高考物理一轮复习 专题六 选考部分 第15讲 动量守恒定律 原子结构和原子核课件.ppt

第15讲动量守恒定律原子结构和原子核 1 2013 江苏单科 12c 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 a 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n 3轨道上比处在n 5轨道上离氦核的距离 选填 近 或 远 当大量he 处在n 4的激发态时 由于跃迁所发射的谱线有 条 图1 3 如图2所示 进行太空行走的宇航员a和b的质量分别为80kg和100kg 他们携手远离空间站 相对空间站的速度为0 1m s a将b向空间站方向轻推后 a的速度变为0 2m s 求此时b的速度大小和方向 图2 答案 1 c 2 近6 3 0 02m s远离空间站方向 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15 16 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 3 2015 江苏单科 12c 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 3 取质子的质量mp 1 6726 10 27kg 中子的质量mn 1 6749 10 27kg 粒子的质量m 6 6467 10 27kg 光速c 3 0 108m s 请计算 粒子的结合能 计算结果保留两位有效数字 答案 1 ab 2 3大于 3 4 3 10 12j 从近三年江苏省高考试题来看 本专题考查的题型和知识点都相当稳定 从题型上看 有选择题 填空题和计算题 从知识点上看 主要集中在原子核 能级 光电效应和动量守恒 知识热点 1 动量守恒定律及其应用 2 原子的能级跃迁 3 原子核的衰变规律 核反应方程 4 光电效应 考向一原子核知识与动量守恒定律的组合 核心知识 1 2 动量守恒定律 1 条件 系统不受外力或系统所受外力的矢量和为零 2 表达式 m1v1 m2v2 m1v1 m2v2 1 1 以下说法中正确的是 a 汤姆孙通过实验发现了质子b 贝可勒尔通过实验发现了中子c 卢瑟福通过实验提出了原子的核式结构模型d 查德威克发现了天然放射现象说明原子具有复杂结构 3 如图3所示 一质量为0 5kg的小球以2 0m s的速度和静止于光滑水平面上质量为1kg的另一大小相等的小球b发生正碰 碰撞后它以0 2m s的速度反弹 求 图3 原来静止小球获得的速度大小 碰撞过程中损失的机械能 答案 1 c 2 中子3 3 1 1m s 0 385j 2 2015 宿迁市高三摸底 1 关于下列四幅图的说法 正确的是 图4 a 甲图为放射源放出的三种射线在磁场中运动的轨迹 射线1为 射线b 乙图中 用紫外光灯照射与验电器相连的锌板 发现原来闭合的验电器指针张开 此时锌板和验电器均带正电c 丙图为 粒子散射实验示意图 卢瑟福根据此实验提出了原子的核式结构模型d 丁图为核反应堆示意图 它是利用了铀核聚变反应所释放的能量 2 在水平放置的气垫导轨上 质量为0 4kg 速度为0 5m s的滑块甲与质量为0 6kg速度为0 1m s的滑块乙迎面相撞 碰撞后滑块乙的速度大小变为0 2m s 此时滑块甲的速度大小为 m s 方向与它原来速度方向 解析 1 由三种射线的特征和左手定则知甲图中的射线1为 射线 选项a错误 紫外线照射锌板后 有光电子逸出 则锌板和验电器均带正电 选项b正确 卢瑟福根据 粒子散射实验结果 提出了原子的核式结构模型 选项c正确 核反应堆利用的是铀核裂变反应释放的能量 选项d错误 应用动量守恒定律解题的步骤 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 系统不受外力或所受合外力的矢量和为零时 系统动量守恒 系统所受内力远大于外力时 可认为系统动量守恒 系统在某一方向上不受外力或所受合外力的矢量和为零 在该方向上系统动量守恒 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 核心知识 考向二氢原子能级 光电效应与动量守恒定律的组合 3 用图象表示光电效应方程 极限频率 图线与 轴交点的横坐标 0 逸出功 图线与ek轴交点的纵坐标的值w0 e 普朗克常量 图线的斜率k h 图5 1 1 下列说法正确的是 a 普朗克在研究黑体辐射问题中提出了能量子假说b 汤姆孙发现了电子 表明原子具有核式结构c 光子像其他粒子一样 不但具有能量 也具有动量d 对于某种金属 只要入射光的强度足够大 就会发生光电效应 2 如图6所示为氢原子的能级图 n为量子数 在氢原子核外电子由量子数为2的轨道跃迁到量子数为3的轨道的过程中 将 填 吸收 或 放出 光子 若该光子恰能使某金属发生光电效应 则一群处于量子数为4的激发态的氢原子在向基态跃迁过程中 有 种频率的光子能使该金属发生光电效应 图6 2 2015 无锡市高三质量检测 1 已知处于某一能级n上的一群氢原子向低能级跃迁时 能够发出10种不同频率的光 下列能表示辐射光波长最长的那种跃迁的示意图是 高频考点十六原子物理基础知识与动量 能量的组合 5 掌握核反应方程中的守恒 质量数守恒 电荷数守恒 6 核能的计算方法 根据爱因斯坦质能方程 用核反应的质量亏损的千克数乘以真空中光速c的平方 即 e mc2 j 根据1原子质量单位 u 相当于931 5兆电子伏 mev 能量 用核反应的质量亏损的原子质量单位数乘以931 5mev 即 e m 931 5 mev 如果核反应时释放的核能是以动能形式呈现 则核反应过程中系统动能的增量即为释放的核能 2 动量和能量综合应用的关键 1 弄清有几个物体参与运动 并划分清楚物体的运动过程 2 进行正确的受力分析 明确各过程的运动特点 2014 苏北四市高三第一次调研 1 下列说法中正确的是 a 电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性b 裂变物质体积小于临界体积时 链式反应不能进行c 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d 235u的半衰期约为7亿年 随地球环境的变化 半衰期可能变短 2 氢原子的能级如图7所示 有一群处于n 4能级的氢原子 若原子从n 4向n 2跃迁时所发出的光正好使某种金属产生光电效应 则 这群氢原子发出的光中共有 种频率的光能使该金属产生光电效应 从n 4向n 1跃迁时发出的光照射该金属 所产生的光电子的最大初动能为 ev 图7 3 如图8所示 质量为2m的小滑块p和质量为m的小滑块q都视作质点 与轻质弹簧相连的q静止在光滑水平面上 p以某一初速度v向q运动并与弹簧发生碰撞 问 图8 弹簧的弹性势能最大时 p q的速度各为多大 弹簧的最大弹性势能是多少 解析 1 电子是实物粒子 其衍射现象说明实物粒子也具有波动性 故a正确 链式反应的条件 大于临界体积 因此当物质体积小于临界体积时 链式反应不能进行 故b正确 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c错误 元素的半衰期与环境及化合态无关 故d错误 2 因为n 4向n 2跃迁所发生的光正好使某种金属材料产生光电效应 所以只有n 4跃迁到n 1 n 3跃迁到n 1 n 3跃迁到n 2 n 2跃迁到n 1的光子能够使金属发生光电效应 即4条 逸出功w 0 85 3 40 2 55ev 从而n 4跃迁到n 1辐射的光子能量最大 为 0 85 13 6ev 12 75ev 根据光电效应方程知 光电子的最大初动能ekm h w0 12 75 2 55ev 10 2ev 12分 1 物理学家常常根据物理实验观察到的现象提出假设 并用假设解释一些物理现象 进而建立新理论 玻尔关于氢原子结构的理论便是这种研究方法的成功典范 玻尔理论是根据下列