1、专题 六 选考模块第15讲 动量守恒定律 原子结构和原子核1知识规律梳理2高频考点突破3即时对点演练第一部分 专题讲练突破TIAN HONG SHU YE天宏书业4限时规范训练1动量守恒定律(1)内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的为零，则这个系统的总动量保持不变(2)表达式：m1v1m2v2m1v1m2v2；或pp(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)；或p0(系统总动量的增量为零)；或p1p2(相互作用的两个物体组成的系统，两物体动量的增量、)(3)动量守恒定律的适用条件系统不受外力或系统虽受外力但所受外力的系统所受合外力不为零，但在某一方向上系统，则该方向上系统动
2、量守恒系统虽受外力，但外力远小于内力且作用时间极短，如碰撞、爆炸过程2弹性碰撞与非弹性碰撞碰撞过程遵从定律如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做碰撞；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知识回扣知识规律梳理尾页尾页上页下页首页规律方法大小相等高频考点突破知识规律梳理高考创新预测限时规范训练方向相反合力为零所受外力的合力为零动量守恒弹性矢量和知识回扣知识规律梳理尾页尾页上页下页首页规律方法3原子的核式结构 原子核(1)英籍物理学家卢瑟福和他的助手进行了实验，实验的结果是绝大多数粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但有极少数粒子发生较大的偏转(2)原子的核式结构模型：在原子的
3、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原子核里，带负电的电子在核外绕核旋转(3)具有相同的而不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，互称同位素4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rnn2r1(n1，2，3，)(2)能量量子化原子只能处于一系列不连续的能量状态EnE1/n2(n1，2，3)(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的光子，该光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hEmEn.粒子散射一定频率中子数质子数高频考点突破知识规律梳理高考创新预测限时规范训练知识回扣知识规律梳理尾页尾页上页下页首页规律方法5天
4、然放射现象、衰变、放射性的应用和防护(1)放射性元素自发地发出射线的现象叫做放射性物质放出的射线通常有三种：、(2)原子核放出粒子或粒子后，变成新的原子核，我们把这种变化称为原子核的衰变在衰变过程中，和都守恒(3)放射性元素的原子核有发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期放射性元素衰变的快慢是由内部本身的因素决定的，跟原子所处的状态无关(4)放射性同位素的应用：一是利用它的；二是作为(5)射线、射线、射线之间的区别天然放射现象射线射线射线电荷数质量数半数原子核物理或化学射线示踪原子高频考点突破知识规律梳理高考创新预测限时规范训练知识回扣知识规律梳理尾页尾页上页下页首页规律方法6.核反应 核能
5、 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，称为在此过程中，质量数和电荷数都守恒爱因斯坦的质能方程是或Emc2.(2)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；把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为7核反应规律和原子核的人工转变(1)核反应的规律为：反应前后守恒和守恒(2)原子核的人工转变卢瑟福发现质子的核反应方程为：查德威克发现中子的核反应方程为：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为：8动量是矢量，其方向与的方向一致9动量的变化量是物体的末动量与初动量的差，表达式为pp末p初，动量变化量的方向与的方向相同，也就是
6、与加速度的方向相同，即与物体所受的方向相同核反应Emc2聚变裂变电荷数质量数速度矢量速度变化合外力高频考点突破知识规律梳理高考创新预测限时规范训练规律方法知识规律梳理知识回扣尾页尾页上页下页首页1运用动量守恒定律的步骤(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2碰撞问题同时遵守的三条原则是(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3在书写核反应方程式时，一般先满足质量数守恒，后满足电荷数守恒4在处理粒子的碰撞和衰变问题时，通常应用动量守恒定律、质能方程和
7、能的转化与守恒定律综合分析5核能的计算方法若m以kg为单位，Emc2，则E的单位为焦耳若m以原子的质量单位u为单位，则Em931.5 MeV.高频考点突破知识规律梳理高考创新预测限时规范训练热点一 动量守恒定律的应用解 析：典型例题强化训练借题发挥高频考点突破高频考点突破例1.(2013高考新课标全国卷)在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块A和B，两者相距为d.现给A一初速度，使A与B发生弹性正碰，碰撞时间极短当两木块都停止运动后，相距仍然为d.已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为，B的质量为A的2倍，重力加速度大小为g.求A的初速度的大小尾页尾页上页下页首页即时对点演练限时规范训练从碰撞时的能
8、量和动量守恒入手，运用动能定理解决问题碰撞前A的速度为v；碰后A和B的速度分别为v1和v2.由能量和动量守恒定律，得mv2/2mv12/2(2m)v22/2mvmv1(2m)v2以碰撞前木块A的速度方向为正由式得 v1v2/2设碰后A和B为d1和d2，由动能定理得mgd1mv12/2 (2m)gd2(2m)v22/2 dd1d2设A的初速度为v0，由动能定理得mgdmv02/2mv2/2联立至式得知识规律梳理热点一 动量守恒定律的应用解 析：典型例题强化训练借题发挥高频考点突破1如图所示，水平地面上固定有高为h的平台，台面上有固定光滑坡道，坡道顶端距台面高也为h，坡道底端与台面相切小球A从坡道
9、顶端由静(1)小球A在坡道上只有重力做功，机械能守恒，有mAvA2/2mAgh(2)小球A、B在光滑台面上发生碰撞粘在一起速度为v，根据系统动量守恒得mAvA(mAmB)v离开平台后做平抛运动，在竖直方向有gt2/2h在水平方向有h/2vt联立化简得mAmB13止开始滑下，到达水平光滑的台面后与静止在台面上的小球B发生碰撞，并粘连在一起，共同沿台面滑行并从台面边缘飞出，落地点与飞出点的水平距离恰好为台高的一半两球均可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为g.求(1)小球A刚滑至水平台面的速度大小vA；(2)A、B两球的质量之比mAmB.尾页尾页上页下页首页高频考点突破即时对点演练限时规范训练知识
10、规律梳理热点一 动量守恒定律的应用典型例题强化训练借题发挥高频考点突破应用动量守恒定律解题的步骤选取研究系统和研究过程分析系统的受力情况，判断系统动量是否守恒规定正方向，确定系统的初、末状态的动量的大小和方向根据动量守恒定律列方程求解对求解的结果加以分析、验证和说明尾页尾页上页下页首页高频考点突破即时对点演练限时规范训练知识规律梳理(2)如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是_热点二 氢原子跃迁 光电效应解 析：典型例题强化训练借题发挥高频考点突破例2.(1)产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能
11、Ek，下列说法正确的是_A对于同种金属，Ek与照射光的强度无关B对于同种金属，Ek与照射光的波长成反比C对于同种金属，Ek与照射光的时间成正比D对于同种金属，Ek与照射光的频率呈线性关系E对于不同种金属，若照射光频率不变，Ek与金属的逸出功呈线性关系(1)EkhWhc/W，同种金属逸出功相同，最大初动能与照射光强度无关，与照射光频率有关但不是反比例函数关系，最大初动能与入射光频率成线性关系；不同种金属，保持入射光频率不变，最大初动能Ek与逸出功成线性关系(2)由 玻 尔 的 原 子 跃 迁 公 式hc/EmEn知，两个能级间能量差值越大，辐射光的波长越短，从图中可看出，能量差值最大的是E3E1
12、，辐射光的波长a最短，能量差值最小的是E3E2，辐射光的波长b最长，所以谱线从左向右的波长依次增大的是a、c、b，C正确(3)光子能量h，动量ph/，且c/得p/c，则pApB21.A照射时，EAAW0，同理，EBBW0 解得W0EA2EB.ADE尾页尾页上页下页首页(3)A、B两种光子的能量之比为21，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为EA、EB，求A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出功C21 EA2EB高频考点突破即时对点演练限时规范训练知识规律梳理典型例题强化训练借题发挥热点二 氢原子跃迁 光电效应高频考点突破2.(1)用频率为0的光照射大量处于基态的氢原
13、子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为1、2、3的三条谱线，且321，则_(填入正确选项前的字母)A01B321C0123 D.1/v11/v21/v3(2)在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为0，该金属的逸出功为_若用波长为(0)的 单 色 光 做 实 验，则 其 遏 止 电 压 为_已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h.(1)大量氢原子跃迁时只有三种频率的光谱，这说明氢原子受激跃迁到n3的激发态，然后从n3能级向低能级跃迁产生三个频率的光谱，根据能量守恒有：h0 h3 h2 h1，解得：0321，故选项B正确(2)由 W h0 hc/0，又eUEk，且Ek
14、hW，c/，所以解 析：B尾页尾页上页下页首页高频考点突破即时对点演练限时规范训练知识规律梳理典型例题强化训练借题发挥热点二 氢原子跃迁 光电效应高频考点突破1.常见概念辨析2.用图象表示光电效应方程(1)最大初动能Ek与入射光频率的关系图线如图所示(2)由曲线可以得到的物理量极限频率：图线与轴交点的横坐标0.尾页尾页上页下页首页(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”逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的值W0E.普朗克常量：图线的斜率kh.3.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
15、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高频考点突破即时对点演练限时规范训练知识规律梳理例3(1)氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：，式中x是某种粒子已知：和粒子x的质量分别为2.014 1u、3.016 1u、4.002 6u和1.008 7u；1u931.5 MeV/c2，c是真空中的光速由上述反应方程和数据可知，粒 子 x是 _，该 反 应 释 放 出 的 能 量 为_MeV(结果保留三位有效数字)(2)一静止的核经衰变成为核，释放出的总动能为4.27 MeV.问此衰变后核的动能为多少MeV(保留一位有效数字)?热点三 核反
16、应方程 核能解 析：典型例题强化训练以题说法高频考点突破(1)根据结合质量数守恒和电荷数守恒知x为01n；由质能方程Emc2得E(m1m2mmn)c2(m1m2mmn)931.5MeV/1u17.6 MeV(2)此衰变的衰变方程为由动量守恒得mvmThvThmv2/2mThvTh2/2Ekma/mTh4/234得mThvTh2/24Ek/(4+234)=0.07MeV尾页尾页上页下页首页中子17.60.07 MeV高频考点突破即时对点演练限时规范训练知识规律梳理3.(1)科学家发现在月球上含有丰富的23He(氦3)它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其核聚变方程为聚变下列表述正确的是()A聚
17、变反应不会释放能量B聚变反应产生了新的原子核C聚变反应没有质量亏损D目前核电站都采用23He聚变反应发电(2)一静止的氡核()发生衰变，放出一个速度为v0、质量为m的粒子和一个质量为M的反冲核钋(Po)，若氡核发生衰变时，释放的能量全部转化为粒子和钋核的动能写出衰变方程；求出反冲核的速度；(计算结果不得使用原子量表示)求出这一衰变过程中亏损的质量(计算结果不得使用原子量表示)解 析：典型例题强化训练以题说法热点三 核反应方程 核能高频考点突破B尾页尾页上页下页首页高频考点突破即时对点演练限时规范训练知识规律梳理典型例题强化训练以题说法热点三 核反应方程 核能高频考点突破尾页尾页上页下页首页原子核类问题的分析方法要掌握核反应方程遵守质量数守恒和电荷数守恒的规律；要熟悉和掌握教材中出现的重要核反应方程式，并知道其意义；要熟记常见的基本粒子的符号，如质子、中子、粒子等；要注意在写核反应方程时，不能无中生有，必须是确实存在、有实验基础的核反应还需注意核反应通常是不可逆转的，方程中只能用箭头“”连接并指示反应方向，而不能用等号“”连接高频考点突破即时对点演练限时规范训练知识规律梳理即时对点演练限时规范训练即时对点演练限时规范训练上页首页高频考点突破知识规律梳理
