【学案与测评】高中物理 动量守恒定律课件 鲁科版选修35.ppt

第1节动量动量守恒定律 一 动量 动能及动量变化量的比较 说明 1 当物体的速度大小不变 方向变化时 动量一定改变 动能却不变化 如匀速圆周运动 2 动能从能量角度描述物体的状态 动量从运动物体的作用效果方面描述物体的状态 二 内力和外力1 内力 系统内部物体之间的相互作用力 2 外力 系统外部物体对系统内部物体的作用力 三 动量守恒定律1 内容 相互作用的物体组成的系统不受外力或所受合外力为零时 这个系统的总动量就保持不变 这就是动量守恒定律 2 动量守恒的条件 1 系统不受外力或系统所受外力之和为零 2 系统所受的外力之和虽不为零 但比系统内力小得多 可以忽略不计 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 则系统在该方向动量守恒 3 常用的表达方式 1 p p 或p1 p2 p1 p2 对于选定的系统 相互作用前总动量p等于相互作用后总动量p 2 p1 p2相互作用的两个物体组成的系统 一个物体的动量变化量与另一个物体的动量变化量大小相等 方向相反 3 p 0系统总动量的变化量为零 4 动量守恒定律应用时的关键点 5 应用动量守恒定律解题的一般步骤 6 动量守恒定律的应用 1 碰撞的种类及特点 3 碰撞 爆炸和反冲现象的特点 动量守恒的应用 2010 山东理综卷 如图所示 滑块a c质量均为3m 2 滑块b质量为m 开始时a b分别以v1 v2的速度沿光滑水平轨道向固定在右侧的挡板运动 现将c无初速地放在a上 并与a粘合不再分开 此时a与b相距较近 b与挡板相距足够远 若b与挡板碰撞将以原速率反弹 a与b碰撞将粘合在一起 为使b能与挡板碰撞两次 v1 v2应满足什么关系 点拨 1 分清运动的过程 判断选择的研究系统动量是否守恒 2 判断b能碰撞两次的条件 1 分析下列情况中系统的动量不守恒的是 a 如图甲所示 小车停在光滑水平面上 车上的人在车上走动时 对人与车组成的系统b 子弹射入放在光滑水平面上的木块中对子弹与木块组成的系统 如图乙所示 c 子弹射入紧靠墙角的木块中 对子弹与木块组成的系统d 斜向上抛出的手榴弹在空中炸开时 解析 对于人和车组成的系统 人和车之间的力是内力 系统所受的外力有重力和支持力 合外力为零 系统的动量守恒 a正确 子弹射入木块过程中 虽然子弹和木块之间的力很大 但这是内力 木块放在光滑水平面上 系统所受的合外力为零 动量守恒 b正确 子弹射入紧靠墙角的木块时 墙对木块有力的作用 系统所受的合外力不为零 系统的动量减小 c错误 斜向上抛出的手榴弹在空中炸开时 虽然受到重力作用 合外力不为零 但爆炸的内力远大于重力 动量近似守恒 d正确 答案 c 动量守恒的临界问题 如图所示 甲车质量m1 20kg 车上有质量m 50kg的人 甲车 连同车上的人 以v 3m s的速度向右滑行 此时质量m2 50kg的乙车正以v0 1 8m s的速度迎面滑来 为了避免两车相撞 当两车相距适当距离时 人从甲车跳到乙车上 已知乙车足够长 求人跳出甲车的水平速度 相对地面 应当在什么范围内才能避免两车相撞 不计地面和小车间的摩擦 取g 10m s2 点拨 人跳到乙车上后 如果两车同向 且甲车的速度小于或等于乙车的速度就可以避免两车相撞 人跳离甲车的过程和人落到乙车的过程中系统水平方向动量守恒 解析 以人 甲车 乙车组成的系统为研究对象 设甲车 乙车与人具有相同的速度v 由动量守恒得 m1 m v m2v0 m1 m2 m v 解得v 1m s 以人与甲车组成的系统为研究对象 设人跳离甲车时速度为v2 由动量守恒得 m1 m v m1v mv2 解得v2 3 8m s 因此 只要人跳离甲车的速度v2 3 8m s 就可避免两车相撞 答案 v2 3 8m s 2 如图所示 质量均为m的物体a和b静止在光滑水平面上并紧靠在一起 不粘连 a的ab部分是四分之一光滑圆弧 bc部分是粗糙的水平面 现让质量为m的小物块c 可视为质点 自a点静止释放 最终刚好能到达c点而不从a上滑下 则下列说法中正确的是 a 小物块c到b点时 a的速度最小b 小物块c到c点时 a的速度最大c 小物块c到b点时 c的速度最大d 小物块c到c点时 a的速率大于b的速率 解析 小物块c自a点静止释放 到达b点的过程中a b c三者组成的系统水平方向动量守恒 c对a的弹力做正功 a b整体的速度越来越大 由于c和a b整体的动量等大反向 所以c速度也越来越大 c在bc部分滑动的过程中 a c组成的系统动量守恒 由于在b点时c的动量大于a的动量 所以最终c和a相对静止时一起向右运动 c在bc段滑动的过程中 c由于摩擦力作用做减速运动 a先向左做减速运动 然后向右做加速运动 直至与c有共同速度 b一直向左做匀速直线运动 由于a b c系统的动量也是守恒的 所以当a c有共同速度时 a c的总动量与b的动量等大反向 而a的质量和b的质量相等 因而小物块c到达c点时 a的速率小于b的速率 由此可以看出 小物块c到达b点时 a的速度最大 c的速度也达最大 选项c正确 答案 c 在动量守恒定律的应用中 往往能注意到根据系统受力判断是否满足守恒条件 也能注意到动量的矢量性 有时却忽略了动量守恒定律中各速度均为相对于地面的速度 且所有速度对应的是同一时刻 质量为m的小车 如图所示 上面站着一个质量为m的人 以v0的速度在光滑的水平面上前进 现在人用相对于小车为u的速度水平向后跳出后 车速增加了多少 实验验证动量守恒定律 实验目的验证一维碰撞中的动量守恒 探究一维弹性碰撞的特点 实验原理在一维碰撞中的两个物体 测出两物体的质量和两物体碰撞前后的速度 找出碰撞前后的动量 验证碰撞前后动量是否守恒 实验器材方案一 气垫导轨 光电计时器 天平 两个滑块 重物 弹簧片 细绳 弹性碰撞架 胶布 撞针 橡皮泥 方案二 带细线的摆球 两套 铁架台 天平 量角器 坐标纸 胶布等 方案三 光滑长木板 打点计时器 纸带 小车 两个 天平 撞针 橡皮泥 方案四 斜槽 重垂线 大小相等而质量不等的小球两个 白纸 复写纸 刻度尺 圆规 天平 方木板一块 实验步骤方案一 利用气垫导轨完成一维碰撞实验1 测质量 用天平测出滑块质量 2 安装 正确安装好气垫导轨 3 实验 接通电源 利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度 改变滑块的质量 改变滑块的初速度大小和方向 4 验证 一维碰撞中的动量守恒 方案二 利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验1 测质量 用天平测出两小球的质量m1 m2 2 安装 把两个等大小球用等长悬线挂起来 3 实验 一个小球静止 拉起另一个小球 放下时它们相碰 4 测速度 可以测量小球被拉起的角度 从而算出碰撞前对应小球的速度 测量碰撞后小球摆起的角度 算出碰撞后对应小球的速度 5 改变条件 改变碰撞条件 重复实验 6 验证 一维碰撞中动量守恒 方案三 在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验1 测质量 用天平测出两小车的质量 2 安装 将打点计时器固定在光滑长木板的一端 把纸带穿过打点计时器 连在小车的后面 在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥 3 实验 接通电源 让小车a运动 小车b静止 两车碰撞时撞针插入橡皮泥中 把两小车连接成一体 4 测速度 通过纸带上两计数点间的距离及时间由v 算出速度 5 改变条件 改变碰撞条件 重复实验 6 验证 一维碰撞中的动量守恒 方案四 利用等大小球做平抛运动完成一维碰撞实验1 先用天平测出小球质量m1 m2 2 按图所示安装好实验装置 将斜槽固定在桌边 使槽的末端切线水平 调节实验装置使两小球碰时处于同一水平高度 且碰撞瞬间 入射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行 以确保正碰后的速度方向水平 3 在地上放一块方木板 木板上铺一张白纸 在白纸上铺放复写纸 4 在白纸上记下重垂线所指的位置o 它表示入射球m1碰前的位置 5 先不放被碰小球 让入射小球从斜槽上同一高度处滚下 重复10次 用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面 圆心就是入射球发生碰撞前的落地点的平均位置p 6 把被碰小球放在斜槽末端上 让入射小球从同一高度滚下 使它们发生正碰 重复10次 按步骤5求出入射小球落地点的平均位置m和被碰小球落地点的平均位置n 7 过o和n在纸上作一直线 8 用刻度尺量出线段om op o n的长度 把两小球的质量和相应的数值代入m1 op m1 om m2 o n 看是否成立 9 整理实验器材放回原处 误差分析1 系统误差 主要来源于装置本身是否符合要求 即 1 碰撞是否为一维碰撞 2 实验是否满足动量守恒的条件 如气垫导轨是否水平 两球是否等大 方案三中是否平衡长木板与车间的摩擦力 2 偶然误差 主要来源于质量m和速度v的测量 3 改进措施 1 设计方案时应保证碰撞为一维碰撞 且尽量满足动量守恒的条件 2 采取多次测量求平均值的方法减小偶然误差 注意事项1 前提条件 碰撞的两物体应保证 水平 和 正碰 2 方案提醒 1 若利用气垫导轨进行实验 调整气垫导轨时 注意利用水平仪确保导轨水平 2 若利用摆球进行实验 两小球静放时球心应在同一水平线上 且刚好接触 摆线竖直 将小球拉起后 两条摆线应在同一竖直面内 3 若利用长木板进行实验 可在长木板下垫一小木片用以平衡摩擦力 3 探究结论 寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变 实验步骤如下 安装好实验装置 做好测量前的准备 并记下重垂线所指的位置o 第一步 不放小球2 让小球1从斜槽上a点由静止滚下 并落在地面上 重复多次 用尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面 其圆心就是小球落点的平均位置 第二步 把小球2放在斜槽前端边缘处的b点 让小球1从a点由静止滚下 使它们碰撞 重复多次 并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置 第三步 用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离o点的距离 即线段 的长度 在上述实验中 1 p点是 的平均位置 m点是 的平均位置 n点是 的平均位置 2 请写出本实验的原理 写出用测量的量表示的恢复系数的表达式 2009 四川卷 气垫导轨 如图甲 工作时 空气从导轨表面的小孔喷出 在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层 使滑块不与导轨表面直接接触 大大减小了滑块运动时的阻力 为了验证动量守恒定律 在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块 每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连 两个打点计时器所用电源的频率均为b 气垫导轨正常工作后 接通两个打点计时器的电源 并让两滑块以不同的速度相向运动 两滑块相碰后粘在一起继续运动 图乙为某次实验打出的 点迹清晰的纸带的一部分 在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带 用刻度尺分别量出其长度s1 s2和s3 若题中各物理量的单位均为国际单位 那么 碰撞前两滑块的动量大小分别为 两滑块的总动量大小为 碰撞后两滑块的总动量大小为 重复上述实验 多做几次 若碰撞前 后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等 则动量守恒定律得到验证 创新实验设计 2010 宁夏模拟 某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律 图中两摆摆长相同 悬挂于同一高度 a b两摆球均很小 质量之比为1 2 当两摆均处于自由静止状态时 其侧面刚好接触 向右上方拉动b球使其摆线伸直并与竖直方向成45 角 然后将其由静止释放 结果观察到两摆球粘在一起摆动 且最大摆角成30 若本实验允许的最大误差为 4 此实验是否成功地验证了动量守恒定律 解析 设摆球a b的质量分别为ma mb 摆长为l b球的初始高度为h1 碰撞前b球的速度为vb 在不考虑摆线质量的情况下 根据题意及机械能守恒定律得 第1节波粒二象性 一 光电效应 说明 入射光的频率决定光子的能量 决定电子的初动能 决定能否发生光电效应 入射光的强度决定单位时间内接受到的光子数 决定单位时间内发射的光子数 二 康普顿效应康普顿在研究电子对x射线的散射时发现 有些散射波的波长比入射波的波长略大 康普顿认为这是因为光子不仅有能量 也有动量 实验结果证明这个设想是正确的 因此康普顿效应证明了光具有粒子性 三 光的波粒二象性 四 对物质波的理解1 德布罗意波 任何一个运动的物体 小到电子 质子 大到天体都有一种波与之对应 其波长为 h p 我们之所以观察不到宏观物体的波动性 是因为宏观物体对应的波长太短 难以观测 2 德布罗意波是一种概率波 光子和粒子在空间各处出现的频率受波动规律支配 概率大的地方 光子或粒子出现的次数多 反之就少 不要以宏观观点中的波来理解德布罗意波 3 德布罗意波假说是光子的波粒二象性的一种推广 使之包含了物质粒子 即光子和实物粒子都具有粒子性 又都具有波动性 与光子对应的波是电磁波 与实物粒子对应的波是德布罗意波 光电效应规律的理解 2009 高考宁夏卷 关于光电效应 下列说法正确的是 填入选项前的字母 a 极限频率越大的金属材料逸出功越大b 只要光照射的时间足够长 任何金属都能产生光电效应c 从金属表面出来的光电子的最大初动能越大 这种金属的逸出功越小d 入射光的光强一定时 频率越高 单位时间内逸出的光电子数就越多 点拨 弄清光电效应发生的条件 光电子的最大初动能和光电子的决定因素是解答本题的关键 解析 金属材料逸出功w0与极限频率 0的关系为w0 h 0 a正确 只有照射光的频率大于金属的逸出功 才能产出光电效应 与光照射的时间无关 b错误 由光电效应方程可知光电子的最大初动能 由入射光的频率决定 c错误 产生光电效应时单位时间内逸出的光电子数由入射光的光子数决定 与入射光的频率无关 d错误 选项a正确 答案 a 1 入射光照射到某金属表面发生光电效应 若入射光的强度减弱而频率保持不变 则下列说法中正确的是 a 从光照到金属表面上到发射光电子之间的时间间隔将明显增加b 逸出的光电子的最大初动能减小c 单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小d 有可能不发生光电效应 答案 c 爱因斯坦光电效应方程的应用 2010 常州模拟 如图所示 当开关s断开时 用光子能量为2 5ev的一束光照射阴极p 发现电流表读数不为零 合上开关 调节滑动变阻器 发现当电压表读数小于0 60v时 电流表读数仍不为零 当电压表读数大于或等于0 60v时 电流表读数为零 1 求此时光电子的最大初动能的大小 2 求该阴极材料的逸出功 解析 设用光子能量为2 5ev的光照射时 光电子的最大初动能为ek 阴极材料逸出功为w0 当反向电压达到u 0 60v以后 具有最大初动能的光电子也达不到阳极 因此eu ek 由光电效应方程ek h w0由以上二式ek 0 6ev w0 1 9ev 所以此时最大初动能为0 6ev 该阴极材料的逸出功为1 9ev 答案 1 0 6ev 2 1 9ev 2 对爱因斯坦光电效应方程ek h w 下面的理解正确的是 a 只要是用同种频率的光照射不同金属 那么从金属中逸出的所有光电子都会具有同样的初动能ekb 式中的w表示每个光电子从金属中飞出过程中克强金属中正电荷引力所做的功c 逸出功w和极限频率 0之间应满足关系式w h 0d 光电子的最大初动能和入射光的频率成正比 答案 c 第2节原子结构氢原子光谱 一 三种原子模型的对比 二 原子结构1 电子的发现1897年汤姆孙确定阴极射线是由带负电的粒子组成的 并测定出它的比荷e m 之后密立根用油滴实验更精确的测定了它的电荷量 确定它是组成各种物质的基本成分 称之为电子 2 粒子散射实验 三 氢原子光谱 1 光谱 用光栅或棱镜可以把光按波长展开 获得光的波长 频率 成分和强度分布的记录 即光谱 2 光谱的分类 3 光谱分析 利用元素的特征谱线 线状谱 分析和确定物质的组成成分即光谱分析 4 氢原子光谱的实验规律巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线 其波长公式 r n 3 4 5 r是里德伯常量 r 1 10 107m 1 四 玻尓理论能级1 玻尔理论 2 氢原子的能级图和轨道半径 3 氢原子的跃迁和电离 1 氢原子受激发由低能级向高能级跃迁当光子作用使原子发生跃迁时 只有光子的能量满足h em en时 才能被某一个原子吸收 使原子从低能级en向高能级em跃迁 而当光子能量h 大于或小于em en时都不能被原子吸收 当用电子等实物粒子作用在原子上时 原子可以根据 需要 吸收其中的一部分能量 只要入射粒子的动能大于或等于原子某两 定态 能量之差em en 即可以使原子受激发而向较高的能级跃迁 如果光子或实物粒子与原子作用而使原子电离 绕核电子脱离原子的束缚而成为 自由电子 即n 的状态 时 原子吸收能量的原则是吸收的能量等于或大于原子的电离能 不再受跃迁条件限制 只不过入射光子或实物粒子的能量越大 原子电离后产生的自由电子的动能就越大 对 粒子散射实验的理解 图为卢瑟福和他的同事们做 粒子散射实验的装置示意图 荧光屏和显微镜一起分别放在图中的a b c d四个位置时 观察到的现象描述错误的是 a 在a位置时 相同时间内观察到屏上的闪光次数最多b 在b位置时 相同时间内观察到屏上的闪光次数比在a位置时少得多c 在c d位置时 屏上观察不到闪光d 在d位置时 屏上仍能观察到一些闪光 但次数极少 点拨 解答此题要掌握好 粒子散射实验中的大多数 少数 极少数 粒子通过金箔后运动情况 解析 因为绝大多数粒子穿过金箔后仍然沿原来方向前进 在a位置时 相同时间内观察到屏上的闪光次数最多 a正确 因为少数粒子穿过金箔后发生了较大偏转 在b位置时 相同时间内观察到屏上的闪光次数比在a位置时要少得多 b正确 粒子散射实验中有极少数粒子偏转角超过90 甚至接近180 在c d位置仍能观察到闪光 但次数极少 所以c错误 d正确 答案 c 1 卢瑟福在研究 粒子轰击金箔的实验中 根据实验现象提出原子的核式结构 以下说法中正确的是 a 绝大多数 粒子穿过金箔运动方向不变 说明原子所带正电是均匀分布的b 极少数 粒子发生大角度的偏转 说明这些 粒子受到了较大的库仑斥力作用c 粒子轰击金箔的实验现象说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里d 粒子轰击金箔的实验现象说明带负电的电子在核外空间里绕核旋转 解析 绝大多数 粒子穿过金箔运动方向不变 说明原子中的绝大部分是空的 说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里 但不能说明带负电的电子在核外空间里绕核旋转 极少数 粒子发生大角度的偏转是因为这些 粒子受到了较大的库仑斥力作用 答案 bc 能级分析和计算 2010 重庆理综 氢原子的能级示意图如图所示 不同色光的光子能量如下表所示 处于某激发态的氢原子 发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条 其颜色分别为 a 红 蓝靛b 黄 绿c 红 紫d 蓝靛 紫 点拨 分别计算不同能级间光子跃迁发出的光子的能量与表中数据比较即可判断 解析 根据玻尔理论 如果激发态的氢原子处于第二能级 只能够发出10 2ev的光子 不属于可见光范围 如果激发态的氢原子处于第三能级 能够发出12 09ev 10 2ev 1 89ev的三种光子 只有1 89ev属于可见光 如果激发态的氢原子处于第四能级 能够发出12 75ev 12 09ev 10 2ev 2 55ev 1 89ev 0 66ev的六种光子 1 89ev和2 55ev属于可见光 1 89ev的光子为红光 2 55ev光子为蓝 靛 所以选项a正确 答案 a 2 在氢原子光谱中 电子从较高级跃迁到n 2能级发出的谱线属于巴耳末线系 若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系 则这群氢原子自发跃迁时最多可发出 条不同频率的谱线 解析 由氢原子自发跃迁时的谱线有2条属于巴耳末线系 可知这两条谱线是从n 4能级到n 2能级和从n 3能级到n 2能级跃迁的 所以这群氢原子处于n 4的激发态 画出氢原子的能级跃迁如图所示 这群原子最多可发出6条不同频率的谱线 答案 6 如图所示为氢原子的能级图 现让一束单色光照射到大量处于基态 量子数n 1 的氢原子上 受激的氢原子能自发地发出三种不同频率的光 则照射氢原子的单色光的光子能量为 a 13 6evb 12 75evc 10 2evd 12 09ev 错解 错选b 对原子跃迁的规律不清楚 认为只有从4能级向1 2 3跃迁才能产生三种光子 错选c 认为跃迁时必须从1到2 不知道各能级间都可直接跃迁 正解 多个氢原子处于n 3能级对应的激发态 才能够正好产生三种不同频率的光子 分别为h 1 e3 e2 h 2 e2 e1 h 3 e3 e1 故吸收光子能量必满足h e3 e1 12 09ev d正确 原子的跃迁条件h em en对于吸收光子和放出光子都适用 注意若吸收光子的能量大于基态电离能时 原子对光子的吸收不再受能级差限制 答案 d 第3节放射性元素的衰变核能 一 原子核1 原子核的组成 1 原子核由质子和中子组成 质子和中子统称为核子 2 原子核的核电荷数 质子数 原子核的质量数 质子数 中子数 质子和中子都为一个原子质量单位质量 2 三种射线的比较 说明 1 自然界中原子序数大于或等于83的所有元素 都能自发地放出射线 原子序数小于83的元素 有的也具有放射性 2 天然放射现象说明原子核是有内部结构的 元素的放射性不受单质和化合物存在形式的影响 二 原子核的衰变1 衰变 1 定义 放射性元素的原子核放出射线 变成另一种新核的现象 2 原子核的衰变规律 2 衰变次数的确定 1 设放射性元素x经过n次 衰变和m次 衰变后 变成稳定的新元素y则表示该核反应的方程为 x y nhe me 根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程 a a 4n z z 2n m 解方程可得m n 2 因为 衰变对质量数无影响 先由质量数的改变确定 衰变的次数 然后再根据衰变规律确定 衰变的次数 四 核反应1 四类核反应的比较 2 核反应方程的书写原则 1 核反应过程一般都是不可逆的 所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向 不能用等号连接 2 核反应的生成物一定要以实验为基础 不能凭空仅依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程 3 核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒 遵循电荷数守恒 五 放射性同位素及应用1 同位素具有相同质子数而中子数不同的原子核 在元素周期表中处于同一位置 互称同位素 有些同位素具有放射性 叫做放射性同位素 天然放射性同位素不过四十多种 而人工制造的放射性同位素已达1000多种 2 放射性同位素的应用 1 放射性同位素放出的射线应用于工业探伤 农业 医疗等 2 放射性同位素用作示踪原子 六 核力和核能1 核力 组成原子核的核子之间有很强的相互作用力 使核子能克服库仑力而紧密地结合在一起 这种力称为核力 其特点为 1 核力是强相互作用力 在原子核的尺度内 核力比库仑力大得多 2 核力是短程力 作用范围在1 5 10 15m之内 3 核力具有饱和性 每个核子只跟相邻核子发生核力作用 2 核能 1 结合能 把构成原子核的结合在一起的核子分开所需要的能量 2 比结合能 定义 原子核的结合能与核子数之比称为比结合能 也叫平均结合能 性质 不同原子核的比结合能不同 原子核的比结合能越大 表示原子核中核子结合得越牢固 原子核越稳定 3 质量亏损 原子核的质量小于组成它的核子的质量之和 这个现象叫做质量亏损 4 核能与质量的关系 爱因斯坦质能方程为e mc2 若核反应中的质量亏损为 m 释放的核能 e mc2 5 核能的获得方法 重核的裂变和轻核的聚变 6 核能的计算方法 1 根据 e mc2计算核能时 质量亏损 m是质量不是质量数 其单位是 kg c的单位是 m s e的单位是 j 2 根据 e m 931 5mev计算核能时 因一原子质量单位 u 相当于931 5mev的能量 所以计算时 m的单位是 u e的单位是 mev 半衰期的理解和计算 2010 福建理综 14c测年法是利用14c衰变规律对古生物进行年代测定的方法 若以横坐标t表示时间 纵坐标m表示任意时刻14c的质量 m0为t 0时14c的质量 下面四幅图中能正确反映14c衰变规律的是 填选项前的字母 1 下列关于放射性现象的说法中正确的是 a 原子核发生 衰变时 生成核与原来的原子核相比 中子数减少了4b 原子核发生 衰变时 生成核与 粒子的总质量等于原来的原子核的质量c 原子核发生 衰变时 生成核的质量数比原来的原子核的质量数多1d 单质的铀238与化合物中的铀238的半衰期是相同的 解析 原子核发生 衰变时 生成核与原来的原子核相比 中子数减少2 a错误 生成核与 粒子的总质量小于原来的原子核的质量 b错误 原子核发生 衰变时 生成核的质量数与原来的原子核的质量数相同 c错误 放射性元素的半衰期由原子核的内部因素决定 跟元素的化学状态无关 所以单质的铀238与化合物中的铀238的半衰期是相同的 d正确 答案 d 核反应方程及其类型 2010 广东理综 关于核衰变和核反应的类型 下列表述正确的是 2 三个原子核核x y z x核放出一个正电子变为y核 y核与质子发生核反应后生成z核并放出一个氦 he 则下面说法正确的是 a x核比z核多一个质子b x核比z核少一个中子c x核的质量数比z核质量数大3d x核与z核的总电荷是y核电荷数的4倍 核能的计算 太阳的能量来源是轻核的聚变 太阳中存在的主要元素是氢 核聚变反应可以看做是4个氢核结合成1个氦核同时放出2个正电子 试写出核反应方程 并由表中数据计算出该聚变反应过程中释放的能量 取1u 1 6 10 26kg a 0 5 3 26mevb 3 26mevc 0 5na 3 26mevd na 3 26mev 关于半衰期的说法正确的是 a 同种放射性元素在化合物中的半衰期比单质中的长b 升高温度可以使半衰期缩短c 氡的半衰期为3 8天 若有4个氡原子核 经过7 6天就只剩下一个d 氡的半衰期为3 8天 4克氡原子核 经过7 6天就只剩下1克 错解 每经过3 8天就有半数的氡核发生衰变 经过两个半衰期即7 6天后 只剩下四分之一的氡 故选c d 正解 放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间是一种统计规律 半衰期对几个原子核来说是无意义的 上述解法忽视了这一事实 故错选了c 放射性元素衰变的快慢由原子核内部因素决定 跟原子所处的物理状态 如温度 压强 或化学状态 如单质 化合物 无关 故a b错误 考虑到半衰期是一种统计规律 对少数几个原子核衰变不适用 因此正确选项只有d 答案 d 十三 类比法 一 方法简介类比是由一种物理现象联想到另一种物理现象 并对两种物理现象进行比较 由已知物理现象的规律去推出另一种物理现象的规律 或解决另一种物理现象中的问