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1、专题九动量原子物理(选修3 5)第 1 课时动量守恒定律及应用知识规律整合基础回扣1动量是矢量,其方向与_ 的方向相同。2动量的变化是物体的末动量与初动量的_差,表达式为p p末p初 ,动量变化的方向与_的方向相同,也就是与加速度方向相同,即与物体所受 _ 的方向相同。 矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。3动量守恒定律( 1)内容:如果一个系统不受外力,或者所受外力的_为零,这个系统的总动量保持不变。 聞創沟燴鐺險爱氇谴净。( 2)表达式: m1v1 + m2 v2 m1 v1m2 v2 ;或 pp (系统相互作用总前动量p 等于相互作用后总动量p );或p 0(系统总动量的增量为零);或p1p2(相互作

2、用两个物体组成的系统,两物体动量增量_ );( 3)守恒条件系统不受外力或系统虽受外力但所受外力的_系统合外力不为零,但在某一方向上系统_ ,则在该方向上系统动量守恒系统虽受外力,但外力远小于内力且作用时间极短,如碰撞、爆炸过程。4弹性碰撞与非弹性碰撞碰撞过程遵从_ 定律,如果碰撞过程中机械能也守恒,这样的碰撞叫做 _ 碰撞;如果碰撞过程中机械能不守恒,这样的碰撞叫做非弹性碰撞。 残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。5爆炸与碰撞问题的共同特点是相互作用力为变力且_ ,内力远远大于系统所受外力,均可用动量守恒定律处理。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。6碰撞问题同时遵守的三条原则是:系统动量守恒原则物理情景可行性原则:速

3、度要符合物理情景,如果碰撞前两物体同向运动,则后面的物体速度必_ 前面物体的速度,即v后v前 ,否则无法实现碰撞,碰撞后,原来在前的物体的速度一定增大,且原来在前的物体速度大于或等于原来在用心爱心专心后的物体的速度,则v前v后 ,否则碰撞没有结束。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。如果碰前两物体是相向运动,则碰后,两物体的运动方向不可能_,除非两物体碰撞后速度为零。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。不违背 _守恒原则碰撞过程满足 EkEk22222212121m1v11p1p2p1p2或即 2 m1v12 m2 v222 m2v22m12m22m12m2思路和方法1系统化思维方法,就是根据众多的已知要素、事实、按照一

4、定的联系方式,将其部分连接成整体的方法。( 1)对多个物理过程进行整体思维, 即把几个过程合为一个过程来处理,如用动量守恒定律解决比较复杂的运动( 2)对多个研究对象进行整体思维, 即把两个或两个以上的独立物体合为整体进行考虑,如应用动量守恒定律时,就是把多个物体看成整体(或系统)厦礴恳蹒骈時盡继價骚。2运用动量守恒定律的步骤:( 1)确定研究对象(系统) ;( 2)做好受力分析,判断是否守恒;( 3)确定守恒过程;( 4)选取正方向,明确初、末状态;( 5)列议程求解自测自查1下列说法中,违反动量守恒定律的是A 两上运动物体A 和 B 相碰后合为一体,A 减少的动量等于B 增加的动量B 质量

5、相等的两上物体,以相同的速率相向运动,做正碰后以原来的速率分开C质量不等的两个物体,以相同的速率相向运动,做正碰后以某一相同速率向同一方向运动D 质量不等的两个物体,以相同的速率相向运动,做正碰后各以原来的速率分开2如图 9 11 所示, A 、 B 两物体质量之比mA : mB 3 : 2,原来静止在平板小车C 上, A 、 B 间有一根被压缩的弹簧,地面光滑,当弹簧突然释放后,则茕桢广鳓鯡选块网羈泪。A 若 A 、B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同,A 、 B 组成的系统的动量守恒B 若 A 、 B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同,A 、 B 、 C 组成的系统的动量守恒C若 A 、

6、B 所受的摩擦力大小相等,A 、B 、 C 组成的系统的动量守恒D 若 A 、B 所受的摩擦力大小相等,A 、 B 、C 组成的系统的动量守恒用心爱心专心3( 2008海南 19( 2)一置于桌面上质量为M 的玩具炮,水平发射质量为m 的炮弹,炮可在水平方向自由移动,当炮身上未放置其他重物时,炮弹可击中水平地面上的目标A ;当炮身上固定一质量为M o 的重物时,在原发射位置沿同一方向发射的炮弹可击中水平地面上的目标B,炮口离水平地面的高度为h ,如果两次发射时“火药”提供的机械能相等,求B、A 两目标与炮弹发射点之间的水平距离之比。 鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。重点热点透析题型 1动量守恒定律的理解

7、及应用例 1( 2008山东调研)如图9 12 所示,木板的A 质量 mA 1kg ,足够长的木板 B 的质量 mB 4kg ,质量为 mC 2kg 的林块 C 置于木板 B 上,水平面光滑,B、 C 之间有摩擦,现使 A 以 v10m / s 的初速度向右运动,与B 碰撞后以4m/s 速度弹回,求: 籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。( 1) B 运动过程中的最大速度;( 2) C 运动过程中的最大速度;规律总结1因为动量是矢量,所以动量守恒定律的表达式是矢量式,在作用前后动量都在一条直线上时,选取正方向,将矢量运算简化为代数运动。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。2速度 v 与参考系的选取有关,因此相互作用的物体

8、的速度v1 、 v2 、 v1 、 v2 必须都相对同一参考系,通常相对地面而言。3对于多个物体或多运动过程问题的处理, 应根据需要划分不同的运动过程, 或者选取不同的物体为系统, 看是否满足动量守恒的条件, 应用动量守恒定律解决问题。 渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。强化练习1( 2008泰安模拟)质量为m11.0kg 和 m2 (质量未知)的两个物体在光滑的水平面上正碰,碰撞时间不计,其xt (位移时间)图象如图9 1 3 所示,试通过计算回答下列问题:铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。( 1) m2 等于多少千克?( 2)质量为 m1 的物体在碰撞过程中动量变化量是多少?( 3)碰撞过程是弹性碰撞还是非弹性碰

9、撞?题型 2动量与能量的结合例 2 ( 2008太原模拟)(14 分)如图 9 1 4 所示, O 为一水平轴,用心爱心专心轴上系一长 l 0.6m 的细绳,细绳的下端系一质量m=1.0kg 的小球(可视为质点),原来处于静止状态,球与平台的B 点接触但对平台无压力,平台高h 0.80m,一质量 M 2.0kg 的小球沿平台自左向右运动到B 处与小球m 发生正碰,碰后小球m 在绳的约束下做圆周运动,经最高点A 点,绳上的拉力恰好等于摆球的重力,而 M 落在水平地面上的 C 点,其水平位移为 s1.2m ,求质量为 M 的小球与 m 碰撞前的速度。 (取 g=10 m/s2) 擁締凤袜备訊顎轮烂

10、蔷。满分展示,名师教你如何得分贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。解析M 与 m 碰撞前后Mv0mv1Mv 2( 4 分)M 离开平台后h1 gt 2(1 分)2sv2t(1 分)m 从 B 到 A 的过程中mg 2l1 mvA21 mv12(4分)m 在 A 点时222mg m vA2(2分)l由联立解得v06m / s答案: 6m / s规律总结机械能守恒定律和动量守恒定律研究的都是系统相互作用过程中满足的规律,不同之处是各自的守恒条件不同, 要根据题设的物理情景和物理过程, 确定满足的物理规律,机械能守恒为标量式,但势能可能出现负值;动量守恒为矢量式,选取正方向后列代数式。坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。强化练

11、习2( 2008汕尾模拟)如图91 5 所示,长为L 的细绳竖起悬挂着一质量为2 m 的小球 A ( Lr , r 为小球半径) ,恰好紧挨着放置在水平面上质量为 m 的物块 B,现保挂细绳绷直,把小球向左上方拉至细胞与竖起方向 60o 的位置,然后释放小球,小球到达最低点时恰好与物块发生碰撞,而后小球向右摆动的最大高度为L/8 ,物块则向右滑动了L 的距离而静止,求物块与水平面间的动摩擦因数。蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。用心爱心专心题型 3 动量与原子物理的结合例 3 ( 2008潍坊模拟)关于“原子核组成”的研究,经历了一些重要阶段,其中:( 1)1919 年,卢瑟福用粒子轰击氮核从而发现了质子

12、,其核反应方程为_( 2) 1919 年,查德威克用一种中性粒子流轰击氢原子和氮原子,打出了一些氢核(质子) 和氮核, 测量出被打出的氢核和氮核的速度, 并由此推算出这种粒子的质量而发现中子, 查德威克认为, 原子核的热运动速度远小于中性粒子的速度而可以忽略不计; 被碰出的氢核、 氮核之所以会具有不同的速率是由于碰撞的情况不同而造成的, 其中速率最大的应该是弹性正碰的结果,实验中测得被碰氢核的7m/s ,被碰氮核的最大速度为6m/s ,最大速度为v H 3.30 10vN 4.50 10已知 mN14mH 。 買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。请你根据查德威克的实验数据,推导中性粒子 (中子)的质量 m

13、与氢核的质量 mH 的关系?(保留三位有效数字)复习指导本题以微观世界的原子物理为命题素材,将动量守恒和能量守恒综合运用,既遵循宏观世界的常见规律, 又具有微观世界的明显特点, 对学生的理解能力、 迁移能力、 综合能力有较深的考查, 在新课改省, 这种题型是目前最为走俏的考题形式。 綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。强化练习3( 2008泰安模拟)如图9 16 为氢原子能级示意图,现有每个电子的动能都是E e 12.89eV 的电子束与处在的氢原子发生相向正碰,已知碰撞前一个电子和一个氢原子的总动量为零,碰撞后氢原子受激发,跃迁到 n4 的能级, 求碰撞后一个电子和一个受激氢原子的总动能是多少?已知电子的

14、质量me 与氢原子的质量 mH 之比为 5.445 10-4 驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。题型 4 实验:验证动量守恒定律【例 4】(2008 巴中模拟 )某同学用图 91 7 甲所示的装置通过半径相同的两球的碰撞来验证动量守恒定律, c 点为水平槽的末端,实验时先使球1 从斜槽上的 A 点由静止滚下,落到位于水平地面的记录纸上, 重复上述操作10 次,找出平均落点P,再把球 2 放在 c 点,让球 1 从斜槽上的 A 点由静止滚下,重复上述操作10 次,找出两球的平均落点M 、 N 猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。(1) 若球 2 落点的痕迹如图乙所示,其中米尺水平放置,与DN 平行,米尺的零点与 O 点对

15、齐,则碰撞后球2 的水平射程应取为cm 锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。用心爱心专心(2) 测出球 1、球 2 的质量分别为 m1、m2,若 m1 OP 和 _在误差允许的范围内相等,则碰撞过程中动量守恒,構氽頑黉碩饨荠龈话骛。【强化练习4】 (2008宁夏 -33(2) 某同学利用如图9 1 8 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,且最大摆角为30。若本实验允许的最大误差是4,此实验是否成功地

16、验证了动量守恒定律?輒峄陽檉簖疖網儂號泶。备考能力提升1 (2008 济南模拟 )质量为 m 的小球 A 以水平速度v 与原来静止在光滑水平面上的质量为 3 m 的小球 B 发生正碰,已知碰撞过程中 A 球的动能减少了75,求碰撞后 B 球的速度 尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。2 (2008聊城模拟 )如图 9 19 所示,足够长的光滑轨道由斜槽轨道和水平轨道组成水平轨道上一质量为mB 的小球处于静止状态,一质量为 mA 的小球沿斜槽轨道向下运动,与 B 球发生弹性正碰,要使小球 A 与小球 B 能发生第二次碰撞,mB 和 mA 应满足什么关系 ?识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。3(2008潍坊模拟 )如图 9

17、 1 10 所示,两个质量 m1=20 g 、m2=80g 的小球,用等长的细线悬挂在O 点悬挂 m2 的细线处于竖直状态,悬挂 m1 的细线处于伸直状态且与竖直方向成37o 角现将 m1 由静止释放, m1 与 m2 碰撞后粘在一起若线长L=1 m,重力加速度 g=10 m s2 ,取 sin 37o 0.6, cos37o=0.8求: 凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。(1) 碰撞前瞬间 m1 的速度 v0(2) 碰撞中损失的机械能 E.4 (2008南通模拟 )一炮弹质量为m,以一定的倾角斜向上发射,到达最高点时速度为 w ,炮弹在最高点爆炸成两块,其中一块沿原轨道返回,质量为m 求:2恥諤銪灭萦欢

18、煬鞏鹜錦。(1) 另一块爆炸后瞬时的速度大小(2) 爆炸过程系统增加的机械能5在建筑工地上,我们常常看到工人用重锤将柱桩打人地下的情景对此,我们可以建立这样一个力学模型:质量为m 的重锤从高H 处自由下落,柱桩的质量为M ,设重锤打击柱桩的时间极短,打击后随柱桩一起向下运动已知柱桩与地面间的平均阻力为 Ff ,根据这一模型求出重锤打击一次柱桩可使柱桩进入地面的深度 h (不计空气阻力 )鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。6(2008广东 19)如图 9 1 一 11(a)所示,在光滑绝缘水平面的 AB 区域内存在水平向右的电场,电场强度E 随用心爱心专心时间的变化如图 (b) 所示,不带电的绝缘小球 P2

19、 静止在 O 点 t=0 时,带正电的小球 P1 以速度 v0 从 A 点进入 AB 区域,随后与 P2 发生正碰后反弹, 反弹速度大小是碰前的 2 倍, P1 的质量为 m1,带电量为 q, P2 的质量 m2 =5m1, A 、 O 间距3为 L。,O、B 间距 L 4L0已知 qE02v02, T L0 硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。3m13L0v0(1) 求碰撞后小球 P,向左运动的最大距离及所需时间(2) 讨论两球能否在。 B 区间内再次发生碰撞第 2 课时原子和原子核知识规律整合基础回扣1原子的核式结构原子核( 1) 1897 年,汤姆生发现了,提出了原子的枣糕模型( 2)英国物理学家卢瑟

20、福和他的助手进行了实验,实验的结果是绝大多数粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进,但有少数粒子发生较大的偏转 阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。( 3)原子的核式结构模型:在原子的中心有一个很小的核,叫原子核原子的全部电荷量和几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外空间运动氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。( 4)具有相同的而不同的原子, 在元素周期表中处于同一位置,互称同位素2能级和能级跃迁( 1)量子化核外电子只能在一些分立的轨道上运动rnn2 r1 ( n1,2,3)( 2)量子化原子只能处于一系列不连续的能量状态EnE1(n 1,2,3 )n 2( 3)吸收或辐射能量量子化原子在两个能级之间跃迁时只能

21、吸收或发射的光子,光子的能量hvEmEn3天然放射现象、衰变、放射性的应用和防护( 1)元素自发地放出射线的现象叫做。放射性物质放出的射线通常有三种:、釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。( 2)原子核放出粒子或粒子后, 就变成新的原子核,我们把这种变化称为原子核的衰变在衰变过程中,和都守恒。 怂阐譜鯪迳導嘯用心爱心专心畫長凉。( 3)放射性元素的原子核有 _ 发生衰变所需的时间, 叫做这种元素的半衰期,放射性元素衰变的快慢是由 _ 本身的因素决定的, 跟原子所处的_ 状态无关。 谚辞調担鈧谄动禪泻類。( 4)放射性同位素的应用: 一是利用它的 _ ;二是作为 _。( 5) 射线、 射线、 射线之间的区别射

22、线射线射线实质电子流速度约为光速的十分之一约为光速的十分之几光速电离作用很强较弱很弱贯穿能力很弱很强最强4核反应核能裂变轻核的聚变( 1)在物理学中,原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程,称为,在此过程中,质量数和电荷数都守恒爱因斯坦的质能方程是嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。( 2)核物理中,把重核分裂成质量较小的核,释放出核能的反应,称为裂变;把轻核结合成质量较大的核,释放出核能的反应,称为熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。( 3)铀核裂变的核反应方程是核聚变的核反应方程是。氢核聚变的核反应方程是_ 鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。( 4)在核反应堆中,石墨的作用是作为;镉棒的作用是控制反应速度;水泥防护层的作用是

23、屏蔽裂变产物放出的各种射线纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。5核反应规律和原子核的人工转变( 1)核反应的规律为:反应前后质量数守恒和守恒( 2)原子核的人工转变卢瑟福发现质子的核反应方程为:查德威克发现中子的核反应方程为:49 Be 24He126C 01n约里奥。居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为:1327 Al24He1530P 01n1530 P 1430Si 10e思路和方法1在配平核反应方程式时,一般先满足守恒,后守恒2在处理粒子的碰撞和衰变问题时,通常应用动量守恒定律、质能方程和能的转化与守恒定律综合分析用心爱心专心3核能的计算方法若 m 以 kg 为单位,则 E= m c 2

24、的单位为 _若m 以原子的质量单位u 为单位,则 E=m 931 5 MeV 自测自查1 (2008 南京模拟 )判断以下说法的正误,在相应的括号内打“”或“”A 普朗克在研究黑体辐射问题中提出了能量子假说()B 康普顿效应说明光子有动量,即光具有粒子性()C玻尔建立了量子理论,成功解释了各种原子发光现象()D 天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构()2(2008 韶关模拟 )氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中()颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。A 原子要吸收光子,电子的动能增大,原子的电势能增大,原子的能量增大B 原子要放出光子,电子的动能减小,原子的电势能减小,原子的能量

25、也减小C原子要吸收光子,电子的动能增大,原子的电势能减小,原子的能量增大D 原子要吸收光子,电子的动能减小,原子的电势能增大,原子的能量增大3(2008 韶关模拟 )一个 23592 U 原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应,其2351941( )濫驂膽閉驟裂变方程为 92 U+0 n X38 Sr20 n ,则下列叙述正确的是羥闈詔寢賻。A X 的原子核中含有86 个中子B X 的原子核中含有141 个核子C因为裂变时释放能量,出现质量亏损,所以裂变后的总质量数减少D 23592 U 是天然放射性元素,它的半衰期约为7 亿年,随着地球环境的不断变化,半衰期可以变短也可能变长4 (200

26、8 茂名模拟 )射线的速度约为光速度的10,射线的速度约为光速度的 99, 射线是光子 如下图所示, 某放射性元素同时放出, , 三种射线,从区域正中央进入匀强电场或者匀强磁场,其中,三种粒子的运动轨迹都正确的是 銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。145(2008 海南 19(1) 某考古队发现一古生物骸骨,考古专家根据骸骨中6 C 的含量用心爱心专心推断出了该生物死亡的年代,已知此骸骨中14C 的含量为活着的生物体中1466 C 的1/4, 146 C 的半衰期为5730 年该生物死亡时距今约年 挤貼綬电麥结鈺贖哓类。重点热点透析题型 1原子物理的基础知识理解例 1 ( 2008连云港、徐州、淮安、宿迁

27、四市联考)有以下说法:A 原子核放出粒子后,转变成的新核所对应的元素是原来的同位素B 卢瑟福的 粒子散射实验揭示了原子核具有复杂的结构C光电效应实验提示了光的粒子性D 玻尔在研究原子结构中引进了量子化的观念E氢原子从低能级跃迁到高能级要放出光子F原子核的比结合能越大,表示原子核越稳定其中正确的说法是_复习指导由于原子和原子核部分内容也比较琐碎,复习时要根据考点要求,理出知识脉络,识记重要知识点,这种题型是新课标省高考命题的热点题型。赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。【强化练习1】( 2008盐城模拟)下列说法正确的是()A、 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应。B 、卢瑟福的粒子散射实验可以估算原

28、子核的大小。C、一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,可能是因为该束光的照射的时间太短。D 、 按照玻尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减小,原子总能量增大。E、发生一次衰变,该原子外层就失去一个电子。F、 用质子流工作的显微镜比用相同速度的电子流工作的显微镜分辨率高。G、 每种原子都有自己的特征光潜,可以利用它来鉴别物质和确定物质的组成。题型玻尔理论和能级跃迁【例 2】( 2008烟台模拟)(8 分)如图92 1 所示为氢原子能级示意图,现有动能是E (eV ) 的某个粒子与处在基态的一个氢原子在同一直线上相向运动, 并发生碰撞, 已知碰撞前粒子的动量

29、和氢原子的动量大小相等, 碰撞后氢原子受激发跃迁到n 4 的能级,(粒子的质量m 与氢原子的质量mH 之比为 k ),求:塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。( 1)碰前氢原子的动能。用心爱心专心( 2)若有一群氢原子处在 n 4 的能级会辐射出几种频率的光?其中频率最高的光的光子能量多大?裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。满分展示:名师教你如何得分解析( 1)设和H 分别表示粒子和氢原子的速率,由题意可知mmHH0(2 分)EH1 m H H2kE(2 分)2( 2)会辐射出6 种不同频率的光(2 分)EE4E10.85eV ( 13.60)eV12.75eV(2 分)答案( 1) kE( 2)6 12.75eV规律

30、总结1. 在涉及能级跃迁和微观粒子的弹性碰撞问题时,一般应用 hEmEn ,和能级公式 En12E1 ,并结合动量和能量的观点分析解决问题。仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。n2. 针对本题型的题目,要注意明确能级公式或者能级图中的能量是电子动能和势能之和,还要注意区别电离和跃迁,特别是电离过程吸收的能量不受量子化的限制。绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。3. 【强化练习】( 2007海南 19)( 1)氢原子第 n 能级的能量为EnE1 ,其中 E1 是n23E1 光子后处于比基态能基态能量,而 n 1,2, 若一氢原子发射能量为316量高出E1 的激发态, 则氢原子发射光子前后分别处于第几能级?骁顾燁鶚巯瀆4蕪領

31、鲡赙。( 2)一速度为的高速 粒子( 4He)202与同方向运动的氖核(10 Ne) 发生弹性正碰,碰后粒子恰好静止,求碰撞前后氖核的速度(不计相对论修正)。瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。题型核反应与核能【例 3】(1)有关热辐射和光的本性,请完成下列填空题。黑体辐射的规律不能用经典电磁学理论来解释,1900 年德国物理学家普朗克认为能量是由一份一份不可分割的最小能量值组成,每一份称为。 1905年爱因斯坦从此得到启发, 提出了光子的观念, 认为光子是组成光的最小能量单位,光子的能量表达式为,并成功解释了现象用心爱心专心中有关极限频率, 最大初动能等规律, 写出了著名的方程,因此获得诺贝尔物理学奖。鎦

32、诗涇艳损楼紲鯗餳類。( 2)已知氘核质量2.0136 ,中子质量为1.0087 , 23 He 核质量为 3.0150。写出两个氘核聚变成23 He 核反应方程。计算上述核反应中释放的核能。 (结果保留2 位有效数字)( 1931.5MeV )若两氘核以相等的动能0.35MeV 做对心碰撞即可发生上述反应,且释放的核能全部转化为机械能, 则反应中生成的23 He 核和中子的动能各是多少?(结果保留 2位有效数字) 栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。规律总结1、书写核反应方程,在遵循事实的前提下,一定满足两个守恒:质量数守恒和电荷数守恒。2、核反应过程中,虽然是微观世界,但一定满足两个守恒:动量守恒和能量守

33、恒。3、计算核能时,m 的单位不同计算方法可不同,未必一定采用国际单位,1 相当于 931.5MeV .4、核反应过程中,如果涉及到能量问题,经常用到动量和能量关系式Ekp 2进2m行计算。【强化练习2】( 2008山东调研)“人造太阳”并不是像太阳一样悬挂在天上,而是建造在地球上的受控热核聚变反应堆或核聚变电站, 它能像太阳一样通过核聚变反应放出能量,进而发电,人造太阳能来自下面的反应,四个质子(氢核)聚变成一个粒子,同时发射两个正电子和两个没有静止质量的中微子,若“人造太阳”的总功率为P,质子 11 H ,氦核 24 He 正电子 01 e 的质量分别为mp , ma ,me 真空中的光速

34、为c ,试求: 辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。( 1)写出核反应方程式( 2)核反应所释放的能量E( 3)在 t 时间内参与上述热核反应的质子数目。备考能力提升1、关于天然放射现象,以下叙述正确的是()A. 若使放射性物质的温度升高,其半衰期将减小B. 衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的。C. 在,这三射线中,射线的穿透能力最强,射线的电离能力最强。D. 铀核( 23892U )衰变为铅核(20682 pb )的过程中,要经过8 次衰变和10 次衰变。用心爱心专心2、( 2008汕头模拟)钚239( 23994 pu )可由铀239( 23992U )经过衰变而产生,下列说法正确的是

35、()A.23994pu 与 23992U 的核内具有相同的中子数。B.23994pu 与 23992U 的核内具有相同的质子数。C.239U 经过 2 次衰变产生 239 pu D.239U 经过 1 次 衰变产生 239 pu929492943( 2008西安模拟) 如图 9 22 所示, R 是一放射源, 虚线框内有匀强磁场 B, LL是一厚纸板, MN 是荧光屏,实验发现在荧光屏O, P 两处有亮斑,则下面表格中磁场方向和到达 O,P 点的射线与实验相符的是()峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。到达 O点到达 P 点的射选项磁场方向的 射线线A竖直向上射线射线B竖直向下射线射线C垂直纸面向里射线射线

36、D垂直线面向外射线射线4 、( 2008江苏 12 ( C)( 1)下列实验中,深入地揭示了光的粒子性一面的有。詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。( 2)场强为 E、方向竖直向上的匀强电场中有两小球A,B 它们的质量分别为m1, m2电荷量分别为 q1 , q2 ,A、B 两球由静止释放,重力加速度为g,则小球A和 B组用心爱心专心成的系统动量守恒应满足的关系式为。则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。( 3)约里奥 居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935 年的诺贝尔化学奖, 他们发现的放射性元素 1530 P 衰变成 1430 Si 的同时放出另一种粒子, 这种粒子是。1532 P 是 1530 的同位素,被广泛应用

37、于生物示踪技术。1 mg 1532 P 随时间衰变的关系如图 9 2 3 所示,请估算 4 mg 的 1532P 经多少天衰变后还剩 0.25mg?胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。5(2008- 潍坊模拟 ) 在真空中, 原来静止的原子核ba X 在 衰变时,放出 粒子的动能为 Eo,假设衰变后产生的新核用字母 Y 表示,衰变时产生的能量全部以动能形式释放出来,真空中的光速为c,原子核的质量之比等于质量数之比鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。(1) 写出衰变的核反应方程(2) 求衰变过程中的质量亏损6 (2008 潍坊模拟 )(1) 美国科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池它是采用铜和半衰期为100 年的放射性同位

38、素镍63(2863 Ni) 两种金属作为长寿命电池的材料,利用镍63(2863 Ni) 发生一次卢衰变变成铜(Cu) ,同时释放电子给铜片,把镍63( 63 Ni) 和铜片做电池两极镍 63(63Ni) 的衰变方程为, 16 g 镍 632828经过 400 年还有g 尚未衰变 稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。(2) 一静止的质量为M的镍核 ( 2863 Ni) 发生衰变,放出一个速度为v0 ,质量为 m的粒子和一个反冲铜核,若镍核发生衰变时释放的能量全部转化为卢粒子和铜核的动能求此衰变过程中的质量亏损( 亏损的质量在与粒子质量相比时可忽略不计 ) 陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。7(2008 连云港、徐州、淮安

39、、宿迁四市联考) 静止在匀强磁场中的23892 U,放出粒子,衰变成234Th,衰变后234Th 的速度方向与磁场方向垂直沩氣嘮戇苌鑿鑿槠9090谔應。(1) 写出衰变方程234(2)计算衰变后90Th 的轨道半径与a 粒子的轨道半径之比.8 (2008 南京模拟 )2008 年北京奥运会场馆周围80 90的路灯都利用太阳能发电技术来供电,奥运会90的洗浴热水都采用全玻真空太阳能集热技术科用心爱心专心学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应,即在太阳内部 4 个氢核 ( 11 H)转化成一个氮核( 42 He) 和两个正电子 ( 01 e) 并放出能量 已知质子质量mp=

40、1.0073u ,粒子的质量m =4.0015u ,电子的质量me=0.0005u 1u的质量相当于931.5 MeV 的能量 钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺。(1) 写出该热核反应方程(2) 一次这样的热核反应过程中释放出多少MeV的能量 ? ( 结果保留四位有效数字 )专题过关测评1( 2008南通模拟)下列说法正确的是A康普顿效应和电子的衍射现象说明粒子的波动性B粒子散射实验可以用来确定原子核电荷量和估算原子核半径C氢原子辐射出一个光子后能量减小,核外电子的运动加速度减小D比结合能越大表示原子核中核子结合得越牢靠,原子核越稳定2下列说法正确的是A居里夫妇发现了轴和含轴矿物的天然放射现象B根据玻尔理

41、论可知,氢原子辐射出一个光子后,氢原子的电势能减小,核外电子的运动速度增大C德布罗意在受因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念,认为一切物体都具有波粒二象性D卢瑟福通过对粒子散射实验的研究,提示了原子核的组成E赫兹在实验时无意中发现了一个使光的微粒理论得以验证的重要现象光电效应F为解释光电效应现象,爱因斯坦建立了量子论,并提出了光子说3( 2008徐州模拟)有以下说法,正确的是A光氢原子从n=4 的状态跃迁到n=2 的状态时,释放出光子B射线为原子的核外电子电离后形成的电子流C光电效应提示了光的粒子性,而康普顿效应则反映了光的波动性D物质波是一种概率波,在微观物理学中可以用“轨迹”来描述粒子的运

42、动4( 2008汕尾模拟)目前,在居家装修中经常用到花岗石、大理石等装饰材料,这些岩石都不同程度地含有放射性元素,比如,有些含有轴、 钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡,而氡会发生放射性衰变,放射出,射线,这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病,根据有关放射性知识可知,下列说法正确的是懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。A氡的半衰期为3.8 天,若取4 个氡原子B衰变所释放的电子是原子核内的中子转化为质子和电子所产生的用心爱心专心C射线一般伴随着或射线产生,在这三种射线中,射线的穿透能力最强,电离能力最弱D发生衰变时,生成核与原子的原子核相比,中子数减少了45(2008 汕头模拟 ) 图 9

43、1 所示为氢原子的部分能级图关于氢原子能级的跃迁,下列叙述中正确的是A用能量为10.21eV 的光子照射,可使处于基态的氢原子跃迁到激发态B用能量为11.0eV 的光子照射,可使处于基态的氢原子跃迁到激发态C用能量为14.0 eV 的光子照射,可使处于基态的氢原子电离D大量处于基态的氢原子吸收了能量为12.10 eV的光子后,能辐射3 种不同频率的光6(2008 中山模拟 ) 前段时间,朝鲜的“核危机”引起了全球的瞩目,其焦点问题就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆, 重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239( 23994 Pu) ,这种。 23994 Pu 可由铀 239( 23994 Pu) 经过 n 次衰变而产生,则n 为謾饱兗争詣繚鮐癞别瀘。A2B

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