《（江蘇專版）2018版高考物理二輪復習 第一部分 專題十五 碰撞與動量守恒 近代物理初步學案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《（江蘇專版）2018版高考物理二輪復習 第一部分 專題十五 碰撞與動量守恒 近代物理初步學案（13頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題十五碰撞與動量守恒近代物理初步江蘇卷考情導向考點考題考情原子結構和光電效應2017年T12(C)(2)考查德布羅意波波長2016年T12(C)(3)考查光電效應方程2015年T12(C)(1)考查德布羅意波和黑體輻射理論2014年T12(C)(1)考查光電效應方程、物質波的波長與動量的關系2013年T12(C)(1)(2)考查氫原子的能級公式和躍遷、德布羅意波長高考熱點：(1)常以選擇題或填空題的形式考查原子核衰變、質能方程、光電效應、玻爾理論等知識，難度低；(2)聯(lián)系當今熱點；(3)常以填空題或計算題的形式綜合考查動量守恒定律、能量守恒及原子核的衰變等知識，難度中等備考時：(1)深刻理解

2、基本概念和基本規(guī)律；(2)強化本專題知識間綜合應用類題目的訓練；(3)歸納解決本專題綜合類問題的步驟和方法動量和動量守恒的應用2017年T12(C)(3)考查動量守恒定律2016年T12(C)(2)考查動量、動量的變化、物質波2014年T12(C)(3)考查動量守恒定律2013年T12(C)(3)考查動量守恒的應用核反應及核能的計算2017年T12(C)(1)考查結合能和比結合能的基本運用2016年T12(C)(1)考查衰變方程2015年T12(C)(2)(3)考查裂變反應、原子核的結合能2014年T12(C)(2)考查原子核衰變及半衰期、衰變速度考點1| 原子結構和光電效應難度：低檔題 題型

3、：選擇題五年5考(對應學生用書第84頁)1(2013江蘇高考T12(C)(1)(2)(1)如果一個電子的德布羅意波長和一個中子的相等，則它們的_也相等圖151A速度B動能C動量 D總能量(2)根據(jù)玻爾原子結構理論，氦離子(He)的能級圖如圖151所示電子處在n3軌道上比處在n5軌道上離氦核的距離_(選填“近”或“遠”)當大量He處在n4的激發(fā)態(tài)時，由于躍遷所發(fā)射的譜線有_條 【導學號：17214210】【解題關鍵】解此題的關鍵有以下兩點：(1)德布羅意波長公式(2)大量處于n能級的原子由于躍遷所發(fā)射的譜線條數(shù)為rC【解析】(1)根據(jù)，知電子和中子的動量大小相等，選項C正確(2)根據(jù)玻爾理論rn

4、n2r1可知電子處在n3的軌道上比處在n5的軌道上離氦核的距離近大量He處在n4的激發(fā)態(tài)時，發(fā)射的譜線有6條【答案】(1)C(2)近62(2016江蘇高考T12(C)(3)幾種金屬的逸出功W0見下表：金屬鎢鈣鈉鉀銣W0(1019J)726512366360341用一束可見光照射上述金屬的表面，請通過計算說明哪些能發(fā)生光電效應已知該可見光的波長范圍為4010776107 m，普朗克常數(shù)h6631034 Js【解題關鍵】解此題的關鍵有以下兩點：(1)光子能量與光波波長的關系：E(2)要發(fā)生光電效應，入射光子能量應大于金屬的逸出功【解析】光子的能量E取40107m，則E501019 J根據(jù)EW0判斷

5、，鈉、鉀、銣能發(fā)生光電效應【答案】鈉、鉀、銣能發(fā)生光電效應3(多選)(2015江蘇高考T12(C)(1)波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的有()A光電效應現(xiàn)象揭示了光的粒子性B熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性C黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的波動性解釋D動能相等的質子和電子，它們的德布羅意波長也相等【解析】光電效應現(xiàn)象、黑體輻射的實驗規(guī)律都可以用光的粒子性解釋，選項A正確，選項C錯誤；熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性，選項B正確；由德布羅意波長公式和p22mEk知動能相等的質子和電子動量不同，德布羅意波長不相等，選項D錯誤【答案】AB4(2014江蘇高考T

6、12(C)(1)已知鈣和鉀的截止頻率分別為7731014 Hz和5441014 Hz，在某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應，比較它們表面逸出的具有最大初動能的光電子，鈣逸出的光電子具有較大的()A波長B頻率C能量D動量A根據(jù)愛因斯坦光電效應方程 mvhW由題知W鈣W鉀，所以鈣逸出的光電子的最大初動能較小根據(jù)p及p和c知，鈣逸出的光電子的特點是：動量較小、波長較長、頻率較小選項A正確，選項B、C、D錯誤5(2017江蘇高考T12(C)(2)質子(H)和粒子(He)被加速到相同動能時，質子的動量_(選填“大于”“小于”或“等于”)粒子的動量，質子和粒子的德布羅意波波長之比為_【解析】由pmv

7、，Ekmv2知，p，質子質量小于粒子質量，動能相同時質子動量小由知，21【答案】小于21考向1光電效應及方程1(2017蘇錫常三模)下列說法正確的是()A光電效應和康普頓效應說明光具有粒子性B光電效應實驗中，改用強光可以增大逸出光電子的最大初動能C在一定的光照條件下，增大所加正向電壓的值，一定可以增大飽和光電流D實驗時，若用光照射金屬不能發(fā)生光電效應時，可以改用強光照射使實驗成功A為解釋光電效應現(xiàn)象，愛因斯坦提出了光子說，說明光具有粒子性；康普頓效應深入地揭示了光的粒子性，遵守能量守恒和動量守恒，它表明光子不僅具有能量而且具有動量，故A正確；根據(jù)光電效應方程EkhW可知，光電子的最大初動能與入

8、射光的頻率有關，還與金屬的逸出功有關，與入射光的強度無關，故B錯誤；飽和光電流與入射光的強度有關，在一定的光照條件下，增大所加正向電壓的值，飽和光電流不一定增大，故C錯誤；發(fā)生光電效應的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，與光的強度無關，故D錯誤2(2017徐州模擬)如圖152所示的光電管實驗中，當用波長30107 m的光照射在陰極K上時，電流表有示數(shù)調(diào)節(jié)滑動變阻器，當電壓表讀數(shù)為30 V時，電流表讀數(shù)恰好為零；改用波長為15107 m的光照射在陰極K上時，調(diào)節(jié)滑動變阻器，當電壓表讀數(shù)為71 V時，電流表讀數(shù)也恰好為零由此可得普朗克常量為_Js，該陰極的逸出功為_J已知電子電量為161019

9、 C，光速c為3108 m/s，結果保留兩位有效數(shù)字圖152【解析】設普朗克常量為h，K的逸出功為W由光電方程可得光電子最大動能：EkhW由題意知，當光電流恰好為零時有：EkeU又：c由上三式可得：eUhW當入射光波長為30107 m時，可得：30161019hW當入射光波長為15107 m時，可得：71161019hW聯(lián)立可得：h661034 Js，W181019 J【答案】661034181019考向2光的波粒二象性3(2017蘇南四市二模)關于近代物理實驗，下列說法正確的是() 【導學號：17214211】A黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的波動性解釋B利用粒子散射實驗可以估算核外電子的運動半徑

10、C電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣，說明實物粒子也具有波動性D湯姆孫研究陰極射線發(fā)現(xiàn)了電子，提出了原子核式結構模型C黑體輻射的實驗規(guī)律可用量子理論來解釋，故A錯誤；盧瑟福用粒子轟擊金箔的實驗中提出原子核式結構學說，通過實驗可以估算原子核的半徑，而不是核外電子的運動半徑，故B錯誤；電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣，說明實物粒子也具有波動性，故C正確；湯姆孫研究陰極射線發(fā)現(xiàn)了電子，提出了原子的棗糕模型，是盧瑟福根據(jù)粒子散射實驗提出了原子核式結構模型，故D錯誤4(2017徐州期末)關于光的波粒二象性及物質波，下列說法正確的是()A光子的動量和波長成反比B康普頓效應說明光具有波動性C光

11、的波粒二象性說明，光的波動性明顯時，粒子性也一定明顯D電子顯微鏡利用電子束到達微小物體表面，再反射到熒光板上成像來實現(xiàn)觀察，這是由于電子束的德布羅意波長較長A根據(jù)德布羅意波長公式可知，光子的動量和波長成反比，故A正確；光電效應和康普頓效應都說明光具有粒子性，故B錯誤；光的波粒二象性說明，光的波動性明顯時，粒子性就不明顯，光的粒子性明顯時，波動性就不明顯，故C錯誤；電子顯微鏡利用電子束到達微小物體表面，再反射到熒光板上成像來實現(xiàn)觀察，這是由于電子束的德布羅意波長較短，分辨率高，故D錯誤考向3氫原子能級及躍遷5(2017泰州三模)下列說法中正確的是()A汽車安全氣囊是通過減小撞擊過程中動量變化量來

12、減輕對乘員的傷害程度的B由粒子散射的實驗數(shù)據(jù)可以估測核半徑、確定核電荷量C電子束穿過鋁箔的衍射實驗證實了電子的粒子性D原子核的能量是不連續(xù)的，能級越高越穩(wěn)定B安全氣囊可以增加人體與車接觸的時間，根據(jù)動量定理得：Ft0mv，所以：F，當時間增大時，沖量和動量的變化量都不變，改變了動量的變化率，即車對人的作用力減小，所以汽車安全氣囊是通過增加撞擊過程中的時間，減小車與人之間的作用力來減輕對乘員的傷害程度的，故A錯誤根據(jù)粒子散射實驗數(shù)據(jù)可以確定原子核電荷量和估算原子核半徑，故B正確衍射是波特有的性質，電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣，證實了實物粒子的波動性，故C錯誤；根據(jù)玻爾理論可知，原子核的能量是不連續(xù)

13、的，能級越高越不穩(wěn)定，故D錯誤6(2017江蘇二模)汞原子的能級如圖153所示，現(xiàn)讓光子能量為E的一束光照射到大量處于基態(tài)的汞原子上，汞原子能發(fā)出3種不同頻率的光，那么入射光光子的能量為_eV，發(fā)出光的最大波長為_m(普朗克常量h6631034 Js，計算結果保留兩位有效數(shù)字)圖153【解析】根據(jù)C3知，n3，則吸收的光子能量E(27104) eV77 eV由n3躍遷到n2時輻射的光子能量最小，波長最長，有：E3E2h，代入數(shù)據(jù)有(2755)1610196631034，解得44107 m【答案】7744107考點2| 動量和動量守恒的應用難度：中檔題 題型：計算題五年4考(對應學生用書第86頁

14、)6(2013江蘇高考T12(C)(3)如圖154所示，進行太空行走的宇航員A和B的質量分別為80 kg和100 kg，他們推攜手遠離空間站，相對空間站的速度為01 m/sA將B向空間站方向輕推后，A的速度變?yōu)?2 m/s，求此時B的速率大小和方向圖154【解題關鍵】宇航員A和B在相互作用過程中系統(tǒng)動量守恒【解析】根據(jù)動量守恒定律，(mAmB)v0mAvAmBvB，代入數(shù)值解得vB002 m/s，離開空間站方向【答案】002 m/s離開空間站方向7(2014江蘇高考T12(C)(3)牛頓的自然哲學的數(shù)學原理中記載，A、B兩個玻璃球相碰，碰撞后的分離速度和它們碰撞前的接近速度之比總是約為1516

15、分離速度是指碰撞后B對A的速度，接近速度是指碰撞前A對B的速度若上述過程是質量為2m的玻璃球A以速度v0碰撞質量為m的靜止玻璃球B，且為對心碰撞，求碰撞后A、B的速度大小【解析】設A、B球碰撞后速度分別為v1和v2由動量守恒定律知：2mv02mv1mv2，且由題意知，解得v1v0，v2v0【答案】v0v08(2017江蘇高考T12(C)(3)甲、乙兩運動員在做花樣滑冰表演，沿同一直線相向運動，速度大小都是1 m/s甲、乙相遇時用力推對方，此后都沿各自原方向的反方向運動，速度大小分別為1 m/s和2 m/s求甲、乙兩運動員的質量之比 【導學號：17214212】【解析】動量守恒得m1v1m2v2

16、m2v2m1v1解得，代入數(shù)據(jù)得【答案】329(2016江蘇高考T12(C)(2)已知光速為c，普朗克常量為h，則頻率為的光子的動量為_用該頻率的光垂直照射平面鏡，光被鏡面全部垂直反射回去，則光子在反射前后動量改變量的大小為_【解析】光速為c，頻率為的光子的波長，光子的動量p用該頻率的光垂直照射平面鏡，光被垂直反射，則光子在反射前后動量方向相反，取反射后的方向為正方向，則反射前后動量改變量pp2p1【答案】考向1動量守恒定律的應用7(2017泰州三模)冰雪游樂場上一質量為M的人站在質量為m的冰車A上一起運動，迎面而來一個質量也為m的冰車B，為了防止相撞，該人跳上冰車B，冰車A速度立即變?yōu)榱悖?/p>

17、和冰車B一起以速度v沿A原來的方向運動，不計冰面與冰車間的摩擦，則：(1)相撞前該人和兩冰車的總動量大小p是多少？(2)若要使兩冰車恰好不相撞，求該人跳到冰車B上后冰車A的速度大小vA【解析】(1)冰車A、B和人組成的系統(tǒng)在相互作用前后滿足動量守恒，則相撞前該人和兩冰車的總動量 p(mM)v(2)要使兩冰車恰好不相撞，該人跳到冰車B上后冰車A和B的速度相同，設為vA取人和冰車A原來的速度v方向為正方向，根據(jù)動量守恒定律得(mM)v(2mM)vA解得 vAv【答案】(1)(mM)v(2)v8(2017南京二模)一個靜止的氮核N俘獲一個速度為11107 m/s的氦核變成B、C兩個新核，設B的速度方

18、向與氦核速度方向相同、大小為4106 m/s，B的質量數(shù)是C的17倍，B、C兩原子核的電荷數(shù)之比為81(1)寫出核反應方程；(2)估算C核的速度大小【解析】(1)根據(jù)電荷數(shù)守恒、質量數(shù)守恒得，B、C電荷數(shù)之和為9，因為B、C兩原子核的電荷數(shù)之比為81，則C的電荷數(shù)為1，B、C質量數(shù)之和為18因為B的質量是C的17倍，則B的質量數(shù)為17，則C的質量數(shù)為1，所以C為質子；故核反應方程為：NHeOH(2)設氦核的速度方向為正方向；根據(jù)動量守恒得，mHevHemBvBmCvC411107174106vC解得vC24107 m/s所以C核的速度大小為24107 m/s【答案】(1)NHeOH(2)241

19、07 m/s9(2017南京三模)如圖155所示，兩個完全相同的物體，沿同一直線運動，速度分別為v13 m/s，v22 m/s，它們發(fā)生碰撞后仍在同一直線運動，速度分別為v1和v2，求：圖155(1)當v12 m/s時，v2的大?。?2)在各種可能碰撞中，v1的最大值【解析】(1)由取向右為正方向，由動量守恒定律得mv1mv2mv1mv2，代入數(shù)據(jù)解得 v23 m/s(2)當兩者速度相等時v1有最大值vm，由動量守恒定律得：mv1mv22mvm代入數(shù)據(jù)vm25 m/s【答案】(1)3 m/s(2)25 m/s考向2動量與能量的綜合應用10(2017徐州模擬)如圖156所示，光滑的水平面上，小球

20、A以速率v0撞向正前方的靜止小球B，碰后兩球沿同一方向運動，且小球B的速率是A的4倍，已知小球A、B的質量別為2m、m圖156(1)求碰撞后A球的速率；(2)判斷該碰撞是否為彈性碰撞【解析】(1)設向右為正方向，以A、B球為系統(tǒng)，由動量守恒定律得：2mv02mvAmvB且vB4vA解得：vAv0(2)碰撞前：系統(tǒng)的總動能為：Ek2mvmv碰撞后：系統(tǒng)的總動能為：Ek2mvmvmv，則EkEk，所以該碰撞是彈性碰撞【答案】(1)v0(2)是彈性碰撞考點3| 核反應及核能的計算難度：低檔題 題型：選擇題、填空題五年4考(對應學生用書第87頁)10(2016江蘇高考T12(C)(1)貝可勒爾在120

21、年前首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，如今原子核的放射性在眾多領域中有著廣泛應用下列屬于放射性衰變的是_ACNeBUnIY2nCHHHenDHeAlPn【解題關鍵】天然放射性衰變是自發(fā)地放出、粒子的核反應，與原子核聚變、裂變及人工轉變是有區(qū)別的A放射性元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象叫天然放射現(xiàn)象A選項為衰變方程，B選項為重核裂變方程，C選項為輕核聚變方程，D選項為原子核的人工轉變方程，故選A11(2015江蘇高考T12(C)(2)(3)(1)核電站利用原子核鏈式反應放出的巨大能量進行發(fā)電，U是核電站常用的核燃料U受一個中子轟擊后裂變成Ba和Kr兩部分，并產(chǎn)生_個中子要使鏈式反應發(fā)生，裂變物質的體積要_(選填“

22、大于”或“小于”)它的臨界體積(2)取質子的質量mp1672 61027 kg，中子的質量mn1674 91027 kg，粒子的質量m6646 71027 kg，光速c30108 m/s請計算粒子的結合能(計算結果保留兩位有效數(shù)字) 【導學號：17214213】【解題關鍵】解此題的三個關鍵：(1)核反應過程滿足電荷數(shù)守恒和質量數(shù)守恒(2)理解臨界體積的含義(3)應用Emc2求核能時注意m和E單位對應【解析】(1)核反應方程遵守質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，且該核反應方程為：UnBaKr3n，即產(chǎn)生3個中子臨界體積是發(fā)生鏈式反應的最小體積，要使鏈式反應發(fā)生，裂變物質的體積要大于它的臨界體積(2)組成粒

23、子的核子與粒子的質量差m(2mp2mn)m結合能Emc2代入數(shù)據(jù)得E431012 J【答案】(1)3大于(2)431012 J12(多選)(2017江蘇高考T12(C)(1)原子核的比結合能曲線如圖157所示根據(jù)該曲線，下列判斷正確的有()圖157AHe核的結合能約為14 MeVBHe核比Li核更穩(wěn)定C兩個H核結合成He核時釋放能量D92U核中核子的平均結合能比Kr核中的大BCA錯：He核有4個核子，由比結合能圖線可知，He核的結合能約為28 MeVB對：比結合能越大，原子核越穩(wěn)定C對：兩個H核結合成He核時，核子的比結合能變大，結合時要放出能量D錯：由比結合能圖線知，92U核中核子平均結合能

24、比Kr核中的小13(2014江蘇高考T12(C)(2)氡222是一種天然放射性氣體，被吸入后，會對人的呼吸系統(tǒng)造成輻射損傷它是世界衛(wèi)生組織公布的主要環(huán)境致癌物質之一其衰變方程是RnPo_已知Rn的半衰期約為38天，則約經(jīng)過_天，16 g的Rn衰變后還剩1 g【解析】根據(jù)質量數(shù)、電荷數(shù)守恒得衰變方程為RaPoHe根據(jù)衰變規(guī)律mm0，代入數(shù)值解得t152天【答案】He152考向1放射性元素的衰變11(2017鹽城三模)氡222經(jīng)過衰變變成釙218，t0時氡的質量為m0，任意時刻氡的質量為m，下列四幅圖中正確的是() 【導學號：17214214】ABCDB每經(jīng)過一個半衰期有一半質量發(fā)生衰變，則剩余質

25、量mm0nm0，解得，T為半衰期，可知與t成指數(shù)函數(shù)關系，故B正確，A、C、D錯誤12(2017南通二模)原子核的能量也是量子化的，Ac能發(fā)生衰變產(chǎn)生新核Th，處于激發(fā)態(tài)的新核Th的能級圖如圖158所示(1)寫出Ac發(fā)生衰變的方程；(2)發(fā)生上述衰變時，探測器能接收到射線譜線有幾條？求出波長最長光子的能量E圖158【解析】(1)由質量數(shù)與核電荷數(shù)守恒可知，核衰變反應方程為：AcThe(2)根據(jù)C3，知探測器能接收到3條射線譜線波長最長對應能級差最小EE2E100721 MeV；【答案】(1)AcThe(2)30072 1 MeV13(2017南通模擬)下列說法中正確的是()A鈾235裂變成氙1

26、36和鍶90并放出9個中子B1 g含有放射性釷的礦物質，經(jīng)過1個半衰期還剩05 gC盧瑟福原子核式結構模型能解釋原子光譜的不連續(xù)性D增加原子核內(nèi)的中子個數(shù)有助于維持原子核的穩(wěn)定D發(fā)生核反應的過程滿足電荷數(shù)和質量數(shù)守恒，鈾235裂變成氙136和鍶90的過程中，質量數(shù)守恒，由于中子的質量數(shù)等于1，所以中子的個數(shù)：n23511369010，所以可能的裂變的反應方程式為：UnXeSr10n，故A錯誤；由于經(jīng)過1個半衰期，有半數(shù)發(fā)生衰變，所以1 g含有放射性釷的礦物質，經(jīng)過1個半衰期還剩05 g放射性釷，但該礦物質的質量應大于05 g，故B錯誤；盧瑟福原子核式結構模型能解釋粒子的散射實驗，不能解釋原子光

27、譜的不連續(xù)性，故C錯誤；若只增加原子核內(nèi)的中子，由于中子與其他核子沒有庫侖斥力，但有相互吸引的核力，所以有助于維持原子核的穩(wěn)定，故D正確考向2核反應方程及核能的計算14(2017南京三模)太陽內(nèi)部不斷進行著各種核聚變反應，一個氘核和一個氚核結合成一個氦核是其中一種，請寫出其核反應方程_；如果氘核的比結合能為E1，氚核的比結合能為E2，氦核的比結合能為E3，則上述反應釋放的能量可表示為_【解析】根據(jù)電荷數(shù)守恒、質量數(shù)守恒，知核反應方程為HHHen，氘核的比結合能為E1，氚核的比結合能為E2，氦核的比結合能為E3，根據(jù)比結合能等于結合能與核子數(shù)的比值，則有：該核反應中釋放的核能E4E32E13E2【答案】HHHenE4E32E13E215(2017鎮(zhèn)江三模)2011年3月11日在日本海域發(fā)生強烈地震，強震引發(fā)了福島核電站危機核電站中的U發(fā)生裂變反應，試完成下列反應方程式UnBaKr_；已知U、Ba、Kr和中子的質量分別是mU、mBa、mKr、mn，該反應中一個U裂變時放出的能量為_(已知光速為c)【解析】反應方程式UnBaKrX中，根據(jù)質量數(shù)守恒，X的總的質量數(shù)為：2351141923X的總的電荷數(shù)為：9256360故X是3個中子，即為：3n；一個U裂變時放出的能量為：Emc2(mUmBamKr2mn)c2【答案】3n(mUmBamKr2mn)c213