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考情分析★靶向明确考点分类展示5年高考真题（全国课标卷）考查角度归纳氢原子光谱（Ⅰ）放射性同位素（Ⅰ）裂变反应和聚变反应、裂变反应堆（Ⅰ）射线的危害和防护（Ⅰ）以上4个考点未曾独立命题光电效应（Ⅰ）'18Ⅱ卷T17（6分）'17Ⅲ卷T19（6分）'16Ⅰ卷T35（1）（5分）（1）光电效应现象与光电效应方程的应用（2）原子核式结构（3）氢原子光谱规律、能级跃迁（4）核衰变与核反应方程（5）核能与爱因斯坦质能方程爱因斯坦光电效应方程（Ⅰ）'15Ⅰ卷T35（1）（5分）'15Ⅱ卷T35（1）（5分）原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期（Ⅰ）'17Ⅱ卷T15（6分）核力、核反应方程（Ⅰ）'18Ⅲ卷T14（6分）'16Ⅱ卷T35（1）（5分）结合能、质量亏损（Ⅰ）'19Ⅱ卷T15（6分）'17Ⅰ卷T17（6分）氢原子的能级结构、能级公式（Ⅰ）'19Ⅰ卷T14（6分）第1节光电效应波粒二象性一、光电效应1. 光电效应现象: 在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象, 称为光电效应, 发射出来的电子称为光电子。
[注1]2. 光电效应的四个规律（1）每种金属都有一个极限频率。
[注2]（2）光照射到金属表面时, 光电子的发射几乎是瞬时的。
（3）光电子的最大初动能与入射光的强度无关, 只随入射光的频率增大而增大。
（4）光电流的强度与入射光的强度成正比。
[注3]3. 遏止电压与截止频率（1）遏止电压: 使光电流减小到零的反向电压U c。
（2） 截止频率: 能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率（又叫极限频率） 。
不同的金属对应着不同的极限频率。
二、爱因斯坦光电效应方程1. 光子说在空间传播的光是不连续的, 而是一份一份的, 每一份叫做一个光的能量子, 简称光子, 光子的能量ε＝hν。
其中h ＝6.63×10－34 J·s 。
( 本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！ )一、选择题1．对于冲量、动量、动量的增量的以下说法中正确的选项是( )A ．冲量的方向必定和动量的方向相同B ．冲量的大小必定和动量变化量的大小相同C ．动量增量的方向必定和动量的方向相同D ．动量增量的大小必定和动量大小的增量相同 答案：B2．假如物体在任何相等的时间内遇到的冲量都相同，那么这个物体的运动不行能是 ()A ．匀变速运动B ．匀速圆周运动C ．匀变速曲线运动D ．匀变速直线运动分析： 冲量是力与时间的乘积，在任何相等的时间内冲量都相同，也就是物体遇到的力恒定不变，所以物体做匀变速运动，其轨迹能够是直线的也能够是曲线的． 答案：B3．甲、乙两个质量相等的物体， 以相同的初速度在粗拙程度不一样的水平面上运动，甲物体先停下来，乙物体后停下来，则 ()A ．甲物体遇到的冲量大B ．乙物体遇到的冲量大C ．两物体遇到的冲量相等D ．两物体遇到的冲量没法比较答案：C4．在距地面h 高处以v0 水平抛出质量为m 的物体， 当物体着地时和地面的碰撞时间为t ，若物体落地后速度为零，则这段时间内物体遇到地面赐予竖直方向的冲量为()A ． mg 2h/gB ． mg 2h/g ＋mg ΔtC ．mg tD ．mg t －mg 2h/g答案：B5. 物体 A 和 B 用轻绳相连挂在轻质弹簧下静止不动， 如图甲所示， A 的质量为 m ， B 的质量为 M.当连结 A 、 B 的绳忽然断开后，物体 A 上涨经某一地点时的速度大小为 v ，这时物体 B 着落速度大小为 u ，如图乙所示．在这段时间里，弹簧的弹力对物体A 的冲量为 ()A ． mvB ． mv － MuC ． mv ＋ MuD ． mv ＋ mu 答案：D6. 如右图所示，质量为m 的小物块，在与水平方向成α 角的力 F 作用下，沿圆滑的水平面运动， 物块经过 A 点和 B 点的速度分别是 vA 和 vB ， 物块由 A 运动到 B 的过程中， 力 F 对物块做的功 W 和力 F 对物块作用的 冲量I 的大小是()A ． W ＝1 2mv2B ＋ 1 2 1 1mv2AB ． W ＞ mv2B － mv2A2 2C ． I ＝mvB － mvAD ． I ＞mvB － mvA 分析： 物块由 A 运 动到 B 的过程中，合外力所做的功等于力理可知 A 、 B 均错误；而合外力等于力F 的水均分力，小于力正确．答案：DF 对物块做的功 W ，由动能定 F 的大小，由动量定理可知D7.如右图所示，质量为 m的小滑块沿倾角为θ的斜面向上滑动，经时间 t1 ，速度为零后又下滑，经过时间t2 回到斜面底端，滑块在运动过程中遇到的摩擦力大小一直为Ff ，在整个运动过程中，滑块重力的总冲量()A．mgsin θ(t1 ＋ t2) B．mgsinθ(t1－t2)C． mg(t1 ＋ t2) D．0分析：谈到冲量一定明确是哪一个力的冲量，本题中要求的是重力对滑块的冲量，依据冲量的定义I ＝Ft ，所以重力对滑块的冲量应为重力mg 乘以作用时间t. 即 I ＝ mg(t1 ＋ t2)，C 正确．答案： C8.如右图所示，倾斜的传递带保持静止，一木块从顶端以必定的初速度匀加快下滑究竟端．假如让传递带沿图中虚线箭头所示的方向匀速运动，相同的木块从顶端以相同的初速度下滑究竟端的过程中，与传递带保持静止时对比()A．木块在滑究竟端的过程中，摩擦力的冲量变大B．木块在滑究竟端的过程中，摩擦力的冲量不变C．木块在滑究竟端的过程中，木块战胜摩擦力所做的功变大D．木块在滑究竟端的过程中，系统产生的内能数值将变小分析：传递带是静止仍是沿题图所示方向匀速运动，对木块来说，所受滑动摩擦力大小不变，方向沿斜面向上；木块做匀加快直线运动的加快度、时间、位移不变，所以选项 A 错，选项 B正确．木块战胜摩擦力做的功也不变，选项C错．传递带转动时，木块与传递带间的相对位移变大，因摩擦而产生的内能将变大，选项 D 错误．答案： B9.(2011 ·石家庄模拟 ) 如右图所示，大小相等、质量不必定相等的A、B、 C 三只小球沿向来线摆列在圆滑水平面上，三球作用前动量挨次为8 kg ·m/s、－ 13 kg ·m/s、－ 5 kg ·m/s. 假定三球只好沿向来线发生一次互相碰撞，且作用过程中， A 球遇到的冲量为－ 9 N·s， B 球遇到的冲量为 1 N·s，则 C 球对 B 球的冲量 I 及 C 球在碰撞后的动量 p 分别为 ( )A． I ＝－ 1 N·s p＝3 kg ·m/sB． I ＝－ 8 N·s p＝3 kg ·m/sC． I ＝10 N·s p＝4 kg ·m/sD． I ＝－ 10 N·s p＝－ 4 kg ·m/s分析：依据牛顿第三定律， A 球对 B 球的冲量为9 N·s，而 B 球遇到的合冲量为 1 N·s，则 C 球对 B 球的冲量为－ 8 N·s，依据动量定理，碰撞后 C 球的动量为 3 kg ·m/s，故 B 正确．答案： B二、非选择题10.田径体育场上运动员将质量为5 kg 的铅球斜向上抛出，铅球上涨到最高点时距地面高为 3 m，如右图所示，不计空气阻力，g 取 10 m/s2. 则从铅球在最高点时开始计时，0.5 s内铅球受重力的冲量大小为________，方向________， 2 s 内铅球受重力的冲量大小为________，方向 ________．分析：当 t1 ＝ 0.5 s时，重力的冲量为I1 ＝mgt1＝5×10×0.5 N ·s＝ 25N·s，方向与重力的方向相同，竖直向下；t2 ＝ 2 s 时，重力的冲量为I2 ＝ mgt2＝5×10×2 N·s＝100 N·s，方向竖直向下．答案： 25 N ·s 竖直向下 100 N ·s 竖直向下11．一高空作业的工人重为 600 N ，系一条长为 L ＝5 m 的安全带，若工人不惧跌落时安全带的缓冲时间 t ＝1 s ，则安全带受的冲力是多少？(g 取 10 m/s2)分析： 依题意作图，如下图，设工人刚要拉紧安全带时的速度为v1，v21＝ 2gL ，得 v1＝2gL经缓冲时间 t ＝1 s 后速度变成 0，取向下为正方向，对人由动量定理知，人受两个力作用，即拉力 F 和重力 mg ，所以mgt ＋ mv1(mg － F)t ＝ 0－ mv1， F ＝t将数值代入得 F ＝ 1 200 N. 由牛顿第三定律，人给安全带的冲力F ′为 1 200 N ，方向竖直向下．对合外力的冲量能够这样理解，当几个力同时作用在物体上时，合外力的冲量就等于物体受 的协力 F 合与作用时间的乘积．当几个力不一样时作用在物体上时，合外力的冲量就等于各个 力产生的冲量的矢量和． 答案：1200N12．质量为 8×107 kg 的列车，从某处开始进站并封闭动力， 只在恒定阻力作用下减速滑行． 已 知它开始滑行时的初速度为20 m/s ，当它滑行了 300 m 时，速度减小到了10 m/s ，接着又滑行了一段距离后恰好抵达站台停下，那么：(1) 封闭动力时列车的初动能为多大？ (2) 列车遇到的恒定阻力为多大？(3) 列车进站滑行的总时间为多少？分析： (1) 列车的初动能1 1Ek0＝ mv20＝ ×8×107×202 J ＝ 1. 6×1010 J.2 2(2) 由动能定理有：11－Ff ·x ＝ 2mv2t － 2mv20解得列车遇到的阻力m v20－ v2t Ff ＝ 2s8×107× 202－ 102＝N ＝4×107 N.2×300 (3) 由动量定理有：－ Ff ·t ＝ mv 末－ mv0解得列车滑行的总时间m v 末－ v08×107× 0－20 s ＝40 s.t ＝－ Ff ＝－4×107答案： (1)1.6 ×1010 J (2)4 ×107 N(3)40。
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第12章动量守恒定律（时间：60分钟满分：100分）一、选择题(本题共13小题，每小题5分,共65分．每小题所列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分) 1．下面的说法正确的是（)A．当力与物体的位移垂直时，该力的冲量为零B．如果物体(质量不变）的速度发生变化,则可以肯定它受到的合外力的冲量不为零C．物体所受合外力的冲量越大,它的动量也越大D．做曲线运动的物体，在Δt时间内所受合外力的冲量一般不为零BD［力的冲量:I＝F·Δt，与物体的位移无关,故A错误；如果物体(质量不变）的速度发生变化，物体的动量发生变化,由动量定理可知，物体所受到的合外力的冲量不为零，故B 正确；由动量定理可知，物体所受合外力的冲量越大,物体动量的变化量越大，它的动量不一定大，故C错误；做曲线运动的物体，速度方向沿切线方向，速度不断变化，物体动量不断变化，由动量定理可知D正确．］2．如图1所示，木块A、B用轻弹簧连接,用力F压缩弹簧,当撤去F后，若地面光滑，则( ）【导学号：81370416】图1A．A尚未离开墙前，木块A、弹簧、木块B组成的系统动量守恒B．A尚未离开墙前，木块A、弹簧、木块B组成的系统机械能守恒C．A离开墙后，木块A、弹簧、木块B组成的系统动量守恒D．A离开墙后,木块A、弹簧、木块B组成的系统动量不守恒BC[A尚未离开墙前，木块A、弹簧、木块B组成的系统受合外力不为零，系统动量不守恒,该过程只有弹力做功，机械能守恒，故A错误，B正确；A离开墙后，木块A、弹簧、木块B组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，故C正确，D错误．］3．（2017·富阳选考模拟）古有“守株待兔”的寓言．设兔子的头部受到大小等于自身体重的打击力时即可致死，并设兔子与树桩作用时间为0。
1．(1)下列说法中正确的是( )A ．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由光的衍射造成的B ．光的偏振证明了光和声波一样是纵波C ．狭义相对论认为：不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的D ．在“利用单摆测定重力加速度”的实验中，测量单摆周期应该从小球经过最低点处开始计时(2)如图1所示为某一介质中的甲、乙两个质点振动的位移随时间变化的图象，在t ＝5 s 时，两质点的振动方向________(填“相同”或“相反”)．由于两质点的振动，在同一介质中形成了两列机械波，两列波的波长之比λ甲∶λ乙＝________.图1(3)如图2所示，一个半径为R 的14透明球体放置在水平面上，一束蓝光从A 点沿水平方向射入球体后经B 点射出，最后射到水平面上的C 点．已知OA ＝R2，该球体对蓝光的折射率为3，求：图2①这束蓝光从球面射出时的出射角β；②若换用一束红光同样从A 点射向该球体，则它从球体射出后落到水平面上形成的光点在C 点左边还是右边？2．(1)下列说法中正确的是( )A ．光速不变原理指出光在真空中传播速度在不同惯性参考系中都是相同的B ．变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场C ．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变宽D ．声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率(2)一列简谐横波，沿x 轴正向传播．t ＝0时刻的波形图如图3甲所示，图乙是图甲中某质点的振动图象．则该波的波速为________ m/s ；图乙表示甲图中________(选填“A ”、“B ”、“C ”、“D ”)质点的振动图象．图3(3)如图4所示，△ABC 为直角三棱镜的横截面，∠ABC ＝30°.有一细光束MN 射到AC 面上，且MN 与AC 的夹角也为30°，该光束从N 点进入棱镜后再经BC 面反射，最终从AB 面上的O 点射出，其出射光线OP 与BC 面平行．图4①作出棱镜内部的光路图(不必写出作图过程)． ②求出此棱镜的折射率． 3．(1)下列说法正确的是( )A ．电磁波是由均匀变化的电场或磁场产生的B ．紫光在水中的传播速度比红光在水中的传播速度小C ．光导纤维内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上会发生全反射D ．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光变为红光，则干涉条纹间距变宽(2)如图5甲所示，一列简谐横波沿x 轴正方向传播，t ＝0.2 s 时刚好传播到x 1＝4 m 处．波源在坐标原点，其振动图象如图乙所示，则这列波的波速为________ m/s.从甲图所示时刻起，再经________ s ，x 2＝42 m 处的质点P 第一次处于波峰．图5(3)如图6所示，一根长直棒AB 竖直地插入水平池底，水深a ＝0.8 m ，棒露出水面部分的长度b ＝0.6 m ，太阳光斜射到水面上，与水面夹角α＝37°，已知水的折射率n ＝43，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：图6①太阳光射入水中的折射角β；②棒在池底的影长l.4．(1)下列说法中正确的是()A．在光的双缝干涉实验中，条纹间距与缝的宽度成正比B．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源、观察者间的相对运动无关C．只有障碍物的尺寸比波长小得多时才会发生衍射现象D．红光在玻璃砖中的传播速度比紫光在玻璃砖中的传播速度大图7(2)如图7所示，一细束红光和一细束蓝光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点M，若用n1和n2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率，则n1____n2(填“>”“<”或“＝”)；________为红光．(3)一列简谐波沿x轴传播，已知x轴上x1＝0 m和x2＝1 m两处质点的振动图象分别如图8a、b所示．若波长λ>1 m，则该波的波长为多少？图8答案精析1．(1)CD [油膜在阳光照射下会呈现彩色，是由膜的内外表面反射的两列频率相同的光相互叠加形成的，这是由光的干涉造成的，故选项A 错误；偏振现象是横波特有的现象，所以光的偏振证明了光是横波，而声波是纵波，选项B 错误；狭义相对论认为，在所有的惯性系中，光在真空中的传播速度中具有相同的值c ，不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的，选项C 正确；在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，测量单摆周期应该从小球经过最低点处开始计时，以减小实验误差，选项D 正确．] (2)相同 3∶2解析 由图可知，在t ＝5 s 时，两质点的振动方向相同，由于两质点的振动，在同一介质中形成了两列机械波，因两列波的波速相同，根据λ＝v T ，且T 甲∶T 乙＝12∶8＝3∶2，得两列波的波长之比λ甲∶λ乙＝3∶2. (3)①60° ②右边解析 设∠ABO ＝θ，由sin θ＝12得θ＝30°，由n ＝sin βsin θ，得β＝60°，红光从球体射出后落到水平面上形成的光点与C 点相比，位置偏右．2．(1)AD [根据狭义相对论的基本假设知，光速不变原理指出光在真空中传播速度在不同惯性参考系中都是相同的，所以A 正确；均匀变化的电场产生稳定的磁场，所以B 错误；在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，波长变短，根据Δx ＝ld λ知，条纹间距变窄，所以C 错误；根据多普勒效应知：声源与观察者相互靠近时，观察者所接收到的频率大于声源振动的频率，故D 正确．] (2)10 B解析 从甲图中可得波长为λ＝2 m ，从图乙中可得周期为T ＝0.2 s ，故波速为v ＝λT ＝10 m/s ，图乙中的质点在0时刻从平衡位置向上振动，根据走坡法可得甲图中的A 点在波峰，将向下运动，B 点在平衡位置，将向上运动，C 点在波谷，将向上运动，D 点在平衡位置，将向下运动，故图乙为图甲中B 点的振动图象． (3)①如图所示 ② 3解析 光路图如图所示由几何关系得：n ＝sin 60°sin 30°＝ 3.3．(1)BD [ 均匀变化的电场，产生稳定的磁场，均匀变化的磁场，产生稳定的电场，非均匀变化的电场或磁场产生的磁场或者电场不是恒定的，所以电磁波一定不是均匀变化的电场或磁场产生的，A 错误；紫光的频率大于红光的频率，所以紫光的折射率比红光的折射率大，根据公式n ＝cv 可得紫光在水中的传播速度比红光在水中的传播速度小，B 正确；当光从光密介质射向光疏介质时，才会发生全反射，故光导纤维内芯的折射率比外套的大，C 错误；红光的波长比绿光的波长长，根据公式Δx ＝ld λ可得干涉条纹间距变宽，D 正确．](2)20 2解析 这列波的波速为v ＝x t ＝40.2 m /s ＝20 m/s ；x 2＝42 m 处的质点P 第一次处于波峰时，波要向前传播40 m ，故经过的时间为t ＝x v ＝4020 s ＝2 s.(3)①37° ②1.4 m解析 ①设折射角为β，则n ＝sin (90°－α)sin β代入数据解得β＝37°②影长l ＝b tan (90°－α)＋a tan β 代入数据解得l ＝1.4 m.4．(1)BD [双缝干涉实验中，条纹间距Δx ＝lλd ，d 是双缝之间的距离，而l 是双缝到光屏的距离，和缝的宽度无关，选项A 错．根据狭义相对论，光速在任何惯性参考系中都是不变的，选项B 对．衍射在任何条件下都会发生，只有明显与不明显之分，当障碍物尺寸与波长相差不多或者比波长小时才会发生明显的衍射现象，选项C 错．光从空气进入玻璃发生折射，折射率n ＝cv ，红光的折射率小，所以红光在玻璃中传播速度大，选项D 对．] (2)< b解析 因为红光的折射程度较小，故红光的折射率较小，即n 1＜n 2；因b 光的折射程度较小，故b 为红光．(3)43m 或4 m 解析 若波沿x 轴正向传播，两质点间距离为34λ1，即λ1＝43 m若波沿x 轴负方向传播，两质点间距离为14λ2＝1 m ，即λ2＝4 m.。
[考试标准]学问内容 必考要求加试要求动量和动量定理 c 动量守恒定律c考点一 动量和动量定理1.动量(1)定义：运动物体的质量和速度的乘积叫做物体的动量，通常用p 来表示. (2)表达式：p ＝m v . (3)单位：kg·m/s.(4)标矢性：动量是矢量，其方向和速度方向相同. 2.冲量(1)定义：力F 与力的作用时间t 的乘积. (2)定义式：I ＝Ft . (3)单位：N·_s.(4)方向：恒力作用时，与力的方向相同.(5)物理意义：是一个过程量，表示力在时间上积累的作用效果. 3.动量定理(1)内容：物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量.(2)表达式：⎩⎪⎨⎪⎧Ft ＝p ′－pI ＝Δp[思维深化]1.动量定理理解的要点 (1)矢量式.(2)F 既可以是恒力也可以是变力. (3)冲量是动量变化的缘由.(4)由Ft ＝p ′－p ，得F ＝p ′－p t ＝Δpt ，即物体所受的合力等于物体的动量对时间的变化率.2.用动量定理解释现象(1)Δp 肯定时，F 的作用时间越短，力就越大；时间越长，力就越小.(2)F 肯定，此时力的作用时间越长，Δp 就越大；力的作用时间越短，Δp 就越小. 分析问题时，要把哪个量肯定，哪个量变化搞清楚.1.[动量的概念]关于物体的动量，下列说法中正确的是( ) A.运动物体在任一时刻的动量方向，肯定是该时刻的速度方向B.物体的加速度不变，其动量肯定不变C.动量越大的物体，其速度肯定越大D.动量越大的物体，其质量肯定越大 答案 A解析 动量具有瞬时性，任一时刻物体动量的方向，即为该时刻的速度方向，选项A 正确.加速度不变，则物体速度的变化率恒定，物体的速度均匀变化，故其动量也均匀变化，选项B 错误.物体动量的大小由物体质量及速度的大小共同打算，不是只由物体的速度打算的，故物体的动量大，其速度不肯定大，选项C 错误.物体的动量越大，其质量并不肯定越大，故选项D 错误.2.[冲量的计算](多选)恒力F 作用在质量为m 的物体上，如图1所示，由于地面对物体的摩擦力较大，物体没有被拉动，则经时间t ，下列说法正确的是( )图1A.拉力F 对物体的冲量大小为零B.拉力F 对物体的冲量大小为FtC.拉力F 对物体的冲量大小是Ft cos θD.合力对物体的冲量大小为零答案 BD解析拉力F对物体的冲量大小为Ft，A、C错误，B正确；合力对物体的冲量等于物体动量的变化，即等于零，选项D正确.3.[动量定理的应用]跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上平安，这是由于()A.人跳在沙坑里的动量比跳在水泥地上小B.人跳在沙坑里的动量变化比跳在水泥地上小C.人跳在沙坑里受到的冲量比跳在水泥地上小D.人跳在沙坑里受到的冲力比跳在水泥地上小答案 D解析人跳远从肯定高度落下，落地前的速度(v ＝v20＋2gh)肯定，则初动量相同；落地后静止，末动量肯定，所以人下落过程的动量变化量Δp肯定，因落在沙坑里作用的时间长，落在水泥地上作用的时间短，依据动量定理Ft＝Δp知，t长F小，故D对.4.[动量定理的应用]质量是60 kg的建筑工人，不慎从高空跌下，由于弹性平安带的爱护，他被悬挂起来.已知平安带的缓冲时间是1.2 s，平安带长5 m，取g ＝10 m/s2，则平安带所受的平均冲力的大小为()A.500 NB.600 NC.1 100 ND.100 N答案 C解析平安带长5 m，人在这段距离上做自由落体运动，获得速度v＝2gh＝10 m/s.受平安带的爱护经1.2 s速度减小为0，对此过程应用动量定理，以向上为正方向，有(F－mg)t＝0－(－m v)，则F＝m vt＋mg＝1 100 N，C正确.动量定理的两个重要应用1.应用I＝Δp求变力的冲量假如物体受到大小或方向转变的力的作用，则不能直接用I＝Ft求变力的冲量，可以求出该力作用下物体动量的变化Δp，等效代换变力的冲量I.2.应用Δp＝FΔt求动量的变化例如，在曲线运动中，速度方向时刻在变化，求动量变化(Δp＝p2－p1)需要应用矢量运算方法，计算比较简单，假如作用力是恒力，可以求恒力的冲量，等效代换动量的变化.考点二动量守恒定律1.内容假如一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变，这就是动量守恒定律.2.适用条件(1)系统不受外力或所受外力的合力为零，不是系统内每个物体所受的合力都为零，更不能认为系统处于平衡状态.(2)近似适用条件：系统内各物体间相互作用的内力远大于它所受到的外力.(3)假如系统在某一方向上所受外力的合力为零，则系统在该方向上动量守恒.3.动量守恒定律的不同表达形式(1)m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和.(2)Δp1＝－Δp2，相互作用的两个物体动量的增量等大反向.(3)Δp＝0，系统总动量的增量为零.[思维深化]动量守恒的“四性”(1)矢量性：表达式中初、末动量都是矢量，需要首先选取正方向，分清各物体初、末动量的正、负.(2)瞬时性：动量是状态量，动量守恒指对应每一时刻的总动量都和初始时刻的总动量相等.(3)同一性：速度的大小跟参考系的选取有关，应用动量守恒定律，各物体的速度必需是相对于同一参考系的速度，一般选地面为参考系.(4)普适性：它不仅适用于两个物体所组成的系统，也适用于多个物体组成的系统；不仅适用于宏观物体组成的系统，也适用于微观粒子组成的系统.5.[动量守恒的推断]如图2所示，A、B两物体质量之比m A∶m B＝3∶2，原来静止在平板小车C上.A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则下列说法中不正确的是()图2A.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成的系统动量守恒B.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成的系统动量守恒C.若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成的系统动量守恒D.若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系统动量守恒答案 A解析 假如A 、B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同，弹簧释放后A 、B 分别相对小车向左、向右滑动，它们所受的滑动摩擦力F f A 向右，F f B 向左，由于m A ∶m B ＝3∶2，所以F f A ∶F f B ＝3∶2，则A 、B 组成的系统所受的外力之和不为零，故其动量不守恒，A 错.对A 、B 、C 组成的系统，A 、B 与C 间的摩擦力为内力，该系统所受的外力为竖直方向的重力和支持力，它们的合力为零，故该系统的动量守恒，B 、D 均正确.若A 、B 所受摩擦力大小相等，则A 、B 组成的系统所受外力之和为零，故其动量守恒，C 正确.6.[动量守恒定律的应用]一个质量M ＝2 kg 的装沙小车沿光滑水平轨道运动，速度v ＝3 m/s ，一个质量m ＝1 kg 的球从0.2 m 高处自由落下，恰落入小车的沙中，此后小车的速度v ′为( ) A.3 m /s B.2 m/s C.2.7 m/s D.0 答案 B解析 车、沙、球组成的系统在水平方向上动量守恒，有M v ＝(M ＋m )v ′，解得v ′＝M vM ＋m ＝2×32＋1 m /s ＝2 m/s ，选项B 正确.7.[动量守恒定律在多物体构成系统中的应用]小船相对于地面以速度v 1向东行驶，若在船上相对地面的速率v 分别水平向东和向西抛出两个质量相等的重物，则小船的速度将( ) A.不变 B.减小 C.增大 D.转变方向 答案 C解析 设投抛出重物后船的质量为M ，重物的质量为m ，船后来的速度为v 2，由动量守恒定律得(M ＋2m )v 1＝M v 2＋m v －m v ，解得v 2＝M ＋2mMv 1>v 1.故C 正确.8.[动量守恒定律的临界问题]两磁铁各放在一辆小车上，小车能在水平面上无摩擦地沿同始终线运动.已知甲车和磁铁的总质量为0.5 kg ，乙车和磁铁的总质量为1 kg.两磁铁的N 极相对，推动一下，使两车相向运动.某时刻甲的速率为2 m /s ，乙的速率为3 m/s ，方向与甲相反.两车运动过程中始终未相碰.求： (1)两车最近时，乙的速度为多大；(2)甲车开头反向运动时，乙车的速度为多大. 答案 (1)1.33 m /s (2)2 m/s解析 (1)两车相距最近时，两车的速度相同，设该速度为v ，取乙车的速度方向为正方向.由动量守恒定律得 m 乙v 乙－m 甲v 甲＝(m 甲＋m 乙)v ， 所以两车最近时，乙车的速度为v ＝m 乙v 乙－m 甲v 甲m 甲＋m 乙＝1×3－0.5×20.5＋1m/s ＝43 m /s ≈1.33 m/s.(2)甲车开头反向时，其速度为0，设此时乙车的速度为v 乙′，由动量守恒定律得m 乙v 乙－m 甲v 甲＝m 乙v 乙′， 得v 乙′＝m 乙v 乙－m 甲v 甲m 乙＝1×3－0.5×21 m /s ＝2 m/s.动量守恒定律解题的基本步骤1.明确争辩对象，确定系统的组成(系统包括哪几个物体及争辩的过程)；2.进行受力分析，推断系统动量是否守恒(或某一方向上动量是否守恒)；3.规定正方向，确定初、末状态动量；4.由动量守恒定律列出方程；5.代入数据，求出结果，必要时争辩说明.练出高分基础巩固题组1.物体受到的冲量越大，则( ) A.它的动量肯定越大 B.它的动量变化肯定越快 C.它的动量的变化量肯定越大 D.它所受到的作用力肯定越大 答案 C解析 由动量定理可知，物体所受的力的冲量总是等于物体动量的变化量，与物体的动量无关，A 、B 错误，C 正确；物体所受的力的冲量由作用力与作用时间共同打算，D 错误.2.质量为2 kg 的物体沿直线运动，速度由4 m /s 变为－6 m/s ，则在此过程中，它所受到的合外力的冲量为( ) A.－20 N·s B.20 N·s C.－4 N·s D.－12 N·s答案 A解析 以物体的初速度方向为正方向，由动量定理得冲量I ＝2×(－6)N·s －2×4 N·s ＝－20 N·s.选项A 正确. 3.质量为1 kg 的物体做直线运动，其速度－时间图象如图1所示，则物体在前10 s 内和后10 s 内所受外力的冲量分别是( )图1A.10 N·s,10 N·sB.10 N·s，－10 N·sC.0,10 N·sD.0，－10 N·s答案 D解析由题图可知，在前10 s内初、末状态的动量相等，p1＝p2＝5 N·s，由动量定理知I1＝0；在后10 s内p3＝－5 N·s，I2＝p3－p2＝－10 N·s，故选D.4.篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球.接球时，两手随球快速收缩至胸前.这样做可以()A.减小球对手的冲量B.减小球对手的冲击力C.减小球的动量变化量D.减小球的动能变化量答案 B解析由动量定理Ft＝Δp知，接球时两手随球快速收缩至胸前，延长了手与球接触的时间，从而减小了球对手的冲击力，选项B正确.5.下列情形中，满足动量守恒条件的是()A.用铁锤打击放在铁砧上的铁块，打击过程中，铁锤和铁块的总动量B.子弹水平穿过放在光滑桌面上的木块的过程中，子弹和木块的总动量C.子弹水平穿过墙壁的过程中，子弹和墙壁的总动量D.棒击垒球的过程中，棒和垒球的总动量答案 B解析A中竖直方向合力不为零；C中墙壁受地面的作用力；D中棒受人手的作用力，故合外力不为零，不符合动量守恒的条件.6.两名质量相等的滑冰运动员甲和乙都静止在光滑的水平冰面上.现在其中一人向另一人抛出一个篮球，另一人接球后再抛回.如此反复进行几次后，甲和乙最终的速率关系是()A.若甲先抛球，则肯定是v甲>v乙B.若乙先抛球，则肯定是v乙>v甲C.只有甲先抛球，乙最终接球，才有v甲>v乙D.无论谁先抛球，只要乙最终接球，就有v甲>v乙答案 D 解析因系统动量守恒，故最终甲、乙动量大小必相等.谁最终接球谁的质量中包含了球的质量，即质量大，依据动量守恒：m1v1＝m2v2，因此谁最终接球谁的速度小.7.(多选)下列关于动量的说法中正确的是()A.质量大的物体的动量肯定大B.质量和速率都相同的物体的动量肯定相同C.一个物体的速率转变，它的动量肯定转变D.一个物体的运动状态转变，它的动量肯定转变答案CD解析由动量的定义可知，动量是质量和速度的乘积，由质量和速度共同打算，A项错误.质量和速率都相同的物体，其动量大小肯定相同，但方向不肯定相同，B项错误.一个物体的速率转变，它的动量大小也必定转变，C项正确.物体的运动状态转变即速度的大小或方向转变，因此动量必定转变，D项正确.8.(多选)从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上简洁打碎，而掉在草地上不简洁打碎，其缘由是()A.掉在水泥地上的玻璃杯动量大，掉在草地上的玻璃杯动量小B.掉在水泥地上的玻璃杯动量转变大，掉在草地上的玻璃杯动量转变小C.掉在水泥地上的玻璃杯动量转变快，掉在草地上的玻璃杯动量转变慢D.掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时，相互作用时间短，而掉在草地上的玻璃杯与地面接触时作用时间长答案CD解析杯子是否被撞碎，取决于撞击地面时，地面对杯子的撞击力大小.规定竖直向上为正方向，设玻璃杯下落高度为h，它从h高度落地瞬间的速度大小为2gh，设玻璃杯的质量为m，则落地前瞬间的动量大小为p＝m2gh，与水泥或草地接触Δt时间后，杯子停下，在此过程中，玻璃杯的动量变化Δp＝－(－m2gh)，再由动量定理可知(F－mg)·Δt＝－(－m2gh)，所以F＝m2ghΔt＋mg.由此可知，Δt越小，玻璃杯所受撞击力越大，玻璃杯就越简洁碎，杯子掉在草地上作用时间较长，动量变化慢，作用力小，因此玻璃杯不易碎.9.光滑水平面上两小球a、b用不行伸长的松弛细绳相连.开头时a球静止，b球以肯定速度运动直至绳被拉紧，然后两球一起运动，在此过程中两球的总动量________(填“守恒”或“不守恒”)，机械能________(填“守恒”或“不守恒”).答案守恒不守恒解析在绳被拉紧到两球一起运动，在此过程中，对a、b组成的系统受力分析可知，绳的拉力属于内力，合外力为零，故系统动量守恒，而此过程中机械能不守恒.力量提升题组10.(多选)如图2所示，放在光滑水平桌面上的两个木块A、B中间夹一被压缩的弹簧，当弹簧被放开时，它们各拘束桌面上滑行一段距离后飞离桌面落在地上.A 的落地点与桌边的水平距离为0.5 m ，B 的落地点与桌边的水平距离为1 m ，那么( )图2A.A 、B 离开弹簧时的速度之比为1∶2B.A 、B 质量之比为2∶1C.未离开弹簧时，A 、B 所受冲量之比为1∶2D.未离开弹簧时，A 、B 加速度之比为1∶2 答案 ABD解析 A 、B 组成的系统在水平方向上不受外力，动量守恒，A 、B 两物体的落地点到桌边的距离x ＝v 0t ，由于两物体的落地时间相等，所以v 0与x 成正比，故v A ∶v B ＝1∶2，即A 、B 离开弹簧时的速度之比.由0＝m A v A －m B v B 可知，m A ∶m B ＝2∶1.未离开弹簧时，A 、B 受到的弹力相同，作用时间相同，冲量I ＝Ft 也相同.未离开弹簧时，F 相同，m 不同，加速度a ＝Fm，与质量成反比，故a A ∶a B ＝1∶2.11.如图3所示，倾角为α的光滑斜面AB 的长为s ，一个质量为m 的物体自A 点从静止滑下，在由A 点到B 点的过程中，斜面对物体的冲量大小是________，重力对物体的冲量大小是________.物体受到的合力对物体的冲量大小是________(斜面固定不动).图3答案 mg cos α 2sg sin αmg 2sg sin αm 2sg sin α解析 物体沿光滑斜面下滑，加速度a ＝g sin α，滑到底端所用的时间为t ，由s ＝12at 2可知t ＝2s a＝ 2s g sin α由冲量的定义式可知斜面对物体的冲量 I F ＝mg cos α·t ＝mg cos α 2sg sin α 重力的冲量I G ＝mgt ＝mg2sg sin α合力的冲量I 合＝F 合t ＝mg sin α2sg sin α＝m 2sg sin α. 12.如图4所示，一质量为M ＝3.0 kg 的长方形木板B 放在光滑水平地面上，在其右端放一质量为m ＝1.0 kg 的小木块A .现以地面为参考系，给A 和B 以大小均为4.0 m/s 、方向相反的初速度，使A 开头向左运动，B 开头向右运动，但最终A 并没有滑离木板.站在地面上的观看者看到在一段时间内小木块A 正在做加速运动，求在这段时间内木板B 相对地面的速度范围.图4答案 2～83m/s解析 设A 相对地面的速度为0时，木板的速度为v 1， 以向右为正方向，由动量守恒定律得 M v －m v ＝M v 1，解得v 1＝83m/sA 从今时开头向右加速，直到两者有共同速度v 2，由动量守恒定律得 M v －m v ＝(M ＋m )v 2，解得v 2＝2 m/s 故B 相对地面的速度在2～83m/s 范围内.13.质量m ＝500 g 的篮球，以10 m/s 的初速度竖直上抛，当它上升到高度h ＝1.8 m 处与天花板相碰，经过时间t ＝0.4 s 的相互作用，篮球以碰前速度的34反弹，设空气阻力忽视不计，g 取10 m/s 2，则篮球对天花板的平均作用力为多大？ 答案 12.5 N解析 设篮球与天花板碰前的速度为v ，由v 2－v 20＝－2gh ，得v ＝v 20－2gh ＝102－2×10×1.8 m /s ＝8 m/s ，方向向上.碰后速度v ′＝34v ＝6 m/s ，方向向下.碰撞过程中球受向下的重力mg 和天花板对球向下的平均作用力F ，以向下为正方向，对球由动量定理得： (F ＋mg )t ＝m v ′－m v ，F ＝m v ′－m v t －mg ＝0.5×6－0.5×(－8)0.4N －0.5×10 N＝12.5 N.由牛顿第三定律知篮球对天花板的平均作用力F ′＝12.5 N ，方向向上.。
1.从近几年的高考考点分布知道，本章主要考查考生能否准确理解牛顿运动定律的意义，能否熟练应用牛顿第二定律、牛顿第三定律和受力分析解决运动和力的问题；理解超重和失重现象，掌握牛顿第二定律的验证方法和原理．2．高考命题中有关本章内容的题型有选择题、计算题．高考试题往往综合牛顿运动定律和运动学规律进行考查，考题中注重与电场、磁场的渗透，并常常与生活、科技、工农业生产等实际问题相联系．3．本章是中学物理的基本规律和核心知识，在整个物理学中占有非常重要的地位，仍将为高考命题的重点和热点，考查和要求的程度往往层次较高.第12讲牛顿运动定律的综合应用1.掌握超重、失重的概念，会分析有关超重、失重的问题.2.学会分析临界与极值问题.3.会进行动力学多过程问题的分析．1．超重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的情况．(2)产生条件：物体具有向上的加速度．2．失重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况．(2)产生条件：物体具有向下的加速度．3．完全失重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的情况称为完全失重现象．(2)产生条件：物体的加速度a＝g，方向竖直向下．考点一超重与失重1．超重并不是重力增加了，失重并不是重力减小了，完全失重也不是重力完全消失了．在发生这些现象时，物体的重力依然存在，且不发生变化，只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生了变化(即“视重”发生变化)．2．只要物体有向上或向下的加速度，物体就处于超重或失重状态，与物体向上运动还是向下运动无关．3．尽管物体的加速度不是在竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上有分量，物体就会处于超重或失重状态．4．物体超重或失重的多少是由物体的质量和竖直加速度共同决定的，其大小等于ma.★重点归纳★1．物体处于超重状态还是失重状态取决于加速度的方向，与速度的大小和方向没有关系．下表列出了加速度方向与物体所处状态的关系.特别提醒:2.超重和失重现象的判断“三”技巧（1）从受力的角度判断，当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态，小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态．（2）从加速度的角度判断，当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态．（3）从速度变化角度判断①物体向上加速或向下减速时，超重；②物体向下加速或向上减速时，失重．★典型案例★在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50 kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示，在这段时间内下列说法中正确的是：（）A.晓敏同学所受的重力变小了B.晓敏对体重计的压力就是体重计对晓敏的支持力C.电梯一定在竖直向下运动D.电梯的加速度大小为g/5，方向一定竖直向下【答案】D【名师点睛】此题是关于牛顿第二定律的应用问题；明确失重状态是物体对与之接触的物体的弹力小于重力，不是重力变小了．基础题目。
五年高考(全国卷)命题分析五年常考热点五年未考重点光电效应和能级跃迁201920182017201620151卷14题2卷17题3卷19题1卷35(1)1卷35(1)1.物理学史的相关内容2.原子物理与动量观点的结合波粒二象性及近代物理学史20152卷35(1)核反应与核能20192018201720162卷15题3卷14题1卷17题、2卷15题2卷35(1)、3卷35(1)1.考查方式：高考对本部分内容考查形式比较固定,一般会单一地考查某个知识点,题型为选择题和填空题.2.命题趋势：由于本部分内容涉及点较多,今后的命题将向着多个考点融合的方向发展,且以选择题的形式考查.第1讲光电效应波粒二象性一、光电效应及其规律1.光电效应现象在光的照射下,金属中的电子从表面逸出的现象,发射出来的电子叫光电子.2.光电效应的产生条件入射光的频率大于或等于金属的极限频率.3.光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率,入射光的频率必须大于或等于这个极限频率才能产生光电效应.(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随入射光频率的增大而增大.(3)光电效应的发生几乎是瞬时的,一般不超过10－9 s.(4)当入射光的频率大于极限频率时,饱和光电流的大小与入射光的强度成正比.自测1(2019·广西钦州市四月综测)用一束单色光照射A、B两种金属,若照射A得到光电子的最大初动能比照射B得到光电子的最大初动能大.则()A.若增大光照强度,则光电子的最大初动能增大B.金属A的逸出功比金属B的逸出功大C.金属A的截止频率比金属B的截止频率低D.得到的光电子在真空中运动的速度为光速[参考答案]C[试题解析] 根据光电效应方程E k＝hν－W0＝hν－hνc,由题意可知金属A的逸出功比金属B的逸出功小,金属A的截止频率比金属B的截止频率低,增大光照强度,单色光的频率不变,则光电子的最大初动能不变,得到的光电子在真空中运动的速度小于光速,故C正确,A、B、D错误.二、爱因斯坦光电效应方程1.光子说：在空间传播的光不是连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光子,光子的能量ε＝hν.2.逸出功W0：电子从金属中逸出所需做功的最小值.3.最大初动能：发生光电效应时,金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值.4.光电效应方程(1)表达式：hν＝E k ＋W 0或E k ＝hν－W 0.(2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν,这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W 0,剩下的表现为逸出后电子的最大初动能.自测2 (2019·陕西宝鸡市高考模拟检测(二))已知某种金属的极限频率为νc ,现用频率为3νc 的光照射此金属板,所产生光电子的最大初动能为(h 为普朗克常量)( ) A.4hνc B.3hνc C.2hνc D.hνc [参考答案]C[试题解析] 该金属的逸出功为W 0＝hνc ,改用频率为3νc 的光照射同一金属材料,根据光电效应方程,所产生光电子的最大初动能E k ＝3hνc －W 0＝2hνc ,故C 正确,A 、B 、D 错误. 三、光的波粒二象性与物质波 1.光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性. (2)光电效应说明光具有粒子性.(3)光既具有波动性,又具有粒子性,称为光的波粒二象性. 2.物质波(1)概率波：光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现,亮条纹是光子到达概率大的地方,暗条纹是光子到达概率小的地方,因此光波又叫概率波.(2)物质波：任何一个运动着的物体,小到微观粒子,大到宏观物体,都有一种波与它对应,其波长λ＝hp ,p 为运动物体的动量,h 为普朗克常量. 自测3 (多选)下列说法中正确的是( )A.光的波粒二象性学说彻底推翻了麦克斯韦的光的电磁说B.在光的双缝干涉实验中,暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方C.光的双缝干涉实验中,大量光子打在光屏上的落点是有规律的,暗条纹处落下光子的概率小D.单个光子显示粒子性,大量光子显示波动性 [参考答案]CD1.四点提醒(1)能否发生光电效应,不取决于光的强度而取决于光的频率.(2)光电效应中的“光”不是特指可见光,也包括不可见光.(3)逸出功的大小由金属本身决定,与入射光无关.(4)光电子不是光子,而是电子.2.两条对应关系(1)光照强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大；(2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大.3.三个关系式(1)爱因斯坦光电效应方程：E k＝hν－W0.(2)最大初动能与遏止电压的关系：E k＝eU c.(3)逸出功与极限频率的关系W0＝hνc.例1(多选)(2019·福建厦门市上学期期末质检)利用光电管研究光电效应的实验电路图如图1所示,用频率为ν的可见光照射阴极K,电流表中有电流通过,则()图1A.改用紫外线照射K,电流表中没有电流通过B.只增加该可见光的强度,电流表中通过的电流将变大C.若将滑动变阻器的滑片滑到A端,电流表中一定无电流通过D.若将滑动变阻器的滑片向B端滑动,电流表示数可能不变[参考答案]BD[试题解析] 用频率为ν的可见光照射阴极K,能发生光电效应,则该可见光的频率大于阴极材料的极限频率,紫外线的频率大于可见光的频率,故用紫外线照射K,也一定能发生光电效应,电流表中有电流通过,A错误；只增加可见光的强度,单位时间内逸出金属表面的光电子数增多,电流表中通过的电流将变大,B正确；滑动变阻器的滑片滑到A端,光电管两端的电压为零,但光电子有初动能,故电流表中仍有电流通过,C错误；滑动变阻器的滑片向B端滑动时,若电流已达到饱和光电流,则电流表示数可能不变,D正确.变式1 (2019·北京市东城区二模)研究光电效应的实验规律的电路图如图2所示,加正向电压时,图中光电管的A 极接电源正极,K 极接电源负极,加反向电压时,反之.当有光照射K 极时,下列说法正确的是( )图2A.K 极中有无光电子射出与入射光频率无关B.光电子的最大初动能与入射光频率有关C.只有光电管加正向电压时,才会有光电流D.光电管加正向电压越大,光电流强度一定越大 [参考答案]B[试题解析] K 极中有无光电子射出与入射光频率有关,只有当入射光的频率大于K 极金属的极限频率时才有光电子射出,选项A 错误；根据光电效应的规律,光电子的最大初动能与入射光频率有关,选项B 正确；光电管加反向电压时,只要反向电压小于遏止电压,就会有光电流产生,选项C 错误；在未达到饱和光电流之前,光电管加正向电压越大,光电流强度一定越大,达到饱和光电流后,光电流的大小与正向电压无关,选项D 错误.例2 (2018·全国卷Ⅱ·17)用波长为300 nm 的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10－19J.已知普朗克常量为6.63×10－34J·s,真空中的光速为3.00×108 m·s －1.能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为( ) A.1×1014 Hz B.8×1014 Hz C.2×1015 Hz D.8×1015 Hz[参考答案]B[试题解析] 设单色光的最低频率为ν0,由E k ＝hν－W 0知 E k ＝hν1－W 0,0＝hν0－W 0,又知ν1＝c λ整理得ν0＝c λ－E kh,解得ν0≈8×1014 Hz.变式2 (多选)(2017·全国卷Ⅲ·19)在光电效应实验中,分别用频率为νa 、νb 的单色光a 、b 照射到同种金属上,测得相应的遏止电压分别为U a 和U b ,光电子的最大初动能分别为E k a 和E k b .h 为普朗克常量.下列说法正确的是( ) A.若νa ＞νb ,则一定有U a ＜U b B.若νa ＞νb ,则一定有E k a ＞E k b C.若U a ＜U b ,则一定有E k a ＜E k bD.若νa＞νb,则一定有hνa－E k a＞hνb－E k b[参考答案]BC[试题解析] 由爱因斯坦光电效应方程得,E k＝hν－W0,由动能定理得,E k＝eU,若用a、b单色光照射同种金属时,逸出功W0相同.当νa＞νb时,一定有E k a＞E k b,U a＞U b,故选项A错误,B正确；若U a＜U b,则一定有E k a＜E k b,故选项C正确；因逸出功相同,有W0＝hνa－E k a＝hνb－E k b,故选项D错误.图象名称图线形状由图线直接(间接)得到的物理量最大初动能E k与入射光频率ν的关系图线①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc②逸出功：图线与E k轴交点的纵坐标的值的绝对值W0＝|－E|＝E③普朗克常量：图线的斜率k＝h颜色相同、强度不同的光,光电流与电压的关系①遏止电压U c：图线与横轴的交点的横坐标②饱和光电流I m1、I m2：光电流的最大值③最大初动能：E k＝eU c颜色不同时,光电流与电压的关系①遏止电压U c1、U c2②饱和光电流③最大初动能E k1＝eU c1,E k2＝eU c2遏止电压U c与入射光频率ν的关系图线①极限频率νc：图线与横轴的交点的横坐标②遏止电压U c：随入射光频率的增大而增大③普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积,即h＝ke(注：此时两极之间接反向电压)例3(2019·东北三省四市教研联合体模拟)在研究甲、乙两种金属光电效应现象的实验中,光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系如图3所示,则()图3A.两条图线与横轴的夹角α和β一定不相等B.若增大入射光频率ν,则所需的遏止电压U c 随之增大C.若某一频率的光可以使甲金属发生光电效应,则一定也能使乙金属发生光电效应D.若增加入射光的强度,不改变入射光频率ν,则光电子的最大初动能将增大 [参考答案]B[试题解析] 根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 0,可知题图图线的斜率表示普朗克常量,故两条图线与横轴的夹角α和β一定相等,故A 错误；根据E k ＝eU c 和E k ＝hν－W 0,得U c ＝he ν－W 0e,故增大入射光频率ν,则所需的遏止电压U c 随之增大,故B 正确；根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 0,当E k ＝0时,则W 0＝hνc ,即甲的逸出功小于乙的逸出功,故当某一频率的光可以使甲金属发生光电效应,但此光不一定能使乙金属发生光电效应,故C 错误；光电子的最大初动能与入射光的频率有关,与入射光的强度无关,故D 错误.变式3 用如图4甲所示的电路研究光电效应中光电流与照射光的强弱、频率等物理量的关系.图中A 、K 两极间的电压大小可调,电源的正负极也可以对调,分别用a 、b 、c 三束单色光照射,调节A 、K 间的电压U ,得到光电流I 与电压U 的关系如图乙所示,由图可知( )图4A.单色光a 和c 的频率相同,且a 光更弱些,b 光频率最大B.单色光a 和c 的频率相同,且a 光更强些,b 光频率最大C.单色光a 和c 的频率相同,且a 光更弱些,b 光频率最小D.单色光a 和c 的频率不同,且a 光更强些,b 光频率最小 [参考答案]B[试题解析] a 、c 两单色光照射后遏止电压相同,根据E k ＝eU c ,可知产生的光电子最大初动能相等,则a 、c 两单色光的频率相等,光子能量相等,由于a 光的饱和光电流较大,则a 光的强度较大.单色光b 照射后遏止电压较大,根据E k ＝eU c ,可知b 光照射后产生的光电子最大初动能较大,根据光电效应方程E k ＝hν－W 0得,b 光的频率大于a 光的频率,故A 、C 、D 错误,B 正确. 变式4 (2020·河北唐山市第一次模拟)用金属铷为阴极的光电管观测光电效应现象,实验装置示意图如图5甲所示,实验中测得铷的遏止电压U c 与入射光频率ν之间的关系如图乙所示,图线与横轴交点的横坐标为5.15×1014 Hz.已知普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s.则下列说法中正确的是( )图5A.欲测遏止电压,应选择电源左端为正极B.当电源左端为正极时,滑动变阻器的滑片向右滑动,电流表的示数持续增大C.增大照射光的强度,产生的光电子的最大初动能一定增大D.如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014 Hz,则产生的光电子的最大初动能E k 约为1.2× 10－19J[参考答案]D[试题解析] 由题图甲所示的实验装置测量铷的遏止电压U c ,因光电管左端为阳极,则电源左端为负极,故选项A 错误；当电源左端为正极时,滑动变阻器的滑片向右滑动的过程中,光电管两端电压增大,光电流增大,当光电流达到饱和值,不再增大,即电流表读数的变化是先增大后不变,故选项B 错误；光电子的最大初动能与入射光的频率和金属的逸出功有关,与入射光的强度无关,故选项C 错误；根据题图乙可知,铷的截止频率νc ＝5.15×1014 Hz,根据hνc ＝W 0,则可求出该金属的逸出功大小W 0＝6.63×10－34×5.15×1014 J ≈3.41×10－19J,根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 0,可知当入射光的频率为ν＝7.00×1014 Hz 时,则光电子的最大初动能为E k ＝6.63×10－34×7.00×1014 J －3.41×10－19J ≈1.2×10－19J,故选项D 正确.1.从数量上看：个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性. 2.从频率上看：频率越低波动性越显著,越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著,贯穿本领越强,越不容易看到光的干涉和衍射现象. 3.从传播与作用上看：光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时往往表现出粒子性. 4.波动性与粒子性的统一由光子的能量E ＝hν、光子的动量表达式p ＝hλ也可以看出,光的波动性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的能量和动量的计算式中都含有描述波动性的物理量——频率ν和波长λ.例4(多选)实物粒子和光都具有波粒二象性.下列事实中突出体现波动性的是()A.电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B.β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C.人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构[参考答案]ACD[试题解析] 电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样,说明电子是一种波,故A正确；β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹,可以说明β射线是一种粒子,故B错误；人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构,中子衍射说明中子是一种波,故C正确；人们利用电子显微镜观测物质的微观结构,利用了电子束的衍射现象,说明电子束是一种波,故D正确.变式5下列各组现象能说明光具有波粒二象性的是()A.光的色散和光的干涉B.光的干涉和光的衍射C.泊松亮斑和光电效应D.光的反射和光电效应[参考答案]C变式6(多选)(2019·甘肃天水市调研)波粒二象性是微观世界的基本特征,以下说法正确的有()A.光电效应现象揭示了光的粒子性B.热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C.黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D.动能相等的质子和电子,它们的德布罗意波的波长也相等[参考答案]AB变式7(2019·贵州安顺市适应性监测(三))下列说法正确的是()A.铀核发生α衰变时,释放出α粒子和一定的能量,目前核电站就是利用铀核发生α衰变时释放的能量B.如果利用紫光照射某种金属可以发生光电效应,改用红光一定不能发生光电效应C.氢原子由较高能级跃迁到较低能级时,会吸收一定频率的光子D.机械波和电磁波都具有干涉、衍射的特性[参考答案]D[试题解析] α衰变时放出的能量比较小,目前核电站利用的是铀核发生裂变时释放的能量,故A错误；用紫光照射某种金属可以发生光电效应,可知紫光的频率大于金属的极限频率,红光的频率小于紫光的频率,但红光的频率不一定小于金属的极限频率,则用红光照射可能产生光电效应,故B错误；氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,能量减小,要释放一定频率的光子,故C错误；干涉与衍射都是波特有的性质,机械波和电磁波都具有干涉、衍射的特性,故D正确.1.有一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应,可能使金属产生光电效应的措施是()A.改用频率更小的紫外线照射B.改用X射线照射C.改用强度更大的原紫外线照射D.延长原紫外线的照射时间[参考答案]B2.(多选)光电效应实验中,下列表述正确的是()A.光照时间越长,光电流越大B.入射光足够强就可以有光电流C.遏止电压与入射光的频率有关D.入射光频率大于极限频率时一定能产生光电子[参考答案]CD[试题解析] 光电流的大小只与单位时间内通过单位面积的光电子数目有关,而与光照时间的长短无关,选项A错误；无论光照强度多大,光照时间多长,只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应,故选项B错误；遏止电压即反向截止电压,eU c＝hν－W0,与入射光的频率有关,超过极限频率的入射光频率越高,所产生的光电子的最大初动能就越大,则遏止电压越大,故选项C正确；无论光照强度多小,光照时间多短,只要光的频率大于极限频率就能产生光电效应,即一定能产生光电子,故选项D正确.3.下列有关光的波粒二象性的说法中,正确的是()A.有的光是波,有的光是粒子B.光子与电子是同样的一种粒子C.光的波长越长,其波动性越显著；波长越短,其粒子性越显著D.大量光子的行为往往显示出粒子性[参考答案]C[试题解析] 光具有波粒二象性,故A错误；电子是组成原子的基本粒子,有确定的静止质量,是一种物质实体,速度可以低于光速,光子代表着一份能量,没有静止质量,速度永远是光速,故B错误；光的波长越长,波动性越明显,波长越短,其粒子性越显著,故C正确；大量光子运动的规律表现出光的波动性,故D错误.4.(2019·云南第二次统一检测)某金属发生光电效应,光电子的最大初动能E k与入射光频率ν之间的关系如图1所示.已知h为普朗克常量,e为电子电荷量的绝对值,结合图象所给信息,下列说法正确的是()图1A.入射光的频率小于νc 也可能发生光电效应现象B.该金属的逸出功随入射光频率的增大而增大C.若用频率是2νc 的光照射该金属,则遏止电压为hνc eD.遏止电压与入射光的频率无关[参考答案]C[试题解析] 由题图可知金属的极限频率为νc ,入射光的频率必须要大于等于νc 才能发生光电效应现象,选项A 错误；金属的逸出功与入射光的频率无关,选项B 错误；若用频率是2νc 的光照射该金属,则光电子的最大初动能为E k ＝2hνc －hνc ＝hνc ＝U c e ,则遏止电压为U c ＝hνc e,选项C 正确；遏止电压与入射光的频率有关,入射光的频率越大,则光电子的最大初动能越大,遏止电压越大,选项D 错误.5.(2019·重庆市4月调研)如图2,用导线将验电器与某种金属板连接,用一束蓝光照射金属板时验电器金属箔片未张开,下列措施中可能使验电器金属箔片张开的是( )图2A.换用强度更大的蓝光照射B.换用红外线照射C.换用极限频率较大的金属板D.换用极限频率较小的金属板[参考答案]D[试题解析] 能否发生光电效应与入射光的频率有关,与入射光的强度无关,选项A 错误；红外线的频率小于蓝光的频率,则换用红外线照射仍不能发生光电效应,选项B 错误；根据E k ＝hν－hνc 可知,换用极限频率较小的金属板可发生光电效应,验电器金属箔片会张开,选项C 错误,D 正确.6.(2019·陕西渭南市教学质检(二))人眼对绿光最为敏感,正常人的眼睛接收到波长为530 nm 的绿光时,只要所接收到的功率不低于2.3×10－18 W,眼睛就能察觉.已知普朗克常量为6.63×10－34 J·s,光速为3×108 m/s,人眼能察觉到绿光时,每秒至少接收到的绿光光子数为( )A.6B.60C.600D.6 000 [参考答案]A[试题解析] 绿光光子能量E＝hν＝h cλ≈3.8×10－19J,所以每秒内最少接收光子数n＝PtE＝2.3×10－18×13.8×10－19≈6,B、C、D错误,A正确.7.(2019·辽宁大连市第二次模拟)用一束绿光和一束蓝光照射某种金属的表面,均发生了光电效应.下列说法正确的是()A.用蓝光照射金属时,逸出的光电子最大初动能更大B.用蓝光照射金属时,单位时间内逸出的光电子数更多C.增加光照强度,逸出的光电子最大初动能增大D.如果换用红光照射,一定能使该金属发生光电效应[参考答案]A[试题解析] 因为蓝光频率更高,根据光电效应方程：E k＝hν－W0,所以用蓝光照射时,光电子最大初动能更大,A正确；单位时间逸出的光电子数与光强有关,由于不知道光的强度,所以无法确定,B错误；根据E k＝hν－W0,可知最大初动能与光强无关,C错误；因为红光的频率比绿光的小,但无法比较红光的频率与该金属极限频率的大小关系,故无法确定是否会发生光电效应,D错误.8.(2019·陕西汉中市下学期模拟)用如图3所示的光电管研究光电效应,当滑动变阻器的滑片位于某一位置,开关S闭合时,用单色光a照射光电管阴极K,电流计G的指针发生偏转,用单色光b照射光电管阴极K时,电流计G的指针不发生偏转,则()图3A.a光的强度一定大于b光的强度B.a光的频率一定大于阴极K的极限频率C.b光的频率一定小于阴极K的极限频率D.开关S断开后,用单色光a照射光电管阴极K,电流计G的指针一定不会发生偏转[参考答案]B[试题解析] 用某种光照射金属能否发生光电效应与光的强度无关,所以无法判断a、b光的强度,故A错误；用某种频率的单色光a照射光电管阴极K,电流计G的指针发生偏转,知a光频率大于金属的极限频率,故B正确；由于在光电管两端加了反向电压,用b光照射时,电流计G 指针不发生偏转,所以无法判断是否发生光电效应,即无法判断b光的频率与阴极K的极限频率大小关系,故C 错误；由于在光电管两端加了反向电压,电流计G 的指针发生偏转即电子能从阴极运动到阳极,所以断开开关即不加反向电压时,电子一定能从阴极运动到阳极,即电流计G 的指针一定发生偏转,故D 错误.9.从1907年起,美国物理学家密立根就开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量.他通过如图4甲所示的实验装置测量某金属的遏止电压U c 与入射光频率ν,作出图乙所示的U c －ν图象,由此算出普朗克常量h ,并与普朗克根据黑体辐射测出的h 相比较,以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性.已知电子的电荷量为e ,则下列普朗克常量h 的表达式正确的是( )图4A.h ＝e (U c2－U c1)ν2－ν1B.h ＝U c2－U c1e (ν2－ν1)C.h ＝ν2－ν1e (U c2－U c1)D.h ＝e (ν2－ν1)U c2－U c1[参考答案]A [试题解析] 根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 0及动能定理eU c ＝E k ,得U c ＝h e ν－W 0e,所以图象的斜率k ＝U c2－U c1ν2－ν1＝h e ,则h ＝e (U c2－U c1)ν2－ν1,故A 项正确.。
