高中物理二轮专题复习：10 动量和原子物理(选修3-5)(新人教版)
人教版高中物理选修3-5知识点整理及重点题型梳理] 原子结构
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人教版高中物理选修3-5知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习原子结构【学习目标】1．知道电子是怎样发现的；2．知道电子的发现对人类探索原子结构的重大意义； 3．了解汤姆孙发现电子的研究方法． 4．知道α粒子散射实验；5．明确原子核式结构模型的主要内容； 6．理解原子核式结构提出的主要思想．【要点梳理】要点诠释： 要点一、原子结构 1．阴极射线（1）气体的导电特点：通常情况下，气体是不导电的，但在强电场中，气体能够被电离而导电．平时我们在空气中看到的放电火花，就是气体电离导电的结果．在研究气体放电时一般都用玻璃管中的稀薄气体，导电时可以看到发光放电现象．（2）1858年德国物理学家普里克发现了阴极射线．①产生：在研究气体导电的玻璃管内有阴、阳两极．当两极间加一定电压时，阴极便发出一种射线，这种射线为阴极射线．②阴极射线的特点：碰到荧光物质能使其发光． 2．汤姆孙发现电子（1）从1890年起英国物理学家汤姆孙开始了对阴极射线的一系列实验研究． （2）汤姆孙利用电场和磁场能使带电的运动粒子发生偏转的原理检测了阴极射线的带电性质，并定量地测定了阴极射线粒子的比荷（带电粒子的电荷量与其质量之比，即e m）． （3）1897年汤姆孙发现了电子（阴极射线是高速电子流）．电子的电量()191.602177334910C e =⨯－，电子的质量319.109389710kg m =⨯－，电子的比荷111.758810C/kg em=⨯．电子的质量约为氢原子质量的1 1836．3．汤姆孙对阴极射线的研究（1）阴极射线电性的发现．为了研究阴极射线的带电性质，他设计了如图所示装置．从阴极发出的阴极射线，经过与阳极相连的小孔，射到管壁上，产生荧光斑点；用磁铁使射线偏转，进入集电圆筒；用静电计检测的结果表明，收集到的是负电荷．（2）测定阴极射线粒子的比荷．4．密立根实验美国物理学家密立根在1910年通过著名的“油滴实验”简练精确地测定了电子的电量密立根实验更重要的发现是：电荷是量子化的，即任何电荷只能是元电荷e的整数倍．5．电子发现的意义以前人们认为物质由分子组成，分子由原子组成，原子是不可再分的最小微粒．现在人们发现了各种物质里都有电子，而且电子的质量比最轻的氢原子质量小得多，这说明电子是原子的组成部分．电子是带负电，而原子是电中性的，可见原子内还有带正电的物质，这些带正电的物质和带负电的电子如何构成原子呢？电子的发现大大激发了人们研究原子内部结构的热情，拉开了人们研究原子结构的序幕．6．19世纪末物理学的三大发现对阴极射线的研究，引发了19世纪末物理学的三大发现：（1）1895年伦琴发现了X射线；（2）1896年贝克勒尔发现了天然放射性；（3）1897年汤姆孙发现了电子．要点二、原子的核式结构模型1．汤姆孙的原子模型“枣糕模型”．“葡萄干布丁模型”（如图所示）．“葡萄干面包模型”．汤姆孙的原子模型是在发现电子的基础上建立起来的，汤姆孙认为，原子是一个球体，正电荷均匀分布在球内，电子像枣糕里的枣子一样，镶嵌在原子里面，所以汤姆孙的原子模型也叫枣糕式原子结构模型．【注意】汤姆孙的原子结构模型虽然能解释一些实验事实，但这一模型很快就被新的实验事实——仅粒子散射实验所否定．2．α粒子散射实验1909～1911年卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔的实验，获得了重要的发现． （1）实验装置（如图所示）由放射源、金箔、荧光屏等组成．特别提示：①整个实验过程在真空中进行． ②金箔很薄，α粒子（42He 核）很容易穿过．（2）实验现象与结果．绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大角度的偏转，极少数α粒子偏转角超过90︒，有的几乎达到180︒，沿原路返回．仅粒子散射实验令卢瑟福万分惊奇．按照汤姆孙的原子结构模型：带正电的物质均匀分布，带负电的电子质量比α粒子的质量小得多．α粒子碰到电子就像子弹碰到一粒尘埃一样，其运动方向不会发生什么改变．但实验结果出现了像一枚炮弹碰到一层薄薄的卫生纸被反弹回来这一不可思议的现象．卢瑟福通过分析，否定了汤姆孙的原子结构模型，提出了核式结构模型．3．原子的核式结构卢瑟福依据α粒子散射实验的结果，提出了原子的核式结构：在原子中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转．4．原子核的电荷与尺度由不同原子对α粒子散射的实验数据可以确定各种元素原子核的电荷．又由于原子是电中性的，可以推算出原子内含有的电子数．结果发现各种元素的原子核的电荷数，即原子内的电子数非常接近于它们的原子序数，这说明元素周期表中的各种元素是按原子中的电子数来排列的．原子核的半径无法直接测量，一般通过其他粒子与核的相互作用来确定，α粒子散射是估算核半径最简单的方法．对于一般的原子核半径数量级为1510m －，整个原子半径的数量级是1010m －，两者相差十万倍之多，可见原子内部是十分“空旷”的． 5．解题依据和方法（1）解答与本节知识有关的试题，必须以两个实验现象和发现的实际为基础，应明确以下几点： ①汤姆孙发现了电子，说明原子是可分的，电子是原子的组成部分．②卢瑟福“α粒子散射实验”现象说明：原子中绝大部分是空的，原子的绝大部分质量和全部正电荷都集中在一个很小的核上．（2）根据原子的核式结构，结合前面所掌握的动能、电势能、库仑定律及能量守恒定律等知识，是综合分析解决d 粒子靠近原子核过程中，有关功、能的变化，加速度，速度的变化所必备的知识基础和应掌握的方法．6．对α粒子散射实验的理解如果按照汤姆孙的“枣糕”原子模型，α粒子如果从原子之间或原子的中心轴线穿过时，它受到周围的正负电荷作用的库仑力是平衡的，α粒子不产生偏转；如果α粒子偏离原子的中心轴线穿过，两侧电荷作用的库仑力相当大一部分被抵消，α粒子偏转很小；如果α粒子正对着电子射来，质量远小于α粒子的电子不可能使α粒子发生明显偏转，更不可能使它反弹．所以α粒子的散射实验结果否定了汤姆孙的原子模型．按卢瑟福的原子模型（核式结构），当α粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核的斥力很小，仅粒子就像穿过“一片空地”一样，无遮无挡，运动方向改变极少，由于原子核很小，这种机会就很多，所以绝大多数α粒子不产生偏转；只有当α粒子十分接近原子核穿过时，才受到很大的库仑斥力，偏转角才很大，而这种机会很少；如果α粒子几乎正对着原子核射来，偏转角就几乎达到180︒，这种机会极少．如图所示．卢瑟福根据α粒子散射实验，不仪建立了原子的核式结构，还估算出了原子核的大小．220121(1)4sin 2m Ze r Mv θπε=⋅+（θ为散射角）．原子核的商径数量级在1510m －．原子直径数量级大约是1010m －，所以原子核半径只相当于原子半径的十万分之一．原子的核式结构初步建立了原子结构的正确图景，但跟经典的电磁理论发生了矛盾．（见玻尔的原子模型）7．原子结构的探索历史（1）发现原子核式结构的过程．实验和发现 说明了什么 电子的发现说明原子有复杂结构α粒子散射实验说明汤姆孙（枣糕式）原子模型不符合实际，卢瑟福重新建立原子的核式结构模型（2）原子的核式结构与原子的枣糕式结构的根本区别．核式结构枣糕式结构原子内部是非常空旷的，正电荷集中在一个很小的核里 原子是充满了正电荷的球体 电子绕核高速旋转 电子均匀嵌在原子球体内【典型例题】 类型一、原子结构例1．关于阴极射线的本质，下列说法正确的是（ ）． A ．阴极射线本质是氢原子 B ．阴极射线本质是电磁波 C ．阴极射线本质是电子 D ．阴极射线本质是X 射线【思路点拨】阴极射线基本性质．【答案】C【解析】阴极射线是原子受激发射出的电子，关于阴极射线是电磁波、X 射线都是在研究阴极射线过程中的一些假设，是错误的．【总结升华】对阴极射线基本性质的了解是解题的依据．举一反三:【变式】如图所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线将（ ）．A ．向纸内偏转B ．向纸外偏转C ．向下偏转D ．向上偏转【答案】D【解析】本题综合考查电流产生的磁场、左手定则和阴极射线的产生和性质．由题目条件不难判断阴极射线所在处磁场垂直纸面向外，电子从负极射出，由左手定则可判定阴极射线（电子）向上偏转．【总结升华】注意阴极射线（电子）从电源的负极射出，用左手定则判断其受力方向时四指的指向和射线的运动方向相反．例2．汤姆孙用来测定电子的比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图所示．真空管内的阴极K 发出的电子（不计初速、重力和电子间的相互作用）经加速电压加速后，穿过A ＇中心的小孔沿中心轴1O O 的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P 和P ＇间的区域．当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O 点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U 后，亮点偏离到O ＇点（O ＇点与O 点的竖直间距为d ，水平间距可忽略不计）．此时，在P 和P ＇间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场．调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B 时，亮点重新回到O 点．已知极板水平方向的长度为1L ，极板间距为b ，极板右端到荧光屏的距离为2L （如图所示）． （1）求打在荧光屏O 点的电子速度的大小． （2）推导出电子的比荷的表达式．【答案】（1）UBb（2）2121(/2)Ud B bL L L +【解析】（1）当电子受到的电场力与洛伦兹力平衡时，电子做匀速直线运动，亮点重新回到中心O点，设电子的速度为v ，则evB eE =， 得E v B =， 即U v Bb =． （2）当极板间仅有偏转电场时，电子以速度v 进入后，竖直方向做匀加速运动，加速度为eUa mb =． 电子在水平方向做匀速运动，在电场内的运动时间11L t v=。
2020届高考物理第二轮复习 碰撞与动量守恒近代物理初步 新人教版选修3-5
专题十（选修3-5） 碰撞与动量守恒 近代物理初步【核心要点突破】 知识链接 一、动量、冲量、动量守恒定律1、动量 P=mv 方向与速度方向相同2、冲量 I= F ·t ．方向与恒力方向一致3、动量守恒定律的三种表达方式 （1）P ＝P ′ （2）Δp 1=－Δp 2（3）m 1v l ＋m 2v 2＝m 1v /l ＋m 2v /2 二、波尔理论1、 氢原子能级与轨道半径 （1）能级公式：)6.13(1112eV E E nE n -== （2）半径公式：)53.0(112οA r r n r n ==（3）跃迁定则：终初E E h -=ν 三、光电效应及其方程 1、光电效应规律(1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光必须大于这个极限频率才能产生光电效应．(2)光电子的最大初动能与入射光的强度(数目)无关，只随着入射光的频率增大而增大．(3)当入射光的频率大于极限频率时，保持频率不变，则光电流的强度与入射光的强度成正比．(4)从光照射到产生光电流的时间不超过10—9s ，几乎是瞬时的． 2、光电效应方程（1）爱因斯坦光电效应方程：E=hγ－Wk是光电子的最大初动能；W是逸出功：即从金属表面直接飞出的光电子克服正电(Ek荷引力所做的功，也称电离能 )（2）极限频率：深化整合一、动量守恒的条件及守恒定律的理解1、动量守恒定律的适用条件（1）标准条件：系统不受外力或系统所受外力之和为零．（2）近似条件：系统所受外力之和虽不为零，但比系统的内力小得多(如碰撞问题中的摩擦力、爆炸问题中的重力等外力与相互作用的内力相比小得多)，可以忽略不计．（3）分量条件：系统所受外力之和虽不为零，但在某个方向上的分量为零，则在该方向上系统总动．2、对守恒定律的理解(1)矢量性：对于作用前后物体的运动方向都在同一直线上的问题，应选取统一的正方向，凡是与选取的正方向一致的动量为正，相反为负．(2)瞬时性：动量是一个瞬时量，动量守恒指的是系统任一瞬时的动量恒定，列方程m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′时，等号左侧是作用前(或某一时刻)各物体的动量和，等号右侧是作用后(或另一时刻)各物体的动量和，不同时刻的动量不能相加．(3)相对性：由于动量的大小与参考系的选取有关，因此应用动量守恒定律时，应注意各物体的速度必须是相对同一惯性系的速度．一般以地面为参考系．(4)普适性：它不仅适用于两个物体所组成的系统，也适用于多个物体组成的系统；不仅适用于宏观物体组成的系统，也适用于微观粒子组成的系统．【典例训练1】（2020·全国高考Ⅰ）质量为M的物块以速度v运动，与质量为m的静止物块发生正碰，碰撞后两者的动量正好相等，两者质量之比M/m可能为（）A.2 B.3 C.4 D.5【解析】选A、B.根据动量守恒和能量守恒，设碰撞后两者的动量都为p，则总动量为2p，根据p2=2mEk ，以及能量的关系得，所以A、B正确二、碰撞的分类及解决办法1碰撞的分类分类标准种类特点能量是否守恒网] 弹性碰撞动量守恒，机械能守恒非完全弹性碰撞动量守恒，机械能有损失完全非弹性碰撞动量守恒，机械能损失最大碰撞前后动量是否共线对心碰撞(正碰) 碰撞前后速度共线非对心碰撞(斜碰) 碰撞前后速度不共线2、碰撞过程的三个基本原则（1）动量守恒。
高考物理二轮知识回扣【倒数第3天】选修3-5：动量、原子物理
倒数第3天选修3－5 动量原子物理1．动量守恒的条件有三种理解，请你叙述之．答案 (1)系统不受外力或系统所受外力的矢量和为零．(2)系统所受的外力的矢量和虽不为零，但外力比起相互作用的内力小得多，可以忽略不计，如碰撞问题中的摩擦力、爆炸过程中的重力等．(3)系统所受外力的矢量和虽不为零，但在某个方向上的分量为零，则在该方向上系统总动量的分量保持不变． 2．动量守恒定律在应用时应注意“四性”，应如何理解它的四个性质呢？ 答案 (1)矢量性：动量守恒定律表达式是矢量方程，在解题时应规定正方向．(2)参考系的同一性：动量守恒定律表达式中的速度应相对同一参考系，一般以地面为参考系．(3)瞬时性：动量守恒定律中的初态动量是相互作用前同一时刻的瞬时值，末态动量对应相互作用后同一时刻的瞬时值．(4)普适性：它不仅适用于两个物体所组成的系统，也适用于多个物体组成的系统；不仅适用于宏观物体组成的系统，也适用于微观粒子组成的系统．3．碰撞有三种类型，它们满足的规律有何区别呢？ 答案4.答案 (1)p ＝p′(系统相互作用前总动量p 等于相互作用后总动量p′)； (2)Δp ＝0(系统总动量的增量等于零)；(3)Δp 1＝－Δp 2(两个物体组成的系统中，各自动量增量大小相等、方向相反)． 5．碰撞现象满足的规律有哪些？ 答案 (1)动量守恒． (2)机械能不增加．(3)速度要合理：①若碰前两物体同向运动，则应有v 后>v 前，碰后原来在前的物体速度一定增大，若碰后两物体同向运动，则应有v 前′≥v 后′.②碰前两物体相向运动，碰后两物体的运动方向不可能都不改变． 6．请写出光电效应现象中的两个决定关系．答案 (1)入射光频率――→决定能否发生光电效应发生光电效应时光电子的最大初动能 (2)入射光强度――→决定单位时间内发射出来的光电子数．7．α粒子散射实验的现象如何？请你叙述卢瑟福的原子结构模型． 答案 (1)现象α粒子散射实验：绝大多数α粒子穿过金箔后不偏转，少数发生较大偏转，极少数偏转角度超过90°，有的甚至接近180°. (2)原子核式结构模型α粒子散射实验说明原子的中心有一个很小的核叫原子核，它集中了所有的正电荷和几乎全部的质量． 8．下面两表格是原子核两种衰变类型的比较以及三种射线性质的比较，请你完成横线上的有关内容． (1)原子核的衰变答案 42He 1－1说明 ①衰变过程中一般会发生质量变化，但仍然遵循质量数守恒． ②α衰变和β衰变次数的确定方法先由质量数守恒确定α衰变次数，再由电荷数守恒确定β衰变次数． (2)三种射线答案 说明 半衰期由放射性元素的原子核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理状态(如压强、温度等)或化学状态(如单质或化合物)无关．9．玻尔原子模型的内容可以概括为三点假设，请叙述，此理论成功之处和局限性分别是怎样的？答案 (1)玻尔的原子结构提出了三点假设，可简单地概括为：①能量量子化；②跃迁条件：h ν＝E m －E n (m ＞n)；③轨道量子化．(2)玻尔理论解释氢光谱之所以成功，是因为引入了量子论的观点，其之所以有局限性，是因为仍过多地保留了经典理论的内容，要解释说明微观粒子的运动规律，只能用另一新的理论——量子力学． 10．如何理解氢原子的能级？写出能级公式和半径公式． 答案 (1)能级图如图所示．在玻尔模型中，原子的能量状态是不连续的，即原子处于不同的能级． (2)E n ＝E 1n 2；r n ＝n 2r 1(n ＝1,2,3，…)其中E 1＝－13.6 eV ，r 1＝0.53×10－10m ，分别对应基态的能量和轨道半径．11．书写核反应方程应遵循什么原则？关于核反应应注意哪些问题？ 答案 (1)书写原则反应前后的质量数守恒、电荷数守恒． (2)注意事项①书写核反应方程时要以事实为依据．②核反应通常不可逆，方程中要用“→”连接，不能用“＝”连接． ③质量数守恒并不意味着反应前后粒子的总质量相等．④无光子辐射时，核反应中释放的核能转化为生成的新核和新粒子的动能，在此情况下可应用力学规律(动量守恒和能量守恒)来计算核能．12．请叙述核能和质量亏损的定义，质量和能量之间具有怎样的关系？如何计算核能？答案(1)核能：核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能．(2)质量亏损：组成原子核的核子质量之和与原子核质量之差叫原子核的质量亏损．(3)质能方程爱因斯坦在相对论中得出的质量和能量的关系式称质能方程．其表达式为E＝mc2，它表明：物体的能量跟其质量成正比，物体质量增加，物体能量就增加，反之，亦成立．(4)核能的计算的两种方法若Δm以kg为单位，则ΔE＝Δmc2，ΔE单位为焦耳．若Δm以原子质量单位u为单位，则ΔE＝Δm×931.5 MeV.。
新课标高考物理二轮训练第14讲动量守恒定律、原子结构和原子核(选修3-5)(含答案)
第14讲动量守恒定律原子结构和原子核(选修3－5)1．(1)如图6－14－8所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标为 4.27，与纵轴交点坐标为0.5)．由图6－14－8可知()．图6－14－8A．该金属的截止频率为4.27×1014 HzB．该金属的截止频率为5.5×1014 HzC．该图线的斜率表示普朗克常量D．该金属的逸出功为0.5 eV(2)如图6－14－9所示，光滑水平面上有质量均为2m的木块A、B，A静止，B以速度v06水平向左运动，质量为m的子弹以水平向右的速度v0射入木块A，穿出A后，又射入木块B而未穿出，A、B最终以相同的速度向右运动．若B 与A始终未相碰，求子弹穿出A时的速度．图6－14－9解析(1)图线在横轴上的截距为截止频率，A正确，B错误；由光电效应方程E k＝hν－W0，可知图线的斜率为普朗克常量，C正确；金属的逸出功为：W0＝hνc＝6.63×10－34×4.27×10141.6×10－19eV＝1.77 eV，D错误．(2)以子弹、木块A组成的系统为研究对象，由动量守恒定律得m v0＝2m v A＋m v以子弹及木块A、B组成的系统为研究对象，由动量守恒定律得m v0－2m×v06＝5m v A，解得v＝1115v0.答案(1)AC(2)11 15 v02．(1)铀核裂变的一种方式是：23592U＋10n→14360Nd＋9040Zr＋310n＋8X，该反应的质量亏损是3.2×10－34 kg.①X代表的粒子符号(要标出质量数和电荷数)是________．②该反应放出的能量是________J(结果保留3位有效数字)．(2)如图6－14－10所示，一砂袋用无弹性轻细绳悬于O点．开始时砂袋处于静止状态，此后用弹丸以水平速度击中砂袋后均未穿出．第一次弹丸的速度为v0，打入砂袋后二者共同摆动的最大摆角为θ(θ<90°)，当其第一次返回图示位置时，第二粒弹丸以另一水平速度v又击中砂袋，使砂袋向右摆动且最大摆角仍为θ.若弹丸质量均为m，砂袋质量为4m，弹丸和砂袋形状大小忽略不计，求：两粒弹丸的水平速度之比v0v为多少？图6－14－10解析(2)第一次子弹射入砂袋后速度为v1，根据机械能守恒定律可得1 2×5m v21＝5mgl(1－cos θ)子弹射入砂袋的过程中动量守恒，则m v 0＝(m ＋4m )v 1解得v 0＝52gl (1－cos θ)第二次子弹射入砂袋时，由机械能守恒定律可知，砂袋的速度大小仍为v 1，而且进入砂袋后，砂袋的速度大小还是v 1，根据动量守恒定律得m v －5m v 1＝6m v 1解得v ＝11v 1＝112gl (1－cos θ)所以两粒子弹的速度大小之比为v 0v ＝511.答案 (1) 0－1e 2.88×10－17 (2)5113．(1)下列说法正确的是________．A ．根据E ＝mc 2可知物体所具有的能量和它的质量之间存在着简单的正比关系B ．在单缝衍射实验中，假设只让一个光子通过单缝，则该光子不可能落在暗条纹处C ．一群氢原子从n ＝3的激发态向较低能级跃迁，最多可放出两种频率的光子D ．已知能使某金属发生光电效应的极限频率为ν0，则当频率为2ν0的单色光照射该金属时，光电子的最大初动能为2hν0(2)如图6－14－11，车厢的质量为M ，长度为L ，静止在光滑水平面上，质量为m 的木块(可看成质点)以速度v 0无摩擦地在车厢底板上向右运动，木块与前车壁碰撞后以速度v 02向左运动，则再经过多长时间，木块将与后车壁相碰？图6－14－11解析 (1)根据E ＝mc 2可知物体所具有的能量和它的质量之间存在着正比关系，A 对；在单缝衍射实验中，假设只让一个光子通过单缝，则该光子落在的位置是不确定的，B 错；一群氢原子从n ＝3的激发态向较低能级跃迁，最多可放出3种频率的光子，C 错；能使某金属发生光电效应的极限频率为ν0，则当频率为2ν0的单色光照射该金属时，光电子的最大初动能为E km ＝2hν0－hν0＝hν0，D 错．(2)木块和车厢组成的系统动量守恒，设向右为正方向，碰后车厢的速度为v ′m v 0＝M v ′－m v 02，得v ′＝3m v 02M ，方向向右，设t 时间后木块将与后车壁相碰，则：v ′t ＋v 02t ＝Lt ＝L v 02＋3m v 02M＝2ML (M ＋3m )v 0. 答案 (1)A (2)2ML (M ＋3m )v 0 4．(1)从物理学的角度来看，以下说法正确的是( )．A ．福岛核电站的爆炸是高温高压作用下产生的氢气发生了核聚变B ．核污染主要是指核反应过程中会放出一些放射性同位素能长时期存在于周围环境中C ．核辐射主要是指核反应过程中所释放出的α射线、β射线和γ射线D ．防化人员所穿的防化服主要是防止β射线、γ射线对人体的伤害(2)如图6－14－12所示，木板A 的质量m A ＝1 kg ，足够长的木板B 质量m B ＝4 kg ，质量m C ＝4 kg 的木块C 置于木板B 上，水平面光滑，B 、C 之间有摩擦．现使A 以v 0＝12 m/s 的初速度向右运动，与B 碰撞后以4 m/s 的速度弹回．(取g ＝10 m/s 2)图6－14－12①求B运动过程中的最大速度大小；②碰撞后C在B上滑行了2 m，求B、C之间的动摩擦因数．解析(1)氢气爆炸是化学反应，不是核反应，A错误；核污染主要是放射性污染，其产生的α射线、β射线、γ射线对人体都有伤害，B、C正确；防化服主要是防止危险性化学物品和腐蚀性物质对人体的伤害，D错误．(2)①A与B碰后瞬间，B的速度最大．取A、B组成的系统为研究对象，A、B系统动量守恒(取向右为正方向)，有：m A v0＋0＝－m A v A＋m B v B代入数据得：v B＝4 m/s.②设B、C最终以共同速度v运动，取B、C系统为研究对象，B、C系统动量守恒，有：m B v B＋0＝(m B＋m C)v代入数据得：v＝2 m/s又μm C gl＝1v2B－12(m B＋m C)v22m B得μ＝0.2.答案(1)BC(2)①4 m/s②0.25．(1)下列说法中正确的是________．A．核反应方程：42He＋147N→178O＋x，其中x一定是质子B．铀核裂变的核反应是23592U→14156Ba＋9236Kr＋210nC．原子核经过一次α衰变，中子减少2个D．重核裂变过程会发生质量亏损，轻核聚变过程总质量会增加E．某金属在频率为ν的单色光束照射下发出光电子，其最大初动能可以等于hν(2)如图6－14－13所示，质量m A＝2 kg的木块A静止在光滑水平面上．质量m B＝1 kg的木块B以某一初速度v0＝5 m/s向右运动，与A碰撞后两者均向右运动．木块A向右运动，与挡板碰撞反弹(与挡板碰撞无机械能损失)．后来与B发生二次碰撞，碰后A、B同向运动，速度分别为0.9 m/s、1.2 m/s.求：图6－14－13①第一次A、B碰撞后A的速度；②第二次碰撞过程中，A对B做的功．解析(1)根据电荷数、质量数守恒的原则，可判断x的电荷数、质量数均为1，x为质子，A对；铀核裂变的核反应是链式反应，为23592U＋10n→14156Ba＋9236Kr ＋310n，消去10n，核反应就不能发生，B错；发生一次α衰变，电荷数减小2，中子数减小2，质量数减小4，C对；重核裂变和轻核聚变都放出能量，都存在质量亏损，D错；发生光电效应时，根据爱因斯坦光电效应方程hν＝W0＋E km，可知E错．(2)①设A、B第一次碰撞后的速度大小分别为v A1、v B1，由动量守恒定律得：m B v0＝m A v A1＋m B v B1①A与挡板碰撞反弹，则第二次A、B碰撞前瞬间的速度分别为v A1、v B1，依题意易知第二次碰撞后A、B均向左运动，设碰撞后的速度大小分别为v A2、v B2，由动量守恒定律得：m A v A1－m B v B1＝m A v A2＋m B v B2②由m A＝2 kg，m B＝1 kg，v0＝5 m/s，v A2＝0.9 m/s，v B2＝1.2 m/s联立解得：v A1＝2 m/s v B1＝1 m/s③②设第二次碰撞过程中，A对B做的功为W，根据动能定理得W＝1v2B2－122m Bm B v2B1＝0.22 J④答案(1)AC(2)①2 m/s②0.22 J。
高考总复习·人教版物理 选修3-5动量守恒定律、原子与原子核 第三节 大赛获奖精美课件PPT
课前预习·基础落实
［主干回顾］
一、原子结构
α 粒子散射实验 1．原子核式结构 卢瑟福 的核式结构模型 _________
线 特点：_____光谱 2． 氢原子光谱 1 1 1 公式： ＝ R （ － ）n＝3、4、5„„ λ 2 2 n2
2r n 轨道假设 γ ＝ ______ 1 n 3．玻尔模型定态假设氢原子 E1 En＝ 2 跃迁假设 n
带负电的电子在核外绕核旋转。
(3)核式结构模型的局限性 卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释α粒 子散射实验现象，但不能解释原子光谱是特征光谱 和原子的稳定性。
考向 [例1]
对α粒子散射实验的认识 (2013· 福建理综)在卢瑟福α粒子散射实验
中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图
画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，
二、原子核 质子 和中子组成 由____ 电子 数 1． 组成核电荷数等于核内质子数，也等于核外_____ 质子 数与中子数之和 核质量数等于核内_____
4 He） α 衰变→氦核（2 0 2．衰变类型β衰变→电子（－1e） γ衰变→高频电磁波 定义：原子核半数发生衰变所用的时间 核内 因素决定，与物理 相关因素：由_____ 3．半衰期 化学状态无关 t 1 t 1 m0( )τ N0( )τ ， m ＝ ___________ 2 公式：N＝__________ 2 2 质能方程：E＝mc 4．核能 轻核 聚变 重核 裂变、_____ 获取途径：_____
用。( √ ) (7)人造放射性同位素被广泛地应用。( √ ) (8)核力是弱相互作用力。( × )
2．一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级。该
高考物理二轮(云南)课件：考前第3天 选修3—5 动量 原子物理
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必查点65 结合能、质量亏损(Ⅰ) (1)结合能:由于核力的存在,核子结合成原子核时要放出一定的 能量,原子核分解成核子时,要吸收同样多的能量,这就是原子核的 结合能。 (2)质量亏损:组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差叫核 的质量亏损。 (3)质能方程:E=mc2;ΔE=Δmc2。 必查点66 裂变反应和聚变反应、裂变反应堆(Ⅰ)
1 m1������1 2 2
+ m2������2 2 ≥ m1v1'2+ m2v2'2
1 2
1 2
1 2
③速度要符合物理情景 a.碰撞前两物体同向,则v后>v前;碰后,原来在前的物体速度一定增大, 且v前≥v后;b.两物体相向运动,碰后两物体的运动方向不可能都不改变。
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2.原子结构 必查点61 氢原子光谱(Ⅰ) (1)氢原子光谱线是最早发现并进行研究的光谱线,这些光谱线 可用一个统一的公式表示:
1 1 =R( 2 ������ ������ 1 − 2) ������
式中:m=1,2,3,… 对每一个m,有n=m+1,m+2,m+3……构成一个谱线系。 R=1.10×107 m-1(里德伯常量)。 (2)巴耳末系:巴耳末系是氢原子光谱在可见光区的谱线,其波长 1 1 1 公式: =R( 2 − 2)(n=3,4,…).
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(4)动量守恒定律成立的条件 ①系统不受外力或系统所受外力的矢量和为零。 ②系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多, 如碰撞问题中的摩擦力、爆炸过程中的重力等。外力比相互作用 的内力小得多,可以忽略不计。 ③系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零, 则在该方向上系统总动量的分量保持不变。
物理人教版高中选修3-5物理选修3-5_知识点总结提纲_精华版
物理人教版高中选修3-5物理选修3-5_知识点总结提纲_精华版-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN高中物理选修3-5知识点梳理一、动量动量守恒定律1、动量：可以从两个侧面对动量进行定义或解释：①物体的质量跟其速度的乘积，叫做物体的动量。
②动量是物体机械运动的一种量度。
动量的表达式P = mv。
单位是skg .动量是矢量，其方向就是瞬时速度的方向。
因为速度是相对的，所以m动量也是相对的。
2、动量守恒定律：当系统不受外力作用或所受合外力为零，则系统的总动量守恒。
动量守恒定律根据实际情况有多种表达式，一般常用等号左右分别表示系统作用前后的总动量。
运用动量守恒定律要注意以下几个问题：①动量守恒定律一般是针对物体系的，对单个物体谈动量守恒没有意义。
②对于某些特定的问题, 例如碰撞、爆炸等，系统在一个非常短的时间内，系统内部各物体相互作用力，远比它们所受到外界作用力大，就可以把这些物体看作一个所受合外力为零的系统处理, 在这一短暂时间内遵循动量守恒定律。
③计算动量时要涉及速度，这时一个物体系内各物体的速度必须是相对于同一惯性参照系的，一般取地面为参照物。
④动量是矢量，因此“系统总动量”是指系统中所有物体动量的矢量和，而不是代数和。
⑤动量守恒定律也可以应用于分动量守恒的情况。
有时虽然系统所受合外力不等于零，但只要在某一方面上的合外力分量为零，那么在这个方向上系统总动量的分量是守恒的。
⑥动量守恒定律有广泛的应用范围。
只要系统不受外力或所受的合外力为零，那么系统内部各物体的相互作用，不论是万有引力、弹力、摩擦力，还是电力、磁力，动量守恒定律都适用。
系统内部各物体相互作用时，不论具有相同或相反的运动方向；在相互作用时不论是否直接接触；在相互作用后不论是粘在一起，还是分裂成碎块，动量守恒定律也都适用。
3、动量与动能、动量守恒定律与机械能守恒定律的比较。
动量与动能的比较：①动量是矢量, 动能是标量。
10 动量和原子物理(选修3 5)(新人教版)
10 动量和原子物理(选修3 5)（新人教版）10动量和原子物理(选修3-5)（新人教版）主题10动量与原子物理（选修3-5）知识梳理一、动量、冲量和动量守恒定律1。
动量P=MV的方向与速度2的方向相同。
冲量I=ft.的方向与恒力3的方向一致。
动量守恒定律的三个表达式（1）P=P'（2）δp1=－δp2（3）m1vl＋m2v2＝m1vl＋m2v2二、波尔理论1.氢原子的能级和轨道半径（1）能级公式：en？（2）半径公式：//1e1(e1??13.6ev)2n2rn?nr1(r1?0.53a)?（3）过渡规则：H？？易珠？E终端III.核衰变、半衰期和核能四、光电效应及其方程1、光电效应规律（1）任何金属都有一个极限频率，入射光必须大于该极限频率才能产生光电效应。
（2）光电子的最大初始动能与入射光的强度（个数）无关，但随入射光频率的增加而增加。
（3）当入射光的频率大于极限频率时，保持频率不变，光电流强度与入射光强度成正相关比．（4）从光照到光电流产生的时间不超过109s，几乎是瞬间的―2.光电效应方程-1-（1）爱因斯坦光电效应方程：EK=hγ-w(ek是光电子的最大初动能；w是逸出功：即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功，也称电离能)（2）极限频率：主题测试1.(5分)（2021全国卷1第18题）.已知氢原子的基态能量为e，激发态能量en?e1/n2，其中n=2,3?。
用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速。
能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为()A.4hc4hc2hc9hcb.?c.?d.?e13e1e1e1b、 X射线的发现D.氢原子光谱的发现2.(5分)（2021天津卷第1题）．下列能揭示原子具有核式结构的实验是（）a．光电效应实验c．α粒子散射实验3（5点）（上海卷2022，问题17）进行双狭缝干涉实验，可见光很弱。
随着时间的增加，它将出现在屏幕上先后出现如图(a)、(b)、(c)所示的图像，则()a.图像(a)表明光具有粒子性b.图像(c)表明光具有波动性c.用紫外光观察不到类似的图像d.实验表明光是一种概率波在光电效应实验中，以下陈述是正确的：（a）照明时间越长，光电流越大b.入射光足够强就可以有光电流c.遏止电压与入射光的频率有关d、只有当入射光的频率大于极限频率时，才能产生光电子5.(8分)(1)氢原子从能级a跃迁到能级b吸收频率为ν1的光子，从能级a跃迁到能级c释放频率为ν2的光子，若ν2＞ν1，则当它从能级b跃迁到能级c时，将________(填选项前的字母)a、释放频率为ν2－ν1光子B。
物理二轮专题复习(八)《选修3-5动量和原子物理》2019年05月11日
物理二轮专题复习（八）《选修3-5动量和原子物理》2019年05月11日一．二．1.本专题内容是新课标地区高考的选考内容，题型大多为选择题和非选择题各一，难度相对较低，分值一般为15 分．2．高考对本专题知识的考查，主要集中在动量守恒定律的应用，原子的能级跃迁，原子核的衰变规律，α、β、γ射线的性质，核反应方程的书写以及核能的计算，有时将动量守恒定律与粒子碰撞、核反应及核能计算相结合来考查综合分析问题的能力.三．知识要点回顾：1.动量守恒定律：2.原子物理：三．例题分析：类型一：动量守恒定律的运用 例题1：（广东卷）35.（18分）如图15所示，一条轨道固定在竖直平面内，粗糙的ab 段水平，bcde 段光滑，cde 段是以O 为圆心、R 为半径的一小段圆弧。
可视为质点的物块A 和B 紧靠在一起，静止于b 处，A 的质量是B 的3倍。
两物块在足够大的内力作用下突然分离，分别向左、右始终沿轨道运动。
B 到b 点时速度沿水平方向，此时轨道对B 的支持力大小等于B 所受重力的34，A 与ab 段的动摩擦因数为μ，重力加速度g ，求：（1）物块B 在d 点的速度大小； （2）物块A 滑行的距离s 。
变式1：（山东卷）38． [物理—物理3-5] （4分）（2）如图所示，滑块A 、C 质量均为m ，滑块B 质量为32m 。
开始时A 、B 分别以12v v 、的速度沿光滑水平轨道向固定在右侧的挡板运动，现将C 无初速地放在A 上，并与A 粘合不再分开，此时A 与B 相距较近，B 与挡板相距足够远。
若B 与挡板碰撞将以原速率反弹，A 与B 碰撞将粘合在一起。
为使B 能与挡板碰撞两次，12v v 、应满足什么关系？变1：1v ＞232v训练1：（2019·新课标·34(2)）(10分)如图所示，光滑的水平地面上有一木板，其左端放有一重物，右方有一竖直的墙.重物质量为木板质量的2倍，重物与木板间的动摩擦因数为 .使木板与重物以共同的速度0v向右运动，某时刻木板与墙发生弹性碰撞，碰撞时间极短.求木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间.设木板足够长，重物始终在木板上.重力加速度为g.类型二：氢原子能及结构及能级跃迁例题2：3．根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内 层轨道后 A ．原子的能量增加，电子的动能减少B ．原子的能量增加，电子的动能增加C ．原子的能量减少，电子的动能减少D ．原子的能量减少，电子的动能增加变式2：4．如图为氢原子n =1，2，3，4的各个能级示意图。
高考物理总复习 动量守恒定律 原子与原子核 第一节 动量守恒定律及其应用 新人教版选修3-5
解法二 (1)小球从抛出到它将要着地所
用时间为 t，则
t＝
2gh＝
2×3.2 10
s＝0.8 s
IG＝mgt＝(0.2×10×0.8)N·s＝1.6 N·s 方向竖直向下。
(2)水平方向：px＝mvx＝(0.2×6) kg·m/s ＝1.2 kg·m/s
课堂互动·考点突破
考点一 动量定理的理解和应用 1．动量定理 (1)动量定理表示了合外力的冲量与动量变化间 的因果关系：冲量是物体动量变化的原因，动量发 生改变是物体合外力的冲量不为零的结果。 (2)动量定理的表达式是矢量式，应用动量定理 时需要规定正方向。
(3)动量定理中的冲量是合外力的冲量，而不是 某一个力的冲量。求合外力的冲量有两种方法：一是 先求所有外力的合力，再求合外力的冲量；二是先求 每个力的冲量，再求所有外力冲量的矢量和。
考向2 用动量定理解多过程问题 [例2] 在水平力F＝30 N的作用力下，质量m＝5 kg的物体由静止开始沿水平面运动。已知物体与水平 面间的动摩擦因数μ＝0.2，若F作用6 s后撤去，撤去 F后物体还能向前运动多长时间才停止？(g取10 m/s2)
核力、核反应方程 结合能、质量亏损
Ⅰ
意波是理解的难点。
4．核式结构、玻尔理论、能级公式、原子跃迁条件
ⅠБайду номын сангаас
在选做题部分出现的几率将会增加，可能单独命题，
Ⅰ 也可能与其它知识联合出题。
Ⅰ 5．半衰期、质能方程的应用、计算和核反应方程的
裂变反应和聚变反应、裂变反应堆
Ⅰ 书写是高考的热点问题，试题一般以基础知识为主，
vy＝ 2gh＝ 2×10×3.2 m/s＝8 m/s
高考物理二轮知识回扣选修3-5：动量、原子物理
倒数第3天选修3－5动量原子物理1．动量守恒的条件有三种理解，请你叙述之． 答案 (1)系统不受外力或系统所受外力的矢量和为零．(2)系统所受的外力的矢量和虽不为零，但外力比起相互作用的内力小得多，可以忽略不计，如碰撞问题中的摩擦力、爆炸过程中的重力等．(3)系统所受外力的矢量和虽不为零，但在某个方向上的分量为零，则在该方向上系统总动量的分量保持不变．2．动量守恒定律在应用时应注意“四性”，应如何理解它的四个性质呢？ 答案 (1)矢量性：动量守恒定律表达式是矢量方程，在解题时应规定正方向．(2)参考系的同一性：动量守恒定律表达式中的速度应相对同一参考系，一般以地面为参考系． (3)瞬时性：动量守恒定律中的初态动量是相互作用前同一时刻的瞬时值，末态动量对应相互作用后同一时刻的瞬时值．(4)普适性：它不仅适用于两个物体所组成的系统，也适用于多个物体组成的系统；不仅适用于宏观物体组成的系统，也适用于微观粒子组成的系统． 3．碰撞有三种类型，它们满足的规律有何区别呢？ 答案弹性碰撞 (1)动量守恒；(2)机械能守恒 非弹性碰撞 (1)动量守恒；(2)动能有损失完全非弹性碰撞(1)碰后两物体合为一体；(2)动量守恒；(3)动能损失最大4.答案 (1)p ＝p ′(系统相互作用前总动量p 等于相互作用后总动量p ′)； (2)Δp ＝0(系统总动量的增量等于零)；(3)Δp 1＝－Δp 2(两个物体组成的系统中，各自动量增量大小相等、方向相反)． 5．碰撞现象满足的规律有哪些？ 答案 (1)动量守恒． (2)机械能不增加．(3)速度要合理：①若碰前两物体同向运动，则应有v 后>v 前，碰后原来在前的物体速度一定增大，若碰后两物体同向运动，则应有v 前′≥v 后′.②碰前两物体相向运动，碰后两物体的运动方向不可能都不改变．6．请写出光电效应现象中的两个决定关系．答案 (1)入射光频率――→决定能否发生光电效应发生光电效应时光电子的最大初动能 (2)入射光强度――→决定单位时间内发射出来的光电子数．7．α粒子散射实验的现象如何？请你叙述卢瑟福的原子结构模型．答案(1)现象α粒子散射实验：绝大多数α粒子穿过金箔后不偏转，少数发生较大偏转，极少数偏转角度超过90°，有的甚至接近180°.(2)原子核式结构模型α粒子散射实验说明原子的中心有一个很小的核叫原子核，它集中了所有的正电荷和几乎全部的质量．8．下面两表格是原子核两种衰变类型的比较以及三种射线性质的比较，请你完成横线上的有关内容．(1)原子核的衰变21－1说明①衰变过程中一般会发生质量变化，但仍然遵循质量数守恒．②α衰变和β衰变次数的确定方法先由质量数守恒确定α衰变次数，再由电荷数守恒确定β衰变次数．(2)三种射线答案厘米厚的混凝土说明半衰期由放射性元素的原子核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理状态(如压强、温度等)或化学状态(如单质或化合物)无关．9．玻尔原子模型的内容可以概括为三点假设，请叙述，此理论成功之处和局限性分别是怎样的？答案(1)玻尔的原子结构提出了三点假设，可简单地概括为：①能量量子化；②跃迁条件：hν＝E m－E n(m＞n)；③轨道量子化．(2)玻尔理论解释氢光谱之所以成功，是因为引入了量子论的观点，其之所以有局限性，是因为仍过多地保留了经典理论的内容，要解释说明微观粒子的运动规律，只能用另一新的理论——量子力学．10．如何理解氢原子的能级？写出能级公式和半径公式． 答案 (1)能级图如图所示．在玻尔模型中，原子的能量状态是不连续的，即原子处于不同的能级． (2)E n ＝E 1n 2；r n ＝n 2r 1(n ＝1,2,3，…)其中E 1＝－13.6 e V ，r 1＝0.53×10－10m ，分别对应基态的能量和轨道半径．11．书写核反应方程应遵循什么原则？关于核反应应注意哪些问题？ 答案 (1)书写原则反应前后的质量数守恒、电荷数守恒． (2)注意事项①书写核反应方程时要以事实为依据．②核反应通常不可逆，方程中要用“→”连接，不能用“＝”连接． ③质量数守恒并不意味着反应前后粒子的总质量相等．④无光子辐射时，核反应中释放的核能转化为生成的新核和新粒子的动能，在此情况下可应用力学规律(动量守恒和能量守恒)来计算核能．12．请叙述核能和质量亏损的定义，质量和能量之间具有怎样的关系？如何计算核能？ 答案 (1)核能：核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能．(2)质量亏损：组成原子核的核子质量之和与原子核质量之差叫原子核的质量亏损． (3)质能方程爱因斯坦在相对论中得出的质量和能量的关系式称质能方程．其表达式为E ＝mc 2，它表明：物体的能量跟其质量成正比，物体质量增加，物体能量就增加，反之，亦成立． (4)核能的计算的两种方法若Δm 以kg 为单位，则ΔE ＝Δmc 2，ΔE 单位为焦耳． 若Δm 以原子质量单位u 为单位，则ΔE ＝Δm ×931.5 MeV .。
高考物理大二轮复习与测试课件：选修3-5动量守恒和原子结构、原子核
v2，损失的机械能为 ΔE.对 B、C 组成的系统，由动量守恒定 律和能量守恒定律得
mv1＝2mv2
②
12mv21＝ΔE＋12(2m)v22
③
联立①②③式得 ΔE＝116mv20
④
(ⅱ)由②式中知 v2＜v1，A 将继续压缩弹簧，直至 A、B、
C 三者速度相同，设此速度为 v3，此时弹簧被压缩至最短，其
电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收 到一个光子而从金属外表逸出．强激光的出 现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激 光照射金属，由于其光子密度极大，一个电 子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从 而形成多光子光电效应，这已被实验证实．
光电效应实验装置示意图如图所示．用频率为 ν 的普通光 源照射阴极 K，没有发生光电效应，换用同样频率 ν 的强激光 照射阴极 K，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压 U， 即将阴极 K 接电源正极，阳极 A 接电源负极，在 KA 之间就形 成了使光电子减速的电场．逐渐增大 U，光电流会逐渐减小； 当光电流恰好减小到零时，所加反向电压 U 可能是下列的(其 中 W 为逸出功，h 为普朗克常量，e 为电子电荷量)( )
设 A 的初速度大小为 v0，由动能定理得
μmgd＝12mv20－12mv2
⑦
联立②至⑦式，得
v0＝
28 5 μgd.
⑧
答案： (1)14 13 (2)
28 5 μgd
2．(2013·全国新课标Ⅱ·35)(1)关于原子核的结合能，下列 说法正确的是( )
A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的 最小能量
μmgx＝12mv21＋12Mv22－12(m＋M)v2
解得：x＝53 m.
答案：
高中物理二轮专题复习：10动量和原子物理(选修3-5)(新人教版)
专题 10动量和原子物理（选修3-5 ）知识梳理一、动量、冲量、动量守恒定律1、动量 P=mv 方向与速度方向同样2、冲量 I= F·t．方向与恒力方向一致3、动量守恒定律的三种表达方式（1） P＝ P′（2） p1=－ p2（3） m1v l＋m2v2＝ m1v/l＋ m2v/2二、波尔理论1、氢原子能级与轨道半径（ 1）能级公式：E n 12 E1 (E113.6eV) n（ 2）半径公式：rn n 2r1 ( r10.53 A)（ 3）跃迁定章：h E初E终三、原子核衰变、半衰期及核能四、光电效应及其方程1、光电效应规律(1)任何一种金属都有一个极限频次，入射光一定大于这个极限频次才能产生光电效应．(2)光电子的最大初动能与入射光的强度(数量 )没关，只跟着入射光的频次增大而增大．(3)当入射光的频次大于极限频次时，保持频次不变，则光电流的强度与入射光的强度成正比．—9(4)从光照耀到产生光电流的时间不超出10s，几乎是刹时的．2、光电效应方程（ 1）因斯坦光效方程：E k=hγ－ W(E k是光子的最大初能；W 是逸出功：即从金属表面直接出的光子战胜正荷引力所做的功，也称离能)（ 2）极限率：专题测试1.(5 分 ) . 已知原子的基能量E，激能量E n E1 / n2，此中n=2, 3⋯。
用h表示普朗克常量， c 表示真空中的光速。
能使原子从第一激离的光子的最大波( )4hcB.2hc4hcD.9hcA.E1C.E13E1E12. (5 分 )．以下能揭露原子拥有核式构的是（）A．光效B．琴射的C．α粒子散射D．原子光的3.(5分 ) .用极轻微的可光做双干预，跟着的增添，在屏上先后出如(a) 、(b)、(c) 所示的像，()A. 像 (a) 表示光拥有粒子性B. 像 (c) 表示光拥有波性C.用紫外光察不到似的像D.表示光是一种概率波4.(5分).光效中，以下表述A.光照越光流越大正确的选项是()B.入射光足就能够有光流C.制止与入射光的率相关D.入射光率大于极限率才能生光子5.(8分)(1)原子从能 A 迁到能 B 汲取率ν1的光子，从能 A 迁到能C放率ν2的光子，若ν2＞ν1，当它从能 B 迁到能C，将________( 填前的字母 )A．放出率ν2－ν1的光子B．放出率ν2＋ν1的光子C．汲取率ν2－ν1的光子D．汲取率ν2＋ν1的光子(2) “ 道子俘”是放射性同位素衰的一种形式，它是指原子核( 称母核 ) 俘一个核外子，其内部一个子中子，从而成一个新核( 称子核 ) ，并放出一此中微子的程．中微子的量很小，不，很被探到，人最早就是通子核的反冲而接证明中微子的存在的．一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”( 忽视电子的初动量) ，衰变成子核并放出中微子．以下对于该过程的说法正确的选项是______( 填选项前的字母) A．母核的质量数小于子核的质量数B．母核的电荷数等于子核的电荷数C．子核的动量大小等于中微子的动量大小D．子核的动能大于中微子的动能6.(8分)(1)在高速公路上发生一同交通事故，一辆质量为 1 500 kg 向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为 3 000 kg向北行驶的卡车，碰后两车接在一同，并向南滑行了一小段距离后停止，依据测速仪的规定，长途客车碰前以20 m/s的速率行驶，由此可判断卡车碰前的行驶速率是________．A．小于10 m/sB．大于10 m/s 小于20 m/ sC．大于 20 m/s 小于 30 m/ sD．大于 30 m/s 小于 40 m/ s(2)近段时间，朝鲜的“核危机”惹起了全球的瞩目，其焦点问题就是朝鲜核电站采纳的是轻水堆仍是重水堆．因为重水堆核电站在发电的同时还能够产出供研制核武器的钚239239239239( 94 P U).这类 94 P U可由铀239(92 U)经过衰变而产生，则以下判断中正确的选项是() 239239A.94 P U与 92 U的核内拥有同样的中子数239239B.94 P U与 92 U的核内拥有同样的质子数C.239239P92 U经过2次β衰变产生 94UD.239239 92 U经过1次α衰变产生 94P U7.(6分)(1)2010年上海世博会力主“低碳世博”，对绿色新能源的使用大大提升，此中，太阳能的利用成为本届世博会的“当家花旦”．太阳能是因为太阳内部高温高压条件下的核聚变反响产生的，其核反响方程是________．( 填选项前的字母)144171A.7 N＋ 2He→ 8 O＋ 1H3241B.1H＋ 1H→2He＋ 0nC.2351136901 92 U＋ 0n→ 54 Xe＋38Sr＋100nD.2382344 92 U→ 90 Th＋ 2He(2) 在圆滑的水平面上，质量m＝2 kg的球以速度v＝ 5 m/s 和静止的质量为m 2＝ 1 kg 的球11发生正碰，碰后m 2的速度 v2′＝ 4 m/ s，则碰后m________.(填选项前的字母)1A．以 3 m/s 速度反弹B．以 3 m/s 速度持续向前运动C．以 1 m/s 速度持续向前运动D．立刻停下8.(6分)(1)以下说法中正确的选项是________．( 填选项前的字母)A．经典物理学能解说原子的稳固性和原子光谱的不连续性B．光电效应说明光拥有粒子性C．天然放射性元素衰变的快慢与化学、物理状态相关D．天然放射现象的发现揭露了原子的核式构造(2)甲、乙两车相向运动，碰撞后连成一体并沿甲车的原方向运动，由此可判断 ________．( 填选项前的字母 )A．乙车的质量比甲车的小B．乙车的速度比甲车的小C．乙车的动量比甲车的小D．乙对甲的作使劲小于甲对乙的作使劲9.(13分)(1)(3分)以下说法中正确的选项是()A．光电效应现象显示了光的粒子性，它否认了光的颠簸性B．为认识释原子光谱的不连续性，普朗克提出能量量子化看法C．某元素原子核内的质子数决定了核外电子的散布，从而决定了该元素的化学性质D．核力是短程力，在其作用范围内，随核子间距离的变化能够表现为引力也能够表现为斥力(2)(10分)贫铀合金拥有高密度、高强度、高韧性的特色，用它做弹芯，穿甲能力强，能够摧毁牢固的目标．贫铀弹的重要原料是铀238，拥有放射性，放出的射线对人领会造成严重的损害．若某静止的铀核238 E 的γ光子，( 92 U)发生α衰变生成钍核 (Th) ，并同时放出能量为已知铀核的质量为m U，钍核的质量为m Th，α粒子的质量为mα.①写出核反响方程．②若放出的γ光子动量可忽视，求衰变生成的α粒子的速率．10.(7分)(1)以下物理实验中，能说明粒子拥有颠簸性的是()A . 经过研究金属的制止电压与入射光频次的关系，证了然爱因斯坦方程的正确性B．经过测试多种物质对 X 射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分C．经过电子双缝实验，发现电子的干预现象D．利用晶体做电子束衍射实验，证明了电子的颠簸性(2)氢原子的能级如图 1 所示．有一群处于n＝ 4 能级的氢原子，这群氢原子能发出 ________种谱线，发出的光子照耀某金属能产生光电效应现象，则该金属的逸出功应小于 ________ eV.(3) 最近几年来，国际热核聚变实验堆计划获得了重要进展，它利用的核图 1反234123v1、应方程是 1H＋ 1H→ 2He＋ 0n.若1H和 1H迎面碰撞，初速度大小分别为234142 v2，1H、1H、2He、0n的质量分别为m1、 m2、 m3、 m4，反响后2He的速度大小为v3，方向与1 H 的运动方向同样，求中子10n的速度(选用m的运动方向为正方向，不计开释的光子的动量，1不考虑相对论效应 ) ．11.(8 分)(1)(2分 ) 以下对于近代物理知识说法中正确的选项是()A．光电效应显示了光的粒子性B．玻尔理论能够解说所有原子的光谱现象C．康普顿效应进一步证明了光的颠簸特征D．为认识释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的(2)(2 分 ) 在天然放射现象中，开释出的三种射线a、b、c 在磁场中运动轨迹如图 2 所示，此中 ________ 是β射线，________穿透能力最强． ( 选填“a”、“ b”或“ c”)(3)(4 分 ) 利用水平搁置的气垫导轨做“研究碰撞中的不变量”的实验，如图3图2所示，图中 A、B 装置叫______________，其作用是__________________．若测得滑块甲的质量为 0.6 kg ，滑块乙的质量为0.4 kg ，两滑块作用前甲的速度大小为0.8 m /s ，乙的速度大小为 0.5 m/ s，迎面相碰后甲乙粘在一同以0.28 m/s 的速度沿甲本来的方向行进．则两滑块互相作用过程中不变的量是__________，大小为 ________．图 312.(8分)(1)以下说法中正确的选项是()A．氢原子在辐射出一个光子后，其核外电子的动能增大B.239239 92 U经过两次β衰变产生 94 PuC．α射线的电离本事比β射线的大239D．放射性元素92 U的半衰期随温度的高升而变短(2) 已知氢原子基态电子轨道半径为r 0＝0.528×10－10m，量子数为n的激发态的能量n＝E13.6－n2eV. 求：①电子在基态轨道上运动的动能；②有一群氢原子处于量子数n＝3的激发态，画一个能级图，在图上用箭头注明这些氢原子所能发出光的光谱线有哪几条？③计算这几条光谱线中波长最短的一条光谱线的波长．(k＝9.0×109N·m2/C2， e＝1.60×10－19 C ，h＝6.63 × 10－34 J)41413.(8分)用速度为v0、质量为m1的2He核轰击质量为m2的静止的7N核，发生核反响，最17终产生两种新粒子 A 和 B.此中 A为8O核，质量为m3，速度为v3， B 的质量为 m4(1) 写出核反响方程式；(2) 计算粒子 B 的速度v B.14.(8 分) 在真空中，本来静止的原子核b4X 在进行α衰变时，放出α粒子 ( 2He)的动能为0.a E假定衰变后产生的新核用 Y 表示，衰变时产生的能量所有以动能形式开释出来，真空中的光速为 c ，原子核的质量之比等于质量数之比，原子核的重力不计．(1) 写出衰变的核反响方程；(2) 求衰变过程中总的质量损失．答案1.C2.C3.ABD4.CD5.(1)B(2)C6.(1)A(2)C7.(1)B (2)B8.(1)B(2)C9.(1)CD( 全选对得 3 分，选对但不全得1 分，有选错得 0 分 )2382344分)(2)(10 分 ) ① 92 U → 90 Th ＋2He (2②由动量守恒定律得 m － m Th v Th ＝0 (2 分 )＝ ( αv α Th )(2 分)由质能方程得U － α－c 2E m mm由能量的转变和守恒得＝1α α2＋ 12E(2 分)Th v Th ＋E2 m vm22m Th [( m U － m α－ m Th ) c 2－E ]解得 v α＝m ( m ＋ m Th )α α10.(1)CD(2 分，漏选得 1 分，错选不得分 (2)6(1 分 ) 12.75(1分 )(3) 设中子的速度为 v ，由动量守恒定律有 1v 1 － 2v 2 ＝ 3 v 3＋ 4v (2 分)mm m mm 1v 1－ m 2v 2－ m 3v 3 (1 分) 解得 v ＝ m411.(1)AD(2) c ， b(2 分))(3) 光电计时器 ( 或“光电门” ) 丈量两滑块碰撞前后的速度甲乙碰撞前或后的总动量 0.28 kg ·m/s 12.(1)ABC(2) ① 13.6 eV② 能级图如下图，可得三条光谱线③ 1.03 × 10－7 m4 14 17 113.(1) 2 He ＋ 7 N → 8 O ＋ 1Hm v － m v 31 03(2)m 414.(1) bb － 44a X → a － 2Y ＋ 2He (2)bE 0( b － 4) c 2。
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专题10 动量和原子物理（选修3-5）知识梳理一、动量、冲量、动量守恒定律 1、动量 P=mv 方向与速度方向相同 2、冲量 I= F ·t ．方向与恒力方向一致 3、动量守恒定律的三种表达方式 （1）P ＝P ′ （2）Δp 1=－Δp 2（3）m 1v l ＋m 2v 2＝m 1v /l ＋m 2v /2 二、波尔理论1、 氢原子能级与轨道半径 （1）能级公式：)6.13(1112eV E E n E n -== （2）半径公式：)53.0(112οA r r n r n ==（3）跃迁定则：终初E E h -=ν 三、原子核衰变、半衰期及核能四、光电效应及其方程 1、光电效应规律(1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光必须大于这个极限频率才能产生光电效应． (2)光电子的最大初动能与入射光的强度(数目)无关，只随着入射光的频率增大而增大． (3)当入射光的频率大于极限频率时，保持频率不变，则光电流的强度与入射光的强度成正比．(4)从光照射到产生光电流的时间不超过10—9s ，几乎是瞬时的．2、光电效应方程（1）爱因斯坦光电效应方程：E k =h γ－W(E k 是光电子的最大初动能；W 是逸出功：即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功，也称电离能 ) （2）极限频率：专题测试1.(5分) .已知氢原子的基态能量为E ，激发态能量21/n E E n =，其中n=2,3…。
用h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速。
能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为 ( ).A 143hc E -B. 12hc E -C.14hc E -D. 19hcE -2. (5分)．下列能揭示原子具有核式结构的实验是 （ ） A ．光电效应实验 B ．伦琴射线的发现C ．α粒子散射实验D ．氢原子光谱的发现3.(5分) .用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图(a)、(b)、(c)所示的图像，则 ( ) A.图像(a)表明光具有粒子性 B.图像(c)表明光具有波动性 C.用紫外光观察不到类似的图像 D.实验表明光是一种概率波4.(5分).光电效应实验中，下列表述正确的是 ( ) A.光照时间越长光电流越大B.入射光足够强就可以有光电流C.遏止电压与入射光的频率有关D.入射光频率大于极限频率才能产生光电子5.(8分)(1)氢原子从能级A 跃迁到能级B 吸收频率为ν1的光子，从能级A 跃迁到能级C 释 放频率为ν2的光子，若ν2＞ν1，则当它从能级B 跃迁到能级C 时，将________(填选项前的字母)A ．放出频率为ν2－ν1的光子B ．放出频率为ν2＋ν1的光子C ．吸收频率为ν2－ν1的光子D ．吸收频率为ν2＋ν1的光子(2)“轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核(称为母核)俘获一个核外电子，其内部一个质子变为中子，从而变成一个新核(称为子核)，并放出一个中微子的过程．中微子的质量很小，不带电，很难被探测到，人们最早就是通过子核的反冲而间接证明中微子的存在的．一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”(忽略电子的初动量)，衰变为子核并放出中微子．下列关于该过程的说法正确的是______(填选项前的字母) A．母核的质量数小于子核的质量数B．母核的电荷数等于子核的电荷数C．子核的动量大小等于中微子的动量大小D．子核的动能大于中微子的动能6.(8分)(1)在高速公路上发生一起交通事故，一辆质量为1 500 kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为3 000 kg向北行驶的卡车，碰后两车接在一起，并向南滑行了一小段距离后停止，根据测速仪的规定，长途客车碰前以20 m/s的速率行驶，由此可判断卡车碰前的行驶速率是________．A．小于10 m/sB．大于10 m/s小于20 m/sC．大于20 m/s小于30 m/sD．大于30 m/s小于40 m/s(2)近段时间，朝鲜的“核危机”引起了全世界的瞩目，其焦点问题就是朝鲜核电站采用的是轻水堆还是重水堆．因为重水堆核电站在发电的同时还可以产出供研制核武器的钚239(239 94P U). 这种239 94P U可由铀239(239 92U)经过衰变而产生，则下列判断中正确的是( )A. 239 94P U与239 92U的核内具有相同的中子数B. 239 94P U与239 92U的核内具有相同的质子数C. 239 92U经过2次β衰变产生239P U94D. 239 92U经过1次α衰变产生239 94P U7.(6分)(1)2010年上海世博会力主“低碳世博”，对绿色新能源的使用大大提高，其中，太阳能的利用成为本届世博会的“当家花旦”．太阳能是由于太阳内部高温高压条件下的核聚变反应产生的，其核反应方程是________．(填选项前的字母)A. 14 7N＋42He→17 8O＋11HB. 31H＋21H→42He＋10nC. 235 92U＋10n→136 54Xe＋9038Sr＋1010nD. 238 92U→234 90Th＋42He(2)在光滑的水平面上，质量m1＝2 kg的球以速度v1＝5 m/s和静止的质量为m2＝1 kg的球发生正碰，碰后m2的速度v2′＝4 m/s，则碰后m1________.(填选项前的字母)A．以3 m/s速度反弹B．以3 m/s速度继续向前运动C．以1 m/s速度继续向前运动D．立即停下8.(6分)(1)下列说法中正确的是________．(填选项前的字母)A．经典物理学能解释原子的稳定性和原子光谱的不连续性B ．光电效应说明光具有粒子性C ．天然放射性元素衰变的快慢与化学、物理状态有关D ．天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构(2)甲、乙两车相向运动，碰撞后连成一体并沿甲车的原方向运动，由此可判断________．(填选项前的字母)A ．乙车的质量比甲车的小B ．乙车的速度比甲车的小C ．乙车的动量比甲车的小D ．乙对甲的作用力小于甲对乙的作用力 9.(13分)(1)(3分)下列说法中正确的是( )A ．光电效应现象显示了光的粒子性，它否定了光的波动性B ．为了解释原子光谱的不连续性，普朗克提出能量量子化观点C ．某元素原子核内的质子数决定了核外电子的分布，进而决定了该元素的化学性质D ．核力是短程力，在其作用范围内，随核子间距离的变化可以表现为引力也可以表现为 斥力(2)(10分)贫铀合金具有高密度、高强度、高韧性的特点，用它做弹芯，穿甲能力强，可以摧毁坚固的目标．贫铀弹的重要原料是铀238，具有放射性，放出的射线对人体会造成严重的伤害．若某静止的铀核(23892U)发生α衰变生成钍核(Th)，并同时放出能量为E 的γ光子，已知铀核的质量为m U ，钍核的质量为m Th ，α粒子的质量为m α. ①写出核反应方程．②若放出的γ光子动量可忽略，求衰变生成的α粒子的速率． 10.(7分)(1)下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是( )A . 通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦方程的正确性B ．通过测试多种物质对X 射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分C ．通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象D ．利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性(2)氢原子的能级如图1所示．有一群处于n ＝4能级的氢原子，这群氢原子能发出________种谱线，发出的光子照射某金属能产生光电效应现象，则该金属的逸出功应小于________ eV.(3)近年来，国际热核聚变实验堆计划取得了重大进展，它利用的核反应方程是21H ＋31H →42He ＋10n.若21H 和31H 迎面碰撞，初速度大小分别为v 1、v 2，21H 、31H 、42He 、10n 的质量分别为m 1、m 2、m 3、m 4，反应后42He 的速度大小为v 3，方向与21H 的运动方向相同，求中子10n 的速度(选取m 1的运动方向为正方向，不计释放的光子的动量，不考虑相对论效应)．11.(8分)(1)(2分)下列关于近代物理知识说法中正确的是 ( )A ．光电效应显示了光的粒子性B ．玻尔理论可以解释所有原子的光谱现象图1C ．康普顿效应进一步证实了光的波动特性D ．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的 (2)(2分)在天然放射现象中，释放出的三种射线a 、b 、c 在磁场中运动轨迹如图2所示，其中________是β射线，________穿透能力最强．(选填“a ”、“b ”或“c ”)(3)(4分)利用水平放置的气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验，如图3所示，图中A 、B 装置叫______________，其作用是__________________．若测得滑块甲的质量为0.6 kg ，滑块乙的质量为0.4 kg ，两滑块作用前甲的速度大小为0.8 m /s ，乙的速度大小为0.5 m/s ，迎面相碰后甲乙粘在一起以0.28 m/s 的速度沿甲原来的方向前进．则两滑块相互作用过程中不变的量是__________，大小为________．图312.(8分)(1)下列说法中正确的是( )A ．氢原子在辐射出一个光子后，其核外电子的动能增大 B. 23992U 经过两次β衰变产生23994Pu C ．α射线的电离本领比β射线的大D ．放射性元素23992U 的半衰期随温度的升高而变短 (2)已知氢原子基态电子轨道半径为r 0＝0.528×10－10m ，量子数为n 的激发态的能量E n ＝－13.6neV.求：①电子在基态轨道上运动的动能；②有一群氢原子处于量子数n ＝3的激发态，画一个能级图，在图上用箭头标明这些氢原子所能发出光的光谱线有哪几条？③计算这几条光谱线中波长最短的一条光谱线的波长．( k ＝9.0×109N ·m 2/C 2，e ＝1.60× 10－19C ，h ＝6.63×10－34J)13.(8分)用速度为v 0、质量为m 1的42He 核轰击质量为m 2的静止的147N 核，发生核反应，最 终产生两种新粒子A 和B .其中A 为178O 核，质量为m 3，速度为v 3，B 的质量为m 4 (1)写出核反应方程式； (2)计算粒子B 的速度v B .图214.(8分)在真空中，原来静止的原子核ba X 在进行α衰变时，放出α粒子(42He)的动能为E 0. 假设衰变后产生的新核用Y 表示，衰变时产生的能量全部以动能形式释放出来，真空中的光速为c ，原子核的质量之比等于质量数之比，原子核的重力不计． (1)写出衰变的核反应方程； (2)求衰变过程中总的质量亏损．答案1.C2.C3.ABD4.CD5.(1)B (2)C6.(1)A (2)C7.(1)B (2)B8.(1)B (2)C9.(1)CD(全选对得3分，选对但不全得1分，有选错得0分) (2)(10分)①238 92U →234 90Th ＋42He (2分) ②由动量守恒定律得m αv α－m Th v Th ＝0 (2分) 由质能方程得ΔE ＝(m U －m α－m Th )c2(2分)由能量的转化和守恒得ΔE ＝12m αv α2＋12m Th v Th 2＋E (2分)解得v α＝2m Th [(m U －m α－m Th )c 2－E ]m α(m α＋m Th )(2分)10.(1)CD(2分，漏选得1分，错选不得分) (2)6(1分) 12.75(1分)(3)设中子的速度为v ，由动量守恒定律有m 1v 1－m 2v 2＝m 3v 3＋m 4v (2分)解得v ＝m 1v 1－m 2v 2－m 3v 3m 4(1分)11.(1)AD (2)c ，b(3)光电计时器(或“光电门”) 测量两滑块碰撞前后的速度 甲乙碰撞前或后的总动量 0.28 kg ·m/s12.(1)ABC (2)①13.6 eV ②能级图如图所示，可得三条光谱线③1.03×10－7m 13.(1)42He ＋147N →178O ＋11H (2)m 1v 0－m 3v 3m 414.(1)ba X →b －4a －2Y ＋42He (2)bE 0(b －4)c2。