知识点动量守恒原子物理优秀课件
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图9－3
【解析】 能级越高，电子轨道离核越远，故电子在 n
＝3 轨道比 n＝5 轨道离氢核距离近，根据 N＝nn2－1 处在 n＝4 激发态的 He＋跃迁时所发射的谱线有 6 条． 【答案】 近 6
解决氢原子能级跃迁问题的三点技巧 (1)每个氢原子每次跃迁能吸收或辐射一个特定频率的 光子． (2)一群原子和一个原子不同，它们的核外电子向基态跃 迁时发射光子的种类 N＝C2n＝nn2－1. (3)计算氢原子能级跃迁放出或吸收光子的频率和波长 时，注意能级的能量值均为负值，且单位为“eV”，计算时要 换算成“J”．
1．(多选)如图 9－4 所示为氢原子的能级图，A、B、C 分别表示电子在三种不同能级跃迁时放出的光子，则下列判 断中正确的是( )
图 9－4
A．能量和频率最大、波长最短的是 B 光子 B．能量和频率最小、波长最长的是 C 光子 C．频率关系为：vB>vA>vC ，所以 B 的粒子性最强 D．波长关系为：λB>λA>λC 【解析】 根据 hν＝E2－E1，跃迁时能级差越大，放出 的光子能量越大，频率越高，波长越短，且光子的粒子性越 强，由此可以确定 A、B、C 正确，D 错误． 【答案】 ABC
【解析】 取向左为正方向．
(1)小明推木箱的过程动量守恒，有
Hale Waihona Puke Baidu
0＝2mv1－mv 得 v1＝v2.
(2)小明接木箱的过程中动量守恒，有 mv＋2mv1＝(m＋
2m)v2
解得 v2＝23v.
【答案】
v (1)2
2v (2) 3
应用动量守恒定律解题的步骤 (1)选取研究系统和研究过程． (2)分析系统的受力情况，判断系统动量是否守恒． (3)规定正方向，确定系统初、末状态的动量的大小和方 向． (4)根据动量守恒定律列方程求解． (5)对求解的结果加以分析、验证和说明．
1．(2011·福建高考)在光滑水平面上，一质量为 m、速度
大小为 v 的 A 球与质量为 2m 静止的 B 球碰撞后，A 球的速
度方向与碰撞前相反．则碰撞后 B 球的速度大小可能是( )
A．0.6v
B．0.4v
C．0.3v 【答案】 A
D．0.2v
2．(2013·甘肃省兰州市诊断考试)如图 9－1 所示，光滑 的水平面上有两块相同的长木板 A 和 B，长均为 L＝0.5 m， 在 B 的右端有一个可以看做质点的小铁块 C，三者的质量都 为 m，C 与 A、B 间的动摩擦因数都为 μ.现在 A 以速度 v0＝6 m/s 向右运动并与 B 相碰，撞击时间极短，碰后 A、B 粘在 一起运动，而 C 可以在 A、B 上滑动，问：如果 μ＝0.5，则 C 会不会掉下地面？(g＝10 m/s2) .
2．氢原子从能级 m 跃迁到能级 n 时辐射红光的频率为 ν1，从能级 n 跃迁到能级 k 时吸收紫光的频率为 ν2，已知普 朗克常量为 h，若氢原子从能级 k 跃迁到能级 m，则( )
A．吸收光子的能量为 hν1＋hν2 B．辐射光子的能量为 hν1＋hν2 C．吸收光子的能量为 hν2－hν1 D．辐射光子的能量为 hν2－hν1
特点
(1)内力远大于外力 (2)物体的速度发生突变，但位置不变
动量守恒
规律 机械能守恒 机碰械后能动不能守减恒小，机碰动械后能能物减不体小守同最恒速多，、
2.典型的弹性碰撞 在光滑的水平面上，小球 1 以一定的初速度 v0 和静止的 小球 2 发生弹性正撞，碰后速度分别为 v1、v2，则根据动量 和动能守恒得，m1v0＝m1v1＋m2v2，12m1v02＝12m1v21＋12m2v22， 解得 v1＝mm11－＋mm22v0，v2＝m12＋m1m2v0. (1)当 m1＝m2 时，v1＝0，v2＝v0(碰后速度交换)． (2)当 m1≫m2 时，v1＝v0，v2≈2v0(大质量的小球的速度 几乎不受影响)． (3)当 m1≪m2 时，v1＝－v0，v2≈0(小球 1 被反弹回去)．
(2013·沈阳市一模)在光滑水平面上，小明站在 静止的小车上用力向右推静止的木箱，木箱最终以速度 v 向 右匀速运动．已知木箱的质量为 m，人与车的质量为 2m，木 箱运动一段时间后与竖直墙壁发生弹性碰撞，反弹回来后被 小明接住．求：
(1)推出木箱后小明和小车一起运动的速度 v1 的大小； (2)小明接住木箱后三者一起运动的速度 v2 的大小．
图 9－1
【解析】 设 A、B 碰撞后速度为 v2，若 C 不滑下来， A、B、C 相对静止时速度为 v2，C 在 AB 上滑行的距离为 s， 根据动量守恒
对 A、B 系统有 mv0＝2mv1 v1＝3 m/s 对 A、B、C 系统有 mv0＝3mv2 v2＝2 m/s 能量守恒得122mv21－123mv22＝μmgs s＝0.6 m 因为 s<2L 所以 C 不会掉下去． 【答案】 C 不会掉下去
知识概览
研析考情
应考策略 (1)熟悉动量守 恒定律在弹性碰 撞等问题中的应 用． (2)会应用能级 图和能级公式分 析氢原子能级跃 迁． (3)会书写各种 类型的核反应方 程和核能计算.
知识概览
动量守恒定律在碰撞问题中的应用 1.碰撞遵循的规律
分类
弹性 碰撞
非弹性碰撞 非完全弹性碰撞 完全非弹性碰撞
氢原子能级跃迁和能级图的应用 1.能级图如图 9－2 所示
图9－2
2．能级跃迁公式 (1)hν＝E2－E1. (2)一群氢原子处于量子数为 n 的激发态时，可能辐射出 的光谱线条数：N＝nn2－1.
(2013·江苏高考)根据玻尔原子结构理论，氦离 子(He＋)的能级图如图 9－3 所示．电子处在 n＝3 轨道上比处 在 n＝ 5 轨 道 上 离 氦 核 的 距 离 ________( 选 填 “ 近 ” 或 “远”)．当大量 He＋处在 n＝4 的激发态时，由于跃迁所发 射的谱线有________条．
知识点动量守恒原 子物理
研析考情
考向定位 (1)本专题在高考中属于 选考内容，学生对动量 守恒定律、原子、原子 核内部结构掌握较好者 可选做此题． (2)本专题的主要考点是 动量守恒定律的应用， 氢原子能级和核反应方 程的书写、核能的计算 等． (3)考查动量守恒定律常 以计算题为主，其他考 点以填空题、选择题为 主．
【解析】 能级越高，电子轨道离核越远，故电子在 n
＝3 轨道比 n＝5 轨道离氢核距离近，根据 N＝nn2－1 处在 n＝4 激发态的 He＋跃迁时所发射的谱线有 6 条． 【答案】 近 6
解决氢原子能级跃迁问题的三点技巧 (1)每个氢原子每次跃迁能吸收或辐射一个特定频率的 光子． (2)一群原子和一个原子不同，它们的核外电子向基态跃 迁时发射光子的种类 N＝C2n＝nn2－1. (3)计算氢原子能级跃迁放出或吸收光子的频率和波长 时，注意能级的能量值均为负值，且单位为“eV”，计算时要 换算成“J”．
1．(多选)如图 9－4 所示为氢原子的能级图，A、B、C 分别表示电子在三种不同能级跃迁时放出的光子，则下列判 断中正确的是( )
图 9－4
A．能量和频率最大、波长最短的是 B 光子 B．能量和频率最小、波长最长的是 C 光子 C．频率关系为：vB>vA>vC ，所以 B 的粒子性最强 D．波长关系为：λB>λA>λC 【解析】 根据 hν＝E2－E1，跃迁时能级差越大，放出 的光子能量越大，频率越高，波长越短，且光子的粒子性越 强，由此可以确定 A、B、C 正确，D 错误． 【答案】 ABC
【解析】 取向左为正方向．
(1)小明推木箱的过程动量守恒，有
Hale Waihona Puke Baidu
0＝2mv1－mv 得 v1＝v2.
(2)小明接木箱的过程中动量守恒，有 mv＋2mv1＝(m＋
2m)v2
解得 v2＝23v.
【答案】
v (1)2
2v (2) 3
应用动量守恒定律解题的步骤 (1)选取研究系统和研究过程． (2)分析系统的受力情况，判断系统动量是否守恒． (3)规定正方向，确定系统初、末状态的动量的大小和方 向． (4)根据动量守恒定律列方程求解． (5)对求解的结果加以分析、验证和说明．
1．(2011·福建高考)在光滑水平面上，一质量为 m、速度
大小为 v 的 A 球与质量为 2m 静止的 B 球碰撞后，A 球的速
度方向与碰撞前相反．则碰撞后 B 球的速度大小可能是( )
A．0.6v
B．0.4v
C．0.3v 【答案】 A
D．0.2v
2．(2013·甘肃省兰州市诊断考试)如图 9－1 所示，光滑 的水平面上有两块相同的长木板 A 和 B，长均为 L＝0.5 m， 在 B 的右端有一个可以看做质点的小铁块 C，三者的质量都 为 m，C 与 A、B 间的动摩擦因数都为 μ.现在 A 以速度 v0＝6 m/s 向右运动并与 B 相碰，撞击时间极短，碰后 A、B 粘在 一起运动，而 C 可以在 A、B 上滑动，问：如果 μ＝0.5，则 C 会不会掉下地面？(g＝10 m/s2) .
2．氢原子从能级 m 跃迁到能级 n 时辐射红光的频率为 ν1，从能级 n 跃迁到能级 k 时吸收紫光的频率为 ν2，已知普 朗克常量为 h，若氢原子从能级 k 跃迁到能级 m，则( )
A．吸收光子的能量为 hν1＋hν2 B．辐射光子的能量为 hν1＋hν2 C．吸收光子的能量为 hν2－hν1 D．辐射光子的能量为 hν2－hν1
特点
(1)内力远大于外力 (2)物体的速度发生突变，但位置不变
动量守恒
规律 机械能守恒 机碰械后能动不能守减恒小，机碰动械后能能物减不体小守同最恒速多，、
2.典型的弹性碰撞 在光滑的水平面上，小球 1 以一定的初速度 v0 和静止的 小球 2 发生弹性正撞，碰后速度分别为 v1、v2，则根据动量 和动能守恒得，m1v0＝m1v1＋m2v2，12m1v02＝12m1v21＋12m2v22， 解得 v1＝mm11－＋mm22v0，v2＝m12＋m1m2v0. (1)当 m1＝m2 时，v1＝0，v2＝v0(碰后速度交换)． (2)当 m1≫m2 时，v1＝v0，v2≈2v0(大质量的小球的速度 几乎不受影响)． (3)当 m1≪m2 时，v1＝－v0，v2≈0(小球 1 被反弹回去)．
(2013·沈阳市一模)在光滑水平面上，小明站在 静止的小车上用力向右推静止的木箱，木箱最终以速度 v 向 右匀速运动．已知木箱的质量为 m，人与车的质量为 2m，木 箱运动一段时间后与竖直墙壁发生弹性碰撞，反弹回来后被 小明接住．求：
(1)推出木箱后小明和小车一起运动的速度 v1 的大小； (2)小明接住木箱后三者一起运动的速度 v2 的大小．
图 9－1
【解析】 设 A、B 碰撞后速度为 v2，若 C 不滑下来， A、B、C 相对静止时速度为 v2，C 在 AB 上滑行的距离为 s， 根据动量守恒
对 A、B 系统有 mv0＝2mv1 v1＝3 m/s 对 A、B、C 系统有 mv0＝3mv2 v2＝2 m/s 能量守恒得122mv21－123mv22＝μmgs s＝0.6 m 因为 s<2L 所以 C 不会掉下去． 【答案】 C 不会掉下去
知识概览
研析考情
应考策略 (1)熟悉动量守 恒定律在弹性碰 撞等问题中的应 用． (2)会应用能级 图和能级公式分 析氢原子能级跃 迁． (3)会书写各种 类型的核反应方 程和核能计算.
知识概览
动量守恒定律在碰撞问题中的应用 1.碰撞遵循的规律
分类
弹性 碰撞
非弹性碰撞 非完全弹性碰撞 完全非弹性碰撞
氢原子能级跃迁和能级图的应用 1.能级图如图 9－2 所示
图9－2
2．能级跃迁公式 (1)hν＝E2－E1. (2)一群氢原子处于量子数为 n 的激发态时，可能辐射出 的光谱线条数：N＝nn2－1.
(2013·江苏高考)根据玻尔原子结构理论，氦离 子(He＋)的能级图如图 9－3 所示．电子处在 n＝3 轨道上比处 在 n＝ 5 轨 道 上 离 氦 核 的 距 离 ________( 选 填 “ 近 ” 或 “远”)．当大量 He＋处在 n＝4 的激发态时，由于跃迁所发 射的谱线有________条．
知识点动量守恒原 子物理
研析考情
考向定位 (1)本专题在高考中属于 选考内容，学生对动量 守恒定律、原子、原子 核内部结构掌握较好者 可选做此题． (2)本专题的主要考点是 动量守恒定律的应用， 氢原子能级和核反应方 程的书写、核能的计算 等． (3)考查动量守恒定律常 以计算题为主，其他考 点以填空题、选择题为 主．