專題11守恒規(guī)律在近代物理中的應(yīng)用

1、1[04年高三物理熱點專題]考點考點11守恒定律在近代物理中的應(yīng)用守恒定律在近代物理中的應(yīng)用山東賈玉兵命題趨勢命題趨勢近代物理在高中教材中是非重點內(nèi)容，要求不高，但聯(lián)系生產(chǎn)、生活和科研實際是近幾年高考的一個熱點。2000年高考中三省的綜合卷，涉及近代物理的題4道，在物理分中占21分。2001年高考理綜卷中，最后一道壓軸題也是涉及近代物理的。這部分內(nèi)容雖然是熱點，但總體要求不高。考題常以科學(xué)研究中的具體事例為背景，選取其中高中能討論的一些

2、局部問題進行考查，有時還在題中給出一些新的知識、信息、成為信息題。知識概要知識概要在近代物理領(lǐng)域，牛頓運動定律等一些經(jīng)典物理的規(guī)律將不再使用，但動量守恒定律、核能的轉(zhuǎn)化和守恒定律仍可適用。包括這兩個守恒定律的一些守恒規(guī)律成為近代物理研究中的重要理論依據(jù)。在高中物理范圍內(nèi)，守恒規(guī)律和近代物理的聯(lián)系可表示如下：由于各種守恒應(yīng)用的對象是微觀粒子，因此關(guān)于能量和動量的觀念，與在宏觀低速領(lǐng)域中相比應(yīng)有所拓展。在應(yīng)用能量守恒時，涉及的能量除動能、電

3、勢能外，還有與質(zhì)量對應(yīng)的總能量mc2，如果是光子，則是由頻率決定的能量。在應(yīng)用動量守恒定律?h時，要注意除了實物粒子有動量mv外，光子也有動量，光子在與其他粒??hchp??子相互作用時，其行為與實物粒子類似。點撥解疑點撥解疑能量守恒光的波動性動量守恒光的粒子性電荷數(shù)守恒原子結(jié)構(gòu)質(zhì)量數(shù)守恒原子核3eV=9.9eV，放出能量5.1eV，所以外界供給的總能量為4.8eV。點評：點評：將一個NaCI分子分解成彼此遠離的中性鈉原子Na和中性氯原

4、子Cl可能并不存在上述的兩個階段，但根據(jù)能量守恒的原理，在計算能量時，完全可以設(shè)想一個便于計算的變化過程。對該題，能否清晰的設(shè)想一個轉(zhuǎn)化的過程就是順利解答的關(guān)鍵。【例題例題4】在核反應(yīng)堆里，用石墨作減速劑，使鈾核裂變所產(chǎn)生的快中子通過與碳核不斷的碰撞而被減速。假設(shè)中子與碳核發(fā)生的是彈性正碰，且碰撞前碳核是靜止的。已知碳核的質(zhì)量近似為中子質(zhì)量的12倍，中子原來的動能為E0，試求：（1）經(jīng)過一次碰撞后中子的能量變?yōu)槎嗌?？?）若E0=1.7

5、6MeV，則經(jīng)過多少次后，中子的能量才可減少到0.025eV?！军c撥解疑點撥解疑】按彈性正碰的規(guī)律可求出每次碰撞后中子的速度變?yōu)槎嗌?，對?yīng)的動能也就可以求解；在根據(jù)每次碰撞前后的動能之比與需要減少到0.025eV與原動能E0的比值關(guān)系，取對數(shù)求出碰撞次數(shù)（必須進位取整）。（1）彈性正碰遵循動量守恒和能量守恒兩個規(guī)律。設(shè)中子的質(zhì)量m，碳核的質(zhì)量M。有：210Mvmvmv??222120212121Mvmvmv??由上述兩式整理得00011

6、3111212vvmmmmvMmMmv????????則經(jīng)過一次碰撞后中子的動能020211169121)1311(2121EvmmvE????（2）同理可得0212)169121(169121EEE??……0)169121(EEnn?設(shè)經(jīng)過n次碰撞，中子的動能才會減少至0.025eV，即En=0.025eV，E0=1.75MeV。解上式得n≈54【例題5】（2001年高考理綜卷第31題，28分）太陽現(xiàn)正處于主序星演化階段。它主要是由電