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1、 选修选修3-51选修考试说明选修考试说明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、原子核的衰变、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实验验证动量守恒定律见实验能力要求2动量守恒定律动量守恒定律本模块的重点与难点（1）探究物体弹性碰撞的一些特点。知道弹性碰撞和非弹性碰撞。）探究物体弹性碰撞的一些特点。知道弹性碰撞和非弹性碰撞。（2）通过实验，理解动量和动量守恒定律，能用动量守恒定律定量分析一维碰
2、撞问）通过实验，理解动量和动量守恒定律，能用动量守恒定律定量分析一维碰撞问题。知道动量守恒定律的普遍意义。题。知道动量守恒定律的普遍意义。（3）通过物理学中的守恒定律，体会自然界的和谐与统一。）通过物理学中的守恒定律，体会自然界的和谐与统一。新课程标准的要求新课程标准的要求3本章共分五节本章共分五节v1、实验：探究碰撞中的不变量、实验：探究碰撞中的不变量v2、动量和动量定理、动量和动量定理v3、动量守恒定律、动量守恒定律v4、碰撞、碰撞v5、反冲运动、反冲运动 火箭火箭v其中其中:本章内容分为两个单元。前三节为第一单元，在探究碰撞中的不变量基础本章内容分为两个单元。前三节为第一单元，在探究碰撞
3、中的不变量基础上介绍动量守恒定律；第上介绍动量守恒定律；第4、5节为第二单元，分别介绍动量守恒的常见情境：节为第二单元，分别介绍动量守恒的常见情境：碰撞、反冲、爆炸等。碰撞、反冲、爆炸等。4新教科书本章的逻辑线索新教科书本章的逻辑线索v通过学生实验体会碰撞过程中某量不变这一事实通过学生实验体会碰撞过程中某量不变这一事实 v质量与速度的乘积可能具有特殊的物理意义质量与速度的乘积可能具有特殊的物理意义 v了解物理学家的探索了解物理学家的探索 v定义动量和冲量，探讨引起动量变化的原因定义动量和冲量，探讨引起动量变化的原因 v 动量定理动量定理 v 从实验和牛顿定律的不同角度给出动量守恒定律从实验和牛
4、顿定律的不同角度给出动量守恒定律 v指出动量守恒定律的普适性指出动量守恒定律的普适性v 在真实、有意义的情境中应用动量守恒定律在真实、有意义的情境中应用动量守恒定律 碰撞、反冲等碰撞、反冲等5建议用建议用8课时完成教学：教科书建议第课时完成教学：教科书建议第1、2节各用节各用2课时，根据各学校的实际情况可课时，根据各学校的实际情况可作适当调整。建议从第作适当调整。建议从第1节拿出节拿出1课时，调整到第课时，调整到第3节后上节后上1节习题课。节习题课。内容深度与难度的把握：内容深度与难度的把握：v在理解动量概念的基础上，深入理解动量守恒定律，掌握一维条件下动量守恒定在理解动量概念的基础上，深入理
5、解动量守恒定律，掌握一维条件下动量守恒定律的不同应用，包括爆炸模型、反冲模型。律的不同应用，包括爆炸模型、反冲模型。v全面了解一维限度内的碰撞模型，包括弹性、非弹性、完全非弹性碰撞，理解各全面了解一维限度内的碰撞模型，包括弹性、非弹性、完全非弹性碰撞，理解各种碰撞过程中的动量守恒形式；了解动碰静、动碰动、碰后合为一体、碰后合为种碰撞过程中的动量守恒形式；了解动碰静、动碰动、碰后合为一体、碰后合为一体再炸开等不同的作用形式。至于碰撞过程中的能量问题，则仅限于运用弹性一体再炸开等不同的作用形式。至于碰撞过程中的能量问题，则仅限于运用弹性碰撞中的机械能守恒求解弹性碰撞。其他碰撞过程和相互作用过程中则
6、不必涉及。碰撞中的机械能守恒求解弹性碰撞。其他碰撞过程和相互作用过程中则不必涉及。6第第1节节 实验：探究碰撞中的不变量实验：探究碰撞中的不变量本章第本章第1节安排了一个探究课题，通过研究碰撞过程寻找碰撞过程中的不变量，使学节安排了一个探究课题，通过研究碰撞过程寻找碰撞过程中的不变量，使学生通过探究认识在碰撞过程中生通过探究认识在碰撞过程中 “m v” 的特殊意义，对相互作用过程中的守恒量的特殊意义，对相互作用过程中的守恒量形成初步认识。形成初步认识。教材的处理：教材的处理：1从认识简单的碰撞现象入手，结合守恒思想对物理学发展的重要意义，逐渐明确从认识简单的碰撞现象入手，结合守恒思想对物理学发
7、展的重要意义，逐渐明确探究主题：尝试寻找碰撞过程中的不变量。探究主题：尝试寻找碰撞过程中的不变量。2引导学生设计实验，主要解决以下问题：碰撞过程涉及到哪些物理量？需要测量引导学生设计实验，主要解决以下问题：碰撞过程涉及到哪些物理量？需要测量哪些量？你用什么样的装置研究碰撞过程？如何测量相关的量？哪些量？你用什么样的装置研究碰撞过程？如何测量相关的量？3建议设计符合学校实际的实验方案，帮助学生通过交流合作完成实验操作。可以建议设计符合学校实际的实验方案，帮助学生通过交流合作完成实验操作。可以应用教材中提供的案例，也可以应用其他的设计。应用教材中提供的案例，也可以应用其他的设计。7多数学校会借鉴老
8、教材中多数学校会借鉴老教材中“验证碰撞中动量守恒验证碰撞中动量守恒”的实验装置进行探究。应注意的的实验装置进行探究。应注意的几个问题：几个问题：v1、“验证验证”与与“探究探究”的区别，高考说明中为的区别，高考说明中为“验证验证”v2、老教材实验只针对弹性碰撞，而本节实验最好对于几种不同碰撞情况（碰后、老教材实验只针对弹性碰撞，而本节实验最好对于几种不同碰撞情况（碰后能量不损失、损失较小或粘在一起）探究，需要对该实验再加以设计。能量不损失、损失较小或粘在一起）探究，需要对该实验再加以设计。v3、对于实验过程中出现的新问题要特别重视，引导学生分析出现问题的原因、对于实验过程中出现的新问题要特别重
9、视，引导学生分析出现问题的原因、寻找解决的策略与方案，评价问题解决的效果。寻找解决的策略与方案，评价问题解决的效果。8v4、实验中充分发挥学生的能动性，老师不要包办代替、实验中充分发挥学生的能动性，老师不要包办代替，例如：实验中用那个球做入射球？两球质量相等会怎样？等等，老师帮助学生通过交流合作完成实验操老师帮助学生通过交流合作完成实验操作。并引导学生尽量尝试多种设想，这样才能对作。并引导学生尽量尝试多种设想，这样才能对“ m v ”产生足够的印象，为动产生足够的印象，为动量守恒定律打下基础。量守恒定律打下基础。v5、 实验后的思考实验后的思考 通过实验，引导学生对通过实验，引导学生对“ m
10、v ”的物理意义展开深入的思考，为后续动量守恒定的物理意义展开深入的思考，为后续动量守恒定律的教学作好准备。律的教学作好准备。9第二节第二节 动量和动量定理动量和动量定理v在上节的基础上提出了动量的概念，指出动量是在上节的基础上提出了动量的概念，指出动量是“状态量状态量”。进一步提出动量的。进一步提出动量的变化，加深动量及动量变化的矢量性的认识。变化，加深动量及动量变化的矢量性的认识。v关注物体自身动量变化的原因，并运用牛顿第二定律推导出动量定理。并体会动关注物体自身动量变化的原因，并运用牛顿第二定律推导出动量定理。并体会动量定理在解决时间短，作用力大、或作用力随时间变化等问题时的优越性。量定
11、理在解决时间短，作用力大、或作用力随时间变化等问题时的优越性。v动量定理并非高考的知识点，在这里的出现体现了知识的完整性。从第六节调到动量定理并非高考的知识点，在这里的出现体现了知识的完整性。从第六节调到第二节，也使定量守恒定律的推导乃至整章内容的逻辑性更加清楚。第二节，也使定量守恒定律的推导乃至整章内容的逻辑性更加清楚。10教材的处理教材的处理v动量及动量变化的矢量性的认识：动量及动量变化的矢量性的认识： 规范动量变化量的求法：规范动量变化量的求法： 规定正方向，变化量为末动量规定正方向，变化量为末动量 - 初动量初动量对动量定理的处理：对动量定理的处理： 重点是理解力在一段时间内连续作用的
12、的积累效果与动量变化之间的关系，它更重点是理解力在一段时间内连续作用的的积累效果与动量变化之间的关系，它更多的是为下一节动量守恒定律的推导做好铺垫多的是为下一节动量守恒定律的推导做好铺垫11第第3节节 动量守恒定律动量守恒定律v研究对象是由多个物体组成的系统，所以要注意区分内力和外力。研究对象是由多个物体组成的系统，所以要注意区分内力和外力。v以一维情况下两个相互作用的小球为例，据牛顿定律导出动量守恒定律。以一维情况下两个相互作用的小球为例，据牛顿定律导出动量守恒定律。v该知识点在高考说明中为该知识点在高考说明中为3-5中唯一的一个中唯一的一个级要求，是重点内容。学生不仅要级要求，是重点内容。
13、学生不仅要理解、还要能够运用定律定性定量解决生产生活中的问题。理解、还要能够运用定律定性定量解决生产生活中的问题。12教材的处理教材的处理v设定较明确的问题背景、明确研究对象、物理过程和状态，引导学生推导动量守设定较明确的问题背景、明确研究对象、物理过程和状态，引导学生推导动量守恒定律。并能写出不同的表达式恒定律。并能写出不同的表达式v定律的理解：定律的理解： （1）动量守恒方程是一个矢量方程。）动量守恒方程是一个矢量方程。 （2）“守恒守恒”与与“相等相等”的区别：的区别：“守恒守恒”为恒定不变，即所选系统动量在所为恒定不变，即所选系统动量在所选过程中恒定不变。选过程中恒定不变。 （3）各物
14、体的速度必须是相对同一惯性系的速度。一般以地面为参考系。）各物体的速度必须是相对同一惯性系的速度。一般以地面为参考系。 （4）不能认为动量守恒定律是牛顿定律的导出结果，它适用于两个或多个物体所）不能认为动量守恒定律是牛顿定律的导出结果，它适用于两个或多个物体所组成的系统，并适用于宏观物体或微观粒子所组成的系统。而牛顿定律只适用于组成的系统，并适用于宏观物体或微观粒子所组成的系统。而牛顿定律只适用于宏观、低速情形。宏观、低速情形。13v动量守恒条件：动量守恒条件： 系统不受外力或所受外力和为零；系统不受外力或所受外力和为零； 系统所受外力比所受内力小很多；系统所受外力比所受内力小很多； 系统某一
15、方向不受外力或所受外力的和为零，或所受外力比内力小很多，系统系统某一方向不受外力或所受外力的和为零，或所受外力比内力小很多，系统在该方向的动量守恒。在该方向的动量守恒。v动量守恒的对象动量守恒的对象不受外力或所受外力和为零的物体系统；不受外力或所受外力和为零的物体系统； 在某一段上相互作用的物体系统；在某一段上相互作用的物体系统； 在一个分方向上受外力和为零的物体系统。在一个分方向上受外力和为零的物体系统。14v常见的问题情境：常见的问题情境： 碰撞碰撞 爆炸过程：推开、弹开、炸开爆炸过程：推开、弹开、炸开 反冲过程：烟花、火箭反冲过程：烟花、火箭 子弹打木块、滑块带动平板车子弹打木块、滑块带
16、动平板车 光滑水平面上磁铁或带电小球的吸引与排斥光滑水平面上磁铁或带电小球的吸引与排斥v在以上问题情境解决中，重点是动量问题，不要涉及动量守恒结合能量守恒求解在以上问题情境解决中，重点是动量问题，不要涉及动量守恒结合能量守恒求解的问题。但在应用动量守恒求出末状态的前提下，可以求作用过程中的动能损失的问题。但在应用动量守恒求出末状态的前提下，可以求作用过程中的动能损失或增加。由于高考对该部分内容的限定，建议少讲或不讲与其他知识的综合题，或增加。由于高考对该部分内容的限定，建议少讲或不讲与其他知识的综合题，如与机械能、圆周运动、磁场等综合的题目如与机械能、圆周运动、磁场等综合的题目15第4节 碰撞
17、教材处理：教材处理：v碰撞问题是动量守恒定律、机械能守恒定律在中的应用。注意：不是碰撞问题是动量守恒定律、机械能守恒定律在中的应用。注意：不是“动能守恒动能守恒”v了解弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞，这里可以通过有趣的实验加深学了解弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞，这里可以通过有趣的实验加深学生的理解生的理解v以散射为例了解对心碰撞和非对心碰撞以散射为例了解对心碰撞和非对心碰撞v本节的重点是对心碰撞的各种情况（弹性、非弹性和完全非弹性的）动碰静、动本节的重点是对心碰撞的各种情况（弹性、非弹性和完全非弹性的）动碰静、动碰动（相对碰、追及碰或迎面碰等）对所有碰撞能够确定正方向后，准确写出
18、碰碰动（相对碰、追及碰或迎面碰等）对所有碰撞能够确定正方向后，准确写出碰前与碰后的动量及守恒表达式。前与碰后的动量及守恒表达式。16原子结构原子结构v了解人类探索原子结构的历史以及有关经典实验了解人类探索原子结构的历史以及有关经典实验v通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构新课程标准的要求：新课程标准的要求：课时安排：课时安排：教科书要求前三节各一节，第四节教科书要求前三节各一节，第四节2课时，共课时，共5课时。根据实际情况可调整为：课时。根据实际情况可调整为：第一、二节共第一、二节共1课时，第三、四节共课时，第三、四节共2课时，本章共课时，本章共
19、3课时。课时。17本章的逻辑线索本章的逻辑线索v发现电子，认识到原子内部也有结构发现电子，认识到原子内部也有结构 阴极射线的本质 发现电子 电子是原子的组成部分v推测原子中电荷的分布，认识到原子的核式结构推测原子中电荷的分布，认识到原子的核式结构 汤姆生的枣糕模型 粒子散射实验核式结构v在核式结构的基础上，玻尔提出玻尔模型在核式结构的基础上，玻尔提出玻尔模型 经典电磁理论的矛盾玻尔的轨道和能量的分立性与实验对照，玻尔理论的局限性 18原子核结构v知道原子核的组成。知道放射性和原子核的衰变。会用半衰期描述半衰期的速度，知道原子核的组成。知道放射性和原子核的衰变。会用半衰期描述半衰期的速度，知道半
20、衰期的统计意义。知道半衰期的统计意义。v了解放射性同位素的应用。知道射线的防护和应用了解放射性同位素的应用。知道射线的防护和应用v知道核力的性质。能简单解释轻核和重核内中子数、质子数具有不同比例的原因。知道核力的性质。能简单解释轻核和重核内中子数、质子数具有不同比例的原因。会根据质量数守恒和电荷数守恒写出核反应方程会根据质量数守恒和电荷数守恒写出核反应方程v知道链式反应发生的条件。了解裂变反应堆的工作原理，了解常用裂变反应堆的知道链式反应发生的条件。了解裂变反应堆的工作原理，了解常用裂变反应堆的类型，知道核电站的工作模式类型，知道核电站的工作模式v通过核能的利用，思考科学技术与社会的关系通过核
21、能的利用，思考科学技术与社会的关系v初步了解恒星的演化。初步了解粒子物理学的知识。初步了解恒星的演化。初步了解粒子物理学的知识。新课程标准的要求：新课程标准的要求：19课时安排：课时安排：v教科书要求每节各一课时，共教科书要求每节各一课时，共9课时。根据实际情况可调整为课时。根据实际情况可调整为5-6课时：第一、二课时：第一、二节共节共1课时，第三、四节共课时，第三、四节共1课时，第五节课时，第五节1课时，第六、七节共课时，第六、七节共1课时，一节习课时，一节习题课，第八节与复习小结题课，第八节与复习小结1课时。课时。20v原子核的组成原子核的组成 天然放射现象天然放射现象放射线成分放射线成分
22、原子核可分原子核可分原子核组成原子核组成v核反应核反应放射性元素的衰变：方程、衰变遵从的规律放射性元素的衰变：方程、衰变遵从的规律原子核的人工转变：方程、放射性同位素、应用防护原子核的人工转变：方程、放射性同位素、应用防护核裂变：核裂变：核聚变：核聚变：v核能：核能：核力核力结合能、比结合能结合能、比结合能质量亏损质量亏损核能的释放：核裂变与核聚变核能的释放：核裂变与核聚变本章的逻辑线索本章的逻辑线索2138（07）.（物理（物理3-5）人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程。）人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程。请按要求回答下列问题。请按要求回答下列问题。（1
23、）卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越）卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献。的贡献。请选择其中的两位，指出他们的主要成绩。请选择其中的两位，指出他们的主要成绩。_在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入研究，下图为三在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入研究，下图为三种射在同一磁场中的运动轨迹，请从三种射线中任选一种，写出它的名称和一种种射在同一磁场中的运动轨迹，请从三种射线中任选一种，写出它的名称和一种用途。用途。_。（2）在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减
24、速剂。中）在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂。中子在重水中可与子在重水中可与12H核碰撞减速，在石墨中与核碰撞减速，在石墨中与612C核碰撞减速。上述碰撞可简核碰撞减速。上述碰撞可简化为弹性碰撞模型。某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说化为弹性碰撞模型。某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作减速剂，哪种减速效果更好？明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作减速剂，哪种减速效果更好？2238（08）（）（8分）分）【物理物理物理物理3-5】（1）在氢原子光谱中，电子从较高能级跃迁到）在氢原子光谱中，电子从
25、较高能级跃迁到n=2能级发出的谱线属于巴耳末线系。能级发出的谱线属于巴耳末线系。若一群氢原子自发跃过时发出的谱线中只有若一群氢原子自发跃过时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系，则这群氢原子条属于巴耳末线系，则这群氢原子自发跃迁时最多可发生自发跃迁时最多可发生 条不同频率的谱线。条不同频率的谱线。（2）一个物体静置于光滑水平面上，外面扣一质量为）一个物体静置于光滑水平面上，外面扣一质量为M的盒子，如图的盒子，如图1所示。现给所示。现给盒子盒子初速度初速度v0，此后，盒子运动的，此后，盒子运动的v-t图象呈周期性变化，如图图象呈周期性变化，如图2所示。请据此所示。请据此求盒内物体的质量。求盒内物体
26、的质量。2338（09）（）（8分）分）物理物理物理物理3-(1)历史中在利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为历史中在利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5MeV的质子的质子H轰击静止轰击静止的的X,生成两个动能均为生成两个动能均为8.9MeV的的He.（1MeV=1.6-13J）上述核反应方程为上述核反应方程为_。质量亏损为质量亏损为_kg。（2）如图所示，光滑水平面轨道上有三个木块，）如图所示，光滑水平面轨道上有三个木块，A、B、C，质量分别为，质量分别为mB=mc=2m,mA=m，A、B用细绳连接，中间有一压缩的弹簧用细绳连接，中间有一压缩的弹簧 (弹簧与滑块不栓弹簧与滑块不
27、栓接接)。开始时。开始时A、B以共同速度以共同速度v0运动，运动，C静止。某时刻细绳突然断开，静止。某时刻细绳突然断开，A、B被被弹开，然后弹开，然后B又与又与C发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同。求发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同。求B与与C碰碰撞前撞前B的速度。的速度。2438(10_)（8分）分）物理物理物理物理3-5（1）大量氢原子处于不同能量激发态，发生跃迁时放出三种不同能量的光子，其能）大量氢原子处于不同能量激发态，发生跃迁时放出三种不同能量的光子，其能量值分别是：量值分别是：189eV,102eV,1209eV。跃迁发生前这些原子分布在。跃迁发生前这些原子分布在
28、_个激发态能级上，其中最高能级的能量值是个激发态能级上，其中最高能级的能量值是_eV（基态能量为（基态能量为-136eV）。）。（2）如图所示，滑块）如图所示，滑块A、C质量均为质量均为m，滑块，滑块B质量为质量为m。开始时。开始时A、B分别以的速分别以的速度沿光滑水平轨道向固定在右侧的挡板运动，现将度沿光滑水平轨道向固定在右侧的挡板运动，现将C无初速地放在无初速地放在A上，并与上，并与A粘合不再分开，此时粘合不再分开，此时A与与B相距较近，相距较近，B与挡板相距足够远。若与挡板相距足够远。若B与挡板碰撞将以与挡板碰撞将以原速率反弹，原速率反弹，A与与B碰撞将粘合在一起。为使碰撞将粘合在一起。为使B能与挡板碰撞两次，应满足什么能与挡板碰撞两次，应满足什么关系关系？25
