高三物理二轮复习专题课件精编：专题九 第3课时 原子物理和动量

热点题型例析
专题九 第3课时
同时 2μgxA＝v1 2 2μgxB＝v2 2
本 课 时 栏 目 开 关
Δs＝xB－xA＝19.5 m百度文库联立解得 v1＝5 m/s，v2＝8 m/s 1 1 1 2 2 可知碰撞前能量为 mAv ＝81 J，碰撞后能量为 mAv1 ＋ mBv2 2 2 2 2 ＝25 J＋32 J＝57 J，所以碰撞过程中能量损失了 24 J
光子
光速 很弱 最强
知识方法聚焦
专题九 第3课时
4．核反应、核能、裂变、轻核的聚变 (1)在物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核 的 过 程 ， 称 为 核反应 ． 核 反 应 方 程 遵 循 质量数 守 恒
本 课 时 栏 目 开 关
和 电荷数 守恒的规律． (2)质能方程：一定的能量和一定的 质量 相联系，物体的
运用动量守恒定律解题的步骤
1．确定研究对象(系统)； 2．做好受力分析，判断是否满足动量守恒的条件； 3．确定满足动量守恒的过程； 4．选取正方向，明确初、末状态； 5．列方程求解．
热点题型例析
专题九 第3课时
(1)下列说法正确的是________． A．光电效应现象揭示了光具有粒子性
本 课 时 栏 目 开 关
答案 (1)AC
mL1－cos θ (2)① M＋m 2mL ② M＋m
(1 分) (1 分) (1 分)
(1 分)
热点题型例析
专题九 第3课时
以题说法
关于原子跃迁要注意以下四方面：
本 课 时 栏 目 开 关
答案 (1)ACE
(2)24 J
热点题型例析
题型 2 例2 氢原子能级与动量守恒定律的组合
专题九 第3课时
(15 分)(1)(6 分)已知氢原子的能级为：E1＝－13.60 eV，
E2＝－3.40 eV，E3＝－1.51 eV，E4＝－0.85 eV，现用光子
本 课 时 栏 目 开 关
能量介于 10.00 eV～12.70 eV 之间的某单色光去照射一群处 于基态的氢原子，则下列说法中正确的是 B．该照射光的光子一定会被吸收 C．若可以吸收该光子，则可判断激发后的氢原子发射不同 能量的光子最多有 3 种 D．若可以吸收该光子，则可判断激发后的氢原子发射不同 能量的光子最多有 6 种 ( ) A．该照射光的光子可能会被处于基态的氢原子吸收
4
1个质子 和1个电子 0 1 1 － 1e 0n→1H＋
衰变规律
质量数 守恒、 电荷数 守恒
知识方法聚焦
专题九 第3课时
3.α 射线、β 射线、γ 射线之间的区别 名称
本 课 时 栏 目 开 关
α 射线
β 射线 电子流 约为光速的 99% 较弱 较强
γ 射线
实质 速度 电离作用 贯穿能力
氦核流
1 约为光速的 10 很强 很弱
B．阴极射线的本质是高频电磁波 C．卢瑟福依据极少数 α 粒子发生大角度散射提出了原子核式 结构模型 D．β 衰变现象说明电子是原子核的组成部分 E．一群氢原子从 n＝3 的激发态跃迁到基态时，能辐射 3 种 不同频率的光子
热点题型例析
专题九 第3课时
(2)如图 2 所示，在水平地面上有 A、B 两个 物体，质量分别为 mA＝2 kg，mB＝1 kg，A、
知识方法聚焦
6．动量守恒定律 (1)表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′；
专题九 第3课时
或 p＝p′(系统相互作用前的总动量 p 等于系统相互作用 后的总动量 p′)；
本 课 时 栏 目 开 关
或 Δp＝0(系统总动量的增量为零)； 或 Δp1＝－Δp2(相互作用的两个物体组成的系统， 两物体动 量的增量 大小相等、方向相反 )． (2)动量守恒定律的适用条件 ①系统不受外力或系统虽受外力但所受外力的合力为零 ． ②系统所受合力不为零，但在某一方向上系统 所受外力的
原子核中没电子，选项 D 错误；
一群原子从n＝3激发态跃迁到基态有3种途径，从n＝3能级到 n＝2能级，从n＝2能级到n＝1能级，从n＝3能级直接到n＝1 能级，选项E正确．
热点题型例析
专题九 第3课时
(2)从 A 开始运动到与 B 相碰这一时间段内，根据 1 2 s＝v0t－ μgt 2 代入已知条件，解得
热点题型例析
解析
专题九 第3课时
(1)光电效应是证明光具有粒子性的一个典型实验， 选项
A 正确；
阴极射线的本质是高速运动的电子流，选项 B 错误；
本 卢瑟福的原子核式结构模型就是根据 α 粒子散射实验提出的， 课 时 选项 C 正确； 栏 目 开 β 衰变中飞出的电子是由一个中子转化成质子时释放出来的， 关
知识方法聚焦
专题九 第3课时
2．原子核的衰变 衰变类型 衰变方程
本 课 时 栏 目 开 关
α 衰变
4 A A－4 X → Y ＋ 2He － Z Z 2
β 衰变
A A X → ＋ Z Z 1Y＋
－1
0
e
2 个质子和 2 个中子
衰变实质 结合成一整体射出
1 21 H ＋ 2 1 0n→ 2He
1 个中子转化为
知识方法聚焦
专题九 第3课时
1．在书写核反应方程时，一般先满足 质量数 守恒，后满足
电荷数 守恒．
本 2．在处理粒子的碰撞和衰变问题时，通常应用动量守恒定律、 课 时 质能方程和能量守恒定律综合分析. 栏 目 开 关
热点题型例析
专题九 第3课时
题型 1
本 课 时 栏 目 开 关
原子物理基本知识与动量守恒定律的组合 (15 分)(1)(6 分)以下说法中正确的是 ( )
本 课 时 栏 目 开 关
B 相距 s＝9.5 m，A 以 v0＝10 m/s 的初速度
图2
向静止的 B 运动，与 B 发生正碰，碰撞时间极短，分开后仍 沿原来方向运动，A、B 均停止运动时相距 Δ s＝19.5 m．已知 A、B 与水平面间的动摩擦因数均为 μ＝0.1，取 g＝10 m/s2， 求碰撞过程中的能量损失．
合力为零 ，则在该方向上系统动量守恒．
③系统虽受外力，但外力远小于内力且作用时间极短，如 碰撞、爆炸过程．
知识方法聚焦
7．弹性碰撞与非弹性碰撞
专题九 第3课时
碰撞过程遵从 动量守恒 定律．如果碰撞过程中机械能守 恒， 这样的碰撞叫做 弹性 碰撞； 如果碰撞过程中机械能不 守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞．
2 总能量和它的质量成 正比 ，即 E＝ mc2 或 ΔE＝ Δmc .
(3)核物理中，把重核分裂成质量较小的核，释放出核能的 反应，称为裂变；把轻核结合成质量较大的核，释放出核 能的反应，称为 聚变 ．
知识方法聚焦
专题九 第3课时
(4)核能的计算：①ΔE＝Δmc2，其中 Δm 为核反应方程中的质 量亏损；②ΔE＝Δm×931.5 MeV，其中质量亏损 Δm 以原子 质量单位 u 为单位．
例1
A．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说 B．贝可勒尔通过实验发现了中子，汤姆孙通过实验发现了质子 C．卢瑟福通过实验提出了原子的核式结构模型
2 4 1 D．氘核和氚核可发生热核聚变，核反应方程是1 H＋3 1H→2He＋0n
E．运动的宏观物体也具有波动性，其速度越大物质波的波长 越大
热点题型例析
专题九 第3课时
(2)(9 分)如图 1 所示， 质量均为 m 的小车与木 箱紧挨着静止在光滑的水平冰面上，质量为
本 课 时 栏 目 开 关
2m 的小明站在小车上用力向右迅速推出木箱，
图1
木箱相对于冰面的速度为 v，接着木箱与右侧竖直墙壁发生弹 性碰撞，反弹后被小明接住，求小明接住木箱后三者共同速度 的大小．
知识方法聚焦
专题九 第3课时
第 3 课时
原子物理和动量
本 课 时 栏 目 开 关
1．能级和能级跃迁 (1) 轨道 量子化 核外电子只能在一些分立的轨道上运动 rn＝n2r1(n＝1,2,3，„)
知识方法聚焦
专题九 第3课时
(2) 能量 量子化
本 课 时 栏 目 开 关
原子只能处于一系列不连续的能量状态 E1 En＝ 2 (n＝1,2,3，„) n (3)吸收或辐射能量量子化 原子在两个能级之间跃迁时只能吸收或发射一定频率的光子， 该光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即 hν＝Em－En.
本 课 时 栏 目 开 关
t1＝19 s(舍掉， 这表示 A 超过 B 后直到静止然后反向加速运动 经过 B 点时所需要的时间) t2＝ 1 s 于是碰撞时刻 A 的速度 v＝v0－μgt2＝9 m/s 碰撞过程中能量损失了，但是动量守恒，设碰撞后 A 的速度 为 v1，B 的速度为 v2，根据动量守恒定律，有 mAv＝mAv1＋mBv2
热点题型例析
解析 (1)根据物理学史实，选项 A、C 正确；
专题九 第3课时
查德威克通过实验发现了中子，汤姆孙通过实验发现了电子， 选项 B 错误； 根据电荷数守恒和质量数守恒可知，选项 D 正确；
本 课 时 栏 目 开 关
运动的宏观物体也具有波动性，其速度越大物质波的波长越 小，选项 E 错误．
(2)取向左为正方向，根据动量守恒定律得 推出木箱的过程有 0＝(m＋2m)v1－mv 接住木箱的过程有 mv＋(m＋2m)v1＝(m＋m＋2m)v2 v 解得共同速度 v2＝ 2 v (2)2 答案 (1)ACD (3 分) (3 分) (3 分)
热点题型例析
专题九 第3课时
以题说法
本 课 时 栏 目 开 关
热点题型例析
专题九 第3课时
②设小球向左的最大水平位移大小为 x1′， 圆环向右的最大水 平位移为 x2′，且设向左为正方向，则有 当圆环运动到最右侧速度为零时， 小球应运动到最左边同初始
本 课 时 栏 目 开 关
位置等高，且速度为零 mx1′－Mx2′＝0 x1′＋x2′＝2L 2mL 解得 x2′＝ M＋m 2mL 所以挡板与环的初始位置相距 M＋m
知识方法聚焦
专题九 第3课时
5．光电效应及其方程 (1)光电效应的规律： 入射光的频率 大于 金属的极限频率才
本 课 时 栏 目 开 关
能产生光电效应；光电子的最大初动能随入射光频率的增 大而 增大 ，与入射光的强度 无关 ；光电流的强度与入射 光的 强度 成正比；光电子的发射几乎是瞬时的，一般不 大于 10－9 s. (2)光电效应方程：Ek＝ hν－W0 .
本 课 时 栏 目 开 关
8．碰撞问题同时遵守的三条原则 (1)系统动量守恒原则 (2)物理情景可行性原则 (3)不违背 能量 守恒原则 碰撞过程满足 Ek≥Ek′ 1 1 1 1 2 2 2 即 m1v1 ＋ m2v2 ≥ m1v1′ ＋ m2v2′2 2 2 2 2 2 2 p1 2 p2 2 p1′ p2′ 或 ＋ ≥ ＋ 2m 1 2 m 2 2 m 1 2m2
若吸收该光子，激发后的氢原子处于能级2或能级3上，则此 时氢原子跃迁到基态发出的光子最多有三种，分别为3→2、 3→1、2→1，C正确，D错误．
(2)①设小球的水平位移大小为 x1，圆环的水平位移大小为 x2， 且设向左为正方向，则有 mx1－Mx2＝0 x1＋x2＝L－Lcos θ mL1－cos θ 解得 x2＝ M＋m (2 分) (2 分) (1 分)
热点题型例析
专题九 第3课时
(2)(9 分)如图 3 所示，AB 为一光滑水平横 杆，杆上套一质量为 M 的小圆环，环上系
本 课 时 栏 目 开 关
一长为 L、质量不计的细绳，绳的另一端拴 放小球，则：
图3
一个质量为 m 的小球，现将绳拉直，且与 AB 平行，由静止释 ①当细绳与 AB 成 θ 角时，圆环移动的距离是多少？ ②若在横杆上立一挡板，问应与环的初位置相距多远，才不致 使环在运动过程中与挡板相碰？
热点题型例析
解析
专题九 第3课时
(1)E2－E1＝10.20 eV，E3－E1＝12.09 eV，由于光子能
量介于 10.00 eV～12.70 eV，所以可能会被处于基态的氢原子 吸收从而跃迁到能级 2 或能级 3 上，A 正确； 若此光子不符合能级差值，则不会被氢原子吸收，B 错误；
本 课 时 栏 目 开 关
本 课 时 栏 目 开 关
(5)原子核的人工转变 卢瑟福发现质子的核反应方程为： 14 4 17 1 7N＋2He→ 8O＋1H 查德威克发现中子的核反应方程为：
9 4 12 1 Be ＋ He → C ＋ 4 2 6 0n
约里奥 · 居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程
4 30 1 30 30 0 为：27 13Al＋2He→15P＋0n，15P→14Si＋1e