通用版2017高考物理二轮复习第1部分核心突破专题2能量动量和原子物理第3讲原子物理和动量课件

1、核心专题突破第一部分第一部分专题二能量、动量和原子物理专题二能量、动量和原子物理第第3 3讲原子物理和动量讲原子物理和动量栏目导航栏目导航2 2年考情回顾年考情回顾热点题型突破热点题型突破热点题源预测热点题源预测对点规范演练对点规范演练逐题对点特训逐题对点特训2 2年考情回顾年考情回顾设设问问方方式式光电光电效应问效应问题和粒题和粒子性子性例例(2016全国卷乙，全国卷乙，35(1)题题)(2015全国卷全国卷，35(1)题题)(2015全国卷全国卷，35(1)题题)核反核反应方程应方程和核能和核能例例(2016全国卷甲，全国卷甲，35(1)题题)(2016全国卷丙，全国卷丙，35(1)题题)

2、动量动量定理和定理和动量守动量守恒定律恒定律例例(2016全国卷全国卷，35(2)题题)(2016全国卷全国卷，35(2)题题)(2016全国卷全国卷，35(2)题题)(2015全国卷全国卷，35(2)题题)(2015全国卷全国卷，35(2)题题)审审题题要要点点对于动量定理和动量守恒问题，要审清相互作用过程，对于动量定理和动量守恒问题，要审清相互作用过程，正确分析冲量和动量的大小和方向，明确过程适用规正确分析冲量和动量的大小和方向，明确过程适用规律是动量守恒定律还是动量定理特别有关碰撞问题，律是动量守恒定律还是动量定理特别有关碰撞问题，一定要分清碰撞类型，选择相应规律，不要把非弹性一定要分清

3、碰撞类型，选择相应规律，不要把非弹性碰撞当成弹性碰撞来处理。碰撞当成弹性碰撞来处理。解解题题模模板板相互作用的研究对象相互作用的研究对象判断动量是否守恒判断动量是否守恒规定规定正方向正方向定初末状态的动量定初末状态的动量列动量守恒方程列动量守恒方程求解并讨论求解并讨论. 命题规律：命题规律： 动量定理是高考命题的热点，主要考查：动量定理是高考命题的热点，主要考查：(1)动量定理的应用；动量定理的应用；(2)动量定理结合其他知识动量定理结合其他知识的综合问题的综合问题热点题型突破热点题型突破题型一题型一动量定理及其应用动量定理及其应用 方法点拨：方法点拨： 1用动量定理解题的基本思路用动量定理解

4、题的基本思路 (1)确定研究对象：一般为单个物体确定研究对象：一般为单个物体 (2)进行受力分析：求每个力的冲量，再求合进行受力分析：求每个力的冲量，再求合冲量或先求合力，再求其冲量冲量或先求合力，再求其冲量 (3)分析过程找初、末状态：选取正方向，确分析过程找初、末状态：选取正方向，确定初、末状态的动量和各冲量的正负定初、末状态的动量和各冲量的正负 (4)列方程：根据动量定理列方程求解。列方程：根据动量定理列方程求解。 2对过程较复杂的运动，可分段用动量定对过程较复杂的运动，可分段用动量定理，也可整个过程用动量定理理，也可整个过程用动量定理 1. (2016全国卷乙全国卷乙)某游乐园入口旁有

5、一喷泉，喷出的水柱某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中为计算方便起的卡通玩具稳定地悬停在空中为计算方便起见，假设水柱从横截面积为见，假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度的喷口持续以速度v0竖直向上竖直向上喷出；玩具底部为平板喷出；玩具底部为平板(面积略大于面积略大于S)；水柱冲击到玩具底；水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开忽略空气阻力已知水的密度为匀散开忽略空气阻力已知水的密度为，重力加速度大，重力加速度大小为小为g.求求 (1)喷泉单位时间内喷出的水的质量；

6、喷泉单位时间内喷出的水的质量； (2)玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度 突破点拨突破点拨 (1)根据水的密度根据水的密度，喷口的横截面，喷口的横截面S和流速和流速v0求喷泉单位时求喷泉单位时间内喷出的水的质量间内喷出的水的质量 (2)水柱冲击玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水柱冲击玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开，取水平方向朝四周均匀散开，取t内的质量内的质量m.其竖直方向动其竖直方向动量改变怎么求量改变怎么求 (3)水柱冲击到玩具底板瞬间速度跟初速度水柱冲击到玩具底板瞬间速度跟初速度v0间的关系应依间的关系

7、应依据什么规律确定据什么规律确定 2. (2016北京卷北京卷)(1)动量定理可以表示为动量定理可以表示为pFt，其中动，其中动量量p和力和力F都是矢量在运用动量定理处理二维问题时，可都是矢量在运用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的以在相互垂直的x、y两个方向上分别研究例如，质量为两个方向上分别研究例如，质量为m的小球斜射到木板上，入射的角度是的小球斜射到木板上，入射的角度是，碰撞后弹出的角度，碰撞后弹出的角度也是也是，碰撞前后的速度大小都是，碰撞前后的速度大小都是v，如图甲所示碰撞过，如图甲所示碰撞过程中忽略小球所受重力程中忽略小球所受重力 a分别求出碰撞前后分别求出碰撞前后x、y方向

8、小球的动量变化方向小球的动量变化px、py； b分析说明小球对木板的作用力的方向分析说明小球对木板的作用力的方向 (2)激光束可以看作是粒子流，其中的粒子以相同的动量沿激光束可以看作是粒子流，其中的粒子以相同的动量沿光传播方向运动激光照射到物体上，在发生反射、折射光传播方向运动激光照射到物体上，在发生反射、折射和吸收现象的同时，也会对物体产生作用光镊效应就是和吸收现象的同时，也会对物体产生作用光镊效应就是一个实例，激光束可以像镊子一样抓住细胞等微小颗粒一个实例，激光束可以像镊子一样抓住细胞等微小颗粒 一束激光经一束激光经S点后被分成若干细光束，若不考虑光的反射和点后被分成若干细光束，若不考虑光

9、的反射和吸收，其中光束吸收，其中光束和和穿过介质小球的光路如图乙所穿过介质小球的光路如图乙所示图中示图中O点是介质小球的球心，入射时光束点是介质小球的球心，入射时光束和和与与SO的夹角均为的夹角均为，出射时光束均与，出射时光束均与SO平行请在下面两种情况平行请在下面两种情况下，分析说明两光束因折射对小球产生的合力的方向下，分析说明两光束因折射对小球产生的合力的方向 a光束光束和和强度相同；强度相同；b.光束光束比比强度大强度大 解析：解析：(1)(a)x方向的动量变化方向的动量变化 pxmvx2mvx1mvsin mvsin 0. y方向的动量变化方向的动量变化 pgmv2ymv1ymvcos

10、 (mvcos )2mvcos (b)根据动量定理根据动量定理pFt，物体受力的方向与动量变化的，物体受力的方向与动量变化的方向相同，小球在方向相同，小球在x方向动量变化为零，则不受力，在方向动量变化为零，则不受力，在y方向方向受到竖直向上的作用力，根据牛顿第二定律，小球对木板受到竖直向上的作用力，根据牛顿第二定律，小球对木板的作用力沿的作用力沿y轴方向轴方向 (2)(a)仅考虑光的折射，设仅考虑光的折射，设t时间内每束光穿过小球的粒子时间内每束光穿过小球的粒子数为数为n，每个粒子动量大小为，每个粒子动量大小为p；这些粒子进入小球前；这些粒子进入小球前SO方方向上的总动量向上的总动量p12np

11、cos 从小球出射时的总动量为从小球出射时的总动量为p22np p1、p2的方向均沿的方向均沿SO方向方向 根据动量定理根据动量定理Ftp2p12np(1cos )0 可知，小球对这些粒子的作用力可知，小球对这些粒子的作用力F的方向沿的方向沿SO向右；根据牛向右；根据牛顿第三定律，两光束对小球的合力的方向沿顿第三定律，两光束对小球的合力的方向沿SO向左向左 b建立如图所示的建立如图所示的Oxy直角坐标系直角坐标系 x方向：根据方向：根据(2)a同理可知，两光束对小球的作用力沿同理可知，两光束对小球的作用力沿x轴负轴负方向方向y方向：设方向：设t时间内，光束时间内，光束穿过小球的粒子数为穿过小球

12、的粒子数为n1，光束光束穿过小球的粒子数为穿过小球的粒子数为n2，n1n2. 这些粒子进入小球前的总动量为这些粒子进入小球前的总动量为p1y(n1n2)psin 从小球出射时的总动量为从小球出射时的总动量为p2y0 根据动量定理：根据动量定理：Fytp2yp1y(n1n2)psin 可知，小球对这些粒子的作用力可知，小球对这些粒子的作用力Fy的方向沿的方向沿y轴负方向，根轴负方向，根据牛顿第三定律，两光束对小球的作用力沿据牛顿第三定律，两光束对小球的作用力沿y轴正方向轴正方向 所以两光束对小球的合力的方向指向左上方所以两光束对小球的合力的方向指向左上方 1动量定理的正交分解式动量定理的正交分解

13、式 IxFxtmvxmvxIyFytmvymvy 2对于连续流体应用动量定理对于连续流体应用动量定理 (1)确定小段时间确定小段时间t的连续体为研究对象的连续体为研究对象 (2)写出写出t内的质量内的质量m与与t的关系式的关系式 (3)分析连续分析连续m的受力情况和动量变化的受力情况和动量变化 (4)用动量定理列方程用动量定理列方程 (5)求解求解 命题规律：命题规律： 动量守恒定律是高考常考的热点，高考多以动量守恒定律是高考常考的热点，高考多以计算题出现，难度中等。主要考查计算题出现，难度中等。主要考查(1)两个物两个物体或三个物体相互作用的动量守恒问题，体或三个物体相互作用的动量守恒问题，

14、(2)碰撞过程动量守恒与机械能问题结合碰撞过程动量守恒与机械能问题结合题型二题型二动量守恒定律的应用动量守恒定律的应用 方法点拨：方法点拨： 1动量守恒定律的解题步骤动量守恒定律的解题步骤 (1)明确研究对象，即系统的组成、研究过明确研究对象，即系统的组成、研究过程程 (2)分析受力，判断动量是否守恒分析受力，判断动量是否守恒 (3)定正方向：确定初、末状态的动量定正方向：确定初、末状态的动量 (4)列方程：求解或讨论列方程：求解或讨论 结论：结论： (1)当当m1m2时，时，v10，v2v1，碰撞后交，碰撞后交换了速度。换了速度。 (2)当当m1m2时，时，v10，v20，碰撞后都向前，碰撞

15、后都向前运动。运动。 (3)当当m1m2时，时，v10，碰撞后质量小，碰撞后质量小的球反弹。的球反弹。 突破点拨突破点拨 (1)两次碰撞时间极短，说明碰撞过程中动量两次碰撞时间极短，说明碰撞过程中动量守恒守恒 (2)根据第根据第1次碰后数据，可求次碰后数据，可求A碰前速度；根碰前速度；根据动能定理可求据动能定理可求A与水平轨道的动摩擦因数与水平轨道的动摩擦因数或克服摩擦力做的功，同理可求第或克服摩擦力做的功，同理可求第2次碰前次碰前B的速度的速度 【变式考法变式考法】 在上述题中，求两次碰撞中损失的机械能在上述题中，求两次碰撞中损失的机械能之比之比 2. (2015全国卷全国卷)如图，在足够长

16、的光滑水平面上，物体如图，在足够长的光滑水平面上，物体A、B、C位于同一直线上，位于同一直线上，A位于位于B、C之间之间A的质量为的质量为m，B、C的质量都为的质量都为M，三者均处于静止状态现使，三者均处于静止状态现使A以某一速度以某一速度向右运动，求向右运动，求m和和M之间应满足什么条件，才能使之间应满足什么条件，才能使A只与只与B、C各发生一次碰撞，设物体间的碰撞都是弹性的各发生一次碰撞，设物体间的碰撞都是弹性的 利用动量和能量观点解题的技巧利用动量和能量观点解题的技巧 (1)若研究对象为一个系统，应优先考虑应用若研究对象为一个系统，应优先考虑应用动量守恒定律和能量守恒定律动量守恒定律和能

17、量守恒定律 (2)动量守恒定律和能量守恒定律都只考查一动量守恒定律和能量守恒定律都只考查一个物理过程的初、末两个状态，对过程的细个物理过程的初、末两个状态，对过程的细节不予追究节不予追究 (3)注意挖掘隐含条件，根据选取的对象和过注意挖掘隐含条件，根据选取的对象和过程判断动量和能量是否守恒程判断动量和能量是否守恒题型三题型三光电效应光电效应能级跃迁能级跃迁 命题规律：命题规律： 光电效应和能级跃迁是高考命题的两个热点，光电效应和能级跃迁是高考命题的两个热点，题型多为选择题或填空题主要考查：题型多为选择题或填空题主要考查：(1)光光电效应规律及光电效应方程的应用；电效应规律及光电效应方程的应用；

18、(2)氢原氢原子的能级公式及跃迁规律子的能级公式及跃迁规律 方法点拨：方法点拨： 1处理光电效应问题的两条线索处理光电效应问题的两条线索 一是光的频率，二是光的强度，两条线索对一是光的频率，二是光的强度，两条线索对应的关系是：应的关系是： (1)光强光强光子数目多光子数目多发射光电子数多发射光电子数多光光电流大电流大 (2)光子频率高光子频率高光子能量大光子能量大产生光电子的产生光电子的最大初动能大最大初动能大2光电效应的两个图象光电效应的两个图象(1)Ek曲线曲线如图甲所示的是光电子最大初动能如图甲所示的是光电子最大初动能Ek随入射光频率随入射光频率的变化曲线由的变化曲线由EkhW0可知，横

19、轴上的截距是金属的截止频率或极限频率，纵轴上的截距是金属的可知，横轴上的截距是金属的截止频率或极限频率，纵轴上的截距是金属的逸出功的负值，斜率为普朗克常量逸出功的负值，斜率为普朗克常量(2)IU曲线曲线如图乙所示的是光电流强度如图乙所示的是光电流强度I随光电管两极板间电压随光电管两极板间电压U的变化曲线，图中的变化曲线，图中Im为饱为饱和光电流，和光电流，Uc为遏止电压为遏止电压32 突破点拨突破点拨 (1)要明确氢原子处于要明确氢原子处于n3的激发态在跃迁过的激发态在跃迁过程中，可发出程中，可发出_种频率的光种频率的光 (2)由能级示意图可计算发出各种光子的由能级示意图可计算发出各种光子的_

20、 【变式考法变式考法】 在上述题中，求电子从金属钠在上述题中，求电子从金属钠表面逸出时所需的最小能量是多少表面逸出时所需的最小能量是多少 解析：解析：“逸出功为逸出功为2.49 eV”表明使金属钠发表明使金属钠发生光电效应的光子的最小能量，即电子从金生光电效应的光子的最小能量，即电子从金属钠表面逸出时所需的最小能量为属钠表面逸出时所需的最小能量为2.49 eV 2(2015南昌模拟南昌模拟)如图甲所示是用光照射某种金属时逸出如图甲所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横直线与横轴的交点的横坐标为轴的交点的横坐标为

21、4.27，与纵轴的交点的纵坐标为，与纵轴的交点的纵坐标为0.5)，图乙是氢原子的能级图，下列说法正确的是图乙是氢原子的能级图，下列说法正确的是_.(填正填正确答案标号确答案标号)ABD A该金属的极限频率为该金属的极限频率为4.271014Hz B根据该图线能求出普朗克常量根据该图线能求出普朗克常量 C该金属的逸出功为该金属的逸出功为0.5 eV D用用n3能级的氢原子跃迁到能级的氢原子跃迁到n2能级时所辐射的光照射能级时所辐射的光照射该金属能使该金属发生光电效应该金属能使该金属发生光电效应 E用频率用频率5.51014 Hz的光照射该金属时，该金属发出的光照射该金属时，该金属发出的光电子去激

22、发处于的光电子去激发处于n2能级的氢原子，可能使氢原子跃能级的氢原子，可能使氢原子跃迁到迁到n3能级能级解析：解析：(1)根据爱因斯坦光电效应方程根据爱因斯坦光电效应方程EkhW0可知，可知，Ek图象在横图象在横轴上的截距等于该金属发生光电效应的极限频率轴上的截距等于该金属发生光电效应的极限频率0，由图甲知该金属的，由图甲知该金属的极限频率极限频率04.271014 Hz，该金属的逸出功，该金属的逸出功W0h06.6310344.271014 J2.831019 J1.77 eV，选项，选项A正确，正确，C错误；根据错误；根据光电效应方程光电效应方程EkhW0可知图线的斜率表示普朗克常量，根据

23、该图可知图线的斜率表示普朗克常量，根据该图线可求出普朗克常量，选项线可求出普朗克常量，选项B正确；氢原子从正确；氢原子从n3能级跃迁到能级跃迁到n2能级能级释放的光子具有的能量释放的光子具有的能量E1.89 eV，这个能量大于该金属的逸出功，这个能量大于该金属的逸出功W01.77 eV，选项，选项D正确；用频率正确；用频率5.51014 Hz的光照射该金属时，该金的光照射该金属时，该金属发生光电效应释放出来的光电子的最大初动能为属发生光电效应释放出来的光电子的最大初动能为Ek0.5 eV，用该金，用该金属发出的光电子去激发属发出的光电子去激发n2能级的氢原子，不能使氢原子跃迁到能级的氢原子，不

24、能使氢原子跃迁到n3能能级，选项级，选项E错误错误 利用光电效应分析问题，应把握的三个关系利用光电效应分析问题，应把握的三个关系 (1)爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦光电效应方程EkhW0. (2)光电子的最大初动能光电子的最大初动能Ek可以利用光电管用实验的可以利用光电管用实验的方法测得，即方法测得，即EkeUc，其中，其中Uc是遏止电压是遏止电压 (3)光电效应方程中的光电效应方程中的W0为逸出功，它与金属的极为逸出功，它与金属的极限频率限频率c的关系是的关系是W0hc.题型四题型四核反应和核能核反应和核能 命题规律：命题规律： 核反应及核能在近几年高考出现的频率较高，核反应及核能在近几年高

25、考出现的频率较高，主要考查：主要考查：(1)三种射线的特征和核反应方程三种射线的特征和核反应方程的书写的书写(2)半衰期的计算和核反应释放核能半衰期的计算和核反应释放核能的计算的计算(3)对结合能及质能方程的理解和应对结合能及质能方程的理解和应用用大于大于 突破点拨突破点拨 解答本题时应明确以下三点：解答本题时应明确以下三点：(1)核反应方程核反应方程中，质量数与电荷数中，质量数与电荷数_ (2)明确质量亏损明确质量亏损m的计算方法的计算方法 (3)核反应释放的能量：核反应释放的能量：QE_，即即Q与与m成成_ 【变式考法变式考法】 (1)计算上述题计算上述题1中中Q1，Q2的大的大小小(1原

26、子质量单位原子质量单位u相当于相当于931.5 MeV能量能量) 解析：解析：经过计算经过计算m10.002 1u，m20.005 3 u， Q10.002 1931.5 MeV1.956 MeV Q20.005 3931.5 MeV4.937 MeV 答案：答案：1.965 MeV4.937 MeVABE 常见的射线和核反应类型常见的射线和核反应类型 1射线，射线，射线，射线，射线之间的区别射线之间的区别 2核反应的四种类型核反应的四种类型动量守恒定律在核反应中的应用动量守恒定律在核反应中的应用热点题源预测热点题源预测考考向向预预测测动量守恒定律在核反应中的应用，可以综合核反应方程的书写，质动量守恒定律在核反应中的应用，可以综合核反应方