高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題六 第13講 動(dòng)量守恒定律　原子結(jié)構(gòu)和原子核課件.ppt

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第13講動(dòng)量守恒定律原子結(jié)構(gòu)和原子核 1 2014 浙江自選模塊 14 1 3分 如圖1所示 甲木塊的質(zhì)量為m1 以v的速度沿光滑水平地面向前運(yùn)動(dòng) 正前方有一靜止的 質(zhì)量為m2的乙木塊 乙上連有一輕質(zhì)彈簧 甲木塊與彈簧連接后 圖1 A 甲木塊的動(dòng)量守恒B 乙木塊的動(dòng)量守恒C 甲 乙兩木塊所組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒D 甲 乙兩木塊所組成系統(tǒng)的動(dòng)能守恒 2 7分 玻爾氫原子模型成功解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律 氫原子能級(jí)圖如圖2所示 當(dāng)氫原子從n 4的能級(jí)躍遷到n 2的能級(jí)時(shí) 輻射出頻率為 Hz的光子 用該頻率的光照射逸出功為2 25eV的鉀表面 產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為 eV 電子電量e 1 60 10 19C 普朗克常量h 6 63 10 34J s 圖2 答案 1 C 2 6 2 10140 30 2 2015 浙江自選模塊 14 1 4分 單選 以下說法正確的是 A 所有原子核中的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)都相等B 在核反應(yīng)中 質(zhì)量數(shù)守恒 電荷數(shù)守恒C 氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)能輻射出 射線D 只要光照射金屬電極的時(shí)間足夠長 就能發(fā)生光電效應(yīng) 2 6分 一輛質(zhì)量m1 3 0 103kg的小貨車因故障停在車道上 后面一輛質(zhì)量m2 1 5 103kg的轎車來不及剎車 直接撞入貨車尾部失去動(dòng)力 相撞后兩車一起沿轎車運(yùn)動(dòng)方向滑行了s 6 75m停下 已知車輪與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0 6 求碰撞前轎車的速度大小 重力加速度取g 10m s2 答案 1 B 2 27m s 3 2015 新課標(biāo)全國卷 35 1 5分 在某次光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中 得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率 的關(guān)系如圖3所示 若該直線的斜率和截距分別為k和b 電子電荷量的絕對(duì)值為e 則普朗克常量可表示為 所用材料的逸出功可表示為 圖3 2 10分 如圖4 在足夠長的光滑水平面上 物體A B C位于同一直線上 A位于B C之間 A的質(zhì)量為m B C的質(zhì)量都為M 三者均處于靜止?fàn)顟B(tài) 現(xiàn)使A以某一速度向右運(yùn)動(dòng) 求m和M之間應(yīng)滿足什么條件 才能使A只與B C各發(fā)生一次碰撞 設(shè)物體間的碰撞都是彈性的 圖4 4 2015 新課標(biāo)全國卷 35 1 5分 實(shí)物粒子和光都具有波粒二象性 下列事實(shí)中突出體現(xiàn)波動(dòng)性的是 填正確答案標(biāo)號(hào) 選對(duì)1個(gè)得2分 選對(duì)2個(gè)得4分 選對(duì)3個(gè)得5分 每選錯(cuò)1個(gè)扣3分 最低得分為0分 A 電子束通過雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣B 射線在云室中穿過會(huì)留下清晰的徑跡C 人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)D 人們利用電子顯微鏡觀測(cè)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)E 光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中 光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān) 與入射光的強(qiáng)度無關(guān) 2 10分 兩滑塊a b沿水平面上同一條直線運(yùn)動(dòng) 并發(fā)生碰撞 碰撞后兩者粘在一起運(yùn)動(dòng) 經(jīng)過一段時(shí)間后 從光滑路段進(jìn)入粗糙路段 兩者的位置x隨時(shí)間t變化的圖象如圖5所示 求 圖5 滑塊a b的質(zhì)量之比 整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中 兩滑塊克服摩擦力做的功與因碰撞而損失的機(jī)械能之比 解析 1 電子束通過雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣 可以說明電子是一種波 故A正確 射線在云室中穿過會(huì)留下清晰的徑跡 可以說明 射線是一種粒子 故B錯(cuò)誤 人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu) 中子衍射說明中子是一種波 故C正確 人們利用電子顯微鏡觀測(cè)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu) 利用了電子束的衍涉現(xiàn)象 說明電子束是一種波 故D正確 光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中 光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān) 與入射光的強(qiáng)度無關(guān) 說明光是一種粒子 故E錯(cuò)誤 答案 1 ACD 2 1 8 1 2 從2015年試卷來看 本專題考查的題型由兩小題組成 一個(gè)是選擇題 另一個(gè)是計(jì)算題 從知識(shí)內(nèi)容上看 選擇題考查的是 玻爾理論 光電效應(yīng) 核反應(yīng)及原子核的組成 計(jì)算題為動(dòng)量守恒定律與牛頓運(yùn)動(dòng)定律相結(jié)合的題目 知識(shí)熱點(diǎn)動(dòng)量 動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用 原子的能級(jí)躍遷 原子核的衰變規(guī)律 核反應(yīng)方程 光電效應(yīng)等 考向一原子核知識(shí)與動(dòng)量守恒定律的組合 核心知識(shí) 1 2 動(dòng)量守恒定律 1 條件 系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的矢量和為零 2 表達(dá)式 m1v1 m2v2 m1v1 m2v2 1 1 單選 我國礦泉水資源十分豐富 但其中也有不少水源受到天然或人工的放射性污染 據(jù)有關(guān)部門檢測(cè) 有些盲目開發(fā)的礦泉水 其氡濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超標(biāo) 如果長期飲用這種礦泉水就會(huì)有害健康 含有氡元素的物質(zhì)溶解在礦泉水中是氡濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超標(biāo)的原因之一 而氡會(huì)發(fā)生放射性衰變 放出 射線 這些射線會(huì)導(dǎo)致人體細(xì)胞發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾病 下列說法正確的是 A 在高溫下氡的半衰期會(huì)變小B 氡元素發(fā)生 衰變時(shí)會(huì)發(fā)生質(zhì)量虧損C 射線一般伴隨著 或 射線產(chǎn)生 在這三種射線中 射線的穿透能力最強(qiáng) 電離能力也最強(qiáng)D 醫(yī)院常用 射線來對(duì)注射區(qū)消毒 2 如圖6所示 在光滑水平地面上 有一質(zhì)量m1 4 0kg的平板小車 小車的右端有一固定的豎直擋板 擋板上固定一輕質(zhì)細(xì)彈簧 位于小車上A點(diǎn)處的質(zhì)量為m2 1 0kg的木塊 視為質(zhì)點(diǎn) 與彈簧的左端相接觸但不連接 此時(shí)彈簧與木塊間無相互作用力 木塊與A點(diǎn)左側(cè)的車面之間有摩擦 與A點(diǎn)右側(cè)的車面之間的摩擦可忽略不計(jì) 現(xiàn)小車與木塊一起以v0 2 0m s的初速度向右運(yùn)動(dòng) 小車將與其右側(cè)的豎直墻壁發(fā)生碰撞 已知碰撞時(shí)間極短 碰撞后小車以v1 1 0m s的速度水平向左運(yùn)動(dòng) 取g 10m s2 若彈簧始終處于彈性限度內(nèi) 求小車碰撞后與木塊相對(duì)靜止時(shí)的速度大小和彈簧的最大彈性勢(shì)能 圖6 解析 1 半衰期與外界因素?zé)o關(guān) 由原子核內(nèi)部自身的因素決定 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 原子核發(fā)生 衰變時(shí)會(huì)放出 射線 會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量虧損 選項(xiàng)B正確 射線一般伴隨著 或 射線產(chǎn)生 在這三種射線中 射線的穿透能力最強(qiáng) 電離能力最弱 選項(xiàng)C錯(cuò)誤 醫(yī)院對(duì)醫(yī)院里的污染區(qū) 注射區(qū)常用紫外線來消毒 而不是用 射線來消毒 選項(xiàng)D錯(cuò)誤 答案 1 B 2 0 4m s3 6J 2 1 單選 以下有關(guān)近代物理內(nèi)容的若干敘述正確的是 A 紫外線照射到鋅板表面時(shí)能夠發(fā)生光電效應(yīng) 當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時(shí) 從鋅板表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能也隨之增大B 比結(jié)合能越大 表示原子核中核子結(jié)合得越牢固 原子核越穩(wěn)定C 重核的裂變過程質(zhì)量增加 輕核的聚變過程質(zhì)量虧損D 根據(jù)玻爾理論 氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí) 要釋放一定頻率的光子 同時(shí)電子的動(dòng)能增大 電勢(shì)能也增大 2 如圖7所示 光滑水平地面上停放著甲 乙兩輛質(zhì)量相同的平板車 一根輕繩跨過乙車的定滑輪 不計(jì)定滑輪的質(zhì)量和摩擦 繩的一端與甲車相連 另一端被甲車上的人拉在手中 已知每輛車和人的質(zhì)量均為30kg 兩車間的距離足夠遠(yuǎn) 現(xiàn)在人用力拉繩 兩車開始相向運(yùn)動(dòng) 人與甲車保持相對(duì)靜止 當(dāng)乙車的速度為0 5m s時(shí) 停止拉繩 求人在拉繩過程中做了多少功 圖7 解析 1 根據(jù)光電效應(yīng)方程得光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比 與入射光的強(qiáng)度無關(guān) A錯(cuò)誤 比結(jié)合能越大 原子越牢固 B正確 重核裂變和輕核聚變都放出能量 根據(jù)質(zhì)能方程知都發(fā)生了質(zhì)量虧損 C錯(cuò)誤 氫原子從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)放出一定頻率的光子 總能量減小 但離核越近動(dòng)能越大 電勢(shì)能越小 D錯(cuò)誤 答案 1 B 2 5 625J 應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解題的步驟 1 選取研究系統(tǒng)和研究過程 2 分析系統(tǒng)的受力情況 判斷系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒 系統(tǒng)不受外力或所受合外力的矢量和為零時(shí) 系統(tǒng)動(dòng)量守恒 系統(tǒng)所受內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力時(shí) 可認(rèn)為系統(tǒng)動(dòng)量守恒 系統(tǒng)在某一方向上不受外力或所受合外力的矢量和為零 在該方向上系統(tǒng)動(dòng)量守恒 3 規(guī)定正方向 確定系統(tǒng)的初 末狀態(tài)的動(dòng)量的大小和方向 4 根據(jù)動(dòng)量守恒定律列方程求解 核心知識(shí) 考向二氫原子能級(jí) 光電效應(yīng)與動(dòng)量守恒定律的組合 3 用圖象表示光電效應(yīng)方程 極限頻率 圖線與 軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo) 0 逸出功 圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的值W0 E 普朗克常量 圖線的斜率k h 圖8 1 1 多選 2015 浙江嘉興一模 如果在反應(yīng)中釋放出了能量介于10eV 12 9eV范圍內(nèi)的光子 現(xiàn)用這些光子去照射一群處于基態(tài)的氫原子 能級(jí)示意圖如圖9 則下列說法正確的是 圖9 A 照射光中只有一種頻率的光子被吸收B 照射光中有三種頻率的光子被吸收C 被照射過的氫原子能發(fā)射出三種不同波長的光D 被照射過的氫原子能發(fā)射出六種不同波長的光 2 如圖10所示 木塊A的質(zhì)量為m1 足夠長的木板B的質(zhì)量為m2 質(zhì)量為m3的物體C與B靜止在光滑水平地面上 現(xiàn)A以速率v0向右運(yùn)動(dòng) 與B碰后以速率v1向左彈回 碰撞時(shí)間極短 已知B與C間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 試求 圖10 木板B的最大速度 物體C的最大速度 2 1 單選 如圖11甲所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖線 直線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為4 27 與縱軸的交點(diǎn)的縱坐標(biāo)為0 5 圖乙是氫原子的能級(jí)圖 下列說法正確的是 圖11 A 該金屬的極限頻率為4 5 1014HzB 根據(jù)該圖線不能求出普朗克常量C 該金屬的逸出功為0 5eVD 用n 3能級(jí)的氫原子躍遷到n 2能級(jí)時(shí)所輻射的光照射該金屬能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) 2 如圖12所示 在光滑的水平面上 靜止的物體B側(cè)面固定一個(gè)輕彈簧 物體A以速度v0沿水平方向向右運(yùn)動(dòng) 通過彈簧與物體B發(fā)生作用 兩物體的質(zhì)量均為m 圖12 求它們相互作用過程中彈簧獲得的最大彈性勢(shì)能Ep 解析 1 根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek h W0可知 Ek 圖象在橫軸上的截距等于該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率 0 由圖甲知該金屬的極限頻率 0 4 27 1014Hz 該金屬的逸出功W0 h 0 6 63 10 34 4 27 1014J 2 83 10 19J 1 77eV 選項(xiàng)A C錯(cuò)誤 根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek h W0可知圖線的斜率表示普朗克常量 根據(jù)該圖線可求出普朗克常量 選項(xiàng)B錯(cuò)誤 氫原子從n 3能級(jí)躍遷到n 2能級(jí)釋放的光子所具有的能量E 1 89eV 這個(gè)能量大于該金屬的逸出功W0 1 77eV 選項(xiàng)D正確 3 1 多選 如圖13所示為氫原子能級(jí)示意圖的一部分 則下列說法正確的是 圖13 A 電子的軌道半徑越小 對(duì)應(yīng)氫原子能量越小B 從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí) 氫原子要向外放出能量 電勢(shì)能減少C 大量處于n 4能級(jí)的氫原子躍遷時(shí)最多能輻射3種頻率的光D 用11 2eV的光子照射 氫原子能從n 1能級(jí)躍遷到n 2能級(jí) 2 光滑水平面上有三個(gè)物塊A B和C位于同一直線上 如圖14所示 B的質(zhì)量為m A C的質(zhì)量都為3m 開始時(shí)三個(gè)物塊都靜止 讓B獲得向右的初速度v0 先與C發(fā)生彈性碰撞 然后B又與A發(fā)生碰撞并粘在一起 求B在前 后兩次碰撞后的速度分別是多少 圖14 高頻考點(diǎn)十四核反應(yīng)和核能與動(dòng)量 能量的組合 5 掌握核反應(yīng)方程中的守恒 質(zhì)量數(shù)守恒 電荷數(shù)守恒 6 核能的計(jì)算方法 根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程 用核反應(yīng)的質(zhì)量虧損的千克數(shù)乘以真空中光速c的平方 即 E mc2 J 根據(jù)1原子質(zhì)量單位 u 相當(dāng)于931 5兆電子伏 MeV 能量 用核反應(yīng)的質(zhì)量虧損的原子質(zhì)量單位數(shù)乘以931 5MeV 即 E m 931 5 MeV 如果核反應(yīng)時(shí)釋放的核能是以動(dòng)能形式呈現(xiàn) 則核反應(yīng)過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量即為釋放的核能 2 動(dòng)量和能量綜合應(yīng)用的關(guān)鍵 1 弄清有幾個(gè)物體參與運(yùn)動(dòng) 并劃分清楚物體的運(yùn)動(dòng)過程 2 進(jìn)行正確的受力分析 明確各過程的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn) 2 6分 如圖15所示 質(zhì)量mB 2kg的平板車B上表面水平 開始時(shí)靜止在光滑水平面上 在平板車左端靜止著一塊質(zhì)量mA 2kg的物塊A 一顆質(zhì)量m0 0 01kg的子彈以v0 600m s的水平初速度瞬間射穿A后 速度變?yōu)関 200m s 已知A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)不為零 且A與B最終達(dá)到相對(duì)靜止 則整個(gè)過程中A B組成的系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量為多少 圖15 解析 1 根據(jù)核反應(yīng)中的質(zhì)量數(shù)守恒可知 a b的質(zhì)量數(shù)應(yīng)為235 1 2 234 質(zhì)子數(shù)應(yīng)為92 A項(xiàng)中的質(zhì)量數(shù)為140 93 233 B項(xiàng)中質(zhì)量數(shù)是141 92 233 C項(xiàng)中質(zhì)量數(shù)為141 93 234 質(zhì)子數(shù)為56 38 94 D項(xiàng)中質(zhì)量數(shù)為140 94 234 質(zhì)子數(shù)為54 38 92 綜上可知 答案為D 答案 1 D 4分 2 2J 1 4分 單選 質(zhì)子 中子和氘核的質(zhì)量分別為m1 m2和m3 當(dāng)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核時(shí) 釋放的能量是 c表示真空中的光速 A m1 m2 m3 cB m1 m2 m3 cC m1 m2 m3 c2D m1 m2 m3 c2 2 6分 在光滑的水平面上 質(zhì)量為m1的小球A以速率v0向右運(yùn)動(dòng) 在小球的前方O點(diǎn)處有一質(zhì)量為m2的小球B處于靜止?fàn)顟B(tài) 如圖16所示 小球A與小球B發(fā)生正碰后小球A B均向右運(yùn)動(dòng) 小球B被Q點(diǎn)處的墻壁彈回后與小球A在P點(diǎn)相遇 PQ 2PO 假設(shè)小球間的碰撞及小球與墻壁之間的碰撞都是彈性的且碰撞時(shí)間極短 求兩小球質(zhì)量之比m1 m2 圖16 答案 1 C 4分 2 5 3