高考物理大二輪復(fù)習(xí)與測試課件選修35動量守恒和原子結(jié)構(gòu)、原子核(已修改)
2025-01-20 13:53 本頁面
【正文】 ?(1)高考常考內(nèi)容 ?本專題考查的主要內(nèi)容有： ① 彈性碰撞與非彈性碰撞，動量守恒定律及其應(yīng)用； ② 氫原子光譜，原子能級結(jié)構(gòu)、能級公式； ③ 原子核的組成、衰變、半衰期； ④ 光電效應(yīng)方程及應(yīng)用； ⑤ 核反應(yīng)方程及結(jié)合能等． ?(2)常考題型特點 ?從近幾年新課標(biāo)全國卷來看，本專題的考查內(nèi)容有四個方面：玻爾理論、光電效應(yīng)、核反應(yīng)和質(zhì)能方程以及動量守恒定律．前三方面的內(nèi)容以填空題和選擇題形式出現(xiàn)，是小題，分值為 5分或 6分，動量守恒定律單獨或者與能量相結(jié)合是一道計算題，是大題，分值為 9分或 10分． (3) 真題樣板 1 ． (2022 全國新課標(biāo) Ⅰ 35)( 1) 一質(zhì)子束入射到靜止靶核2713Al上，產(chǎn)生如下核反應(yīng)： p ＋2713Al → X ＋ n 式中 p 代表質(zhì)子， n 代表中子， X 代表核反應(yīng)產(chǎn)生的新核．由反應(yīng)式可知，新核 X 的質(zhì)子數(shù)為 ________ ，中子數(shù)為 ________ ． (2) 在粗糙的水平桌面上有兩個靜止的木塊 A 和 B ，兩者相距為 d .現(xiàn)給 A 一初速度，使 A 與 B 發(fā)生彈性正碰，碰撞時間極短．當(dāng)兩木塊都停止運動后，相距仍然為 d .已知兩木塊與桌面之間的動摩擦因數(shù)均為 μ ， B 的質(zhì)量為 A 的 2 倍，重力加速度大小為 g .求 A 的初速度的大小． 解析： (1) 從核反應(yīng)發(fā)生時質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)守恒入手． p 為11H ， n 為10n ，則ZAX 中 A ＝ 1 ＋ 13 － 0 ＝ 14 ， Z ＝ 27 ＋ 1 －1 ＝ 27 ，則中子數(shù)為 Z － A ＝ 27 － 14 ＝ 13. (2) 從碰撞時的能量和動量守恒入手，運用動能定理解決問題． 設(shè)在發(fā)生碰撞前的瞬間，木塊 A 的速度大小為 v ；在碰撞后的瞬間， A 和 B 的速度分別為 v1和 v2. 在碰撞過程中，由能量和動量守恒定律，得 12m v2＝12m v21＋12(2 m ) v22 ① m v ＝ m v1＋ (2 m ) v2 ② 式中，以 碰撞前木塊 A 的速度方向為正．由 ① ② 式得 v1＝－v22 ③ 設(shè)碰撞后 A 和 B 運動的距離分別為 d1和 d2，由動能定理得 μ m gd1＝12m v21 ④ μ (2 m ) gd2＝12(2 m ) v22 ⑤ 據(jù)題意有 d ＝ d1＋ d2 ⑥ 設(shè) A 的初速度大小為 v0，由動能定理得 μ m gd ＝12m v20－12m v2 ⑦ 聯(lián)立 ② 至 ⑦ 式，得 v0＝285μ gd . ⑧ 答案： ( 1) 14 13 ( 2 ) 28 5 μgd 2 ． (2022 全國新課標(biāo) Ⅱ 35) (1) 關(guān)于原子核的結(jié)合能，下列說法正確的是 ( ) A ．原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量 B ．一重原子核衰變成 α 粒子和另一原子核，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來重核的結(jié)合能 C ．銫原子核 (1 3 3 5 5Cs) 的結(jié)合能小于鉛原子核 (2 0 8 8 2P b ) 的結(jié)合能 D ．比結(jié)合能越大，原子核越不穩(wěn)定 E ．自由核子 組成原子核時，其質(zhì)量虧損所對應(yīng)的能量大于該原子核的結(jié)合能 ?(2)如圖，光滑水平直軌道上有三個質(zhì)量均為m的物塊 A、 B、 (彈簧左側(cè)的擋板質(zhì)量不計 )．設(shè) A以速度 v0朝 B運動，壓縮彈簧；當(dāng) A、 B速度相等時， B與 C恰好相碰并粘接在一起，然后繼續(xù)運動．假設(shè) B和 C碰撞過程時間極短．求從 A開始壓縮彈簧直至與彈簧分離的過程中． ?(ⅰ )整個系統(tǒng)損失的機械能； ?(ⅱ )彈簧被壓縮到最短時的彈性勢能． ?解析： (1)原子核分解成自由核子時，需要的最小能量就是原子核的結(jié)合能，選項 A正確．重核衰變時釋放能量，衰變產(chǎn)物更穩(wěn)定，即衰變產(chǎn)物的比結(jié)合能更大，衰變前后核子數(shù)不變，所以衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來重核的結(jié)合能，選項 B正確．銫核的核子數(shù)比鉛核的核子數(shù)少，其結(jié)合能也小，選項 C正確．比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，選項 D錯誤．自由核子組成原子核時，需放出能量，因此質(zhì)量虧損產(chǎn)生的能量小于原子核的結(jié)合能，選項 E錯誤． ?(2)A、 B碰撞時動量守恒、能量也守恒，而 B、C相碰粘接在一塊時，動量守恒．系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能則為機械能的損失．當(dāng) A、 B、 C速度相等時，彈性勢能最大． ?(ⅰ )從 A壓縮彈簧到 A與 B具有相同速度 v1時，對 A、 B與彈簧組成的系統(tǒng)，由動量守恒定律得 ?mv0＝ 2mv1 ① 此時 B 與 C 發(fā)生完全非彈性碰撞，設(shè)碰撞后的瞬時速度為v2，損失的機械能為 Δ E . 對 B 、 C 組成的系統(tǒng)，由動量守恒定律和能量守恒定律得 m v1＝ 2 m v2 ② 12m v21＝ Δ E ＋12(2 m ) v22 ③ 聯(lián)立 ① ②③ 式得 Δ E ＝116m v20 ④ ( ⅱ ) 由 ② 式中知 v2＜ v1， A
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