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高考物理第一轮单元知识点专题复习:波粒二象性

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第2课时波粒二象性
【基础知识回顾与要点讲解】
一、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ε=hν。h为普朗克常数(6.63×10-34J.S)
2、黑体:如果某种物体能够,这种物体就是绝对黑体,简称黑体。
3、黑体辐射:黑体辐射的规律为:,同时,。(普朗克的能量子理论很好的解释了这一现象)
二、光电效应光子说光电效应方程
1、光电效应(表明光子具有能量)
(1)光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步,但是它并不能解释光电效应的现象。在光(包括不可见光)的照射下从物体发射出电子的现象叫做光电效应,发射出来的电子叫。(实验图在课本)
(2)光电效应的研究结果:
新教材: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。
(3)光电管的玻璃泡的内半壁涂有碱金属作为阴极K(与电源负极相连),是因为碱金属有较小的逸出功。
2、光子说: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。这些能量子被成为光子。
3、光电效应方程:(掌握Ek/Uc—ν图象的物理意义)同时,h截止=WO(Ek是光电子的最大初动能;W是逸出功,即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功。)
三、康普顿效应(表明光子具有动量)
1、1918-1922年康普顿(美)在研究石墨对X射线的散射时发现:光子在介质中和物质微粒相互作用,可以使光的传播方向发生改变,这种现象叫光的散射。
2、在光的散射过程中,有些散射光的波长比入射光的波长略大,这种现象叫康普顿效应。
3、光子的动量:
四、光的波粒二象性物质波概率波不确定关系
1、光的波粒二象性:干涉、衍射和偏振以无可辩驳的事实表明光是一种波;光电效应和康普顿效应又用无可辩驳的事实表明光是一种粒子,由于光既有波动性,又有粒子性,只能认为光具有波粒二象性。但不可把光当成宏观观念中的波,也不可把光当成宏观观念中的粒子。少量的光子表现出粒子性,大量光子运动表现为波动性;光在传播时显示波动性,与物质发生作用时,往往显示粒子性;频率小波长大的波动性显著,频率大波长小的粒子性显著。(P41电子干涉条纹对概率波的验证)
2、光子的能量E=hν,光子的动量p=h/λ表示式也可以看出,光的波动性和粒子性并不矛盾:表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量——频率ν和波长λ。由以上两式和波速公式c=λν还可以得出:E=pc。
3、物质波:1924年德布罗意(法)提出,实物粒子和光子一样具有波动性,任何一个运动着的物体都有一种与之对应的波,波长λ=h/p,这种波叫物质波,也叫德布罗意波。(P38电子的衍射图样;电子显微镜的分辨率为何远远高于光学显微镜)
4、概率波:从光子的概念上看,光波是一种概率波。
5、不确定关系:,△x表示粒子位置的不确定量,△p表示粒子在x方向上的动量的不确定量。(为何粒子位置的不确定量△x越小,粒子动量的不确定量△p越大,用单缝衍射进行解释?)
强化练习:
1、关于光的波粒二象性的理解正确的是()
A.大量光子的效果往往表现出波动性,个别光子的行为往往表现出粒子性
B.光在传播时是波,而与物质相互作用时就转变成粒子
C.高频光是粒子,低频光是波
D.波粒二象性是光的根本属性,有时它的波动性显著,有时它的粒子性显著
2、关于光的本性,下列说法中正确的是()
A.光电效应反映光的粒子性
B.光子的能量由光的强度所决定
C.光子的能量与光的频率成正比
D.光在空间传播时,是不连续的,是一份一份的,每一份光叫做一个光子
3、关于光的波粒二象性,下列说法中不正确的是()
A.波粒二象性指光有时表现为波动性,有时表现为粒子性。
B.光波频率越高,粒子性越明显。
C.能量较大的光子其波动性越显著。
D.个别光子易表现出粒子性,大量光子易表现出显示波动性。
4、下列说法中正确的是()
A.电子的衍射实验证实了物质波的假设是正确的。
B.光的波粒二象性应理解为,在某种场合下光的粒子性表现明显,在另外某种场合下,光的波动性表现明显。
C.任一运动的物体都有一种波和它对应,这就是物质波。
D.宏观物体尽管可以看作物质波,但他们不具有干涉、衍射等现象。
5、下列关于光电效应的说法正确的是()
A光电效应揭示了光的粒子性,而康普顿效应则反映了光的波动性
B.光电子的初速度和照射光的频率成正比
C.光电子的最大初动能和照射光的频率成正比
D.光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大
6、.当具有5.0eV能量的光子照射到某金属表面后,从金属表面逸出的电子具有最大的初动能是1.5eV.为了使这种金属产生光电效应,入射光的最低能量为()
A.1.5eVB.3.5eVC.5.0eVD.6.5eV
7、关于光电效应,以下说法正确的是()
A.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
B.光电子的最大初动能越大,形成的光电流越强
C.能否产生光电效应现象,决定于入射光光子的能量是否大于或等于金属的逸出功
D.用频率是的绿光照射某金属发生了光电效应,改用频率是的黄光照射该金属一定不发生光电效应
8、下列关于光电效应的说法正确的是()
A.光电效应实验说明光具有波粒二象性。
B.若用某种色光去照射金属而没能发生光电效应,则说明改色光的波长太长。
C.若用某种色光去照射金属而没能发生光电效应,若增加光照时间有可能使该金属发生光电效应。
D.逸出的光电子的最大初动能与入射光的强度有关。
9、用光照射某种金属,有光电子从金属表面逸出,如果光的频率变,而减弱光的强度,则()
A.逸出的光电子数减少,光电子的最大初动能不变
B.逸出的光电子数减少,光电子的最大初动能减小
C.逸出的光电子数木变,光电子的最大初动能减小
D.光的强度减弱到某一数值,就没有光电子选出了
10、用如图所示的装置演示光电效应现象.当用某种频率的光照射到光电管上时,电流表G的读数为.若改用更高频率的光照射,此时()
A.将电池正的极性反转,则光电管中没有
光电子产生
B.将电键S断开,则有电流流过电流表G
C.将变阻器的触点向移动,光电子到达
阳极时的速度必将变小
D.只要电源的电动势足够大,将变阻器的触
点向端移动,电流表G的读数必将变大
11如图,当电键K断开时,用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零。合上电键,调节滑线变阻器,发现当电压表读数小于0.60V时,电流表读数仍不为零;当电压表读数大于或等于0.60V时,电流表读数为零。由此可知阴极材料的逸出功为:
A1.9eVB0.6eVC2.5eVD3.1eV

二、填空题
12、一台激光器发光功率为,发出的激光在折射率为的介质中波长为,若真空中的光速为,普朗克恒量为,则该激光器在秒内辐射的光子数是________.

13.如图6所示,一静电计与锌板相连,在A处用一紫外灯照射锌板,关灯后,指针保持一定偏角.
(1)现用一带负电的金属小球与锌板接触,则静电计指针偏角将_____________.(填增大,减小或不变)?
(2)使静电计指针回到零,再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板,静电计指针无偏转.
那么,若改用强度更大的红外线照射锌板,可观察到静电计指针________(填有或无)偏转

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--光的波粒二象性


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教学目标

(1)知道光具有波粒二象性。
(2)知道概率波的概念。

教学建议

教材分析

分析一:教材先总结前面所学知识,提出光具有波粒二象性,并进一步指出光波是一种概率波:大量光子表现出的波动性强,少量光子表现出的粒子性强;频率高的光子表现出的粒子性强,频率低的光子表现出的波动性强。
分析二:教材中内容要求较低,学生掌握部分以记忆为主。

教法建议
建议:可以由教师提出思考问题,学生再阅读课本自学,最后学生回答问题,有不明白的地方由教师解释。

--示例

光的波粒二象性

教学重点:光具有波粒二象性
教学难点:对波粒二象性的理解

示例:
由教师提出思考问题(光波能干涉和衍射,说明光具有波动性;而光电效应又说明光具有粒子性,那么光波到底是波还是粒子呢?),学生再阅读课本自学,最后学生回答思考问题,有不明白的地方由教师解释。

探究活动

题目:光学发展史
组织:个人
方案:科普论文
评价:科普性


光的波粒二象性


教学目标

(1)知道光具有波粒二象性。
(2)知道概率波的概念。

教学建议

教材分析

分析一:教材先总结前面所学知识,提出光具有波粒二象性,并进一步指出光波是一种概率波:大量光子表现出的波动性强,少量光子表现出的粒子性强;频率高的光子表现出的粒子性强,频率低的光子表现出的波动性强。
分析二:教材中内容要求较低,学生掌握部分以记忆为主。

教法建议
建议:可以由教师提出思考问题,学生再阅读课本自学,最后学生回答问题,有不明白的地方由教师解释。

--示例

光的波粒二象性

教学重点:光具有波粒二象性
教学难点:对波粒二象性的理解

示例:
由教师提出思考问题(光波能干涉和衍射,说明光具有波动性;而光电效应又说明光具有粒子性,那么光波到底是波还是粒子呢?),学生再阅读课本自学,最后学生回答思考问题,有不明白的地方由教师解释。

探究活动

题目:光学发展史
组织:个人
方案:科普论文
评价:科普性

高考物理第一轮单元知识点专题复习:功率


6.2功率
设计人:审核:上课时间:编号:26
目标:了解功率的概念及功率的计算方法
重点:功率的的计算方法
难点:机车启动问题的动态分析
【知识梳理与重难点分析】
1.功率的意义:功率是描述做功的物理量。
2.功率的定义式:单位时间力所做的功。
3.功率的数学表达:
①定义式:,所求出的功率是时间t内的平均功率。
②瞬时功率的表达式:P=Fvcosθ,其中θ是间的夹角。如果该式中的速度v是平均速度,此式中的功率为平均功率。
○3重力的功率可表示为PG=mgvy,即重力的瞬时功率等于重力和物体在该、时刻的竖直分速度之积。
4.汽车的两种加速问题:
当汽车从静止开始沿水平面加速运动时,有两种不同的加速过程,但分析时采用的基本公式都是P=Fv和F-f=ma。
①恒定功率的加速。由公式P=Fv和F-f=ma知,由于P恒定,随着v的增大,F必将,a也必将,汽车做加速度不断的加速运动,直到F=,a=,这时v达到最大值。可见恒定功率的加速一定不是匀加速。
②恒定牵引力的加速。由公式P=Fv和F-f=ma知,由于F恒定,所以a恒定,汽车做运动,而随着v的增大,P也将不断增大,直到P达到额定功率Pm,功率不能再增大了。这时匀加速运动结束,其最大速度为,此后汽车要想继续加速就只能做恒定功率的变加速运动。
注意:两种加速运动过程的最大速度的区别。
【要点讲练】
1、功率的理解及计算
例1.竖直上抛一小球,小球又落回原处,已知空气阻力的大小正比于小球的速度.下列说法正确的是()
A、上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功
B、上升过程中克服重力做的功小于下降过程中重力做的功
C、上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率
D、上升过程中克服重力做功的平均功率小于下降过程中重力的平均功率

变式1、如图所示,一质量为m的物体,从倾角为θ的光滑斜面顶端由静止下滑,开始下滑时离地面的高度为h,当物体滑至斜面底端时重力的瞬时功率为()
A、
B、
C、
D、
变式2、用水平力拉一物体在水平地面上从静止开始做匀加速运动,到
t1秒末撤去拉力F,物体做匀速运动,到t2秒末静止.其速度图象如图所示,且.若拉力F做的功为W,平均功率为P;物体在加速和减速过程中克服摩擦阻力做的功分别为W1和W2,它们在平均功率分别为P1和P2,则下列选项正确的是()
A.W=W1+W2B.W1=W2C.P=P1+P2D.P1=P2
变式3、如图所示为测定运动员体能的一种装置,运动员质量为m1,绳拴在腰间沿水平方向跨过滑轮(不计滑轮质量及摩擦),下悬一质量为m2的重物,人用力蹬传送带而人的重心不动,使传送带以速率v匀速向右运动.下面是人对传送带做功的四中说法,其中正确的是()
A.人对传送带做功B.人对传送带不做功
C.人对传送带做功的功率为m2gvD.人对传送带做功的功率为(m1+m2)gv
2.机车启动问题的分析:
例题2.汽车发动机的额定功率为60kW,汽车质量为5t,汽车在水平路面上行驶时,阻力是车重的0.1倍,g取10m/s2,问:
(1)汽车保持以额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少?
(2)汽车在加速过程中,当速度大小为4m/s时,加速度是多大?

例题3.汽车发动机的额定功率60千瓦,汽车的质量5吨,汽车在水平路面上行驶时,阻力是车重的0.1倍。问:
(1)汽车保持以额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少?
(2)汽车从静止开始,保持以0.5m/s2的加速度作匀加速运动,这一过程能维持多长时间?

变式4、汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,发动机功率为P,牵引力为F0,t1时刻,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半,并保持该功率继续行驶,到t2时刻,汽车又恢复了匀速直线运动,能正确表示这一过程中汽车牵引力F和速度v随时间t变化的图象是()

时间t(s)0246810121416182022242628
距离s(m)103263103151207270339413491571650730810891
变式5、一位驾驶员启动汽车后,从第4s开始保持额定功率沿笔直的水平公路行驶,另一测量者用测距仪记录了它启动后ts内行驶的距离s,如下表所示,试根据下表所提供的数据回答下列问题.
(1)汽车是变速运动还是匀速运动?简述判断的依据.
(2)若汽车行驶的最大速度v0=40m/s,所受阻力f与车速v成正比,汽车的额定功率为P0,请写出用最大速度v0和额定功率P0表示的阻力f和车速v的关系式.
(3)若汽车的质量m=1500kg,估算汽车发动机的额定功率P0.

变式6、在倾角为的斜坡公路上,一质量m=10t的卡车从坡底开始上坡,经时间t=50s,卡车的速度从v1=5m/s均匀增加到v2=15m/s.已知汽车在运动时受到的摩擦及空气阻力恒为车重的k倍(k=0.05).sin=,取g=10m/s2,求:
(1)这段时间内汽车发动机的平均功率;
(2)汽车发动机在30s时的瞬时功率.

3、实际问题的分析:
例4.若某人的心脏每分钟跳动75次,心脏收缩压为135mmHg,收缩一次输出的平均血量为70mL,计算心脏收缩时做功的平均功率多大?

变式7、跳绳是一种健身运动。设某运动员的质量是50千克,他一分钟跳绳180次。假定在每次跳跃中,脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间2/5,则该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是多少?

高考物理第一轮单元知识点专题复习:功


6.1功
上课时间:
考纲要求:理解功的概念及功的计算方法
【知识梳理】
1.功的意义:功是力的空间积累效应。它是能量转化的桥梁与量度,能量的相互转化也反映了物体运动形式的相互转化,所以通过功与能量的研究,可以建立力与运动的联系。
2.力做功的条件:。
3.功的数据表达式:,其中为夹角。
4.功的两种表述:①功等于力与力方向上位移的乘积;②功等于位移方向的分力与位移的乘积。
5.功是标量,即只有大小,没有方向。但功能正负,正功表示,负功表示。
6.变力做功:①一种变力是力随位移均匀变化,即力与位移是一次函数关系,这种变力做功,可以用力的平均求功;②任意变力,这种变力做功,一般是通过功能关系求解。
【要点讲练】
1.功概念的理解:
例1.下列说法中正确的是()
A.功是矢量,正负表示方向
B.功是标量,正负表示外力对物体功,还是物体克服外力做功
C.力对物体做正功还是做负功,取决于力和位移的方向的关系
D.力做功总是在某过程中完成,所以功是一个过程量
变式1、一人乘电梯从1楼到20楼,在此过程中经历了先加速,后匀速,再减速的运动过程,则电梯支持力对人作功情况是()
A.加速时做正功,匀速时不做,减速时做负功
B.加速时做正功,匀速和减速时做负功
C.加速和匀速作正功,减速时做负功
D.始终做正功
变式2、如图,物块位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平地面上,从地面上看在物块沿斜面下滑的过程中,斜面对物块的作用力()
A.垂直于接触面,做正功
B.垂直于接触面,做负功
C.不垂直于接触面,做功为零
D.不垂直于接触面,做功不为零

2.功的计算:确定所求的功:计算功时要明确求哪个力在什么过程中所做的正功还是负功。
例2:如图所示,质量为m的物体静止在倾角为α的斜面体上,在水平推力F作用下,使物体与斜面体保持相对静止,一起匀速通过位移.则此过程中,斜面体对物体做的总功为()
A.0B.FC.mgsinαD.mgcosα
思考:物体所受各力做的功各是多少?总功多少?
变式3、(2008宁夏理综)一滑块在水平地面上沿直线滑行,t=0时其速度为1m/s。从此刻开始滑块运动方向上再施加一水平面作用F,力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图a和图b所示。设在第1秒内、第2秒内、第3秒内力F对滑块做的功分别为则以下关系正确的是
A.B.
C.D.
变式4、一物体沿直线运动,其v-t图象如图,已知在前2s内外合力对物体做功为W,则()
A.从第1s末到第2s末合外力为W
B.从第3s末到第5s末合外力做功为-W
C.从第5s末到第7s末合外力做功为W
D.从第3s末到第5s末合外力做功为-W
变式5、放在水平光滑地面上的静止物体,受F=10N的水平向右的力推动,运动8m时突然将此力反向,但大小不变,一直把物体推回原处(即全过程总位移为0),有人用W=FCosα算出此力在全过程中做的功等于零,你怎么看?

3.关于变力做功
方法:(1)用动能定理或功能关系求解(2)将变力的功转化为恒力的功求解
例3、(海门市2008届第一次诊断性考试)如图所示,一劲度系数为k的轻弹簧,一端固定在竖直的墙上,用手拉住弹簧另一端缓慢地向右拉.试证明在人手拉着弹簧的右端向右移动l距离的过程中,人手克服弹力做的功W=kl2/2.
由于弹簧的弹力F与弹簧的形变量x成正比.即F=kx.本题中x就是人手向右移动的距离L,因此我们可以,如图所示.
如果我们将L无限细分成很多相等的小段△x,当△x趋近于零时,则.
△x与图线所构成的图形为矩形,因此在这段.
由于功是标量,所以弹力在L的位移内所做的总功就等于各个小段△x上的功(即矩形面积)的总和.故人手克服弹力所做的功为W=.

例4.如图,小物块的质量为m,从高度为h的斜面顶端静止起滑下,斜面底端有一弹性挡板,物块碰到挡板后原速反弹,已知物块和斜面之间的动摩擦因数为μ,求最终物块通过的路程为多少?

变式6、某人利用如图5.1-2所示的装置,用100N的恒力F作用于不计质量的细绳的一端,将物体从水平面上的A点移到B点。已知α1=30°,α2=37°,h=1.5m。不计滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦。求绳的拉力对物体所做的功。

4.关于作用力和反作用力做功及摩擦力功的特点:
例5、关于力对物体做功,以下说法正确的是()
A.一对作用力和反作用力在相同时间内做的功一定大小相等,正负相反
B.不论怎样的力对物体做功,都可以用W=Fscosα
C.合外力对物体不作功,物体必定做匀速直线运动
D.滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做正功或负功
E、一对静摩擦力做功,代数和不一定为0
F、对滑动摩擦力做功性质不一定相反,代数和一定为负
变式7、如图所示,粗糙的斜面与光滑的水平面相连接,滑块沿水平面以速度
v0运动,设滑块运动到A点的时刻为t=0,距B点的水平距离为x,水平速度为
vx.由于v0不同,从A点到B点的几种可能的运动图象如下列选项所示,其中
表示摩擦力做功最大的是()
变式8、如图所示,一质量为M、长为L的木板,放在光滑的水平
地面上,在木板的右端放一质量为m的小木块,用一根不可伸长的轻绳通过光滑的定滑轮分别与m、M相连接,木块与木板间的动摩擦因数为μ.开始时木板和木块静止,现用水平向右的拉力F作用在M上,将m拉向木板左端的过程中,拉力至少做功为()
A.2μmgLB.μmgLC.μ(M+m)gLD.μmgL
变式9、如图所示,质量为m的物块与转台之间能出现的最大静摩擦力为物块重力的k倍.它与转轴OO′相距R,物块随转台由静止开始转动,当转速增加到一定值时,物块即将在转台上滑动,在物块由静止到开始滑动前的这一过程中,转台对物块做的功为()
A.kmgRB.0C.2πkmgRD.2kmgR

文章来源:http://m.jab88.com/j/71209.html

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