《2014届高考物理大二轮复习与测试课件 选修3-5 动量守恒和原子结构、原子核.ppt

(1)高考常考内容 本专题考查的主要内容有：①弹性碰撞与非弹性碰撞，动量守恒定律及其应用；②氢原子光谱，原子能级结构、能级公式；③原子核的组成、衰变、半衰期；④光电效应方程及应用；⑤核反应方程及结合能等． (2)常考题型特点 从近几年新课标全国卷来看，本专题的考查内容有四个方面：玻尔理论、光电效应、核反应和质能方程以及动量守恒定律．前三方面的内容以填空题和选择题形式出现，是小题，分值为5分或6分，动量守恒定律单独或者与能量相结合是一道计算题，是大题，分值为9分或10分． (2)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． (ⅰ)整个系统损失的机械能； (ⅱ)弹簧被压缩到最短时的弹性势能． 解析：　(1)原子核分解成自由核子时，需要的最小能量就是原子核的结合能，选项A正确．重核衰变时释放能量，衰变产物更稳定，即衰变产物的比结合能更大，衰变前后核子数不变，所以衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，选项B正确．铯核的核子数比铅核的核子数少，其结合能也小，选项C正确．比结合能越大，原子核越稳定，选项D错误．自由核子组成原子核时，需放出能量，因此质量亏损产生的能量小于原子核的结合能，选项E错误． (2)A、B碰撞时动量守恒、能量也守恒，而B、C相碰粘接在一块时，动量守恒．系统产生的内能则为机械能的损失．当A、B、C速度相等时，弹性势能最大． (ⅰ)从A压缩弹簧到A与B具有相同速度v1时，对A、B与弹簧组成的系统，由动量守恒定律得 mv0＝2mv1 ① (1)以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实． (2)如图所示，光滑水平面上放置着质量均为M＝2 kg的甲、乙两辆小车，两车之间通过一感应开关相连(当滑块滑过感应开关时，两车自动分离)．其中甲车上表面光滑，乙车上表面与滑块P之间的动摩擦因数μ＝0.5.一根通过细线拴着而被压缩的轻质弹簧固定在甲车的左端，质量m＝1 kg的滑块P(可视为质点)与弹簧的右端接触但不相连，弹簧原长小于甲车长度，整个系统处于静止．现剪断细线，已知滑块P刚滑上乙车时，滑块相对地面的速度v1＝4 m/s，且滑块P最终没有滑离乙车，求滑块P在乙车上滑行的距离． 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． 1．(1)光电效应实验中，下列表述正确的是(　　) A．光照时间越长光电流越大 B．入射光足够强就可以有光电流 C．遏止电压与入射光的频率有关 D．入射光频率大于极限频率才能产生光电子 (2)如图所示，质量为m2＝10 kg的滑块静止于光滑水平面上，一小球m1＝5 kg，以v1＝10 m/s的速度与滑块相碰后以2 m/s的速率被弹回． ①求碰撞过程中小球动量的变化量； ②通过计算说明这次碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞． 解析：　(1)由爱因斯坦光电效应方程知，只有当入射光频率大于极限频率时才能产生光电子，光电流几乎是瞬时产生的，其大小与光强有关，与光照时间长短无关，易知eUc＝Ek＝hν－W0(其中Uc为遏止电压，Ek为光电子的最大初动能，W0为逸出功，ν为入射光频率)．由以上分析知，A、B错误，C、D正确． 答案：　(1)CD　(2)①－60 kg·m/s　②非弹性碰撞 (1)氢原子的能级如图所示．某氢原子从能级n＝3向n＝1跃迁时所放出的光子，恰好可以使某种金属材料发生光电效应．现用一群处于n＝4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属．则从该金属表面逸出的光电子的最大初动能为________． A．0.56 eV　　　 B．0.66 eV C．10.12 eV　 D．12.09 eV (2)如图所示，质量为m的小物块Q(大小不计)，位于质量为M的平板车P的左端，系统原来静止在光滑水平面上．一不可伸长的轻质细绳长为R，一端悬于Q正上方高为R处，另一端系一质量也为m的小球(大小不计)，今将小球拉至悬线与竖直方向成60°角的位置，由静止释放，小球到达最低点时与Q发生碰撞，且碰撞时间极短，无能量损失．已知Q离开平板车时速度大小是平板车速度的2倍，