高考物理一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題六 選考部分 第15講 動(dòng)量守恒定律 原子結(jié)構(gòu)和原子核課件.ppt

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第15講 動(dòng)量守恒定律 原子結(jié)構(gòu)和原子核,1.(2013江蘇單科，12C)(1)如果一個(gè)電子的德布羅意波長(zhǎng)和一個(gè)中子的相等，則它們的________也相等。 A.速度 B.動(dòng)能 C.動(dòng)量 D.總能量,(2)根據(jù)玻爾原子結(jié)構(gòu)理論，氦離子(He＋)的能級(jí)圖如圖1所示。電子處在n＝3軌道上比處在n＝5軌道上離氦核的距離________(選填“近”或“遠(yuǎn)”)。當(dāng)大量He＋處在n＝4的激發(fā)態(tài)時(shí)，由于躍遷所發(fā)射的譜線(xiàn)有________條。,圖1,(3)如圖2所示，進(jìn)行太空行走的宇航員A和B的質(zhì)量分別為80 kg和100 kg，他們攜手遠(yuǎn)離空間站，相對(duì)空間站的速度為0.1 m/s。A將B向空間站方向輕推后，A的速度變?yōu)?.2 m/s，求此時(shí)B的速度大小和方向。,圖2,答案 (1)C (2)近 6 (3)0.02 m/s 遠(yuǎn)離空間站方向,(3)牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中記載，A、B兩個(gè)玻璃球相碰，碰撞后的分離速度和它們碰撞前的接近速度之比總是約為15∶16。分離速度是指碰撞后B對(duì)A的速度，接近速度是指碰撞前A對(duì)B的速度。若上述過(guò)程是質(zhì)量為2m的玻璃球A以速度v0碰撞質(zhì)量為m的靜止玻璃球B，且為對(duì)心碰撞，求碰撞后A、B的速度大小。,3.(2015江蘇單科，12C) (1)波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說(shuō)法正確的有________。 A.光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性 B.熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說(shuō)明中子具有波動(dòng)性 C.黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用光的波動(dòng)性解釋 D.動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長(zhǎng)也相等,(3)取質(zhì)子的質(zhì)量mp＝1.672 610－27 kg，中子的質(zhì)量mn＝1.674 910－27 kg，α粒子的質(zhì)量mα＝6.646 710－27 kg，光速c＝3.0108 m/s。請(qǐng)計(jì)算α粒子的結(jié)合能。(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字),答案 (1)AB (2)3 大于 (3)4.310－12 J,從近三年江蘇省高考試題來(lái)看，本專(zhuān)題考查的題型和知識(shí)點(diǎn)都相當(dāng)穩(wěn)定。從題型上看，有選擇題、填空題和計(jì)算題。從知識(shí)點(diǎn)上看，主要集中在原子核、能級(jí)、光電效應(yīng)和動(dòng)量守恒。 知識(shí)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、核反應(yīng)方程。(4)光電效應(yīng)。,考向一 原子核知識(shí)與動(dòng)量守恒定律的組合,核心知識(shí),1.,2.動(dòng)量守恒定律 (1)條件：系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的矢量和為零。 (2)表達(dá)式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′。,1.(1)以下說(shuō)法中正確的是________。 A.湯姆孫通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子 B.貝可勒爾通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了中子 C.盧瑟福通過(guò)實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型 D.查德威克發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象說(shuō)明原子具有復(fù)雜結(jié)構(gòu),(3)如圖3所示，一質(zhì)量為0.5 kg的小球以2.0 m/s的速度和靜止于光滑水平面上質(zhì)量為1 kg的另一大小相等的小球B發(fā)生正碰，碰撞后它以0.2 m/s的速度反彈。求：,圖3,①原來(lái)靜止小球獲得的速度大?。?②碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能。,答案 (1)C (2)中子 3 (3)①1.1 m/s ②0.385 J,2.(2015宿遷市高三摸底)(1)關(guān)于下列四幅圖的說(shuō)法，正確的是________。,圖4,A.甲圖為放射源放出的三種射線(xiàn)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡，射線(xiàn)1為α射線(xiàn) B.乙圖中，用紫外光燈照射與驗(yàn)電器相連的鋅板，發(fā)現(xiàn)原來(lái)閉合的驗(yàn)電器指針張開(kāi)，此時(shí)鋅板和驗(yàn)電器均帶正電 C.丙圖為α粒子散射實(shí)驗(yàn)示意圖，盧瑟福根據(jù)此實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型 D.丁圖為核反應(yīng)堆示意圖，它是利用了鈾核聚變反應(yīng)所釋放的能量 (2)在水平放置的氣墊導(dǎo)軌上，質(zhì)量為0.4 kg、速度為0.5 m/s的滑塊甲與質(zhì)量為0.6 kg速度為0.1 m/s的滑塊乙迎面相撞，碰撞后滑塊乙的速度大小變?yōu)?.2 m/s，此時(shí)滑塊甲的速度大小為_(kāi)_______m/s，方向與它原來(lái)速度方向________。,解析 (1)由三種射線(xiàn)的特征和左手定則知甲圖中的射線(xiàn)1為β射線(xiàn)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；紫外線(xiàn)照射鋅板后，有光電子逸出，則鋅板和驗(yàn)電器均帶正電，選項(xiàng)B正確；盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，選項(xiàng)C正確；核反應(yīng)堆利用的是鈾核裂變反應(yīng)釋放的能量，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。,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(guò)程。 (2)分析系統(tǒng)的受力情況，判斷系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒。 ①系統(tǒng)不受外力或所受合外力的矢量和為零時(shí)，系統(tǒng)動(dòng)量守恒； ②系統(tǒng)所受內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力時(shí)，可認(rèn)為系統(tǒng)動(dòng)量守恒； ③系統(tǒng)在某一方向上不受外力或所受合外力的矢量和為零，在該方向上系統(tǒng)動(dòng)量守恒。 (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。,核心知識(shí),考向二 氫原子能級(jí)、光電效應(yīng)與動(dòng)量守恒定律的組合,3.用圖象表示光電效應(yīng)方程 ①極限頻率：圖線(xiàn)與ν軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)ν0。 ②逸出功：圖線(xiàn)與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的值W0＝E。 ③普朗克常量：圖線(xiàn)的斜率k＝h。,圖5,1.(1)下列說(shuō)法正確的是________。 A.普朗克在研究黑體輻射問(wèn)題中提出了能量子假說(shuō) B.湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，表明原子具有核式結(jié)構(gòu) C.光子像其他粒子一樣，不但具有能量，也具有動(dòng)量 D.對(duì)于某種金屬，只要入射光的強(qiáng)度足夠大，就會(huì)發(fā)生光電效應(yīng),(2)如圖6所示為氫原子的能級(jí)圖，n為量子數(shù)。在氫原子核外電子由量子數(shù)為2的軌道躍遷到量子數(shù)為3的軌道的過(guò)程中，將________(填“吸收”或“放出”)光子。若該光子恰能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則一群處于量子數(shù)為4的激發(fā)態(tài)的氫原子在向基態(tài)躍遷過(guò)程中，有________種頻率的光子能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)。,圖6,2.(2015無(wú)錫市高三質(zhì)量檢測(cè))(1)已知處于某一能級(jí)n上的一群氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，能夠發(fā)出10種不同頻率的光，下列能表示輻射光波長(zhǎng)最長(zhǎng)的那種躍遷的示意圖是________。,高頻考點(diǎn)十六 原子物理基礎(chǔ)知識(shí)與動(dòng)量、能量的組合,(5)掌握核反應(yīng)方程中的守恒 ①質(zhì)量數(shù)守恒； ②電荷數(shù)守恒。 (6)核能的計(jì)算方法 ①根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程，用核反應(yīng)的質(zhì)量虧損的千克數(shù)乘以真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2(J)； ②根據(jù)1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5兆電子伏(MeV)能量，用核反應(yīng)的質(zhì)量虧損的原子質(zhì)量單位數(shù)乘以931.5 MeV，即ΔE＝Δm931.5 (MeV)； ③如果核反應(yīng)時(shí)釋放的核能是以動(dòng)能形式呈現(xiàn)，則核反應(yīng)過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量即為釋放的核能。,2.動(dòng)量和能量綜合應(yīng)用的關(guān)鍵 (1)弄清有幾個(gè)物體參與運(yùn)動(dòng)，并劃分清楚物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程； (2)進(jìn)行正確的受力分析，明確各過(guò)程的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。,(2014蘇北四市高三第一次調(diào)研)(1)下列說(shuō)法中正確的是________。 A.電子的衍射現(xiàn)象說(shuō)明實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性 B.裂變物質(zhì)體積小于臨界體積時(shí)，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不能進(jìn)行 C.原子核內(nèi)部一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)化成一個(gè)中子時(shí)，會(huì)同時(shí)釋放出一個(gè)電子 D.235U的半衰期約為7億年，隨地球環(huán)境的變化，半衰期可能變短,(2)氫原子的能級(jí)如圖7所示。有一群處于n＝4能級(jí)的氫原子，若原子從n＝4向n＝2躍遷時(shí)所發(fā)出的光正好使某種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，則：,①這群氫原子發(fā)出的光中共有________種頻率的光能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)； ②從n＝4向n＝1躍遷時(shí)發(fā)出的光照射該金屬，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為_(kāi)_______eV；,圖7,(3)如圖8所示，質(zhì)量為2m的小滑塊P和質(zhì)量為m的小滑塊Q都視作質(zhì)點(diǎn)，與輕質(zhì)彈簧相連的Q靜止在光滑水平面上。P以某一初速度v向Q運(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生碰撞，問(wèn)：,圖8,①?gòu)椈傻膹椥詣?shì)能最大時(shí)，P、Q的速度各為多大？ ②彈簧的最大彈性勢(shì)能是多少？,解析 (1)電子是實(shí)物粒子，其衍射現(xiàn)象說(shuō)明實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，故A正確；鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件：大于臨界體積，因此當(dāng)物質(zhì)體積小于臨界體積時(shí)，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不能進(jìn)行，故B正確；原子核內(nèi)部一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)化成一個(gè)中子時(shí)，會(huì)同時(shí)釋放出一個(gè)正電子，故C錯(cuò)誤；元素的半衰期與環(huán)境及化合態(tài)無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤。 (2)因?yàn)閚＝4向n＝2躍遷所發(fā)生的光正好使某種金屬材料產(chǎn)生光電效應(yīng)，所以只有n＝4躍遷到n＝1，n＝3躍遷到n＝1，n＝3躍遷到n＝2，n＝2躍遷到n＝1的光子能夠使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，即4條；逸出功W＝－0.85＋3.40＝2.55 eV，從而n＝4躍遷到n＝1輻射的光子能量最大，為－0.85＋13.6 eV＝12.75 eV，根據(jù)光電效應(yīng)方程知，光電子的最大初動(dòng)能Ekm＝hν－W0＝12.75－2.55 eV＝10.2 eV。,(12分)(1)物理學(xué)家常常根據(jù)物理實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象提出假設(shè)，并用假設(shè)解釋一些物理現(xiàn)象，進(jìn)而建立新理論。玻爾關(guān)于氫原子結(jié)構(gòu)的理論便是這種研究方法的成功典范。玻爾理論是根據(jù)下列哪些現(xiàn)象提出的________。 A.α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 B.慢中子轟擊鈾核產(chǎn)生的裂變現(xiàn)象 C.天然放射現(xiàn)象 D.氫原子光譜的不連續(xù)現(xiàn)象,圖9,解析 (1)玻爾理論是根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和氫原子光譜的不連續(xù)現(xiàn)象，提出了氫原子結(jié)構(gòu)的理論。 (2)②③放出的粒子質(zhì)量數(shù)減少4，是α衰變；①④放出的粒子質(zhì)量數(shù)不變，是β衰變。,答案 (1)AD (2)②③ ①④ (3)8106 m/s，方向與反應(yīng)前的中子速度方向相反,