通用版2017高考物理二轮复习第1部分核心突破专题2能量动量及原子物理第3讲原子物理及动量课件

核心专题突破第一部分专题二能量、动量和原子物理第3讲原子物理和动量栏目导航2年考情回顾热点题型突破热点题源预测对点规范演练逐题对点特训2年考情回顾设问方式①光电效应问题和粒子性[例](2016·全国卷乙，35(1)题)

(2015·全国卷Ⅰ，35(1)题)

(2015·全国卷Ⅱ，35(1)题)②核反应方程和核能[例](2016·全国卷甲，35(1)题)(2016·全国卷丙，35(1)题)③动量定理和动量守恒定律[例](2016·全国卷Ⅰ，35(2)题)

(2016·全国卷Ⅱ，35(2)题)

(2016·全国卷Ⅲ，35(2)题)

(2015·全国卷Ⅰ，35(2)题)

(2015·全国卷Ⅱ，35(2)题)审题要点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，不要把非弹性碰撞当成弹性碰撞来处理。解题模板相互作用的研究对象―→判断动量是否守恒―→规定正方向―→定初末状态的动量―→列动量守恒方程―→求解并讨论.命题规律：动量定理是高考命题的热点，主要考查：(1)动量定理的应用；(2)动量定理结合其他知识的综合问题．热点题型突破题型一动量定理及其应用方法点拨：1．用动量定理解题的基本思路(1)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。2．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．1.(2016·全国卷乙)某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中．为计算方便起见，假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出；玩具底部为平板(面积略大于S)；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匀散开．忽略空气阻力．已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g.求(1)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．突破点拨(1)根据水的密度ρ，喷口的横截面S和流速v0求喷泉单位时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，在水平方向朝四周均匀散开，取Δt内的质量Δm.其竖直方向动量改变怎么求．(3)水柱冲击到玩具底板瞬间速度跟初速度v0间的关系应依据什么规律确定．2.(2016·北京卷)(1)动量定理可以表示为Δp＝FΔt，其中动量p和力F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x、y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θ，碰撞后弹出的角度也是θ，碰撞前后的速度大小都是v，如图甲所示．碰撞过程中忽略小球所受重力．a．分别求出碰撞前后x、y方向小球的动量变化Δpx、Δpy；b．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S点后被分成若干细光束，若不考虑光的反射和吸收，其中光束①和②穿过介质小球的光路如图乙所示．图中O点是介质小球的球心，入射时光束①和②与SO的夹角均为θ，出射时光束均与SO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．a．光束①和②强度相同；b.光束①比②强度大．解析：(1)(a)x方向的动量变化Δpx＝mvx2－mvx1＝mvsin

θ－mvsin

θ＝0.y方向的动量变化Δpg＝mv2y－mv1y＝mvcos

θ－(－mvcos

θ)＝2mvcosθ(b)根据动量定理Δp＝F·Δt，物体受力的方向与动量变化的方向相同，小球在x方向动量变化为零，则不受力，在y方向受到竖直向上的作用力，根据牛顿第二定律，小球对木板的作用力沿y轴方向．(2)(a)仅考虑光的折射，设Δt时间内每束光穿过小球的粒子数为n，每个粒子动量大小为p；这些粒子进入小球前SO方向上的总动量p1＝2npcosθ从小球出射时的总动量为p2＝2npp1、p2的方向均沿SO方向根据动量定理FΔt＝p2－p1＝2np(1－cos

θ)＞0可知，小球对这些粒子的作用力F的方向沿SO向右；根据牛顿第三定律，两光束对小球的合力的方向沿SO向左．b．建立如图所示的Oxy直角坐标系．x方向：根据(2)a同理可知，两光束对小球的作用力沿x轴负方向．y方向：设Δt时间内，光束①穿过小球的粒子数为n1，光束②穿过小球的粒子数为n2，n1＞n2.这些粒子进入小球前的总动量为p1y＝(n1－n2)psinθ从小球出射时的总动量为p2y＝0根据动量定理：FyΔt＝p2y－p1y＝－(n1－n2)psinθ可知，小球对这些粒子的作用力Fy的方向沿y轴负方向，根据牛顿第三定律，两光束对小球的作用力沿y轴正方向．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Ix＝Fxt＝mv′x－mvx

Iy＝Fyt＝mv′y－mvy2．对于连续流体应用动量定理．(1)确定小段时间Δt的连续体为研究对象．(2)写出Δt内的质量Δm与Δt的关系式．(3)分析连续Δm的受力情况和动量变化．(4)用动量定理列方程(5)求解．命题规律：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(1)两个物体或三个物体相互作用的动量守恒问题，(2)碰撞过程动量守恒与机械能问题结合．题型二动量守恒定律的应用方法点拨：1．动量守恒定律的解题步骤(1)明确研究对象，即系统的组成、研究过程．(2)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．(4)列方程：求解或讨论．结论：(1)当m1＝m2时，v′1＝0，v′2＝v1，碰撞后交换了速度。(2)当m1>m2时，v′1>0，v′2>0，碰撞后都向前运动。(3)当m1<m2时，v′1<0，v′2>0，碰撞后质量小的球反弹。突破点拨(1)两次碰撞时间极短，说明碰撞过程中动量守恒．(2)根据第1次碰后数据，可求A碰前速度；根据动能定理可求A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2次碰前B的速度．【变式考法】

在上述题中，求两次碰撞中损失的机械能之比．2.(2015·全国卷Ⅰ)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，A位于B、C之间．A的质量为m，B、C的质量都为M，三者均处于静止状态．现使A以某一速度向右运动，求m和M之间应满足什么条件，才能使A只与B、C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(1)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．(2)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，对过程的细节不予追究．(3)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．题型三光电效应能级跃迁命题规律：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：(1)光电效应规律及光电效应方程的应用；(2)氢原子的能级公式及跃迁规律．方法点拨：1．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，两条线索对应的关系是：(1)光强→光子数目多→发射光电子数多→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．2．光电效应的两个图象(1)Ek－ν曲线如图甲所示的是光电子最大初动能Ek随入射光频率ν的变化曲线．由Ek＝hν－W0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．(2)I­U曲线如图乙所示的是光电流强度I随光电管两极板间电压U的变化曲线，图中Im为饱和光电流，Uc为遏止电压．32突破点拨(1)要明确氢原子处于n＝3的激发态在跃迁过程中，可发出________种频率的光．(2)由能级示意图可计算发出各种光子的________．【变式考法】

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．解析：“逸出功为2.49eV”表明使金属钠发生光电效应的光子的最小能量，即电子从金属钠表面逸出时所需的最小能量为2.49eV2．(2015·南昌模拟)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(直线与横轴的交点的横坐标为4.27，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_______.(填正确答案标号)ABDA．该金属的极限频率为4.27×1014HzB．根据该图线能求出普朗克常量C．该金属的逸出功为0.5eVD．用n＝3能级的氢原子跃迁到n＝2能级时所辐射的光照射该金属能使该金属发生光电效应E．用频率ν＝5.5×1014Hz的光照射该金属时，该金属发出的光电子去激发处于n＝2能级的氢原子，可能使氢原子跃迁到n＝3能级解析：(1)根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0可知，Ek－ν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ν0，由图甲知该金属的极限频率ν0＝4.27×1014Hz，该金属的逸出功W0＝hν0＝6.63×10－34×4.27×1014J＝2.83×10－19J＝1.77eV，选项A正确，C错误；根据光电效应方程Ek＝hν－W0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B正确；氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子具有的能量E＝1.89eV，这个能量大于该金属的逸出功W0＝1.77eV，选项D正确；用频率ν＝5.5×1014Hz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Ek＝0.5eV，用该金属发出的光电子去激发n＝2能级的氢原子，不能使氢原子跃迁到n＝3能级，选项E错误．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Ek＝hν－W0.(2)光电子的最大初动能Ek可以利用光电管用实验的方法测得，即Ek＝eUc，其中Uc是遏止电压．(3)光电效应方程中的W0为逸出功，它与金属的极限频率νc的关系是W0＝hνc.题型四核反应和核能命题规律：核反应及核能在近几年高考出现的频率较高，主要考查：(1)三种射线的特征和核反应方程的书写．(2)半衰期的计算和核反应释放核能的计算．(3)对结合能及质能方程的理解和应用．大于突破点拨解答本题时应明确以下三点：(1)核反应方程中，质量数与电荷数________．(2)明确质量亏损Δm的计算方法．(3)核反应释放的能量：Q＝ΔE＝________，即Q与Δm成________．【变式考法】(1)计算上述题1中Q1，Q2的大小(1原子质量单位u相当于931.5MeV能量)．解析：经过计算Δm1＝0.0021u，Δm2＝0.0053u，Q1＝0.0021×931.5MeV＝1.956MeVQ2＝0.0053×931.5MeV＝4.937MeV答案：1.965MeV

4.937