（优化方案）2015年高考物理二轮复习综合讲义 专题十四+碰撞与动量守恒　近代物理初步（导学导练，含详解）

（优化方案）2015年高考物理二轮复习综合讲义 专题十四+碰撞与动量守恒　近代物理初步（导学导练，含详解）内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 近代物理初步2015 高考导航热点视角 备考对策本讲考查的重点和热点：动量守恒定律及其应用；原子的能级跃迁；原子核的衰变规律；核反应方程的书写；质量亏损和核能的计算；三种射线的特点及应用；与科技相关，题目新颖，但难度不大，因此，备考中应加强对基本概念和规律的理解，抓住动量守恒定律和原子核反应两条主线，注意综合题目的分析思路、量守恒定律1动量守恒的条件(1)系统不受外力或系统所受合外力为零(2)系统所受的合外力虽不为零，但比系统内力小得多，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)系统某一方向不受外力或所受外力的矢量和为零，或外力远小于 内力，则 2、系统在该方向动量守恒2三种表达式(1)pp.(2)m 2v2m 1m 2(3) 撞的种类及特点种类 特点弹性碰撞 (1)动量守恒 (2)碰撞前后总动能相等非弹性碰撞 (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)动能损失最大二、光电效应及其方程1光电效应的规律(1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于 此频率，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无关，只随入射光的频率增大而 增大(3)入射光照射到金属板上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不大于 109 s.(4)当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的 3、强度成正比2光电效应方程(1)表达式： kW 0 或 Ek 0.(2)物理意义：金属中的电子吸收一个光子获得的能量是 些能量的一部分用来克服金属的逸出功，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能三、能级跃迁1玻尔理论(1)轨道量子化：核外电子只能在一些分立的轨道上运动rnn 2r1(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高中物理资源下载平台世昌的博客 (n1,2,3)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 mE 原子能级能级图如图所示3跃迁分析(1)自发跃迁：高能级低能级，释放能量(2)受激跃迁 4、：低能级高能级，吸收能量光照(吸收光子)：光子的能量等于能级差 E.碰撞、加热等：只要入射粒子能量大于或等于能级差即可E 外 E.大于电离能的光子可被吸收将原子电离(3)一群氢原子处于量子数为 n 的激发态时，可能辐射出光谱线条数： NC 子核的衰变、核能1原子核的衰变衰变类型 衰变 衰变衰变方程 X Y 4Z 2 42 X Y Z 1 0 12 个质子和 2 个中子结合成一个整体射出 1 个中子转化为 1 个质子和 1 个电子 衰变实质2 H2 n 0 42 n H 0 1衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒2 射线、 射线、 射线之间的区别名称 射线 射线 射线实质 高速氦核流 电子流 高频光 5、子速度约为光速的110 约为光速的 99% 光速电离作用 很强 较弱 很弱贯穿能力 很弱 较强 能(1)核反应方程遵循的规律：电荷数守恒和质量数守恒(2)质能方程：一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成 正比，即E.(3)核能的计算根据爱因斯坦的质能方程，释放的核能 E.根据 1 原子质量单位(u)相当于 量，释放的核能 Em 单位为原子质量单位高中物理资源下载平台世昌的博客 动量守恒定律的应用命题规律：动量守恒定律是近几年高考中的必考知识点，高考对此知识点的考查主要以计算题的形式出现，题目难度中等，考查的题目有以下几种情况： (1)考查两个物体相互作用或碰撞的动量守恒问题(2 6、)考查三个物体相互作用的动量守恒问题(3)考查碰撞过程的动量守恒与机械能问题滑水平面上滑块 A、C 质量均为 m1 质量为 M3 、将 C 以初速度 2 m/s 的速度滑向 A，与 A 碰后粘在一起向右运动与 B 发生碰撞，碰后 B 的速度 .8 m/s ，B 与墙发生碰撞后以原速率弹回(水平面足够长)(1)求 A 与 C 碰撞后的共同速度大小；(2)分析判断 B 反弹后能否与 次碰撞。 解析(1)设 碰前的速度为 、C 碰撞过程中动量守恒有 代入数据得 m/s.(2)碰撞过程动量守恒，有2代入数据得：v 20.2 m/能发生第二次碰撞答案(1)1 m/s(2)能2.(2014贵阳一模)如图所示 7、，用不可伸长的轻质细线将 A、B 两木球(可视为质点)悬挂起来，A、B 之间的距离 l3.2 m，其中木球 A 的质量 0 g，木球 B 的质量 00 g现用打钉枪将一颗质量为 0 g 的钉子以竖直向上的初速度00 m/s 打入并且停留在木球 A 中，木球 A 沿细线向上与木球 B 正碰后粘在一起竖直向上运动，恰好能够达到悬点 O 处若钉子打入木球和 A、B 两球碰撞的时间都极短，不计空气阻力，g 取 10 m/：(1)钉子打入木球 A 的过程中系统损失的机械能；(2)木球 B 到悬点 O 的距离解析(1)规定向上为正方向，设钉子打入木球后的瞬间木球 v，由动量守恒定律得：m Am 0)子打入 8、木球的过程中系统损失的机械能 E (mAm 0)12 20 12E45 J.(2)设木球 碰撞前瞬间速度大小为 运动学知识得： v v 22v 16 m/世昌的博客 ，根据动量守恒定律有：(m0) mAm 0m B)到悬点 h，由运动学知识得：v 2hm.答案(1)45 J(2)2014高考天津卷)如图所示，水平地面上静止放置一辆小车 A，质量 表面光滑，小车与地面间的摩擦力极小，可以忽略不计可视为质点的物块 B 置于 A 的最右端，B 的质量 2 施加一个水平向右的恒力 F10 N，A 运动一段时间后，小车左端固定的挡板与 B 发生碰撞，碰撞时间极短，碰后 A、B 粘合在一起，共同在 F 的 9、作用下继续运动，碰撞后经时间 t 0.6 s，二者的速度达到 m/1)A 开始运动时加速度 a 的大小；(2)A、B 碰撞后瞬间的共同速度 v 的大小；(3)A 的上表面长度 l.解析(1)以 牛顿第二定律有Fm 入数据解得 a2.5 m/s 2.(2)对 A、 t0.6 s 的过程，由动量定理得 m Am B) mAm B)v代入数据解得 v1 m/s.(3)设 A、 的速度为 A、B 发生碰撞的过程，由动量守恒定律有m Am B)v发生碰撞前，由动能定理有12 2式，代入数据解得 lm.答案(1)2.5 m/s 2(2)1 m/s(3)m方 法 技 巧 应 用 动 量 守 恒 定 律 解 10、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 的 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 级跃迁与光电效应命题规律：该知识点在近几年高考中频繁出现，题型为选择题或填空题分析近几年的高考试题，涉及该知识点的命题有以下特点：(1)考查氢原子结构和能级公式(2)考查光电效应、极限频率等概念1.(2014高考江苏卷)已知钙和钾的截止 11、频率分别为 014 014 某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，高中物理资源下载平台世昌的博客 ()A波长 B频率C能量 D动量解析根据爱因斯坦光电效应方程 钙 W 钾 ，所以钙逸出的光电12 2据 p 及 p 和 c 知，钙逸出的光2量较小、波长较长、频率较小选项 A 正确，选项B、C、D 错误答案2014贵阳二模)如图是氢原子的能级图，对于一群处于 n4 的氢原子，下列说法中正确的是()A这群氢原子能够吸收任意能量的光子后向更高能级跃迁B这群氢原子能够发出 6 种不同频率的光C这群氢原子发出的光子中，能量最大为 10.2 果发出的光子中有两种 12、能使某金属产生光电效应，其中一种一定是由 n3 能级跃迁到 n1 能级发出的E从 n4 能级跃迁到 n3 能级发出的光的波长最长解析氢原子由低能级向高能级跃迁时只能吸收特定频率的光子，选项 A 错误；处于n4 激发态的大量氢原子跃迁时，最多发出的光子种数为 C 6，选项 B 正确；这群氢原24子发出的光子中，由 n4 能级跃迁到 n1 能级产生的光子能量最大，能量最大为 项 C 错误；如果发出的光子中有两种能使某金属产生光电效应，一定是由 n4 能级跃迁到 n1 能级和由 n3 能级跃迁到 n1 能级发出的，选项 D 正确；由 n4 能级跃迁到 n3 能级产生的光子能量最小，所以频率最小，波长最长，选项 E 正确答案2014高考浙江自选模块)玻尔氢原子模型成功解释了氢原子光谱的实验规律，氢原子能级图如图所示当氢原子从 n4 的能级跃迁到 n2 的能级时，辐射出频率为_该频率的光照射逸出功为 钾表面，产生的光电子的最大初动能为_电子电量 e0 19 C，普朗克常量 h0 34 Js)解析氢原子从 n4 的能级跃迁到 n2 的能级时，释放出光子的能量为 EeV。