物理-第一编-9

1、专题九碰撞与动量守恒近代物理初步(选修35) 高 频 考 点要求考 情 分 析1.动量、动量守恒定律及其应用1.高考对本专题考查的题型一般为选择、填空、计算的组合题型与光电效应、原子跃迁、原子核衰变等基本概念和规律有关的内容常以选择题或填空题形式考查，与动量守恒定律、核反应方程、核能的计算有关的内容常以计算题的形式考查，难度中等偏下，且分值815分2本专题知识点多，而且多是科技前沿的知识，题目新颖，在复习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，强化典型题目的训练.2.氢原子光谱、能级结构、能级公式3.原子核衰变、半衰期4.核反应方程、结

2、合能、质量亏损5.光电效应、爱因斯坦光电效应方程6.实验：验证动量守恒定律一、动量守恒的条件及动量守恒定律的应用1动量守恒的条件(1)系统不受外力或系统所受外力的矢量和为零(2)系统所受的外力的矢量和虽不为零，但系统外力比内力小得多，如碰撞问题中的摩擦力、爆炸过程中的重力等，外力比起相互作用的内力来小得多，可以忽略不计(3)系统所受外力的矢量和虽不为零，但在某个方向上合力的分量为零，则在该方向上系统总动量的分量保持不变2动量守恒定律的三种表达形式(1)pp(2)p1p2(3)m1v1m2v2m1v1m2v23动量守恒定律的四性(1)矢量性：动量守恒定律表达式是矢量方程，在解题时应规定正方向(2

3、)参照系的同一性：动量守恒定律表达式中的速度应相对同一参考系，一般以地面为参考系(3)瞬时性：动量守恒定律中的初态动量是相互作用前同一时刻的瞬时值，末态动量对应相互作用后同一时刻的瞬时值(4)普适性：它不仅适用于两个物体所组成的系统，也适用于多个物体组成的系统；不仅适用于宏观物体组成的系统，也适用于微观粒子组成的系统4动量守恒定律的应用解决三类碰撞问题弹性碰撞(1)动量守恒(2)碰撞前后总动能相等非弹性碰撞(1)动量守恒(2)动能有损失完全非弹性碰撞(1)碰后两物体合为一体(2)动量守恒(3)动能损失最大二、能级跃迁1氢原子能级图的理解(1)能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态定态氢原子可以

4、有无穷多个定态(2)横线左端的数字“1,2,3”表示量子数(3)横线右端的数字“13.6，3.4”表示氢原子各定态的能量值(能级)量子数n1的定态能量值最小，这个状态叫做基态，量子数越大，能量值越大，这些状态叫激发态(4)相邻横线间的距离不相等，表示相邻的能级差不等，量子数越大，相邻的能级差越小(5)带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级的跃迁3掌握两条线索，明确各概念间的对应关系由上图可知两条线索：一是光的频率线，二是光的强度线两条对应关系是：(1)光强光子数目多发射光电子多光电流大(2)光子频率高光子能量大产生光电子的最大初动能大动量守恒定律及其应用 1碰撞过程时间极短，内力远大于外力，

5、所以可认为动量守恒2碰撞一般分为压缩阶段和恢复阶段两个过程在压缩阶段中物体的动能转化为其他形式的能量，而在恢复阶段中其他形式的能量转化为动能3如果一个小球追击另一小球发生碰撞一般要满足这样的条件，要追得上，即入射小球的速度要大于被碰小球的速度，这是碰撞发生的前提不会发生二次追碰碰撞前后系统的动能不增加碰撞过程动量守恒 两质量分别为M1和M2的劈A和B，高度相同，放在光滑水平面上，A和B的倾斜面都是光滑曲面，曲面下端与水平面相切，如图所示，一质量为m的物块位于劈A的倾斜面上，距水平面的高度为h.物块从静止滑下，然后又滑上劈B.求物块在B上能够达到的最大高度【思维点拨】(1)物块在A上滑下时，系统

6、的机械能和在水平方向的动量均守恒(2)物块滑上B时，系统的机械能和在水平方向的动量守恒(3)物块在B上达最高点时，两者速度相同1(2011年课标全国卷)如图所示，A、B、C三个木块的质量均为m，置于光滑的水平桌面上，B、C之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触而不固连将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B和C紧连，使弹簧不能伸展，以至于B、C可视为一个整体现A以初速v0沿B、C的连线方向朝B运动，与B相碰并粘合在一起以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B分离已知C离开弹簧后的速度恰为v0.求弹簧释放的势能氢原子光谱与原子跃迁 氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n4的能级向n2的能级跃迁

7、时辐射出可见光a，从n3的能级向n2的能级跃迁时辐射出可见光b，则()A氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出射线B氢原子从n4的能级向n3的能级跃迁时会辐射出紫外线C在水中传播时，a光较b光的速度小D氢原子在n2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离【思维点拨】解答本题时需注意以下三点：(1)跃迁的能级差越大向外辐射的光子能量越大，频率越高(2)频率越高的光在介质中传播的速度越小(3)当n时，氢原子发生电离【答案】C2氢原子的部分能级如图所示已知可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间由此可推知，氢原子()A从高能级向n1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的短B从高能级向n2能级跃

8、迁时发出的光均为可见光C从高能级向n3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D从n3能级向n2能级跃迁时发出的光为可见光解析：从高能级向n1跃迁，辐射出的最小光子能量为E2110.20 eV.不在1.62 eV到3.11 eV之间，A正确从高能级向n2跃迁，辐射出的能量E3.4 eV.B错从高能级向n3跃迁，辐射出的能量E1.51 eV.即频率低于可见光C错从n3到n2的过程E1.89 eV.相应频率在可见光范围内，D正确可见A、D正确答案：AD核反应方程及核能的计算 解决核反应方程及核能问题的方法(1)要掌握核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒的规律；(2)要熟悉和掌握教材中出现的主要核反应方

9、程式，并知道其意义；(3)要熟记常见的基本粒子的符号，如质子、中子、粒子等；(4)进行核能计算时要注意单位的对应，m用千克作单位，则E用焦耳作单位；m用u作单位，则E用电子伏作单位，并且1u对应931.5 MeV. 用中子轰击锂核(Li)发生核反应，生成氚核和粒子，并放出4.8 MeV的能量(1)写出核反应方程；(2)求出质量亏损；(3)若中子与锂核是以等值反向的动量相碰，则粒子和氚核的动能之比是多少？(4)粒子的动能有多大？【思维点拨】(1)由质量数和电荷数守恒可写出核反应方程(2)由质能方程可求得质量亏损(3)由动量守恒可求得速度之比进而可求动能之比，再结合二者总动能可求得粒子的动能3核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源近年来，受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术，最终将建成商用核聚变电站一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘(又叫重氢)和氚(又叫超重氢)聚合成氦，并释放一个中子若已知氘原子的质量为