高中物理3-5碰撞教案

高中物理3-5碰撞教案（精选6篇）

篇1：高中物理3-5碰撞教案

高中物理

（2）质量为m的物块A以速度v与质量同为m静止的物块B发生正碰后粘在一起共同运动,试求它们共同运动的速度以及碰撞前后系统动能的大小。

4．引出概念：弹性碰撞与非弹性碰撞，明确弹性碰撞过程机械能守恒，完全非弹性碰撞机械能损失最厉害，是非弹性碰撞的极端情况。

二、理论分析、实验验证，寻找规律 1．建立模型: 质量为的m1小球A以速度去对心正碰质量为m2静止的B球,已知两球在碰撞过程中无能量损失，试求碰后两球的速度v1和v2

2.分析计算

错误！未找到引用源。（1）

错误！未找到引用源。（2）

求解： 3．讨论：

（1）若m1＝m2，则V1＝0，V2＝V0（等大的钢球相碰）（2）若m1>m2，则V1>0，V2>0（3）若m1»m2，则V1≈V0，V2≈2V（等大的钢球碰乒乓球）（4）若m10 0

（5）若m1«m2，则V1≈－V0，V2≈0（等大的乒乓球碰钢球）

三、自主阅读、归纳推广，总结规律

1．学生阅读课本“对碰撞和非对心碰撞”和“散射”部分内容，思考回答下列问题。（1）什么叫对心碰撞和非对心碰撞？（2）非对心碰撞遵从动量守恒定律吗？（3）非对心碰撞有可能是弹性碰撞吗？

（4）散射是碰撞现象吗？散射和宏观物体的碰撞有什么不同？

2．引导学生从速度和动量矢量性的角度解决P20“思考与讨论”中的问题。3．引导学生总结碰撞现象的一般规律。（1）碰撞过程遵循动量守恒定律。

（2）碰撞过程机械能不能增加，要么不变或者要么减少。（3）碰撞要符合客观实际。

碰前：后面的小球1要追得上前面的小球2，要求错误！未找到引用源。碰后：如果两球同向：错误！未找到引用源。

四、针对训练，巩固知识，深化规律 1．课本“思考与练习”

4．两个小球在光滑水平面沿同一直线运动，B球在前，A球在后，已知MA=1㎏, MB=2㎏,VA=6m/s，VB=2m/s。则当A、B碰撞后，A、B两球的速度可能是：

A、VA1=5m/s，VB1=2.5m/s B、VA1=2m/s，VB1=4m/s C、VA1=-4m/s，VB1=7m/s D、VA1=7m/s，VB1=1.5m/s 六．小结

本节课，我们分析了碰撞的相关问题，知道碰撞的特点是作用时间极短，内力远大于外力且瞬间没有位移。根据碰撞前后有无机械能损失把碰撞分为弹性碰撞和非弹性碰撞；根据碰撞前速度与球心连线的关系把碰撞分为对心碰撞和非对心碰撞。不管哪种碰撞类型，它们都要遵循动量守恒定律，机械能不增加和符合客观实际的规律。

七、作业布置

1．阅读课后“科学足迹”内容，了解碰撞对物质微观结构的认识中的贡献。2．思考与练习中

篇2：高中物理3-5碰撞教案

氢原子光谱（atomic spectrum of hydrogen）是最简单的原子光谱。由A.埃斯特朗首先从氢放电管中获得，后来W.哈根斯和H.沃格耳等在拍摄恒星光谱中也发现了氢原子光谱线。到1885年已在可见光和近紫外光谱区发现了氢原子光谱的14条谱线，谱线强度和间隔都沿着短波方向递减。其中可见光区有4条，分别用Hα、Hβ、Hγ、Hδ表示，其波长的粗略值分别为656.28nm（纳米）、486.13nm、434.05nm和410.17nm。

氢原子光谱是氢原子内的电子在不同能级跃迁时发射或吸收不同频率 的光子形成的光谱。氢原子光谱为不连续的线光谱。发现简史

玻尔模型描述的氢原子光谱

85年，瑞士数学教师J.巴耳末发现氢原子可见光波段的光谱巴耳末系，并给出经验公式。1908年，德国物理学家弗里德里希·帕邢发现了氢原子光谱的帕邢系，位于红外光波段的谱线。

1914年，物理学家西奥多·莱曼(Theodore Lyman)发现氢原子光谱的莱曼系，位于紫外光波段。

1922年，物理学家F.布拉开发现氢原子光谱的布拉开系，位于近红外光波段。

1924年，物理学家奥古斯特·普丰特发现氢原子光谱的普丰特系，位于远红外光波段。1953年，物理学家柯蒂斯·汉弗莱发现氢原子光谱的汉弗莱系，位于远红外光波段。光谱系列

氢原子由一个质子和一个电子构成，是最简单的原子，因此其光谱一直是了解物质结构理论的主要依据。研究其光谱，可以借由外界提供能量，使氢原子内的电子跃迁至高能级后，在跳回低能级的同时，会放出跃迁量等同两个能级之间能量差的光子，再以光栅、棱镜或干涉仪分析其光子能量、强度，就可以得到其发射光谱的明线。以一定能量、强度的光源照射氢原子，则等同其能级能量差的光子会被氢原子吸收，得到其吸收光谱的暗线。另外分析来自外太空的氢原子的光谱并非易事，因为氢在大自然中以双原子分子存在。依其发现谱线所在的能量区段可将其划分为莱曼系、巴耳末系、帕邢系、布拉开系、芬德系和汉弗莱系。光谱线公式

1885年瑞士物理学家J.巴耳末首先把上述光谱用经验公式：

红外区、可见区、紫外区的线状光谱图λ=Bn2/(n2－22)（n=3,4,5,···）表示出来，式中B为一常数。这组谱线称为巴耳末线系。当n→∞时，λ→B，为这个线系的极限，这时邻近二谱线的波长之差趋于零。1890年J.里德伯把巴耳末公式简化为： 1/λ=RH(1/22－1/n2)（n=3,4,5,···）

式中RH称为氢原子里德伯常数，其值为(1.096775854±0.000000083)×107m-1。后

氢光谱仪及氢原子可见光光谱图

来又相继发现了氢原子的其他谱线系，都可用类似的公式表示。波长的倒数称波数，单位是m-1，氢原子光谱的各谱线系的波数可用一个普遍公式表示： σ=RH(1/m2－1/n2)对于一个已知线系，m为一定值，而n为比m大的一系列整数。此式称为广义巴耳末公式。氢原子光谱现已命名的六个线系如下：

莱曼系 m=1,n=2,3,4,···紫外区

巴耳末系 m=2,n=3,4,5,···可见光区

帕邢系 m=3,n=4,5,6,···红外区

布拉开系 m=4,n=5,6,7,···近红外区

普丰特系 m=5,n=6,7,8,···远红外区

汉弗莱系 m=6,n=7,8,9,···远红外区

广义巴耳末公式中，若令T(m)=RH/m2，T(n)=RH/n2，为光谱项，则该式可写成σ=T(m)－T(n)。氢原子任一光谱线的波数可表示为两光谱项之差的规律称为并合原则，又称里兹组合原则。

对于核外只有一个电子的类氢原子（如He+，Li2+等），广义巴耳末公式仍适用，只是核的电量和质量与氢原子核不同，要对里德伯常数R作相应的变动。

当用分辨本领很高的分光仪器去观察氢原子的各条光谱线时，发现它们又由若干相近的谱线组成，称为氢原子光谱线的精细结构。它来源于氢原子能级的细致分裂，分裂的主要原因是相对论效应以及电子自旋和轨道相互作用所引起的附加能量。可由狄拉克的相对论性波动方程得到解释。由此算得氢原子的能级公式为： E=hcR/n2－hcRα2/n3－[1/(j+1/2)－(3/4)n] 式中h为普朗克常数；c为真空中的光速；R为里德伯常数；n为主量子数；j为总角动量量子数；α称为精细结构常数，其值很小，因此第二项远小于第一项。如果忽略第二项，上式就是玻尔氢原子理论的氢原子能级公式；若保留第二项，则每一主量子数为n的能级都按不同的总角动量量子数j表现出其精细结构。但这个公式中不含轨道角动量量子数l，而j=l±1/2，这说明按量子力学理论氢原子两个不同l，而n、j相同的能级具有相同的能量，对l是简并的。精细结构还与原子序数有关，氢能级的精细结构分裂比其他原子（如钠）的小。早期用高分辨光谱仪器曾观察到氢的Hα线的部分精细结构，分析后发现与量子力学理论有细微不符之处。

1947年W.兰姆和R.雷瑟福用原子束磁共振法发现氢的2S1/2比2P1/2高出1,057.8MHz，这就是著名的兰姆移位。为解释这种现象发展起了量子电动力学理论。氢光谱的研究曾促成了量子力学的发展，现在又成为推动和验证量子电动力学发展的最重要的实验方法之一。到2000年，测量氢某些谱线频率的精度已达10-13量级，由此推出的里德伯常数的精度达10-12量级。

经典理论局限 卢瑟福的核式结 电磁波连续光谱

构模型正确地指出了原子核的存在，很好地解释了α粒子散射实验。但是 连续光谱和原子发射光谱(线状光谱)比较

无法解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征。

按照经典物理学，核外电子受到原子的库仑引力的作用，不可能静止，必定以一定的速度绕核转动。电子转动引起电磁场变化，激发电磁波，以电磁波的形式辐射。因此，电子绕核转动的原子系统是不稳定的，电子失去能量，最终将落在原子核上。但是事实上原子是个稳定系统。

根据经典电动力学，电子辐射的电磁波的频率，就是它绕核转动的频率。电子转动能量越小，离原子核就越近，转动就越快。这个变化是连续的，应该可以观察到原子辐射的各种频率（波长）的光，即原子光谱应该是连续的，但实际上观察到的是分立的线状谱。经典物理学理论不可克服的内在矛盾说明，尽管经典理论能解释宏观现象，但不能解释原子的微观现象，引入新的物理观念是非常必要的。玻尔理论诠释 玻尔氢原子理论是

氢原子光谱与电子跃迁

阐述氢原子结构的半经典理论。是N.玻尔结合了M.普朗克的量子概念、丹麦物理学家 N.Bohr 里德伯－里兹组合原则和E.卢瑟福关于原子的核式结构模型，于1913年提出来的。玻尔理论的基本假定是：

① 原子核外的电子，只能在一系列无辐射的定态轨道上运动，这种特殊的力学平衡状态可以用经典力学方法处理。

② 当一个原子从一个能量为Ei的定态，跃迁到另一个能量为Ef的定态时，就产生辐射（或吸收），辐射频率v与跃迁始末的两个定态能量之间的关系由下式决定： |Ei－Ef|=hv 根据玻尔的基本假定，可以推导出氢原子光谱的巴耳末系、帕邢系、赖曼系、布拉开系、芬德系以及汉弗莱系的公式。

玻尔又假定电子与核之间的相互作用力主要是库仑力。玻尔认为，电子绕核作圆周运动。玻尔理论突破了经典概念，提出了定态、量子化条件、分立能级、能级间的跃迁等极其重要的概念，第一次从理论上解释了氢原子光谱的经验规律，成就是巨大的。另一方面，玻尔理论仍未能脱离经典理论的束缚，因而具有很大的局限性。正确的理论要建立在量子力学的基础之上。

事实上，根据量子力学，当原子处于定态时，其概率密度不随时间变化。原子的电荷密度是由它的概率密度与电子的电荷量共同决定的。一个稳定的电荷分布体系是不会产生电磁辐射的，所以定态时原子不辐射电磁波。而对于原子跃迁过程当中，经计算，可知其概率密度将会以频率v=|Em-En|/h随时间振荡，该频率恰巧也与玻尔理论所给出的相同。概率密度随时间振荡意味着在周围发现电子的概率会随时间振荡，因此原子的电荷分布也会随时间振荡，原子必定会辐射。这样我们就圆满地解释了原子跃迁时辐射（吸收）电磁波的内在机制。实验和应用

篇3：高中物理碰撞问题大联盟

一、力学中的类碰撞问题

例1如图1所示,在光滑水平面上,木块A以速度v与静止木块B对心正碰,已知两木块质量相等.当木块A开始接触固定在B左侧的弹簧C后,下列说法正确的是()

(A)当弹簧C压缩量最大时,木块A减少的动能最多

(B)当弹簧C压缩量最大时,木块A减少的动量最多

(C)当弹簧C压缩量最大时,整个系统减少的动能最多

(D)当弹簧C压缩量最大时,整个系统的动量不变

解析:此例相当于是两个小球之间碰撞的慢镜头,物体间相互作用力为弹簧弹力,发生了动能与弹性势能之间的转化.当两个物体共速时,弹簧最短,相当于完全非弹性碰撞,损失的动能转化为弹簧的弹性势能;弹簧恢复原状时,相当于发生了完全弹性碰撞,动能没有损失.弹簧既不是最短也不是原长时,相当于发生了非完全弹性碰撞,损失的动能介于前两者之间.正确答案为(C)、(D).

例2 一质量为m静止在光滑水平面上的物体B,其上有一个与水平面相切的光滑弧型轨道,如图2所示,现有一质量为m的小滑块A,以水平速度v0向B滑去,则下列说法中正确的是()

(A)若A不能越过B的最高点,当A、B分离后,一定是A静止,B以v0的速度向右运动

(B)若A恰好越过B的最高点,且沿B的右侧滑下,当A、B分离后,一定是B静止,A以v0的速度向右运动

(C)若A恰好越过B的最高点,且沿B的右测滑下,那么B获得的最大动能为

(D)若A恰好越过B的最高点,B的动能不会大于

解析:此例中,在物体相互作用的过程中发生了动能与重力势能之间的相互转化.

(1)若A不能越过B的最高点或若A恰好越过B的最高点,那么,当A、B速度相同时,相当于发生完全非弹性碰撞,损失动能最多,损失的动能转化为重力势能.由水平方向动量分量守恒可知:mv0=2wv共.

(2)无论A是否能越过B的最高点,当A再次滑到水平面上时,两物体发生的相当于完全弹性碰撞.

由水平方向动量分量守恒:mv0=mvA+mvB,能量守恒:,解一:vA=0,vB=v0;解二:vA=v0,vB=0.

①若A不能越过B的最高点,A、B分离后,一定是A静止,B以v0的速度向右运动,取解一.(A)正确.

②若A恰好越过B的最高点,且沿B的右测滑下,当A、B分离后,一定是B静止,A以v0的速度向右运动,取解二.(B)正确.

③当A恰好越过B的最高点,且沿B的右测滑下,那么,当A、B速度相同时,B的动能最大,B的最大动能为,所以(C)错,(D)正确.

二、热学中的类碰撞问题

例3如图3所示,两端足够长的敞口容器中,有两个可以自由移动的光滑活塞A和B,中间封有一定量的空气,现有一块粘泥C以Ek0的动能沿水平方向飞撞到A并粘在一起,由于活塞的压缩,使得封闭气体的内能增加.设A、B、C质量相等,则封闭空气在绝热状态变化过程中,内能增加的最大值是()

(A)(B)

(C)(D)

解析:第一个过程是C与A碰撞,C与A动量守恒,有一部分动能转化为A、C的内能.第二个过程是AC整体、A与B之间的气体和B发生相互作用,A对气体做正功,B对气体做负功,在A、B达到共同速度之前,气体体积减小,A、B对气体所做的总功为正,因气缸是绝热的,由热力学第一定律可知气体内能增加,动能转化为气体的内能.当A、B达到共速时,相当于发生了完全非弹性碰撞,物体动能转化为气体内能最多.此时,内部气体压强大于外界大气压强,B加速,A减速,气体体积膨胀,A、B活塞对气体所做总功为负,气体内能减少,气体的内能转化为A、B、C的动能,当气体压强恢复到压缩前的值时,体积、温度也恢复到压缩前的数值,增加的气体内能有全部释放出来,相当于完全弹性碰撞.所以当AC、B速度相等时,气体内能最大,内能增量的最大值等于第二个过程中A、C与B共速时系统动能的减少量,可由动量守恒和能量守恒计算出,(B)正确.

三、电学中的类碰撞问题

例4如图4所示,电容器固定在一个绝缘座上,绝缘座放在光滑水平面上,平行板电容器板间的距离为d,右极板上有一小孔,通过孔有一左端固定在电容器左极板上的水平绝缘光滑细杆,电容器极板以及底座、绝缘杆总质量为M,给电容器充电后,有一质量为m的带正电小环恰套在杆上以某一初速度v0对准小孔向左运动,并从小孔进入电容器,设带电环不影响电容器板间电场分布.带电环进入电容器后距左板的最小距离为0.5d,试求:

(1)带电环与左极板相距最近时的速度v;

(2)此过程中电容器移动的距离s;

(3)此过程中能量如何变化?

解析:(1)带电环进入电容器后在电场力的作用下做初速度为v。的匀减速直线运动,而电容器则在电场力的作用下做匀加速直线运动,当它们的速度相等时,带电环与电容器的左极板相距最近,从带电环进入电场到它们速度相等相当于完全弹性碰撞,由系统动量守恒定律可得:

(2)由动能定理:

(3)在此过程,系统中,带电小环动能减少,电势能增加,同时电容器等的动能增加,系统中减少的动能全部转化为电势能.

在此后过程中,电容器继续加速,带电环继续减速,最后带电环又被“弹”出电场,至此,电势能又全部释放出来,相当于发生完全弹性碰撞.

例5 如图5所示,一根足够长的水平滑杆ss'上套有一质量为m的光滑金属圆环.在滑杆的正下方与其平行放置一足够长的光滑水平的木制轨道,且穿过金属环的圆心O.现使质量为M的条形磁铁以v0的水平速度沿轨道向右运动,则()

(A)磁铁穿过金属环后,二者将先后停下来

(B)圆环可能获得的最大速度为

(C)磁铁和圆环系统损失的动能可能为

(D)磁铁与圆环系统损失的动能可能为

解析:由于初态磁体运动的速度大于金属圆环的运动速度,它们之间的相对运动造成了金属圆环的磁通量发生变化,产生了感应电动势,产生了感应电流,使磁体和金属圆环之间产生了磁力作用,由楞次定律可以判定磁体与金属圆环之间的相互作用力是阻碍相对运动,运动的结果有两种可能:一是磁体穿过金属圆环并远离金属圆环时,其速度仍大于金属圆环的速度,这种情况下,一部分动能转化为电能又转化为焦耳热,但两物体相互作用后速度不等,相当于发生了非完全弹性碰撞;二是最终它们达到共同速度,这种情况下,相对于发生了完全非弹性碰撞,动能损失的最多.因为一旦两者达到共同速度,两者之间就没有了相对运动,磁通量不再变化,没有感应电动势,没有感应电流,没有了磁相互作用,以后就以共同的速度匀速运动,所以不可能出现金属圆环的速度大于磁体速度的可能性.所以圆环可能获得的最大速度是两者速度相等时,由动量守恒可得出:Mv0=(M+m)v,,(B)正确.两者达到共同速度的情况下系统损失的动能最多:,所以,(C)正确.由动量守恒可知(A)、(D)错.综合选(B)、(C).

四、涉及物理光学的类碰撞问题

例6一个电子(质量为m,电量为-e)和一个正电子(质量为m,电量为e),以相等的初动能EK相向运动,并碰到一起,会发生“湮灭”,而产生两个频率相同的光子.设产生的光子频率为v,则这两个光子的能量都为hv,动量分别为P和P'.下面的关系中正确的是()

解析:在这一碰撞过程中,正、负电子的所有能量都转化为两光子的能量,由能量守恒和动量守恒可知(C)选项正确.

五、涉及原子物理的类碰撞问题

例7处于基态的氢原子,能够从相互碰撞或从入射光子中吸收一定能量,从基态跃迁到能量较大的激发态,已知氢原子从基态跃迁到某一激发态需要吸收的能量为10.2 eV,某一静止的处于基态的氢原子受其他运动的处于基态的氢原子碰撞跃迁到该激发态.运动的氢原子具有的动能()

(A)一定等于10.2 eV

(B)一定大于10.2 eV,且大的足够多

(C)只要大于10.2 eV就可以

(D)等于10.2 eV的整数倍就可以

解析:物体间相互作用时,因动量是守恒的,此题中初动量不是零,所以,在相互作用过程中不可能把全部动能都转化为原子能,而是在相互作用的过程中减少的动能转化成了原子能,在此问题中要求减少的动能为10.2 eV.相互作用中,当两物体相互作用后达到共速时,即相当于发生完全非弹性碰撞时,动能减少的最多.在本题中可由动量守恒:mv0=2mv共,得出:,可计算出系统动能的减少量的最大值,损失的动能最多等于入射氢原子初动能的一半.因为我们不能确定两原子相互作用时发生的是哪一类碰撞,所以不能确定入射氢原子最初应具有多少动能,但是,只有入射氢原子初态应具有大于或等于20.4 eV的动能,才有可能在相互作用的过程中有10.2 eV的能量转化为原子能.所以当这种碰撞跃迁成功时,入射氢原子初态动能一定大于10.2 eV,而且大的足够多,多的那部分既为跃迁完成后两氢原子剩余的总动能.

篇4：[高一物理教案3-5]

3.5 力学单位制

一、教学目标

1、知道什么是单位制，什么是基本单位，什么是导出单位。

2、知道力学中的三个基本单位。

4、培养学生在计算中采用国际单位制，以简化运算。

二、重点难点

重点：单位制及其应用。

难点：正确理解单位制在错误！链接无效。计算中的作用。

三、教学方法

讲练结合四、教学过程(一)、新课引入

我们已经学过许多物理量，大多数物理量都有单位，并且，有的是通过物理公式确定它们的单位。一般说来物理量的单位可以任意选取，这样就会存在同一个物理量出现多个单位，与此同时存在多种单位制。那么，通用的单位制是什么？它们又是如何建立的？本节课我们就来学习这个问题。(二)、单位制

1、基本单位 ：选定几个基本物理量的单位

学生阅读课文，明确力学中的三个基本单位： a：长度的单位——厘米(cm)、米(m)、千米(km)； b：时间的单位——秒(s)、分(min)、时(h)； c：质量的单位——克(g)、千克(kg)。

2、导出单位：根据物理公式中其他物理量和基本物理量之间的关系，推导出其他物理量的单位，叫导出单位。物理公式在确定物理量的数量的同时，也确定了物理量的单位关系。

举例说明：

(1）我们选定位移的单位米，时间的单位秒，就可以利用v米每秒。

(2）再结合公式aVt-Votst推导得到速度的单位，就可以推导出加速度的单位：米每二次方秒。

(3）如果再选定质量的单位千克，利用公式F＝ma就可以推导出力的单位牛。

3、单位制：基本单位和导出单位一起构成了单位制。(三)、学生阅读课文：力学中的国际单位制及三个基本单位

1、长度单位——米(m)

2、时间单位——秒(s)

3、质量单位——千克(kg)(四)、巩固训练：

1、现有下列物理量或单位，按下面的要求填空：A.质量； B.N； C.m/s ； D.密度； E.m/s； F.kg； G.cm；H.s； I.长度 j.时间。(1)属于物理量的是。

(2)在国际单位制中作为基本单位的物理量有 ；

(3）在国际单位制中属于基本单位的有，属于导出单位的有。

2、例题：

一个原来静止的物体，质量是7kg，在14N的恒力作用下： a：5s末的速度是多大？ b：5s内通过的路程是多大？

分析：本题中，物体的受力情况已知，需要明确物体的运动情况，物体的初速度v0=0，在恒力作用下产生恒定的加速度，所以它作初速度为零的匀加速直线运动，已知物体的质量m和所受的力F，根据牛顿第二定律F＝ma求出加速度a，即可用运动学求解得到最终结果

2解答：

已知：m＝7kg，F＝14N，t＝5s 求：vt和S 解：aFm14N7kg2=2m/s=2N/kg vt=at=2m/s×5s=10m/s s=12at=212×2m/s×25s=25m 22 说明：按国际单位制统一各已知量的单位后，不必一一写出各物理量的单位，只在最终结果后面写出正确单位就可以了。

简化后的解题过程：

aFm12147m/s22m/s2vtat25m/s10m/s sat21222525m 训练：

质量m＝200g的物体，测得它的加速度为a＝20cm/s，则关于它所受的合力的大小及单位，下列运算既正确又符合一般运算要求的是。

A: F=20020=400N； B: F=0.20.2=0.04N： C: F=0.20.2=0.04； D: F=0.2kg0.2m/s=0.04N(五)、课堂小结：

（1）选定的几个物理量的基本单位（2）力学中的基本单位：单位制（1）由基本单位和物理公导出单位（2）在计算时，一般用国计算中不必一一写出各3

篇5：高中物理3-5碰撞教案

高中新课程作业本物理选修3-4选修3-5

一、简谐运动

1.AC2.CD3.D4.不是5.AB6.(1)8cm(2)2s(3)A位置速度最大，A、B位置速度沿x轴正方向（C位置时速度为零）7.略8.甲

二、简谐运动的描述

1.BD2.AD3.A4.C5.966.2∶12∶17.20 0.125-103 8.x=4cosπ4tcm9.AB10．AC11.10cm

三、简谐运动的回复力和能量 1.ACD2.B3.BCD4.BC5.AB6.C7.BC8.C9.C

四、单摆

（一）1.D2.B3.C4.C5.D6.D7.2+34T8.AD9.39986

7410.（1）略（2）T2=kl≈4l（3）单摆

（二）1.D2.D3.C4.C5.B6.T=2πLsinαg7.19.AC

五、外力作用下的振动

1.D2.B3.C4.AB5.C6.玻璃杯发生了共振7.28.3×10-3J9.AC10.C 第十一章复习题

1.AD2.A3.C4.AC5.AD6.B7.C8.AD9.AC10.AD11.AD12.201013.1014.当

5r/s

001T8.C 手对盆耳的摩擦频率与“鱼洗”盆腔的固有频率相同时，会使盆发生

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共振15.A．要用游标卡尺测量摆球直径d，摆长l等于摆线长加上d2。B．周期应为T=t29.5。C．只测一次重力加速度就作为最终结果不妥当，应改变摆长多测量几次，然后取g的平均值作为实验的最后结果16.h=TT0-1R 第十二章机械波

一、波的形成和传播

1.ABC2.D3.B4.AD5.略6.波本质上传播的是能量7.略8.B 9.（1）B摆（2）6

1875km

二、波的图象

20（2）-88.略 1.D2.BC3.AC4.BD5.C6.略7.（1）809.C10.（1）向x轴正方向传播（2）5m/s，方向向上

三、波长、频率和波速

（一）1.BC2.D3.AC4.C5.AD6.D7.A8.由B向A0波长、频率和波速

（二）1.BC2.D3.B4.A5.ABD6.D7.C8.23

4159.AD

59.AC10.BD11.D12.AB 10.B11.t甲=l4v，t乙=l16v，t丙=l6v，t丁=l8v

四、波的反射与折射

1.ACD2.ACD3.dvπd2v4.略5.17m6.略7.2五、波的衍射

1.波可以绕过障碍物继续传播的现象缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小2.C3.AB4.D5.CA6.水因为频率相同的声波在水中的波长比在空气中长7.约为18.ABC

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0×103m8.2∶3

1cm或比11cm更小

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六、波的干涉

1.C2.BC3.CD4.CD5.BD6.AB7.AC8.略

七、多普勒效应

1.ABD2.BD3.C4.CD5.略6.飞机模型与观察者之间有相对运动多普勒效应7.因为人与声源之间没有相对运动，人听到的声音频率不会发生变化8.B9.略 第十二章复习题

1.ABC2.ACD3.BC4.AC5.C6.B7.AC8.D9.AC10.波长和波速11.34012.b、a13.略14.（1）2s（2）向x轴负方向（3）0略17.（1）v=2m/s、T=1第十三章光

一、光的折射 1.OBODOCOA2.194×1083.BCD4.A5.BD6.C7.C8.A

6s、λ=

36m15.λ=16m，v=

533m/s16.2m（2）可行，图略

9.310.B11.45°，略12.l=dncosθ1-sin2θn2

二、光的干涉

1.波略2.亮暗相间、间距相等3.两盏白炽灯是各自独立光源，发出的光不是相干光4.光的干涉现象近5.0，0

三、光的颜色色散

（一）1.A2.ACD3.C4.A5.BD6.ABD7.D8.因为各色光在中间均是亮条纹9.产生相干光源小短10.C11.凹10-8 光的颜色色散

（二）1.BC2.AC3.C4.C5.A6.BD7.v红>v黄>v蓝θ红<θ黄<θ蓝n红

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5λ，λ6.ABD7.D8.D

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8.3∶49.不同色光在真空中传播速度相同10.B11.BC

四、光的衍射

1.BC2.D3.C4.C5.C6.A7.衍射小于8.DBCA

五、光的偏振

1.C2.①②3.BD4.AD5.横波

六、全反射

（一）1.A2.AC3.B4.BC5.BD6.A7.ABD8.略9.2，5图答1全反射

（二）1.BD2.D3.BC4.BD 5.AC6.D7.A8.B 9.D10.B11.A 12.见图答1

七、激光

1.BCD2.ABCD3.亮度高高方向性4.相干性5.略 第十三章复习题

1.B2.C3.C4.D5.B6.ACD7.ABC8.BC9.AC 10.AB11.ABC12.ABC13.314.偏振15.P1、P2的像P1、P2的像和P3 16.单缝双缝59417.53°，37°，1以内

选修34综合练习

（一）精心收集

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3×10-7m10.C11.BC

3318.43L，屏离BC的距离在L

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图答21.A2.D3.AB4.BC5.BCD6.BD7.AD8.C9.C10.BC11.ABD12.A点O点O点A点、B点13.0略

19.（1）见图答2（2）当t=

21s时，位移为负方向，加速度与速

51414.3m或2cm15.亮条纹16.2r17.0

518.度为正方向20.OP=22R，P点在O点的右边

选修34综合练习

（二）图答31.AB2.BC3.D4.CD 5.B6.BD7.A8.C 9.ABD10.A11.B12.BCD 13.相同14.1∶615.ACEH 16.15m/s5m/s17.318.略 19.见图答320.（1）30°（2）1选修35

第十七章波粒二象性

一、能量量子化：物理学的新纪元

1.热辐射2.D3.D4.A5.BC6.A7.ABC8.热辐射与物体的温度有关，给铁块加热时，随着温度的升高，铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色，直至黄白色。因此，炼钢工人估计炉内的温度，是根据热辐射的强度与温度的关系来确定的9.9

4×10-6m10.212×10-22J11.略

73×108m/s（3）

346cm

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二、科学的转折：光的粒子性

（一）1.C2.ACBD3.A4.B5.D6.AD7.B8.5λ

光的粒子性

（二）1.B2.B3.BC4.ABC5.A6.ABC7.C8.B9.(1)6(2)4仍为68×10-18J11.(1)301×10-19J

5×1012(2)6

0×1014

01×10-19J(3)最大动能不变，3×1014Hz，44×10-19J9.A10.23hc

三、崭新的一页：粒子的波动性

1.CD2.D3.D4.C5.CD6.B7.A8.BD9.(1)减小电子束的德布罗意波长,即增大电子束的速度(2)能,质子显微镜的分辩本领更高

四、概率波

1.ABD2.AD3.AD4.(1)粒子干涉波动性(2)光的波动性不是光子间的相互作用引起的,而是光子自身固有的性质(3)明纹处暗纹处概率5.CD6.A7.粒子性

五、不确定性关系

1.AC2.h4π3.D4.CD5.BCD6.ABD7.CD 第十七章复习题

1.C2.AC3.AD4.BD5.BD6.C7.AD8.A9.ABD10.A11.AD12.波动光子粒子德布罗意13.电子束具有波动性（或物质波的存在）14.a5×101315.(1)减小(2)无16.410-7m18.22×1021个17.爱因斯坦提出的光子说32eV

2×第十八章原子结构

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一、电子的发现

1.D2.C3.ABC4.BD5.ABC6.AB7.1.14×103V8.D

二、原子的核式结构

1.西瓜模型或枣糕模型α粒子散射2.10－1510－103.CD4.CD5.AC6.BCD7.CD8.AC9.汤姆孙原子结构模型的实验依据是原子中发现了电子，能解释原子呈电中性，原子中存在电子，不能解释α粒子散射实验现象

三、氢原子光谱

1.CD2.D3.B4.ABCD5.BC6.略7.CD8.BC

四、玻尔原子模型

1.BD2.ABC3.D4.D5.BC6.B7.C8.BC9.BD 第十八章复习题

1.CD2.AB3.AD4.B5.AB6.A7.C8.AB9.AB10.AD11.B12.A13.B14.BD15.B16.（1）8（2）12×1014Hz 4eV 第十九章原子核

一、原子核的组成

1.AB2.D3.AC4.AD5.AC6.BC7.C8.D

二、放射性元素的衰变

1.C2.A3.D4.BD5.AD6．D7.(1)23491Pa23089Ac+42He（2）23994Pu23592U+42He(3)24483Bi24484Po+0-1e(4)23490Th23491Pa+0-1e8.3014Si3015P3014Si+0+1e

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9.6次α衰变，4次β衰变23290Th20882Pb+642He+40-1β

三、探测射线的方法 1.ABD2.CD3.ABC4.BD5.D

四、放射性的应用与防护

1.（1）10n（2）2210Ne（3）01e（4）4320Ca2.147N+42He178O+11H94Be+42He126C+10n3.AB4.D5.BD6.AD7.A8.BD9.（1）射线具有穿透本领，如果向前运动的金属板的厚度有变化，则探测器接收到的射线的强度就会随之变化，这种变化被转化为电信号输入到相应装置，进而自动地控制图中右侧的两个轮间的距离，使铝板的厚度恢复正常（2）β射线。因为α射线的穿透本领很小，一张薄纸就能把它挡住，更穿不过1mm的铝板；γ射线的穿透本领非常强，能穿透几厘米的铝板，1mm左右的铝板厚度发生变化时，透过铝板的γ射线强度变化不大；β射线的穿透本领较强，能穿透几毫米的铝板，当铝板的厚度发生变化时，透过铝板的β射线强度变化较大，探测器可明显地反映出这种变化，使自动化系统作出相应的反应(3)γ射线

五、核力与结合能

1.ACD2.BC3.AD4.B5.C6.A7.BC8.115B+42He146C+11H 1或833×10－30kg9.（1）22286Rn21884Po＋42He（2）59×10-13J10.ΔE=4π2c5t3GT2

59MeV

六、重核的裂变

1.剧烈慢一些人体环境2.ABC3.A4.B5.B6.D7.102kg

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七、核聚变

1.聚变反应聚变聚变2.BCD3.D4.BD5.ABC6.ABC7.A 8.（1）411H42He+201e(2)4×10-12J

八、粒子和宇宙

1.BC2.BD3.BCD4.AB5.B6.ACD 第十九章复习题

1.D2.B3.D4.C5.ABD6.A7.B8.ACD9.A10.D 11.C12.B13.AC14.D15.(1)42Heα衰变（2）0-1eβ衰变（3）310n重核裂变（4）10n轻核聚变16.(1)94Be+42He126C+10n＋5ΔE＝54×1012Ｊ

6MeV（2）选修35综合练习

（一）1.ABC2.AD3.BC4.AD5.B6.B7.D8.D9.C10.BCD11.ABC12.AB13.β射线γ射线α射线14.42Heα粒子0-1e电子 01e正电子310n中子15.释放3217.25eV820.01×1011~1

9×1011Hz1

03×10-1216.释放λ1λ2λ1-λ4×10-22~1

3×10-22J18.34×1014Hz19.3528kg

96×10-19238×10-18J 选修35综合练习

（二）1.ABD2.BD3.C4.ACD5.ABCD6.B7.AC8.BD9.B10.C11.③④⑤⑥①⑦②12.α粒子的散射实验13.01e+0-1e2γmc2+Ekh14.1356×10-516.(1)＞(2)a→b17.73Li＋11H242He298×10-19J1

6eV15.2×1013276×10-12J18.30×10-19J19.22.8N或45.6N20.(1)411H42He＋201e＋2

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ν0414×10-12J(2)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

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篇6：高中物理3-5碰撞教案

能量量子化__光的粒子性 1．能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。

黑体辐射电磁波的强度只与黑体的温度有关。

2．能量子：不可再分的最小能量值ε，ε＝hν。

3．照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象，叫光电效应。

爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0。

4．光电效应现象和康普顿效应均说明了光具有粒子性。

一、黑体与黑体辐射 1．热辐射 我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关。

2．黑体 指能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体。

3．一般材料物体的辐射规律 辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关。

4．黑体辐射的实验规律 1 图17-1-1 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，如图17-1-1所示。

(1)随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加；(2)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。

二、能量子 1．定义：普朗克认为，振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，当带电微粒辐射或吸收能量时，也是以这个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子。

2．能量子大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量。

h＝6.626×10J·s(一般取h＝6.63×10－34－34 J·s)。

3．能量的量子化：在微观世界中能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的。

三、光电效应的实验规律 1．光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象。

2．光电子：光电效应中发射出来的电子。

3．光电效应的实验规律：(1)存在着饱和光电流：在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大。

这表明对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多。

(2)存在着遏止电压和截止频率：光电子的最大初动能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。

(3)光电效应具有瞬时性：光电效应几乎是瞬间发生的，从光照射到产生光电流的时间不超过109 s。

－4．逸出功：使电子脱离某种金属所做功的最小值。

不同金属的逸出功不同。

四、爱因斯坦的光子说与光电效应方程 1．光子说：光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν，这些能量子被称为光子。

2．爱因斯坦的光电效应方程：(1)表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν—W0。

(2)物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量一部分用于克服金 2 属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的初动能Ek。

五、康普顿效应和光子的动量 1．光的散射：光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向发生改变，这种现象叫做光的散射。

2．康普顿效应：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。

3．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。

4．光子的动量： h(1)表达式：p＝λ。

(2)说明：在康普顿效应中，入射光子与晶体中电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，光子的动量变小。

因此，有些光子散射后波长变大。

1．自主思考——判一判(1)黑体一定是黑色的。

(×)(2)热辐射只能产生于高温物体。

(×)(3)能产生光电效应的光必定是可见光。

(×)(4)经典物理学理论不能合理解释康普顿效应。

(√)(5)微观粒子的能量只能是能量子的整数倍。

(√)(6)能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比。

(√)2．合作探究——议一议(1)不同频率的光照射到同一金属表面发生光电效应时，光电子的最大初动能是否相同？ 提示：由于同一金属的逸出功相同，而不同频率的光的光子能量不同，由光电效应方程可知，发生光电效应时，逸出的光电子的最大初动能是不同的。

(2)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；宇航员在太空中会发现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：在地球上存在着大气，太阳光经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。

对黑体和黑体辐射的理解 1．黑体实际上是不存在的，只是一种理想情况，但如果做一个闭合的空腔，在空腔表面开一个小孔，小孔就可以模拟一个黑体，如图17-1-2所示。

这是因为从外面射来的电磁波，经小孔射入空腔，要在腔壁上经过多次反射，在多次反射过程中，外面射来的电磁波几乎全部被腔壁吸收，最终不能从空腔射出。

图17-1-2 2．黑体不一定是黑的，只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是黑的；有些可看作黑体的物体由于有较强的辐射，看起来还会很明亮，如炼钢炉口上的小孔。

一些发光的物体(如太阳、白炽灯灯丝)也被当做黑体来处理。

3．黑体同其他物体一样也在辐射电磁波，黑体的辐射规律最为简单，黑体辐射强度只与温度有关。

4．一般物体和黑体的热辐射、反射、吸收的特点 热辐射不一定需要高温，任何温度都能发生热辐射，只是温度低时辐射弱，温度高时辐射强。

在一定温度下，不同物体所辐射的光谱的成分有显著不同。

一般 物体 黑体 1．(多选)下列叙述正确的是()A．一切物体都在辐射电磁波 B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关 C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关 D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波 解析：选ACD 根据热辐射定义知A对；根据热辐射和黑体辐射的特点知一般物体辐热辐射特点 辐射电磁波的情况与温度有关，与材料的种类、表面状况有关 辐射电磁波的强弱按波长的分布只与黑体的温度有关 吸收、反射的特点 既吸收又反射，其能力与材料的种类及入射波的波长等因素有关 完全吸收各种入射电磁波，不反射 4 射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料种类和表面状况有关，而黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关，B错、C对；根据黑体定义知D对。

2．(多选)黑体辐射的实验规律如图17-1-3所示，由图可知()图17-1-3 A．随温度升高，各种波长的辐射强度都增加 B．随温度降低，各种波长的辐射强度都增加 C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 解析：选ACD 由题图可知，随温度升高，各种波长的辐射强度都增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，当温度降低时，上述变化都将反过来，故A、C、D正确，B错误。

光电效应中的五组概念 1．光子与光电子 光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子，光子是光电效应的因，光电子是果。

2．光电子的初动能与光电子的最大初动能(1)光照射到金属表面时，光子的能量全部被电子吸收，电子吸收了光子的能量，可能向各个方向运动，需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量，剩余部分为光电子的初动能。

(2)只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功，才具有最大初动能。

光电子的初动能小于或等于光电子的最大初动能。

3．光子的能量与入射光的强度 光子的能量即一个光子的能量，其值为ε＝hν(ν为光子的频率)，可见光子的能量由光的频率决定。

入射光的强度指单位时间内照射到单位面积上的总能量，等于光子能量hν与入射光子数n的乘积，即光强等于nhν。

4．光电流和饱和光电流 金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。

5．光的强度与饱和光电流 饱和光电流与入射光强度成正比的规律是对频率相同的光照射金属产生光电效应而言的。

对于不同频率的光，由于每个光子的能量不同，饱和光电流与入射光强度之间没有简单的正比关系。

[典例](多选)在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应。

下列说法正确的是()A．增大入射光的强度，光电流增大 B．减小入射光的强度，光电效应现象消失 C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应 D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大 [思路点拨](1)入射光的频率必须大于金属的极限频率才能发生光电效应。

(2)当发生光电效应时，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大。

[解析] 增大入射光的强度，单位时间内照射到单位面积上的光子数增加，光电流增大，A项正确。

减小入射光的强度，只是光电流减小，光电效应现象是否消失与光的频率有关，而与光的强度无关，B项错误。

改用频率小于ν的光照射，但只要光的频率大于极限频率ν01仍然可以发生光电效应，C项错误。

由爱因斯坦光电效应方程hν－W逸＝mv2得：光频率2ν增大，而W逸不变，故光电子的最大初动能变大，D项正确。

[答案] AD 对光电效应问题的三点提醒(1)能否发生光电效应与入射光的频率有关。

(2)饱和光电流的大小与入射光的强度有关。

(3)光电子的最大初动能与入射光的频率及金属逸出功有关。

1．(多选)光电效应实验的装置如图17-1-4所示，用弧光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度，则下面说法中正确的是()图17-1-4 A．用紫外线照射锌板，验电器指针会发生偏转 B．用绿色光照射锌板，验电器指针会发生偏转 C．锌板带的是负电荷 D．使验电器指针发生偏转的是正电荷 解析：选AD 将擦得很亮的锌板连接验电器，用弧光灯照射锌板(弧光灯发出紫外线)，验电器指针张开一个角度，说明锌板带了电。

进一步研究表明锌板带正电，这说明在紫外线的照射下，锌板中有一部分自由电子从表面飞出来，锌板中缺少电子，于是带正电，A、D选项正确。

绿光不一定能使锌板发生光电效应。

2．某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，c表示光速，h为普朗克常量，则激光器每秒发射的光量子数为()λPA.hc cPλC.hhPB.λc D．λPhc hcPtλP解析：选A 每个光量子的能量ε＝hν＝λ，每秒钟发射的总能量为P，则n＝ε＝hc。

3．用同一束单色光，在同一条件下，先后照射锌片和银片，都能产生光电效应。

在这两个过程中，对下列四个量，一定相同的是________，可能相同的是________，一定不相同的是________。

A．光子的能量 C．光电子动能 B．金属的逸出功 D．光电子最大初动能 解析：光子的能量由光频率决定，同一束单色光频率相同，因而光子能量相同；逸出功只由材料决定，锌片和银片的光电效应中，光电子的逸出功一定不相同；由Ek＝hν－W0，照射光子能量hν相同，逸出功W0不同，则电子最大初动能不同；由于光电子吸收光子后到达金属表面的路径不同，途中损失的能量也不同，因而脱离金属时的初动能分布在零到最大初动能之间。

所以，在两个不同光电效应的光电子中，有时初动能是可能相等的。

答案：A C BD 光电效应方程及其应用 1．光电效应方程Ek＝hν－W0的四点理解(1)式中的Ek是光电子的最大初动能，就某个光电子而言，其离开金属时剩余动能大小可以是0～Ek范围内的任何数值。

(2)光电效应方程实质上是能量守恒方程。

①能量为ε＝hν的光子被电子吸收，电子把这些能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引，另一部分就是电子离开金属表面时的动能。

②如果克服吸引力做功最少为W0，则电子离开金属表面时动能最大为Ek，根据能量守恒定律可知：Ek＝hν－W0。

(3)光电效应方程包含了产生光电效应的条件。

若发生光电效应，则光电子的最大初动能必须大于零，即Ek＝hν－W0>0，亦即hν>W0，W0W0ν>h＝νc，而νc＝h恰好是光电效应的截止频率。

图17-1-5(4)Ek-ν曲线。

如图17-1-5所示是光电子最大初动能Ek随入射光频率ν的变化曲线。

这里，横轴上的截距是截止频率或极限频率；纵轴上的截距是逸出功的负值；斜率为普朗克常量。

2．光电效应规律中的两条线索、两个关系(1)两条线索：(2)两个关系： 光强→光子数目多→发射光电子多→光电流大； 光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大。

[典例] 如图17-1-6所示，一光电管的阴极用极限波长λ0＝500 nm的钠制成，用波长λ＝300 nm的紫外线照射阴极，光电管阳极A和阴极K之间的电势差U＝2.1 V，饱和光电流的值I＝0.56 μA。

图17-1-6(1)求每秒内由K极发射的光电子数；(2)求光电子到达A极时的最大动能；(3)如果电势差U不变，而照射光的强度增加到原值的三倍，此时光电子到达A极时最大动能是多大？(普朗克常量h＝6.63×10[思路点拨] hc(1)光电管阴极的逸出功W与极限波长λ0的关系为W＝。

λ0(2)每秒内由K极发射的电子全部参与导电时对应饱和光电流。

(3)光电子的最大初动能大小与入射光的强度大小无关。

[解析](1)每秒内由K极发射的光电子数 6I0.56×10－n＝e＝个＝3.5×1012个。

191.6×10－－34 J·s)(2)由光电效应方程可知 11ccEk0＝hν－W0＝hλ－h＝hcλ－λ0 λ0在A、K间加电压U时，光电子到达阳极时的动能 11Ek＝Ek0＋eU＝hcλ－λ＋eU 0代入数值，得Ek＝6.012×10－19 J。

(3)根据光电效应规律，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，如果电势差U不变，则光电子到达A极的最大动能不变，Ek＝6.012×10－19 J。

[答案](1)3.5×1012个(2)6.012×10(3)6.012×10 －19－19 J J 9 1．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率ν的变化而变化的Ek-ν图像，如图所示。

已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是3.34 eV，若将两者的图像分别用实线与虚线画在同一个Ek-ν图上，则下图中正确的是()解析：选A 根据光电效应方程Ek＝hν－W可知，Ek-ν图像的斜率为普朗克常量h，因此题图中两线应平行，故C、D错；图线与横轴的交点表示恰能发生光电效应(光电子动能为零)时的入射光频率，即截止频率，由光电效应方程可知，逸出功越大的金属对应的入射光的频率越高，所以能使金属锌发生光电效应的截止频率较高，所以A对，B错。

2．研究光电效应的电路如图17-1-7所示。

用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流。

下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图像中，正确的是()图17-1-7 解析：选C 频率相同的光照射同一金属时，发射出的光电子的最大初动能相同，所以遏止电压相同；饱和电流与光的强度有关，光的强度越大，饱和电流越大，故选项C正确。

3.在某次光电效应实验中，得到的遏止电压Uc与入射光的频率ν的关系如图17-1-8所示。

若该直线的斜率和截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量可表示为________，所用材料的逸出功可表示为________。

图17-1-8 hνW0hW0解析：根据光电效应方程Ekm＝hν－W0及Ekm＝eUc得Uc＝e－e，故e＝k，b＝－e，得h＝ek，W0＝－eb。

答案：ek －eb 光子说对康普顿效应的解释 [典例] 康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也有动量。

如图17-1-9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17-1-9 [思路点拨] 根据碰撞过程中动量、能量均守恒以及动量是矢量分析此题。

[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E＝hν知，频率变小，再根据c＝λν知，波长变长。

[答案] 1 变长 对康普顿效应的三点认识(1)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。

(2)假定X射线光子与电子发生弹性碰撞。

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。

(3)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。

1．科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子。

假设光子与电子碰撞前的波长为λ，碰撞后的波长为λ′，则碰撞过程中()A．能量守恒，动量守恒，且λ＝λ′ B．能量不守恒，动量不守恒，且λ＝λ′ C．能量守恒，动量守恒，且λλ′ 解析：选C 光子与电子碰撞过程中，能量守恒，动量也守恒，因光子撞击电子的过程hc中光子将一部分能量传递给电子，光子的能量减少，由E＝λ可知，光子的波长增大，即λ′>λ，故C正确。

2．一个沿着一定方向运动的光子和一个原来静止的自由电子相互碰撞，碰撞之后电子向某一方向运动，而光子沿着另一方向散射出去。

则这个散射光子跟原来入射时相比()A．散射光子的能量减少 B．光子的能量增加，频率也增大 C．速度减小 D．波长减小 解析：选A 由于光子既具有能量，也具有动量，因此碰撞过程中遵循能量守恒定律。

1．对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是()A．温度 C．表面状况 B．材料 D．以上都正确 解析：选A 影响黑体辐射电磁波的波长分布的因素是温度，故选项A正确。

2．(多选)以下宏观概念中，哪些是“量子化”的()A．物体的带电荷量 C．物体的动量 B．物体的质量 D．学生的个数 解析：选AD 所谓“量子化”应该是不连续的，而是一份一份的，故选A、D。

3．(多选)N为钨板，M为金属网，它们分别与电池的两极相连，各电池的电动势和极性如图所示，已知金属钨的逸出功为4.5 eV。

现分别用不同能量的光子照射钨板(各光子的能量已在图上标出)，那么图中没有光电子到达金属网的是()12 解析：选AC C、D加反向电压，只要入射光子的能量hν≥W0＋eU，就有光电子到达金属网，将各数值代入上式可知D中光电子能到达金属网；A、B加正向电压，只要入射光子能量大于逸出功，就有光电子到达金属网，可知B中光电子能到达金属网。

综上所述，A、C符合题意。

4．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，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。

普朗克常量为6.63×10则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是()A．2.3×10C．7.0×10－18－10－34 J·s，光速为3.0×108 m/s，W W B．3.8×10－19 W W D．1.2×10－18解析：选A 因每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，所以察觉到绿光所接收的最小功率P6.63×10－34×3×108Ec＝t，式中E＝6ε，又ε＝hν＝hλ，可解得P＝6× W＝2.3×10－18 W。

9530×10－h5.光子有能量，也有动量，动量p＝λ，它也遵守有关动量的规律。

如图1所示，真空中，有“∞”形装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO′在水平面内灵活地转动，其中左边是圆形黑纸片(吸收光子)，右边是和左边大小、质量相同的圆形白纸片(反射光子)。

当用平行白光垂直照射这两个圆面时，关于装置开始时的转动情况(俯视)，下列说法中正确的是()图1 A．顺时针方向转动 C．都有可能 B．逆时针方向转动 D．不会转动 解析：选B 根据动量定理Ft＝mvt－mv0，由光子的动量变化可知黑纸片和光子之间的作用力小于白纸片和光子之间的作用力，所以装置开始时逆时针方向转动，B选项正确。

6．(多选)光电效应的四条规律中，波动说不能解释的有()A．入射光的频率必须大于被照金属的截止频率才能产生光电效应 B．光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随入射光频率的增大而增大 C．入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过109 s － 13 D．当入射光频率大于截止频率时，光电流强度与入射光强度成正比 解析：选ABC 此题应从光电效应规律与经典波动理论的矛盾着手去解答。

按照经典的光的波动理论，光的能量随光的强度的增大而增大，与光的频率无关，金属中的电子必须吸收足够能量后，才能从中逸出，电子有一个能量积蓄的时间，光的强度越大，单位时间内辐射到金属表面的光子数目越多，被电子吸收的光子数目自然也多，这样产生的光电子数目也多。

但是，光子不一定全部形成光电流，故应选A、B、C。

7.实验得到金属钙的光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图2所示。

下表中列出了几种金属的截止频率和逸出功，参照下表可以确定的是()图2 金属 截止频率ν0/1014 Hz 逸出功W/eV A．如用金属钨做实验得到的Ekm-ν图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大 B．如用金属钠做实验得到的Ekm-ν图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大 C．如用金属钠做实验得到的Ekm-ν图线也是一条直线，设其延长线与纵轴交点的坐标为(0，－Ek2)，则Ek2

8.在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图3所示。

则可判断出()钨 10.95 4.54 钙 7.73 3.20 钠 5.53 2.29 图3 14 A．甲光的频率大于乙光的频率 B．乙光的波长大于丙光的波长 C．乙光对应的截止频率大于丙光对应的截止频率 D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能 解析：选B 当光电管两端加上反向遏止电压且光电流恰好为零时，有Ek－0＝eUc，对同一光电管(逸出功W0相同)使用不同频率的光照射，有Ek＝hν－W0，两式联立得，hν－W0＝eUc，丙光的反向遏止电压最大，则丙光的频率最大，甲光、乙光频率相同，A、Cc错误；又由λ＝ν可知λ丙<λ乙，B正确；由Ek＝hν－W0可知丙光对应的最大初动能最大，D错误。

9.如图4所示，当开关S断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零。

合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零。

求： 图4(1)此时光电子的最大初动能的大小；(2)该阴极材料的逸出功。

解析：(1)由题意可知，遏止电压为0.60 V，由动能定理得光电子的最大初动能Ek＝eU＝0.6 eV。

(2)由光电效应方程Ek＝hν－W0得该阴极材料的逸出功 W0＝hν－Ek＝2.5 eV－0.6 eV＝1.9 eV。