(完整版)高中物理选修3-5知识点总结

高二(3233)班选修3-5总结一,动量定理的理解与应用1.容易混淆的几个物理量的区别(1)动量与冲量的区别：名称内容大小矢量性方向瞬时与过程相对性与绝对性联系动量p＝mv矢量与v同向瞬时量相对性与参照物选择有关动量与冲量无因果关系冲量I＝Ft矢量与F同向过程量绝对性与参照物选择无关(2)动量、动量变化量、动量变化率的区别：名称内容大小矢量性方向与其他的联系动量p＝mv矢量与v同向—动量变化量Δp＝mvt－mv0矢量与合力同向Δp＝F合·t动量变化率ΔpΔt矢量与合力同向ΔpΔt＝F合2．动量定理的应用(1)应用I＝Δp求变力的冲量。如果物体受到变力作用，则不能直接用I＝F·t求变力的冲量，这时可以求出该力作用下物体动量的变化Δp，即等效代换为变力的冲量I。(2)应用Δp＝F·t求恒力作用下的曲线运动中物体动量的变化。曲线运动中物体速度方向时刻在改变，求动量变化Δp＝p′－p需要应用矢量运算方法，比较复杂。如果作用力是恒力，可以求恒力的冲量，等效代换动量的变化。(3)用动量定理解释现象。用动量定理解释的现象一般可分为两类：一类是物体的动量变化一定，分析力与作用时间的关系；另一类是作用力一定，分析力作用时间与动量变化间的关系。分析问题时，要把哪个量一定、哪个量变化搞清楚。(4)处理连续流体问题(变质量问题)。通常选取流体为研究对象，对流体应用动量定理列式求解。3．应用动量定理解题的步骤(1)选取研究对象。(2)确定所研究的物理过程及其始、末状态。(3)分析研究对象在所研究的物理过程中的受力情况。(4)规定正方向，根据动量定理列方程式。(5)解方程，统一单位，求解结果。4．动量守恒定律与机械能守恒定律的比较项目动量守恒定律机械能守恒定律守恒条件不受外力或所受合外力为零只有重力和弹力做功一般表达式p1＋p2＝p1′＋p2′Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2标矢性矢量式标量式守恒条件的理解外力总冲量为零，系统总动量不变只发生势能和动能相互转化。可以有重力和弹力以外的力作用，但必须是不做功注意事项应选取正方向选取零势能面系统动量成立的条件：①系统(或某方向)不受外力作用时，系统(或某方向)动量守恒；②系统(或某方向)受外力但所受外力之和为零，则系统(或某方向)动量守恒；③系统(或某方向)所受合外力虽然不为零，但系统的内力远大于外力时，如碰撞、爆炸等现象中，系统(或某方向)的动量可看成近似守恒；④系统总的来看不符合以上三条中的任意一条，则系统的总动量不守恒。但是，若系统在某一方向上符合以上三条中的某一条，则系统在该方向上动量守恒。一、黑体辐射（了解）与能量子1.一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，叫热辐射。2.黑体：某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体叫黑体。3．黑体辐射的实验规律①一般材料的物体，辐射的电磁波除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关．②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关．a．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加．b．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．4．★★★普朗克能量子：带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值的整数倍．即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的．这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子．能量子的大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量．爱因斯坦光子说：空间传播的光本身就是一份一份的，每一份能量子叫做一个光子．光子的能量为ε＝hν。二、光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率．(2)光电流的强度与入射光的强度成正比．(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的．(4)光子的最大初动能与入射光的强度无关，随入射光的频率增大而增大．理解：（1）光照强度（单色光）光子数光电子数饱和光电流（2）光子频率ν光子能量ε＝hν爱因斯坦光电效应方程（密立根验证）Ek＝hν－W0遏制电压Uce=Ek三、光的波粒二象性与物质波hW00光电效应是指物体在光的照射下发射出电子的现象，发射出的电子称为光电子。用X射线照射物体时，一部分散射出来的X射线的波长会变长，这个现象称为康普顿效应1．光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性．爱因斯坦光电效应（光子有能量）康普顿效应（光子有动量和能量）说明光具有粒子性．光的本性：光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性．2．光波是概率波．大量的、频率低的粒子波动性明显（注意有粒子性，只是不明显）3.德布罗意物质波（电子衍射证实）:任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长λ＝hp，p为运动物体的动量，h为普朗克常量.(CCT)原子结构1.英国物理学家汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况，判定其为电子，并求出了电子的比荷。密立根通过油滴实验测出了电子电荷，并发现电荷是量子化的。2．卢瑟福α粒子散射实验：说明原子具有核式结构。绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子发生了大角度偏转，极少数α粒子的偏转超过了90°，有的甚至被撞了回来。．3．卢瑟福提出原子核式结构模型二、玻尔原子结构假说（是科学假说、类似还有安培分子电流假说）1．定态（能量量子化）2．轨道量子化3．跃迁条件：4．氢原子的能级公式：En＝1n2E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量5.对原子跃迁和电离理解：跃迁：原子从低能级（高能级）E初向高能级（低能级）E末跃迁，只吸收（辐射）hν＝E末－E初的能级差能量光子．可以吸收EkE末－E初的能级差能量的电子。基态电离：基态的氢原子吸收大于等于13.6eV能量的光子或电子后使氢原子电离。6.一个处于量子数为n的激发态的氢原子，最多可以辐射n-1中不同频率的光子，一群处于量子数为n的激发态的氢原子，最多可以辐射2nC种不同频率的光子。7.氢原子的能量(类比天体模型)：E总=EK+EP，当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能减小，电子动能增大，原子总能量减小．反之，轨道半径增大时，原子电势能增大，电子动能减小，原子总能量增大．8.波尔模型的局限：成功之处为将量子观点引入原子领域，提出定态和跃迁。不足之处为保留了经典粒子的观念，仍把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动。原子核部分1.法国物理学家贝克勒尔发现天然放射现象，说明原子核还具有复杂的结构．居里夫妇发现放射性元素钋（Po）和镭(Ra)。2．原子核由中子和质子组成，质子和中子统称为核子．X元素原子核的符号为AZX，其中A表示质量数，Z表示核电荷数．种类组成电荷量质量贯穿本领电离α射线He422e4mp最弱很强β射线e01－emp1836较强较弱γ射线光子（电磁波）0静止质量为零最强很弱3.原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变．α衰变：AZX→A－4Z－2Y＋42Heα衰变的实质：211H＋210n→42Heβ衰变：AZX→AZ＋1Y＋0－1eβ衰变的实质：10n→0-1e+11Hγ射线是α或β衰变后产生的新核能级跃迁辐射出来。4．半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．①半衰期概念适用于大量核衰变（少数个别的核衰变时，谈半衰期无意义）②半衰期由核的性质来决定，与该元素的物理性质（状态、压强、温度、密度等）化学性质或存在形式均无关③N=N0（1／2）t／τ，m=m0（1／2）t／τ，I=I0（1／2）t／τI——单位时间内衰变的次数，τ——半衰期N0、m0、I0为最初量，N、m、I为t时间后剩下未衰变量衰变次数的方法：先由质量数的改变确定α衰变的次数，然后再确定β衰变的次数5．核力：组成原子核的核子之间有很强的相互作用力，使核子能克服库仑力而紧密地结合在一起，这种力称为核力．其特点为：(1)核力是强相互作用的一种表现，在原子核的尺度内，核力比库仑力大得多．(2)核力是短程力，作用范围在1.5×10－15m之内．(3)每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性．6．原子核是核子结合在一起构成的，要把它们分开，需要能量，叫原子核的结合能．结合能与核子数之比称比结合能，比结合能越大，原子核中核子结合越牢固，原子核越稳定7．质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损．8.中等大小的核的比结合能最大（平均每个核子的质量亏损最大），这些核最稳当。9．爱因斯坦质能方程为E=mc2，若核反应中的质量亏损为Δm，释放的核能ΔE=Δmc2.10．重核裂变和轻核聚变过程中都有质量亏损，释放出核能。11．慢化剂：石墨、重水、轻水（普通水）。镉棒（控制棒）控制链式反应的速度。12.氢弹、太阳内部发生的是热核反应（聚变）。原子弹、核电站等（重核裂变）13放射性同位素及其应用和防护(1)工业部门使用射线测厚度——利用γ射线的穿透特性；(2)烟雾报警器的使用——利用射线的电离作用，增加烟雾导电离子浓度；(3)农业应用——γ射线使种子的遗传基因发生变异，杀死腐败细菌、抑制发芽等；(4)做示踪原子——利用放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质．常见粒子符号：α粒子（42He）、氚核（31H）、氘核（21H）、质子（11H）、中子（10n）、电子（0-1e）、正电子（01e）等15．应用质能方程解题的流程图(1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．(2)根据ΔE＝Δm×931.5MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．类型可控性核反应方程典例衰变α衰变自发23892U→23490Th＋42Heβ衰变自发23490Th→23491Pa＋0－1e人工转变人工控制147N＋42He→178O＋11H(卢瑟福发现质子)42He＋94Be→123C＋10n(查德威克发现中子)2713Al＋42He→3015P＋10n约里奥·居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子3015P→3014Si＋0＋1e重核裂变比较容易进行人工控制23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n23592U＋10n→13654Xe＋9038Sr＋1010n轻核聚变除氢弹外无法控制21H＋31H→42He＋10n