高中物理选考3-5知识点复习(详细)

3-5复习指南一、动量守恒定律和碰撞现象1、动量：p=mv，v为瞬时速度，p为矢量，方向与v相同。动量变化△p=m△v也为矢量动量p=mv易与动能221mvEk混淆，前者是矢量，遵循矢量合成运算法则，后者是标量，遵循代数计算法则，两者都是状态量，大小关系是kmEp2，动量变，动能不一定变，但一个物体的动能变，动量一定变．2．表达式(1)系统相互作用前总动量p等于相互作用后的总动量p′p＝p′.（m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′）(2)系统总动量的增量为零（Δp＝0）对两个物体而言Δp1＝－Δp2，相互作用的两个物体动量的增量等大反向．3．动量守恒定律的适用条件(1)不受外力或所受外力的合力为零．（注：不是系统内每个物体所受的合外力都为零）(2)近似适用条件：系统内各物体间相互作用的内力远大于它所受到的外力．(3)如果系统在某一方向上所受外力的合力为零，则在这一方向上动量守恒．4、列动量守恒定律方程式注意事项(1)系统性：在同一物理过程中，系统的动量是否守恒，与系统的选取密切相关．因此一定要明确在哪一过程中哪些物体组成的系统的动量是守恒的，即要明确研究对象和研究过程．（2）方向性，注意动量或速度方向的处理，在同一直线上时，规定正方向，带符号运算(3)相对性：方程中的动量必须是相对于同一惯性参考系（一般是地面）。(4)同时性：等号左侧表示的是作用前同一时刻的总动量，右侧则表示作用后同一时刻的总动量．5、碰撞现象满足的规律(1)动量守恒定律．（原因：碰撞内力远大于物体所受到的外力）m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′(2)机械能不增加．22221122221121212121vmvmvmvm（弹性碰撞中机械能守恒。非弹性碰撞：碰撞后总动能小于碰撞前总动能，特别是碰撞后两物体粘合在一起时，系统动能损失最多）(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′.②碰前两物体相向运动，碰后两物体的运动方向不可能都不改变．二、光电效应：实验结论光子说的解释1、每种金属都有一个极限频率入射光的频率必须大于这个频率才能产生光电效应电子从金属表面逸出，首先须克服金属原子核的引力做功（逸出功W），要使入射光子的能量不小于W，对应频率hW/0即是极限频率。2、光电子最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大电子吸收光子能量后，只有直接从金属表面飞出的光电子，才具有最大初动能即：Whmvm2213、入射光照射到金属板上时光电子的发射是瞬时的，一般不会超过10-9S光照射金属时，电子吸收一个光子（形成光电子）的能量后，动能立即增大，不需要积累能量的过程。4、当入射光的频率大于极限频率时，光电流强度与入射光强度成正比当入射光的频率大于极限频率时，入射光越强，单位时间内入射到金属表面的光子数越多，产生的光电子数越多，射出的光电子作定向移动时形成的光电流越大。爱因斯坦光子说：光是一份一份传播的，每份光量子（光子）能量：hE为光的频率，h为普朗克常数（1）产生光电效应的条件：hW0（极限频率）或者说Wh（2）光电效应方程：电子最大初动能Whmvm221，其中0hWEk—ν图象：横截距为0，纵截距绝对值为W，斜率为h（3）入射光的强度NhE，①入射光频率决定着每个光子的能量hE，从而决定光电子逸出后的最大初动能②入射光的强度每秒钟逸出的光电子数—决定着光电流的强度三、波粒二象性1、光既有波动性（干涉、衍射、偏振），又有粒子性(光电效应)，两者是有机的统一体(1)个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性．(2)频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，越不容易看到光的干涉和衍射现象，贯穿本领越强．(3)光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时，往往表现为粒子性．2、概率波：光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波．3、实物粒子的波动性实物粒子也具有波动性，频率ν＝E/h，波长λ＝h/p，这种波称为德布罗意波，也叫物质波。宏观物体也存在波动性，只是波长很小，平时很难观察到。四、原子组成和结构1、汤姆生发现了电子．．．．．．．．，提出原子的枣糕模型，揭开了研究原子结构的序幕。2、α粒子散射实验：绝大多数．．．．α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数α．．．粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子偏转角超过了90°，有的甚至被弹回．．．．．，偏转角几乎达到180°卢瑟福原子核式结构学说：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷．．．．．和几乎全．．．部质量．．．都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。3、玻尔理论：（1）理论假说：①原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫做定态。氢原子的各个定态的能量值，叫做它的能级。原子处于最低能级时电子在离核最近的轨道上运动，这种定态叫做基态．．；原子处于较高能级时电子在离核较远的轨道上运动的这些定态叫做激发态。②原子从一种定态（设能量为En）跃迁到另一种定态（设能量为Em）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即h=EnEm，③原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续．．．的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续．．．的。（2）玻尔计算公式：rn=n2r1,En=E1/n2(n=1,2,3)r1=0.5310-10m,E1=-13.6eV,分别代表第一条（即离核最近的）可能轨道的半径和电子在这条轨道上运动时的能量。离核越近，电子动能rkemvEk22122越大，原子能量越小，系统电势能越小（选定离核无限远处的电势能为零，电子从离核无限远处移到任一轨道上，都是电场力做正功，电势能减少，所以在任一轨道上，电子的电势能都是负值，而且离核越近，电势能越小。）（3）从高能级向低能级跃迁时放出光子；从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子，也可能是由于碰撞（用加热的方法，使分子热运动加剧，分子间的相互碰撞可以传递能量）。原子从低能级向高能级跃迁时只能吸收一定频率的光子；而从某一能级到被电离可以吸收能量大于或等于电离能的任何频率的光子。（4）一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射出的光谱线条数为2)1(2nnCNn五、原子核1．原子核的衰变(1)天然放射现象说明原子核具有复杂的结构(2)衰变AZX42AZY+42He衰变AZXAZ1Y+01e(实质：n10H11+01e)衰变(核反应中部分能量以光子形式放出)（3）射线性质①α射线带正电，偏转较小，α粒子就是氦原子核，贯穿本领很小，电离作用很强，使底片感光作用很强；②β射线带负电，偏转较大，是高速电子流，贯穿本领很强（几毫米的铝板），电离作用较弱；③γ射线中电中性的，无偏转，是波长极短的电磁波，贯穿本领最强（几厘米的铅板），电离作用很小。（4）半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所用的时间；大量原子核衰变遵循的规律；用符号表示；大小由放射性元素的原子核内部的本身因素决定，跟原子所处的物理状态和化学状态无关。计算公式：tmm)21(0；m为剩余质量；m0为原有质量；t为衰变时间；τ为半衰期。2、原子核结构：由质子和中子组成；质子数决定元素的化学性质；同种元素的质子数和核外电子数相同，但中子数可以不同。原子核的电荷数等于其质子数，原子核的质量数等于其质子数与中子数的和3、核反应规律：遵守电荷数守恒和质量数守恒（而不是质量守恒）4、原子核的人工转变：卢瑟福发现质子：147N+42He178O+11H查德威克发现了中子：94Be+42He126C+10n约里奥·居里夫妇发现正电子：2713Al+42He3015P+10n，3015P3014Si+01e5、重核裂变：重核俘获一个中子后分裂成几个中等质量核的反应过程；核反应堆原理（链式反应，临界体积）nKrBanU10893614456102359236、轻核聚变：把轻核结合成质量较大的核释放出核能的反应；又称热核反应nHeHH104221317核能（1）核力：核子间的作用力．核力是短程强引力，作用范围在1.5×10－15m之内，只在相邻的核子间发生作用．（2）结合能：核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量。结合能越大，原子越稳定。（3）核反应中一般会有质量亏损，从而释放出核能，爱因斯坦质能方程(2mcE；Mevu5.9311)