2018版高考物理大一轮复习专题十一动量波粒二象性和近代物理初步第4讲原子结构和原子核课件
α粒子碰到了质量比自己
大得多的带正电的物质， 原子的正电荷和几乎全部 的质量都集中在一个很小 的范围内
极少数的偏转角超过了______ 90° ，
个别甚至被弹回，偏转角几乎达
到 180°
(3)原子核式结构模型
原子核 ①在原子的中心有一个很小的核，叫__________. 正 电荷和几乎全部的________ ②原子的全部____ 质量 都集中在原
)
图 11-4-2
A.放在 A 位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多
B.放在 B 位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比
A 位置时稍少些
C.放在 C、D 位置时，屏上观察不到闪光
D.放在 D 位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少 解析：根据α粒子散射现象，绝大多数α粒子沿原方向前进， 少数α粒子发生较大偏转，A、B、D 正确.
质子 数的原子属于同一种元素；具有相同的质子数和不同 ________
的中子数的原子互称__________. 同位素
【基础检测】 1.(多选)如图 11-4-2 所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散 射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的 A、
B、C、D 四个位置时观察到的现象，下述说法中正确的是(
hν2>hν1 ，因此能级 k 比能级 m 高，所以若氢原子从能级 k 跃迁 到能级m，应辐射光子，且光子能量应为hν2－hν1.故选项D正 确. 答案：D
三、原子核 1.天然放射现象的发现 贝克勒尔 发现天然放射现象，使人们认识到原子核 (1)____________ 也有复杂结构，揭开了人类研究原子核结构的序幕. (2)通过对天然放射现象的研究，人们发现原子序数大于或 83 的所有天然存在的元素都具有放射性，原子序数小于 等于____ ____ 83 的天然存在的元素有些也具有放射性，它们放射出来的射 α射线、β射线、γ射线 线常见的有三种：______________________.
第4讲 原子结构和原子核
一、卢瑟福核式结构模型
1.汤姆生的“枣糕”模型 汤姆生 发现电子，提出原子的“枣糕”模 (1)1897 年，__________ 型，揭开了人类研究原子结构的序幕. 均匀 分布 (2)“枣糕”模型：原子是一个球体，正电荷________ 在整个球内，电子像枣糕里的枣子那样镶嵌在原子里.
答案：ABD
二、玻尔原子模型与原子光谱
1.玻尔原子模型 为解决原子核结构的稳定性和原子发光的不连续性问题，
玻尔提出了三条假设：
量子化 的，其半径只能是某些分 (1)轨道假设：轨道是__________ 立的值. 能量 状态，这 (2)定态假设：不同的轨道对应着不同的________ 些状态中原子是________ 稳定 的，不向外辐射能量. 能量 ， (3)跃迁假设：原子在不同的状态具有不同的__________ 辐射 或_______ 吸收 一定 从一个定态向另一个定态跃迁时要_______ 能级差 频率的光子，该光子的能量等于这两个状态的___________.
4.原子核的人工转变
(1)质子的发现.
质子 卢瑟福用 α 粒子轰击 7 号元素14 7N，发现了________.
1 14 4 17 1H 核反应方程为 7N＋2He→ 8O＋________.
2.卢瑟福的核式结构模型
(1)α粒子散射实验装置：如图 11-4-1 所示.
图 11-4-1
(2)α粒子散射实验规律及卢瑟福对实验现象的分析
实验规律 卢瑟福的分析 空隙 原子中间绝大部分是_____
绝大多数 粒子仍沿原来的 ____________α
方向前进 大 的偏转， 少数α粒子发生了较____
2.天然衰变中核的变化规律
质量数 在核的天然衰变中，核变化的最基本的规律是__________ 电荷数 守恒. 守恒和________ 3.半衰期
(1)定义：放射性元素的原子核有__________ 半数 发生衰变所需
要的时间. 快慢 程度，具有统计性. (2)意义：反映了核衰变过程的________ (3)特征：只由核本身的因素所决定，而与原子所处的 物理状态 或____________ 化学状态 无关. ____________
子核里. 旋转 ③带负电的电子在核外空间里绕着核________.
(4)原子核大小：从α粒子散射实验的数据估算出原子核的 半径约为10－15～10－14 m(原子的半径约为10－10 m). 核子 ，原子核的电荷数等于其质子 3.质子和中子统称________ 质量 数等于其质子数与中子数之和.具有相同 数，原子核的__征谱线(线状谱)分析和确定物
质的组成成分. (2)氢原子光谱的实验规律：
1 巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线，其波长公式为 λ ＝
1 1 R22－n2(n＝3,4,5„，R
是里德伯常量，R＝1.10×107 m－1).
【基础检测】 2.氢原子从能级 m跃迁到能级 n时辐射红光的频率为 ν1 ， 从能级n 跃迁到能级 k 时吸收紫光的频率为 ν2 ，已知普朗克常
量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则(
A.吸收光子的能量为hν1＋hν2 B.辐射光子的能量为hν1＋hν2 C.吸收光子的能量为hν2－hν1 D.辐射光子的能量为hν2－hν1
)
解析：氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光，说明能 级m高于能级n，而从能级n跃迁到能级k时吸收紫光，说明能
级 k 也比能级 n 高，而紫光的频率 ν2 大于红光的频率 ν1 ，所以
不连续 的， 2.能级：在玻尔模型中，原子的可能状态是__________
不连续 的，这些能量值叫能级. 因此各状态对应的能量也是__________
最低的 状态叫做基态；其他能 3.基态与激发态：能量__________ 量状态叫激发态. 4.光子的辐射与吸收：原子由激发态向基态跃迁时要 辐射 光子，由基态向激发态跃迁时要______ 吸收 光子.光子的频 ________ hν＝Em－En 率与能级的关系为______________.
18届高考物理一轮复习专题波粒二象性原子结构和原子核综合检测
波粒二象性原子结构和原子核一、选择题（1～9题为单项选择题，10～14题为多项选择题）1．下列说法正确的是（）A．卢瑟福的原子结构模型很好地解释了α粒子散射实验B．β衰变中产生的β射线是原子核外电子挣脱原子核束缚后形成的C．某放射性元素的4个原子核经过一个半衰期后一定还剩下2个没有发生衰变D．利用γ射线可以消除静电2．放射性元素发生β衰变放出一个电子，这个电子是（）A．核外电子向内层轨道跃迁时放出来的B．核内有一个质子分裂时放出的C．核内有电子受激发后由核内射出来的D．核内中子转化为质子时放出来的3．玻尔的原子模型在解释原子的下列问题时，和卢瑟福的核式结构学说观点不同的是（）A．电子绕核运动的向心力，就是电子与核之间的静电引力B．电子只能在一些不连续的轨道上运动C．电子在不同轨道上运动时能量不同D．电子在不同轨道上运动时静电引力不同4．氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为ν1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则（）A．吸收光子的能量为hν1＋hν2B．辐射光子的能量为hν1＋hν2C．吸收光子的能量为hν2－hν1D．辐射光子的能量为hν2－hν15．若元素甲的半衰期为4天，元素乙的半衰期为5天，经过20天后两种放射性元素的质量恰好相等，则在这20天前这两种元素的质量比m甲∶m乙等于（）A．5∶4 B．4∶5 C．1∶2 D．2∶16．图1为X射线管的结构示意图，E为灯丝电源。
要使射线管发出X射线，须在K、A 两电极间加上几万伏的直流高压（）图1A．高压电源正极应接在P点，X射线从K极发出B．高压电源正极应接在P点，X射线从A极发出C．高压电源正极应接在Q点，X射线从K极发出D．高压电源正极应接在Q点，X射线从A极发出7．一个静止的放射性同位素的原子核3015P衰变为3014Si，另一个静止的天然放射性元素的原子核234 90Th衰变为234 91Pa，在同一磁场中，得到衰变后粒子的运动径迹1、2、3、4，如图2所示，则这四条径迹依次是（）图2A．电子，234 91Pa，3014Si、正电子B.234 91Pa，电子，正电子，3014SiC.3014Si，正电子，电子，234 91PaD．正电子，3014Si，234 91Pa，电子8．如图3所示，为氢原子的能级图，处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，若从n ＝3能级跃迁到n＝2能级，辐射的光子恰能使某种金属发生光电效应，则其他跃迁中能使该金属发生光电效应的有（）图3A．5种B．4种C．3种D．2种9．氢原子核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道时（）A．要吸收光子，电子的动能、电势能都减小B．要吸收光子，电子的动能增大，电势能减小C．要放出光子，电子的动能、电势能都减小D．要放出光子，电子的动能增大，电势能减小10．（2017·广东梅州一模）关于天然放射现象，以下叙述正确的是（）A．若使某放射性物质的温度升高，其半衰期将变短B．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的C．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强D．铀核（238 92U）衰变为铅核（206 82Pb）的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变11．下列说法正确的是（）A．发现中子的核反应方程是94Be＋42He→12 6C＋10nB．20个238 92U的原子核经过两个半衰期后剩下5个238 92UC.235 92U在中子轰击下生成9438Sr和140 54Xe的过程中，原子核中的平均核子质量变小D．原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定辐射出一定频率的光子12．下列说法正确的是（）A．一个氢原子从n＝3的能级发生跃迁，可能只辐射一种频率的光子B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应C．比结合能越小，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定D．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短13．氘核、氚核、中子、氦核的质量分别是m1、m2、m3和m4，如果氘核和氚核结合生成氦核，则下列说法中正确的是（）A．核反应方程式为21H＋31H→42He＋10nB．这是一个裂变反应C．核反应过程中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3D．核反应过程中释放的核能ΔE＝（m1＋m2－m3－m4）c214．如图4所示，为汞原子的能级图，一个自由电子的总能量为9 eV，和处于基态的汞原子碰撞后（不计汞原子能量的变化），该电子剩余能量可能为（碰撞时系统无能量损失）（）图4A．0.2 eV B．1.4 eV C．2.3 eV D．5.5 eV二、非选择题15．如图5所示，静止在匀强磁场中的63Li核俘获一个速度为v0＝7.7×104 m/s的中子而发生核反应63Li＋10n→31H＋42He。
2018版高考物理江苏专用大一轮复习讲义课件选修3-5 第十三章 动量守恒定律 波粒二象性 原子结构
√②在P6处
③在P6、P7之间
(2) 为 了 探 究 碰 撞 中 动 量 是 否 守 恒 ， 需 要 直 接 测 量 或 读 取 的 物 理 量 是 __①__⑥____. 答案 解析 ①A、B两个滑块的质量m1和m2 ②滑块A释放时距桌面的高度 ③频闪照相的周期 ④照片尺寸和实际尺寸的比例 ⑤照片上测得的x45、x56和x67、x78 ⑥照片上测得的x34、x45、x56和x67、x78、x89 ⑦滑块与桌面间的动摩擦因数 写出验证动量守恒的表达式__m_1_(x_4_5_＋__2_x5_6_－__x_34_)_＝__(m__1＋__m__2_)(_2_x_67_＋__x_7_8－__x_8_9_) _.
2
命题点一
教材原型实验
【例1】 如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究 两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.
(1)实验中直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但可以通过仅测量 ________(填选项前的符号)间接地解决这个问题. 答案 解析 A.小球开始释放高度h B.小球抛出点距地面的高度H
(1) 还 需 要 测 量 的 量 是 __弹__性__球__1_、__2_的__质__量__m_1_、__m_2___ 、 ___立__柱__高__h__ 和 __桌__面__离__水__平__地__面__的__高__度__H__. 答案 解析
要验证动量守恒必须知道两球碰撞前后的动量变化，根据弹性球1碰撞前 后的高度a和b，由机械能守恒可以求出碰撞前后的速度，故只要再测量弹 性球1的质量m1，就能求出弹性球1的动量变化；根据平抛运动的规律只要 测出立柱高h和桌面离水平地面的高度H就可以求出弹性球2碰撞前后的速 度变化，故只要测量弹性球2的质量和立柱高h、桌面离水平地面的高度H 就能求出弹性球2的动量变化.
高考物理近代物理知识点之波粒二象性知识点总复习附答案解析(4)
高考物理近代物理知识点之波粒二象性知识点总复习附答案解析(4)一、选择题1．下图为氢原子的能级图．现有两束光，a光由图中跃迁①发出的光子组成，b光由图中跃迁②发出的光子组成，已知a光照射x金属时刚好能发生光电效应，则下列说法正确的是A．x金属的逸出功为2.86 eVB．a光的频率大于b光的频率C．氢原子发生跃迁①后，原子的能量将减小3.4 eVD．用b光照射x金属，打出的光电子的最大初动能为10.2 eV2．关于康普顿效应下列说法中正确的是（）A．石墨对X射线散射时，部分射线的波长变长短B．康普顿效应仅出现在石墨对X射线的散射中C．康普顿效应证明了光的波动性D．光子具有动量3．用如图所示的装置研究光电效应现象，用光子能量为 2.5eV的某种光照射到光电管上时，电流表G示数不为零；移动变阻器的触点C，当电压表的示数大于或等于0.7V时，电流表示数为零．以下说法正确的是A．电子光电管阴极的逸出功为0.7eVB．光电管阴极的逸出功为1.8eVC．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D．当电压表示数大于0.7V时，如果把入射光的强度增大到一定程度，电流表可能会有示数4．实验得到金属钙的光电子的最大初动能max K E 与入射光频率ν的关系如图所示。
下表中列出了几种金属的截止频率和逸出功,参照下表可以确定的是( )金属 钨 钙 钠 截止频率0/Z H ν 10.95 7.73 5.53 逸出功A B 4.54 3.20 2.29A ．如用金属钨做实验得到的max K E ν-图线也是一条直线,其斜率比图中直线的斜率大B ．如用金属钠做实验得到的max K E ν-图线也是一条直线,其斜率比图中直线的斜率大C ．如用金属钠做实验得到的max K E ν-图线也是一条直线,设其延长线与纵轴交点的坐标为20-K E （，）,则21K K E E <D ．如用金属钨做实验,当入射光的频率1νν<时,可能会有光电子逸出5．如图所示为光电管的示意图，光照时两极间可产生的最大电压为0.5V 。
高考物理一轮复习江课件波粒二象性
量相等。
玻尔氢原子理论及能级跃迁
玻尔氢原子理论
玻尔在卢瑟福模型的基础上，引入了量子化的概念，提出了氢原子的能级结构和跃迁理论 。他认为电子绕核运动的轨道是量子化的，即电子只能在特定的轨道上运动，每个轨道对 应一个确定的能量值。
能级跃迁
当原子从外界吸收或释放能量时，电子可以从一个能级跃迁到另一个能级。吸收能量时， 电子从低能级跃迁到高能级；释放能量时，电子从高能级跃迁到低能级。能级跃迁是原子 发光或吸收光的原因。
02
光电效应与康普顿散射
光电效应现象及规律
光电效应现象
当光照射到某些物质上时，会引起物质电性质的变化，即光能被物质吸收并转化 为电能的现象。
光电效应规律
光电效应的发生与光的频率有关，只有频率高于某一极限频率的光才能引起光电 效应；光电流的强度与入射光的强度成正比，而与入射光的频率无关；光电子的 最大初动能与入射光的频率成线性关系，而与入射光的强度无关。
粒子的各种性质和行为。
量子力学对波粒二象性解释
波粒二象性
量子力学认为，微观粒子如光子、电子等既具有波动 性又具有粒子性。波动性表现为干涉、衍射等现象； 粒子性则表现为动量、能量等量的量子化。
解释
量子力学通过波函数来描述粒子的状态。波函数的模 平方表示粒子在空间某点出现的概率密度，体现了粒 子的粒子性；而波函数的波动性质则体现了粒子的波 动性。此外，量子力学中的算符和测量理论也为我们 理解波粒二象性提供了重要工具。例如，动量算符和 位置算符分别对应于粒子的动量和位置，它们的本征 值和本征态反映了粒子的粒子性和波动性特征。
薛定谔方程及其物理含义
薛定谔方程
iħ∂ψ/∂t = -ħ²/2m ∇²ψ + Vψ，其中ψ为波函数，ħ为约化普朗克常数，m为粒子质量 ，V为势能函数。
2018版高考物理大一轮复习第十三章动量守恒定律波粒二象性原子结构与原子核第1讲动量守恒定律及其应用课件
(m0＋m)v1＝(m0＋m＋M)v2
解得v2＝2 m/s
(3)物块在木板上滑行的时间t. 答案
解析
1s
对物块和子弹组成的整体应用动量定理得：
－μ(m0＋m)gt＝(m0＋m)v2－(m0＋m)v1
解得：t＝1 s
4
碰撞现象
命题点三
1.物体的碰撞是否为弹性碰撞的判断 弹性碰撞是碰撞过程中无机械能损失的碰撞，遵循的规律是动量守恒 定律和机械能守恒定律，确切地说是碰撞前后系统动量守恒，动能不 变. (1)题目中明确告诉物体间的碰撞是弹性碰撞. (2)题目中明确告诉是弹性小球、光滑钢球或分子(原子等微观粒子)碰 撞的，都是弹性碰撞.
质量 (1)定义：物体的 与 速度 的乘积. mv (2)表达式：p＝ .
(3)单位：千克· 米/秒；符号：kg·m/s. 速度 矢量 (4)特征：动量是状态量，是 ，其方向和 方向相同.
3.动量定理 (1)内容：物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力 的冲量. (2)表达式：F合· t＝Δp＝p′－p. 用动量定理. (3)矢量性：动量变化量的方向与 合力
(4)列方程：根据动量定理列方程求解.
【例1】 如图所示，质量为M的小船在静止水面上以速率v0向右匀速 行驶，一质量为m的救生员站在船尾，相对小船静止.若救生员以相 对水面速率v水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为
答案 解析
m A.v0＋Mv
m B.v0－Mv m D.v0＋M(v0－v)
后两球的速率比vA′∶vB′为
答案
A.1∶2
C.2∶1
B.1∶3
√
D.2∶3
2
动量定理的理解和应用
命题点一
1.动量、动能、动量变化量的比较
2018版高考物理一轮复习第十一章近代物理初步第1节波粒二象性资料
第1节 波粒二象性第十一章 ⎪⎪⎪近代物理初步[全国卷考情分析]氢原子光谱(Ⅰ) 氢原子的能级结构、能级公式(Ⅰ) 放射性同位素(Ⅰ)结合能、质量亏损(Ⅰ)射线的危害和防护(Ⅰ)以上5个专点未曾独立命题第1节波粒二象性(1)光子和光电子都是实物粒子。
(×)(2)只要入射光的强度足够强，就可以使金属发生光电效应。
(×)(3)要使某金属发生光电效应，入射光子的能量必须大于金属的逸出功。
(√)(4)光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比。
(×)(5)光的频率越高，光的粒子性越明显，但仍具有波动性。
(√)(6)德国物理学家普朗克提出了量子假说，成功地解释了光电效应规律。
(×)(7)美国物理学家康普顿发现了康普顿效应，证实了光的粒子性。
(√)(8)法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现为波动性。
(√)突破点(一) 对光电效应的理解1．与光电效应有关的五组概念对比(1)光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子。
光子是光电效应的因，光电子是果。
(2)光电子的动能与光电子的最大初动能：光照射到金属表面时，电子吸收光子的全部能量，可能向各个方向运动，需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量，剩余部分为光电子的初动能；只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功的情况，才具有最大初动能。
光电子的初动能小于或等于光电子的最大初动能。
(3)光电流与饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。
(4)入射光强度与光子能量：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量。
(5)光的强度与饱和光电流：饱和光电流与入射光强度成正比的规律是对频率相同的光照射金属产生光电效应而言的，对于不同频率的光，由于每个光子的能量不同，饱和光电流与入射光强度之间没有简单的正比关系。
南方新高考2018版高考物理大一轮复习专题十一动量波粒二象性和近代物理初步第4讲原子结构和原子核课件
A.6 种光子中波长最长的是 n＝4 激发态跃迁到基态时产生的 B.6 种光子中有 2 种属于巴耳末系 C.使 n＝4 能级的氢原子电离至少要 0.85 eV 的能量 D.若从 n＝2 能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发 生光电效应，则从 n＝3 能级跃迁到 n＝2 能级释放的光子也一 定能使该板发生光电效应 答案：BC
半径约为10－15～10－14 m(原子的半径约为10－10 m). 3.质子和中子统称____核__子__，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之和.具有相同 __质__子____数的原子属于同一种元素；具有相同的质子数和不同 的中子数的原子互称___同__位__素___.
二、玻尔原子模型与原子光谱 1.玻尔原子模型 为解决原子核结构的稳定性和原子发光的不连续性问题， 玻尔提出了三条假设： (1)轨道假设：轨道是__量__子__化____的，其半径只能是某些分 立的值. (2)定态假设：不同的轨道对应着不同的___能__量___状态，这 些状态中原子是__稳__定____的，不向外辐射能量. (3)跃迁假设：原子在不同的状态具有不同的____能__量____， 从一个定态向另一个定态跃迁时要__辐__射___或___吸__收__一定 频率的光子，该光子的能量等于这两个状态的___能__级__差____.
由题意，质量亏损对应的能量以光子的能量和新核、α粒子 的动能形式出现，衰变时释放出的总能量为
ΔE＝Eα＋EPo＋E0＝Δmc2 故衰变过程中总的质量亏损是Δm＝0.006 16 u.
》》》考点1 氢原子的能级跃迁 ⊙重点归纳 1.氢原子能级公式
氢原子的能级公式为 En＝En21(E1＝－13.6 eV)，该能量包括 电子绕核运动的动能和电子与原子核组成的系统的电势能；对 应的轨道半径关系式为 rn＝n2r1，其中 n 叫量子数，只能取正整 数.n＝1 的状态称为基态，n＞1 时称为激发态；量子数 n 越大， 动能越小，电势能越大，总能量越大.
2018版高考物理总复习动量守恒定律波粒二象性原子结构与原子核第1课时动量定理动量守恒定律及其应用课件
答案
12 s
【方法总结】
动量定理的两个重要应用 (1) 应用 I ＝ Δp 求变力的冲量：如果物体受到大小或方向改变的 力的作用，则不能直接用I＝Ft求变力的冲量，可以求出该力作 用下物体动量的变化Δp，等效代换变力的冲量I。 (2) 应用 Δp＝ FΔt 求动量的变化：例如，在曲线运动中，速度方
全带的保护，使他悬挂起来。已知弹性安全带的缓冲时间1.2 s，
安全带长5 m，g取10 m/s2，则安全带所受的平均冲力的大小为 ( ) B.1 100 N D.100 N
A.500 N C.600 N
解析
选取人为研究对象，
人下落过程 v2＝2gh，v＝10 m/s， 缓冲过程由动量定理(F－mg)t＝mv， 60×10 mv F＝ ＋mg＝( ＋60×10) N＝1 100 N。 t 1.2 由牛顿第三定律，安全带所受的平均冲力为 1 100 N。
2.冲量 作用时间 的乘积叫做力的冲量。 (1)定义：力和力的_________
Ft 。单位：N· (2)表达式：I＝___ s。
力 的方向决定。 (3)标矢性：冲量是矢量，它的方向由___
3.动量定理
项目 内容 表达式
动量定理 物体在一个过程始末的_____变化量等于它在这个过 程中所受力的_____ 冲量
F－μmg 30－0.2×5×10 －mv。以上两式联立解得 t2＝ μmg t1＝ ×6 s＝12 s。 0.2×5×10
解法二
用动量定理解，研究全过程。
选物体作为研究对象，研究整个运动过程，这个过程中的初、 末状态物体的速度都等于零。 取水平力 F 的方向为正方向，根据动量定理得 (F－μmg)t1＋(－μmg)t2＝0 F－μmg 30－0.2×5×10 解得 t2＝ t＝ ×6 s＝12 s μmg 1 0.2×5×10
2018版高考物理配套课件：第十三章 第1讲 波粒二象性 原子结构
第十三章 波粒二象性 原子结构 原子核(加试)第1讲 波粒二象性 原子结构考试标准知识内容必考要求加试要求说明能量量子化 b 1.不要求掌握黑体辐射的概念和实验规律.2.不要求识记研究光电效应现象的实验电路图.3.不要求用Δx ·Δp ≥ 进行计算.4.不要求了解测量比荷的实验装置.光的粒子性 c 粒子的波动性c 概率波 b 不确定性关系 b 电子的发现 a 原子的核式结构模型b 氢原子光谱 b 玻尔的原子模型c知识内容必考要求加试要求说明能量量子化 b 5.不要求计算以密立根实验为背景的问题.6.不要求了解α粒子散射实验装置的细节.7.不要求用氢原子光谱的实验规律计算波长.8.不要求识记氢原子不同状态时的电子云.光的粒子性 c 粒子的波动性c 概率波 b 不确定性关系 b 电子的发现 a 原子的核式结构模型b 氢原子光谱 b 玻尔的原子模型c内容索引加试考点自清加试题型突破课时训练加试考点自清一、能量量子化1.量子化假设黑体的空腔壁由大量振子(振动着的带电微粒)组成，其能量只能是某一最小能量值ε的 ，并以这个最小能量值为单位一份一份地吸收或辐射.2.能量子不可再分的最小能量值ε＝hν，ν是 ，h 是普朗克常量，h ＝6.626×10－34 J·s.考点逐项排查1整数倍电磁波的频率二、光的粒子性1.光电效应现象在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做 .2.实验规律(1)每种金属都有一个 .(2)光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的 增大而增大.(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是 的.(4)入射光越强单位时间内发射的光电子数越多.光电子极限频率频率瞬时3.爱因斯坦光电效应方程(1)光子：光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，这些能量子称为 ，频率为ν的光的能量子为hν.(2)爱因斯坦光电效应方程①表达式：hν＝E k ＋W 0或E k ＝hν－W 0.②物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量一部分用于克服金属的，剩下的表现为逸出后电子的初动能E k .光子逸出功三、光的波动性 概率波1.光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有 性.(2)光电效应说明光具有性.(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的 性.2.物质波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＝__，p 为运动物体的动量，h 为普朗克常量.波动粒子波粒二象3.概率波大量光子产生的效果显示出 ，个别光子产生的效果显示出粒子性，光波是概率波，光子的行为服从统计规律，对于电子和其他微粒，由于同样具有波粒二象性，所以它们的物质波也是概率波.4.不确定性关系在经典力学中，一个质点的位置和动量是可以同时测定的，在量子力学中，要同时测出微观粒子的位置和动量是不可能的，我们把这种关系叫做关系.波动性不确定性四、电子的发现 原子的核式结构模型1.英国物理学家 在研究阴极射线时发现了电子，提出了原子的“枣糕模型”.2.原子的核式结构模型(1)α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有 α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞了回来”，如图1所示.图1汤姆孙少数(2)原子的核式结构模型：原子中带正电部分的体积很小，原子半径的10－10m数量级是，而原子核半径的数量级是10－15 m，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动.五、氢原子光谱 玻尔的原子模型1.光谱分析：利用每种原子都有自己的可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分，且灵敏度很高.在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义.2.玻尔理论(1)定态：原子只能处于一系列的能量状态中，在这些能量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.(2)跃迁：电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会放出能量为hν的光子，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝.(h 是普朗克常量，h ＝6.63×10－34 J·s)特征谱线不连续E m －E n(3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应.原子的定态是，因此电子的可能轨道也是不连续的.3.能级公式：E n ＝_______(n ＝1,2,3，…)，其中E 1为基态能量，其数值为E 1＝ eV.4.半径公式：r n ＝ (n ＝1,2,3，…)，其中r 1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r 1＝0.53×10－10 m.不连续的－13.6n 2r 15.氢原子的能级图能级图如图2所示图2加试题组专练2 1.普朗克在1900年将“能量子”引入物理学，开创了物理学的新纪元.在下列宏观概念中，具有“量子化”特征的是( )A.人的个数B.物体所受的重力C.物体的动能D.物体的长度√123452.关于光的波粒二象性的理解正确的是( )A.大量光子的效果往往表现出粒子性，个别光子的行为往往表现出波动性B.光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子C.高频光是粒子，低频光是波√D.波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著3.卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在( )A.电子B.中子C.质子D.原子核√4.氢原子的基态能量为E1，如图所示，四个能级图能正确代表氢原子能级的是( )√5.(多选)关于光谱，下列说法正确的是( )A.炽热的液体发射连续谱B.发射光谱一定是连续谱C.线状谱和暗线谱都可以对物质成分进行分析D.霓虹灯发光形成的光谱是线状谱√√√加试题型突破例1 (多选)如图3所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点为4.27，与纵轴交点为0.5).由图可知( )A.该金属的截止频率为4.27×1014 HzB.该金属的截止频率为5.5×1014 HzC.该图线的斜率表示普朗克常量D.该金属的逸出功为0.5 eV命题点一 光电效应规律的理解√图3√1.关于光电效应现象，下列说法中正确的是( )A.在光电效应现象中，入射光的强度越大，光电子的最大初动能越大B.在光电效应现象中，光电子的最大初动能与照射光的频率成正比C.对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小 于此波长，才能产生光电效应D.对于某种金属，只要入射光的强度足够大，就会发生光电效应[题组阶梯突破]√2.用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属发生光电效应的措施是( )√A.改用频率更小的紫外线照射B.改用X射线照射C.改用强度更大的原紫外线照射D.延长原紫外线的照射时间解析 某种金属能否发生光电效应取决于入射光的频率，与入射光的强度和照射时间无关，不能发生光电效应说明入射光的频率小于金属的极限频率，所以要使金属发生光电效应，应增大入射光的频率，X 射线的频率比紫外线频率高，所以本题选B.3.如图4，用一定频率的单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，则( )A.电源右端应为正极B.流过电流表G 的电流大小取决于照射光的频率C.流过电流表G 的电流方向是由a 流向bD.普朗克解释了光电效应并提出光子能量E ＝hν图4√4.(多选)对爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 0，下面的理解正确的有( )A.只要是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属中逸出的所有光 电子都会具有同样的初动能E kB.式中的W 0表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金属中正电荷引力 所做的功C.逸出功W 0和截止频率νc 之间应满足关系式W 0＝hνcD.光电子的最大初动能和入射光的频率不是成正比√√例2 (多选)(2016·10月浙江选考·15)如图5为氢原子能级图，氢原子中的电子从n ＝5能级跃迁到n ＝2能级可产生a 光；从n ＝4能级跃迁到n ＝2能级可产生b 光.a 光和b 光的波长分别为λa 和λb ，照射到逸出功为2.29 eV 的金属钠表面均可产生光电效应，遏止电压分别为U a 和U b .则( )A.λa ＞λbB.U a ＞U bC.a 光的光子能量为2.86 eVD.b 光产生的光电子最大初动能E k ＝0.26 eV √命题点二 氢原子能级及能级跃迁图5√√5.(多选)以下说法中，属于玻尔所提出的原子模型理论的是( )A.原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做圆周运动，但不向外辐 射能量B.原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子 的可能轨道分布是不连续的C.电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子D.电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率[题组阶梯突破]√√√6.一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级.该氢原子( )A.放出光子，能量增加√B.放出光子，能量减少C.吸收光子，能量增加D.吸收光子，能量减少解析 根据玻尔理论，氢原子能级越高对应的能量越大，当氢原子从较高能级向较低能级跃迁时放出光子，能量减少.故选项B正确.7.如图6所示为氢原子能级图，如果有大量处在n＝3激发态的氢原子向低能级跃迁，则能辐射出的频率不同的光的种类及发出波长最短的光的能级跃迁是( )A.3种，从n＝3到n＝2B.3种，从n＝3到n＝1C.2种，从n＝3到n＝2D.2种，从n＝3到n＝1√图68.如图7所示，氢原子在下列各能级间跃迁：(1)从n ＝2到n ＝1；(2)从n ＝5到n ＝3；(3)从n ＝4到n ＝2；在跃迁过程中辐射的电磁波的波长分别用λ1、λ2、λ3表示，则波长λ1、λ2、λ3大小的顺序是( )A.λ1＜λ2＜λ3B.λ1＜λ3＜λ2C.λ3＜λ2＜λ1D.λ2＜λ3＜λ1√图79.(多选)(2015年10月浙江选考)氢原子从n ＝6跃迁到n ＝2能级时辐射出频率为ν1的光子，从n ＝5跃迁到n ＝2能级时辐射出频率为ν2的光子.下列说法正确的是( )A.频率为ν1 的光子的能量较大B.频率为ν1的光子的动量较大C.做双缝干涉实验时，频率为ν1的光产生的条纹间距较大D.用同一种金属做光电效应实验时，频率为ν1的光产生的光电子的最大初动能较大√√√课时训练1.原子的核式结构学说，是卢瑟福根据以下哪个实验提出来的( )A.光电效应实验B.氢原子光谱实验√C.α粒子散射实验D.天然放射实验解析 原子的核式结构学说是卢瑟福通过α粒子散射实验提出的.故C正确.2.(多选)原子的能量量子化现象是指( )A.原子的能量是不可以改变的B.原子的能量与电子的轨道无关C.原子的能量状态是不连续的D.原子具有分立的能级√√解析 根据玻尔理论，原子处于一系列不连续的能量状态中，这些能量值称为能级，原子不同的能量状态对应不同的轨道，故C 、D 选项正确.3.下列关于光的波粒二象性的说法中，正确的是( )A.有的光是波，有的光是粒子B.光子与电子是同样的一种粒子√C.光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D.大量光子的行为往往显示出粒子性4.(多选)有关氢原子光谱的说法正确的是( )A.氢原子的发射光谱是连续谱√B.氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光√C.氢原子光谱说明氢原子的能级是分立的D.氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关解析 氢原子的发射光谱是线状谱，故选项A错误；氢原子光谱说明：氢原子只能发出特定频率的光，氢原子能级是分立的，故选项B、C正确；由玻尔理论知氢原子发射出的光子能量由前、后两个能级的能量差决定，即hν＝E m－E n，故选项D错误.5.在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是( )A.光电效应是瞬时发生的B.所有金属都存在极限频率√C.光电流随着入射光增强而变大D.入射光频率越大，光电子最大初动能越大6.(多选)用强度和频率都相同的两束紫外线分别照射到两种不同金属的表面上，均可发生光电效应，则下列说法中正确的是( )A.两束紫外线光子总能量相同B.从不同的金属表面逸出的光电子的最大初动能相同C.在单位时间内从不同的金属表面逸出的光电子数相同D.从不同的金属表面逸出的光电子的最大初动能不同√√√7.根据玻尔理论，下列关于氢原子的论述正确的是( )A.当氢原子由能量为E n的定态向低能级跃迁时，氢原子要辐射的光子能量为hν＝E nB.电子沿某一轨道绕核运动，若圆周运动的频率为ν，则其发出光的频率也是ν√C.一个氢原子中的电子从一个半径为r a的轨道自发地直接跃迁到另一个半径为r b的轨道，已知r a＞r b，则此过程原子要辐射某一频率的光子D.氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁8.(2016·嘉兴市联考)如图1所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁时所发出的三种波长的光.在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是( )图1√9.(多选)甲、乙两种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光频率间的关系分别如图2中的a 、b 所示.下列判断正确的是( )A.图线a 与b 不一定平行B.图线a 与b 的斜率是定值，与入射光和金属材料 均无关系C.乙金属的极限频率大于甲金属的极限频率D.甲、乙两种金属发生光电效应时，若光电子的 最大初动能相同，甲金属的入射光频率大√√图210.如图3所示，当开关S断开时，用光子能量为2.5 eV 的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零.合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.6 V 时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.6 V时，电流表读数为零，由此可知阴极材料的逸出功为( )A.1.9 eVB.0.6 eVC.2.5 eVD.3.1 eV√图311.(2015·新课标全国卷Ⅰ·35(1))在某次光电效应实验中，得到的遏止电压U c 与入射光的频率ν的关系如图4所示.若该直线的斜率和截距分别为k 和b ，电子电荷量的绝对值为e ，则普朗克常量可表示为_____，所用材料的逸出功可表示为_____.图4－eb ek12.根据玻尔原子结构理论，氦离子(He ＋)的能级图如图5所示.电子处在n ＝3轨道上比处在n ＝5轨道上离氦核的距离___(选填“近”或“远”).当大量He＋处在n ＝4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有__条.图5解析 能量最低的状态为基态，离原子核最近，如果吸收一定频率的光子，电子就会跃迁到能量较高的定态轨道，能级越高，离核越远.大量He ＋从n ＝4的激发态向基态跃迁时，有6种不同的跃迁方式，对应6条不同的谱线.近6。
高考物理一轮专题复习课件近代物理初步
在量子力学中，物理量（如位置、动 量、能量等）用算符来表示。算符作 用于波函数，可以得到相应物理量的 本征值和本征态，从而了解微观粒子 的性质和行为。
量子测量是指对微观粒子状态的观测 和测量。在量子力学中，测量会导致 波函数坍缩到某个本征态上，使得测 量结果具有随机性和不确定性。量子 测量是连接理论预测和实验验证的桥 梁，对于理解量子力学的基本原理和 验证理论预言具有重要意义。
吸收作用
射线被物质原子吸收，将能量 传递给原子，使原子发生能级
跃迁或电离。
射线探测方法和技术
闪烁计数器
利用射线与闪烁体相互 作用产生的可见光或紫
外光进行探测。
盖革计数器
利用射线与气体相互作 用产生的电离现象进行
探测。
半导体探测器
利用射线与半导体材料 相互作用产生的电荷进
行探测。
照相法
利用射线与感光材料相 互作用产生的潜影进行
激光冷却技术在原子喷泉中的应用： 原子喷泉是一种利用激光冷却技术实 现的高精度测量装置，可用于测量时 间、长度等物理量。在原子喷泉中， 利用激光冷却技术将原子冷却到接近 绝对零度，然后利用微波场对原子进 行操控和测量，从而获得极高的测量 精度和稳定性。
激光冷却技术在量子计算中的应用： 量子计算是一种基于量子力学原理的 计算方式，具有在某些特定问题上比 传统计算机更快的计算能力。而激光 冷却技术在量子计算中发挥着重要作 用。利用激光冷却技术可以将量子比 特（qubit）冷却到接近绝对零度， 从而消除热噪声对量子计算的影响， 提高量子计算的精度和可靠性。
测不准关系的意义
测不准关系在量子力学中具有重要地位，它表明微观粒子的 状态不能完全确定，而是以一种概率分布的形式存在。这一 原理对于理解量子现象、发展量子技术具有重要意义，同时 也对经典物理观念产生了深远影响。