预言了中子的存在D．卢瑟福发现了中子，并预言了质子的存在【答案】D【解析】原子核内存在质子和中子，中子和质子统称为核子，卢瑟福只发现了质子，以后又预言了中子的存在。

选择题如图，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是(? )A．①表示γ射线，③表示α射线B．②表示β射线，③表示α射线C．④表示α射线，⑤表示γ射线D．⑤表示β射线，⑥表示α射线【答案】C【解析】α带正电，β带负电，γ不带电，γ射线在磁场中一定不偏转，②⑤为γ射线；如左图所示的电场中，α射线向右偏，β射线向左偏，①为β射线，③为α射线；在如右图所示磁场中，由左手定则判断，α射线向左偏，β射线向右偏，即④为α射线，⑥为β射线，故正确选项是C。

选择题原子核中能放出α、β、γ射线，关于原子核的组成，以下说法中正确的是(? )A．原子核中，有质子、中子，还有α粒子B．原子核中，有质子、中子，还有β粒子C．原子核中，有质子、中子，还有γ粒子D．原子核中，只有质子和中子【答案】D【解析】在放射性元素的原子核中，2个质子和2个中子结合得较紧密，有时作为一个整体放出，这就是α粒子的来源．说到底它仍是由质子和中子组成的，不能据此认为它是原子核的组成部分．原子核里是没有电子的，但中子可以转化成质子，并向核外释放一个电子，这就是β粒子．原子核发生衰变后处于高能级，在回到低能级时多余的能量以γ粒子的形式辐射出来，形成γ射线．故原子核里也没有γ粒子．选择题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所示，由此可推知(? )A．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【答案】D【解析】衰变的射线均来自于核内，A错；从图中可看出，一张纸能挡住①射线，则①射线一定是α射线，其贯穿本领最差，电离能力最强，但不是电磁波，而是高速粒子流，B错；铝板能挡住②，而不能挡住③，说明③一定是γ射线，其电离能力最弱，贯穿本领最强，是一种电磁波，属于原子核内以能量形式释放出来的以光速运行的高能光子，D对．选择题一个原来静止的原子核，辐射出α粒子，它的两个产物在垂直于它们速度方向的匀强磁场中运动，它们的轨迹和运动方向(图中用箭头表示)可能是下图中哪一个(下图中半径大小没有按比例画)(? )【答案】D【解析】由于发生的是α衰变，产生物是两个带正电的粒子，根据动量守恒Mv1＋mvα＝0知这两个新核的运动方向相反，受到的洛伦兹力方向相反，即轨迹应该是外切圆，再利用左手定则，判断洛伦兹力方向，可知选项D是正确的．选择题如图所示，某种元素的不同同位素的原子核内的中子数N与原子核质量数A的关系是(? )【答案】C【解析】元素的不同同位素的原子核内质子数是一定的，只是中子数不同，设质子数为Q，则N＋Q＝A，故N＝AQ，Q是定值，故选C.选择题一个原子核为，关于这个原子核，下列说法中正确的是(? ) A．核外有83个电子，核内有127个质子B．核外有83个电子，核内有83个质子C．核内有83个质子，127个中子D．核内有210个核子【答案】CD【解析】根据原子核的表示方法得质子数为83，质量数为210，故中子数为21083＝127个，而质子和中子统称核子，故核子数为210个，因此C、D项正确．由于不知道原子的电性，就不能判断核外电子数，故A、B项不正确．填空题一置于铅盒中的放射源发射出的α、β和γ射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后的空间有一匀强电场．进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图所示，则图中的射线a为________射线，射线b为________射线．【答案】γβ【解析】在三种射线中，α射线带正电，穿透能力最弱，γ射线不带电，穿透能力最强；β射线带负电，穿透能力一般，综上所述，结合题意可知，a射线应为γ射线，b射线应为β射线．填空题现在，科学家正在设法探寻“反物质”。

高中物理选修3-5知识点整理1、普朗克量子假说1.创立标志：1900年普朗克在德国的《物理年刊》发表《论正常光谱能量分布定律》的论文，标志着量子论的诞生。

2.量子论的主要内容：①普朗克认为物质的辐射能量并不是无限可分的，其最小的、不可分的能量单元即“能量子”或称“量子”，也就是说组成能量的单元是量子。

②物质的辐射能量不是连续的，而是以量子的整数倍跳跃式变化的。

3.量子论的开展①1905年，爱因斯坦将量子概念推广到光的传播中，提出了光量子论。

②19___年，英国物理学家玻尔把量子概念推广到原子内部的能量状态，提出了一种量子化的原子构造模型，丰富了量子论。

③到1925年左右，量子力学最终建立。

4．实验规律：1〕随着温度的升高，黑体的辐射强度都有增加；2〕随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向挪动。

2、光电效应1、光电效应⑴光电效应在光〔包括不可见光〕的照射下，从物体发射出电子的现象称为光电效应。

⑵光电效应的实验规律：装置：如右图。

①任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应，低于极限频率的光不能发生光电效应。

②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，光随入射光频率的增大而增大。

③大于极限频率的光照射金属时，光电流强度〔反映单位时间发射出的光电子数的多少〕，与入射光强度成正比。

④ 金属受到光照，光电子的发射一般不超过10－9秒。

2、光子说⑴量子论：1900年德国物理学家普朗克提出：电磁波的发射和吸收是不连续的，而是一份一份的，每一份电磁波的能量⑵光子论：1905年爱因斯坦提出：空间传播的光也是不连续的，而是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量3、光的波粒二象性实物粒子也具有波动性，这种波称为德布罗意波，也叫物质波。

满那么以下关系：从光子的概念上看，光波是一种概率波.4、原子核式构造模型1、电子的发现和汤姆生的原子模型：⑴电子的发现：1897年英国物理学家汤姆生，对阴极射线进展了一系列研究，从而发现了电子。

人教版高中物理选修3-5知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习原子结构【学习目标】1．知道电子是怎样发现的；2．知道电子的发现对人类探索原子结构的重大意义； 3．了解汤姆孙发现电子的研究方法． 4．知道α粒子散射实验；5．明确原子核式结构模型的主要内容； 6．理解原子核式结构提出的主要思想．【要点梳理】要点诠释： 要点一、原子结构 1．阴极射线（1）气体的导电特点：通常情况下，气体是不导电的，但在强电场中，气体能够被电离而导电．平时我们在空气中看到的放电火花，就是气体电离导电的结果．在研究气体放电时一般都用玻璃管中的稀薄气体，导电时可以看到发光放电现象．（2）1858年德国物理学家普里克发现了阴极射线．①产生：在研究气体导电的玻璃管内有阴、阳两极．当两极间加一定电压时，阴极便发出一种射线，这种射线为阴极射线．②阴极射线的特点：碰到荧光物质能使其发光． 2．汤姆孙发现电子（1）从1890年起英国物理学家汤姆孙开始了对阴极射线的一系列实验研究． （2）汤姆孙利用电场和磁场能使带电的运动粒子发生偏转的原理检测了阴极射线的带电性质，并定量地测定了阴极射线粒子的比荷（带电粒子的电荷量与其质量之比，即e m）． （3）1897年汤姆孙发现了电子（阴极射线是高速电子流）．电子的电量()191.602177334910C e =⨯－，电子的质量319.109389710kg m =⨯－，电子的比荷111.758810C/kg em=⨯．电子的质量约为氢原子质量的1 1836．3．汤姆孙对阴极射线的研究（1）阴极射线电性的发现．为了研究阴极射线的带电性质，他设计了如图所示装置．从阴极发出的阴极射线，经过与阳极相连的小孔，射到管壁上，产生荧光斑点；用磁铁使射线偏转，进入集电圆筒；用静电计检测的结果表明，收集到的是负电荷．（2）测定阴极射线粒子的比荷．4．密立根实验美国物理学家密立根在1910年通过著名的“油滴实验”简练精确地测定了电子的电量密立根实验更重要的发现是：电荷是量子化的，即任何电荷只能是元电荷e的整数倍．5．电子发现的意义以前人们认为物质由分子组成，分子由原子组成，原子是不可再分的最小微粒．现在人们发现了各种物质里都有电子，而且电子的质量比最轻的氢原子质量小得多，这说明电子是原子的组成部分．电子是带负电，而原子是电中性的，可见原子内还有带正电的物质，这些带正电的物质和带负电的电子如何构成原子呢？电子的发现大大激发了人们研究原子内部结构的热情，拉开了人们研究原子结构的序幕．6．19世纪末物理学的三大发现对阴极射线的研究，引发了19世纪末物理学的三大发现：（1）1895年伦琴发现了X射线；（2）1896年贝克勒尔发现了天然放射性；（3）1897年汤姆孙发现了电子．要点二、原子的核式结构模型1．汤姆孙的原子模型“枣糕模型”．“葡萄干布丁模型”（如图所示）．“葡萄干面包模型”．汤姆孙的原子模型是在发现电子的基础上建立起来的，汤姆孙认为，原子是一个球体，正电荷均匀分布在球内，电子像枣糕里的枣子一样，镶嵌在原子里面，所以汤姆孙的原子模型也叫枣糕式原子结构模型．【注意】汤姆孙的原子结构模型虽然能解释一些实验事实，但这一模型很快就被新的实验事实——仅粒子散射实验所否定．2．α粒子散射实验1909～1911年卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔的实验，获得了重要的发现． （1）实验装置（如图所示）由放射源、金箔、荧光屏等组成．特别提示：①整个实验过程在真空中进行． ②金箔很薄，α粒子（42He 核）很容易穿过．（2）实验现象与结果．绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大角度的偏转，极少数α粒子偏转角超过90︒，有的几乎达到180︒，沿原路返回．仅粒子散射实验令卢瑟福万分惊奇．按照汤姆孙的原子结构模型：带正电的物质均匀分布，带负电的电子质量比α粒子的质量小得多．α粒子碰到电子就像子弹碰到一粒尘埃一样，其运动方向不会发生什么改变．但实验结果出现了像一枚炮弹碰到一层薄薄的卫生纸被反弹回来这一不可思议的现象．卢瑟福通过分析，否定了汤姆孙的原子结构模型，提出了核式结构模型．3．原子的核式结构卢瑟福依据α粒子散射实验的结果，提出了原子的核式结构：在原子中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转．4．原子核的电荷与尺度由不同原子对α粒子散射的实验数据可以确定各种元素原子核的电荷．又由于原子是电中性的，可以推算出原子内含有的电子数．结果发现各种元素的原子核的电荷数，即原子内的电子数非常接近于它们的原子序数，这说明元素周期表中的各种元素是按原子中的电子数来排列的．原子核的半径无法直接测量，一般通过其他粒子与核的相互作用来确定，α粒子散射是估算核半径最简单的方法．对于一般的原子核半径数量级为1510m －，整个原子半径的数量级是1010m －，两者相差十万倍之多，可见原子内部是十分“空旷”的． 5．解题依据和方法（1）解答与本节知识有关的试题，必须以两个实验现象和发现的实际为基础，应明确以下几点： ①汤姆孙发现了电子，说明原子是可分的，电子是原子的组成部分．②卢瑟福“α粒子散射实验”现象说明：原子中绝大部分是空的，原子的绝大部分质量和全部正电荷都集中在一个很小的核上．（2）根据原子的核式结构，结合前面所掌握的动能、电势能、库仑定律及能量守恒定律等知识，是综合分析解决d 粒子靠近原子核过程中，有关功、能的变化，加速度，速度的变化所必备的知识基础和应掌握的方法．6．对α粒子散射实验的理解如果按照汤姆孙的“枣糕”原子模型，α粒子如果从原子之间或原子的中心轴线穿过时，它受到周围的正负电荷作用的库仑力是平衡的，α粒子不产生偏转；如果α粒子偏离原子的中心轴线穿过，两侧电荷作用的库仑力相当大一部分被抵消，α粒子偏转很小；如果α粒子正对着电子射来，质量远小于α粒子的电子不可能使α粒子发生明显偏转，更不可能使它反弹．所以α粒子的散射实验结果否定了汤姆孙的原子模型．按卢瑟福的原子模型（核式结构），当α粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核的斥力很小，仅粒子就像穿过“一片空地”一样，无遮无挡，运动方向改变极少，由于原子核很小，这种机会就很多，所以绝大多数α粒子不产生偏转；只有当α粒子十分接近原子核穿过时，才受到很大的库仑斥力，偏转角才很大，而这种机会很少；如果α粒子几乎正对着原子核射来，偏转角就几乎达到180︒，这种机会极少．如图所示．卢瑟福根据α粒子散射实验，不仪建立了原子的核式结构，还估算出了原子核的大小．220121(1)4sin 2m Ze r Mv θπε=⋅+（θ为散射角）．原子核的商径数量级在1510m －．原子直径数量级大约是1010m －，所以原子核半径只相当于原子半径的十万分之一．原子的核式结构初步建立了原子结构的正确图景，但跟经典的电磁理论发生了矛盾．（见玻尔的原子模型）7．原子结构的探索历史（1）发现原子核式结构的过程．实验和发现 说明了什么 电子的发现说明原子有复杂结构α粒子散射实验说明汤姆孙（枣糕式）原子模型不符合实际，卢瑟福重新建立原子的核式结构模型（2）原子的核式结构与原子的枣糕式结构的根本区别．核式结构枣糕式结构原子内部是非常空旷的，正电荷集中在一个很小的核里 原子是充满了正电荷的球体 电子绕核高速旋转 电子均匀嵌在原子球体内【典型例题】 类型一、原子结构例1．关于阴极射线的本质，下列说法正确的是（ ）． A ．阴极射线本质是氢原子 B ．阴极射线本质是电磁波 C ．阴极射线本质是电子 D ．阴极射线本质是X 射线【思路点拨】阴极射线基本性质．【答案】C【解析】阴极射线是原子受激发射出的电子，关于阴极射线是电磁波、X 射线都是在研究阴极射线过程中的一些假设，是错误的．【总结升华】对阴极射线基本性质的了解是解题的依据．举一反三:【变式】如图所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线将（ ）．A ．向纸内偏转B ．向纸外偏转C ．向下偏转D ．向上偏转【答案】D【解析】本题综合考查电流产生的磁场、左手定则和阴极射线的产生和性质．由题目条件不难判断阴极射线所在处磁场垂直纸面向外，电子从负极射出，由左手定则可判定阴极射线（电子）向上偏转．【总结升华】注意阴极射线（电子）从电源的负极射出，用左手定则判断其受力方向时四指的指向和射线的运动方向相反．例2．汤姆孙用来测定电子的比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图所示．真空管内的阴极K 发出的电子（不计初速、重力和电子间的相互作用）经加速电压加速后，穿过A ＇中心的小孔沿中心轴1O O 的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P 和P ＇间的区域．当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O 点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U 后，亮点偏离到O ＇点（O ＇点与O 点的竖直间距为d ，水平间距可忽略不计）．此时，在P 和P ＇间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场．调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B 时，亮点重新回到O 点．已知极板水平方向的长度为1L ，极板间距为b ，极板右端到荧光屏的距离为2L （如图所示）． （1）求打在荧光屏O 点的电子速度的大小． （2）推导出电子的比荷的表达式．【答案】（1）UBb（2）2121(/2)Ud B bL L L +【解析】（1）当电子受到的电场力与洛伦兹力平衡时，电子做匀速直线运动，亮点重新回到中心O点，设电子的速度为v ，则evB eE =， 得E v B =， 即U v Bb =． （2）当极板间仅有偏转电场时，电子以速度v 进入后，竖直方向做匀加速运动，加速度为eUa mb =． 电子在水平方向做匀速运动，在电场内的运动时间11L t v=。

近代物理知识点总结盘州市第七中学王富瑾一、原子结构汤姆孙：1、研究阴极射线管发现了电子（十九世纪三大发现之一），并测定其比荷，但没有测出电子的电荷量（电荷量由密立根通过油滴实验测出），说明原子可分，有复杂内部结构。

2、提出葡萄干——面包模型。

卢瑟福：1、进行了α粒子散射实验。

实验现象：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子发生了大角度偏转，极少数α粒子的偏转超过了90°，极个别原路返回。

2、提出原子核式结构模型。

在原子中心有一个很小的核（10-15m左右）,原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里,带负电的的电子在核外空间绕核做高速旋转。

波尔：提出了原子结构假说，成功地解释和预言了氢原子的光谱（仅能解释氢原子光谱）。

波尔原子结构假说：1、轨道：电子绕核运行的可能轨道是不连续的。

2、定态：原子只能处于一系列不连续的、稳定的能量状态(定态)，在这些能量状态中原子是稳定的,电子虽然绕核运动,但并不向外辐射能量。

3、跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时,它辐射或吸收一定频率的光子,光子的能量由这两个定态的能量差决定,即hν=E2-E1。

(h是普朗克常量,h=6.63×10-34 J·s)。

4、能级图：原子在各个定态时的能量值称为原子的能级．它对应电子在各条可能轨道上运动时的能量E n(包括动能和势能)．5、光谱:用光栅或棱镜可以把光按波长展开,获得光的波长(频率)和强度分布的记录。

高频考点：1、物理学史的识记。

2、卢瑟福α粒子散射实验的实验现象和结论。

3、跃迁发生的条件：（1）光子的能量恰等于两能级之差，hν=E2-E1（2）光子能量高于基态能量，则电子逸出，多余能量转化为电子的动能。

（3）若吸收的是电子能量，则电子能量大于两能级只差也可发生跃迁。

4、高能级向低能级跃迁时可能放出的光子种类：（1）一群原子核放出光的种类为：。

（2）一个原子核最多放出的光种类：n-1种。

高二(3233)班选修3-5总结一,动量定理的理解与应用1.容易混淆的几个物理量的区别(1)动量与冲量的区别：即等效代换为变力的冲量I。

(2)应用Δp＝F·t求恒力作用下的曲线运动中物体动量的变化。

曲线运动中物体速度方向时刻在改变，求动量变化Δp＝p′－p需要应用矢量运算方法，比较复杂。

如果作用力是恒力，可以求恒力的冲量，等效代换动量的变化。

(3)用动量定理解释现象。

用动量定理解释的现象一般可分为两类：一类是物体的动量变化一定，分析力与作用时间的关系；另一类是作用力一定，分析力作用时间与动量变化间的关系。

分析问题时，要把哪个量一定、哪个量变化搞清楚。

(4)处理连续流体问题(变质量问题)。

通常选取流体为研究对象，对流体应用动量定理列式求解。

3．应用动量定理解题的步骤(1)选取研究对象。

(2)确定所研究的物理过程及其始、末状态。

(3)分析研究对象在所研究的物理过程中的受力情况。

(4)规定正方向，根据动量定理列方程式。

(5)解方程，统一单位，求解结果。

4．动量守恒定律与机械能守恒定律的比较①一般材料的物体，辐射的电磁波除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关． ②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关． a ．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加．b ．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．4．★★★普朗克能量子：带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值的整数倍．即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的．这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子．能量子的大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h 称为普朗克常量．爱因斯坦光子说：空间传播的光本身就是一份一份的，每一份能量子叫做一个光子．光子的能量为ε＝hν。

二、光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率．(2)光电流的强度与入射光的强度成正比．(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的．(4)光子的最大初动能与入射光的强度无关，随入射光的频率增大而增大． 理解：（1）光照强度（单色光）光子数光电子数饱和光电流 （2）光子频率ν光子能量ε＝hν爱因斯坦光电效应方程（密立根验证）E k ＝hν－W 0遏制电压U c e=E k三、光的波粒二象性与物质波光电效应是指物体在光的照射下发射出电子的现象，发射出的电子称为光电子。

选修3-5知识汇总一、动量1.动量：p ＝mv ｛方向与速度方向相同｝2.冲量：I ＝Ft ｛方向由F 决定｝3.动量定理：I ＝Δp 或Ft ＝mv t –mv o {Δp:动量变化Δp ＝mv t –mv o ，是矢量式}4.动量守恒定律：p 前总＝p 后总或p ＝p ’也可以是/22/112211v m v m v m v m +=+ 5.（1）弹性碰撞： 系统的动量和动能均守恒'2'1221121v m v m v m v m +=+ ① 2'222'1122221121212121v m v m v m v m +=+ ② 1211'22v m m m v +=其中：当2v =0时，为一动一静碰撞，此时 （2）非弹性碰撞：系统的动量守恒，动能有损失'2'1221121v m v m v m v m +=+（3）完全非弹性碰撞：碰后连在一起成一整体 共v m m v m v m )(212211+=+，且动能损失最多6. 人船模型——两个原来静止的物体（人和船）发生相互作用时，不受其它外力，对这两个物体组成的系统来说，动量守恒，且任一时刻的总动量均为零，由动量守恒定律，有mv1 = MV2 （注意：几何关系） 注： (1)正碰又叫对心碰撞，速度方向在它们“中心”的连线上;(2)以上表达式除动能外均为矢量运算,在一维情况下可取正方向化为代数运算;（3）系统动量守恒的条件:合外力为零或系统不受外力，则系统动量守恒（碰撞问题、爆炸问题、反冲问题等）; (4)碰撞过程(时间极短，发生碰撞的物体构成的系统)视为动量守恒,原子核衰变时动量守恒;(5)爆炸过程视为动量守恒，这时化学能转化为动能，动能增加； 思考1：利用动量定理和动量守恒定律解题的步骤是什么？ 思考2：动量变化Δp 为正值，动量一定增大吗？（不一定） 思考3：两个物体组成的系统动量守恒，其中一个物体的动量增大，另一个物体的动量一定减小吗？动能呢？（不一定）思考4：两个物体碰撞过程遵循的三条规律分别是什么？思考5：一动一静两个小球正碰撞，入射球和被撞球的速度范围怎样计算？思考6：有哪些模型可视为一动一静弹性碰撞？有哪些模型可视为人船模型？人船模型存在哪些特殊规律？ 思考7：同样是动量守恒，碰撞，爆炸，反冲三者有何不同？（有弹簧的弹性势能或火药的化学能，或者人体内的化学能转化为动能的情况下，总动能增大） 二、波粒二象性1、1900年普朗克能量子假说，电磁波的发射和吸收是不连续的，而是一份一份的E=hv2、赫兹发现了光电效应，1905年，爱因斯坦量解释了光电效应，提出光子说及光电效应方程3、光电效应① 每种金属都有对应的c ν和W 0，入射光的频率必须大于这种金属极限频率才能发生光电效应 ② 光电子的最大初动能与入射光的强度无关，光随入射光频率的增大而增大（0W h E Km -=ν）。

物理人教版高中选修3-5物理选修3-5_知识点总结提纲_精华版-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN高中物理选修3-5知识点梳理一、动量动量守恒定律1、动量：可以从两个侧面对动量进行定义或解释：①物体的质量跟其速度的乘积，叫做物体的动量。

②动量是物体机械运动的一种量度。

动量的表达式P = mv。

单位是skg .动量是矢量，其方向就是瞬时速度的方向。

因为速度是相对的，所以m动量也是相对的。

2、动量守恒定律：当系统不受外力作用或所受合外力为零，则系统的总动量守恒。

动量守恒定律根据实际情况有多种表达式，一般常用等号左右分别表示系统作用前后的总动量。

运用动量守恒定律要注意以下几个问题：①动量守恒定律一般是针对物体系的，对单个物体谈动量守恒没有意义。

②对于某些特定的问题, 例如碰撞、爆炸等，系统在一个非常短的时间内，系统内部各物体相互作用力，远比它们所受到外界作用力大，就可以把这些物体看作一个所受合外力为零的系统处理, 在这一短暂时间内遵循动量守恒定律。

③计算动量时要涉及速度，这时一个物体系内各物体的速度必须是相对于同一惯性参照系的，一般取地面为参照物。

④动量是矢量，因此“系统总动量”是指系统中所有物体动量的矢量和，而不是代数和。

⑤动量守恒定律也可以应用于分动量守恒的情况。

有时虽然系统所受合外力不等于零，但只要在某一方面上的合外力分量为零，那么在这个方向上系统总动量的分量是守恒的。

⑥动量守恒定律有广泛的应用范围。

只要系统不受外力或所受的合外力为零，那么系统内部各物体的相互作用，不论是万有引力、弹力、摩擦力，还是电力、磁力，动量守恒定律都适用。

系统内部各物体相互作用时，不论具有相同或相反的运动方向；在相互作用时不论是否直接接触；在相互作用后不论是粘在一起，还是分裂成碎块，动量守恒定律也都适用。

3、动量与动能、动量守恒定律与机械能守恒定律的比较。

动量与动能的比较：①动量是矢量, 动能是标量。

4.原子核的结合能[先填空]1．结合能核子结合成原子核所释放的能量．2．质能关系(1)物体的能量与其质量的关系式E＝mc2.(2)能量计算ΔE＝Δmc2.3．质量亏损核反应中的质量减少称为质量亏损．[再判断]1．原子核的结合能就是核子结合成原子核时需要的能量．(×)2．质量亏损是因为这部分质量转化为能量．(×)3．质能方程E＝mc2表明了质量与能量间的一种对应关系．(√)[后思考]有人认为质量亏损就是核子的个数变少了，这种认识对不对？【提示】不对．在核反应中质量数守恒即核子的个数不变，只是核子组成原子核时，仿佛变“轻”了一些，原子核的质量总是小于其全部核子质量之和，即发生了质量亏损，核子的个数并没有变化．1．对质量亏损的理解质量亏损，并不是质量消失，减少的质量在核子结合成核的过程中以能量的形式辐射出去了．物体质量增加，则总能量随之增加；质量减少，总能量也随之减少，这时质能方程也写为ΔE＝Δmc2.2．核能的计算方法(1)根据质量亏损计算①根据核反应方程，计算核反应前后的质量亏损Δm.②根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2计算核能．其中Δm的单位是千克，ΔE的单位是焦耳．(2)利用原子质量单位u和电子伏特计算根据1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV，即ΔE＝Δm×931.5 MeV.其中Δm的单位是u，ΔE的单位是MeV.1．(多选)一个质子和一个中子结合成氘核，同时放出γ光子，核反应方程是11H＋10n→21 H＋γ，以下说法中正确的是( )A．反应后氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和B．反应前后的质量数不变，因而质量不变C．反应前后质量数不变，但会出质量亏损D．γ光子的能量为Δmc2，Δm为反应中的质量亏损，c为光在真空中的速度【解析】核反应中质量数与电荷数及能量均守恒，由于反应中要释放核能，会出现质量亏损，反应中氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和，所以质量不守恒，但质量数不变，且能量守恒，释放的能量会以光子的形式向外释放，故正确答案为A、C、D.【答案】ACD2．(多选)关于质能方程，下列哪些说法是正确的( )【导学号：22482045】A．质量减少，能量就会增加，在一定条件下质量转化为能量B．物体获得一定的能量，它的质量也相应地增加一定值C．物体一定有质量，但不一定有能量，所以质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系D．一定量的质量总是与一定量的能量相联系的【解析】质能方程E＝mc2表明某一定量的质量与一定量的能量是相联系的，当物体获得一定的能量，即能量增加某一定值时，它的质量也相应增加一定值，并可根据ΔE＝Δmc2进行计算，故B、D对．【答案】BD3．取质子的质量m p ＝1.672 6×10－27kg ，中子的质量m n ＝1.674 9×10－27kg ，α粒子的质量m α＝6.646 7×10－27kg ，光速c ＝3.0×108m/s.请计算α粒子的结合能．(计算结果保留两位有效数字)【解析】 组成α粒子的核子与α粒子的质量差 Δm ＝(2m p ＋2m n )－m α 结合能ΔE ＝Δmc 2代入数据得ΔE ＝4.3×10－12J.【答案】 4.3×10－12J核能的两种单位两种方法计算的核能的单位分别为“J”和“MeV”，1 MeV ＝1×106×1.6×10－19J ＝1.6×10－13J.[先填空] 1．比结合能原子核的结合能ΔE 除以核子数A ，ΔEA称为原子核的比结合能，又叫平均结合能．2．核聚变和核裂变(1)核聚变：两个轻核结合成较重的单个原子核时会释放能量，这样的过程叫核聚变．两个氘核的聚变：21H ＋21H→42He.(2)核裂变：一个重核分裂为两个(或多个)中等质量的核时释放出能量，这样的过程叫核裂变．[再判断]1．原子核的核子数越多，比结合能越大．(×) 2．比结合能越大，原子核越稳定．(√)3．由比结合能曲线可知，核聚变和核裂变两种核反应方式都能释放核能．(√) [后思考]裂变反应发生后，裂变反应生成物的质量增加还是减小？为什么？【提示】 减小．裂变反应释放大量的能量，所以发生质量亏损，反应后的质量减小．比结合能与原子核稳定的关系(1)比结合能的大小能够反映原子核的稳定程度，比结合能越大，原子核就越难拆开，表示该原子核就越稳定．(2)核子数较小的轻核与核子数较大的重核，比结合能都比较小，表示原子核不太稳定；中等核子数的原子核，比结合能较大，表示原子核较稳定.(3)当比结合能较小的原子核转化成比结合能较大的原子核时，就可能释放核能．例如，一个核子数较大的重核分裂成两个核子数小一些的核，或者两个核子数很小的轻核结合成一个核子数大一些的核，都能释放出巨大的核能．4．下列关于结合能和比结合能的说法中，正确的有( )A．核子结合成原子核时吸收能量B．原子核拆解成核子时要吸收能量C．比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大D．重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和比结合能都大【解析】核子结合成原子核时放出能量，原子核拆解成核子时吸收能量，A错误，B 正确；比结合能越大的原子核越稳定，但比结合能越大的原子核，其结合能不一定大，例如中等质量原子核的比结合能比重核大，但由于核子数比重核少，其结合能比重核反而小，C、D选项错误．【答案】 B5．(多选)如图3­4­1所示是描述原子核核子的平均质量m与原子序数Z的关系曲线，由图可知下列说法正确的是 ( )图3­4­1A．将原子核A分解为原子核B、C一定放出能量B．将原子核D、E结合成原子核F可能吸收能量C．将原子核A分解为原子核B、F一定释放能量D．将原子核F、C结合成原子核B一定释放能量【解析】因B、C核子平均质量小于A的核子平均质量，故A分解为B、C时，会出现质量亏损，故放出核能，故A正确，同理可得B、D错，C正确．【答案】AC6．当两个中子和两个质子结合成一个α粒子时，放出28.30 MeV的能量，当三个α粒子结合成一个碳核时，放出7.26 MeV的能量，则当6个中子和6个质子结合成一个碳核时，释放的能量约为________．【解析】6个中子和6个质子可结合成3个α粒子，放出能量3×28.30 MeV＝84.9 MeV，3个α粒子再结合成一个碳核，放出7.26 MeV能量，故6个中子和6个质子结合成一个碳核时，释放能量为84．9 MeV＋7.26 MeV＝92.16 MeV.【答案】92.16 MeV对比结合能曲线的理解由曲线可知中等质量的核的比结合能最大，核最稳定．质量较大的重核裂变成中等质量的核要释放能量，质量较小的轻核聚变时也要释放能量．3.光的波粒二象性[先填空]1．光的散射：光在介质中与物体微粒的相互作用，使光的传播方向发生偏转，这种现象叫光的散射．蔚蓝的天空、殷红的晚霞是大气层对阳光散射形成的，夜晚探照灯或激光的光柱，是空气中微粒对光散射形成的．2．康普顿效应康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除原波长外，还发现了波长随散射角的增大而增大的谱线．X射线经物质散射后波长变长的现象，称为康普顿效应．3．康普顿的理论当光子与电子相互作用时，既遵守能量守恒定律，又遵守动量守恒定律．在碰撞中光子将能量hν的一部分传递给了电子，光子能量减少，波长变长．4．康普顿效应的意义康普顿效应表明光子除了具有能量之外，还具有动量，深入揭示了光的粒子性的一面，为光子说提供了又一例证．[再判断]1．康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也具有动量．(√)2．康普顿效应进一步说明光具有粒子性．(√)3．光子发生散射时，其动量大小发生变化，但光子的频率不发生变化．(×)4．光子发生散射后，其波长变大．(√)[后思考]1．太阳光从小孔射入室内时，我们从侧面可以看到这束光；白天的天空各处都是亮的；宇航员在太空中尽管太阳光耀眼刺目，其他方向的天空却是黑的．为什么？【提示】地球上存在着大气，太阳光经大气中的微粒散射后传向各个方向；而在太空中的真空环境下，光不再散射，只向前传播．2．光电效应与康普顿效应研究问题的角度有何不同？【提示】光电效应应用于电子吸收光子的问题，而康普顿效应应用于讨论光子与电子碰撞且没有被电子吸收的问题．1．对康普顿效应的理解(1)实验现象X射线管发出波长为λ0的X射线，通过小孔投射到散射物石墨上．X射线在石墨上被散射，部分散射光的波长变长，波长改变的多少与散射角有关．(2)康普顿效应与经典物理理论的矛盾按照经典物理理论，入射光引起物质内部带电粒子的受迫振动，振动着的带电粒子从入射光吸收能量，并向四周辐射，这就是散射光．散射光的频率应该等于粒子受迫振动的频率(即入射光的频率)．因此散射光的波长与入射光的波长应该相同，不应该出现波长变长的散射光．另外，经典物理理论无法解释波长改变与散射角的关系．(3)光子说对康普顿效应的解释假定X射线光子与电子发生弹性碰撞．①光子和电子相碰撞时，光子有一部分能量传给电子，散射光子的能量减少，于是散射光的波长大于入射光的波长．②因为碰撞中交换的能量与碰撞的角度有关，所以波长的改变与散射角有关．2．康普顿的散射理论进一步证实了爱因斯坦的光量子理论，也有力证明了光具有波粒二象性．1．(多选)美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分，这个现象称为康普顿效应．关于康普顿效应，以下说法正确的是 ( )A．康普顿效应说明光子具动量B．康普顿效应现象说明光具有波动性C．康普顿效应现象说明光具有粒子性D．当光子与晶体中的电子碰撞后，其能量增加【解析】康普顿效应说明光具有粒子性，B项错误，A、C项正确；光子与晶体中的电子碰撞时满足动量守恒和能量守恒，故二者碰撞后，光子要把部分能量转移给电子，光子的能量会减少，D项错误．【答案】AC2．康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也有动量．如图4­3­1给出了光子与静止电子碰撞后电子的运动方向，则碰后光子可能沿__________方向运动，并且波长________(选填“不变”“变短”或“变长”)．图4­3­1【解析】因光子与电子在碰撞过程中动量守恒，所以碰撞之后光子和电子的总动量的方向与光子碰前动量的方向一致，可见碰后光子运动的方向可能沿1方向，不可能沿2或3方向；通过碰撞，光子将一部分能量转移给电子，能量减少，由ε＝hν知，频率变小，再根据c＝λν知，波长变长．【答案】 1 变长动量守恒定律不但适用于宏观物体，也适用于微观粒子间的作用；康普顿效应进一步揭示了光的粒子性，也再次证明了爱因斯坦光子说的正确性.[先填空]1．光的波粒二象性(1)光既具有波动性又具有粒子性，既光具有波粒二象性．光的波动性是指光的运动形态具有各种波动的共同特征，如干涉、衍射和色散等都有波动的表现．光的粒子性是指光与其他物质相互作用时所交换的能量和动量具有不连续性，如光电效应、康普顿效应等．(2)光子的能量和动量 ①能量：ε＝h ν. ②动量：p ＝hλ.(3)意义能量ε和动量p 是描述物质的粒子性的重要物理量；波长λ和频率ν是描述物质的波动性的典型物理量．因此ε＝h ν和p ＝hλ揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系．2．光是一种概率波光波在某处的强度代表着光子在该处出现概率的大小，所以光是一种概率波． [再判断]1．光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性．(√) 2．光子数量越大，其粒子性越明显．(×)3．光具有粒子性，但光子又不同于宏观观念的粒子．(√) 4．光子通过狭缝后落在屏上明纹处的概率大些．(√) [后思考]1．由公式E ＝h ν和λ＝hp，能看出波动性和粒子性的联系吗？【提示】 从光子的能量和动量的表达式可以看出，是h 架起了粒子性与波动性之间的桥梁．2．在光的单缝衍射实验中，在光屏上放上照相底片，并设法控制光的强度，尽可能使光子一个一个地通过狭缝，曝光时间短时，可看到胶片上出现一些无规则分布的点；曝光时间足够长时，有大量光子通过狭缝，底片上出现一些平行条纹，中央条纹最亮最宽．请思考下列问题：(1)曝光时间短时，说明什么问题？【提示】 少量光子表现出光的粒子性，但其运动规律与宏观粒子不同，其位置是不确定的．(2)曝光时间足够长时，说明什么问题？【提示】大量光子表现出光的波动性，光波强的地方是光子到达的机会多的地方．(3)暗条纹处一定没有光子到达吗？【提示】暗条纹处也有光子到达，只是光子到达的几率特别小，很难呈现出亮度．1．对光的认识的几种学说在双缝干涉实验中，光子通过双缝后，对某一个光子而言，不能肯定它落在哪一点，但屏上各处明暗条纹的不同亮度，说明光子落在各处的可能性即概率是不相同的．光子落在明条纹处的概率大，落在暗条纹处的概率小．这就是说光子在空间出现的概率可以通过波动的规律来确定，因此说光是一种概率波．3．关于光的波粒二象性，下列说法中正确的是( )【导学号：22482062】A．光的频率越高，衍射现象越容易看到B．光的频率越高，粒子性越显著C．大量光子产生的效果往往显示粒子性D．光的波粒二象性否定了光的电磁说【解析】光具有波粒二象性，波粒二象性并不否定光的电磁说，只是说某些情况下粒子性明显，某些情况下波动性明显，故D错误．光的频率越高，波长越短，粒子性越明显，波动性越不明显，越不易看到其衍射现象，故B正确、A错误．大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性，故C错误．【答案】 B4．(多选)在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上．假设现在只让一个光子能通过单缝，那么该光子( )A．一定落在中央亮纹处B．一定落在亮纹处C．可能落在亮纹处D．可能落在暗纹处【解析】根据光的概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不可确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处，可达95%以上．当然也可能落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，只不过落在暗处的概率很小而已，故只有C、D正确．【答案】CD对光的波粒二象性的两点提醒1．光的干涉和衍射及偏振说明光具有波动性，而光电效应和康普顿效应是光具有粒子性的例证．2．波动性和粒子性都是光的本质属性，只是在不同条件下的表现不同．当光与其他物质发生作用时，表现出粒子的性质；少量或个别光子易显示出光的粒子性；频率高波长短的光，粒子性显著．大量光子在传播时表现为波动性；频率低波长长的光，波动性显著．对光子落点的理解1．光具有波动性，光的波动性是统计规律的结果，对某个光子我们无法判断它落到哪个位置，我们只能判断大量光子的落点区域．2．在暗条纹处，也有光子达到，只是光子数很少．3．对于通过单缝的大量光子而言，绝大多数光子落在中央亮纹处，只有少数光子落在其他亮纹处及暗纹处．。

第十七章波粒二象性1.黑体：完全吸收入射各波长电磁波不反射2.热辐射现象：①任物在任℃都发射各种波长电磁波②辐射能量大小及波长分布与℃有关③既辐射也反射能量3.黑体辐射：①℃↑，黑体的辐射强度↑②℃↑，辐射强度极大值向波长短方移动4.能量子：①1900年普朗克②普`提振动的带电微粒的能量只是最小能量值ε的整数倍③ε＝hν④h普朗克常量＝6.63×10－34J·S ν频率光电效应的实验规律1.光电效应：照射金属光，使金属中的电子从表面逸出光电子：逸出电子勒纳德和汤姆孙等相继实验证实2.饱和电流：光色不变，入射光越强，饱和电流越大，单位时间内发射的光电子数越多3.遏止电压：使光电流减小到0的反向电压U c，光电子一定存在初速度满足12m e u c2＝eU c颜色不同，频率不同，～不同4.光电子的能量只与入射光的频率有关5.截至频率（极限频率）νc不同金属截至～不同6.入射光频率＜νc不发生光电效应7.瞬时性：当频率＞νc，立即产光电流光电效应解释中的疑难1.逸出功W0：脱离做功最小值2.不同金属W0不同3.光↑，逸出电子数↑，光电流↑爱因斯坦的光电效应方程1.光：一份一份的由一个个不可分割的ε组成2.频率为ν的光的能量子为hν，h为普朗克常量3.光子：光的能量子为hν4.金属电子吸一光子获能是hν，一部分克服金属的逸出功W0，剩下表现为逸出后电子的初动能E k即hν＝E k＋W0或E k＝hν－W0（爱因斯坦光点效应方程）（W0交于负半轴）若E k光电子的最大初动能E k＝12m e u c2一个光子只给一个电子输能·爱因`表明：E k与入射光的频率ν有关hν＞W0时，才有光电子逸出，νc＝W0ℎ（光电效应截至频率）·电子一次性全吸能，不累能量时间，光电流几乎瞬时产生·同颜色（ν相同）的光，光较强时，包含光子数↑，照射金属产生光电子↑，饱和电流↑康普顿效应1.光的散射：在介质中与物质微粒相互作用，传播方向改变2.康普顿效应：散射X射线时，除与入射光波长λ0相同的成分，还有波长大于λ0的成分3.光电效应：光子具有能量康普顿效应：光子除了具有能量还具有动量光子的动量1.E＝mc2E一定的能量m一定的质量2.光子的动量：p＝ℎλλ波长h普朗克常量p动量【p＝mc①ε＝hf②ε＝mc2③联解①②③得p＝ℎλ】（f＝ν＝cλc光速f＝ν频率）光的波粒二象性1.波粒二象性：光具有波动性＋粒子性2.能量ε和动量p：描述物质的粒子性的重要物理量3.波长λ或频率ν：描述物质的波动性的典型物理量粒子的波动性1.德布罗意：①提出假设：实物粒子具有波动性②德布罗意波（物质波、概率波）：与实物粒子相联系的波2.概率波1.光的强弱对应光子数目：明纹处光子多，暗纹处光子少光子落在明纹处概率大，暗纹概率小2.光的波动性不是光子之间的相互作用引起，是光子自身固有性质不确定性关系不确定性关系1.托马斯·杨和菲涅耳：光的波动说麦克斯韦：光的电磁理论爱因斯坦：光子理论第十八章原子结构电子的发现原子可以分割，由更小微粒组成电子的发现1.汤姆孙认为阴极射线是带电粒子流2.组成阴极射线的粒子为电子3.热离子发射：金属高温发射粒子现象4.密立根：电荷是量子化，任何带电体的电荷是e的整数倍e＝1.602 177 33（49）×10－19C 原子的核式结构模型汤姆孙：提出“枣糕模型”和“西瓜模型”α粒子散射实验1.α粒子：放射性物质（如铀和镭）发射出来快速运动粒子，带两个单位正电荷2.卢瑟福α粒子轰击金箔实验（α粒子散射实验）3.卢瑟福原子结构模型：原子核：原子中心一个很小的核原子全部的正电荷和质量集在此带负电电子在核外绕核旋转4.对α粒子散射实验数据分析：可估计原子核大小和正电荷数5.原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数（英）汤姆孙：发现电子氢原子光谱光谱1.光谱：光栅或棱镜把各颜色光按波长展开，获光的波长（频率）＋强度分布的记录2.线状谱：光谱有一条条的亮线3.连续光谱：非条，连在一起的光带例：炽热气体、液体及高温高压气体产生4.各原子发射光谱都是线状谱5.亮线：原子的特征谱线（元素发出多少频率的光，就吸收多少频率的光）。

高中物理人教版选修3-5 第十九章原子核 6.核裂变选择题裂变反应中释放出的能量来自于(? )A．核子消失转化为能量B．原子中电子与原子核的电势能减小C．入射的中子消失转化为能量D．原子核的平均结合能变大，释放出能量【答案】D【解析】发生核反应过程中，核子数保持守恒，中子未消失，故A、C错误，能量来自于原子核内部，因重核在分裂为中等质量的原子核时，平均结合能增加而释放出能量，D正确．选择题铀核裂变时，对于产生链式反应的重要因素，下列说法中正确的是(? )A．铀块的质量是重要因素，与体积无关B．为了使铀235裂变的链式反应容易发生，最好直接利用裂变时产生的快中子C．若铀235的体积超过它的临界体积，裂变的链式反应就能够发生D．裂变能否发生链式反应与铀块的质量无关【答案】C【解析】要发生链式反应必须使铀块体积(或质量)大于临界体积或临界质量，故A、D错，C对。

铀235俘获慢中子发生裂变的概率大，快中子使铀235发生裂变的几率小，故B错。

选择题链式反应中，重核裂变时放出的可以使裂变不断进行下去的粒子是(? )A.质子B.中子C.β粒子D.α粒子【答案】B【解析】重核裂变时放出中子，中子再轰击其他重核发生新的重核裂变，形成链式反应，B项正确。

选择题贫铀炸弹是一种杀伤力很强的武器，贫铀是提炼铀235以后的副产品，其主要成分为铀238，贫铀炸弹不仅有很强的穿甲能力，而且铀238具有放射性，残留物可长期对环境起破坏作用而造成污染．人长期生活在该环境中会受到核辐射而患上皮肤癌和白血病．下列叙述错误的是(? )A．铀238的衰变方程式为：→＋B.和互为同位素C．人患皮肤癌和白血病是因为核辐射导致了基因突变D．贫铀弹的穿甲能力很强，也是因为它的放射性【答案】D【解析】铀238具有放射性，放出一个α粒子，变成钍234，A 项正确；铀238和铀235质子数相同，互为同位素，B项正确；核辐射能导致基因突变，是皮肤癌和白血病的诱因之一，C项正确；贫铀弹的穿甲能力很强，是因为它的弹芯是由高密度、高强度、高韧性的铀合金组成，袭击目标时产生高温化学反应，所以其爆炸力、穿透力远远超过一般炸弹，D项错．选择题利用重核裂变释放核能时选用铀235，主要因为(? )A．它比较容易发生链式反应B．能自动裂变，与体积无关C．铀核比较容易分裂成为三部分或四部分，因而放出更多的核能D．铀235价格比较便宜，而且它裂变时放出的核能比其他重核裂变时放出的核能要多【答案】A【解析】核电站利用核能发电，它的核心设施是核反应堆．反应堆中的核反应主要是铀235吸收慢中子后发生的裂变，反应堆利用浓缩铀制成铀棒，作为核燃料，选项A正确．选择题一个核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为＋―→＋＋2，则下列叙述正确的是(? )A．X原子核中含有86个中子B．X原子核中含有141个核子C．因为裂变时释放能量，根据E＝mc2，所以裂变后的总质量数增加D．因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少【答案】A【解析】X原子核中的核子数为(235＋1)－(94＋2)＝140，B错误；中子数为140－(92－38)＝86，故A正确；裂变时释放能量，出现质量亏损，但是其总质量数是不变的，故C、D错误．选择题如图所示，镉棒在核反应堆中的作用是(? )A．使快中子变慢中子B．使慢中子变快中子C．使反应速度加快D．控制反应速度，调节反应速度的快慢【答案】D【解析】在核反应堆中石墨起变快中子为慢中子的作用，镉棒起吸收中子、控制反应速度、调节功率大小的作用．选择题下面是铀核裂变反应中的一个：＋―→＋＋10已知铀235的质量为235.043 9u，中子质量为1.008 7u，锶90的质量为89.907 7 u，氙136的质量为135.907 2u，则此核反应中(? ) A．质量亏损为Δm＝235.043 9u＋1.008 7u－89.907 7 u－135.907 2uB．质量亏损为Δm＝(235.043 9＋1.008 7－89.907 7－135.907 2－10×1.0087)uC．释放的总能量为ΔE＝(235.043 9＋1.008 7－89.907 7－135.907 2－10×1.0087)×(3×108)2JD．释放的总能量为ΔE＝(235.043 9＋1.008 7－89.907 7－135.907 2－10×1.0087)×931.5MeV【答案】BD【解析】计算亏损质量时要用反应前的总质量减去反应后的总质量，二者之差可用“u”或“kg”作单位，故A错，B对；质量单位为“u”时，可直接用“1u的亏损放出能量931.5MeV”计算总能量，故D对，当质量单位为“kg”时直接乘以(3.0×108)2，总能量单位才是焦耳，故C错。

高中物理选修3-5知识点梳理一、动量 动量守恒定律1、动量：可以从两个侧面对动量进行定义或解释：①物体的质量跟其速度的乘积，叫做物体的动量。

②动量是物体机械运动的一种量度。

动量的表达式P = mv 。

单位是s m kg .动量是矢量，其方向就是瞬时速度的方向。

因为速度是相对的，所以动量也是相对的。

2、动量守恒定律：.当系统不受外力作用或所受合外力为零，则系统的总动量守恒。

动量守恒定律根据实际情况有多种表达式，一般常用等号左右分别表示系统作用前后的总动量。

运用动量守恒定律要注意以下几个问题：①动量守恒定律一般是针对物体系的，对单个物体谈动量守恒没有意义。

②对于某些特定的问题, 例如碰撞、爆炸等，系统在一个非常短的时间，系统部各物体相互作用力，远比它们所受到外界作用力大，就可以把这些物体看作一个所受合外力为零的系统处理, 在这一短暂时间遵循动量守恒定律。

③计算动量时要涉及速度，这时一个物体系各物体的速度必须是相对于同一惯性参照系的，一般取地面为参照物。

④动量是矢量，因此“系统总动量”是指系统中所有物体动量的矢量和，而不是代数和。

⑤动量守恒定律也可以应用于分动量守恒的情况。

有时虽然系统所受合外力不等于零，但只要在某一方面上的合外力分量为零，那么在这个方向上系统总动量的分量是守恒的。

⑥动量守恒定律有广泛的应用围。

只要系统不受外力或所受的合外力为零，那么系统部各物体的相互作用，不论是万有引力、弹力、摩擦力，还是电力、磁力，动量守恒定律都适用。

系统部各物体相互作用时，不论具有相同或相反的运动方向；在相互作用时不论是否直接接触；在相互作用后不论是粘在一起，还是分裂成碎块，动量守恒定律也都适用。

—3、动量与动能、动量守恒定律与机械能守恒定律的比较。

动量与动能的比较：①动量是矢量, 动能是标量。

②动量是用来描述机械运动互相转移的物理量而动能往往用来描述机械运动与其他运动(比如热、光、电等)相互转化的物理量。

物理选修3-5知识点总结一、动量守恒定律1、动量守恒定律的条件:系统所受的总冲量为零(不受力、所受外力的矢量和为零或外力的作用远小于系统内物体间的相互作用力)，即系统所受外力的矢量和为零。

(碰撞、爆炸、反冲) 注意:内力的冲量对系统动量是否守恒没有影响，但可改变系统内物体的动量。

内力的冲量是系统内物体间动量传递的原因，而外力的冲量是改变系统总动量的原因。

2、动量守恒定律的表达式m1v1+m2v2=m1v1/+m2v2/ (规定正方向) △p1=-△p、某一方向动量守恒的条件:系统所受外力矢量和不为零，但在某一方向上的力为零，则系统在这个方向上的动量守恒。

必须注意区别总动量守恒与某一方向动量守恒。

4、碰撞(1)完全非弹性碰撞:获得共同速度，动能损失最多动量守恒，(2)弹性碰撞:动量守恒，碰撞前后动能相等;动量守恒，;动能守恒，; 特例1:A、B两物体发生弹性碰撞，设碰前A初速度为v0，B静止，则碰后速度，vB=. 特例2:对于一维弹性碰撞，若两个物体质量相等，则碰撞后两个物体互换速度(即碰后A的速度等于碰前B的速度，碰后B的速度等于碰前A的速度)(3)一般碰撞:有完整的压缩阶段，只有部分恢复阶段，动量守恒，动能减小。

5、人船模型--两个原来静止的物体(人和船)发生相互作用时，不受其它外力，对这两个物体组成的系统来说，动量守恒，且任一时刻的总动量均为零，由动量守恒定律，有mv = MV (注意:几何关系)二、量子理论的建立黑体和黑体辐射1、量子理论的建立:1900年德国物理学家普朗克提出振动着的带电微粒的能量只能是某个最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的能量值ε叫做能量子ε= hν。

h为普朗克常数(6.63×10-34J.S)①存在饱和电流，这表明入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多;②存在遏止电压: ;③截止频率:光电子的能量与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关，当入射光的频率低于截止频率时不能发生光电效应;④效应具有瞬时性:光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9s。

第一篇 专题十一 动量、原子物理[基础等级评价]1．(2010·全国卷Ⅰ)原子核238 92U 经放射性衰变①变为原子核234 90Th ，继而经放射性衰变②变为原子核234 91Pa ，再经放射性衰变③变为原子核234 92U.放射性衰变①、②和③依次为( )A ．α衰变、β衰变和β衰变B ．β衰变、α衰变和β衰变C ．β衰变、β衰变和α衰变D ．α衰变、β衰变和α衰变解析：由电荷数守恒与质量数守恒可分别写出衰变①为238 92U ―→234 90Th ＋42He ，衰变②为234 90Th ―→234 91Pa ＋ 0－1e ，衰变③为234 91Pa ―→234 92U ＋0－1e ，故知正确答案为A. 答案：A2．(2010·广东高考)关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有( )A.238 92U →234 90Th ＋42He 是α衰变B.14 7N ＋42He →17 8O ＋11H 是β衰变C.21H ＋31H →42He ＋10n 是轻核聚变D.8234Se →8236Kr ＋20－1e 是重核裂变 解析：α衰变是放射出氦核的天然放射现象，A 正确；β衰变是放射出电子的天然放射现象，而B 项是发现质子的原子核人工转变，故B 错；C 项是轻核的聚变，D 项是β衰变现象，故C 对D 错．答案：AC3．(2010·四川高考)用波长为2.0×10－7 m 的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10－19 J ．由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s ，光速c ＝3.0×108 m/s ，结果取两位有效数字)( )A ．5.5×1014 HzB ．7.9×1014 HzC ．9.8×1014 HzD ．1.2×1015 Hz解析：由爱因斯坦的光电效应方程h c λ＝E km ＋W ，而金属的逸出功W ＝h ν0，由以上两式得，钨的极限频率为：ν0＝c λ－E km h ＝7.9×1014 Hz ，B 项正确．答案：B4．(2010·北京高考)太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少．太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026 J ，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近( )A ．1036 kgB ．1018 kgC ．1013 kgD ．109 kg解析：根据爱因斯坦质能方程ΔE ＝Δmc 2，得Δm ＝ΔE c 2＝4×1026(3×108)2 kg ≈109 kg. 答案：D5．(2010·济宁模拟)高速电子流撞击任何固体时，都会产生X 射线．(1)当动能E k ＝6.63×104 eV 的电子撞击固体时，求所产生X 射线可能的最大频率νmax (已知普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s ，e ＝1.6×10－19 C)．(2)研究表明，高速电子撞击钼原子时，其内层的n ＝1层(K 层)电子被击出，留下一个空位，此时如果n ＝2层(L 层)的电子跃迁填充到n ＝1层时，就辐射波长λα＝0.7×10－10 m 的光子；如果n ＝3层(M 层)的电子跃迁填充到n ＝1层时，则辐射波长λβ＝0.43×10－10 m 的光子．若一个电子从n ＝3层跃迁到n ＝2层，求辐射光子的波长λ.解析：(1)电子撞击固体时，产生X 射线的最大能量等于电子动能E k ＝h νmax ，得νmax ＝E k h ＝6.63×104×1.6×10－196.63×10－34 Hz ＝1.6×1019 Hz.(2)n ＝2层的电子跃迁到n ＝1层时，hc λα＝E 2－E 1 n ＝3层的电子跃迁到n ＝1层时，hc λβ＝E 3－E 1 n ＝3层的电子跃迁到n ＝2层时，hc λ＝E 3－E 2由以上三式得：hc λ＝hc λβ－hc λα，即λ＝λαλβλα－λβ代入数据得λ＝1.11×10－10 m.答案：(1)1.6×1019 Hz (2)1.11×10－10 m6．(2010·苏州模拟)(1)一个静止的铀核232 92U(原子质量为232.037 2 u)放出一个α粒子(原子质量为4.002 6 u)后衰变成钍核228 90Th(原子质量为228.028 7 u)．(已知：原子质量单位1 u ＝1.67×10－27 kg,1 u 相当于931 MeV)该过程的核反应方程为______________________；该核反应过程中释放出的核能为________MeV .(保留两位有效数字)(2)频率为v 的光子，具有的能量为h v 、动量为h v c ，将这个光子打在处于静止状态的电子上，光子将偏离原运动方向，这种现象称为光子的散射，下列关于光子散射的说法正确的是( )A ．光子改变原来的运动方向，且传播速度变小B．光子由于在与电子碰撞中获得能量，因而频率增高C．由于受到电子碰撞，散射后的光子波长大于入射光子的波长D．由于受到电子碰撞，散射后的光子频率小于入射光子的频率解析：(1)按照质量数和电荷数守恒写出方程.计算出反应前后的质量亏损，再对应计算出能量．(2)碰撞后光子改变原来的运动方向，但传播速度不变．由于光子在与电子碰撞中损失能量，因而频率减小即v>v1，再由c＝λv＝λ1v1，得到λ<λ1，故C、D.答案：(1)23292U→22890Th＋42He 5.5(2)CD7．(2010·武汉模拟)有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两条：一是在宇宙诞生后2分钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部的氢核聚变反应生成的．天文学家测得银河系中氦的含量约为25%.(1)把氢核聚变就简化4个氢核(11H)聚变成氦核(42He)，同时放出2个正电子(01e)和2个中微子(ν0)，请写出该氢核聚变反应的方程，并计算一次反应释放的能量．(2)研究表明，银河系的年龄约为t＝3.8×1017 s，每秒银河系产生的能量约为1×1037 J(P ＝1×1037J/s)，现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应，试估算银河系中氦的含量(最后结果保留一位有效数字)．(3)根据你的估算结果，对银河系中氦的主要生成途径作出判断．(可能用到的数据：银河系的质量约为M＝3×1041 kg，原子质量单位1 u＝1.66×10－27 kg,1 u相当于1.5×10－10 J的能量，电子质量m e＝0.0005 u，氦核质量mα＝4.0026 u，氢核质量m p＝1.0078u，中微子ν0质量为零)解析：(1)411H―→42He＋201e＋2ν0在此过程中质量亏损Δm＝4m p－mα－2m e根据质能方程可得：ΔE＝Δmc2＝4.14×10－12 J.(2)由能量守恒定律可得：m＝PtΔE mα＝6.1×1039 kg氦的含量k＝mM＝6.1×10393×1041＝2%(3)由估算结果可知，k≈2%远小于25%的实际值，所以银河系中的氦主要是宇宙诞生后不久生成的．答案：见解析8．(2010·山东高考)大量氢原子处于不同能量激发态，发生跃迁时放出三种不同能量的光子，其能量值分别是：1.89 eV、10.2 eV、12.09 eV.跃迁发生前这些原子分布在________个激发态能级上，其中最高能级的能量值是________eV(基态能量为－13.6 eV)．答案：2－1.51[发展等级评价](限时60分钟满分100分)1．(10分)用中子轰击锂核(63Li)发生核反应，生成氚核和α粒子，并放出4.8 MeV的能量．(1)写出核反应方程；(2)求出质量亏损；(3)若中子与锂核是以等值反向的动量相碰，则α粒子和氚核的动能之比是多少？(4)α粒子的动能有多大？解析：(1)核反应方程为：63Li＋10n―→31H＋42He＋4.8 MeV.(2)根据质能方程ΔE＝Δm×931.5 MeV有：Δm＝4.8931.5u≈0.0052u.(3)当中子与锂核以等值反向的动量相碰时，由动量守恒定侓得：mαvα＋m H v H＝0，则Eα∶E H＝(mαvα)22mα∶(m H v H)22m H＝m H∶mα＝3∶4 (4)α粒子的动能为：Eα＝37ΔE＝37×4.8 MeV≈2.06 MeV.答案：(1)63Li＋10n―→31H＋42He＋4.8 MeV(2)0.0052u(3)3∶4(4)2.06 MeV2．(10分)(2010·江苏高考)(1)钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子．光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小________(选填“增大”、“减小”或“不变”)，原因是____________________．(2)已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为－3.40 eV和－1.51 eV，金属钠的截止频率为5.53×1014 Hz，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s.请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板，能否发生光电效应．解析：(1)见答案．(2)氢原子放出的光子能量E＝E3－E2，代入数据得E＝1.89 eV金属钠的逸出功W0＝hνc，代入数据得W0＝2.3 eV因为E<W0，所以不能发生光电效应．答案：(1)减小 光电子受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功)(2)见解析3．(10分)一静止的氡核(222 86Rn)发生α衰变，放出一个速度为v 0、质量为m 的α粒子和一个质量为M 的反冲核钋(Po)，若氡核发生衰变时，释放的能量全部转化为α粒子和钋核的动能．(1)写出衰变方程；(2)求出反冲核的速度；(计算结果不得使用原子量表示)(3)求出这一衰变过程中亏损的质量．(计算结果不得使用原子量表示)解析：(1)222 86Rn ―→218 84Po ＋42He(2)设钋核的反冲速度大小为v ，由动量守恒定律，得：0＝m v 0－M v ，则v ＝m v 0M(3)衰变过程中产生的机械能ΔE ＝12m v 20＋12M v 2＝(M ＋m )m v 022M由爱因斯坦质能方程：ΔE ＝Δmc 2产生这些机械能需要亏损的质量Δm ＝ΔE c 2＝(M ＋m )m v 022Mc 2. 答案：(1)222 86Rn ―→218 84Po ＋42He (2)m v 0M(3)(M ＋m )m v 022Mc 24．(8分)每小题只有一个选项符合题意．(1)下列说法正确的是________(填选项前的编号)．①中子和质子结合成氘核时吸收能量②放射性物质的温度升高，其半衰期减小③某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少4个④γ射线的电离作用很强，可用来消除有害静电(2)a 、b 两球在光滑的水平面上沿同一直线发生正碰，作用前a 球动量p a ＝30 kg·m/s ，b 球动量p b ＝0，碰撞过程中，a 球的动量减少了20 kg·m/s ，则作用后b 球的动量为________ (填选项前的编号)．①－20 kg·m/s ②10 kg·m/s ③20 kg·m/s ④30 kg·m/s解析：(1)中子和质子结合成氘核时释放能量，放射性元素的半衰期不随温度而改变，γ射线的电离作用最弱，故①②④均错误；原子核要经过一次α衰变，中子数减少2，经过一次β衰变，一个中子就转化为一个质子同时放出电子，故③正确．(2)因a、b组成的系统动量守恒，由p a＋p b＝p a′＋p b′得：30 kg·m/s＋0＝10 kg·m/s ＋p b′得：p b′＝20 kg·m/s，故③正确．答案：(1)③(2)③5．(10分)(1)原子处于基态时最稳定，处于较高能级时会自发地向低能级跃迁．如图1所示为氢原子的能级图．现让一束单一频率的光照射到大量处于基态(量子数n＝1)的氢原子上，被激发的氢原子能自发地发出3种不同频率的光，则照射氢原子的光的光子能量为________ eV.用这种光照射逸出功为4.54 eV的图1金属表面时，逸出的光电子的最大初动能是________ eV.(2)静止的63Li核俘获一个速度v1＝7.7×104 m/s的中子而发生核反应，生成两个新核．已知生成物中42He的速度v2＝2.0×104 m/s，其方向与反应前中子速度方向相同．①写出上述反应方程．②求另一生成物的速度．解析：(1)被照射的氢原子自发地发出三种不同频率的色光，则照射后氢原子跃迁到n ＝3能级态，因此照射氢原子的单色光的光子能量为E3－E1＝12.09 eV，由光电效应方程：E km＝hν－W0可得：E km＝12.09 eV－4.54 eV＝7.55 eV.(2)①核反应方程式为63Li＋10n―→31H＋42He.②设中子、氦核、新核的质量分别为m1、m2、m3，它们的速度分别为v1、v2、v3，根据核反应动量守恒有：m1v1＝m2v2＋m3v3v3＝m1v1－m2v2m3＝－1×103 m/s负号说明新核运动方向与氦核相反．答案：(1)12.097.55(2)①63Li＋10n―→31H＋42He.②1×103 m/s，方向与氦核相反6．(10分)(2010·聊城模拟)如图2所示的实验电路，当用黄光照射光电管中的金属涂层时，毫安表的指针发生了偏转．若将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，此时电压表读数为U，这一电压称为遏止电压，欲使遏止电压增大，可以采用的措施为________．(填写选项代号)A．增大黄光强度B．延长照射时间图2 C．改用蓝光照射D．改用红光照射(2)如图3所示，质量分别为m1和m2的两个小球在光滑的水平面上分别以速度v1、v2同向运动并发生对心碰撞，碰后m2被右侧的墙原速弹回，又与m1相碰，碰后两球都静图3止．求第一次碰后m 1球的速度．解析：(1)由eU ＝12m v 2＝hν－W 0可知，欲使遏止电压增大，必须增大入射光的频率，故只有C 正确．(2)根据动量守恒定律，有：第一次碰撞：m 1v 1＋m 2v 2＝m 1v 1′＋m 2v 2′，第二次碰撞：m 1v 1′－m 2v 2′＝0联立可得：v 1′＝m 1v 1＋m 2v 22m 1答案：(1)C (2)m 1v 1＋m 2v 22m 17．(10分)如图4所示，质量m ＝1 kg 的物体A 与轻弹簧相连，静止在光滑的水平面上，弹簧处于自然长度，质量M ＝2 kg 的物体B 沿水平方向以v 0＝9 m/s 的速度向右 图4运动，跟与物体A 相连的轻弹簧相碰．当弹簧压缩量最大时：物体A 的速度v A ＝________ m/s ；弹簧具有的弹性势能E p ＝________ J.解析：弹簧压缩量最大时，A 、B 具有共同速度，由动量守恒有M v 0＝(m ＋M )v Av A ＝M M ＋m v 0＝22＋1×9 m/s ＝6 m/s A 、B 两物体动能的减少量等于弹簧增加的弹性势能，有E p ＝12M v 20－12(M ＋m )v 2A ＝12×2＋92 J －12×(2＋1)×62 J ＝27 J. 答案：6 278．(12分)2009年8月美国媒体报道，中国政府采购4艘气垫船充实海军实力，气垫船以气体减小摩擦的原理在实验室中也有应用．如图5所示，气垫导轨是常用的一种实验 图5仪器，它是用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C 、D 的气垫导轨以及滑块A 、B 来验证动量守恒定律，实验装置如图5所示(弹簧的长度忽略不计)，采用实验如下：A ．用天平分别测出滑块A 、B 的质量m A 、m BB ．调整气垫导轨，使导轨处于水平C ．在A 、B 间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上D ．用刻度尺测出滑块A 的左端到板C 的距离L 1E ．按下电钮放开卡销，同时使分别记录A 、B 运动时间的计时器开始工作，当滑块A 、B 分别碰撞挡板C 、D 时停止计时，计下A 、B 运动时间分别为t 1、t 2(1)实验中还需测量的物理量是_____________________________________________；(2)利用上述测量的实验数据验证动量守恒的表达式是_________________________； 由此公式算得的A 、B 两物体的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是_______ _________________________________________________________________________；(3)利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能大小？如能，请写出表达式． 答案：(1)B 的右端到D 板的距离L 2(2)m A L 1t 1－m B L 2t 2＝0 由上式知，在实验中近似认为滑块一直在做匀速直线运动，这与实际情况不符，同时测量时间及距离等存在误差，阻力及气垫导轨不水平等也会造成误差(3)能，E p ＝12(m A L 21t 21＋m B L 22t 22) 9．(10分)氢原子处于基态时，能量为E 1＝－13.6 eV ，氢原子的能级公式为E n ＝E 1n 2，普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s ，氢原子在n ＝4的激发态时，问：(1)要使氢原子电离，入射光子的最小能量是多少？(2)能放出的光子的最大波长是多少？解析：(1)氢原子处在第4能级，E 4＝E 116＝－0.85 eV 要使氢原子电离，入射光子的能量hν≥|E 4|故入射光子的最小能量值为0.85 eV .(2)n ＝4的能级与n ＝3的能级差值最小，波长最大hc λ＝E 4－E 3，E 3＝E 19＝－1.51 eV 故λ＝1.88×10－6 m. 答案：(1)0.85 eV (2)1.88×10－6 m 10．(10分)已知锌板的极限波长λ0＝372 nm.今用处于n ＝2激发态的氢原子发出的光照射锌板，已知氢原子能级公式E n ＝1n 2E 1，E 1＝－13.6 eV ，电子质量m e ＝9.1×10－31 kg ，问： (1)氢原子发出光子的能量多大；(2)锌板发生光电效应时，光电子的最大初动能是多少；(3)具有最大初动能的电子对应的德布罗意波长多大．解析：(1)氢原子n ＝2能级的能量值E 2＝14E 1＝－3.4 eV发出光子的能量hν＝E2－E1＝10.2 eV＝1.632×10－18 J.(2)锌板的逸出功W＝hcλ0＝6.63×10－34×3×1083.72×10－7J＝5.35×10－19 J由光电效应方程E k＝hν－W＝1.632×10－18 J－5.35×10－19 J＝1.097×10－18 J.(3)由动能与动量的关系E k＝p22m，得电子动量p e＝2m e E k＝2×9.1×10－31×1.097×10－18kg·m/s＝1.41×10－24 kg·m/s由德布罗意关系λ＝hp e得λ＝4.7×10－10 m.答案：(1)1.632×10－18 J(2)1.097×10－18 J (3)4.7×10－10 m。