PAGEPAGE16動量近代物理考試內容范圍及要求高考統(tǒng)計高考命題解讀內容要求說明20152024202420241.考查方式從近幾年高考題來看，對于選修3－5內容的考查，內容和形式都比較固定，一般第(1)(2)問為選擇題和填空題，考查原子和原子核的基本概念和規(guī)律.第(3)問計算題是動量定理和動量守恒定律的綜合應用.2.命題趨勢動量部分要求近兩年變更較大，2024年加入動量定理，2024年變?yōu)楸乜迹疾榉绞竭€是與以前一樣在選修3－5模塊中單獨考查，不與其他必考內容綜合，不與能量問題綜合，所以難度與形式與此前類似，可能以動量定理與動量守恒定律綜合為主.2024年刪掉“原子核式結構模型”學問點，將“原子能級”改為“氫原子的能級結構、能級公式”；2024年選修3－5由選考變?yōu)楸乜迹}特點與形式從2024年高考看與以往相同，2024年應當持續(xù)這種特點，命題重點與難度不會有太大變更.51.動量動量定理ⅠT12C(2)T12C(3)52.動量守恒定律及其應用ⅠT12C(3)53.彈性碰撞和非彈性碰撞Ⅰ只限于一維54.氫原子光譜氫原子的能級結構、能級公式Ⅰ55.原子核的組成Ⅰ56.原子核的衰變半衰期ⅠT12C(1)T12C(1)57.放射性同位素放射性的應用與防護Ⅰ58.核力與結合能質量虧損ⅠT12C(3)T12C(1)59.核反應方程ⅠT12C(2)T12C(1)60.裂變反應聚變反應鏈式反應ⅠT12C(2)61.普朗克能量子假說黑體和黑體輻射ⅠT12C(1)62.光電效應ⅠT12C(1)T12C(3)T12C(2)63.光的波粒二象性物質波ⅠT12C(1)T12C(2)T12C(2)試驗十：驗證動量守恒定律第1講動量動量定理一、動量1.定義：物體的質量與速度的乘積.2.表達式：p＝mv，單位：kg·m/s.3.動量的性質(1)矢量性：方向與瞬時速度方向相同.(2)瞬時性：動量是描述物體運動狀態(tài)的物理量，是針對某一時刻而言的.(3)相對性：大小與參考系的選取有關，通常狀況是指相對地面的動量.

4.動量與動能、動量的變更量的關系(1)動量的變更量：Δp＝p′－p.(2)動能和動量的關系：Ek＝eq\f(p2,2m).自測1質量為0.5kg的物體，運動速度為3m/s，它在一個變力作用下速度變?yōu)?m/s，方向和原來方向相反，則這段時間內動量的變更量為()A.5kg·m/s，方向與原運動方向相反B.5kg·m/s，方向與原運動方向相同C.2kg·m/s，方向與原運動方向相反D.2kg·m/s，方向與原運動方向相同答案A二、沖量和動量定理1.沖量(1)定義：力與力的作用時間的乘積叫做力的沖量.(2)公式：I＝Ft.(3)單位：N·s.(4)方向：沖量是矢量，其方向與力的方向相同.2.動量定理(1)內容：物體在一個運動過程始末的動量變更量等于它在這個過程中所受力的沖量.(2)公式：mv′－mv＝F(t′－t)或p′－p＝I.3.動量定理的理解(1)動量定理反映了力的沖量與動量變更量之間的因果關系，即外力的沖量是緣由，物體的動量變更量是結果.(2)動量定理中的沖量是合力的沖量，而不是某一個力的沖量，它可以是合力的沖量，可以是各力沖量的矢量和，也可以是外力在不同階段沖量的矢量和.(3)動量定理表達式是矢量式，等號包含了大小相等、方向相同兩方面的含義.自測2(多選)質量為m的物體以初速度v0起先做平拋運動，經(jīng)過時間t，下降的高度為h，速度變?yōu)関，在這段時間內物體動量變更量的大小為()A.m(v－v0) B.mgtC.meq\r(v2－v\o\al(

2,0)) D.meq\r(2gh)答案BCD

命題點一對動量和沖量的理解1.對動量和動能的理解動量動能物理意義描述機械運動狀態(tài)的物理量定義式p＝mvEk＝eq\f(1,2)mv2標矢性矢量標量變更因素物體所受沖量外力所做的功大小關系p＝eq\r(2mEk)Ek＝eq\f(p2,2m)對于給定的物體，若動能發(fā)生了變更，動量肯定也發(fā)生了變更；而動量發(fā)生變更，動能不肯定發(fā)生變更.它們都是相對量，均與參考系的選取有關，中學階段通常選取地面為參考系2.對沖量和功的理解沖量功定義作用在物體上的力和力的作用時間的乘積作用在物體上的力和物體在力的方向上的位移的乘積單位N·sJ公式I＝Ft(F為恒力)W＝Flcosα(F為恒力)標矢性矢量標量意義①表示力對時間的累積②是動量變更的量度①表示力對空間的累積②是能量變更多少的量度都是過程量，都與力的作用過程相互聯(lián)系例1如圖1所示，質量為m的小滑塊沿傾角為θ的斜面從斜面底端向上滑動，經(jīng)過時間t1，速度為零并又起先下滑，經(jīng)過時間t2回到斜面底端，滑塊在運動過程中受到的摩擦力大小始終為Ff.在整個運動過程中，重力對滑塊的總沖量為()圖1A.mg(t1＋t2)sinθ B.mg(t1－t2)sinθC.mg(t1＋t2) D.0答案C變式1如圖2所示，在某屆亞洲杯足球賽上，一足球運動員踢一個質量為0.4kg的足球.圖2(1)若起先時足球的速度大小是4m/s，方向向右，踢球后，球的速度大小是10m/s，方向仍向右(如圖甲)，求足球的初動量、末動量以及踢球過程中動量的變更量；(2)若足球以10m/s的速度向右撞向球門門柱，然后以3m/s的速度反向彈回(如圖乙)，求這一過程中足球的動量變更量.答案見解析解析(1)取向右為正方向，初、末動量分別為p＝mv＝0.4×4kg·m/s＝1.6kg·m/s，方向向右，p′＝mv′＝0.4×10kg·m/s＝4kg·m/s，方向向右，動量的變更量為Δp＝p′－p＝2.4kg·m/s，方向向右.(2)取向右為正方向，初、末動量分別為p1＝mv1＝0.4×10kg·m/s＝4kg·m/s，方向向右，p2＝mv2＝0.4×(－3)kg·m/s＝－1.2kg·m/s，負號表示方向向左，動量的變更量為Δp′＝p2－p1＝－5.2kg·m/s，負號表示方向向左.變式2下列關于動量的說法正確的是()A.質量大的物體動量肯定大B.速度大的物體動量肯定大C.兩物體動能相等，動量不肯定相同D.兩物體動能相等，動量肯定相同答案C命題點二動量定理的理解與應用1.動量定理的理解(1)中學物理中，動量定理探討的對象通常是單個物體.(2)Ft＝p′－p是矢量式，兩邊不僅大小相等，而且方向相同.式中Ft是物體所受的合外力的沖量.(3)Ft＝p′－p除表明兩邊大小、方向的關系外，還說明白兩邊的因果關系，即合外力的沖量是動量變更的緣由.(4)由Ft＝p′－p，得F＝eq\f(p′－p,t)＝eq\f(Δp,t)，即物體所受的合外力等于物體的動量對時間的變更率.2.解題的基本思路(1)確定探討對象.在中學階段用動量定理探討的問題，其探討對象一般僅限于單個物體.(2)對物體進行受力分析.可先求每個力的沖量，再求各力沖量的矢量和——合力的沖量；或先求合力，再求其沖量.(3)抓住過程的初、末狀態(tài)，選好正方向，確定各動量和沖量的正負號.(4)依據(jù)動量定理列方程，如有必要還須要補充其他方程，最終代入數(shù)據(jù)求解.例2(2024·江蘇單科·12C(3))如圖3所示，懸掛于豎直彈簧下端的小球質量為m，運動速度的大小為v，方向向下.經(jīng)過時間t，小球的速度大小為v，方向變?yōu)橄蛏?忽視空氣阻力，重力加速度為g，求該運動過程中，小球所受彈簧彈力沖量的大小.圖3答案2mv＋mgt解析取向上為正方向，依據(jù)動量定理得mv－(－mv)＝I，且I＝(eq\x\to(F)－mg)t解得IF＝eq\x\to(F)t＝2mv＋mgt.變式3(2024·南京市、鹽城市一模)質量為0.2kg的小球以6m/s的速度豎直向下落至水平地面，經(jīng)0.2s后，再以4m/s的速度反向彈回.取豎直向上為正方向，g＝10m/s2.求：(1)小球與地面碰撞前后的動量變更；(2)小球受到地面的平均作用力大小.答案(1)2kg·m/s，方向豎直向上(2)12N解析(1)小球與地面碰撞過程中動量的變更量為Δp＝mv2－mv1＝2kg·m/s，方向豎直向上.(2)由動量定理得(F－mg)t＝Δp，代入數(shù)據(jù)得：F＝12N.命題點三動量定理與微元法的綜合應用1.流體類問題流體及其特點通常液體流、氣體流等被廣義地視為“流體”，質量具有連續(xù)性，通常給出流體密度ρ分析步驟(1)建立“柱體”模型，沿流速v的方向選取一段柱形流體，其橫截面積為S(2)微元探討，作用時間Δt內的一段柱形流體的長度為Δl，對應的質量為Δm＝ρSvΔt(3)建立方程，應用動量定理探討這段柱形流體2.微粒類問題微粒及其特點通常電子流、光子流、塵埃等被廣義地視為“微粒”，質量具有獨立性，通常給出單位體積內粒子數(shù)n分析步驟(1)建立“柱體”模型，沿運動的方向選取一段柱體，柱體的橫截面積為S(2)微元探討，作用時間Δt內一段柱體的長度為Δl，對應的體積為ΔV＝Sv0Δt，則微元內的粒子數(shù)N＝nv0SΔt(3)先應用動量定理探討單個粒子，建立方程，再乘以N計算例3如圖4所示，由噴泉中噴出的水柱，把一個質量為M的垃圾桶倒頂在空中，水以速率v0、恒定的質量增率(即單位時間噴出的質量)eq\f(Δm,Δt)從地下射向空中.求垃圾桶可停留的最大高度.(設水柱噴到桶底后以相同的速率反彈，重力加速度為g)圖4答案eq\f(v\o\al(

2,0),2g)－eq\f(M2g,8)(eq\f(Δt,Δm))2解析設垃圾桶可停留的最大高度為h，水柱到達h高處的速度大小為vt，則vt2－v02＝－2gh得vt2＝v02－2gh以向下為正方向，由動量定理得，在極短時間Δt內，水受到的沖量為FΔt＝2(eq\f(Δm,Δt)·Δt)vt解得F＝2eq\f(Δm,Δt)·vt＝2eq\f(Δm,Δt)eq\r(v\o\al(

2,0)－2gh)據(jù)題意有F＝Mg聯(lián)立解得h＝eq\f(v\o\al(

2,0),2g)－eq\f(M2g,8)(eq\f(Δt,Δm))2

變式4(2024·興化一中四模)離子發(fā)動機是利用電場加速離子形成高速離子流而產(chǎn)生推力的航天發(fā)動機.工作時將推動劑離子化，使之帶電，然后在靜電場作用下得到加速后噴出，從而產(chǎn)生推力.這種發(fā)動機適用于航天器的姿態(tài)限制、位置保持等.設航天器質量為M，單個離子質量為m，帶電荷量為q，加速電場的電壓為U，高速離子形成的等效電流強度為I.試求該發(fā)動機產(chǎn)生的推力.答案Ieq\r(\f(2mU,q))解析選擇Δt時間內噴出的質量為Δm的離子流為探討對象，依據(jù)動量定理得：FΔt＝Δm·v，依據(jù)電流的定義式得I＝eq\f(\f(Δm,m)q,Δt)，依據(jù)動能定理得qU＝eq\f(1,2)mv2，解得F＝Ieq\r(\f(2mU,q)).1.下列說法錯誤的是()A.火箭靠噴出氣流的反沖作用而獲得巨大速度B.跳高運動員在跳高時跳到沙坑里或海綿墊上可以減小地面對運動員的作用力C.用槍射擊時要用肩部抵住槍身是為了減小反沖的影響D.為了減輕撞車時對司乘人員的損害程度，發(fā)動機艙越堅實越好答案D解析火箭向后噴出氣流，對氣流有向后的力的作用，由于力的作用是相互的，氣流對火箭有向前的力的作用，從而使火箭獲得巨大速度，故選項A正確；跳高運動員在落地的過程中，動量變更量肯定.由動量定理可知，運動員受到的沖量I肯定；跳高運動員在跳高時跳到沙坑里或海綿墊上可以延長著地過程的作用時間t，由I＝Ft可知，延長時間t可以減小運動員所受到的平均沖力F，故選項B正確；用槍射擊時要用肩部抵住槍身是為了減小反沖的影響，故選項C正確；為了減輕撞車時對司乘人員的損害程度，發(fā)動機艙應有彈性，從而延長人與發(fā)動機艙的接觸時間而減小損害，故選項D錯誤.2.質量相同的子彈、橡皮泥和鋼球以相同的水平速度射向豎直墻壁，結果子彈穿墻而過，橡皮泥粘在墻上，鋼球被以原速率反向彈回.不計空氣阻力，關于它們對墻的水平?jīng)_量的大小，下列說法正確的是()A.子彈對墻的沖量最小B.橡皮泥對墻的沖量最小C.鋼球對墻的沖量最小D.子彈、橡皮泥和鋼球對墻的沖量大小相等答案A解析由于子彈、橡皮泥和鋼球的質量相等、初速度相等，則它們動量的變更量：Δp＝mv－mv0，子彈穿墻而過，末速度的方向為正；橡皮泥粘在墻上，末速度等于0；鋼球被以原速率反向彈回，末速度等于－v0，可知子彈的動量的變更量最小，鋼球的動量的變更量最大.由動量定理：I＝Δp可知，子彈受到的沖量最小，鋼球受到的沖量最大，結合牛頓第三定律可知，子彈對墻的沖量最小，鋼球對墻的沖量最大，故A正確，B、C、D錯誤.3.質量為60kg的建筑工人，不慎從高空跌下，幸好有彈性平安帶，使最終靜止懸掛在空中.已知彈性平安帶的緩沖時間是1.2s，平安帶長5m，不計空氣阻力的影響，g取10m/s2，則平安帶所受的平均沖力的大小為()A.500N B.1100NC.600N D.100N答案B解析選取人為探討對象，設人自由下落過程中的末速度為v，緩沖過程中受到彈性平安帶的平均沖力大小為F，人自由下落過程中由v2＝2gh得，v＝10m/s，以向上為正方向，緩沖過程由動量定理得mv＝(F－mg)t，得F＝eq\f(mv,t)＋mg＝1100N.由牛頓第三定律可知，平安帶所受的平均沖力大小為1100N.4.質量為2kg的小物塊靜止于光滑水平面上，從某一時刻起先，小物塊所受的水平?jīng)_量與時間的關系如圖5所示，則在6s內物塊的位移為()圖5A.0 B.3mC.6m D.12m答案C解析由題圖可知，0～3s內以及3～6s內物塊受到的沖量都是與時間成線性關系，可知在0～3s內和3～6s內物塊受到的力都不變，物塊都做勻變速直線運動，在0～3s內物塊做初速度等于0的勻加速直線運動，在3～6s內物塊做勻減速直線運動，由運動的對稱性可知，6s末物塊的速度又等于0.在0～3s，依據(jù)動量定理可得：I＝Δp＝mv，解得：v＝eq\f(I,m)＝eq\f(4,2)m/s＝2m/s，所以在6s內的位移：x＝eq\f(v,2)t1＋eq\f(v,2)t2＝eq\f(v,2)t＝eq\f(2,2)×6m＝6m，故選C.5.用豆粒模擬氣體分子，可以模擬氣體壓強產(chǎn)生的原理.如圖6所示，從距秤盤80cm高度把1000粒的豆粒連續(xù)勻稱地倒在秤盤上，持續(xù)作用時間為1s，豆粒彈起時豎直方向的速度變?yōu)榕銮暗囊话?若每個豆粒只與秤盤碰撞一次，且碰撞時間極短(在豆粒與秤盤碰撞極短時間內，碰撞力遠大于豆粒受到的重力)，已知1000粒的豆粒的總質量為100g.則在碰撞過程中秤盤受到的壓力大小約為()圖6A.0.2NB.0.6NC.1.0ND.1.6N答案B解析設豆粒從80cm高處落到秤盤前瞬間速度大小為v，由v2＝2gh得，v＝eq\r(2gh)＝eq\r(2×10×0.8)m/s＝4m/s設向上為正方向，依據(jù)動量定理：Ft＝mv2－mv1得，F(xiàn)＝eq\f(mv2－mv1,t)＝eq\f(0.1×2－0.1×－4,1)N＝0.6N，B正確，A、C、D錯誤.1.李老師在課堂上做了如下的小試驗：他把一支粉筆豎直放在水平桌面上靠近邊緣的紙條上，如圖1所示.第一次他漸漸拉動紙條將紙條抽出，粉筆向后傾倒.其次次他快速將紙條抽出，粉筆稍微晃動一下又靜立在桌面上.兩次現(xiàn)象相比，下列說法正確的是()圖1A.第一次粉筆的慣性更小B.第一次粉筆受到紙條的摩擦力更大C.第一次粉筆受到紙條的沖量更小D.第一次粉筆獲得的動量更大答案D解析兩次拉動過程中粉筆的質量不變，故其慣性不變，故A錯誤；由于正壓力不變，故紙條對粉筆的摩擦力不變，故B錯誤；由于第一次漸漸拉動紙條將紙條抽出作用時間更長，故摩擦力對粉筆沖量更大，故C錯誤；由動量定理可知，第一次粉筆所受合外力的沖量更大，則第一次粉筆獲得的動量更大，故D正確.2.1998年6月18日，清華高校對富康轎車勝利地進行了中國轎車史上的第一次平安性碰撞試驗，從今，我國汽車整體平安性碰撞試驗起先與國際接軌，在碰撞過程中，關于平安氣囊的愛護作用相識正確的是()A.平安氣囊減小了駕駛員的動量變更量B.平安氣囊減小了駕駛員受到撞擊力的沖量C.平安氣囊主要是減小了駕駛員的動量變更率D.平安氣囊延長了撞擊力的作用時間，從而使得動量變更更大答案C解析在碰撞過程中，駕駛員的動量的變更量是肯定的，而用平安氣囊后增加了作用的時間，依據(jù)動量定理Ft＝Δp可知，平安氣囊可以減小駕駛員受到的沖擊力，即減小了駕駛員的動量變更率，故選C.3.在距地面高度為h處，同時以大小相等的初速度v0，分別平拋、豎直上拋、豎直下拋一個質量相等的小球，不計空氣阻力，比較它們從拋出到落地過程中動量的增量Δp，正確的是()A.平拋過程最大 B.豎直下拋過程最大C.豎直上拋過程最大 D.三者一樣大答案C解析三個小球中豎直上拋的小球運動時間最長，故豎直上拋的小球的重力的沖量I最大，由動量定理I＝Δp可得，豎直上拋的小球動量的增量Δp最大，故C正確.4.跳水運動員在跳臺上由靜止直立落下，落入水中后在水中減速運動到速度為零時并未到達池底，不計空氣阻力，則關于運動員從靜止落下到在水中向下運動到速度為零的過程中，下列說法不正確的是()A.運動員在空中動量的變更量等于重力的沖量B.運動員整個向下運動過程中合外力的沖量為零C.運動員在水中動量的變更量等于水的作用力的沖量D.運動員整個運動過程中重力的沖量與水的作用力的沖量等大反向答案C解析依據(jù)動量定理可知，運動員在空中動量的變更量等于重力的沖量，A項正確；運動員整個向下運動過程中，初速度為零，末速度為零，由動量定理知合外力的沖量為零，B項正確；運動員在水中動量的變更量等于重力和水的作用力的合力的沖量，C項錯誤；由于整個運動過程合外力的沖量為零，因此運動員整個運動過程中重力的沖量與水的作用力的沖量等大反向，D項正確.5.在水平地面上，兩個具有相同初動量而質量不同的物體在大小相等的阻力作用下最終停下來.則質量大的物體()A.滑行的距離小B.滑行的時間長C.滑行過程中的加速度大D.滑行過程中的動量變更快答案A解析依據(jù)動量的定義式p＝mv，可知初動量相同，質量大的物體速度小；依據(jù)動能的定義式Ek＝eq\f(1,2)mv2可知，動能Ek＝eq\f(p2,2m)，依據(jù)動能定理可知：－FfL＝0－Ek＝－eq\f(p2,2m)，因兩物體受到的阻力大小相等，則質量大的物體滑行的距離小，故A正確；依據(jù)動量定理可知，－Fft＝0－p，因初動量相同，阻力也相同，故滑行時間相同，故B錯誤；因阻力相同，由牛頓其次定律可知，質量大的物體加速度小，故C錯誤；因兩物體最終均停止，所以滑行過程中動量變更相同，因滑行時間相同，故動量變更快慢相同，故D錯誤.6.(2024·銅山中學月考)如圖2所示，物體受與水平方向成30°角的拉力F作用，在水平面上向左做勻速直線運動，則()圖2A.物體共受到四個力的作用B.物體受到的支持力可能為零C.物體動量的變更量等于力F的沖量D.物體動能的變更量等于力F做的功答案A解析物體共受到重力、水平面的支持力、拉力F以及水平面的摩擦力四個力的作用，選項A正確；若物體受到的支持力為零，則摩擦力為零，此時物體只受重力和拉力F作用，則這種狀況下物體不行能做勻速直線運動，選項B錯誤；依據(jù)動量定理，物體動量的變更量等于合外力的沖量，選項C錯誤；依據(jù)動能定理，物體動能的變更量等于合外力做的功，選項D錯誤.

7.(多選)一質量為m＝60kg的運動員從下蹲狀態(tài)豎直向上跳起，經(jīng)t＝0.2s，以大小v＝1m/s的速度離開地面，取重力加速度g＝10m/s2，在這0.2s內()A.地面對運動員的沖量大小為180N·sB.地面對運動員的沖量大小為60N·sC.地面對運動員做的功為30JD.地面對運動員做的功為零答案AD解析人的速度原來為零，起跳時速度為v，以向上為正方向，由動量定理可得：I－mgΔt＝mv－0，故地面對人的沖量為：I＝mv＋mgΔt＝(60×1＋600×0.2)N·s＝180N·s，故A正確，B錯誤；人在跳起時，地面對人的支持力豎直向上，在下蹲到跳起過程中，在支持力方向上沒有位移，地面對運動員不做功，故C錯誤，D正確.8.如圖3所示，飛機在空中撞到一只鳥常見，撞到一只兔子就比較罕見了，而這種狀況真的被澳大利亞一架飛機遇到了.2024年10月20日，一架從墨爾本飛往布里斯班的飛機，飛到1500m高時就撞到了一只兔子，當時這只兔子正被一只鷹抓著，兩者撞到飛機當場殞命.設當時飛機正以720km/h的速度飛行，正面撞到質量為2kg的兔子，作用時間為0.1s.則飛機受到兔子的平均撞擊力約為()圖3A.1.44×103N B.4.0×103NC.8.0×103N D.1.44×104N答案B解析720km/N，由牛頓第三定律可知B正確.9.(2024·蘇錫常鎮(zhèn)一調)一質量為m的蹦極運動員身系彈性蹦極繩，由水面上方的高臺自由下落，從起先下落到繩對人剛產(chǎn)生作用力前，人下落的高度為h，此后經(jīng)驗時間t蹦極繩達到最大伸長量，人到水面還有數(shù)米距離.在此過程中蹦