專題八碰撞與動(dòng)量守恒近的物理初步

專題八碰撞與動(dòng)量守恒近的物理初步第一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六熱點(diǎn)視角備考對策本專題考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)：①動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用；②原子的能級(jí)躍遷；③原子核的衰變規(guī)律；④核反應(yīng)方程的書寫；⑤質(zhì)量虧損和核能的計(jì)算；⑥三種射線的特點(diǎn)及應(yīng)用；⑦光電效應(yīng)問題的規(guī)律及應(yīng)用等.由于本專題涉及的知識(shí)點(diǎn)多,且與科技相關(guān)，題目新穎，但難度不大，因此，備考中應(yīng)加強(qiáng)對基本概念和規(guī)律的理解，抓住動(dòng)量守恒定律和原子核反應(yīng)兩條主線，注意綜合題目的分析思路、強(qiáng)化典題的訓(xùn)練.第二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六一、動(dòng)量守恒定律1．動(dòng)量守恒的條件(1)系統(tǒng)___________或系統(tǒng)所受_______為零．(2)系統(tǒng)所受的合外力雖不為零，但比系統(tǒng)______小得多，可以忽略不計(jì)，如碰撞問題中的摩擦力，爆炸過程中的重力等．(3)系統(tǒng)某一方向_________或所受外力的_______為零，或外力遠(yuǎn)小于_______，則系統(tǒng)在該方向動(dòng)量守恒．2．三種表達(dá)式(1)p＝_____．(2)m1v1＋m2v2＝_________________．(3)Δp1＝_______．不受外力合外力內(nèi)力不受外力矢量和內(nèi)力p′m1v1′＋m2v2′－Δp2第三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六3．碰撞的種類及特點(diǎn)種類特點(diǎn)彈性碰撞非彈性碰撞完全非彈性碰撞(1)動(dòng)量______

(2)碰撞前后總動(dòng)能______(1)動(dòng)量______

(2)動(dòng)能有______(1)碰后兩物體合為一體(2)動(dòng)量______

(3)動(dòng)能損失最______守恒相等守恒損失守恒大第四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六軌道能量一定頻率第五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六2．氫原子能級(jí)能級(jí)圖如圖所示第六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六3．躍遷分析(1)自發(fā)躍遷：高能級(jí)→低能級(jí)，______能量．(2)受激躍遷：低能級(jí)→高能級(jí)，______能量．①光照(吸收光子)：光子的能量等于能級(jí)差hν＝______．②碰撞、加熱等：只要入射粒子能量大于或等于能級(jí)差即可.E外≥______．③大于電離能的光子可被吸收將原子______．(3)一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時(shí)，可能輻射出光譜線條數(shù)：N＝_______．釋放吸收ΔEΔE電離第七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六三、原子核的衰變、核能1．原子核的衰變衰變類型α衰變?chǔ)滤プ兯プ兎匠趟プ儗?shí)質(zhì)衰變規(guī)律___個(gè)質(zhì)子和___個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)整體射出1個(gè)中子轉(zhuǎn)化為________和________

221個(gè)質(zhì)子1個(gè)電子2H＋2n→______________守恒、________守恒電荷數(shù)質(zhì)量數(shù)第八頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六2.核反應(yīng)方程、核能(1)核反應(yīng)方程遵循的規(guī)律：________守恒和________守恒．(2)質(zhì)能方程：一定的能量和一定的______相聯(lián)系，物體的總能量和它的質(zhì)量成______，即E＝______．(3)核能的計(jì)算①根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程，釋放的核能ΔE＝______．②根據(jù)1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5MeV能量，釋放的核能ΔE＝Δm×931.5MeV.Δm的單位為原子質(zhì)量單位．電荷數(shù)質(zhì)量數(shù)質(zhì)量正比mc2Δmc2第九頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六四、光電效應(yīng)及其方程1．光電效應(yīng)的規(guī)律(1)任何一種金屬都有一個(gè)__________，入射光的頻率必須______此頻率，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)．(2)光電子的最大初動(dòng)能與入射光的______無關(guān)，只隨入射光的頻率增大而______．(3)入射光照射到金屬板上時(shí)，光電子的發(fā)射幾乎是______的,一般不大于10－9s.(4)當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，光電流的強(qiáng)度與入射光的______成正比．極限頻率大于強(qiáng)度增大瞬時(shí)強(qiáng)度第十頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六2．光電效應(yīng)方程(1)表達(dá)式：hν＝___________或Ek＝___________．(2)物理意義：金屬中的電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是hν,這些能量的一部分用來克服金屬的_________，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的___________．Ek＋W0hν－W0逸出功最大初動(dòng)能第十一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六熱點(diǎn)一動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用命題規(guī)律：動(dòng)量守恒定律是近幾年高考中的必考知識(shí)點(diǎn)，高考對此知識(shí)點(diǎn)的考查主要以計(jì)算題的形式出現(xiàn)，題目難度中等，考查的題目有以下幾種情況：

(1)考查兩個(gè)物體相互作用或碰撞的動(dòng)量守恒問題．(2)考查三個(gè)物體相互作用的動(dòng)量守恒問題．(3)考查碰撞過程的動(dòng)量守恒與機(jī)械能問題．第十二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六(2013·高考新課標(biāo)全國卷Ⅱ)如圖，光滑水平直軌道上有三個(gè)質(zhì)量均為m的物塊A、B、C.B的左側(cè)固定一輕彈簧(彈簧左側(cè)的擋板質(zhì)量不計(jì))．設(shè)A以速度v0朝B運(yùn)動(dòng)，壓縮彈簧；當(dāng)A、

B速度相等時(shí)，B與C恰好相碰并粘接在一起，然后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)．假設(shè)B和C碰撞過程時(shí)間極短，求從A開始?jí)嚎s彈簧直至與彈簧分離的過程中，(1)整個(gè)系統(tǒng)損失的機(jī)械能；(2)彈簧被壓縮到最短時(shí)的彈性勢能．第十三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六第十四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六第十五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解題的步驟(1)選取研究系統(tǒng)和研究過程．(2)分析系統(tǒng)的受力情況，判斷系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒．(3)規(guī)定正方向，確定系統(tǒng)的初、末狀態(tài)的動(dòng)量的大小和方向．(4)根據(jù)動(dòng)量守恒定律列方程求解．(5)對求解的結(jié)果加以分析、驗(yàn)證和說明．第十六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六拓展訓(xùn)練1

(2013·陜西西工大附中月考)如圖所示，質(zhì)量為M，半徑為R的光滑半圓槽第一次被固定在光滑水平地面上，質(zhì)量為m的小球，以某一初速度沖向半圓槽剛好可以到達(dá)頂端C.然后放開半圓槽，使其可以自由運(yùn)動(dòng)，小球又以同樣的初速度沖向半圓槽,小球最高可以到達(dá)與圓心等高的B點(diǎn)，(g＝10m/s2)試求：(1)半圓槽第一次被固定時(shí)，小球運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)后平拋運(yùn)動(dòng)的水平射程x＝？(2)小球質(zhì)量與半圓槽質(zhì)量的比值m/M為多少？第十七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六第十八頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六答案：(1)2R

(2)3∶2第十九頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六拓展訓(xùn)練2

(2013·甘肅診斷)如圖所示，質(zhì)量為M的平板小車靜止在光滑的水平地面上，小車左端放一個(gè)質(zhì)量為m的小木塊，車的右端固定一個(gè)輕質(zhì)彈簧．現(xiàn)給木塊一個(gè)水平向右的瞬時(shí)沖量I，木塊便沿小車向右滑行，在與彈簧相碰后又沿原路返回，并且恰好能到達(dá)小車的左端．試求：(1)木塊返回到小車左端時(shí)小車的動(dòng)能．(2)彈簧獲得的最大彈性勢能．第二十頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六第二十一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六第二十二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六答案：見解析第二十三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六熱點(diǎn)二能級(jí)躍遷與光電效應(yīng)命題規(guī)律：該知識(shí)點(diǎn)在近幾年高考中頻繁出現(xiàn)，題型為選擇題或填空題．分析近幾年的高考試題，關(guān)于涉及該知識(shí)點(diǎn)的命題有以下特點(diǎn)：(1)考查氫原子結(jié)構(gòu)和能級(jí)公式．(2)考查光電效應(yīng)、極限頻率等概念．第二十四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六(2013·長安一中檢測)如圖為氫原子能級(jí)的示意圖，現(xiàn)有大量的氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出若干不同顏色的光．關(guān)于這些光下列說法正確的是(

)A．由n＝4能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)產(chǎn)生的光子能量最大B．由n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)產(chǎn)生的光子頻率最小C．這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光

D．用n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)輻射出的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng)AD第二十五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六【解析】由n＝4能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)產(chǎn)生的光子能量E1＝[－0.85－(－13.6)]eV＝12.75eV，為躍遷時(shí)產(chǎn)生光子能量的最大值，A正確．由n＝4向n＝3能級(jí)躍遷時(shí)，產(chǎn)生的光子能量最小，頻率也最小，B錯(cuò)．這些氫原子躍遷時(shí)共可輻射出6種不同頻率的光，C錯(cuò)．從n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)輻射出的光子能量為10.2eV，大于金屬鉑的逸出功(6.34eV)，故能發(fā)生光電效應(yīng)，D正確．第二十六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六第二十七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六拓展訓(xùn)練3如圖所示為氫原子能級(jí)圖，可見光的光子能量范圍約為1.62eV～3.11eV.下列說法正確的是(

)A．大量處在n>3的高能級(jí)的氫原子向n＝3能級(jí)躍遷時(shí)，發(fā)出的光有一部分是可見光B．大量處在n＝3能級(jí)的氫原子向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)，發(fā)出的光是紫外線D第二十八頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六C．大量處在n＝3能級(jí)的氫原子向n＝1能級(jí)躍遷時(shí)，發(fā)出的光都應(yīng)具有顯著的熱效應(yīng)D．處在n＝3能級(jí)的氫原子吸收任意頻率的紫外線光子都能發(fā)生電離第二十九頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六第三十頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六第三十一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六熱點(diǎn)三核反應(yīng)和核能命題規(guī)律：對核反應(yīng)及核能的考查在近幾年高考中出現(xiàn)的頻率較高，分析近幾年的高考試題，關(guān)于涉及該知識(shí)點(diǎn)的命題有以下特點(diǎn)：(1)考查核反應(yīng)方程的填寫、有關(guān)半衰期的計(jì)算、有關(guān)核能的計(jì)算；(2)題型主要以選擇題形式出現(xiàn)，難度較低，考查較細(xì)；(3)注意重視與現(xiàn)代科技相聯(lián)系的題目．第三十二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六第三十三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六第三十四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六核反應(yīng)中釋放的核能，在無光子輻射的情況下，將轉(zhuǎn)化為生成的新核和新粒子的動(dòng)能，故在此情況下可應(yīng)用動(dòng)量守恒定律和能量轉(zhuǎn)化和守恒定律來計(jì)算核能．第三十五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六第三十六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六第三十七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六聚變放出減少3.1×10－29第三十八頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六第三十九頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六動(dòng)量守恒在核反應(yīng)中的應(yīng)用該類問題不單可以考查動(dòng)量守恒定律，還可以綜合考查核反應(yīng)方程的書寫及質(zhì)能方程等，根據(jù)選考題命題“突出重點(diǎn)、兼顧面廣、難度不大”的特點(diǎn)，預(yù)計(jì)核反應(yīng)中的動(dòng)量守恒將成為2014年高考的命題熱點(diǎn)．第四十頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六第四十一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六第四十二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六【答案】

5.41MeV第四十三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六【特別提醒】

在不考慮核反應(yīng)中放出的光子動(dòng)量和能量時(shí)①反應(yīng)前后動(dòng)量守恒；②反應(yīng)前的動(dòng)能與反應(yīng)中放出的結(jié)合能之和等于反應(yīng)后的總動(dòng)能．注意：在列動(dòng)量守恒和能量守恒方程時(shí)，不考慮質(zhì)量虧損，即用質(zhì)量數(shù)表示其質(zhì)量關(guān)系．第四十四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六第四十五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六第四十六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六第四十七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六(1)請寫出上述兩個(gè)核反應(yīng)的核反應(yīng)方程式；第四十八頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六(2)如果在反應(yīng)中釋放出了能量介于10eV～12.9eV范圍內(nèi)的光子，現(xiàn)用這些光去照射一群處