（江蘇專用）2019高考物理三輪沖刺 第一篇 回歸教材 十四 選修3-5板塊.docx

十四、選修3-5板塊基礎(chǔ)回扣一動(dòng)量、波粒二象性1.動(dòng)量(1)表達(dá)式:p=mv,單位:kgm/s。(2)方向:與速度方向相同。2.動(dòng)量守恒定律(1)守恒條件理想守恒:系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零,則系統(tǒng)動(dòng)量守恒。近似守恒:系統(tǒng)受到的合力不為零,但當(dāng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力時(shí),系統(tǒng)的動(dòng)量可近似看成守恒。分方向守恒:系統(tǒng)在某個(gè)方向上所受合力為零時(shí),系統(tǒng)在該方向上動(dòng)量守恒。(2)表達(dá)式: p=p(系統(tǒng)相互作用前的總動(dòng)量p等于相互作用后的總動(dòng)量p)。3.碰撞的種類及特點(diǎn)分類標(biāo)準(zhǔn)種類特點(diǎn)機(jī)械能是否守恒彈性碰撞動(dòng)量守恒,機(jī)械能守恒非彈性碰撞動(dòng)量守恒,機(jī)械能有損失完全非彈性碰撞動(dòng)量守恒,機(jī)械能損失最大碰撞前后動(dòng)量是否共線對(duì)心碰撞(正碰)碰撞前后速度共線非對(duì)心碰撞(斜碰)碰撞前后速度不共線微觀粒子的碰撞散射粒子相互接近時(shí)并不發(fā)生直接接觸說明:碰撞現(xiàn)象滿足的規(guī)律:(1)動(dòng)量守恒定律;(2)機(jī)械能不增加;(3)速度要合理。4.光電效應(yīng)(1)規(guī)律:任何金屬都存在極限頻率,用高于極限頻率的光照射金屬時(shí),會(huì)發(fā)生光電效應(yīng);在入射光的頻率大于金屬的極限頻率的情況下,從光照射到金屬上到金屬逸出光電子的過程,幾乎是瞬時(shí)的;光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而增大,與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān);單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)與入射光的強(qiáng)度成正比。(2)光子具有的能量與光的頻率成正比,即:E=h,其中h=6.6310-34 Js。(3)光電效應(yīng)方程:Ek=h-W。(4)用圖像表示光電效應(yīng)方程極限頻率:圖線與軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)0。逸出功:圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕對(duì)值W0=E。普朗克常量:圖線的斜率k=h。5.泊松亮斑:當(dāng)光照到不透光的小圓板上時(shí),在圓板的陰影中心出現(xiàn)的亮斑 (在陰影外還有不等間距的明暗相間的圓環(huán))。這是光的衍射現(xiàn)象。6.牛頓環(huán):用一個(gè)曲率半徑很大的凸透鏡的凸面和一平面玻璃接觸,在日光下或用白光照射時(shí),可以看到接觸點(diǎn)為一暗點(diǎn),其周圍為一些明暗相間的彩色圓環(huán);而用單色光照射時(shí),則表現(xiàn)為一些明暗相間的單色圓環(huán)。這些圓環(huán)間的距離不等,隨離中心點(diǎn)的距離的增加而逐漸變窄。這是光的干涉現(xiàn)象。7.光的波粒二象性:光的干涉、衍射現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性,光電效應(yīng)表明光具有粒子性,因此光具有波粒二象性。8.物質(zhì)波:任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體,小到微觀粒子大到宏觀物體都有一種波與它對(duì)應(yīng),其波長(zhǎng)=hp,p為運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量,h為普朗克常量。二原子物理1.玻爾理論的基本內(nèi)容(1)能級(jí)假設(shè):氫原子的能級(jí)公式En=E1n2,n為量子數(shù)。(2)躍遷假設(shè):h=E末-E初。(3)軌道量子化假設(shè):氫原子軌道半徑公式rn=n2r1,n為量子數(shù)。(4)氫原子躍遷時(shí)電子動(dòng)能、電勢(shì)能與原子能量的變化原子能量:En=Ekn+Epn=E1n2,隨n增大而增大,其中E1=-13.6 eV。電子動(dòng)能:電子繞氫原子核運(yùn)動(dòng)時(shí)庫(kù)侖力提供向心力,即ke2r2=mv2r,所以Ekn=ke22rn,隨r增大而減小。電勢(shì)能:通過庫(kù)侖力做功判斷電勢(shì)能的增減。當(dāng)軌道半徑減小時(shí),庫(kù)侖力做正功,電勢(shì)能減小;反之,軌道半徑增大時(shí),電勢(shì)能增加。(5)記住一些結(jié)論一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時(shí)可能輻射的光譜線條數(shù)為N=n(n-1)2。只有光子能量恰好等于躍遷所需的能量(h=Em-En)時(shí),光子才被吸收。入射光子能量大于電離能(h=E-En)時(shí),光子一定能被原子吸收并使之電離,剩余能量為自由電子提供動(dòng)能。2.三種射線射線射線射線射線物質(zhì)微粒氦核 24He電子-10e光子帶電情況帶正電(2e)帶負(fù)電(-e)不帶電速度約為0.1c0.99cc貫穿本領(lǐng)最弱(紙能擋住)較強(qiáng)(穿透幾毫米厚的鋁板)最強(qiáng)(穿透幾厘米厚的鉛板)電離作用很強(qiáng)較弱很弱3.原子核的衰變(1)原子核放出粒子或粒子,變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變。(2)分類衰變類型衰變衰變衰變方程ZAXZ-2A-4Y+24HeZAXZ+1AY+-10e衰變實(shí)質(zhì)2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)整體射出中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子211H+201n24 He01nH+-10e勻強(qiáng)磁場(chǎng)中軌跡粒子半徑大粒子半徑大衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒(3)半衰期:放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間。半衰期由核內(nèi)部本身的因素決定,跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無(wú)關(guān)。4.放射性同位素及應(yīng)用(1)同位素:具有相同質(zhì)子數(shù)而中子數(shù)不同的原子核,在元素周期表中處于同一位置,互稱同位素。(2)放射性同位素的應(yīng)用放射性同位素放出的射線應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等。作為示蹤原子。5.核力:把核子緊緊地束縛在核內(nèi)的核子間的作用力。核力是短程強(qiáng)引力,作用范圍在1.510-15 m之內(nèi),只在相鄰的核子間發(fā)生作用。6.核能核子結(jié)合為原子核時(shí)釋放的能量或原子核分解為核子時(shí)吸收的能量,叫做原子核的結(jié)合能,亦稱核能。7.質(zhì)能方程、質(zhì)量虧損愛因斯坦質(zhì)能方程E=mc2,原子核的質(zhì)量必然比組成它的核子的質(zhì)量和要小m,這就是質(zhì)量虧損。由質(zhì)量虧損可求出釋放的核能E=mc2。8.裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)(1)重核裂變:重核分裂成幾個(gè)中等質(zhì)量的核的反應(yīng)過程。如:92235U+01n56144Ba+3689Kr+301n。由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)能持續(xù)地進(jìn)行的過程稱為鏈?zhǔn)椒磻?yīng),發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件是:裂變物質(zhì)的體積大于等于臨界體積。裂變的應(yīng)用:原子彈、核反應(yīng)堆。(2)輕核聚變:兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的反應(yīng)過程。如:13H+12H24He+01n+17.6 MeV。使核發(fā)生聚變需要幾百萬(wàn)開爾文以上的高溫,因此聚變又叫熱核反應(yīng)。9.核反應(yīng)的四種類型類型可控性核反應(yīng)方程典例衰變衰變自發(fā)92238U90234Th+24He衰變自發(fā)90234Th91234Pa+-10e人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯た刂?14N+24He817O+11H(盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子)24He+49Be612C+01n(查德威克發(fā)現(xiàn)中子)1327Al+24He1530P+01n約里奧-居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素,同時(shí)發(fā)現(xiàn)正電子1530P1430Si+10e重核裂變比較容易進(jìn)行人工控制92235U+01n56144Ba+3689Kr+301n92235U+01n54136Xe+3890Sr+1001n輕核聚變除氫彈外無(wú)法控制12H+13H24He+01n回歸小練1.2018江蘇單科,12(1)已知A和B兩種放射性元素的半衰期分別為T和2T,則相同質(zhì)量的A和B經(jīng)過2T后,剩有的A和B質(zhì)量之比為() A.14B.12C.21D.412.(多選)(2018江蘇南京、鹽城一模)下面四幅示意圖中能正確反映核反應(yīng)過程的是()3.(多選)(2018江蘇南通三模)中微子是一種不帶電、質(zhì)量很小的粒子。早在1942年我國(guó)物理學(xué)家王淦昌首先提出證實(shí)中微子存在的實(shí)驗(yàn)方案。靜止的鈹核(47Be)可能從很靠近它的核外電子中俘獲一個(gè)電子(動(dòng)能忽略不計(jì))形成一個(gè)新核并放出中微子,新核處于激發(fā)態(tài),放出光子后回到基態(tài)。通過測(cè)量新核和光子的能量,可間接證明中微子的存在。則()A.產(chǎn)生的新核是鋰核(37Li)B.反應(yīng)過程吸收能量 C.中微子的動(dòng)量與處于激發(fā)態(tài)新核的動(dòng)量大小相等D.中微子的動(dòng)能與處于激發(fā)態(tài)新核的動(dòng)能相等4.(多選)(2018江蘇鹽城三模)如圖所示是氫原子的能級(jí)圖。下列判斷正確的是()A.E1>E2B.E1<E2C.E2=12E1D.E2=14E15.(多選)有關(guān)下列四幅圖的說法正確的是()A.甲圖中,光滑水平面上,球m1以速度v碰撞靜止球m2,若兩球質(zhì)量相等,碰后m2的速度一定為vB.乙圖中,在光顏色保持不變的情況下,入射光越強(qiáng),飽和光電流越大C.丙圖中,射線a由粒子組成,射線b為射線,射線c由粒子組成D.丁圖中,鏈?zhǔn)椒磻?yīng)屬于重核裂變6.(2017湖北八市聯(lián)考)人們發(fā)現(xiàn),不同的原子核,其核子的平均質(zhì)量(原子核的質(zhì)量除以核子數(shù))與原子序數(shù)有如圖所示的關(guān)系。下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和核反應(yīng)的說法錯(cuò)誤的是()A.由圖可知,原子核D和E聚變成原子核F時(shí)會(huì)有質(zhì)量虧損,要放出能量B.由圖可知,原子核A裂變成原子核B和C時(shí)會(huì)有質(zhì)量虧損,要放出核能C.已知原子核A裂變成原子核B和C時(shí)放出的射線能使某金屬板逸出光電子,若增加射線強(qiáng)度,則逸出光電子的最大初動(dòng)能增大D.在核反應(yīng)堆的鈾棒之間插入鎘棒是為了控制核反應(yīng)速度7.在高速公路上發(fā)生了一起交通事故,一輛質(zhì)量為1 500 kg向南行駛的長(zhǎng)途客車迎面撞上了一輛質(zhì)量為3 000 kg向北行駛的卡車,撞后兩車連在一起,并向南滑行一段距離后靜止。根據(jù)測(cè)速儀的測(cè)定,長(zhǎng)途客車撞前以20 m/s的速度勻速行駛,由此可判斷卡車撞前的行駛速度()A.小于10 m/sB.大于10 m/s,小于20 m/sC.大于20 m/s,小于30 m/sD.大于30 m/s,小于40 m/s答案精解精析回歸小練1.B經(jīng)過2T后A剩余的質(zhì)量mA=m122=m4,B剩余的質(zhì)量mB=m121=m2,mAmB=m4m2=12。2.ADA項(xiàng)中符合質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,故A項(xiàng)正確;B項(xiàng)中質(zhì)量數(shù)守恒,但電荷數(shù)不守恒,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng)中質(zhì)量數(shù)守恒,但電荷數(shù)不守恒,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng)中符合質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,故D項(xiàng)正確。3.AC鈹核(47Be)俘獲一個(gè)電子后,電荷數(shù)減少1,變?yōu)殇嚭?37Li),A正確;反應(yīng)過程放出光子,即釋放能量,B錯(cuò)誤;根據(jù)動(dòng)量守恒可知,中微子的動(dòng)量與處于激發(fā)態(tài)新核的動(dòng)量大小相等,方向相反,C正確;由Ek=p22m可知D錯(cuò)誤。4.BD根據(jù)玻爾理論,原子能級(jí)E1是最低能級(jí),故A錯(cuò)誤,B正確;能級(jí)關(guān)系為En=1n2E1,故C錯(cuò)誤,D正確。5.BD甲圖中,光滑水平面上,兩球碰撞過程動(dòng)量守恒,碰撞過程機(jī)械能不增加,如果兩球質(zhì)量相等,則碰撞后m2的速度不大于v,但不是一定等于v,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;乙圖中,光的顏色保持不變的情況下,光照越強(qiáng),飽和光電流越大,故B項(xiàng)正確;丙圖中,由左手定則可知,a帶正電,則射線a由粒子組成,b不帶電,射線b是射線,c帶負(fù)電,則射線c由電子組成,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;丁圖中,鏈?zhǔn)椒磻?yīng)屬于重核裂變,故D項(xiàng)正確。6.C原子核D和E聚變成原子核F時(shí)會(huì)有質(zhì)量虧損,要放出能量,A項(xiàng)正確;原子核A裂變成原子核B和C時(shí)會(huì)有質(zhì)量虧損,要放出核能,B項(xiàng)正確;增強(qiáng)射線強(qiáng)度,則逸出光電子的最大初動(dòng)能不變,C項(xiàng)錯(cuò)誤;在核反應(yīng)的鈾棒之間插入鎘棒是為了控制核反應(yīng)速度,D項(xiàng)正確。7.A兩車碰撞過程中盡管受到地面的摩擦力作用,但遠(yuǎn)小于相互作用的內(nèi)力(碰撞力),所以可以認(rèn)為碰撞過程動(dòng)量守恒。依題意,碰撞后兩車以共同速度向南滑行,即碰撞后系統(tǒng)的末動(dòng)量方向向南。設(shè)長(zhǎng)途客車和卡車的質(zhì)量分別為m1、m2,撞前的速度大小分別為v1、v2,撞后共同速度為v,選定向南為正方向,根據(jù)動(dòng)量守恒定律有m1v1-m2v2=(m1+m2)v,又v>0,則m1v1-m2v2>0,代入數(shù)據(jù)解得v2<m1m2v1=10 m/s。故選項(xiàng)A正確。