高考物理二輪復(fù)習(xí)簡(jiǎn)易通 專題十四 動(dòng)量守恒定律 原子和原子核課件

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1、專題十四動(dòng)量守恒定律原子和原子核命題地區(qū)年份考查內(nèi)容及題號(hào)動(dòng)量守恒定律、碰撞光電效應(yīng)原子結(jié)構(gòu)、能級(jí)原子核、核能課標(biāo)全國(guó)2011T35(2)T35(1)2012T35(2)2013T35(2)T35(1)山東2011T38(2)T38(1)2012T38(2)T38(1)2013T38(2)T38(1)命題地區(qū)年份考查內(nèi)容及題號(hào)動(dòng)量守恒定律、碰撞光電效應(yīng)原子結(jié)構(gòu)、能級(jí)原子核、核能廣東2011T182012T182013T35(1)江蘇2011T12C(1)T12C(2)T12C(3)2012T12C(3)T12C(1)T12C(2)2013T12C(3)T12C(1)T12C(2)安徽2011T

2、2420122013命題地區(qū)年份考查內(nèi)容及題號(hào)動(dòng)量守恒定律、碰撞光電效應(yīng)原子結(jié)構(gòu)、能級(jí)原子核、核能浙江201120122013福建2011T19(2)T19(1)2012T19(2)T29(1)2013海南2011T19(2)T19(1)2012T19(1)T19(2)2013T17(2)T17(1)說明：以下物理概念、規(guī)律的敘述中，在后面的()內(nèi)正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”動(dòng)量守恒定律1動(dòng)量：物體質(zhì)量和速度的乘積定義為動(dòng)量，動(dòng)量為矢量，即pmv.()2如果碰撞過程中機(jī)械能守恒，這樣的碰撞叫做彈性碰撞；如果碰撞過程中機(jī)械能不守恒，這樣的碰撞叫做非彈性碰撞()3動(dòng)量守恒定律(1)內(nèi)容：相互作用的物

3、體組成的系統(tǒng)，如果不受外力作用，或者它們受到的合外力的矢量和為零，則系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變(2)系統(tǒng)的動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式：p0，其意義為相互作用前后系統(tǒng)的總動(dòng)量變化p為零p1p2，其意義為相互作用的兩個(gè)物體動(dòng)量變化量大小相等，方向相反pp，即m1v1m2v2m1v1m2v2，其意義為兩個(gè)相互作用的物體作用前后總動(dòng)量相等(3)動(dòng)量守恒的條件系統(tǒng)不受外力或所受外力的矢量和為零相互作用時(shí)間極短，系統(tǒng)所受的合外力不為零，但系統(tǒng)所受合外力遠(yuǎn)小于系統(tǒng)的內(nèi)力系統(tǒng)所受的合外力不為零，但在某一方向上不受外力或所受外力的矢量和為零或這一方向上外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力()原子和原子核4光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律(1)任何一種金屬，只

4、要入射光的強(qiáng)度足夠強(qiáng)，照射時(shí)間足夠長(zhǎng)，就能發(fā)生光電效應(yīng)()(2)光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大()(3)大于極限頻率的光照射金屬時(shí)，光電流強(qiáng)度(反映單位時(shí)間發(fā)射出的光電子數(shù)的多少)與入射光強(qiáng)度成正比()(4)金屬受到光照，光電子的發(fā)射一般不超過109秒()8放射性元素的原子核放出粒子或粒子后，轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓凶鲈雍说乃プ?)9具有相同質(zhì)子數(shù)，不同中子數(shù)的原子互稱同位素，具有放射性的同位素叫放射性同位素()10核力是指原子核之間的相互作用力，是原子核之間的庫(kù)侖力和萬有引力的合力()11結(jié)合能：原子核是由核子依靠核力結(jié)合的整體，要把它們分開，需要能量，這就是原

5、子的結(jié)合能結(jié)合能不是由核子結(jié)合成原子核而具有的能量，而是為把核子分開需要的能量()12質(zhì)量虧損：原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和，這個(gè)現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損()13重核俘獲一個(gè)中子后分裂成幾個(gè)中等質(zhì)量的核的反應(yīng)叫做裂變反應(yīng)；兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的反應(yīng)，叫做聚變()15原子核衰變規(guī)律：()1610個(gè)放射性元素原子核經(jīng)過一個(gè)半衰期后一定剩余5個(gè)()17核能的計(jì)算公式凡具有質(zhì)量的物體都具有能量，物體能量與質(zhì)量的關(guān)系：Emc2.若核反應(yīng)中質(zhì)量虧損m，則釋放核能Emc2.()答案1.2.3.4.(1)(訂正：任何一種金屬都有一個(gè)極限頻率，入射光的頻率必須大于這個(gè)極限頻率才能發(fā)生光電效應(yīng)，低于極限頻

6、率的光不能發(fā)生光電效應(yīng))(2)(3)(4)5.6. 78.9.10.(訂正：原子核內(nèi)部，核子間所特有的相互作用力)11.12.13.14. 1516.(訂正：半衰期是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，只適用大量原子核)17.1怎樣求解動(dòng)量的變化量？提示：動(dòng)量的變化是物體末動(dòng)量與初動(dòng)量的矢量差，動(dòng)量的變化也是矢量，所以求解動(dòng)量的變化要使用平行四邊形定則如果初、末動(dòng)量在一條直線上，則需規(guī)定正方向，與規(guī)定正方向相同的為正值，相反的為負(fù)值這樣，求解物體動(dòng)量的變化就轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算易錯(cuò)：求p時(shí)用代數(shù)運(yùn)算法則2動(dòng)量守恒定律在應(yīng)用時(shí)有幾種不同的表達(dá)式？它們的含義分別是什么？提示：(1)pp(系統(tǒng)相互作用前總動(dòng)量p等于相互作用后總動(dòng)量

7、p)；(2)p0(系統(tǒng)總動(dòng)量的增量等于零)；(3)p1p2(兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)中，各自動(dòng)量增量大小相等、方向相反)易錯(cuò)：不理解動(dòng)量守恒定律的本質(zhì)，列方程時(shí)兩邊的量出現(xiàn)混亂3如何正確理解動(dòng)量守恒定律？提示：(1)矢量性：動(dòng)量守恒定律表達(dá)式是矢量方程，在解題時(shí)應(yīng)規(guī)定正方向(2)參考系的同一性：動(dòng)量守恒定律表達(dá)式中的速度應(yīng)相對(duì)同一參考系，一般以地面為參考系(3)瞬時(shí)性：動(dòng)量守恒定律中的初態(tài)動(dòng)量是相互作用前同一時(shí)刻的瞬時(shí)值，末態(tài)動(dòng)量對(duì)應(yīng)相互作用后同一時(shí)刻的瞬時(shí)值(4)系統(tǒng)性：該定律的研究對(duì)象是物體系統(tǒng)(5)普適性：它不僅適用于兩個(gè)物體所組成的系統(tǒng)，也適用于多個(gè)物體組成的系統(tǒng)；不僅適用于宏觀物體組成的系

8、統(tǒng)，也適用于微觀粒子組成的系統(tǒng)易失分：用守恒式列方程時(shí)，等號(hào)同一側(cè)物體的速度不是同一時(shí)刻的速度，方程中的速度不是相對(duì)同一參考系的速度4當(dāng)系統(tǒng)所受外力的矢量和不為零時(shí)，哪些情況也可使用動(dòng)量守恒定律解決問題？提示：(1)若系統(tǒng)所受合外力不為零，但在內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力時(shí)，則系統(tǒng)的動(dòng)量近似守恒，譬如，對(duì)碰撞或爆炸過程，由于碰撞或爆炸均是在極短的時(shí)間內(nèi)相互作用的物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了顯著的變化，相互作用力先急劇增大后急劇減小，平均作用力很大，外力通常遠(yuǎn)小于系統(tǒng)的內(nèi)力，可以忽略不計(jì)，所以認(rèn)為碰撞或爆炸過程中動(dòng)量是守恒的(2)若系統(tǒng)所受合外力不為零，但在某一方向上的合力為零，則在這個(gè)方向上動(dòng)量守恒譬如，人豎直的跳

9、到光滑水平面上的車上時(shí)，由于人和車之間豎直方向的沖擊作用，此時(shí)地面對(duì)車的支持力大于人和車的重力，對(duì)人、車系統(tǒng)合外力不為零，總動(dòng)量不守恒但此系統(tǒng)水平方向不受外力作用，故滿足水平方向上動(dòng)量守恒易錯(cuò)：不能全面理解和掌握動(dòng)量守恒定律的使用條件5如何判斷物體的碰撞是彈性碰撞還是非彈性碰撞？提示：彈性碰撞是碰撞過程無機(jī)械能損失的碰撞，遵循的規(guī)律是動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒確切地說是碰撞前后動(dòng)量守恒，動(dòng)能不變非彈性碰撞有機(jī)械能損失，只遵循動(dòng)量守恒題目中明確告訴物體間的碰撞是彈性碰撞的題目中告訴是彈性小球的，光滑鋼球的，以及分子、原子等微觀粒子碰撞的，都是彈性碰撞易錯(cuò)：不能準(zhǔn)確判斷碰撞的類型和規(guī)律的選用6應(yīng)用動(dòng)量守

10、恒的觀點(diǎn)，解決問題的一般思路是什么？提示：(1)分析題意，明確研究對(duì)象在分析相互作用的物體動(dòng)量是否守恒時(shí)，通常把這些被研究的物體總稱為系統(tǒng)，要明確所研究的系統(tǒng)是由幾個(gè)物體組成的(2)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)物體進(jìn)行受力分析弄清楚哪些是系統(tǒng)內(nèi)部物體之間相互作用的力，即內(nèi)力；哪些是系統(tǒng)外的物體對(duì)系統(tǒng)內(nèi)物體的作用力，即外力在受力分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)動(dòng)量守恒的條件，判斷能否應(yīng)用動(dòng)量守恒定律(3)明確所研究的相互作用過程再確定過程的始末狀態(tài)，即系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)物體的初動(dòng)量和末動(dòng)量的值或表達(dá)式(4)建立動(dòng)量守恒方程代入已知量，解出待求量計(jì)算結(jié)果如果是正的，說明該量的方向和正方向相同；如果是負(fù)的，則和選定的正方向相反(5)結(jié)合功能

11、關(guān)系和牛頓運(yùn)動(dòng)定律聯(lián)立求解綜合問題易錯(cuò)：不能正確判斷動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用條件應(yīng)用動(dòng)量守恒定律列方程時(shí)不選正方向7光電效應(yīng)現(xiàn)象中，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度和頻率有何關(guān)系？提示：光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，與入射光的頻率的關(guān)系為：EkhW.誤區(qū)：誤認(rèn)為入射光的強(qiáng)度越大，最大初動(dòng)能越大，誤認(rèn)為Ek.8粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象如何？請(qǐng)你敘述盧瑟福原子結(jié)構(gòu)模型？提示：(1)粒子散射實(shí)驗(yàn)絕大多數(shù)粒子穿過金箔后不偏轉(zhuǎn)，少數(shù)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)角度超過90，有的甚至接近180.(2)原子核式結(jié)構(gòu)模型粒子散射實(shí)驗(yàn)說明原子的中心有一個(gè)很小的核叫原子核，它集中了所有的正電荷和幾乎全部原子的質(zhì)量易失分：

12、不會(huì)用盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型解釋粒子散射現(xiàn)象9氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)遵守什么規(guī)律？如何計(jì)算輻射光子的種類？提示：遵循的規(guī)律是氫原子處于激發(fā)態(tài)時(shí)是不穩(wěn)定的，會(huì)自發(fā)地向基態(tài)或其他較低能級(jí)躍遷，輻射出光子(能量)，輻射光子的能量為hEmEn；這種向低能級(jí)躍遷具有隨機(jī)性和等概率性；10如何使原子從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷(包括使原子電離)?提示：原子的躍遷條件hEmEn只適用于光子和原子作用，而使原子在各定態(tài)之間躍遷的情況，下述兩種情況則不受此條件限制：(1)當(dāng)光子與原子作用而使氫原子電離，產(chǎn)生離子和自由電子時(shí)，原子結(jié)構(gòu)被破壞，因而不遵守有關(guān)原子結(jié)構(gòu)的理論如基態(tài)氫原子的電離能為13.6 eV，只要大于或等

13、于13.6 eV的光子都能被處于基態(tài)的氫原子吸收而使其發(fā)生電離，氫原子電離所產(chǎn)生的自由電子的動(dòng)能等于入射光子的能量減去電離能(2)實(shí)物粒子和原子作用而使原子激發(fā)或電離，是通過實(shí)物粒子和原子碰撞來實(shí)現(xiàn)的在碰撞過程中，實(shí)物粒子的動(dòng)能可以全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的動(dòng)能大于或等于原子某兩個(gè)能級(jí)差值，就可以使原子受激發(fā)而躍遷到較高的能級(jí)；當(dāng)入射粒子的動(dòng)能大于原子在某能級(jí)的電離能時(shí)，也可以使原子電離易錯(cuò)：不能熟練應(yīng)用玻爾理論分析相關(guān)問題11如何確定放射性元素的原子核最終衰變的次數(shù)？12書寫核反應(yīng)方程應(yīng)遵循什么原則？關(guān)于核反應(yīng)應(yīng)注意哪些問題？提示：(1)書寫原則反應(yīng)前后的總質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒

14、(2)注意事項(xiàng)書寫核反應(yīng)方程時(shí)要以事實(shí)為依據(jù)核反應(yīng)通常不可逆，方程中要用“”連接，不能用“”連接質(zhì)量數(shù)守恒并不意味著反應(yīng)前后粒子的總質(zhì)量相等無光子輻射時(shí)，核反應(yīng)中釋放的核能轉(zhuǎn)化為生成的新核和新粒子的動(dòng)能，在此情況下可應(yīng)用力學(xué)規(guī)律(動(dòng)量守恒和能量守恒)來計(jì)算核能易錯(cuò)：不按原則書寫，粒子符號(hào)書寫不規(guī)范，兩邊用了等號(hào)連接13請(qǐng)敘述核能和質(zhì)量虧損的定義，質(zhì)量和能量之間具有怎樣的關(guān)系？如何計(jì)算核能？提示：(1)核能：核子結(jié)合為原子核時(shí)釋放的能量或原子核分解為核子時(shí)吸收的能量，叫做原子核的結(jié)合能，亦稱核能(2)質(zhì)量虧損：組成原子核的核子質(zhì)量之和與原子核質(zhì)量之差叫原子核的質(zhì)量虧損(3)質(zhì)能方程愛因斯坦在相對(duì)

15、論中得出的質(zhì)量和能量的關(guān)系式稱質(zhì)能方程其表達(dá)式為Emc2，它表明：物體的能量跟其質(zhì)量成正比，物體質(zhì)量增加，物體能量就增加，反之，亦成立(4)核能計(jì)算的兩種方法若m以kg為單位，則Emc2，E單位為焦耳若m以原子質(zhì)量單位u為單位，則Em931.5 MeV.易錯(cuò)：?jiǎn)挝皇褂没靵y14常見的核反應(yīng)有哪些類型？提示：核反應(yīng)根據(jù)其特點(diǎn)可以分為四種基本類型：衰變、人工轉(zhuǎn)變、輕核聚變、重核裂變易錯(cuò)：不能正確判斷核反應(yīng)類型.猜想一對(duì)動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用(碰撞)的考查命題依據(jù)：分析近三年的高考試題可知，該部分內(nèi)容是高考的高頻考點(diǎn)，命題的形式以選擇題和計(jì)算題為主，難度中等主要考查考生對(duì)動(dòng)量守恒定律、彈性碰撞和非彈性碰

16、撞的理解，要求考生能運(yùn)用動(dòng)量守恒定律并結(jié)合能量守恒定律解決碰撞問題預(yù)計(jì)2014年高考仍以碰撞為模型考查動(dòng)量守恒定律下面設(shè)計(jì)的試題以碰撞為背景考查動(dòng)量守恒定律與機(jī)械能守恒定律的綜合運(yùn)用，該題的創(chuàng)新之處是涉及到碰撞的臨界值問題，應(yīng)該是明年高考命題的重點(diǎn)(1)小球A撞擊輕質(zhì)彈簧的過程中，彈簧的最大彈性勢(shì)能為多少？(2)要使小球A與小球B能發(fā)生二次碰撞，m1與m2應(yīng)滿足什么關(guān)系？答案見解析猜想二對(duì)原子結(jié)構(gòu)和玻爾理論的考查命題依據(jù)：認(rèn)真分析近幾年的高考試題可以發(fā)現(xiàn)，氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)、能級(jí)公式、能級(jí)躍遷的條件是高考的熱點(diǎn)本考點(diǎn)的命題形式以選擇題和填空題為主，難度不大預(yù)計(jì)2014年高考會(huì)結(jié)合最新科技前沿信息

17、考查該部分知識(shí)如下面設(shè)計(jì)的試題是以高速電子撞擊鉬原子為背景考查玻爾理論，是高考預(yù)測(cè)的好素材試題設(shè)計(jì)2研究表明，高速電子撞擊鉬原子時(shí)，其內(nèi)層的n1層(K層)電子被擊出，留下一個(gè)空位，此時(shí)如果n2層(L層)的電子躍遷填充到n1層時(shí)，就輻射波長(zhǎng)0.71010m的光子；如果n3層(M層)的電子躍遷填充到n1層時(shí)，則輻射波長(zhǎng)0.431010m的光子若一個(gè)電子從n3層躍遷到n2層，求輻射光子的波長(zhǎng).答案1.111010m猜想三對(duì)原子核和核能的考查命題依據(jù)：研究近三年的高考試題可知，本考點(diǎn)著重考查核反應(yīng)方程、三種射線和質(zhì)量虧損、核能計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)題型以選擇題和填空題為主，個(gè)別試題以計(jì)算題的形式出現(xiàn)預(yù)測(cè)2014年考查的熱點(diǎn)不會(huì)有太大的變化，將以核能的利用、核泄漏、物理學(xué)史等為背景進(jìn)行命題如下面設(shè)計(jì)的試題以新科研成果“放射性同位素-電池”的工作原理為背景綜合考查原子核有關(guān)知識(shí)，能較好地考查學(xué)生的綜合思維能力，對(duì)明年的高考具有較強(qiáng)的預(yù)測(cè)性