专题9动量守恒原子物理.pptx

第一部分专题讲练突破第一部分专题讲练突破2013.2 如图如图91所示，弧形轨道与水平轨道平滑连接，轨道每处都所示，弧形轨道与水平轨道平滑连接，轨道每处都是光滑的，且水平部分足够长质量为是光滑的，且水平部分足够长质量为m1的的A球由静止从弧形轨道滑球由静止从弧形轨道滑下，在水平轨道与质量为下，在水平轨道与质量为m2的的B球发生弹性对心碰撞要使两球能发球发生弹性对心碰撞要使两球能发生第二次碰撞，两球质量应满足怎样的关系？生第二次碰撞，两球质量应满足怎样的关系？【答案答案】m23m1 1(2012杭州二模杭州二模)如图如图92所示，物体所示，物体A静止在光滑平直轨道上，其静止在光滑平直轨道上，其左端固定有轻质弹簧，物体左端固定有轻质弹簧，物体B以速度以速度v02.0 m/s沿轨道向物体沿轨道向物体A运动，运动，并通过弹簧与物体并通过弹簧与物体A发生相互作用设发生相互作用设A、B两物体的质量均为两物体的质量均为m2 kg，求当物体，求当物体A的速度多大时，的速度多大时，A、B组成的系统动能损失最大？损失组成的系统动能损失最大？损失的最大动能为多少？的最大动能为多少？【答案答案】1.0 m/s2 J 2(2012山东高考山东高考)如图如图93所示，光滑水平轨道上有三个木块所示，光滑水平轨道上有三个木块A、B、C，质量分别为，质量分别为mA3m、mBmCm，开始时，开始时B、C均静止，均静止，A以以初速度初速度v0向右运动，向右运动，A与与B碰撞后分开，碰撞后分开，B又与又与C发生碰撞并粘在一起，发生碰撞并粘在一起，此后此后A与与B间的距离保持不变求间的距离保持不变求B与与C碰撞前碰撞前B的速度大小的速度大小1.能级图如图能级图如图94所示所示 (2011四川高考四川高考)氢原子从能级氢原子从能级m跃迁到能级跃迁到能级n时辐射红光时辐射红光的频率为的频率为1，从能级，从能级n跃迁到能级跃迁到能级k时吸收紫光的频率为时吸收紫光的频率为2，已知普朗，已知普朗克常量为克常量为h，若氢原子从能级，若氢原子从能级k跃迁到能级跃迁到能级m，则，则()A吸收光子的能量为吸收光子的能量为h1h2B辐射光子的能量为辐射光子的能量为h1h2C吸收光子的能量为吸收光子的能量为h2h1D辐射光子的能量为辐射光子的能量为h2h1【解析解析】由能级由能级m跃迁到能级跃迁到能级n时，有时，有h1EmEn由能级由能级n跃迁到能级跃迁到能级k时，有时，有h2EkEn由于红光的频率由于红光的频率1小于紫光的频率小于紫光的频率2，则，则EkEm，所以氢原子从，所以氢原子从能级能级k跃迁到能级跃迁到能级m时，向外辐射出光子时，向外辐射出光子式得，辐射光子的能量为式得，辐射光子的能量为EkEmh2h1，故，故A、B、C错误，错误，D正确正确【答案答案】D1.(2012四川高考四川高考)如图如图95所示为氢原子所示为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子能级示意图的一部分，则氢原子()A从从n4能级跃迁到能级跃迁到n3能级比从能级比从n3能级跃迁到能级跃迁到n2能级辐射出电磁波的波长能级辐射出电磁波的波长长长B从从n5能级跃迁到能级跃迁到n1能级比从能级比从n5能级跃迁到能级跃迁到n4能级辐射出电磁波的速度能级辐射出电磁波的速度大大C处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的D从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量【解析解析】因为因为E4E30.66 eVE3E21.89 eV，根据，根据c和和hEnEm得从得从n4能级跃迁到能级跃迁到n3能级比从能级比从n3能级跃迁到能级跃迁到n2能级辐射出电磁波的波长长，选项能级辐射出电磁波的波长长，选项A正确；电磁波在真空中的传播速正确；电磁波在真空中的传播速度都相等，与光子的频率无关，选项度都相等，与光子的频率无关，选项B错误；氢原子的核外电子处于错误；氢原子的核外电子处于不同能级时在各处出现的概率是不同的，能级越低，在靠近原子核较不同能级时在各处出现的概率是不同的，能级越低，在靠近原子核较近的地方出现的频率越大，选项近的地方出现的频率越大，选项C错误；氢原子从高能级跃迁到低能错误；氢原子从高能级跃迁到低能级时，是氢原子核外的电子从高能级跃迁到了低能级向外放出能量，级时，是氢原子核外的电子从高能级跃迁到了低能级向外放出能量，选项选项D错误错误【答案答案】A【答案答案】(1)10种种(2)4.17 m/s 2核能的计算方法核能的计算方法若若m以以kg为单位，则为单位，则Emc2，E的单位为焦耳的单位为焦耳若若m以原子的质量单位以原子的质量单位u为单位，则为单位，则Em931.5 MeV.【答案答案】AD (9分分)(2012苏州二模苏州二模)如图如图97所所示，光滑水平面上放置质量均为示，光滑水平面上放置质量均为M2 kg的甲、乙两辆小车，两车之间通过一感应的甲、乙两辆小车，两车之间通过一感应开关相连开关相连(当滑块滑过感应开关时，两车当滑块滑过感应开关时，两车自动分离自动分离)其中甲车上表面光滑，乙车上表面与滑块其中甲车上表面光滑，乙车上表面与滑块P之间的动之间的动摩擦因数摩擦因数0.5.一根通过细线拴着而被压缩的轻质弹簧固定在甲车一根通过细线拴着而被压缩的轻质弹簧固定在甲车的左端，质量为的左端，质量为m1 kg的滑块的滑块P(可视为质点可视为质点)与弹簧的右端接触但与弹簧的右端接触但不相连，此时弹簧储存的弹性势能不相连，此时弹簧储存的弹性势能E010 J，弹簧原长小于甲车长，弹簧原长小于甲车长度，整个系统处于静止现剪断细线，求：度，整个系统处于静止现剪断细线，求：(1)滑块滑块P刚滑上乙车时的速度大小；刚滑上乙车时的速度大小；(2)滑块滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车，滑上乙车后最终未滑离乙车，P在乙车上滑行的距离为多在乙车上滑行的距离为多大？大？1.(2012天津高考天津高考)如图如图98所示，水平地面上固定有高为所示，水平地面上固定有高为h的平台，的平台，台面上有固定的光滑坡道，坡道顶端距台面高也为台面上有固定的光滑坡道，坡道顶端距台面高也为h，坡道底端与台，坡道底端与台面相切小球面相切小球A从坡道顶端由静止开始滑下，到达水平光滑的台面后从坡道顶端由静止开始滑下，到达水平光滑的台面后与静止在台面上的小球与静止在台面上的小球B发生碰撞，并粘连在一起，共同沿台面滑行发生碰撞，并粘连在一起，共同沿台面滑行并从台面边缘飞出，落地点与飞出点的水平距离恰好为台高的一半并从台面边缘飞出，落地点与飞出点的水平距离恰好为台高的一半两球均可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为两球均可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为g.求：求：(1)小球小球A刚滑至水平台面的速度刚滑至水平台面的速度vA；(2)A、B两球的质量之比两球的质量之比mA mB.2如图如图99所示，所示，A、B为两个大小可视为质点的小球，为两个大小可视为质点的小球，A的质量的质量M0.6 kg，B的质量的质量m0.4 kg，B球用长球用长l1.0 m的轻质细绳吊起，当的轻质细绳吊起，当B球处于静止状态时，球处于静止状态时，B球恰好与光滑弧形轨道球恰好与光滑弧形轨道PQ的末端点的末端点P(P端切端切线水平线水平)接触但无作用力现使接触但无作用力现使A球从距轨道球从距轨道P端端h0.20 m的的Q点由静点由静止释放，当止释放，当A球运动到轨道球运动到轨道P端时与端时与B球碰撞，碰后两球粘在一起运动球碰撞，碰后两球粘在一起运动若若g取取10 m/s2，求两球粘在一起后，悬绳的最大拉力为多大？，求两球粘在一起后，悬绳的最大拉力为多大？【答案答案】11.44 N 应用动量守恒定律解题时忽略矢量性、同时性应用动量守恒定律解题时忽略矢量性、同时性 动量守恒定律的表达式为矢量式，对于作用前后物体的运动方向都动量守恒定律的表达式为矢量式，对于作用前后物体的运动方向都在同一直线上时，应选取正方向，将矢量式转化为代数式运算表在同一直线上时，应选取正方向，将矢量式转化为代数式运算表达式中等号两侧分别是作用前达式中等号两侧分别是作用前(或后或后)瞬间各个物体的动量和瞬间各个物体的动量和原子跃迁时应注意区分原子跃迁时应注意区分“一群原子一群原子”和和“一个原子一个原子”一群一群(或大量或大量)原子处于量子数为原子处于量子数为n的激发态时，各种跃迁都可能发生，的激发态时，各种跃迁都可能发生，而一个原子处于量子数为而一个原子处于量子数为n的激发态时，可能发生的跃迁情况是的激发态时，可能发生的跃迁情况是n1或其他情况，因此可能辐射出光谱线的条数最多为或其他情况，因此可能辐射出光谱线的条数最多为Nn1.原子对光子的吸收具有选择性原子对光子的吸收具有选择性 只有满足跃迁条件只有满足跃迁条件hEmEn的光子才被吸收，大于的光子才被吸收，大于(电离除外电离除外)或或小于小于(EmEn)的光子不被吸收的光子不被吸收射线的来源射线的来源 射线不是来自于核外的电子，而是核内中子转化而来射线不是来自于核外的电子，而是核内中子转化而来 质能方程的理解质能方程的理解 核反应过程中，发生质量亏损，并放出大量能量，绝不能认为这部分核反应过程中，发生质量亏损，并放出大量能量，绝不能认为这部分质量转变成了能量质量和能量是物体的两种属性，质能方程揭示了质量转变成了能量质量和能量是物体的两种属性，质能方程揭示了质量和能量的不可分割性，方程建立了两个属性在数值上的关系，这质量和能量的不可分割性，方程建立了两个属性在数值上的关系，这两个量分别遵守质量守恒和能量守恒，质量和能量在量值上的联系绝两个量分别遵守质量守恒和能量守恒，质量和能量在量值上的联系绝不等于这两个量可以相互转化质量亏损不是否定了质量守恒定律，不等于这两个量可以相互转化质量亏损不是否定了质量守恒定律，生成的光子虽然静质量为零，但动质量不为零，且亏损的质量以能量生成的光子虽然静质量为零，但动质量不为零，且亏损的质量以能量的形式辐射出去的形式辐射出去计算核能要注意单位的计算核能要注意单位的“匹配匹配”近代物理中的能量守恒定律，涉及最多的是核能有关核能的计算，近代物理中的能量守恒定律，涉及最多的是核能有关核能的计算，要注意单位的要注意单位的“匹配匹配”，m用千克用千克(kg)时，时，E对应焦耳；对应焦耳；m用原用原子质量单位子质量单位(u)时，时，E对应兆电子伏对应兆电子伏(MeV)，1 u相当于相当于931.5 MeV能能量量 如图如图910所示，光滑水平地面上有一足够长的木板，左所示，光滑水平地面上有一足够长的木板，左端放置可视为质点的物体，其质量为端放置可视为质点的物体，其质量为m11 kg，木板与物体间动摩擦，木板与物体间动摩擦因数因数0.1.二者以相同的初速度二者以相同的初速度v00.8 m/s一起向右运动，木板与竖一起向右运动，木板与竖直墙碰撞时间极短，且没有机械能损失直墙碰撞时间极短，且没有机械能损失g10 m/s2.(1)如果木板质量如果木板质量m23 kg，求物体相对木板滑动的最大距离；，求物体相对木板滑动的最大距离；(2)如果木板质量如果木板质量m20.6 kg，求物体相对木板滑动的最大距离，求物体相对木板滑动的最大距离【答案答案】(1)0.96 m(2)0.512 m 【答案答案】见解析见解析