《13.陈恩谱 二轮复习自编资料 板块六 选修3—5》由会员分享，可在线阅读，更多相关《13.陈恩谱 二轮复习自编资料 板块六 选修3—5（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、板块六 碰撞与动量守恒 近代物理初步（选修35）一、考纲展示与解读1、考纲展示主题内容要求说明碰撞与动量守恒动量、动量守恒定律及其应用弹性碰撞和非弹性碰撞只限于一维、两个物体的碰撞问题原子结构氢原子光谱氢原子的能级结构、能级公式原子核原子核的组成、放射性、原子核衰变、半衰期放射性同位素核力、核反应方程结合能、质量亏损裂变反应和聚变反应、裂变反应堆射线的危害和防护不要求计算有关半衰期的问题波粒二象性光电效应爱因斯坦光电效应方程实验验证动量守恒定律2、考纲解读本板块是选修模块，高考理综卷中占15分。选修3-5模块只有一个级要求的考点动量、动量守恒定律及其应用，其余均为级要求考点，而且“碰撞问题”中
2、还“只限于一维、两个物体的碰撞问题”，因此可以说在三个选修模块中，本模块是最容易拿分的，本板块的15分属于送分题，因此必须拿到手！ （1）碰撞与动量守恒专题，考查重点是动量守恒定律，其中知识点包括动量、动量守恒的条件、动量守恒的实质和形式，主要题型有“人船模型”“子弹打木块模型”“弹簧模型”“弹性碰撞和完全非弹性碰撞”等，且“碰撞问题”只限于一维、两个物体的碰撞问题。 （2）近代物理初步专题，考查重点是基本物理学常识加4大重点。物理学常识光电效应、阴极射线、天然放射现象的发现者、解释者及其意义，粒子散射实验的操作者及其意义，原子光谱的谱线分离特点及其解释者，三种天然放射线的本质、产生机制和特性
3、，两种衰变的本质及其规律，四种核反应及其遵循的三大规律等。4大重点光电效应、玻尔理论、衰变规律、质量亏损与核能计算。该部分重在理解基础上的记忆，对4大重点部分，还要求会简单的推理和计算。预计2012年高考涉及选修3-5模块的考题主要表现为以下几种形式：（1）有关近代物理常识的选择题或光电效应、玻尔理论、衰变规律、核能计算的选择题、填空题；（2）有关碰撞与动量守恒的计算题，并预计主要在“人船模型”“子弹打木块模型（滑块模型）”“弹簧模型”“弹性碰撞和完全非弹性碰撞”四大模型中命题。二、知识网络理想条件：近似条件：动量：某方向上守恒条件：，则守恒条件守恒实质：大小保持不变，方向也保持不变弹簧模型子
4、弹打木块模型人船模型：人走船走，人停船停；守恒形式：（矢量性），或碰撞模型基本模型动量守恒弹性碰撞：取等号碰撞与动量守恒完全非弹性碰撞：守恒定律冲量、动量定理：，打击、缓冲遏止电压U0：，截止频率0：跃迁（发射吸收光子）：能级、能级图（H原子）天然放射现象三种射线：射线、射线、射线原子核的组成：中子、质子氢原子光谱玻尔理论衰变衰变：，衰变：，半衰期阴极射线粒子散射实验原子核式结构人工核转变电荷数守恒、质量数守恒发生条件：入射光频率裂变：核反应近代物理原子核聚变：波粒二象性：光电效应质量亏损核能原子结构三、重点难点（一）碰撞与动量守恒1、动量守恒是矢量守恒 （1）总动量的方向保持不变。 （2）矢
5、量方程：注意规定好正方向，各动量代入正负号计算。【例1】(总动量的方向保持不变)如图所示，一质量M3.0kg的长方形木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一质量为m1.0kg的小木块A.现以地面为参照系，给A和B以大小均为4.0m/s，方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，但最后A并没有滑离木板B.站在地面的观察者看到在一段时间内小木块A正在做加速运动，则在这段时间内的某时刻木板B相对地面的速度大小可能是()A2.4m/s B2.8m/sC3.0m/s D1.8m/s2、人船模型解决这种问题的前提条件是要两物体的初动量为零（或某方向上初动量为零），画出两物体的运动示意图有利于发现各
6、物理量之间的关系，特别提醒要注意各物体的位移是相对于地面的位移（或该方向上相对于地面的位移）。【例2】(人船模型)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，然后双滑上劈B。求物块在B上能够达到的最大高度。3、碰撞模型（1）弹性碰撞要熟悉解方程的方法：移项，变形，将二次方程组化为一次方程组：经移项，得：，变形得：联立，得则此时只需将两式联立，即可解得的值。（2）完全非弹性碰撞，从运动学特点（二者结为一体，）归类，特别提醒要注意完全非弹性碰撞过程存
7、在机械能损失，在处理包含完全非弹性碰撞的问题时，不能全程使用机械能守恒。（3）对于一般碰撞，若判断其可能性，则要按顺序从三个方面入手检验： 动量守恒； 现实可能性碰前追得上，碰后不对穿； 能量：。v0【例3】(完全非弹性碰撞)一质量M=0.8kg的小物块，用长l=0.8m的细绳悬挂在天花板上，处于静止状态。一质量m=0.2kg的粘性小球以速度v0=10m/s水平射向物块，并与物块粘在一起，小球与物块相互作用时间极短可以忽略，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。求： （1）小球粘在物块上的瞬间，小球和物块共同速度的大小； （2）小球和物块摆动过程中，细绳拉力的最大值； （3）小球和物块摆动
8、过程中所能达到的最大高度。【例4】(碰撞可能性)甲乙两球在水平光滑轨道上同方向运动，已知它们的动量分别是p1=5kgm/s，p2=7 kgm/s，甲从后面追上乙并发生碰撞，碰后乙球的动量变为10 kgm/s，则两球质量m1与m2间的关系可能是( )A.m1=m2 B.2 m1=m2 C. 4m1=m2 D. 6m1=m24、弹簧模型当弹簧连接的两个物体速度相等时，弹簧压缩最短或拉升最长，此时弹性势能达到最大。【例5】（弹簧模型）光滑水平面上，用弹簧相连接的质量均为2kg的A、B两物体都以v06m/s的速度向右运动，弹簧处于原长质量为4kg的物体C静止在前方，如图所示，B与C发生碰撞后粘合在一起
9、运动，在以后的运动中，求：(1)当弹簧的弹性势能最大时，物块A的速度为多大?弹性势能最大值为多少？(2)当A的速度为零时，弹簧的弹性势能为多少？5、子弹打木块模型存在两种情况，其一是子弹未穿过木块，二者最终具有共同速度，其二是子弹穿出了木块（相对位移等于木块厚度），子弹速度大于木块速度。一般来说，子弹打木块模型都涉及相对位移的计算，此时可直接用结论式联立动量守恒、能量守恒方程解答。【例6】（子弹打木块模型）如图所示，光滑曲面轨道的水平出口跟停在光滑水平面上的平板小车上表面相平，质量为m的小滑块从光滑轨道上某处由静止开始滑下并滑上小车，使得小车在光滑水平面上滑动。已知小滑块从高为H的位置由静止开
10、始滑下，最终停到小车上。若小车的质量为M，g表示重力加速度，求： （1）滑块到达轨道底端时的速度大小v0 （2）滑块滑上小车后，小车达到的最大速度v （3）若滑块和车之间的动摩擦因数为，则车的长度至少为多少？（二）近代物理初步1、光电效应 （1）基本概念和规律的理解 光电效应方程： 理解：能量守恒 截止频率： 理解：，入射光子能量大于逸出功才可能打出电子 遏止电压： 理解：使最有可能到达阳极的光电子刚好不能到达阳极的反向电压 （2）光电效应实验的图象 饱和光电流将所有光电子收集起来形成的电流； 横截距遏止电压：光电流消失时的反向电压。【例7】(光电效应实验图象)研究光电效应电路如图(a)所示，
11、某同学用同一装置在甲、乙、光三种光的照射下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线，如图(b)所示。则可判断出（ ）图（a）图（b）A甲光的频率大于乙光的频率B乙光的波长大于丙光的波长C乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能2、玻尔理论其一，要准确理解频率条件：只有能量等于两个能级之差的光子才能被吸收！稍大也不行，除非能把原子电离，电离后电子能级是连续的。其二，要会画能级跃迁图。【例8】（光子的发射与吸收）用频率为的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为的三条谱线，且，则 。A B C D.3、衰变（1）衰变的实质：衰变
12、：原子核不稳定，核内两个质子、两个中子结为一体（）抛射出来，形成射线，故发生一次衰变，电荷数减少2，质量数减少4：衰变：原子核不稳定，核内中子转化为质子，同时释放出一个电子，即射线。故发生一次衰变，原子核电荷数要增加1，而质量数不变。本质：规律：（2）计算衰变次数的技巧先由质量数变化计算衰变次数，再由电荷数变化、衰变次数列方程计算衰变次数。【例9】（衰变的计算）天然放射性元素（钍）经过一系列核衰变之后，变成（铅）。下列论断中正确的是（ ）A铅核比钍核少23个中子；B铅核比钍核少24个质子；C衰变过程中共有4次衰变和8次衰变；D衰变过程中共有6次衰变和4次衰变。4、核能的计算（1）质量亏损是指反
13、应前后体系静止质量的差值；（2）记住一个结论：1u=931.5MeV。【例10】（核能的计算）两个氘核聚变产生一个中子和氦核（氦的同位素）.已知氘核的质量mD=2.013 60 u，氦核的质量mHe=3.015 0 u，中子的质量mn=1.008 7 u.（1）写出聚变方程并计算释放的核能.（2）若反应前两个氘核的动能均为0.35 MeV。它们正面对撞发生聚变，且反应后释放的核能全部转化为动能，则产生的氦核和中子的动能各为多大？5、物理学常识 光电效应、阴极射线、天然放射现象的发现者、解释者及其意义 粒子散射实验的操作者及其意义 原子光谱的谱线分离特点及其解释者 三种天然放射线的本质、产生机制
14、和特性 两种衰变的本质及其规律 四种核反应类型及其遵循的三大规律（质量数守恒、电荷数守恒、能量守恒）四、思维与方法1、极端分析法 （1）动量近似守恒条件：打击、碰撞、爆炸问题中，外力对系统内每个物体动量变化的影响远小于内力的影响，因此可忽略不计，动量近似守恒。 （2）判断碰撞可能性：由“现实可能性”的判据可知，碰撞过程各物体动量变化最小的情况应是二者具有共同速度（即完全非弹性碰撞）；而由“能量守恒”判据可知，碰撞过程各物体动量变化最大的情况应是弹性碰撞。也就是说，碰撞实际上只可能发生在完全非弹性碰撞和弹性碰撞之间的情况。【例11】（极端分析法判断碰撞可能性）质量为m、速度为v的A球与质量为3m的静止B球发生正碰碰撞可能是弹
