高中物理选修3—3、3—5复习提纲和练习题(带答案&#…
简介：本文档为《高中物理选修3—3、3—5复习提纲和练习题(带答案)doc》可适用於综合领域
高中物理选修、复习提纲和练习题(带答案)选修模块静悟材料导读分子的两种模型:(固液分子)球形或(气体分子占有体积)立方体模型【考试说明】利用阿伏加德罗常数是联系微观量与宏观量的桥梁作用进行估算(主题内容要求说明(分子永不停息地做无规则热运动的实验事實:扩散现象和布朗运动(分子动理论的基本观点和实验依据()扩散现象:不同物质能够彼此进入对方的现象(温度越高扩散越快(分子动理论与统阿伏加德罗常数定性了解计观点气体分子运动速率的统计分布()布朗运动:悬浮在液体中微粒的无规则运动微粒越小温度越高布朗运动越明显温喥是分子平均动能的标志、内能注意各个方向液体分子对微粒冲力的不平衡性和无规则性引起布朗运动布朗运动不是分子的运动固体的微觀结构、晶体和非晶体液晶的微观结构它间接反映了液体分子的运动是永不停息的、无规则的(固体、液体与气液体的表面张力现象体()热运動:分子的无规则运动与温度有关简称热运动温度越高这种运动越激烈(气体实验定律理想气体(分子间的相互作用力:固体的微观结构、晶体和非晶体f分子间同时存在着相互作用的引力和斥力实际表现出来的分子力是引力和斥力的合力(分子间的斥力液晶的微观结构液体的表面张力現象和引力f都随分子间距离r的增大而减小但f比f减小得更快(斥引斥引固体、液体与气气体实验定律体(温度:宏观上温度表示物体的冷热程度微觀上温度是物体大量分子热运动平均动能的标志(理想气体饱和蒸气、未饱和蒸气和饱和蒸气压热力学温度和摄氏温度的数量关系:T,tK相对湿度(內能:()分子平均动能:物体内所有分子动能的平均值叫分子平均动能(温度是分子平均动能的标热力学第一定律热力学定律与能能量守恒定律志溫度越高分子平均动能越大温度相同的任何物体则其平均动能相等量守恒热力学第二定律()分子势能:由相互作用的分子间相对位置所决定的能叫分子势能(要知道中学物理中涉及到的国际单位制知道国际单位制单位制的基本单位和其他物理量的单位。中规定的单位符其大小的决萣因素:o包括摄氏度(C)、标准大气压号a(微观上:决定于分子间的间距和分子排列情况(分子势能变化与分子间距离变化有关(要求会正确使用见实验能实验用油膜法估测分子的大小的仪器有:温度计力要求b(宏观上:分子势能的大小与物体的体积有关(【考试说明解读】()物体的内能:物体中所有汾子热运动动能与分子势能的总和物体的内能由物质的量、物体的温度、(分子动理论三个基本观点:物质是由大量分子组成的分子永不停息哋做无规则运动分子之间存在物体的体积等因素决定(注意:单独分析几个分子的内能没有意义着相互作用力(斥力和引力)((气体实验定律()玻意耳萣律:或玻意耳定律的微观解释一定质量的气体pV,常数pV,pV(物质是由大量分子组成的分子体积极小(一般分子直径的数量级是m)温度保持不变时分子的岼均动能是一定的(在这种情况下体积减小时分子的密集程度增大气体的()实验:用油膜法估测分子大小实验采用使油酸在水面上形成一层单分孓油膜的方法估测分子的压强就增大(V大小(可算出油酸分子的大小(pTppd,()查理定律:或查理定律的微观解释一定质量的气体体积保持不变时分,,SpTTT()mol的任何粅质含有的微粒数相同阿伏加德罗常数molN,A子的密集程度保持不变(在这种情况下温度升高时分子的平均动能增大气体的压强就增大(()对微观量的估算VTVV()盖吕萨克定律:或盖吕萨克定律的微观解释一定质量的气体温度升自然界中任何宏观过程均具有方向性,,VTTT特别补充高时分子的平均动能增大(只有气体的体积同时增大使分子的密集程度减小才能保持压强不变(动态平衡:在相同时间内回到水中的水分子数等于从水面飞出去的分孓数,水面上方的水蒸气密度不再增大,液体也不再减少,液体与气体之间达到了平衡状态,蒸发停止,称为动态平衡。(理想气体:理想气体是一种理想化模型气体分子间不存在相互作用力故一定质量的理想气体的与液体处于动态平衡的蒸汽叫做饱和汽,没有达到饱和状态的蒸汽叫未饱和汽内能只与温度有关与体积无关(在一定温度下,饱和汽的分子数密度是一定的,因而压强也一定,这个压强叫做这种液体的饱和汽压饱PVPVPV和汽压呮与温度有关,温度升高,饱和汽压增大,与气体体积无关。理想气体的状态方程:或,C,TTT绝对湿度:空气中所含水蒸气的压强相对湿度:空气中水蒸气压強与同一温度时水的饱和蒸汽压之比(气体热现象的微观意义水蒸气实际压强即:相对湿度=()气体分子运动的特点:对大量分子的整体来说分子运動都表现出同温下水的饱和汽压【例】(山东)喷雾器内有L水上部封闭有atm的空气L关闭喷雾阀门用打气筒向喷雾器任一时刻气体分子沿各个方姠运动的机会均等内再充入atm的空气L(设外界环境温度一定空气可看作理想气体)。大量气体分子的速率分布呈现中间多(具有中间速率的分子数哆)两头少(速率大或小的分子数目少)()当水上方气体温度与外界温度相等时求气体压强并从微观上解释气体压强变化的原因()打开喷雾阀门喷霧过程中封闭气体可以看成等温膨胀此过程气体是吸热还是放热,简要说明理的规律(由。(晶体和非晶体:判断晶体与非晶体的可靠依据:是否有確定的熔点(单晶体和多晶体:多晶体没有规则的几何形状也不显示各向异性但是同单晶体一样仍有确定的熔点((表面张力:当表面层里的分子比液体内部稀疏时分子间距要比液体内部大表面层里的分子间表现为引力使液体表面各部分之间相互吸引产生表面张力【例】(山东)一定质量嘚理想气体由状态A经状态B变为状态C其中AB过程为等压变化BC,,(液晶:微观结构分子既保持排列有序性保持各向异性又可以自由移动位置无序因此也保过程为等容变化已知V=mT=T=K、T=K。AABB持了流动性性质流动性各向异性分子排列特点:从某个方向上看液晶分子排列整齐从另一()求气体在状态B时的体積()说明BC过程压强变化的微观原因,个方向看液晶分子的排列是杂乱无章的液晶的物理性质很容易在外界的影响(电场、压力、光照、温度)()没AB過程气体吸收热量为QBC过程气体放出热量为Q比较Q、Q的大小说明原因。,,下发生改变(改变系统内能的两种方式:做功和热传递(热力学第一定律:一個热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。其数学表达式为:ΔU=WQ【例】(山东)一太阳能空气集热器底面及侧媔为隔热材料顶面为透明玻璃板集热器容积为v(能量守恒定律:第一类永动机不可能制成因为它违背了能量守恒定律开始时内部封闭气体的壓强为P。经过太阳曝晒气体温度由T=K升至T=K()求此时气体的压强。(热力学第二定律的两种表述()保持T=K不变缓慢抽出部分气体使气体压强再变回到P求集热器内剩余气体的质量与原()克劳修斯表述:热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。来总质量的比值判断在抽气过程中剩余气體是吸热还是放热并简述原因。()开尔文表述:不可能从单一热库吸收热量使之完全变成功而不产生其他影响第二类永动机不可能制成虽然咜没有违背了能量守恒定律但其违背了热力学第二定律。【例】(山东)人类对自然的认识是从宏观到微观不断深入的过程以下说法正确的是【例】(全国)()(分)对于一定量的理想气体下列说法正确的是。(选对一个给分a(液晶的分子势能与体积有关选对两个给分选对个给分每选错一個扣分最低得分为分)b(晶体的物理性质都是各向异性的A若气体的压强和体积都不变其内能也一定不变c(温度升高每个分子的动能都增大B若气体嘚内能不变其状态也一定不变d(露珠呈球状是由于液体表面张力的作用C若气体的温度随时间不段升高其压强也一定不断增大()气体温度计结构洳图所示。玻璃测温泡A内充有理想气体通过细玻璃管B和水银压强计相连开D气体温度每升高K所吸收的热量与气体经历的过程有关始时A处于栤水混合物中左管C中水银面在O点处右管D中水银面高出O点E当气体温度升高时气体的内能一定增大()(分)如图一上端开口下端封闭的细长玻璃管下蔀有长l=cm的水银柱中间封有长l=cm=cm。(已知外界大气压为个标准大气压标准大气压相当于cmHg)h的空气柱上部有长l=cm的水银柱此时水银面恰好与管口平齐巳知大气压强为P=cmHg。如果()求恒温槽的温度使玻璃管绕低端在竖直平面内缓慢地转动一周求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度封()此过程A内气体内能(填“增大”或“减小”)气体不对外做功入的气体可视为理想气体在转动过程中没有发生漏气。气体将(填“吸热”或鍺“放热”)【例】(全国)()(分)关于晶体和非晶体下列说法正确的是(填入正确选项前的字母)A金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体【例】(年市一模)B晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则的()根据分子动理论和热力学定律下列说法正确的是C单晶体和多晶体有固定的熔点非晶体没有固定嘚熔点A(布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映D单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的非晶体是各向同性的B(固体压缩後撤力恢复原状是由于分子间存在着斥力()(分)如图所示一开口气缸内盛有密度为,的某种液体一长为的粗细均匀的小平底朝上漂lC(使密闭气球内氣体的体积减小气体的内能可能增加D(可以利用高科技手段将散失在环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起l浮在液体中平衡时小瓶露絀液面的部分和进入小瓶中液柱的长度均为。现用活塞将气缸封闭(图中未其他变化(C是可在气缸内无摩擦滑动的、厚度()图示水平放置的A、B气缸的长度和截面积均为cm和cm画出)使活塞缓慢向下运动各部分气体的温度均保持不变当小瓶的底部恰好与液面相平时进入小不计的活塞D为阀門整个装置均由导热材料制成(开始阀门关闭A内有压强为pA=×Pa的氮l瓶中的液柱长度为求此时气缸内气体的压强。大气压强为重力加速度为g,气B內有压强为pB=×Pa的氧气阀门打开后活塞C向右移动最后达到平衡试求活塞C移动的距离及平衡后B中气体的压强联立式代人数据得增大:吸热。例题參考答案:【例】()(分)BC【例】()设气体初态压强为p,体积为V末态压强为p,体积为Vp当小瓶的底部恰好与液面相平时瓶内气体的()解:设当小瓶内气体的长度為L时压强为由玻意耳定律=pVpVpp压强为气缸内气体的压强为代入数据得p=atmll,,ppglpSplS,,()微观察解释:温度不变分子平均动能不变单位体积内分子数增加故压强增加。依题意由玻意耳定律()吸热气体对外做功而内能不变根据热力学第一定律可知气体吸热。,,ppgl()式中S为小瓶的横截面积联立两式得【例】()設气体在B状态时的体积为VB,gl,,,ppppglVVAB又有联立式得由盖吕萨克定律得,,代入数据得。Vm,BTTAB()微观原因:气体体积不变分子密集程度不变温度变小气体分子平均动能减小导致气体压强减【例】()D小()设玻璃管开口向上时空气柱压强为式中分别表示水银的密P,P,gl,和g()大于因为=故增加的内能与减小的内能相同而過程气体对外做正TTABBCABQ,,,QAB度和重力加速度。玻璃管开口响下时原来上部的水银有一部分会流出封闭端会有部分真空设此时开口端剩下的水功过程气体不做功由热力学第一定律可知大于BC,QQ银柱长度为x则式中管内空气柱的压强。由玻意耳定律得P,gx,PP,,glP【例】()设升温后气体的压强为由查理定律嘚P式中,h是此时空气柱的长度S为玻璃管的横截面积P(sl),P(sh)PP,由式和题给条件得h=cmTT从开始转动一周后设空气柱的压强为则P,P,gxPPP,,,由玻意耳定律得式中h是此时空氣柱的长度。P(sl),P(sh)pVVVV,,,,h,由cmpVpV,()由玻意耳定律得所以比值为pV抽气过程气体体积变大对外做功而温度不变内能不变由热力学第一定律知气体应吸热【例】()BC()設活塞移动的距离为x平衡后B中气体压强为p由玻意耳定律得【例】对A部分气体有:pLS,p(Lx)SA()设恒恒温箱的温度为T由题意知T=KA内气体发生等容变化根据查理萣律得:对B部分气体有:pLS,p(L,x)SB则该密闭气()一定质量密闭气体的体积为V密度为ρ平均摩尔质量为M阿伏加德罗常数为NA代入相关数据解得:体的分子个数为x,cm()洳图所示的圆柱形气缸固定于水平面上缸内用活塞密封一定质量的理想气体已知p,Pa气缸的横截面积为S活塞重为G大气压强为P(将活塞固定使气缸內气体温度升高气体吸收的热量为Q如果让活塞可以缓慢自由滑动(活塞与气缸间无摩擦、不漏气且不计气体的重力)也使气缸内气体温度升高其吸收的热量为Q(简要说明Q和Q哪个大些,【预测演练】求气缸内气体温度升高时活塞向上移动的高度h(考点:微观计算、理想气体状态方程(等温、等容、等压)、压强的微观意义、热力学第一定律,,,一定质量理想气体pV图象如图所示其中ab为等容过程bc为等压过程ca为等温过程气体在状态a时的温喥T=K在状态b时体积V=L求:()气体在状态b时的温度Tabb()气体在状态c时的体积Vc()试比较气体由状态b到状态c过程从外界吸收的热量Q与对外做功W的大小关系并简要說明理由。()某日白天空气中水蒸气的压强是×Pa此时空气的相对湿度是则同温度水的饱和汽压是Pa(()用活塞将一定量的理想气体密封在气缸内当氣缸开口竖直向上时封闭气柱的长度为(将气缸慢慢h转至开口竖直向下时封闭气柱的长度为(已知气缸的导热性能良好活塞与缸壁间的摩擦不計外h界温度不变大气压强为(P()关于分子运动和热现象的说法正确的是(填入正确选项前的字母)此过程气体是吸热还是放热,A(布朗运动是指液体或氣体中悬浮微粒的运动h气缸开口向上时缸内气体的压强为多少,B(气体的温度升高每个气体分子运动的速率都增加hooC(一定量C的水变成C的水蒸汽其汾子之间的势能增加D(空调机作为制冷机使用时将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外所以制冷机的工作不遵守甲乙热力学第二定律()洳图所示竖直放置的圆筒形注射器活塞上端接有气压表能够方便测出所封闭理想气体的压强(开始时活塞处于静止状态此时气体体积为cm气压表读数为×Pa(若用力向下推动活塞使活塞缓慢向下移动一段距离稳定后气压表读数为×Pa(不计活塞与气缸内壁间的摩擦环境温度保持不变(简要說明活塞移动过程中被封闭气体的吸放热情况一透明的钢化水杯横截面积为S高度为h在室内(c一大气压)装上一半水后把盖子拧紧求活塞稳定后氣体的体积放到太阳下暴晒(不计水杯体积的变化)则:()液体的饱和气压怎样变,气体的绝对湿度怎样变,对该过程中的压强变化做出微观解释()若仩方气体为理想气体且物质的量不变则晒后温度变为c求此时气体的压强,()下列说法正确的是(填字母代号)A布朗运动是悬浮在水中的花粉颗粒的運动反映了水分子永不停息的无规则运动B扩散现象证明了物质分子永不停息地做无规则的运动fv()表示处单位速率区间内的()某种气体在不同温喥下的气体分子速率分布曲线如图所示图中vC随分子间的距离变大分子间的引力和斥力都减小其合力也减小D当分子之间的距离为r即引力和斥仂大小相等时分子势能最大分子数百分率所对应的温度分别为则TTT,,IIIIIIE物体的温度为时其分子热运动的平均动能为零F电冰箱制冷系统能够不断地紦冰箱内的热量传到外界这违背了热力学第二定律(A)(B)TTT,,TTT,,IIIIIIIIIIIII()如图所示在水平固定的筒形绝热气缸中用绝热的活塞封闭一部分气体活塞与气缸之间无摩擦且不漏气。活塞的横截面积为m外界大气压强为Pa气体温度为时活塞与汽缸底相距cm(C)(D)TTTT,,,TTT,,IIIIIIIIIIIIII用一个电阻丝R给气体加热活塞将会缓慢移动使气缸内溫度升高到。活塞移动了多大距离,()绝热气缸A与导热气缸B均固定于地面由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦两气缸内装已知被封閉气体的温度每升高其内能增加J求电阻丝对气体提供的热量为多少,有处于平衡状态的理想气体开始时体积均为V,温度均为T,缓慢加热A中气体停圵加热达到稳定后请分析说明升温后单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数如何变化。A中气体压强为原来的倍设环境温度始终保持不变求气缸A中气体的体积和温度。VTAA()下列说法正确的是A(第二类永动机无法制成是因为它违背了热力学第一定律B(教室内看到透过窗子的“陽光柱”里粉尘颗粒杂乱无章的运动是布朗运动C(地面附近有一正在上升的空气团(视为理想气体)它与外界的热交换忽略不计已知大气压强隨高在“用单分子油膜估测分子大小”实验中度增加而降低则该气团在此上升过程中气团体积增大温度降低每个气体分子的速率都减小()某哃学操作步骤如下:D(热力学零度不可能达到取一定量的无水酒精和油酸制成一定浓度的油酸酒精溶液E(液体表面层分子间距小于内部分子间距茬量筒中滴入一滴该溶液测出它的体积F(玻璃是晶体蔗糖是非晶体在蒸发皿内盛一定量的水再滴入一滴油酸酒精溶液待其散开稳定H(液晶能够表现出光学的各向异性在蒸发皿上覆盖透明玻璃描出油膜形状用透明方格纸测量油膜的面积。I(在温度不变的条件下增大饱和汽的体积就可減小饱和汽的压强改正其中的错误:J(分子引力和斥力都随分子间距离减小而增大分子势能随分子间距减小而增大。,mlcm()若油酸酒精溶液体积浓喥为一滴溶液的体积为其形成的油膜面积为()保温瓶在日常生活中普遍使用若把热水瓶中的热水倒掉后随手将瓶盖盖上过了一段时间由于散熱瓶内温度降低要用力才能把瓶塞拔出则估测出油酸分子的直径为m。试从微观角度解释瓶内气体压强变化原因参考答案:如果这一过程沝瓶内气体温度从C降为C瓶塞横截面的直径为cm则至少需要多大的力才能把瓶塞拔出,(瓶塞是不漏气的轻质软木制成的大气压强为×Pa)()AC(分)()温度不变氣体的内能不变体积减小外界对气体做功根据热力学第一定律气体放热。(分)cm(分)体积减小气体分子的密集程度增大温度不变分子的平均动能不变故压强增大(分)pVpV(分)(分)A部分气体满足,TT,,VATTNAAM()(分)答案(),U,Q)定容过程吸收的热量用于增加气体的内能定压过程吸收的热量用于增加气(在量筒中滴入N滴溶液(分),UW,Q,U,,UQ,Q体的内能和对外做功又则。(分)在水面上先撒上痱子粉(分)Q,Q,()(分)h,W,(PSG)h(PSG)气体对外做功(分)活塞向上移动的高度(分)()×()吸热(分)(设气缸的横截面积为活塞的偅力产生的附加压强为,P(则s选修模块静悟材料导读【考试说明】根据玻意耳定律得:模块hs()()P,P,P,P(分)解得:(分)P,Phs,P,,P内容要求说明动量、动量守恒定律及其应用呮限于一维()液体的饱和气压随温度的增大而增大所以饱和气压增大弹性碰撞和非弹性碰撞I杯中上方空气所含水蒸气的压强会增大所以绝對湿度会增大。()因为上方气体为理想气体且是等容变化由气态方程得:氢原子光谱I氢原子的能级结构、能级公式IPP,代入数据的p=atmTT原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰I期()AB放射性同位素I核力、核反应方程I结合能、质量亏损I裂变反应和聚变反应、裂变反应堆I射线的危害和防护I验證动量守恒定律见“实验能力”要求【考试说明解读】一、动量守恒定律(动量性质:()矢量性()瞬时性是状态量()相对性与参考系的选取有关(动量守恒定律()DH(分)()分子平均动能减小分子密集程度不变气体压强减小(分)()内容:如果一个系统不受外力或者所受外力的矢量和为零则该系统总动量保持不变。N(分)()几种常见表述及表达式:=Δp=p,p,p,p总()B()设初态压强为膨胀后AB压强相等(分)ppp,B()理解:矢量性、瞬时性、相对性、普适性。()动量守恒定律成立条件:系统不受外力或所受外力和为零B中气体始末状态温度相等pVpVV,,()(分)A系统所受外力比所受内力小很多系统某一方向不受外力或所受外力的和为零戓所受外力比内力小很多系统在该方向的动量守恒(分)VV,A()动量守恒定律的解题步骤确定研究对象(物体系)做好受力分析和过程分析判定动量是否守恒规定正方向、确定初末状态的动量列方程求解。()半衰期:对于大量原子核半数发生衰变所用的时间(关于碰撞过程的讨论(原子核的人笁转变()碰撞过程的基本类型()定义:用高能粒子轰击靶核产生另一种新核的反应过程。弹性碰撞:碰撞过程中不但系统的总动量守恒而且碰撞前後动能也守恒一般地两个硬质小球的(人工转变)()典例:卢瑟福发现质子的核反应方程为:NHe,OH碰撞都很接近弹性碰撞。如质量为速度为物体与一静圵的质量为的物体发生弹性正碰碰后速度分别为v′、v′则有:mvm查德威克发现中子的核反应方程为:(人工转变)BeHe,CN,,,,mvmvmv,mv,mvmv()同位素:定义:具有相同质子数中子数鈈同的原子在元素周期表中处于同一位置互称同位素解得碰后速度v′=v′=。放射性同位素的应用:放射性同位素放出的射线应用于工业探伤、农业、医疗等做示踪原子。非弹性碰撞:碰撞过程中只有动量守恒动能并不守恒(重核裂变:重核俘获一个中子后分裂成为两个(或多个)中等质量核的反应过程。重核裂变的同时放出几个中子并释放出大量核能为了使铀裂变时发生链式反应铀块的体积大于它的临界体积重完铨非弹性碰撞:两个物体碰撞后粘在一起。mvmv,(mm)v核的裂变:如Un,SrXen()碰撞过程的三个基本原则动量守恒动能不增加碰撞后各物体运动状态的合理性(轻核聚變:某些轻核结合成质量较大的核的反应过程同时释放出大量的核能要想使氘核和氚核合(反冲、爆炸现象成氦核必须到几百万度以上的高温聚变反应又叫热核反应HH,Hen反冲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變化的现象。喷气式飞机、火箭等都是利用反冲运动的实例在反冲现象里系统的动量(核能:质量亏损、质能方程,,,m是物体的质量c是真空中的咣速是守恒的。内力远大于外力可认为动量守恒物理意义:物体的质量和能量间有一定联系即物体具有的能量与其质量成正比当物体的能量增加或减爆炸过程动量守恒但其他形式的能转化为机械能所以机械能(动能)要增加。,E,E小它的质量也会相应地增加可减少与的关系是Δ,=Δ,,m,m②(玻尔的原子模型【例】(山东)人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程。()“定态假设”:原子只能处于一系列不连续的能量状态中在这些状态中电子虽做变速运动但请按要求回答下列问题()卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做絀了卓越的贡献。请选择其中的两位指出他们的主要成绩并不向外辐射能量,这样的相对稳定的状态称为定态。能级公式:(E称E,E(E,,eV)nn为基态其他为噭发态)()“跃迁假设”:电子绕核转动处于定态时不辐射电磁波但电子在两个不同定态间发生跃迁时却在贝克勒尔发现天然放射现象后人们对放射线的性质进行了深入研究下图为三种射线在同一磁场中的运动轨迹请从三种射线中任选一种写出它的名要辐射(吸收)电磁波(光子)其频率甴能级差决定()h,,E,EMN称和一种用途。()“轨道量子化假设”:由于能量状态的不连续因此电子绕核转动的半径也是不连续的轨道半径:。()在可控核反应堆中需要给快中子减速轻水、重水和石墨等常用作减速剂r,nr(r,×A)m)。n中子在重水中可与H核碰撞减速在石墨中与C核碰撞减速上述碰撞可简彡、原子核化为弹性碰撞模型。某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰通过计算说明仅从一次碰撞考虑用重水和石墨作减速剂哪种減速效果更好,,(天然放射现象:射线种类:、射线、射线,,射线(原子核的衰变AA,()分类:α衰变:X,YHeZZ,AAβ衰变:规律:衰变中的电荷数和质量数都是守恒的(X,YeZ,ZUThHe衰变,典型衰变:BIUANBIAN变,ThPae衰变,【例】(山东)()在氢原子光谱中电子从较高能级跃迁到n=能级发出的谱线属于巴耳末线系。【例】(山东)()碘核不稳定会发生β衰变其半衰变期为天。若一群氢原子自发跃过时发出的谱线中只有条属于巴耳末线系则这群氢原子自发跃迁时最多可发生I,(衰变后的元素用X表示),碘核的衰变方程:条不同频率的谱线。()一个物体静置于光滑水平面上外面扣一质量为M的盒子如图所示现给盒子初速度v此,经过天有的碘核发生叻衰变。后盒子运动的vt图象呈周期性变化如图所示请据此求盒内物体的质量。()如图所示甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为m、m兩船沿同一直线同一方向运动速度分别为、V为避免两船相撞乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲v船甲船上的人将货物接住求拋出货物的最小速度。【例】(山东)()历史中在利用加速器实现的核反应是用加速后动能为MeV的质子H轰击静【例】(全国)()(分)用频率为的光照射大量處于基态的氢原子在所发射的光谱中仅能观v止的X,生成两个动能均为MeV的He(MeV=×J)测到频率分别为的三条谱线且则(填入正确选项前的字母)vvv、、vvv,,上述核反应方程为。质量亏损为kg()如图所示光滑水平面轨道上有三个木块A、B、C质量分别为m=m=m,m=mA、B用细绳连接BcAA(B(C(D,vvvv,vv,vvv,中间有一压缩的弹簧(弹簧与滑块不栓接)。开始时A、B以共同速度v运动C静止某时刻细绳突然断vvv开A、B被弹开然后B又与C发生碰撞并粘在一起最终三滑块速度恰好相同。求B与C碰撞前B的速喥()(分)如图所示光滑的水平地面上有一木板其左端放有一重物右方有一竖直的墙。重物质量为木板质量的倍重物与木板间的动摩擦因数为使木板与重物以共同的速度向右运动某时刻木,v板与墙发生弹性碰撞碰撞时间极短。求木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间設木板足够长重物始终在木板上。重力加速度为g【例】(山东)()大量氢原子处于不同能量激发态发生跃迁时放出三种不同能量的光子其能量徝分别是:eV、eV、eV。跃迁发生前这些原子分布在个激发态能级上其中最高能级的能量值是eV(基态能量为,eV)【例】(全国)如图A、B、C三个木块的质量均為m置于光滑的水平面上B、C之间有一轻质B()如图所示滑块A、C质量均为滑块质量为。开始时A、B分别以的速度沿光滑mvv、m弹簧弹簧的两端与木块接触洏不固连将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把和紧连是弹簧不能伸BCAAAB水平轨道向固定在右侧的挡板运动现将C无初速地放在上并与粘合不再分開此时与相距展以至于B、C可视为一个整体现A以初速v沿B、C的连线方向朝B运动与B相碰并粘合在一起以后细线突然断开弹簧伸展从而使C与AB分离已知C离开弹簧后的速度恰为v求弹簧释放的BABB较近与挡板碰撞将以原速率反弹与碰撞将粘合在一起为使能与挡板碰撞两次应vv、势能。满足什么關系,【例】(市一模)()如图所示在氢原子能级图中氢原子从各个较高能级跃迁至同一较低能级时会发出一系列光谱线形成谱线系分别称为赖曼線系、巴尔末线系、帕邢线系、布喇开线系等若在同一谱线系中下列说法正确的是,由动量守恒定律有,()设共同速度为v球A和B分开后B的速度为()mmvmvmv,vBABABBA(每┅跃迁都会释放出一个电子使原子变为离子B(各种跃迁都释放出不同能量的光子,联立这两式得B和C碰撞前B的速度为mvmmv,()vv,BBBCBC(各条光谱线具有相同的频率D(跃迁后原子的能级是相同的【例】。由于氢原子基态能量为,eV跃迁时放出三种不同能量的光子应在个激发态()如图所示物体A静止在光滑平矗轨道上其左端固定最高能级的能量值为(,)=,eV有轻质弹簧物体B以速度Vo=ms沿轨道向物体A运动并通过弹簧与物体A发生相互作用设A、B两物体的质量均为m=kg求当物体A的速度多大时A、B组成的系统动能损失最大,损失的最大动能为多少,例题参考答案:【例】()卢瑟福提出了原子的核式结构模型(或其他成僦玻尔把量子理论引入原子模型并成功解释了氢光谱(或其他成就)查德威克发现了中子(或其他成就)。()设中子质量为M靶核质量为M由动量守恒定律:Mv=MvMvnnn动能守恒:Mv,MvMvnon解得:v=(MMMM)vnn在重水中靶核质量:M=MHnV=(MMMM)v=vHnHnH【例】()Xe,在石墨中靶核质量:M=Mcn()设乙船上的人抛出货物的最小速度大小为抛出货物后船的速度为甲船上的人接到货物后vvminV=(MMMM)v=vcncnc船的速度为v由动是不是守恒定律得与重水靶核碰后中子速度较小故重水减速效果更好。mv,mv,mvmin【例】()()设物体的质量为m,t时刻受盒子碰撞獲得速度v根据动量守恒定律mv,mv,mvminMvmv,为避免两船相撞应满足v,vt时刻物体与盒子右壁碰撞使盒子速度又变为v说明碰撞是弹性碰撞v,vMvmv,min联立式得联立解得m=M【例】()(分)B()(分)解:第一次与墙碰撞后木板的速度反向大小不变此后木板向左做匀减速运动重物(也可通过图象分析得出v=v,结合动量守恒得出正确结果)向祐做匀减速运动最后木板和重物达到共同的速度设木板的质量为m重物的质量为m取向右为vE,HXHeHe,HLiHeHe,【例】()或,,,mKg动量的正向由动量守恒得mvmvmv,,C()请将下列两个核反应方程补充完整。设从第一次与墙碰撞到重物和木板具有共同速度v所用的时间为对木板应用动量定理得t()在一光滑水平面上m、m间有一压縮的弹簧弹簧和m、m只接触不固定释放后m、m被弹开(),mgtmvmv,,,m向右运动碰到静止的物体mm以大小为v的速度向右运动而m反向弹回并追上m碰后m静止下来则最后m嘚速度为多少,,mgma,由牛顿第二定律得式中为木板的加速度a()太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应在达到共同速度v时木板離墙的距离为llvtat,,即在太阳内部个氢核(H)转化成一个氦核(He)和两个正电子e)并放出能量。已知质子质量lm=uα粒子的质量m=u电子的质量m=u(lu的质量相当于MeV的能量。Pe开始向右做匀速运动到第二次与墙碰撞的时间为t,v写出该热核反应方程一次这样的热核反应释放出多少MeV能量,相当于多少J,(保留位有效数芓)从第一次碰撞到第二次碰撞所经过的时间为ttt,v,t由以上各式得,g【例】答案:Emv,p解析:设碰后、、的速度的大小为由动量守恒得:=ABCvmvmv()(分)如图所示质量均为m嘚小滑块P和Q均可视为质点与轻质弹簧相连的Q静止在光滑水平设C离开弹簧时A、B的速度大小为v由动量守恒得:面上(P以某一初速度v向Q运动并与弹簧發生碰撞在整个过程中弹簧具有的最大弹性势能等于多少=mvmvmv设弹簧的弹性势能为Ep从细线断开到C与弹簧分开的过程中机械能守恒有:mvEmvmv,()()p由式得弹簧所释放的势能为Emv,p()在下列四个核反应方程中x、x、x和x【例】()BD,,HxHenNHeOx()当两物体速度相等时弹簧压缩量最大系统损失动能最大(由动量守恒定律知v,,mvmv,v,,msBeHeCxMgHeAlx以下判断Φ正确的是(损失的动能为,,,,EmvmvJkA(x是质子B(x是中子C(x是中子D(x是质子【预测演练】()如图所示在水平光滑直导轨上静止着三个质量均为m=lkg的相同小球A、B、C。现讓A球以v=ms()随着现代科学的发展大量的科学发展促进了人们对原子、原子核的认识下列有关原子、原子核的速度向B球运动A、B两球碰撞后粘合在┅起两球继续向右运动并跟C球碰撞碰后A、B未分开C的叙述正确的是((填选项前的编号)球的速度v=lms求:CA卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构A、B两球碰撞后的共同速度两次碰撞过程中损失的总动能。B天然放射现象表明原子核内部有电子C放射性元素的半衰期是原子核有半数发生衰变所需要的时间D氢原子从n=能级跃迁到n=能级和从n=能级跃迁到n=能级前者跃迁辐射出的光子波长比后者的短()(分)年月日发生在日本的里氏级强震引发巨大海啸使福岛核电站遭到损毁,造成了严重的核泄漏泄漏物中的碘具有放射性它自发地进行衰变时生成元素氙(元素符号为)同時辐射出射线请完成核反应方程(请在答题卡上写出完整的XeXeI,,()下列说法中正确的是,A天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构核反应方程)(碘嘚半衰期为天经过天(约为一个月)剩余的碘为原来的故在自然状态下其辐射强度会较快减弱不必恐慌(B一群处于n=能级激发态的氢原子自发跃迁時能发出种不同频率的光()(分)甲、乙两冰球运动员为争抢冰球而迎面相撞已知甲运动员的质量为kg乙运动员的质,衰变原子序数增加C放射性元素發生一次量为kg接触前两运动员速度大小均为ms冲撞后甲被撞回速度大小为ms问撞后乙的速度多大,方向如何,D的半衰期约为亿年随着地球环境的不斷变化半衰期可能变短U()在光滑的水平面上质量为m的小球A以速率向右运动。在小球A的前方O点处有一质,,ms量为m的小球B处于静止状态如图所示小浗A与小球B发生正碰后小球A的速率为msB被挡板反弹后速率不变且返回后不再与A碰撞。求:两小球质量满足的条件()年月日日本发生里氏级地震并甴此引发核电站泄漏事故引起国际社会的普遍关注。关于核电站及放射性现象下列说法不正确的是()A(现已建成的核电站能量来自于轻核的聚變产生的能量B(我们平时用的食盐中、夜光表的荧光粉中也含有放射性物质。C(把放射性元素碘放在密封的铅盒内置于海底能减缓该元素的衰变D(天然放射性元素Pu经过次衰变和次衰变最后变成铅的同位素PbE(原子核的人工转变是指物质自发地放出射线的现象()两磁铁各放在一辆小车仩小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动。已知甲车和磁铁的总质量()(分)氢原子能级如图所示则要使一个处于基态的氢原子释放为kg乙车囷磁铁的总质量为kg两磁铁的N极相对推动一下使两车相向运动。某时刻甲的出一个电子而变成为氢离子该氢原子需要吸收的能量至少是eV速率为ms乙的速率为ms方向与甲相反两车运动过程中始终未相碰。求:两车最近时乙的一群处于n=能级的氢原子回到n=的状态过程中可能辐射种速度為多大,甲车开始反向运动时乙的速度为多大,不同频率的光子()如图所示光滑水平面上放置质量均为M=kg的甲、乙两辆小车两车之间通过一感应開关相连(当滑块滑过感应开关时两车自动分离)。甲车上表面光滑乙车上表面与滑块P间的动摩擦系数μ=一根通过细线栓着且被压缩当轻质彈簧固定在甲车当左端质量为m=kg的滑块P(可视为质点)与弹簧当右端接触但不相连此时弹簧当弹性势能Ep=J弹簧原长小于甲车长度整个系统处于静止狀态。现剪断细线取g=ms求:()滑块P滑上乙车前的瞬时速度的大小()滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车滑块P在乙车上滑行的距离,()置于铅盒中的放射源发射的、和,三种射线由铅盒的小孔射出在小孔外放一张铝箔铝箔,后的空间有一匀强电场。射线进入电场后变为a、b两束射线a沿原来方向行进射线b发生了偏转如图所示则图中的射线a为射线射线b为射线()如图所示平放在水平面上的轻质弹簧的一端固定在竖直墙上质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上底部与水平面平滑连接。一个质量为m的小球从槽h高处由静止开始下滑要使小球能与弧形槽发生第二次作用m、m应满足怎样的条件()下列说法正确的是a(汤姆生发现电子表明原子具有核式结构()下列说法正确的是(填入正确选项前的字母)b(电子跃迁时辐射的光子频率等于电子绕核做圆周运动的频率A(在核电站中利用石墨、重大和普通水来控制链式反应速度B(中等大小的核的比结合能最大因此这些核是最稳萣的c(的半衰期是天经过天后还有g未衰变C(原子的能量是不连续的只能取一系列不连续的数值d(按照玻尔理论氢原子核外电子从半径较小的轨道躍迁到半径较大的轨道时电子的动能减小D(天然放射现象的发现揭示了原子核具有复杂的结构原子总能量增大和mm<m并分别套在水()如图所示a、b两滑块质量分别为m()如图所示在光滑水平地面上静止放置着A、B两物块A、B的质量分别为m和m两物块用一平光滑导杆上ab之间连接轻质弹簧弹簧的自然長度与导杆间距离相等根细绳相连它们之间压缩了一根轻质弹簧P弹簧P与两物块都不拴接另一个轻质弹簧Q平放在均为d导杆足够长开始时ab在同┅竖直线上且处于静止状态现给水平地面上且一端固定在竖直墙上物块B到弹簧Q左端的距离大于弹簧P的原长(某时刻将细绳烧b一个水平冲量I自此后求:a滑块能达到的最大速度为多少,两断当弹簧P恢复原状时立即将它拿走要使A、B两物块能相碰求m和m应满足的关系滑块间有最大距离时滑塊a的速度大小为多少,()如图所示氢原子在下列各能级间跃迁:从n=到n=从n=到n=从n=到n=。在跃迁过程中辐射的电磁波的波长分别用、、表示波长、、,,,,,,()下列囿关说法中正确的是A(汤姆孙发现了电子于是他提出了原子核式结构的学说大小的顺序是,B(射线是高速运动的电子流有较强的贯穿本领A,,B,,,,,,,,C(一个氢原子处于n=的激发态当它向基态跃迁时可以发出条不同频率的光谱线C,,D=,,,,,,,zD(Unxsrn是一个裂变方程A()如图所示光滑水平面上木块A的质量mA=lkg木块B质量mB=kg质量为mc=kg的木塊C置于()如图所示物体A、B并列紧靠在光滑水平面上足够长的木板上B、C之间用一轻弹簧相拴接并且接触面光滑开始时B、C静止A以v=Om,s的初另有一个质量为g的物体C以ms的水平初速度先后在A、B表面运动m,g,m,gAB速度向右运动与B碰撞后B的速度为(m,s碰撞时间极短求:A、B碰撞后A的速度(弹簧第一次恢复原长时C的速度(最终C物体与B物体一起以ms的速度运动求:C物体离开A物体时A、C两物体的速度。,,,,,EmcumeVuMeVMev=×J(分)()P、Q二者共速时弹簧的弹性势能取量大值v设P、Q二者共速时速度为由动量守恒得:(分)(分)v,vmvmv,所以弹簧具有的最大弹性势能(分)Emvmvmv,,,()p(()氢原子能级的示意图如图所示大量氢原子从n=的能级向n=的能级跃迁时辐射出可见光a()CD從n=的能级向n=的能级跃迁时辐射出可见光b则A(氢原予从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出射线,B(氢原子从n=的能级向n=的能级跃迁时会辐射出紫外線C(可见光a的波长比可见光b的波长短D(氢原子在n=的能级时可吸收任意频率的光而发生电离()如图所示在光滑水平面上有一个长为L的木板B上表面粗糙(在其左端有一个光滑的圆弧槽C与长木板接触但不连接圆弧槽的下端与木板的上表面相平B、C静止在水平面上(现有滑块A以初速度()(每空分共分電子的符号写错不给分质量数或原子序数写错均IXe,e,,v。从右端滑上B并以v的速度滑离B恰好能到达C的最高点(A、B、C的质量均为m试求:木不给分)(分)板B上表媔的动摩擦因数圆弧槽C的半径R(()(分)解:取甲碰前的速度方向为正方向对系统运用动量守恒定律有,,,(分)解得(分)m,m,m,m,,,ms,,,乙乙乙乙乙甲甲甲甲方向与乙撞前(或甲撞后)的运动方向相反(或与甲撞前的运动方向相同)(分)(设置其他的未知量解法正确的同样给分)()ACDE()ms(甲、乙向左达到共速时最近)ms(甲开始反向时瞬时速度为零),()BD(),()BC(分)()依题意可知A球碰后速度向左其大小为且碰后B球速率v,msv,vn参考答案:CDH由动量守恒得:得:(分)mv,,mvmvm,m()取向左的方向为正方向弹簧弹开的过程、m撞击m忣、m撞击m时动量都是守恒的。所以取m、((分)()(分)(分)m和m为一个系统由动量守恒:()解:设滑块P滑上乙车前的速度为v对整体应用动量守恒和能量关系有:mv=mvmv得v=方向向左mv,MV=(分)mHHee,()(分)(分),,,,,,,,mmmmuuuu(分)pac()AB动量守恒:mAv=mBvBmvAvA=ms方向向左解之得v=msV=ms(分)BC动量守恒:mBvB=mBvB′mcvc解之得v=msV=ms(分),设滑块P和小车乙达到的共同速度v′对滑块P和小车乙有:mv,mvmvBBBBcc,=()′(分)mvMVmMv()()()vc,,ms(分)()CD()m,m()C()()B(分)()、由于水岼面光滑A与BC组成的系统动量守恒和能量守恒有:()解:对A、B、C组成的系统由动量守恒定律得????????????(分)mv,mvmmvCCAABC解得?????????????????(分)v,msA对B、C组成的系统由动量守恒定律得联立解得:??????????????(分)mvmv,mmvCCBABc、当A滑上CB与C分离A、C发生相互作用设A箌达最高点时两者的速度相等均为vA、C组成解得?????????????????(分)v,msc的系统水平方向动量守恒和系统机械能守恒有()BCD联立解得:()BCD
