《高中物理选修3-5》二轮专题复习

《高中物理选修3-5》二轮专题复习一、考纲要求与考题特点分析（一）经过一轮复习，大部分学生对本模块基本概念、基本规律都有较好的把握。尤其是动量守恒定律、光电效应、能级与光谱、核反应方程及规律等重点内容，有较强的得分能力。原子物理部分的相关选择题，只要是常规题，一般能得分。但这一部分知识点细而杂，涉及到的微观领域，学生又缺少直接经验；有关考题，跟物理学的前沿容易发生联系，如夸克、黑洞等，而且往往是多项选择题，会有部分学生因细节关注不够，造成不能拿满分。动量守恒定律部分内容，相对难度大些，且跟能量、电磁学的内容综合考查的概率很大，对于普通高中学生或者一些物理相对薄弱的学生来说，涉及动量的综合题，总是一筹莫展，甚至干脆放弃。而有关动量守恒的实验题也是高考热点，所以，争对3-5的二轮复习，重点内容还是要加强，细杂知识要突破、要点拨，加强解题方法、解题能力的指导和训练。力保学生不失基础题的分、不失中档题的分、少失难题的分。主题内容要求说明碰撞与动量守恒动量、动量守恒定律及其应用弹性碰撞和非弹性碰撞ⅡⅠ只限于一维原子结构氢原子光谱氢原子的能级结构、能级公式ⅠⅠ原子核原子核的组成、放射性、原子核衰变、半衰期放射性同位素核力、核反应方程结合能、质量亏损ⅠⅠⅠⅠ裂变反应和聚变反应、裂变反应堆射线的危害和防护ⅠⅠ波粒二象性光电效应爱因斯坦光电效应方程ⅠⅠ实验验证动量守恒定律（二）高考物理学科要考查的五个能力（理解能力、推理能力、分析综合能力、应用数学处理物理问题的能力、实验能力）的要求1.理解能力理解物理概念、物理规律的确切含义，理解物理规律的适用条件，以及它们在简单情况下的应用;能够清楚认识概念和规律的表达形式(包括文字表述和数学表述);能够鉴别关于概念和规律的似是而非的说法;理解相关知识的区别和联系。2.推理能力能够根据已知的知识和物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断，并能把推理过程正确地表达出来。3.分析综合能力能够独立地对所遇的问题进行具体分析、研究，弄清其中的物理状态、物理过程和物理情境，找出其中起重要作用的因素及有关条件;能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题，找出它们之间的联系;能够提出解决问题的方法，运用物理知识综合解决所遇到的问题。4.应用数学处理物理问题的能力能够根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行推导和求解，并根据结果得出物理结论;必要时能运用几何图形、函数图像进行表达、分析。5.实验能力能独立的完成表2、表3中所列的实验，能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论，对结论进行分析和评价;能发现问题、提出问题，并制定解决方案;能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题，包括简单的设计性实验。这五个方面的能力要求不是孤立的，着重对某一种能力进行考查的同时在不同程度上也考查了与之相关的能力。同时，在应用某种能力处理或解决具体问题的过程种也伴随着发现问题、提出问题的过程。因而高考对考生发现问题、提出问题等探究能力的考查渗透在以上各种能力的考查中。二、《选修3－5模块》复习设计（一）复习内容和要求，下表列出了本模块基本考点及要求的学习层次考点层次考点层次动量理解天然放射现象知道动量定理知道α、β、γ射线知道动量守恒定律理解、能用衰变会、知道反冲运动、火箭知道半衰期了解用动量概念表示牛顿第二定律知道原子核的人工核转变知道光电效应了解核反应了解光子了解放身性同位素了解爱因斯坦光电效应方程知道放射性污染和防护了解光的波粒二象性知道质量亏损知道物质波知道爱因斯坦质能方程知道光的本性学说的发展史体会重核的裂变知道α粒子散射实验了解链式反应了解原子的核式结构知道核反应堆了解氢原子的能级结构知道轻核的聚变了解氢原子中的电子云了解可控热核反应了解光子的发射和吸收了解粒子和宇宙了解（二）复习时间和安排本模块复习需要时间十二课时，分三个子专题：动量守恒、波粒二象性、原子结构和原子核。动量守恒子专题复习主干知识一课时、训练两课时、讲评一课时；波粒二象性子专题复习主干知识一课时、训练一课时、讲评一课时；原子结构和原子核子专题复习主干知识一课时、训练两课时、讲评一课时。综合释疑一课时。（三）复习方法和策略1.依纲据本，明析教学要求①．抓基础，抓落实。②．抓基本思维的训练，学会科学思维方法，再进行一定量的、灵活性的思维练习。③．抓表达，求规范；抓细节，求简洁；抓速度训练，求合理有效的利用时间。④．在选考模块中，考生现在就应确定首选的模块、次选的模块，以防考场上举棋不定。2.疏理建构，形成知识网络光子说光电效应光的微粒说普朗克量子论光的波粒二象性物质波②．波粒二象性动量冲量动量定理动量守恒定律牛顿第三定律反冲碰撞①．动量、动量守恒定律3.加强训练，突出重要考点①．《动量守恒定律》。本子专题复习中要理解系统、内力、外力的概念，会分析系统的内力和外力；理解动量守恒定律的推导过程；识记动量守恒定律的内容及表达式，理解其确切含义；会根据动量守恒的条件判断系统的动量是否守恒；会用实验验证碰撞中守恒。重点是动量、动量定理、动量量守恒守律。难点是动量守恒定律与能量、电磁学知识的综合问题解决。30．[2014·福建卷Ⅰ](2)一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离．已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为________．(填选项前的字母)A．v0－v2B．v0＋v2C．v0－m2m1v2D．v0＋m2m1(v0－v2)30．(2)D[解析]忽略空气阻力和分离前后系统质量的变化，卫星和箭体整体分离前后动量守恒，则有(m1＋m2)v0＝m1v1＋m2v2，整理可得v1＝v0＋m2m1(v0－v2)，故D项正确．（2014上海）22A.动能相等的两物体A、B在光滑水平面上沿同一直线相向而行，它们的速度大小之比12:2:1vv，则动量之比:ABpp；两者碰后粘在一起运动，其总动量与A原来动量大小之比:App。[答案]1：2；1：114．[2014·浙江卷](1)如图1所示，甲木块的质量为m1，以速度v沿光滑水平地面向前运动，正前方有一静止的、质量为m2的乙木块，乙上连有一轻质弹簧．甲木块与弹簧接触后()A.甲木块的动量守恒B.乙木块的动量守恒氢原子光谱原子玻尔模型α粒子散射实验原子的核式结构原子核的人工转变天然放射现象放射性同位素原子核的组成波核能的利用电子、质子、中子的发现裂变聚变质能方程③．原子结构和原子核C.甲、乙两木块所组成的系统的动量守恒D.甲、乙两木块所组成系统的动能守恒14．[答案](1)C[解析](1)本题考查碰撞、动量守恒定律等知识点．甲木块与弹簧接触后，由于弹簧弹力的作用，甲、乙的动量要发生变化，但对于甲、乙所组成的系统因所受合力的冲量为零，故动量守恒，选项A、B错误，选项C正确；甲、乙两木块所组成系统的动能，一部分转化为弹簧的势能，故不守恒．35．[物理——选修3－5][2014·新课标全国卷Ⅰ](2)如图所示，质量分别为mA、mB的两个弹性小球A、B静止在地面上，B球距地面的高度h＝0.8m，A球在B球的正上方，先将B球释放，经过一段时间后再将A球释放，当A球下落t＝0.3s时，刚好与B球在地面上方的P点处相碰，碰撞时间极短，碰后瞬间A球的速度恰为零，已知mB＝3mA，重力加速度大小g取10m/s2，忽略空气阻力及碰撞中的动能损失．求：(1)B球第一次到过地面时的速度；(2)P点距离地面的高度．(2)解：(ⅰ)设B球第一次到达地面时的速度大小为vB，由运动学公式有vB＝2gh①将h＝0.8m代入上式，得v1＝4m/s.②(ⅱ)设两球相碰前后，A球的速度大小分别为v1和v′1(v′1＝0)，B球的速度分别为v2和v′2，由运动学规律可得v1＝gt③由于碰撞时间极短，重力的作用可以忽略，两球相碰前后的动量守恒，总动能保持不变，规定向下的方向为正，有mAv1＋mBv2＝mBv′2④12mAv21＋12mBv22＝12mv′22⑤设B球与地面相碰后速度大小为v′B，由运动学及碰撞的规律可得v′B＝vB⑥设P点距地面的高度为h′，由运动学规律可得h′＝v′2B－v222g⑦联立②③④⑤⑥⑦式，并代入已知条件可得h′＝0.75m．⑧[2014·新课标Ⅱ卷][物理——选修3－5](2)现利用图(a)所示的装置验证动量守恒定律．在图(a)中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间．图(a)实验测得滑块A的质量m1＝0.310kg，滑块B的质量m2＝0.108kg，遮光片的宽度d＝1.00cm；打点计时器所用交流电的频率f＝50.0Hz.将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右的初速度，使它与B相碰．碰后光电计时显示的时间为ΔtB＝3.500ms，碰撞前后打出的纸带如图(b)所示．图(b)若实验允许的相对误差绝对值(碰撞前后总动量之差碰前总动量×100%)最大为5%，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律？写出运算过程．[解析](2)按定义，物块运动的瞬间时速度大小v为v＝ΔsΔt①式中Δs为物块在短时间Δt内走过的路程．设纸带上打出相邻两点的时间间隔为ΔtA，则ΔtA＝1f＝0.02s②ΔtA可视为很短设A在碰撞前、后时速度大小分别为v0，v1.将②式和图给实验数据代入①式得v0＝2.00m/s③v2＝0.970m/s④设B在碰撞后的速度大小为v2，由①式得v2＝dΔtB⑤代入题给实验数据得v2＝2.86m/s⑥设两滑块在碰撞前、后的总动量分别为p和p′则p＝m1v0⑦p′＝m1v1＋m2v2⑧两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为δp＝p－p′p×100%⑨联立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有关数据，得δp＝1.7%5%⑩因此，本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律．22．[2014·北京卷]如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点．现将A无初速释放，A与B碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动．已知圆弧轨道光滑，半径R＝0.2m；A和B的质量相等；A和B整体与桌面之间的动摩擦因数μ＝0.2.重力加速度g取10m/s2.求：(1)碰撞前瞬间A的速率v；(2)碰撞后瞬间A和B整体的速率v′；(3)A和B整体在桌面上滑动的距离l.22．[答案](1)2m/s(2)1m/s(3)0.25m[解析]设滑块的质量为m.(1)根据机械能守恒定律有mgR＝12mv2解得碰撞前瞬间A的速率有v＝2gR＝2m/s.(2)根据动量守恒定律有mv＝2mv′解得碰撞后瞬间A和B整体的速率v′＝12v＝1m/s.(3)根据动能定理有12(2m)v′2＝μ(2m)gl解得A和B整体沿水平桌面滑动的距离l＝v′22μg＝0.25m.24．[2014·全国卷]冰球运动员甲的质量为80.0kg.当他以5.0m/s的速度向前运动时，与另一质量为100kg、速度为3.0m/s的迎面而来的运动员乙相撞．碰后甲恰好静止．假设碰撞时间极短，求：(1)碰后乙的速度的大小；(2)碰撞中总机械能的损失．24．[答案](1)1.0m/s(2)1400J[解析](1)设运动员甲、乙的质量分别为m、M，碰前速度大小分别为v、V，碰后乙的速度大小为V′.由动量守恒定律有mv－MV＝MV′①代入数据得V′＝1.0m/s②(2)设碰撞过程中总机械能的损失为ΔE，应有12mv2＋12MV2＝12MV′2＋ΔE③联立②③式，代入数据得ΔE＝1400J④35．[2014·广东卷](18分)图24的水平轨道中，AC段的中点B的正上方有一探测器，C处有一竖直挡板，物体P1沿轨道向右以速度v1与静止