专题八碰撞与动量守恒近的物理初步

1、专题八碰撞与动量守恒近的物理初步第1页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日热点视角备考对策本专题考查的重点和热点：动量守恒定律及其应用；原子的能级跃迁；原子核的衰变规律；核反应方程的书写；质量亏损和核能的计算；三种射线的特点及应用；光电效应问题的规律及应用等.由于本专题涉及的知识点多,且与科技相关，题目新颖，但难度不大，因此，备考中应加强对基本概念和规律的理解，抓住动量守恒定律和原子核反应两条主线，注意综合题目的分析思路、强化典题的训练.第2页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日一、动量守恒定律1动量守恒的条件(1)系统_或系统所受_为零(2)系统所受的合外

2、力虽不为零，但比系统_小得多，可以忽略不计，如碰撞问题中的摩擦力，爆炸过程中的重力等(3)系统某一方向_或所受外力的_为零，或外力远小于_，则系统在该方向动量守恒2三种表达式(1)p_(2)m1v1m2v2_(3)p1_不受外力合外力内力不受外力矢量和内力pm1v1m2v2p2第3页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日3碰撞的种类及特点种类特点弹性碰撞非弹性碰撞完全非弹性碰撞(1)动量_ (2)碰撞前后总动能_(1)动量_(2)动能有_(1)碰后两物体合为一体(2)动量_(3)动能损失最_守恒相等守恒损失守恒大第4页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日轨道能

3、量一定频率第5页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日2氢原子能级能级图如图所示第6页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日3跃迁分析(1)自发跃迁：高能级低能级， _能量(2)受激跃迁：低能级高能级， _能量光照(吸收光子)：光子的能量等于能级差h _ 碰撞、加热等：只要入射粒子能量大于或等于能级差即可.E外 _ 大于电离能的光子可被吸收将原子_(3)一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射出光谱线条数：N_释放吸收EE电离第7页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日三、原子核的衰变、核能1原子核的衰变衰变类型衰变衰变衰变方程衰变实质衰变规

4、律_个质子和_ 个中子结合成一个整体射出1个中子转化为_和_ 221个质子1个电子2H2n _守恒、 _守恒电荷数质量数第8页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日2.核反应方程、核能(1)核反应方程遵循的规律： _守恒和_守恒(2)质能方程：一定的能量和一定的_相联系，物体的总能量和它的质量成_，即E _ (3)核能的计算根据爱因斯坦的质能方程，释放的核能E _ 根据1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV能量，释放的核能Em931.5 MeV.m的单位为原子质量单位电荷数质量数质量正比mc2mc2第9页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日四、光电效应及

5、其方程1光电效应的规律(1)任何一种金属都有一个_，入射光的频率必须_此频率，才能产生光电效应(2)光电子的最大初动能与入射光的_无关，只随入射光的频率增大而_(3)入射光照射到金属板上时，光电子的发射几乎是_的,一般不大于109 s.(4)当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的_成正比极限频率大于强度增大瞬时强度第10页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日2光电效应方程(1)表达式：h _ 或Ek _ (2)物理意义：金属中的电子吸收一个光子获得的能量是h,这些能量的一部分用来克服金属的_，剩下的表现为逸出后电子的_EkW0hW0逸出功最大初动能第11页，共5

6、4页，2022年，5月20日，1点42分，星期日热点一动量守恒定律的应用命题规律：动量守恒定律是近几年高考中的必考知识点，高考对此知识点的考查主要以计算题的形式出现，题目难度中等，考查的题目有以下几种情况： (1)考查两个物体相互作用或碰撞的动量守恒问题(2)考查三个物体相互作用的动量守恒问题(3)考查碰撞过程的动量守恒与机械能问题第12页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日 (2013高考新课标全国卷)如图，光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C.B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)设A以速度v0朝B运动，压缩弹簧；当A、 B速度相等时，B与C恰好相碰并

7、粘接在一起，然后继续运动假设B和C碰撞过程时间极短，求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中，(1)整个系统损失的机械能；(2)弹簧被压缩到最短时的弹性势能第13页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日第14页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日第15页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日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(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(5)对求解的结果加以分析、验证和说明第16页，共54页，2022年，

8、5月20日，1点42分，星期日拓展训练1(2013陕西西工大附中月考)如图所示，质量为M，半径为R的光滑半圆槽第一次被固定在光滑水平地面上，质量为m的小球，以某一初速度冲向半圆槽刚好可以到达顶端C.然后放开半圆槽，使其可以自由运动，小球又以同样的初速度冲向半圆槽,小球最高可以到达与圆心等高的B点，(g10 m/s2)试求：(1)半圆槽第一次被固定时，小球运动至C点后平抛运动的水平射程x？(2)小球质量与半圆槽质量的比值m/M为多少？第17页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日第18页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日答案：(1)2R(2)32第19页，共5

9、4页，2022年，5月20日，1点42分，星期日拓展训练2(2013甘肃诊断)如图所示，质量为M的平板小车静止在光滑的水平地面上，小车左端放一个质量为m的小木块，车的右端固定一个轻质弹簧现给木块一个水平向右的瞬时冲量I，木块便沿小车向右滑行，在与弹簧相碰后又沿原路返回，并且恰好能到达小车的左端试求：(1)木块返回到小车左端时小车的动能(2)弹簧获得的最大弹性势能第20页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日第21页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日第22页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日答案：见解析第23页，共54页，2022年，5月2

10、0日，1点42分，星期日热点二能级跃迁与光电效应命题规律：该知识点在近几年高考中频繁出现，题型为选择题或填空题分析近几年的高考试题，关于涉及该知识点的命题有以下特点：(1)考查氢原子结构和能级公式(2)考查光电效应、极限频率等概念第24页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日 (2013长安一中检测)如图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同颜色的光关于这些光下列说法正确的是()A由n4能级跃迁到n1能级产生的光子能量最大B由n2能级跃迁到n1能级产生的光子频率最小C这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光 D用n2能级跃迁到n1能

11、级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应AD第25页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日【解析】由n4能级跃迁到n1能级产生的光子能量E10.85(13.6)eV12.75 eV，为跃迁时产生光子能量的最大值，A正确由n4向n3能级跃迁时，产生的光子能量最小，频率也最小，B错这些氢原子跃迁时共可辐射出6种不同频率的光，C错从n2能级跃迁到n1能级辐射出的光子能量为10.2 eV，大于金属铂的逸出功(6.34 eV)，故能发生光电效应，D正确第26页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日第27页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，

12、星期日拓展训练3如图所示为氢原子能级图，可见光的光子能量范围约为1.62 eV3.11 eV.下列说法正确的是()A大量处在n3的高能级的氢原子向n3能级跃迁时，发出的光有一部分是可见光B大量处在n3能级的氢原子向n2能级跃迁时，发出的光是紫外线D第28页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日C大量处在n3能级的氢原子向n1能级跃迁时，发出的光都应具有显著的热效应D处在n3能级的氢原子吸收任意频率的紫外线光子都能发生电离第29页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日第30页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日第31页，共54页，2022年，5月

13、20日，1点42分，星期日热点三核反应和核能命题规律：对核反应及核能的考查在近几年高考中出现的频率较高，分析近几年的高考试题，关于涉及该知识点的命题有以下特点：(1)考查核反应方程的填写、有关半衰期的计算、有关核能的计算；(2)题型主要以选择题形式出现，难度较低，考查较细；(3)注意重视与现代科技相联系的题目第32页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日第33页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日第34页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日核反应中释放的核能，在无光子辐射的情况下，将转化为生成的新核和新粒子的动能，故在此情况下可应用动量守恒定

14、律和能量转化和守恒定律来计算核能第35页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日第36页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日第37页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日聚变放出减少3.11029第38页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日第39页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日动量守恒在核反应中的应用该类问题不单可以考查动量守恒定律，还可以综合考查核反应方程的书写及质能方程等，根据选考题命题“突出重点、兼顾面广、难度不大”的特点，预计核反应中的动量守恒将成为2014年高考的命题热点第40页，共54页，20

15、22年，5月20日，1点42分，星期日第41页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日第42页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日【答案】5.41 MeV第43页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日【特别提醒】在不考虑核反应中放出的光子动量和能量时反应前后动量守恒；反应前的动能与反应中放出的结合能之和等于反应后的总动能注意：在列动量守恒和能量守恒方程时，不考虑质量亏损，即用质量数表示其质量关系第44页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日第45页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日第46页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日第47页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日(1)请写出上述两个核反应的核反应方程式；第48页，共54页，2022年，5月20日，1点42分，星期日(2)如果在反应中释放出了能量介于10 eV12.9 eV范围内的光子，现用这些光去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法正确的是()A照射光中只有一种频率的光子被吸收B照射光中有三种频率的光子被