【物理】2018届二轮复习考前第5天学案（全国通用）

【物理】2018届二轮复习考前第5天学案（全国通用）

考前第5天　动量　原子物理 ‎1．碰撞与动量守恒 高频考点1　动量、动量定理、动量守恒定律及其应用(Ⅱ)‎ ‎(1)动量：运动物体的质量与速度的乘积，p＝mv.‎ 动量是矢量，动量的方向与物体速度的方向相同．‎ ‎(2)动量定理 ‎①冲量：力与力的作用时间的乘积，I＝Ft ‎②动量定理：p′－p＝I ‎(3)动量守恒定律的表达式 ‎①p′＝p，其中p′、p分别表示系统的末动量和初动量．‎ ‎②m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′‎ ‎③Δp1＝－Δp2，此式表明：当两个相互作用的物体组成的系统动量守恒时，系统内两个物体动量的变化必定大小相等，方向相反(或者说，一个物体动量的增加量等于另一个物体动量的减少量)．‎ ‎(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．‎ 高频考点2　弹性碰撞和非弹性碰撞(Ⅰ)‎ ‎(1)碰撞问题的分类 ‎①弹性碰撞：动量守恒、机械能守恒．‎ ‎②非弹性碰撞：动量守恒，机械能有损失．‎ ‎③完全非弹性碰撞：动量守恒，机械能损失最大．‎ ‎(2)碰撞问题应同时遵守三条原则 ‎①动量守恒：即p1＋p2＝p1′＋p2′‎ ‎②动能不增加：即Ek1＋Ek2≥Ek1′＋Ek2′或m1v＋m2v≥m1v1′2＋m2v2′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. ‎ ‎2．原子结构 高频考点3　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：‎ ＝R(－)‎ 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，其波长公式：＝R(－)(n＝3,4，…)．‎ 高频考点4　氢原子的能级结构、能级公式(Ⅰ)‎ ‎(1)原子核式结构模型 原子的中心有一个原子核，它集中了全部正电荷和原子的几乎全部质量，该学说的实验基础是α粒子散射实验：用α粒子轰击金箔，发现大多数α粒子仍沿原来方向前进，少数发生偏转，极少数发生大角度偏转，个别的发生反弹．‎ ‎(2)玻尔理论 ‎①轨道量子化：电子绕核运动的轨道是不连续的．‎ ‎②能量量子化：原子只能处于一系列不连续的能量状态中．能量最低的状态叫基态，其他状态叫激发态．‎ ‎③跃迁假说：原子从一种定态跃迁到另一种定态要辐射(或吸收)一定频率的光子，即hν＝Em－En(m>n)．‎ ‎(3)氢原子的能级和轨道半径 ‎①氢原子的能级公式：En＝E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量，E1＝－13.6 eV.‎ ‎②氢原子的半径公式：rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，r1＝0.53×10－10 m.‎ ‎③氢原子的能级图，如图1所示．‎ 图1‎ ‎3．原子核 高频考点5　原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期(Ⅰ)‎ ‎(1)原子核的组成：由质子和中子组成，原子核的电荷数等于核内的质子数，原子核直径的数量级为10－15 m.‎ ‎(2)放射性物质放出的射线有：α射线、β射线、γ射线．‎ ‎①α射线是高速氦核流，电离本领强，贯穿本领弱，一张纸就可将其挡住．‎ ‎②β射线是高速电子流，电离本领弱，贯穿本领强，可穿透几毫米厚的铝板；‎ ‎③γ射线是波长极短的电磁波，电离作用很弱，贯穿本领很强，能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土．‎ ‎(3)半衰期是表征放射性元素大量原子核衰变快慢的物理量，是一种统计规律．半衰期对于少量原子核是无意义的．用T表示半衰期，m表示某时刻放射性元素的质量，则经过时间t，剩下的放射性元素的质量m余＝.‎ ‎(4)α衰变：X→Y＋He β衰变：X→Y＋e 高频考点6　放射性同位素(Ⅰ)‎ 高频考点7　核力、核反应方程(Ⅰ)‎ ‎(1)人工转变的典型方程：‎ ‎①卢瑟福发现质子 N＋He→O＋H ‎②查德威克发现中子 He＋Be→C＋n ‎③约里奥·居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子．‎ Al＋He→P＋n　　P→Si＋e ‎(2)衰变典型方程：‎ U→Th＋He Th→Pa＋e ‎(3)核力：原子核内部，核子间所特有的相互作用力．‎ 核力的特点：‎ ‎①核力是强相互作用力，在它的作用范围内核力比库仑力大得多．‎ ‎②核力是短程力，作用范围在1.5×10－15 m之内．‎ ‎③每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性．无论是质子间、中子间、质子和中子间均存在核力．‎ 高频考点8　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.‎ 高频考点9　裂变反应和聚变反应、裂变反应堆(Ⅰ)‎ 高频考点10　射线的危害和防护(Ⅰ)‎ ‎(1)重核的裂变：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成质量数较小的原子核的过程．如铀235的裂变反应U＋n→Kr＋Ba＋3n.‎ ‎(2)轻核的聚变：某些轻核能够结合在一起，生成一个较大的原子核的核反应．如一个氘核和氚核结合成一个氦核(同时放出一个中子)的聚变反应：H＋H→He＋n.‎ 由于轻核的聚变需在几百万摄氏度的高温下进行，因此聚变反应又叫热核反应．‎ ‎4．波粒二象性 高频考点11　光电效应(Ⅰ)‎ 高频考点12　爱因斯坦光电效应方程(Ⅰ)‎ ‎(1)光子说：爱因斯坦提出空间传播的光是一份一份的，每一份叫一个光子，一个光子的能量与频率成正比，即E＝hν.说明光具有粒子性．‎ ‎(2)光电效应的规律 ‎①任何一种金属都有一个极限频率νc，入射光的频率必须大于或者等于νc，才能发生光电效应；‎ ‎②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，与入射光的频率有关；‎ ‎③光电效应几乎是瞬时的，发生的时间一般不超过10－9 s；‎ ‎④发生光电效应时，光电流与入射光强度成正比．‎ ‎(3)爱因斯坦的光电效应方程mv2＝hν－W0或Ek＝hν－W0；其中h为普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s.‎ 例1　(1)关于天然放射性，下列说法正确的是________．‎ A．所有元素都可能发生衰变 B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关 C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性 D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强 ‎(2)如图2所示，质量分别为mA、mB的两个弹性小球A、B静止在地面上方，B 球距地面的高度h＝0.8 m，A球在B球的正上方．先将B球释放，经过一段时间后再将A球释放．当A球下落t＝0.3 s时，刚好与B球在地面上方的P点处相碰，碰撞时间极短，碰后瞬间A球的速度恰为零．已知mB＝3mA，重力加速度大小g＝10 m/s2.忽略空气阻力及碰撞中的动能损失．求：‎ 图2‎ ‎(ⅰ)B球第一次到达地面时的速度；‎ ‎(ⅱ)P点距离地面的高度．‎ 解析　(2)(ⅰ)设B球第一次到达地面时的速度大小为vB，由运动学公式有 vB ＝①‎ 将h＝0.8 m代入上式，得 vB ＝4 m/s②‎ ‎(ⅱ)设两球相碰前后，A球的速度大小分别为v1和v1′(v1′＝0)，B球的速度分别为v2和v2′，由运动学规律可得 v1 ＝gt③‎ 由于碰撞时间极短，重力的作用可以忽略，两球相碰前后的动量守恒，总动能保持不变．规定向下的方向为正，有 mAv1＋mBv2 ＝mBv2′④‎ mAv＋mBv＝mBv2′2⑤‎ 设B球与地面相碰后的速度大小为vB′，由运动学及碰撞的规律可得 vB′＝vB⑥‎ 设P点距地面的高度为h′，由运动学规律可得 h′＝⑦‎ 联立②③④⑤⑥⑦式，并代入已知条件可得 h′ ＝0.75 m⑧‎ 答案　(1)BCD　(2)(ⅰ)4 m/s　(ⅱ)0.75 m 说明　第(1)问考查对天然放射性的理解，属于容易题；第(2)问考查竖直方向在重力的作用可以忽略时，两球相碰前后的动量守恒，总动能保持不变，‎ 要求学生具有综合分析问题的能力，难度适中．‎ 例2　(1)在某次光电效应实验中，得到的遏止电压Uc与入射光的频率ν的关系如图3所示，若该直线的斜率和截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量可表示为________，所用材料的逸出功可表示为________．‎ 图3‎ ‎(2)如图4所示，在足够长的光滑水平面上，物体A、B、C位于同一直线上，A位于B、C之间．A的质量为m，B、C的质量都为M，三者都处于静止状态，现使A以某一速度向右运动，求m和M之间满足什么条件才能使A只与B、C各发生一次碰撞．设物体间的碰撞都是弹性碰撞．‎ 图4‎ 解析　(1)光电效应中，入射光子能量为hν，克服逸出功W0后多余的能量转换为电子动能，故eUc＝hν－W0，整理得Uc＝ν－，斜率即＝k，所以普朗克常量h＝ek，截距为b，即eb＝－W0，所以逸出功W0＝－eb.‎ ‎(2)设A运动的初速度为v0，A向右运动与C发生碰撞，根据弹性碰撞可得 mv＝mv1＋Mv2‎ mv2＝mv＋Mv 可得v1＝v　v2＝v 要使得A与B发生碰撞，需要满足v1<0，即m

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