江苏专版2018版高考物理二轮复习第一部分专题十五碰撞与动量守恒近代物理初步课件

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高考总复习课程--2018年高考物理第二轮复习江苏版讲义

第5讲经典动量守恒之碰撞题一：两个小球在光滑水平面上沿同一直线，同一方向运动，B 球在前，A 球在后，m A ＝1 kg ，m B ＝2 kg ，v A ＝6 m/s ，v B ＝2 m/s ，当A 球与B 球发生碰撞后，A 、B 两球速度可能为（）A ．v A ＇＝5 m/s ，vB ＇＝2.5 m/sB ．v A ＇＝2 m/s ，v B ＇＝4 m/sC ．v A ＇＝－4 m/s ，v B ＇＝7 m/sD ．v A ＇＝7 m/s ，v B ＇＝1.5 m/s题二：如图所示，质量为m 2的小球B 静止在光滑的水平面上，质量为m 1的小球A 以速度v 0靠近B ，并与B 发生碰撞，碰撞前后两个小球的速度始终在同一条直线上。

A 、B 两球的半径相等，且碰撞过程中没有机械能损失。

当m 1、v 0一定时，若m 2越大，则（）A ．碰撞后A 的速度越小B ．碰撞后A 的速度越大C ．碰撞过程中B 受到的冲量越小D ．碰撞过程中A 受到的冲量越大题三：如图所示，在光滑水平面上停放着质量为m 且装有光滑的弧形轨道AB 的小车，一质量为m 的小球以水平初速度v 0从小车的右端沿弧形轨道滑上小车，到达到某一高度后，小球又返回弧形轨道A 端，则下列判断正确的是（）A ．小球离开小车A 端后，向右做平抛运动B ．小球离开小车A 端后，做自由落体运动C ．整个过程中小球对车做功为零D ．小球沿小车弧形轨道上升的最大高度为g v 42题四：下面是一物理演示实验，它显示：图中自由下落的A 和B 经反弹后，B 能上升到比初位置高得多的地方。

A 是某种材料做成的实心球，质量m 1＝0.28 kg ，其顶部的凹坑中插着质量m 2＝0.1 kg 的木棍B ，B 只是松松地插在凹坑中，其下端与坑底之间有小空隙。

将此装置从A 下端离地板的高度H ＝1.25 m 处由静止释放，实验中，A 触地后在极短时间内反弹，且其速度大小不变；接着木棍B脱离球A开始上升，而球A恰好停留在地板上。

【K12教育学习资料】2018版高考物理二轮复习第一部分专题十五碰撞与动量守恒近代物理初步学案

专题十五碰撞与动量守恒近代物理初步考点1| 原子结构和光电效应难度：低档题题型：选择题五年5考(对应学生用书第84页)1．(2013·江苏高考T 12(C)(1)(2))(1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的________也相等．图151A ．速度B ．动能C ．动量D ．总能量(2)根据玻尔原子结构理论，氦离子(He ＋)的能级图如图151所示．电子处在n ＝3轨道上比处在n ＝5轨道上离氦核的距离_______(选填“近”或“远”)．当大量He ＋处在n ＝4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有_______条．【导学号：17214210】【解题关键】解此题的关键有以下两点： (1)德布罗意波长公式λ＝h p．(2)大量处于n 能级的原子由于跃迁所发射的谱线条数为r ＝C 2n ．【解析】 (1)根据λ＝h p，知电子和中子的动量大小相等，选项C 正确．(2)根据玻尔理论r n ＝n 2r 1可知电子处在n ＝3的轨道上比处在n ＝5的轨道上离氦核的距离近．大量He ＋处在n ＝4的激发态时，发射的谱线有6条．【答案】 (1)C (2)近 62．(2016·江苏高考T 12(C)(3))几种金属的逸出功W 0见下表：光的波长范围为4．0×10－7～7．6×10－7m ，普朗克常数h ＝6．63×10－34J·s．【解题关键】解此题的关键有以下两点： (1)光子能量与光波波长的关系：E ＝hcλ．(2)要发生光电效应，入射光子能量应大于金属的逸出功．【解析】光子的能量E ＝hcλ取λ＝4．0×10－7m ，则E ≈5．0×10－19J根据E ＞W 0判断，钠、钾、铷能发生光电效应．【答案】钠、钾、铷能发生光电效应3．(多选)(2015·江苏高考T 12(C)(1))波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有( )A ．光电效应现象揭示了光的粒子性B ．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C ．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D ．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等【解析】光电效应现象、黑体辐射的实验规律都可以用光的粒子性解释，选项A 正确，选项C 错误；热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性，选项B 正确；由德布罗意波长公式λ＝h p和p 2＝2m ·E k 知动能相等的质子和电子动量不同，德布罗意波长不相等，选项D 错误．【答案】 AB4．(2014·江苏高考T 12(C)(1))已知钙和钾的截止频率分别为7．73×1014Hz 和5．44×1014Hz ，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的( ) A ．波长 B ．频率 C ．能量 D ．动量A [根据爱因斯坦光电效应方程12 mv 2m ＝h ν－W ．由题知W 钙>W 钾，所以钙逸出的光电子的最大初动能较小．根据p ＝2mE k 及p ＝hλ和c ＝λν知，钙逸出的光电子的特点是：动量较小、波长较长、频率较小．选项A 正确，选项B 、C 、D 错误．]5．(2017·江苏高考T 12(C)(2))质子(11H)和α粒子(42He)被加速到相同动能时，质子的动量________(选填“大于”“小于”或“等于”)α粒子的动量，质子和α粒子的德布罗意波波长之比为________．【解析】由p ＝mv ，E k ＝12mv 2知，p ＝2mE k ，质子质量小于α粒子质量，动能相同时质子动量小．由λ＝h p 知，λ质λα＝p αp 质＝m αm 质＝2∶1．【答案】小于 2∶1●考向1 光电效应及方程1．(2017·苏锡常三模)下列说法正确的是( )A ．光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性B ．光电效应实验中，改用强光可以增大逸出光电子的最大初动能C ．在一定的光照条件下，增大所加正向电压的值，一定可以增大饱和光电流D ．实验时，若用光照射金属不能发生光电效应时，可以改用强光照射使实验成功 A [为解释光电效应现象，爱因斯坦提出了光子说，说明光具有粒子性；康普顿效应深入地揭示了光的粒子性，遵守能量守恒和动量守恒，它表明光子不仅具有能量而且具有动量，故A 正确；根据光电效应方程E k ＝h ν－W 可知，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，还与金属的逸出功有关，与入射光的强度无关，故B 错误；饱和光电流与入射光的强度有关，在一定的光照条件下，增大所加正向电压的值，饱和光电流不一定增大，故C 错误；发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与光的强度无关，故D错误．]2．(2017·徐州模拟)如图152所示的光电管实验中，当用波长3．0×10－7 m的光照射在阴极K上时，电流表有示数．调节滑动变阻器，当电压表读数为3．0 V时，电流表读数恰好为零；改用波长为1．5×10－7m的光照射在阴极K上时，调节滑动变阻器，当电压表读数为7．1 V时，电流表读数也恰好为零．由此可得普朗克常量为________J·s，该阴极的逸出功为________J．已知电子电量为1．6×10－19 C，光速c为3×108 m/s，结果保留两位有效数字．图152【解析】设普朗克常量为h，K的逸出功为W由光电方程可得光电子最大动能：E k＝hν－W由题意知，当光电流恰好为零时有：E k＝eU又：c＝λν由上三式可得：eU＝h cλ－W当入射光波长为3．0×10－7 m时，可得：3．0×1．6×10－19＝h 3．00×1083．0×10－W当入射光波长为1．5×10－7 m时，可得：7．1×1．6×10－19＝h 3．00×1081．5×10－7－W 联立可得：h＝6．6×10－34J·s，W＝1．8×10－19 J．【答案】6．6×10－341．8×10－19●考向2 光的波粒二象性3．(2017·苏南四市二模)关于近代物理实验，下列说法正确的是( )【导学号：17214211】A．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释B．利用α粒子散射实验可以估算核外电子的运动半径C．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，说明实物粒子也具有波动性D．汤姆孙研究阴极射线发现了电子，提出了原子核式结构模型C [黑体辐射的实验规律可用量子理论来解释，故A错误；卢瑟福用α粒子轰击金箔的实验中提出原子核式结构学说，通过实验可以估算原子核的半径，而不是核外电子的运动半径，故B错误；电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，说明实物粒子也具有波动性，故C 正确；汤姆孙研究阴极射线发现了电子，提出了原子的枣糕模型，是卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子核式结构模型，故D 错误．] 4．(2017·徐州期末)关于光的波粒二象性及物质波，下列说法正确的是( )A ．光子的动量和波长成反比B ．康普顿效应说明光具有波动性C ．光的波粒二象性说明，光的波动性明显时，粒子性也一定明显D ．电子显微镜利用电子束到达微小物体表面，再反射到荧光板上成像来实现观察，这是由于电子束的德布罗意波长较长A [根据德布罗意波长公式λ＝h p可知，光子的动量和波长成反比，故A 正确；光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性，故B 错误；光的波粒二象性说明，光的波动性明显时，粒子性就不明显，光的粒子性明显时，波动性就不明显，故C 错误；电子显微镜利用电子束到达微小物体表面，再反射到荧光板上成像来实现观察，这是由于电子束的德布罗意波长较短，分辨率高，故D 错误．] ●考向3 氢原子能级及跃迁5．(2017·泰州三模)下列说法中正确的是( )A ．汽车安全气囊是通过减小撞击过程中动量变化量来减轻对乘员的伤害程度的B ．由α粒子散射的实验数据可以估测核半径、确定核电荷量C ．电子束穿过铝箔的衍射实验证实了电子的粒子性D ．原子核的能量是不连续的，能级越高越稳定B [安全气囊可以增加人体与车接触的时间，根据动量定理得：－Ft ＝0－mv ，所以：F ＝mvt，当时间增大时，冲量和动量的变化量都不变，改变了动量的变化率，即车对人的作用力减小，所以汽车安全气囊是通过增加撞击过程中的时间，减小车与人之间的作用力来减轻对乘员的伤害程度的，故A 错误．根据α粒子散射实验数据可以确定原子核电荷量和估算原子核半径，故B 正确．衍射是波特有的性质，电子束穿过铝箔后的衍射图样，证实了实物粒子的波动性，故C 错误；根据玻尔理论可知，原子核的能量是不连续的，能级越高越不稳定，故D 错误．]6．(2017·江苏二模)汞原子的能级如图153所示，现让光子能量为E 的一束光照射到大量处于基态的汞原子上，汞原子能发出3种不同频率的光，那么入射光光子的能量为________eV ，发出光的最大波长为________m ．(普朗克常量h ＝6．63×10－34J·s，计算结果保留两位有效数字)图153【解析】根据C 2n ＝3知，n ＝3，则吸收的光子能量ΔE ＝(－2．7＋10．4) eV ＝7．7 eV ．由n ＝3跃迁到n ＝2时辐射的光子能量最小，波长最长，有：E 3－E 2＝h cλ，代入数据有(－2．7＋5．5)×1．6×10－19＝6．63×10－34×3×108λ，解得λ＝4．4×10－7 m ．【答案】 7．7 4．4×10－7考点2| 动量和动量守恒的应用难度：中档题题型：计算题五年4考(对应学生用书第86页)6．(2013·江苏高考T 12(C)(3))如图154所示，进行太空行走的宇航员A 和B 的质量分别为80 kg 和100 kg ，他们推携手远离空间站，相对空间站的速度为0．1 m/s ．A 将B 向空间站方向轻推后，A 的速度变为0．2 m/s ，求此时B 的速率大小和方向．图154【解题关键】宇航员A 和B 在相互作用过程中系统动量守恒．【解析】根据动量守恒定律，(m A ＋m B )v 0＝m A v A ＋m B v B ，代入数值解得v B ＝0．02 m/s ，离开空间站方向．【答案】 0．02 m/s 离开空间站方向7．(2014·江苏高考T 12(C)(3))牛顿的《自然哲学的数学原理》中记载，A 、B 两个玻璃球相碰，碰撞后的分离速度和它们碰撞前的接近速度之比总是约为15∶16．分离速度是指碰撞后B 对A 的速度，接近速度是指碰撞前A 对B 的速度．若上述过程是质量为2m 的玻璃球A 以速度v 0碰撞质量为m 的静止玻璃球B ，且为对心碰撞，求碰撞后A 、B 的速度大小．【解析】设A 、B 球碰撞后速度分别为v 1和v 2 由动量守恒定律知：2mv 0＝2mv 1＋mv 2，且由题意知v 2－v 1v 0＝1516，解得v 1＝1748v 0，v 2＝3124v 0．【答案】1748v 0 3124v 0 8．(2017·江苏高考T 12(C)(3))甲、乙两运动员在做花样滑冰表演，沿同一直线相向运动，速度大小都是1 m/s ．甲、乙相遇时用力推对方，此后都沿各自原方向的反方向运动，速度大小分别为1 m/s 和2 m/s ．求甲、乙两运动员的质量之比．【导学号：17214212】【解析】动量守恒得m 1v 1－m 2v 2＝m 2v ′2－m 1v ′1 解得m 1m 2＝v 2＋v ′2v 1＋v ′1，代入数据得m 1m 2＝32．【答案】 3∶29．(2016·江苏高考T 12(C)(2))已知光速为c ，普朗克常量为h ，则频率为ν的光子的动量为________．用该频率的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去，则光子在反射前后动量改变量的大小为________．【解析】光速为c ，频率为ν的光子的波长λ＝cν，光子的动量p ＝h λ＝h νc．用该频率的光垂直照射平面镜，光被垂直反射，则光子在反射前后动量方向相反，取反射后的方向为正方向，则反射前后动量改变量Δp ＝p 2－p 1＝2h νc．【答案】h νc 2h νc●考向1 动量守恒定律的应用7．(2017·泰州三模)冰雪游乐场上一质量为M 的人站在质量为m 的冰车A 上一起运动，迎面而来一个质量也为m 的冰车B ，为了防止相撞，该人跳上冰车B ，冰车A 速度立即变为零，人和冰车B 一起以速度v 沿A 原来的方向运动，不计冰面与冰车间的摩擦，则： (1)相撞前该人和两冰车的总动量大小p 是多少？(2)若要使两冰车恰好不相撞，求该人跳到冰车B 上后冰车A 的速度大小v A ．【解析】 (1)冰车A 、B 和人组成的系统在相互作用前后满足动量守恒，则相撞前该人和两冰车的总动量 p ＝(m ＋M )v ．(2)要使两冰车恰好不相撞，该人跳到冰车B 上后冰车A 和B 的速度相同，设为v A ．取人和冰车A 原来的速度v 方向为正方向，根据动量守恒定律得(m ＋M )v ＝(2m ＋M )v A ．解得 v A ＝M ＋m2m ＋Mv ．【答案】 (1)(m ＋M )v (2)M ＋m2m ＋Mv8．(2017·南京二模)一个静止的氮核147N 俘获一个速度为1．1×107m/s 的氦核变成B 、C两个新核，设B的速度方向与氦核速度方向相同、大小为4×106 m/s，B的质量数是C的17倍，B、C两原子核的电荷数之比为8∶1．(1)写出核反应方程；(2)估算C核的速度大小．【解析】(1)根据电荷数守恒、质量数守恒得，B、C电荷数之和为9，因为B、C两原子核的电荷数之比为8∶1，则C的电荷数为1，B、C质量数之和为18．因为B的质量是C的17倍，则B的质量数为17，则C的质量数为1，所以C为质子；故核反应方程为：14 7N＋42He―→17 8O＋11H．(2)设氦核的速度方向为正方向；根据动量守恒得，m He v He＝m B v B＋m C v C4×1．1×107＝17×4×106＋v C解得v C＝－2．4×107 m/s所以C核的速度大小为2．4×107 m/s．【答案】(1)14 7N＋42He―→17 8O＋11H (2)2．4×107 m/s9．(2017·南京三模)如图155所示，两个完全相同的物体，沿同一直线运动，速度分别为v1＝3 m/s，v2＝2 m/s，它们发生碰撞后仍在同一直线运动，速度分别为v1′和v2′，求：图155(1)当v1′＝2 m/s时，v2′的大小；(2)在各种可能碰撞中，v1′的最大值．【解析】(1)由取向右为正方向，由动量守恒定律得mv1＋mv2＝mv1′＋mv2′，代入数据解得v2′＝3 m/s．(2)当两者速度相等时v1′有最大值v m，由动量守恒定律得：mv1＋mv2＝2mv m代入数据v m＝2．5 m/s．【答案】(1)3 m/s (2)2．5 m/s●考向2 动量与能量的综合应用10．(2017·徐州模拟)如图156所示，光滑的水平面上，小球A以速率v0撞向正前方的静止小球B，碰后两球沿同一方向运动，且小球B的速率是A的4倍，已知小球A、B的质量别为2m、m．图156(1)求碰撞后A球的速率；(2)判断该碰撞是否为弹性碰撞．【解析】 (1)设向右为正方向，以A 、B 球为系统，由动量守恒定律得：2mv 0＝2mv A ＋mv B且v B ＝4v A 解得：v A ＝13v 0．(2)碰撞前：系统的总动能为：E k ＝12×2mv 20＝mv 2碰撞后：系统的总动能为：E k ′＝12×2mv 2A ＋12mv 2B ＝mv 20，则E k ＝E k ′，所以该碰撞是弹性碰撞．【答案】 (1)13v 0 (2)是弹性碰撞考点3| 核反应及核能的计算难度：低档题题型：选择题、填空题五年4考(对应学生用书第87页)10．(2016·江苏高考T 12(C)(1))贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于放射性衰变的是________． A ．146C→147N ＋0－1eB ．23592U ＋10n→13953I ＋9539Y ＋210n C ．21H ＋31H→42He ＋10n D ．42He ＋2713Al→3015P ＋10n【解题关键】天然放射性衰变是自发地放出α、β粒子的核反应，与原子核聚变、裂变及人工转变是有区别的．A [放射性元素自发地放出射线的现象叫天然放射现象．A 选项为β衰变方程，B 选项为重核裂变方程，C 选项为轻核聚变方程，D 选项为原子核的人工转变方程，故选A ．] 11．(2015·江苏高考T 12(C)(2)(3))(1)核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电，23592U 是核电站常用的核燃料．23592U 受一个中子轰击后裂变成14456Ba 和8936Kr 两部分，并产生________个中子．要使链式反应发生，裂变物质的体积要________(选填“大于”或“小于”)它的临界体积．(2)取质子的质量m p ＝1．672 6×10－27kg ，中子的质量m n ＝1．674 9×10－27kg ，α粒子的质量m α＝6．646 7×10－27kg ，光速c ＝3．0×108m/s ．请计算α粒子的结合能．(计算结果保留两位有效数字)【导学号：17214213】【解题关键】解此题的三个关键：(1)核反应过程满足电荷数守恒和质量数守恒． (2)理解临界体积的含义．(3)应用ΔE ＝Δmc 2求核能时注意Δm 和ΔE 单位对应．【解析】 (1)核反应方程遵守质量数守恒和电荷数守恒，且该核反应方程为：23592U ＋10n ―→14456Ba ＋8936Kr ＋310n ，即产生3个中子．临界体积是发生链式反应的最小体积，要使链式反应发生，裂变物质的体积要大于它的临界体积． (2)组成α粒子的核子与α粒子的质量差 Δm ＝(2m p ＋2m n )－m α 结合能ΔE ＝Δmc 2代入数据得ΔE ＝4．3×10－12J ．【答案】 (1)3 大于 (2)4．3×10－12J12．(多选)(2017·江苏高考T 12(C)(1))原子核的比结合能曲线如图157所示．根据该曲线，下列判断正确的有( )图157A ．42He 核的结合能约为14 MeV B ．42He 核比63Li 核更稳定C ．两个21H 核结合成42He 核时释放能量D ．23592U 核中核子的平均结合能比8936Kr 核中的大BC [A 错：42He 核有4个核子，由比结合能图线可知，42He 核的结合能约为28 MeV ． B 对：比结合能越大，原子核越稳定．C 对：两个21H 核结合成42He 核时，核子的比结合能变大，结合时要放出能量． D 错：由比结合能图线知，23592U 核中核子平均结合能比8936Kr 核中的小．]13．(2014·江苏高考T 12(C)(2))氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤．它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一．其衰变方程是22286Rn→21884Po ＋________．已知22286Rn 的半衰期约为3．8天，则约经过________天，16 g 的222 86Rn 衰变后还剩1 g ．【解析】根据质量数、电荷数守恒得衰变方程为222 86Ra→218 84Po ＋42He ．根据衰变规律m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12tτ，代入数值解得t ＝15．2天．【答案】 42He 15．2●考向1 放射性元素的衰变11．(2017·盐城三模)氡222经过α衰变变成钋218，t ＝0时氡的质量为m 0，任意时刻氡的质量为m ，下列四幅图中正确的是( )【导学号：17214214】A BC DB [每经过一个半衰期有一半质量发生衰变，则剩余质量m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T，解得m m 0＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T ，T 为半衰期，可知m m 0与t 成指数函数关系，故B 正确，A 、C 、D 错误．] 12．(2017·南通二模)原子核的能量也是量子化的，226 89Ac 能发生β衰变产生新核22690Th ，处于激发态的新核226 90Th 的能级图如图158所示．(1)写出226 89Ac 发生β衰变的方程；(2)发生上述衰变时，探测器能接收到γ射线谱线有几条？求出波长最长γ光子的能量E ．图158【解析】 (1)由质量数与核电荷数守恒可知，核衰变反应方程为：226 89Ac→226 90Th ＋ 0－1e(2)根据C 23＝3，知探测器能接收到3条γ射线谱线．波长最长对应能级差最小 E ＝E 2－E 1＝0．0721 MeV ；【答案】 (1)226 89Ac→226 90Th ＋ 0－1e (2)3 0．072 1 MeV13．(2017·南通模拟)下列说法中正确的是( )A．铀235裂变成氙136和锶90并放出9个中子B．1 g含有放射性钍的矿物质，经过1个半衰期还剩0．5 gC．卢瑟福原子核式结构模型能解释原子光谱的不连续性D．增加原子核内的中子个数有助于维持原子核的稳定D [发生核反应的过程满足电荷数和质量数守恒，铀235裂变成氙136和锶90的过程中，质量数守恒，由于中子的质量数等于1，所以中子的个数：n＝235＋1－136－90＝10，所以可能的裂变的反应方程式为：235 92U＋10n→136 54Xe＋9038Sr＋1010n，故A错误；由于经过1个半衰期，有半数发生衰变，所以1 g含有放射性钍的矿物质，经过1个半衰期还剩0．5 g放射性钍，但该矿物质的质量应大于0．5 g，故B错误；卢瑟福原子核式结构模型能解释α粒子的散射实验，不能解释原子光谱的不连续性，故C错误；若只增加原子核内的中子，由于中子与其他核子没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，所以有助于维持原子核的稳定，故D正确．]●考向2 核反应方程及核能的计算14．(2017·南京三模)太阳内部不断进行着各种核聚变反应，一个氘核和一个氚核结合成一个氦核是其中一种，请写出其核反应方程________；如果氘核的比结合能为E1，氚核的比结合能为E2，氦核的比结合能为E3，则上述反应释放的能量可表示为_______________________________________．【解析】根据电荷数守恒、质量数守恒，知核反应方程为21H＋31H→42He＋10n，氘核的比结合能为E1，氚核的比结合能为E2，氦核的比结合能为E3，根据比结合能等于结合能与核子数的比值，则有：该核反应中释放的核能ΔE＝4E3－2E1－3E2．【答案】21H＋31H→42He＋10n ΔE＝4E3－2E1－3E215．(2017·镇江三模)2011年3月11日在日本海域发生强烈地震，强震引发了福岛核电站危机．核电站中的235 92U发生裂变反应，试完成下列反应方程式235 92U＋10n→141 56Ba＋9236Kr＋________；已知235 92U、141 56Ba、9236Kr和中子的质量分别是m U、m Ba、m Kr、m n，该反应中一个235 92U 裂变时放出的能量为________．(已知光速为c)【解析】反应方程式235 92U＋10n→141 56Ba＋9236Kr＋X中，根据质量数守恒，X的总的质量数为：235＋1－141－92＝3X的总的电荷数为：92－56－36＝0故X是3个中子，即为：310n；一个235 92U裂变时放出的能量为：ΔE＝Δm·c2＝(m U－m Ba－m Kr－2m n)c2．【答案】310n (m U－m Ba－m Kr－2m n)c2。

高考物理(江苏专版)二轮复习与策略讲练专题15碰撞与动量守恒近代物理初步含解析

专题十五碰撞与动量守恒近代物理初步考点1| 原子结构和光电效应难度：低档题题型：选择题五年5考(2013·江苏高考T12(C)(1)(2))(1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的________也相等．【导学号：25702071】图1A．速度B．动能C．动量D．总能量(2)根据玻尔原子结构理论，氦离子(He＋)的能级图如图1所示．电子处在n ＝3轨道上比处在n＝5轨道上离氦核的距离____________(选填“近”或“远”)．当大量He＋处在n＝4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有________条．【解题关键】解此题的关键有以下两点：(1)德布罗意波长公式λ＝h p.(2)大量处于n能级的原子由于跃迁所发射的谱线条数为r＝C2n.【解析】(1)根据λ＝hp，知电子和中子的动量大小相等，选项C正确．(2)根据玻尔理论r n＝n2r1可知电子处在n＝3的轨道上比处在n＝5的轨道上离氦核的距离近．大量He＋处在n＝4的激发态时，发射的谱线有6条．【答案】(1)C(2)近 6(2016·江苏高考T12(C)(3))几种金属的逸出功W0见下表：应．已知该可见光的波长范围为 4.0×10－7～7.6×10－7m，普朗克常数h＝6.63×10－34 J·s.【解题关键】解此题的关键有以下两点：(1)光子能量与光波波长的关系：E＝hc λ.(2)要发生光电效应，入射光子能量应大于金属的逸出功．【解析】光子的能量E＝hc λ取λ＝4.0×10－7m，则E≈5.0×10－19 J根据E＞W0判断，钠、钾、铷能发生光电效应．【答案】钠、钾、铷能发生光电效应(2015·江苏高考T12(C)(1))波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有__________．A．光电效应现象揭示了光的粒子性B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等【解析】光电效应现象、黑体辐射的实验规律都可以用光的粒子性解释，选项A正确，选项C错误；热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性，选项B正确；由德布罗意波长公式λ＝h和p2＝2m·E k知动能相等的质子和p电子动量不同，德布罗意波长不相等，选项D错误．【答案】AB1．高考考查特点(1)常以物理现象为切入点考查原子结构和波粒二象性．(2)常以科学应用角度考查光电效应及方程的应用．2．常见误区及提醒(1)误认为光电效应产生的条件是光的强度．(2)弄清光电效应的产生及规律是解题关键．●考向1光电效应及方程1．(2015·全国卷ⅠT35(1))在某次光电效应实验中，得到的遏止电压U c与入射光的频率ν的关系如图2所示．若该直线的斜率和截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量可表示为________，所用材料的逸出功可表示为________．图2【解析】根据光电效应方程E km ＝hν－W 0及E km ＝eU c 得U c ＝hνe －W 0e ，故h e ＝k ，b ＝－W 0e ，得h ＝ek ，W 0＝－eb .【答案】 ek －eb2.(2014·江苏高考T 12(C)(1))已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014 Hz 和5.44×1014 Hz ，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的______________．A ．波长B ．频率C ．能量D ．动量【解析】根据爱因斯坦光电效应方程12 m v 2m ＝hν－W .由题知W 钙>W 钾，所以钙逸出的光电子的最大初动能较小．根据p ＝2mE k 及p ＝h λ和c ＝λν知，钙逸出的光电子的特点是：动量较小、波长较长、频率较小．选项A 正确，选项B 、C 、D 错误．【答案】 A●考向2 光的波粒二象性3．(多选)(2015·全国卷ⅡT 35(1)改编)实物粒子和光都具有波粒二象性．下列事实中突出体现波动性的是( )【导学号：25702072】A ．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B ．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C ．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D ．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构ACD [电子束具有波动性，通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，选项A 正确．β射线在云室中高速运动时，径迹又细又直，表现出粒子性，选项B 错误．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，体现出波动性，选项C 正确．电子显微镜是利用电子束工作的，体现了波动性，选项D 正确．]●考向3氢原子能级及跃迁4．(2012·江苏高考T12(C)(1))如图3所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光．在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是()图3C[由能级图及E n－E m＝hν知，E3－E1>E2－E1>E3－E2.即νa>νc>νb，又λ，知λa<λc<λb，所以图C正确．]＝cν考点2| 动量和动量守恒的应用难度：中档题题型：计算题五年3考(2013·江苏高考T12(C)(3))如图4所示，进行太空行走的宇航员A和B 的质量分别为80 kg和100 kg，他们推携手远离空间站，相对空间站的速度为0.1 m/s.A将B向空间站方向轻推后，A的速度变为0.2 m/s，求此时B的速率大小和方向．图4【解题关键】宇航员A和B在相互作用过程中系统动量守恒．【解析】根据动量守恒定律，(m A＋m B)v0＝m A v A＋m B v B，代入数值解得v B ＝0.02 m/s，离开空间站方向．【答案】0.02 m/s离开空间站方向(2014·江苏高考T12(C)(3))牛顿的《自然哲学的数学原理》中记载，A、B两个玻璃球相碰，碰撞后的分离速度和它们碰撞前的接近速度之比总是约为15∶16.分离速度是指碰撞后B对A的速度，接近速度是指碰撞前A对B的速度．若上述过程是质量为2m的玻璃球A以速度v0碰撞质量为m的静止玻璃球B，且为对心碰撞，求碰撞后A、B的速度大小．【解析】设A、B球碰撞后速度分别为v1和v2由动量守恒定律知：2m v0＝2m v1＋m v2，且由题意知v2－v1v0＝1516，解得v1＝1748v0，v2＝3124v0.【答案】1748v03124v01．高考考查特点动量守恒是近几年必考知识点，考查的题目主要有：(1)碰撞中相互作用的动量守恒问题；(2)相互作用中的动量守恒和机械能守恒问题．2．解题常见误区及提醒(1)不能准确应用动量守恒定律；(2)过程不清，不能分过程应用对应规律；(3)正确区分过程和物体(系)，准确选择规律．●考向1动量守恒定律的应用5．(2016·扬州模拟)如图5所示，在列车编组站里，一辆m1＝3.6×104 kg的甲货车在平直轨道上以v1＝2 m/s的速度运动，碰上一辆m2＝2.4×104 kg的静止的乙货车，它们碰撞后结合在一起继续运动，求货车碰撞后运动的速度以及甲货车在碰撞过程中动量的变化量．图5【解析】对整个系统，碰撞过程动量守恒，设结合在一起继续运动的速度为v ，则m 1v 1＝(m 1＋m 2)v ，货车碰撞后运动的速度v ＝m 1v 1(m 1＋m 2)＝1.2 m/s ，甲货车的动量的变化量Δp ＝m 1v －m 1v 1＝－2.88×104 kg·m/s(或“动量变化量大小为2.88×104 kg·m/s ，方向向左”)【答案】－2.88×104 kg·m/s●考向2 动量与能量的综合应用6. (2016·常州模拟)如图6所示，固定的圆弧轨道与水平面平滑连接，轨道与水平面均光滑，质量为m 的物块B 与轻质弹簧拴接静止在水平面上，弹簧右端固定. 质量为3m 的物块A 从圆弧轨道上距离水平面高h 处由静止释放，与B 碰撞后推着B 一起运动但与B 不粘连．求：图6(1)A 、B 碰后一起运动的速度v 1；(2)弹簧的最大弹性势能．【解析】 (1)A 下滑与B 碰撞前机械能守恒，由机械能守恒定律得：3mgh ＝12·3m v 20，解得：v 0＝2ghA 与B 碰撞过程系统的动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：3m v 0＝(3m ＋m )v 1，解得：v 1＝342gh(2)弹簧最短时弹性势能最大，系统的动能全部转化为弹性势能，根据机械能守恒定律得：E pmax＝12·4m v 21＝94mgh.【答案】(1)342gh(2)94mgh考点3| 核反应及核能的计算难度：低档题题型：选择题、填空题五年4考(2016·江苏高考T12(C)(1))贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于放射性衰变的是________．A.146C→147N＋0－1eB.23592U＋10n→13953I＋9539Y＋210nC.21H＋31H→42He＋10nD.42He＋2713Al→3015P＋10n【解题关键】天然放射性衰变是自发地放出α、β粒子的核反应，与原子核聚变、裂变及人工转变是有区别的．A[放射性元素自发地放出射线的现象叫天然放射现象．A选项为β衰变方程，B选项为重核裂变方程，C选项为轻核聚变方程，D选项为原子核的人工转变方程，故选A.](2015·江苏高考T12(C)(2)(3))(1)核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电，23592U是核电站常用的核燃料.23592U受一个中子轰击后裂变成14456Ba 和8936Kr两部分，并产生________个中子．要使链式反应发生，裂变物质的体积要________(选填“大于”或“小于”)它的临界体积．【导学号：25702073】(2)取质子的质量m p＝1.672 6×10－27 kg，中子的质量m n＝1.674 9×10－27 kg，α粒子的质量mα＝6.646 7×10－27 kg，光速c＝3.0×108 m/s.请计算α粒子的结合能．(计算结果保留两位有效数字)【解题关键】解此题的三个关键：(1)核反应过程满足电荷数守恒和质量数守恒．(2)理解临界体积的含义．(3)应用ΔE＝Δmc2求核能时注意Δm和ΔE单位对应．【解析】(1)核反应方程遵守质量数守恒和电荷数守恒，且该核反应方程为：23592U＋10n―→14456Ba＋8936Kr＋310n，即产生3个中子．临界体积是发生链式反应的最小体积，要使链式反应发生，裂变物质的体积要大于它的临界体积．(2)组成α粒子的核子与α粒子的质量差Δm＝(2m p＋2m n)－mα结合能ΔE＝Δmc2代入数据得ΔE＝4.3×10－12 J.【答案】(1)3大于(2)4.3×10－12 J1．高考考查特点(1)本考点内容着重考查原子核的衰变，核反应方程的书写、质量亏损和核能计算等；(2)题型选择题、填空题或计算题均有．2．解题常见误区及提醒(1)误认为质量数守恒是质量守恒；(2)误认为半衰期与外界条件有关；(3)应明确结合能和半衰期的影响因素．●考向1放射性元素的衰变7．在一个23892U原子核衰变为一个23892Pb原子核的过程中，发生β衰变的次数为()A．6次B．10次C．22次D．32次【答案】 A●考向2核反应方程及核能的计算8．一个静止的铀核23892U(原子质量为232.037 2 u)放出一个α粒子(原子质量为4.002 6 u)后衰变成钍核23892Th(原子质量为228.028 7 u)．(已知：原子质量单位1 u＝1.67×1027 kg，1 u相当于931 MeV)．(1)核衰变反应方程是__________；(2)该核衰变反应中释放出的核能为__________MeV.(3)假设反应中释放出的核能全部转化为钍核和α粒子的动能，则钍核获得的动能有多大？【答案】(1)23292U→22890Th＋42He(2)5.49 MeV (3)0.09 MeV。

2018年高考物理(江苏省专用)复习专题测试(选考)专题十五动量与动量守恒+(共71张PPT)

五年高考
A组自主命题·江苏卷题组
非选择题 1.[2016江苏单科,12C(2)]已知光速为c,普朗克常量为h,则频率为ν的光子的动量为。用
该频率的光垂直照射平面镜,光被镜面全部垂直反射回去,则光子在反射前后动量改变量的大小为。
答案
h c
2
h c
h h E h 2h 解析光子的动量p= = ,垂直反射回去Δp= -(- )= 。
A.甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量 B.甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反 C.甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量 D.甲对乙做多少负功,乙对甲就一定做多少正功
答案
1 2 解得 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ=
m m2
v v2 ' v1 v1 '
1 代入数据得 =
m m2
3 2
友情提醒
动量守恒定律的矢量性
应用动量守恒定律解题时,一定要先规定正方向,与规定正方向相反的速度,要代入负数进行计
算。若列式时已经考虑到了矢量性,则代入绝对值计算即可,如本题的解题过程就是如此。
3.[2014江苏单科,12C(3)]牛顿的《自然哲学的数学原理》中记载,A、B两个玻璃球相碰,碰撞后
A.A和B都向左运动 C.A静止,B向右运动答案 D B.A和B都向右运动 D.A向左运动,B向右运动由于A、B碰前总动量为0,由动量守恒可知碰后总动量也为0,因两滑块发生弹性碰
撞,故碰后A、B一定反向,即A向左运动,B向右运动,选项D正确。
3.(2014大纲全国,21,6分)一中子与一质量数为A(A>1)的原子核发生弹性正碰。若碰前原子核
一、单项选择题 1.(2017课标Ⅰ,14,6分)将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空,50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略) ( A.30 kg· m/s

2018版高考物理(江苏专用)大一轮复习配套(习题)第六章碰撞与动量守恒基础课3

基础课3电容器带电粒子在电场中的运动一、单项选择题1．（2016·浙江理综，14)以下说法正确的是（)A．在静电场中，沿着电场线方向电势逐渐降低B．外力对物体所做的功越多，对应的功率越大C．电容器电容C与电容器所带电荷量Q成正比D．在超重和失重现象中，地球对物体的实际作用力发生了变化解析在静电场中,沿着电场线方向电势逐渐降低，选项A正确；根据P＝错误!可知,外力对物体所做的功越多，对应的功率不一定越大，选项B错误；电容器电容C与电容器所带电荷量Q无关，只与两板的正对面积、两板间距以及两板间的电介质有关，选项C错误；在超重和失重现象中，地球对物体的实际作用力没有发生变化，只是物体的视重发生了变化，选项D错误.答案A2．如图1所示,平行板电容器与电源相接，充电后切断电源，然后将电介质插入电容器极板间,则两板间的电势差U及板间场强E 的变化情况为（）图1A．U变大，E变大B．U变小，E变小C．U不变，E不变D．U变小，E不变解析当平行板电容器充电后切断电源，极板所带电荷量Q保持不变,插入电介质后，电容器的电容C变大,则U＝QC将变小,而由E＝错误!可知，板间场强E也将变小。

选项B正确.答案B3．如图2所示，电子由静止开始从A板向B板运动，到达B板的速度为v，保持两板间电压不变,则( )图2A．当减小两板间的距离时，速度v增大B．当减小两板间的距离时,速度v减小C．当减小两板间的距离时，速度v不变D．当减小两板间的距离时，电子在两板间运动的时间变长解析由动能定理得eU＝错误!mv2,当改变两极板间的距离时，U 不变，v就不变,故选项A、B错误，C正确;粒子在极板间做初速度为零的匀加速直线运动，错误!＝错误!，错误!＝错误!，即t＝错误!,当d 减小时，v不变，电子在两极板间运动的时间变短，故选项D错误。

答案C4．如图3所示,平行板电容器上极板带正电,从上极板的端点A点释放一个带电荷量为＋Q(Q＞0）的粒子，粒子重力不计，以水平初速度v0向右射出，当它的水平速度与竖直速度的大小之比为1∶2时，恰好从下端点B射出,则d与L之比为（）图3A．1∶2 B．2∶1C．1∶1 D．1∶3解析设粒子从A到B的时间为t，粒子在B点时，竖直方向的分速度为v y，由类平抛运动的规律可得L＝v0t，d＝错误!t，又v0∶v y ＝1∶2，可得d∶L＝1∶1，选项C正确。

江苏专版2018年高考物理第二轮复习第5讲经典动量守恒之碰撞课后练习

第5讲经典动量守恒之碰撞题一：质量为M 的物块以速度v 运动，与静止的质量为m 的物块发生正碰，碰后二者的动量正好相等，则两物块的质量之比M /m 可能为（）A ．2B ．3C ．4D ．5题二：两个质量相等的小球在光滑水平面上沿同一直线同方向运动，A 球的动量是8 kg·m/s，B 球的动量是5 kg·m/s，A 球追上B 球时发生碰撞，碰后A 、B 两球的动量可能是（）A ．p A ＝6 kg ·m/s ，pB ＝7 kg ·m/s B ．p A ＝3 kg ·m/s ，p B ＝10 kg ·m/sC ．p A ＝－2 kg ·m/s ，p B ＝14 kg ·m/sD ．p A ＝7 kg ·m/s ，p B ＝6 kg ·m/s 题三：在光滑的水平面上有a 、b 两个小球，其质量分别为m a 、m b ，两球在t 0时刻发生正碰，并且在碰撞过程中无机械能损失，两球碰后的v —t 图象如图所示，下列关系正确的是（）A ．m a ＞m bB ．m a ＜m bC ．m a ＝m bD ．无法判断题四：如图所示，一表面光滑的斜面静止于足够长的光滑水平面上，斜面的质量为M ，高度为h ，倾角为θ。

一质量为m （m ＜M ）的小物块以一定的初速度沿水平面向右运动冲上斜面，不计冲上斜面过程中的机械能损失。

如果斜面固定，则小物块恰能冲到斜面顶端。

如果斜面不固定，则小物块冲上斜面后能达到的最大高度为（）A ．hB ．m m M ＋hC ．m M hD ．M m M＋h 题五：如图所示，质量为M 的滑槽内有半径为R 的半圆轨道，将滑槽放在水平面上，左端紧靠墙壁，一质量为m 的物体从半圆轨道的顶端a 点无初速度释放，b 点为半圆轨道的最低点，c 点为半圆轨道另一侧与a 等高的点，不计一切摩擦，下列说法正确的是（）A．m释放后能够到达c点B．m运动的全过程中，机械能不守恒C．当m首次从右向左到达最低点b时，M的速度达到最大D．m从a点运动到b点的过程中，m与M系统的机械能守恒、水平方向动量守恒题六：质量为M的小车静止在光滑水平面上，车上是四分之一圆周的光滑轨道，轨道下端切线水平，质量为m的小球沿水平方向从轨道下端以初速度v0滑上小车，重力加速度为g，如图所示。

2018版高考物理江苏版二轮专题复习配套文档：专题一

专题一力与物体的平衡考情分析命题解读本专题共4个考点，力的合成与分解为Ⅱ要求，其余皆为Ⅰ要求。

从三年命题情况看，命题特点为：(1)注重基础知识。

如围绕胡克定律、摩擦力考查学生的理解能力；(2)注重过程方法。

如围绕力、电现象中的平衡问题考查受力分析、正交分解、稳态速度、对称思想等，即便在计算题中也是在第(1)(2)问中出现，难度中等。

整体难度适中，命题指数★★★☆☆，复习目标是达B 必会。

1.(2018·扬州一模)某电视台每周都有棋类节目，铁质的棋盘竖直放置，每个棋子都是一个小磁铁，能吸在棋盘上，不计棋子间的相互作用力，下列说法正确的是( )图1A.小棋子共受三个力作用B.棋子对棋盘的压力大小等于重力C.磁性越强的棋子所受的摩擦力越大D.质量不同的棋子所受的摩擦力不同解析小棋子受到重力、向上的摩擦力、棋盘的吸引力和棋盘的支持力作用，选项A错误；棋盘对棋子的摩擦力等于棋子的重力，故无论棋子的磁性多强，摩擦力是不变的，质量不同的棋子所受的重力不同，故摩擦力不同，选项B、C错误，D项正确。

答案 D2.(2018·江苏清江中学高三第四次月考)在如图2所示的四幅图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链连接，下列关于受力的说法正确的是()图2A.甲图中的AB杆表现为拉力，BC杆表现为拉力B.乙图中的AB杆表现为拉力，BC杆表现为支持力C.丙图中的AB、BC杆均表现为拉力D.丁图中的AB、BC杆均表现为支持力解析在甲图中，对B分析，受到AB杆的拉力，BC杆的支持力，绳子的拉力三力平衡，A项错误；乙图中对B受力分析，B受到绳子竖直向下的拉力，则BC应为支持力，由平衡条件可知AB应为支持力，B项错误；丙图中对B点分析可知，B受到绳子向下的拉力，AB杆提供向上的拉力，BC杆应为向右的拉力，C项正确；丁图中对B分析可知，B受到绳子向下的拉力，AB杆提供拉力，BC 杆提供支持力，D项错误。

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考点 1| 原子结构和光电效应
难度：低档题题型：选择题
五年 5 考
(对应学生用书第 84 页)
1．(2013· 江苏高考 T12(C)(1)(2))(1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的________也相等．
图 151 A．速度 C．动量 B．动能 D．总能量
(2)根据玻尔原子结构理论，氦离子(He )的能级图如图 151 所示．电子处在 n＝ 3 轨道上比处在 n＝5 轨道上离氦核的距离_______(选填“近”或“远”)．当大量 He＋处在 n＝4 的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有_______条．【导学号：17214210】
动量和 2017 年 T12(C)(3)考查动量守恒定律动量守 2016 年 T12(C)(2)考查动量、动量的变化、物质波恒的应 2014 年 T12(C)(3)考查动量守恒定律用核反应及核能的计算 2013 年 T12(C)(3)考查动量守恒的应用 2017 年 T12(C)(1)考查结合能和比结合能的基本运用 2016 年 T12(C)(1)考查衰变方程 2015 年 T12(C)(2)(3)考查裂变反应、原子核的结合能
【答案】小于 2∶1
●考向 1
光电效应及方程 )
1．(2017· 苏锡常三模)下列说法正确的是(
A．光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性 B．光电效应实验中，改用强光可以增大逸出光电子的最大初动能 C．在一定的光照条件下，增大所加正向电压的值，一定可以增大饱和光电流 D．实验时，若用光照射金属不能发生光电效应时，可以改用强光照射使实验成功
＋
【解题关键】
解此题的关键有以下两点：
h (1)德布罗意波长公式 λ＝p． (2)大量处于 n 能级的原子由于跃迁所发射的谱线条数为 r＝C2 n．
h 【解析】 (1)根据 λ＝p，知电子和中子的动量大小相等，选项 C 正确． (2)根据玻尔理论 rn＝n2r1 可知电子处在 n＝3 的轨道上比处在 n＝5 的轨道上氦核的距离近．大量 He＋处在 n＝4 的激发态时，发射的谱线有 6 条．
量________(选填“大于”“小于”或“等于”)α 粒子的动量，质子和 α 粒子的德布罗意波波长之比为________．
1 2 【解析】由 p＝mv，Ek＝2mv 知，p＝ 2mEk，质子质量小于 α 粒子质量，动能相同时质子动量小． λ质 pα h mα 由 λ＝p知， λ ＝＝＝2∶1． p质 α m质
专题十五
碰撞与动量守恒
近代物理初步
江苏卷考情导向考点考题 2017 年 T12(C)(2)考查德布罗意波波长 2016 年 T12(C)(3)考查光电效应方程原子结构和光电效应 2015 年 T12(C)(1)考查德布罗意波和黑体辐射理论 2014 年 T12(C)(1)考查光电效应方程、物质波的波长与动量的关系 2013 年 T12(C)(1)(2)考查氢原子的能级公式和跃迁、德布罗意波长考情高考热点：(1)常以选择题或填空题的形式考查原子核衰变、质能方程、光电效应、玻尔理论等知识，难度低；(2)联系当今热点；(3)常以填空题或计算题的形式综合考查动量守恒定律、能量守恒及原子核的衰变等知识，难度中等．
【答案】 (1)C (2)近 6
2．(2016· 江苏高考 T12(C)(3))几种金属的逸出功 W0 见下表：金属 W0(×10－19J) 钨 7．26 钙 5．12 钠 3．66 钾 3．60 铷 3．41
用一束可见光照射上述金属的表面，请通过计算说明哪些能发生光电效应．已知该可见光的波长范围为 4．0×10－7～7．6×10－7 m，普朗克常数 h＝6．63× 10－34 J· s．
A
1 [根据爱因斯坦光电效应方程2 mv2 m＝hν－W．由题知 W 钙>W 钾，所以钙逸出
h 的光电子的最大初动能较小．根据 p＝ 2mEk及 p＝ λ 和 c＝λν 知，钙逸出的光电子的特点是：动量较小、波长较长、频率较小．选项 A 正确，选项 B、C、D 错误．]
4 5．(2017· 江苏高考 T12(C)(2))质子(1 H) 和 α 粒子 ( 1 2He)被加速到相同动能时，质子的动
3．(多选)(2015· 江苏高考 T12(C)(1))波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有( )
A．光电效应现象揭示了光的粒子性 B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性 C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释 D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等
【解析】光电效应现象、黑体辐射的实验规律都可以用光的粒子性解释，选项 A 正确，选项 C 错误；热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性， h 选项 B 正确；由德布罗意波长公式 λ＝p和 p2＝2m· Ek 知动能相等的质子和电子动量不同，德布罗意波长不相等，选项 D 错误．
【解题关键】
解此题的关键有以下两点：
hc (1)光子能量与光波波长的关系：E＝ λ ． (2)要发生光电效应，入射光子能量应大于金属的逸出功．
hc 【解析】光子的能量 E＝ λ 取 λ＝4．0×10－7m，则 E≈5．0×10－19 J 根据 E＞W0 判断，钠、钾、铷能发生光电效应．
【答案】钠、钾、铷能发生光电效应
【答案】 AB
4 ． (2014· 江苏高考 T12(C)(1)) 已知钙和钾的截止频率分别为 7 ． 73×1014 Hz 和 5．44×1014 Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的( A．波长 B．频率 C．能量 D．动量 )
备考时：(1)深刻理解基本概念和基本规律； (2)强化本专题知识间综合应用类题目的训练； (3)归纳解决本专题综合类问题的步骤和方
2014 年 T12(C)(2)考查原子核衰变及半衰期、衰变速度法．
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核反应及核能的计算
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