高考物理大二轮总复习 增分策略 第二篇 考前保温训练 第2天 动量 原子物理课件（选修35）.ppt

第二篇高频考点解读 考前保温训练 高频考点解读 考前保温训练 栏目索引 考前第2天选修3 5动量原子物理 高频考点1动量 动量守恒定律及其应用 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 动量守恒定律的表达式 p p 其中p p分别表示系统的末动量和初动量 m1v1 m2v2 m1v1 m2v2 1 碰撞与动量守恒 p1 p2 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 3 动量守恒定律成立的条件 系统不受外力或系统所受外力的矢量和为零 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 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 1 碰撞问题的分类 弹性碰撞 动量守恒 机械能守恒 非弹性碰撞 动量守恒 机械能有损失 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 动量守恒 即p1 p2 p1 p2 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 高频考点3氢原子光谱 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 2 原子结构 高频考点4氢原子的能级结构 能级公式 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 粒子散射实验 用 粒子轰击金箔 发现大多数 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 轨道量子化 电子绕核运动的轨道是不连续的 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 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h em en m n 3 氢原子的能级和轨道半径 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 10m 氢原子的能级图 如图1所示 图1 高频考点5原子核的组成 放射性 原子核的衰变 半衰期 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 15m 2 放射性物质放出的射线有 射线 射线 射线 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 3 原子核 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 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 高频考点6放射性同位素 高频考点7核力 核反应方程 1 人工转变的典型方程 卢瑟福发现质子 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 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 核力是短程力 作用范围在1 5 10 15m之内 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 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 e mc2 高频考点9裂变反应和聚变反应 裂变反应堆 高频考点10射线的危害与防护 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 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 高频考点11光电效应 高频考点12爱因斯坦光电效应方程 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 h 说明光具有粒子性 4 波粒二象性 2 光电效应的规律 任何一种金属都有一个极限频率 c 入射光的频率必须大于或者等于 c 才能发生光电效应 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 光电效应几乎是瞬时的 发生的时间一般不超过10 9s 发生光电效应时 光电流与入射光强度成正比 1 下列几幅图的有关说法中正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 a 原子中的电子绕原子核高速运转时 运行轨道的半径不是任意的b 发现少数 粒子发生了较大偏转 因为原子的质量绝大部分集中在很小的空间范围c 光电效应实验和康普顿效应实验说明了光具有粒子性d 射线甲由 粒子组成 每个粒子带两个单位正电荷e 链式反应属于重核的裂变 1 2 3 4 5 6 7 8 解析由图和根据玻尔理论知道 电子的轨道不是任意的 电子有确定的轨道 故a正确 少数 粒子发生了较大偏转 说明原子的几乎全部质量和所有正电荷主要集中在很小的核上 否则不可能发生大角度偏转 该处要强调 所有正电荷主要集中在很小的核上 故b错误 光电效应实验和康普顿效应试验说明了光具有粒子性 故c正确 1 2 3 4 5 6 7 8 根据带电粒子在磁场中的偏转 结合左手定则可知 射线丙由 粒子组成 每个粒子带两个单位正电荷 故d错误 链式反应属于重核的裂变 故e正确 答案ace 1 2 3 4 5 6 7 8 2 下列关于近代物理知识的说法正确的是 a 汤姆孙发现了电子 表明原子具有核式结构b 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应c 光照到某金属上不能发生光电效应 是因为该光波长太长d 按照玻尔理论 氢原子辐射光子时 核外电子的动能增加e 衰变的实质是原子核内的中子转化成了质子和电子 1 2 3 4 5 6 7 8 cde 3 氢原子的能级图如图2所示 当氢原子从n 4的能级跃迁到n 2的能级时 辐射出光子a 当氢原子从n 3的能级跃迁到n 1的能级时 辐射出光子b 则下列判断正确的是 a 光子a的能量大于光子b的能量b 光子a的波长小于光子b的波长c b光比a光更容易发生衍射现象d 若a为可见光 则b有可能为紫外线e 根据玻尔理论 氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时 电子的动能增大 电势能减小 1 2 3 4 5 6 7 8 图2 解析氢原子从n 4的能级跃迁到n 2的能级的能级差为2 55ev 小于从n 3的能级跃迁到n 1的能级的能极差为12 09ev 根据em en h 知光子a的能量小于光子b的能量 故a错误 光子a的频率小于光子b的频率 所以光子a的波长大于光子b的波长 故b错误 光子a的频率小于光子b的频率 所以b的频率大 波长小 所以a光更容易发生衍射 故c错误 1 2 3 4 5 6 7 8 根据氢光谱的特点可知 若a为可见光 则b可能为紫外线 故d正确 氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时 能量减小 释放光子 由高轨道跃迁到低轨道 速度增大 动能增大 能量减小 则电势能减小 故e正确 答案de 1 2 3 4 5 6 7 8 4 1995年科学家 制成 了反氢原子 它是由一个反质子和一个围绕它运动的正电子组成 反质子和质子有相同的质量 带有等量异种电荷 反氢原子和氢原子有相同的能级分布 氢原子能级如图3所示 下列说法中正确的是 a 反氢原子光谱与氢原子光谱不相同b 基态反氢原子的电离能是13 6evc 基态反氢原子能吸收11ev的光子发生跃迁 1 2 3 4 5 6 7 8 图3 d 在反氢原子谱线中 从n 2能级跃迁到基态辐射光子的波长最长e 一群处于n 3能级的反氢原子向基态跃迁时 能放出3种不同频率的光解析反氢原子光谱与氢原子光谱相同 故a错误 处于基态的反氢原子的电离能是13 6ev 具有大于等于13 6ev能量的光子可以使反氢原子电离 故b正确 1 2 3 4 5 6 7 8 基态的反氢原子吸收11ev光子 能量为 13 6ev 11ev 2 6ev 不能发生跃迁 所以该光子不能被吸收 故c错误 在反氢原子谱线中 从n 2能级跃迁到基态辐射光子的波长小于从其他能级跃迁到n 2能级辐射光子的波长 故d错误 一群处于n 3能级的氢原子向基态跃迁时 根据可知 能放出3种不同频率的光 故e正确 答案be 1 2 3 4 5 6 7 8 5 下列说法正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 b 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变c 一个氢原子从n 3能级跃迁到n 2能级 该氢原子放出光子 原子的电势能增加d 将放射性元素掺杂到其他稳定元素中 并降低其温度 它的半衰期会发生改变e 电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性 1 2 3 4 5 6 7 8 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应 故b正确 1 2 3 4 5 6 7 8 半衰期与其化学性质和化学状态无关 将放射性元素掺杂到其他稳定元素中 并降低其温度 它的半衰期不会变 故d错误 电子是实物粒子 而电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性 故e正确 答案be 6 下列说法正确的是 a 放射性元素的半衰期随温度升高而减小b 光和电子都具有波粒二象性c 粒子散射实验可以估算出原子核直径的数量级为10 10md 原子核的结合能越大 原子核越稳定e 原子核内部一个质子转化成一个中子时 会同时释放出一个电子 图4 1 2 3 4 5 6 7 8 解析放射性元素的半衰期不受到环境的变化而变化 故a错误 光和电子都具有波粒二象性 故b正确 通过 粒子散射实验的结果可以估测原子核直径的数量级为10 15m 故c错误 比结合能越大 原子核越稳定 故d错误 原子核内部一个质子转化成一个中子时 会同时释放出一个正电子 故e错误 答案b 1 2 3 4 5 6 7 8 7 如图4所示 平板小车c上固定有两个完全相同的弹射装置 在弹射装置中分别压装上两个光滑小球a b 将它们停放在光滑水平地面上 先打开球a所在的装置 将球a发射出去 球a获得va 8m s的速度 已知球a的质量ma 1kg 小车c和球b的总质量m 4kg 则 1 2 3 4 5 6 7 8 图4 1 发射球a时 弹射装置释放的能量为多少 解析发射球a时 球a b和