高考物理二轮复习 第1部分 专题突破篇 专题15 碰撞与动量守恒 近代物理初步讲练

系统掌握蕴含其中的马克思主义立场观点方法，要在系统学习、深刻领会、科学把握习近平教育思想上下功夫。精心组织开展学习宣传贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神知识问答活动。专题十五碰撞与动量守恒近代物理初步考点1| 原子结构和光电效应难度：低档题 题型：选择题五年5考(2013江苏高考T12(C)(1)(2)(1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的_也相等【导学号：25702071】图1A速度B动能C动量D总能量(2)根据玻尔原子结构理论，氦离子(He)的能级图如图1所示电子处在n3轨道上比处在n5轨道上离氦核的距离_(选填“近”或“远”)当大量He处在n4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有_条【解题关键】解此题的关键有以下两点：(1)德布罗意波长公式.(2)大量处于n能级的原子由于跃迁所发射的谱线条数为rC.【解析】(1)根据，知电子和中子的动量大小相等，选项C正确(2)根据玻尔理论rnn2r1可知电子处在n3的轨道上比处在n5的轨道上离氦核的距离近大量He处在n4的激发态时，发射的谱线有6条【答案】(1)C(2)近6(2016江苏高考T12(C)(3)几种金属的逸出功W0见下表：金属钨钙钠钾铷W0(1019J)7.265.123.663.603.41用一束可见光照射上述金属的表面，请通过计算说明哪些能发生光电效应已知该可见光的波长范围为4.01077.6107 m，普朗克常数h6.631034 Js.【解题关键】解此题的关键有以下两点：(1)光子能量与光波波长的关系：E.(2)要发生光电效应，入射光子能量应大于金属的逸出功【解析】光子的能量E取4.0107m，则E5.01019 J根据EW0判断，钠、钾、铷能发生光电效应【答案】钠、钾、铷能发生光电效应(2015江苏高考T12(C)(1)波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有_A光电效应现象揭示了光的粒子性B热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等【解析】光电效应现象、黑体辐射的实验规律都可以用光的粒子性解释，选项A正确，选项C错误；热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性，选项B正确；由德布罗意波长公式和p22mEk知动能相等的质子和电子动量不同，德布罗意波长不相等，选项D错误【答案】AB1高考考查特点(1)常以物理现象为切入点考查原子结构和波粒二象性(2)常以科学应用角度考查光电效应及方程的应用2常见误区及提醒(1)误认为光电效应产生的条件是光的强度(2)弄清光电效应的产生及规律是解题关键考向1光电效应及方程1(2015全国卷T35(1)在某次光电效应实验中，得到的遏止电压Uc与入射光的频率的关系如图2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2【解析】根据光电效应方程EkmhW0及EkmeUc得Uc，故k，b，得hek，W0eb.【答案】ekeb2.(2014江苏高考T12(C)(1)已知钙和钾的截止频率分别为7.731014 Hz和5.441014 Hz，在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，钙逸出的光电子具有较大的_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 mvhW.由题知W钙W钾，所以钙逸出的光电子的最大初动能较小根据p及p和c知，钙逸出的光电子的特点是：动量较小、波长较长、频率较小选项A正确，选项B、C、D错误【答案】A考向2光的波粒二象性3(多选)(2015全国卷T35(1)改编)实物粒子和光都具有波粒二象性下列事实中突出体现波动性的是()【导学号：25702072】A电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D人们利用电子显微镜观测物质的微观结构ACD电子束具有波动性，通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，选项A正确射线在云室中高速运动时，径迹又细又直，表现出粒子性，选项B错误人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，体现出波动性，选项C正确电子显微镜是利用电子束工作的，体现了波动性，选项D正确考向3氢原子能级及跃迁4(2012江苏高考T12(C)(1)如图3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()图3 C由能级图及EnEmh知，E3E1E2E1E3E2.即acb，又，知acb，所以图C正确考点2| 动量和动量守恒的应用难度：中档题 题型：计算题五年3考(2013江苏高考T12(C)(3)如图4所示，进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80 kg和100 kg，他们推携手远离空间站，相对空间站的速度为0.1 m/s.A将B向空间站方向轻推后，A的速度变为0.2 m/s，求此时B的速率大小和方向图4【解题关键】宇航员A和B在相互作用过程中系统动量守恒【解析】根据动量守恒定律，(mAmB)v0mAvAmBvB，代入数值解得vB0.02 m/s，离开空间站方向【答案】0.02 m/s离开空间站方向(2014江苏高考T12(C)(3)牛顿的自然哲学的数学原理中记载，A、B两个玻璃球相碰，碰撞后的分离速度和它们碰撞前的接近速度之比总是约为1516.分离速度是指碰撞后B对A的速度，接近速度是指碰撞前A对B的速度若上述过程是质量为2m的玻璃球A以速度v0碰撞质量为m的静止玻璃球B，且为对心碰撞，求碰撞后A、B的速度大小【解析】设A、B球碰撞后速度分别为v1和v2由动量守恒定律知：2mv02mv1mv2，且由题意知，解得v1v0，v2v0.【答案】v0v01高考考查特点动量守恒是近几年必考知识点，考查的题目主要有：(1)碰撞中相互作用的动量守恒问题；(2)相互作用中的动量守恒和机械能守恒问题2解题常见误区及提醒(1)不能准确应用动量守恒定律；(2)过程不清，不能分过程应用对应规律；(3)正确区分过程和物体(系)，准确选择规律考向1动量守恒定律的应用5(2016扬州模拟)如图5所示，在列车编组站里，一辆m13.6104 kg的甲货车在平直轨道上以v12 m/s的速度运动，碰上一辆m22.4104 kg的静止的乙货车，它们碰撞后结合在一起继续运动，求货车碰撞后运动的速度以及甲货车在碰撞过程中动量的变化量图5【解析】对整个系统，碰撞过程动量守恒，设结合在一起继续运动的速度为v，则m1v1(m1m2)v，货车碰撞后运动的速度v1.2 m/s，甲货车的动量的变化量pm1vm1v12.88104 kgm/s(或“动量变化量大小为2.88104 kgm/s，方向向左”)【答案】2.88104 kgm/s考向2动量与能量的综合应用6. (2016常州模拟)如图6所示， 固定的圆弧轨道与水平面平滑连接，轨道与水平面均光滑， 质量为m的物块B与轻质弹簧拴接静止在水平面上， 弹簧右端固定. 质量为3m的物块A从圆弧轨道上距离水平面高h处由静止释放，与B碰撞后推着B一起运动但与B不粘连求：图6(1)A、B碰后一起运动的速度v1；(2)弹簧的最大弹性势能【解析】(1)A下滑与B碰撞前机械能守恒，由机械能守恒定律得：3mgh3mv，解得：v0A与B碰撞过程系统的动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：3mv0(3mm)v1，解得：v1(2)弹簧最短时弹性势能最大，系统的动能全部转化为弹性势能，根据机械能守恒定律得：Epmax4mvmgh.【答案】(1)(2)mgh考点3| 核反应及核能的计算难度：低档题 题型：选择题、填空题五年4考(2016江苏高考T12(C)(1)贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用下列属于放射性衰变的是_A.CNeB.UnIY2nC.HHHenD.HeAlPn【解题关键】天然放射性衰变是自发地放出、粒子的核反应，与原子核聚变、裂变及人工转变是有区别的A放射性元素自发地放出射线的现象叫天然放射现象A选项为衰变方程，B选项为重核裂变方程，C选项为轻核聚变方程，D选项为原子核的人工转变方程，故选A.(2015江苏高考T12(C)(2)(3)(1)核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电，U是核电站常用的核燃料.U受一个中子轰击后裂变成Ba和Kr两部分，并产生_个中子要使链式反应发生，裂变物质的体积要_(选填“大于”或“小于”)它的临界体积【导学号：25702073】(2)取质子的质量mp1.672 61027 kg，中子的质量mn1.674 91027 kg，粒子的质量m6.646 71027 kg，光速c3.0108 m/s.请计算粒子的结合能(计算结果保留两位有效数字)【解题关键】解此题的三个关键：(1)核反应过程满足电荷数守恒和质量数守恒(2)理解临界体积的含义(3)应用Emc2求核能时注意m和E单位对应【解析】(1)核反应方程遵守质量数守恒和电荷数守恒，且该核反应方程为：UnBaKr3n，即产生3个中子临界体积是发生链式反应的最小体积，要使链式反应发生，裂变物质的体积要大于它的临界体积(2)组成粒子的核子与粒子的质量差m(2mp2mn)m结合能Emc2代入数据得E4.31012 J.【答案】(1)3大于(2)4.31012 J1高考考查特点(1)本考点内容着重考查原子核的衰变，核反应方程的书写、质量亏损和核能计算等；(2)题型选择题、填空题或计算题均有2解题常见误区及提醒(1)误认为质量数守恒是质量守恒；(2)误认为半衰期与外界条件有关；(3)应明确结合能和半衰期的影响因素考向1放射性元素的衰变7在一个U原子核衰变为一个Pb原子核的过程中，发生衰变的次数为()A6次B10次C22次D32次【答案】A考向2核反应方程及核能的计算8一个静止的铀核U(原子质量为232.037 2 u)放出一个粒子(原子质量为4.002 6 u)后衰变成钍核Th(原子质量为228.028 7 u)(已知：原子质量单位1 u1.671027