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动量和动量守恒光电效应原子核【命题规律】（1）动量和动量守恒等基本概念、规律的理解，一般结合碰撞等实际过程考查；（2）综合运用动量和机械能的知识分析较复杂的运动过程；（3）光电效应、波粒二象性的考查；（4）氢原子光谱、能级的考查；（5）放射性元素的衰变、核反应的考查；（6）质能方程、核反应方程的计算；（7）与动量守恒定律相结合的计算【复习策略】（1）深刻理解动量守恒定律，注意动量的矢量性、瞬时性、同一性和同时性；（2）培养建模能力，将物理问题经过分析、推理转化为动力学问题；（3）深刻理解基本概念和基本规律；（4）关注科技热点和科技进步；（5）体会微观领域的研究方法，从实际出发，经分析总结、提出假设、建立模型，再经过实验验证，发现新的问题，从而对假设进行修正13.2 动量守恒定律及其应用1、弹性碰撞和非弹性碰撞（1）碰撞碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短，而物体间的相互作用力很大的现象。
（2）特点在碰撞现象中，一般都满足内力远大于外力，可认为相互碰撞的系统动量守恒。
（3）分类碰撞类型动量是否守恒机械能是否守恒弹性碰撞守恒守恒非弹性碰撞守恒有损失完全非弹性碰撞守恒损失最大2、反冲运动定义：当物体的一部分以一定的速度离开物体时，剩余部分将做相反方向的运动，这种现象叫反冲运动。
考点1碰撞模型的规律及应用1．碰撞的特点和种类（1）碰撞的特点①作用时间极短，内力远大于外力，满足动量守恒；②满足能量不增加原理；③必须符合一定的物理情境。
（2）碰撞的种类①完全弹性碰撞：动量守恒，动能守恒，质量相等的两物体发生完全弹性碰撞时交换速度； ②非完全弹性碰撞：动量守恒、动能不守恒；③完全非弹性碰撞：动量守恒，动能不守恒，碰后两物体共速，系统机械能损失最大。
2．碰撞现象满足的规律 （1）动量守恒定律。
（2）机械能不增加。
（3）速度要合理。
①若碰前两物体同向运动，则应有v 后＞v 前，碰后原来在前的物体速度一定增大，若碰后两物体同向运动，则应有v 前′≥v 后′。
高中物理动量与原子物理（3—5）基础知识总结第十三章 动量和动量守恒一、基础概念和规律1、动量①定义：物体质量与速度的乘积mv 叫物体的动量（符号记为P ），是矢量，方向与v 的方向相同。
②动量变化量：物体末动量P '与初动量P 的矢量合，记为P ∆，也矢量，方向与合力冲量的方向相同。
2、冲量：某个力对物体冲量为该力与有力作用的时间乘积，是矢量，方向与该力的方向相同。
3、动量定理：物体在一个始末的动量变化等于它在这个过程中所有受力的合力冲量。
4、动量守恒定律：如果一个系统不受外力，或者所受外力的合力矢量和为0，这个系统的总动量保持不变。
5、系统动量守恒的条件 ①系统不受外力或所受外力的合力为0时，系统动量守恒。
②系统受外力合力不为0，但相互作用的内力永大于不为零的外力时，系统动量守恒。
③系统受外力合力不为0，但在某一方向合力却为0时，则系统在该方向的分动量守恒（称分方向动量守恒）。
6、弹性碰撞：系统内物体之由于相互作用力形变后又能完全恢复的碰撞，叫弹性碰撞。
不能恢复的叫非弹性碰撞。
弹性碰撞的系统动量守恒，机械能也守恒（一般只有动能）。
7、内力和外力：系统内物体间的相互作用力叫内力，除内力以外其它受力均叫外力，内力只进行系统内物体间动量的转移，但外力却改变系统的总动量。
二、基础公式1、动量 mv P =2、动量变化量 mv v m P P P -'=-'=∆3、冲量 Ft I =4、动量定理 mv v m t F -'=合（或简写为P I ∆=合）5、动量守恒定律 22112211v m v m v m v m '+'=+（或简写为P P '=） 6、动量动能大小关系 k mE P 2=或mP E k 22= 三、题型与方法总结1、动量定理解答题型说明：动量定理是由速度公式和牛顿第二定律推证而来，但期结论又超越了速度公式和牛顿第二定律的适用范围，可适用于变力过程，应用时注意多阶段问题。
高三物理二轮复习专题突破系列：整合测试--动量守恒原子物理本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分，考试时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题共20分)一、选择题(共5小题，每小题4分，共20分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有的小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．(2013·北京东城区一模)下列说法正确的是( )A．α射线是高速运动的氦原子核B．核聚变反应方程21H＋31H→42He＋10n中，10n表示质子C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D．氢原子的核外电子从低能级跃迁到高能级时，向外辐射光子[答案]A[解析]α射线是高速运动的氦核流，A正确；10n表示中子，B错误；当照射光的频率大于金属的极限频率，能发生光电效应时，从金属表面逸出的光电子的最大初动能E k＝hν－W0，可见E k与ν不成正比，C错误；氢原子的核外电子从低能级跃迁到高能级时，吸收光子，D错误。
2．(2013·山东济南一模)在下列四个核反应方程中， x1、x2、x3和x4各代表某种粒子( )①31H＋x1→42He＋10n②14 7N＋42He→17 8O＋x2③94Be＋42He→12 6C＋x3④32He＋21H→42He＋x4以下判断中正确的是( )A．x1是电子B．x2是质子C．x3是中子D．x4是中子[答案]BC[解析]根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知，x1是氘核，x2是质子，x3是中子，x4是质子，故B、C正确。
3．(2013·福建泉州质检)“爆竹声中一岁除，春风送暖人屠苏”，爆竹声响是辞旧迎新的标志，是喜庆心情的流露。
有一个质量为3m的爆竹斜向上抛出，到达最高点时速度大小为v0、方向水平向东，在最高点爆炸成质量不等的两块，其中一块质量为2m，速度大小为v，方向水平向东，则另一块的速度大小是( )A．3v0－v B．2v0－3vC．3v0－2v D．2v0＋v[答案] C[解析] 设向东为正方向，在最高点由水平方向动量守恒得：3mv 0＝2mv ＋mv′，则v′＝3v 0－2v ，C 正确。
Ft=mv′-mv（1）上述公式是一矢量式，运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向. （2）公式中的F是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力.（3）动量定理的研究对象可以是单个物体，也可以是物体系统.对物体系统，只需分析系统受的外力，不必考虑系统内力.系统内力的作用不改变整个系统的总动量.（4）动量定理不仅适用于恒定的力，也适用于随时间变化的力.对于变力，动量定理中的力F应表达式:m 1 v 1 +m 2 v 2 =m 1 v 1′+m 2 v 2′（1）动量守恒定律成立的条件①系统不受外力或系统所受外力的合力为零.②系统所受的外力的合力虽不为零，但系统外力比内力小得多，如碰撞问题中的摩擦力，爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多，可以忽略不计.③系统所受外力的合力虽不为零，但在某个方向上的分量为零，则在该方向上系统的总动量的分量保持不变.（2）动量守恒的速度具有“四性”:①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性.4.爆炸与碰撞（1）爆炸、碰撞类问题的共同特点是物体间的相互作用突然发生，作用时间很短，作用力很大，且远大于系统受的外力，故可用动量守恒定律来处理.（2）在爆炸过程中，有其他形式的能转化为动能，系统的动能爆炸后会增加，在碰撞过程中，系统的总动能不可能增加，一般有所减少而转化为内能.（3）由于爆炸、碰撞类问题作用时间很短，作用过程中物体的位移很小，一般可忽略不计，可以把作用过程作为一个理想化过程简化处理.即作用后还从作用前瞬间的位置以新的动量开始运动.5.反冲现象:反冲现象是指在系统内力作用下，系统内一部分物体向某方向发生动量变化时，系统内其余部分物体向相反的方向发生动量变化的现象.喷气式飞机、火箭等都是利用反冲运动的实例.显然，在反冲现象里，系统的动量是守恒的.动量第1单元动量冲量动量定理一、动量和冲量1．动量——物体的质量和速度的乘积叫做动量：p=mv⑴动量是描述物体运动状态的一个状态量，它与时刻相对应。
高二周测试题一、选择题1．氢原子的核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是（ ）A.核外电子受力变小B.原子的能量减少，电子的动能增加C.氢原子要吸收一定频率的光子D.氢原子要放出一定频率的光子 2．下列说法中正确的是（）A.物体所受合外力越大，其动量变化一定越大B.物体所受合外力越大，其动量变化一定越快C.物体所受合外力的冲量越大，其动量变化一定越大D.物体所受合外力的冲量越大，其动量一定变化得越快 3．水平抛出的物体，不计空气阻力，则( ) A ．在相等时间内，动量的变化相同 B ．在任何时间内，动量的变化方向都在竖直方向 C ．在任何时间内，动量对时间的变化率相同 D ．在刚抛出的瞬间，动量对时间的变化率为零4．半圆形光滑轨道固定在水平地面上，使其轨道平面与地面垂直，物体m1、m2同时由轨道左、右最高点释放，二者碰后黏在一起向左运动，最高能上升到轨道上M 点，如图所示.已知OM 与竖直方向夹角为60°，则两物体的质量之比为m1∶m2为（ ） A.） 1 C.）D.15．如图所示，一恒力F 与水平方向夹角为θ，作用在置于光滑水平面上，质量为m 的物体上，作用时间为t ，则力F 的冲量为（ ）A.Ft B ．mgt C ．Fcos θt D ．(mg-Fsin θ)t6．质量为m 的砂车沿光滑水平面以速度v 0作匀速直线运动，此时从砂车上方落入一只质量为m 的铁球，如图6-2-8所示，则小铁球落入砂车后( ) A ．砂车立即停止运动 B ．砂车仍作匀速运动，速度仍为v 0C ．砂车仍作匀速运动，速度小于v 0D ．砂车做变速运动，速度不能确定7．某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压Uc 与入射光频率v 的关系图象如图所示。
则由图象可知（ ） A ．该金属的逸出功等于hv 0B ．遏止电压是确定的，与照射光的频率无关C ．若已知电子电量e ，就可以求出普朗克常量hD ．入射光的频率为2v 0时，产生的光电子的最大初动能为hv 08．如图所示，一验电器与锌板相连，现用一弧光灯照射锌板,弧光灯关闭之后,验电器指针保持一定偏角,以下说法正确的是（ ） A.一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将增大B.将一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将保持不变C.使验电器指针回到零，改用强度更大的弧光灯照射锌板，验电器的指针偏角将更大D.使验电器指针回到零，改用强度更大的红外线灯照射锌板，验电器的指针偏角将更大A ．普朗克曾经大胆假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子B ．德布罗意提出：实物粒子也具有波动性，而且粒子的能量ε和动量p 跟它对所应的波的频率ν和波长λC ．光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方D ．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此，光子散射后波长变短 10．下列说法正确的是 ．A ．运动的宏观物体也具有波动性，其速度越大物质波的波长越大B ．大量的氢原子从n ＝3的能级向低能级跃迁时只会辐射两种不同频率的光C ．发生光电效应时，入射光越强，单位时间内逸出的光电子数就越多D ．查德威克发现了天然放射现象说明原子具有复杂结构11．X 射线是一种高频电磁波，若X 射线在真空中的波长为λ，以h 表示普朗克常量，c 表示真空的光速，以E 和m 分别表示 （ ）A ，0=mBC ，0=mD 12．用光照射处在基态的氢原子，有可能使氢原子电离。
下列说法中正确的是（ ）A ．只要照射光的光强足够大，就一定可以使氢原子电离B ．只要照射光的频率足够高，就一定可以使氢原子电离C ．只要照射光的波长足够长，就一定可以使氢原子电离D ．只要光照的时间足够长，就一定可以使氢原子电离13．原子处于基态时最稳定，处于较高能级时会自发地向低能级跃迁。
图示为氢原子的能级图。
现让一束单色光照射到大量处于基态(量子数n=1)的氢原子上，受激发的氢原子能自发地产生3种不同频率的色光，则照射氢原子的单色光的光子能量为A ．13．6 eVB ．3．4 eVC ．10．2 eVD ．12.09 eV 15．（18分）如图所示，质量为M=0.5kg 、长L=1m 的平板车B 静止在光滑水平面上，小车左端紧靠一半径为R=0.8m 的光滑四分之一圆弧，圆弧最底端与小车上表面相切，圆弧底端静止一质量为m C =1kg 的滑块．现将一质量为m A =1kg 的小球从圆弧顶端静止释放，小球到达圆弧底端后与C 发生弹性碰撞．C 与B 之间的动摩擦因数μ=0.2，取g=10m/s 2．若在C 刚好滑上木板B 上表面的同时，给B 施加一个水平向右的拉力F ．试求：（1）滑块C 滑上B 的初速度v 0．（2）若F=2N ，滑块C 在小车上运动时相对小车滑行的最大距离．（3）如果要使C 能从B 上滑落，拉力F 大小应满足的条件．参考答案1．BD 【解析】 试题分析：根据库仑引力的公式确定受力的变化，通过能量的变化确定是吸收光子还是释放光子． 解：A 、根据F=得，轨道半径减小，则核外电子受力变大．故A 错误；B 、从距核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道过程中，能级减小，总能量减小，根据=知，电子的动能增加．故B 正确； C 、从距核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道过程中，总能量减小，要放出一定频率的光子，故C 错误，D 正确； 故选：BD ．点评：解决本题的关键知道从高能级向低能级跃迁，放出光子，从低能级向高能级跃迁，吸收光子． 2．BC【解析】由动量定理可知BC 正确. 3．A B C【解析】动量的变化t mg m p ∆=∆=∆υ； g 的方向是竖直向下的，物体动量变化竖直向下；动4．C【解析】两物体在最低点相碰，碰时的速度为.由动量守恒定律得m2v-m1v=(m1+m2)v1，到达M点，由机械能守恒定律，有(m1+m2)gR(1-cos60°5．A【解析】根据冲量的定义式Ft I =，得F 的冲量为Ft ，A 对，BCD 错。
6．C ．【解析】水平方向动量守恒v m M Mv )(0+=可知Ｃ正确．7．ACD 【解析】由爱因斯坦光电效应方程可知，E k =h ν-W ，对照图象可知，该金属的逸出功等于h ν0，选项A 正确；入射光的频率越大，光电子的动能越大，遏止电压越大。
入射光的频率为2ν0时，由爱因斯坦光电效应方程可知，产生的光电子的最大初动能为hv 0，选项D 正确；h，C对；8．C【解析】锌板上发生光电效应后,失去电子,故锌板上带正电,将一带负电的金属小球与锌板接触,则验电器指针偏角将减小.弧光灯发出的光主要是紫外线,紫外线的频率大于红外线,因此改用红外线,不能发生光电效应现象,验电器指针不偏转.当发生光电效应时,增大强度,可使光电子数增多.9．ABC【解析】试题分析：普朗克曾经大胆假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子，A正确；德布罗意提出：实物粒子也具有波动性，而且粒子的能量ε和动量p跟它对所应的波的频率ν和波长λ之间，遵从关系，B正确；光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方C正确；在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此，光子散射后波长变长，D错误；将放射性元素掺杂到其它稳定元素中，并降低其温度，它的半衰期将不发生变化，E错误。
考点：本题考查能量子、概率波、康普顿效应。
10．C【解析】试题分析：运动的宏观物体粒子性明显，知，速度v大的，动量p就大，物质波波长越短．故A错误；从n=3的能级向低能级跃迁能放出三种不同频率的光，它们分别是从n=3到n=2、n=3到n=1以及n=2到n=1跃迁放出，所以B错误；根据光电效应方程，知入射光的频率影响光电子的最大初动能，光的强度影响单位时间内发出光电子数目，所以C正确；贝克勒尔发现天然放射现象说明了原子核具有复杂结构，所以D错误．考点：本题考查物质波、玻尔的原子结构假设、光电效应以及天然放射现象．11．D【解析】因此答案为D考点：德布罗意方程点评：本题考查了光子能量公式、德布罗意方程的简单应用。
12．B【解析】光强是指单位时间内照射到单位面积上的光子能量既与频率有关又与光子的密度有关。
要是氢原子电离需要使入射光的频率大于极限频率，所以增大光强，不一定增大了入射光的频率，所以A错，B对；波长长，频率小，更不能发生光电效应了，所以C错；光电效应的发生是瞬间的问题，所以时间长短不能决定光电效应的发生，所以D错；故答案选B 13．D【解析】因为受激发的氢原子能自发地产生3种不同频率的色光，所以受激发的氢原子在n=3能级上，则照射氢原子的单色光的光子能量为：-1.51-（-13.6）=12.09eV 故选D14．①20516v gL ②2064v g【解析】试题分析：①由于水平面光滑，A 与B 、C 组成的系统动量守恒和能量守恒，有：mv 0＝m2v ＋2mv 1 ①（2分） μmgL ＝2012mv －12m （02v ）2－12×221mv ②（2分）联立①②解得：μ＝2516v gL.（1分）②当A 滑上C ，B 与C 分离，A 、C 间发生相互作用．A 到达最高点时两者的速度相等．A 、C 组成的系统水平方向动量守恒和系统机械能守恒： m2v ＋mv 1＝(m ＋m)v 2 ③（1分） 12m （02v ）2＋1221mv ＝12(2m)22v ＋mgR ④（2分） 联立①③④解得：R ＝264v g.（1分）考点：动量守恒和能量守恒15．（1）04m/s v =（2）0.80m （3）3N F ≤或1N F ≤ 【解析】 试题分析：（1）设A 到达圆弧底端的速度为v（1分） （1分）A 与C 发生弹性碰撞，由动量守恒定律可得：0A A C m v m v m v '=+ （1分）（1分） 由以上两式解得v '=；04m/s v =（1分）（2）物体C 滑木板B 以后，做匀减速运动，此时设B 的加速度为B a ，C 的加速度为C a ，由牛顿第二定律得：C C C m g m a μ=解得22.0m /s C a = （1分） 木板B 做加速度运动，由牛顿第二定律得C B F m g Ma μ+= 解得：8.0m /s B a = （1分） 两者速度相同时，有0C B v a t a t -=（1分） C （1分） B （1分） C 与B 之间的最大距离：0.80m C B s s s ∆=-= （1分）（3）C 从B 上滑落的情况有两种：（i ）当F 较小时滑块C 从B 的右端滑落，滑块C 能滑落的临界条件是C 到达孤右端时，C 、B 具有共同的速度v 1，设该过程中B 的加速度为aB ，C 的加速度不变，（1分）（1分） 由以上两式可得：216m /s B a = 1 3.0m/s v = （1分）再代入1N F <，则C 滑到B 的右端时，速度仍大于B 的速度，于是从B 上滑落 （ii ）当F 较大时滑到C 从B 的左端滑落，在C 到达B 的右端之前，就与B 具有相同的速度，此时的临界条件是之后必须相对静止，才不会从B 的左端滑落。
