板块结构问题的整合归类——光学、原子物理、图象问题

板块结构问题的整合归类——光学、原子物理、图象问题

一. 教学内容：

板块10 光学、原子物理

板块11图象问题

板块10 光学、原子物理

一. 概述：

讨论光学及原子物理中涉及的相关热点问题。

二. 内容提要：

1. 光路作图问题

（1）根据光的反射、折射及全反射规律完成光路。

（2）平面镜成像作图。

2. 平面镜成像规律的应用

3. 光的本性问题

（1）光的干涉现象，衍射现象，光电效应现象，产生的原因及其应用。

（2）光的微粒说，波动说，电磁说，光子说及光的波粒二象性的基本原理及应用。

4. 原子结构问题

（1） 粒子散射实验及核式结构学说的建立

（2）波尔的原子理论及氢原子光谱规律

5. 原子核和核能

（1）天然放射现象及原子核的衰变规律

（2）原子核的人工转变、聚变、裂变

（3）核反应方程及核能的计算

板块11 图象问题

一. 内容概述：

高中教材各章节涉及到的物理图象

二. 内容提要：

1. 在明确图象的数学意义的基础上联系物理规律，明确图象的物理意义，即搞清一个物理量是怎样随另一个物理量的变化而变化的。

2. 识别横坐标和纵坐标所代表的物理意义，明确物理图象中的点、线（直、曲）、截距、峰值、斜率、面积等的物理意义。

3. 对矢量和某些有正负之分的标量，要注意其正负值的含义及在图象中的表示方法。

4. 同学应达到以下几点要求：

（1）会看：看图时要能够看出函数图象所表达的物理意义，看出图象中点、线、面及截距、斜率等的物理意义，并由此切入解题。

（2）会用：利用图象法解题不但思路清晰，而且过程简单，方法巧妙。利用图象法解题的

关键在于建立物理问题与物理图象间的联系，再根据相关物理规律求解。

（3）会换：同一物理过程在不同的物理图象中的表现形式不同，但不同的物理图象之间存有联系。根据解题的需要，会将同一物理过程的变化规律用不同的图象表达出来。转换图象的关键是根据物理规律，明确图象间的相互联系。

（4）会画：根据题给条件准确画出物理函数图象，或将物理过程的变化规律用图象表示出来。首先必须分析题给条件或物理过程所表达的物理意义，再由此构建与物理图象的联系。

【典型例题分析】

[例1] 静止的原子核x ，实行α衰变后变成质量为0m 的y 原子核，被释放出的α粒子垂直进入磁感应强度为B 的匀强磁场中，测得其做圆周运动的轨道半径是r 。已知质子的质量为m ，电量为e ，求α衰变前x 核的质量。

解析：α粒子进入磁场以后，有

r v m Bqv 2

α=

将e q 2=，m m 4=α代入，得

m Ber

v 2=

静止的原子核衰变过程中动量守恒，因而α粒子与反冲核的动量值等大反向，则

y

y v m v m =α ∴

04m m

m m E E y y

=

=

αα

又

m r e B mv E 24212222=⋅=α，可得02222m r e B E y

= 这个衰变过程中的质量亏损为

)

221(02

2222

m m c r e B c E E m y +⋅=+=

∆α

故衰变前x 核的质量为

)2

21(402

2220m m c r e B m m m x +⋅++=

[例2] 在下图所示的U —I 图线中，I 是电源的路端电压随电流的变化图线，II 是某电阻的伏安特性曲线。当该电源向该电阻供电时，电阻上消耗的功率和电源的效率分别为（ ）

A. 4W 和33.3%

B. 2W 和67%

C. 2W 和33.3 %

D. 4W 和67%

U/V

II

I

I/A

048

2

4

解析：两条图线的交点对应着电源的工作状态。电阻消耗的功率等于交点横、纵坐标的乘积，即

4

2

2=

⨯

=

P（W）

电源的效率

U

IU

=

=

η

从电源的伏安线的物理意义知纵截距即为E，所以

%

67

%

100

3

2

=

⨯

=

η

答案：D

[例3] 正弦交流电U t

314

sin

50

=加在一氖管的两端，已知当氖管两端的电压达到2

25V时才开始发光，则此氖管在一个周期内发光的总时间为（）

A. 0.02s

B. 0.0025s

C. 0.01s

D. 0.005s

解析：根据交流电的瞬时表达式画出U-t图象，如下图所示。

当瞬时值为2

25

=

U V时，对应于四个时刻（一周内），即

t

314

sin

50

2

25=2

2

314

sin=

t

，2

2

100

sin=

tπ

∴

s

t

400

1

1

=

，

s

t

400

3

2

=

，

s

t

400

5

3

=

，

s

t

400

7

4

=