2020高考物理大一轮复习课件：13.专题十三 原子物理(共91张PPT)
物理 专题十三：原子 物理
学科素养—科学探究 实验选用金箔的原因: 1.金的延展性好，容易做成很薄的箔，实验用的金箔厚 度大约是10-7 m； 2.金原子带的正电荷多，与α粒子间的库仑力大； 3.金原子质量大约是α粒子质量的50倍，因而惯性大，α 粒子运动状态容易改变.
物理 专题十三：原子 物理
物理 专题十三：原子 物理
②核力是短程力,作用范围在1.5×10-15 m之内.核力在距 离大于0.8×10-15 m时表现为吸引力,且随距离的增大而 减小,超过1.5×10-15 m,核力急剧下降,几乎消失;在距离 小于0.8×10-15 m时,核力表现为斥力,因此核子不会融合 在一起. 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.质子间、中子间、质子和中子间都存 在核力. (2)结合能 ①结合能:核子结合成原子核时放出一定的能量,原子核 分解成核子时吸收一定能量,这种能量叫结合能. ②平均结合能(比结合能):原子核的结合能与其核子数 之比,称为比结合能,也叫平均结合能. 说明：平均结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢 固,原子核越稳定.
物理 专题十三：原子 物理
考点2
原子结构、氢原子光谱
1.原子的核式结构模型 (1)1909—1911年，英国物理学家卢瑟福进行了α粒子 散射实验，提出了核式结构模型. (2)α粒子散射实验: a.实验装置(如图所示) b.实验结果:α粒子穿过金箔后，绝大多数沿原方向前 进，少数发生较 大角度偏转，极少数偏转角度大于90°，甚至被弹回. (3)核式结构模型:原子中心有一个 很小的核，叫做原子核，原子的全 部正电荷和几乎全部质量都集中在 原子核里，带负电的电子在核外空 间绕核旋转.
物理 专题十三：原子 物理
(3)核能的计算——爱因斯坦质能方程 ①质量亏损:核子结合生成原子核,所生成的原子核的质 量比组成它的核子的总质量要小些,这种现象叫做质量 亏损. ②爱因斯坦质能方程:物体的能量和质量之间存在着密 切的联系,它们之间的关系是E=mc2或ΔE=Δmc2. 这就是著名的爱因斯坦质能方程.在计算核能时,可以先 计算亏损质量Δm,再代入质能方程中即可求出核能.
物理 专题十三：原子 物理
(2)光电子的动能与光电子的最大初动能 物理 专题十三：原子 物理 光照射到金属表面时，电子吸收光子的能量，可能向 各个方向运动，向外飞出时，需克服原子核的引力和 其他原子的阻碍作用而损失一部分能量，剩余部分能 量为光电子的初动能；只有金属表面的电子直接向外 飞出时，即电子只需克服原子核的引力做功，光电子 才具有最大初动能. (3)光电流和饱和电流 从金属板中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，这个饱和值是饱和电流，在一定的光照条件下， 饱和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，光子能量即每个光子的能量.光的总能量等 于光子能量与入射光子数的乘积.
物理 专题十三：原子 物理
物理 专题十三：原子 物理
物理 专题十三：原子 物理
②特征:半衰期只由核内部自身的因素决定,与原子所处 的化学状态和外部条件无关. 4.四种核反应类型的区分与典例 类型 可控性 核反应方程典 α衰变 自发 衰 变 β衰变 自发
物理 专题十三：原子 物理
人工转变
人工控制
物理 专题十三：原子 物理
物理 专题十三：原子 物理
考点3
天然放射现象、核反应、核能
1.三种射线的比较 种类 α射线 β射线 组成 高速氦核流 高速电子流 2e -e 电荷量 4mp(mp=1.67×10-27 质量 kg) 磁场中的 与α射线偏 偏转 偏转情况 转方向相反 穿透本领 最弱 较强 对空气的 很强 较弱 电离作用 在空气中 粗、短、直 细、较长、曲折 的径迹
物理 专题十三：原子 物理
物理 专题十三：原子 物理
B.方法帮·题型 方法2 能级跃迁问题的求解方法 全突破 方法3 核反应与核能问题的求解方法
方法1 光电效应问题的求解方法
方法1 光电效应问题的求解方法
方法解读： 1.光电效应规律的两条线索 (1)入射光频率→决定光子能量→决定光电子的最大初动 能. (2)入射光强度→决定单位时间内接收的光子数→决定单 位时间内发射的光电子数→决定饱和电流.即:
C.考法帮·考向全扫描 考向1 对重大科学发现史的考查 考向2 对光电效应的考查 考向3 对能级和能级跃迁的综合考查 考向4 对核反应及核能的考查
物理 专题十三：原子 物理
考纲要求
核心考点 考情精解读
命题规律
考向必究
核心素养聚焦
命题分析预测
考纲要求 1.氢原子光谱 Ⅰ 2.氢原子的能级结构、能级公式 Ⅰ 3.原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期 Ⅰ 4.放射性同位素 Ⅰ 5.核力、核反应方程 Ⅰ 6.结合能、质量亏损 Ⅰ 7.裂变反应和聚变反应、裂变反应堆 Ⅰ 8.射线的危害和防护 Ⅰ 9.光电效应 Ⅰ 10.爱因斯坦光电效应方程 Ⅰ
命题规律
核心考点 光电效应、波 粒二象性 考题取样 2018全国Ⅱ，T17
考向必
2017全国Ⅲ,T19
2018天津，T5 2017北京,T18 2018全国Ⅲ，T14 2017全国Ⅰ,T17
原子结构、氢 原子光谱
天然放射现象、 核反应、核能
考查光电效应中截止 向2) 考查遏止电压、爱因 方程(考向1) 考查氢原子光谱、能 (考向3) 考查光子的能量,光速 的关系(考向2) 考查核反应方程的质 荷数守恒(考向4) 考查核反应中核能的
【· 物理】：专题十三 原子物理
专题十三 原子物理
CONTENTS
目录
考情精解读 考纲要求 命题规律 A.考点帮·知识全通关 考点1 光电效应、波粒二象性
核心素养 聚焦
命题分析预 测
考点2 原子结构、氢原子光谱
考点3 天然放射现象、核反应、核能
物理 专题十三：原子 物理
B.方法帮·题型全突破 方法1 光电效应问题的求解方法 方法2 能级跃迁问题的求解方法 方法3 核反应与核能问题的求解方法
光能在真空中 光的直线传 传播,是横波, 光的干涉、 实验依据 播、光的反 衍射 光速等于电磁 射 波速
光是由 光是一群弹 光是一种 光是一种电磁 一份一 内容要点 性粒子 机械波 波 份光子 组成的
2.光电效应现象中的几个概念 (1)光电效应:在光的照射下金属发射电子的现象叫做光 电效应，发射出来的电子叫做光电子. (2)极限频率:能使某种金属发生光电效应的最小频率叫 做该种金属的极限频率. (3)逸出功:电子从金属中逸出所需做功的最小值叫做该 金属的逸出功. (4)遏止电压:使光电流减小到零时的反向电压称为遏止 电压. (5)光子说:在空间传播的光不是连续的，而是一份一份 的，每一份叫做一个光量子，简称光子，光子的能量 E=hν. 3.光电效应方程:Ek=hν-W0.Ek为光电子的最大初动能，ν 为入射光的频率，W0为金属的逸出功.
光子流
静
学科素养—科学态度与责任 放射性同位素的应用与防护
物理 专题十三：原子 物理
1.应用 (1)利用射线:α射线具有很强的电离作用，可用于消除 有害静电，还可用于火警报警器；γ射线有很强的贯穿 本领，可用于工业探伤. (2)作为示踪原子:同位素具有相同的化学性质，可用放 射性同位素代替非放射性同位素作为示踪原子. 2.防护 放射性物质对人体组用具和工作场所的污染.
方法1 光电效应问题的求解方法
方法1 光电效应问题的求解方法 3.光电效应的图象
图象名称 最大初动能 Ek与入射光 频率ν的关 系图象 颜色相同、 强度不同的 光,光电流 与电压的关 系图象 图线形状
由图线直接(间接)得到的
①截止频率:图线与ν轴交点的横 ②逸出功:图线的反向延长线与E 标的绝对值W0=|-E|=E ③普朗克常量:图线的斜率k=h
物理 专题十三：原子 物理
4.对光电效应实验规律的理解 (1)任何一种金属，都有一个与之对应的极限频率，用 低于这个频率的光照射该金属不能发生光电效应.所以 判断是否发生光电效应应该比较题目中给出的入射光 频率和对应金属的极限频率的大小. (2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着 入射光频率的增大而增大. (3)入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时 的，一般不超过10-9 s. 5.光电效应中应区分的几个概念 (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，光 子是光电效应的因，光电子是果.
(1)证明了爱因斯坦光子说的正确性; (2)表明了光子不仅具有能量,还具有动量; 意义 (3)揭示了光具有粒子性的一面; (4)证实了在微观粒子的单个碰撞事件中动量守恒定律和能量守
物理 专题十三：原子 物理
物理 专题十三：原子 物理
7.光的波粒二象性、物质波 (1)光的波粒二象性
实验基础 表现
①光是一种概率波,即光子在空间各点出现 ①光的波动 光的波动 干涉和衍射 的可能性大小(概率)可用波动规律来描述; 性,不是光子 性 ②大量的光子在传播时,表现出波的性质 ②光的波动
命题分析预 测 高考对原子结构和能级部分的考查重点为:对α粒子散射
实验的理解、原子的核式结构学说、能级、光子的发射
与吸收.可以是对本部分内容的单独考查，也可以与磁
场、动量、几何光学、光电效应、电磁波谱等知识相结
合进行综合考查，以选择题或计算题的形式出现.天然
放射现象、核反应和核能部分主要是单独考查，但试题 往往灵活多变，且常与最新时事相结合，考查对相关知 识的理解和应用能力，一般以选择题的形式出现.
物理 专题十三：原子 物理
考点1 光电效应、波粒二象性 A.考点帮·知识全 通关
考点2 原子结构、氢原子光谱
考点3 天然放射现象、核反应、
高考物理一轮复习课件 第13单元原子物理课件 (广东专版)
广东省专用 ·新课标·
第十三单元 原子物理
第十三单元 │ 知识系统总览 知识系统总览
第十三单元 │ 知识系统总览
第十三单元 │ 课标考纲展示
课标考纲展示
新课程标准
考试说明
要求
(1)了解人类探索原子结构的历史以
光电效应
Ⅰ
及有关经典实验．
爱因斯坦光电效应方程
Ⅰ
(2)通过对氢原子光谱的分析，了
氢原子光谱
当光子作用使原子发生跃迁时，只有光子能量满足 hν＝Em－En 的条
件时，原子才能吸收光子的全部能量而发生跃迁． 当用电子等实物粒子作用在原子上，只要入射粒子的动能大于或等于
原子某两“定态”能量之差 Em－En，即可使原子受激发而向较高能级跃迁．
如果光子或实物粒子与原子作用而使原子电离(绕核运动的电子脱离
2 上海卷1
全国Ⅱ14 全国 Ⅰ14 上海卷4、8 浙江卷13 广东卷
18
海南卷19 山东卷 38 北京卷13 江
苏卷12C
第十三单元 │ 使用建议
使用建议
1．本单元概念、核反应方程多，在复习单元知识时应注意： (1)辨析概念：通过对比，使学生真正理解各物理量之间的 区别与联系． (2)总结方法：在复习本单元知识时要提醒学生注意，宏观 领域中的经验和规律在微观领域都遇到严重的障碍，微观领域 的研究方法应是，从实验事实出发经过分析总结，提出假设， 建立模型，再经过实验的验证，并发现新的问题，从而对假设 进行修正．
个频率的光子．
第52讲 │ 考向互动探究
例2 [2011·四川卷] 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
高三物理一轮复习课件-原子结构和与原子核
对原子结构和原子核的研究具有广泛的应用价值，涉及到能源、医学、材料等领域。
学习重点和难点
理解原子的组成和结构，掌握核反应的基本原理和强度。
原子的组成及基本粒子
原子由质子、中子和电子等基本粒子组成。
原子结构 - 原子结构
元素符号和原子序数
每种元素都有一个独特的符号代表，原子序数表示元素中质子的数量。
原子质量和相对原子质量
原子质量是指一个原子的质量，相对原子质量是相对于碳-12的质量比。
原子核和电子云
原子核位于原子的中心，含有质子和中子。电子云环绕在原子核周围。
2 质谱仪的发明
质谱仪的发明和应用进一步揭示了原子核的特性和组成。
原子核 - 原子核的组成
质子和中子
质子带正电荷，中子不带电荷，它们组成了原子核。
氢同位素的概念
氢同位素是指氢的同位素，其核心的质子数不同，但中子数相同。
原子核 - 原子核的结构
1 核的半径和密度
原子核的大小很小，密度很大。
2 核的结构模型
原子结构 - 原子的性质
1 原子半径
原子的半径指的是原子 的大小，在周期表中有 一定的规律。
2 原子的3 原子的电子亲和能
原子的电子亲和能是指 一个原子吸收一个电子 时释放的能量。
原子核 - 原子核的发现
1 放射现象的发现
通过对放射线现象的研究，科学家发现了原子核的存在。
原子核的结构可以通过壳模型和液滴模型 来描述。
原子核 - 原子核的分裂和融合
1 原子核的稳定性和放射性
某些原子核不稳定，会发生放射性衰变，而稳定的原子核不发生衰变。
2 核反应和核能的产生
核反应是指原子核之间的相互作用，核能是从核反应中释放出来的能量。
高三物理一轮复习精品课件5：13.3 原子与原子核
2．放射性同位素的应用 (1)放射性同位素放出的射线应用于工业、探伤、农业、 医疗等． (2)作示踪原子．
六、核力与核能 1．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 1.5×10－15 m 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．
(2)氢原子的半径公式：rn＝n2r1(n＝1，2，3，…)， 其中 r1 为基态半径，又称玻尔半径，r1＝0.53×10－10 m.
(3)氢原子能级图(如图)
①能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态—— 定态．
②横线左端的数字“1、2、3…”表示量子数，右端 的数字“－13.6，－3.4，…”表示氢原子的能级．
第十三章 动量守恒定律 波粒二象性 原子结构与原子核
第3课时 原子与原子核
基础知识梳理整合
一、原子结构 1．汤姆孙原子模型(“枣糕”模型) (1)_汤__姆__孙___研究阴极射线用测定粒子比荷的方法发现 了电子．电子的发现证明了原子是可分的． (2)汤姆孙原子模型：原子里面带_正__电__荷___的物质均匀分 布在整个原子球体中，而___带__负_电__的__电__子____则一粒粒镶嵌在 球内． 2．卢瑟福的α粒子散射实验 (1)卢瑟福的 α 粒子散射实验装置(如下图所示)
(3)跃迁假设：原子从一个能量状态向另一个能量状 态跃迁时要__吸__收___或__放_出____一定频率的光子，光子的能
量等于两个状态的__能_级__差___，即 hν＝__E_m_－__E__n ____．
2．能级：在玻尔理论中，原子各个可能状态的 ____能__量__值______叫能级．
高考物理一轮复习：13-3《原子和原子核》ppt课件
基础自测 教材梳理 考点突破 题型透析 课时训练 规范解答
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基础自测 教材梳理
基础自测
教材理
1．(α粒子散射实验的理
金箔中的原子核与α粒子
解)(2013·高考福建卷)在卢瑟福α粒 都带正电，α粒子接近原
子散射实验中，金箔中的原子核可 子核过程中受到斥力而不
以看作静止不动，下列各图画出的 是引力作用，A、D错
答案 解析
基础自测 教材梳理
考点突破 题型透析
课时训练 规范解答
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基础自测 教材梳理
基础自测
教材梳理
3．(对衰变方程的理解)(2013·高考上海 卷)在一个29382U 原子核衰变为一个28062Pb 原子核的过程中，发生 β 衰变的次数为
A．6次
B．10次
(A)
内容
C．22次
高基三础自物测理一轮复习
教材梳理
第十三章 动量守恒定律
波粒二象性基础自原测子结构教与材原梳理子核
第3节 原子和原子核
内容 考点一 氢原子能级及能级跃迁
考
考点二 原子核和原子核的衰变
点 考点三 核反应类型、核能
在本模块中，学生将学习算法初步、统计、概率的基础知识。 1．算法是数学及其应用的重要组成部分，是计算科学的重要基础。随着现代信息技术飞速发展，算法在科学技术、社会发展中发挥着越来越大的作用，并日益融入社会生活的许多方面，算法思想已经成为现代人应具备的一种数学素养。中学数学中的算法内容和其他内容是密切联系在一 起的， 比如线性方程组的求解、数列的求和等。具体来说，需要通过模仿、操作、探索，学习设计程序框图表达解决问题的过程，体会算法的基本思想和含义，理解算法的基本结构和基本算法语句，并了解中国古代数学中的算法。在本教科书中，首先通过实例明确了算法的含义，然后结合具 体算法介绍了算法的三种基本结构：顺序、条件和循环，以及基本的 算法语句，最后集中介绍了辗转相除法与更相减损术、秦九韶算法、排序、进位制等典型的几个算法问题，力求表现算法的思想，培养学生的算法意识。2．现代社会是信息化的社会，人们面临形形色色的问题，把问题用数量化的形式表示，是利用数学工具解决问题的基础。对于数量化表示的问题，需要收集数据、分析数据、解答问题。统计学是研究 如何合理收集、整理、分析数据的学科，它可以为人们制定决策提供依据。本教科书主要介绍最基本的获取样本数据的方法，以及几种从样本数据中提取信息的统计方法，其中包括用样本估计总体分布及数字特征和线性回归等内容。本教科书介绍的统计内容是在义务教育阶段有关抽样 调查知识的基础上展开的，侧重点放在了介绍获得高质量样本的方法、 方便样本的缺点以及随机样本的简单性质上。教科书首先通过大量的日常生活中的统计数据，通过边框的问题和探究栏目引导学生思考用样本估计总体的必要性，以及样本的代表性问题。为强化样本代表性的重要性，教科书通过一个著名的预测结果出错的案例，使学生体会抽样不是简 单的从总体中取出几个个体的问题，它关系到最后的统计分析结果是 否可靠。然后，通过生动有趣的实例引进了随机样本的概念。通过实际问题情景引入系统抽样、分层抽样方法，介绍了简单随机抽样方法。最后，通过探究的方式，引导学生总结三种随机抽样方法的优缺点。3．随机现象在日常生活中随处可见，概率是研究随机现象规律的学科，它为人们认识客观世界提供了重要的思维模式和解决问题的模型，同时为 统计学的发展提供了理论基础。因此，统计与概率的基础知识已经成为一个未来公民的必备常识。在本模块中，学生将在义务教育阶段学习统计与概率的基础上，结合具体实例，学习概率的某些基本性质和简单的概率模型，加深对随机现象的理解，能通过实验、计算器（机）模拟估计 简单随机事件发生的概率。教科书首先通过具体实例给出了随机事件 的定义，通过抛掷硬币的试验，观察正面朝上的次数和比例，引出了随机事件出现的频数和频率的定义，并且利用计算机模拟掷硬币试验，给出试验结果的统计表和直观的折线图，使学生观察到随着试验次数的增加，随机事件发生的频率稳定在某个常数附近，从而给出概率的统计定义 。概率的意义是本章的重点内容。教科书从几方面解释概率的意义， 并通过掷硬币和掷骰子的试验，引入古典概型，通过转盘游戏引入几何概型。分别介绍了用计算器和计算机中的Excel软件产生（取整数值的）随机数的方法，以及利用随机模拟的方法估计随机事件的概率、估计圆周率的值、近似计算不规则图形的面积等。教科书首先通过具体实例给出了随机事件的定义，通过抛掷硬币的试验，观察正面朝上的次数和 比例，引出了随机事件出现的频数和频率的定义，并且利用计算机模拟掷硬币试验，给出试验结果的统计表和直观的折线图，使学生观察到随着试验次数的增加，随机事件发生的频率稳定在某个常数附近，从而给出概率的统计定义。概率的意义是本章的重点内容。教科书从几方面解释 概率的意义，并通过掷硬币和掷骰子的试验，引入古典概型，通过转 盘游戏引入几何概型。分别介绍了用计算器和计算机中的Excel软件产生（取整数值的）随机数的方法，以及利用随机模拟的方法估计随机事件的概率、估计圆周率的值、近似计算不规则图形的面积等。
【名师讲解】高三物理一轮复习：第十三章 原子物理(37张PPT)
整电场强度E和磁感强度B的大小使得在MN上只有两个点受
到射线照射,下面的哪种判断是正确的( A．射到b点的一定是 射线 B．射到b点的一定是 C．射到b点的一定是 D、射到b点的一定是
C )．
射线射线
射线或
射线
【练习2】 （模拟题第54页练习8）
BD
题型二：放射性元素及半衰期
题型二：原子能级跃迁 【练习4】图中画出了氢原子的4个能 级，并注明了相应的能量E．处在n＝4的能 级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出 若干种不同频率的光波．已知金属钾的逸出 功为2.22eV．在这些光波中，能够从金属钾 的表面打出光电子的总共有 （ C ） A．二种 B．三种 C．四种 D．五种
第十三章
一、复习内容及课时安排
（一）、原子结构 （二）、原子核 （三）、波粒二象性
原子物理
2 2 1
（四）、单元测验和试卷讲评
2
二、考纲要求
三、考纲解读
原子和原子核为高考必考内容之一。一般都在选择题中出 现。主要涉及光电效应、α粒子散射实验、原子能级及跃迁、核
反应方程、核能的利用、半衰期等。其中光电效应、能级、核
A 0 X Z A1Y 1 e (2) 衰变： Z ．
(3) 射线是伴随 子核在发生
衰变、 衰变后，产生的新核处于高能级，
射线和 射线产生的，其实质是放射性原
光子．
它向低能级跃迁时而辐射
(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，
它反映了放射性元素衰变的快慢，由元素的原子核内部因素
B．14 N 7
4 17 1 2 He 18 O 1 H
235 92 C．92U 01n 36 Kr 141Ba 3 01n 56
高考物理一轮复习 第13章 第2单元 原子结构 原子核
栏 目 链 接
题型探究
题型1 能级跃迁与氢原子光谱
1．对氢原子的能级图的理解． (1)氢原子的能级图(如下图)． (2)氢原子能级图的意义： ①能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态——定态． ②横线左端的数字“1，2，3…”表示量子数，右端的数字“－13.6，－3.4…”表示氢
前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)且释放核能．
考点梳理
考点六 结合能、质量亏损
1．结合能：把构成原子核的结合在一起的___核__子___分开所需的能量．
2．质能方程：一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它
的质量成正比，即___E_＝__m__c_2_．
核子在结合成原子核时出现质量亏损 Δm，其能量也要相应减少，
高考总复习物理
第十三章 光电效应 原子与原 子核
第二单元 原子结构 原子核
栏 目 链 接
高考展望
1.理解玻尔氢原子模型及能级概念，能解释原子的跃迁． 2.了解原子核的组成、天然放射现象、放射性同位素及其应 用．理解原子核衰变原理，α、β、γ射线的特性及半衰期． 3.掌握核反应方程及核能的计算． 4.考查主要是选择题．
缚在核内，形成稳定的原子核． (2)特点：
a．核力是_强___相__互___作___用__的一种表现．
b．核力是短程力，作用范围在 1.5×10－15 m 之内． c．每个核子只跟邻近的核子发生核力作用．
2．核反应方程：核反应遵循质___量___数__守恒和电___荷___数__守恒，核反应方程中反应
2e
－e
考点梳理
续表
24He
原子物理高三物理第一轮复习PPT课件北京海淀
1．雷蒙德· 戴维斯因研究来自太阳的电子中徽子(ve) 而获得了2002年度诺贝尔物理学奖．他探测中徽子 所用的探测器的主体是一个贮满615t四氯乙烯(C2Cl4) 溶液的巨桶．电子中微子 可以将一个氯核转变为一 37 37 Cl 18 Ar 0 个氩核，其核反应方程式为 ve 17 1 e 。已知
答案： A
2.近年来，无线光通信技术（不需光纤，利用红 外线在空间的定向传播来传递信息的通信手段） 在局域网、移动通信等多方面显示出巨大的应用 前景。关于红外线和光通信，以下说法中正确的 是 （ ） ①光通信就是将文字、数据、图像等信息转换成 光信号从一地传向另一地的过程 ②光纤通信中的光信号在光纤中传输，无线光通 信的光信号在空气中传输 ③红外线的频率比可见光的频率高 ④红外光子的能量比可见光子的能量大 A．①② B．③④ C．①③ D．②④
答案： C
2．现有1200个氢原子被激发到量子数为4的能 级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则 在此过程中发出的光子总数是多少？假定处在 量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级 的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数 的 n1 。 1 A．2200 B．2000 C．1200 D．2400
原子物理：原子能级的跃迁和光波辐射 （包括与光学知识的综合），α粒子散射
原子核物理：核反应方程，爱因斯坦质能 方程，放射线的性质和应用，相关知识的 物理学史
3．若原子的某内层电子被电离形成空位，其它层的电子 跃迁到该空位上时，会将多余的能量以电磁辐射的形式释 放出来，此电磁辐射就是原子的特征X射线．内层空位的产 生有多种机制，其中的一种称为内转换，即原子中处于激发 态的核跃迁回基态时，将跃迁时释放的能量交给某一内层电 子，使此内层电子电离而形成空位(被电离的电子称为内转换 电子)．214Po的原子核从某一激发态回到基态时，可将能量 E0=1.416MeV交给内层电子(如K、L、M层电子，K、L、M标 记原子中最靠近核的三个电子层)使其电离．实验测得从 214Po原子的K,L、M层电离出的电子的动能分别为 Ek=1.323MeV、EL=1.399MeV、EM=1.412MeV．则可能发射 的特征X射线的能量为 A.0.013MeV B. 0.017MeV C.0.076MeV D. 0.093MeV
(新课标)高考物理大一轮复习第13章动量守恒定律波粒二象性原子结构与原子核教师用书
第13章 动量守恒定律 波粒二象性 原子结构与原子核考纲展示要求 复习定位1.动量、动量定理、动量守恒定律及其应用Ⅱ 1.本章在高考命题中有选择也有计算形式，选择题以波粒二象性及原子结构和原子核为主，而计算题的考查重点仍以典型的碰撞、相互作用模型或生活实例为背景，考查动量守恒定律的应用．动量定理作为新增Ⅱ级考点应引起重视．2．本章的复习应注意以下几方面(1)动量及动量变化量的理解，动量守恒定律的应用(2)动量守恒定律结合动量定理及能量守恒来解决碰撞、打击、反冲等问题(3)光电效应现象、实验规律和光电效应方程，光的波粒二象性及德布罗意波．(4)核式结构、玻尔理论、能级公式、原子跃迁条件，半衰期、质能方程的应用、计算和核反应方程的书写等．2.弹性碰撞和非弹性碰撞 Ⅰ 实验：验证动量守恒定律3.光电效应Ⅰ 4.爱因斯坦光电效应方程 Ⅰ 5.氢原子光谱Ⅰ 6.氢原子的能级结构、能级公式 Ⅰ 7.原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期 Ⅰ 8.放射性同位素 Ⅰ 9.核力、核反应方程 Ⅰ 10.结合能、质量亏损Ⅰ 11.裂变反应和聚变反应、裂变反应堆Ⅰ12.射线的危害和防护 Ⅰ第1节 动量守恒定律及其应用一、冲量、动量和动量定理 1．冲量(1)定义：力和力的作用时间的乘积． (2)公式：I ＝Ft ，适用于求恒力的冲量． (3)方向：与力的方向相同． 2．动量(1)定义：物体的质量与速度的乘积． (2)表达式：p ＝mv .(3)单位：千克·米/秒．符号：kg·m/s.(4)特征：动量是状态量，是矢量，其方向和速度方向相同．3．动量定理(1)内容：物体所受合力的冲量等于物体动量的变化量．(2)表达式：F合·t＝Δp＝p′－p.(3)矢量性：动量变化量方向与合力的方向相同，可以在某一方向上用动量定理．二、动量守恒定律1．系统：相互作用的几个物体构成系统．系统中各物体之间的相互作用力称为内力，外部其他物体对系统的作用力叫做外力．2．定律内容：如果一个系统不受外力作用，或者所受的合外力为零，这个系统的总动量保持不变．3．定律的表达式m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，两个物体组成的系统初动量等于末动量．可写为：p＝p′、Δp＝0和Δp1＝－Δp24．守恒条件(1)理想守恒：系统不受外力或所受外力的合力为零，则系统动量守恒．(2)近似守恒：系统受到的合力不为零，但当内力远大于外力时，系统的动量可近似看成守恒．(3)分方向守恒：系统在某个方向上所受合力为零时，系统在该方向上动量守恒．三、碰撞1．概念：碰撞指的是物体间相互作用持续时间很短，物体间相互作用力很大的现象，在碰撞过程中，一般都满足内力远大于外力，故可以用动量守恒定律处理碰撞问题．2．分类(1)弹性碰撞：这种碰撞的特点是系统的机械能守恒，相互作用过程中遵循的规律是动量守恒和机械能守恒．(2)非弹性碰撞：在碰撞过程中机械能损失的碰撞，在相互作用过程中只遵循动量守恒定律．(3)完全非弹性碰撞：这种碰撞的特点是系统的机械能损失最大，作用后两物体粘合在一起，速度相等，相互作用过程中只遵循动量守恒定律．四、实验：验证动量守恒定律1．方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验(1)测质量：用天平测出滑块质量．(2)安装：正确安装好气垫导轨．(3)实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度(①改变滑块的质量．②改变滑块的初速度大小和方向)．(4)验证：一维碰撞中的动量守恒．2．方案二：利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验(1)测质量：用天平测出两小球的质量m 1、m 2. (2)安装：把两个等大小球用等长悬线悬挂起来．(3)实验：一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它们相碰．(4)测速度：可以测量小球被拉起的角度，从而算出碰撞前对应小球的速度，测量碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞后对应小球的速度．(5)改变条件：改变碰撞条件，重复实验． (6)验证：一维碰撞中的动量守恒．3．方案三：在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验 (1)测质量：用天平测出两小车的质量．(2)安装：将打点计时器固定在光滑长木板的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面，在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥．(3)实验：接通电源，让小车A 运动，小车B 静止，两车碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两小车连接成一体运动．(4)测速度：通过纸带上两计数点间的距离及时间由v ＝ΔxΔt 算出速度．(5)改变条件：改变碰撞条件，重复实验． (6)验证：一维碰撞中的动量守恒．4．方案四：利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律(1)用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球． (2)按照如图所示安装实验装置，调整固定斜槽使斜槽底端水平．(3)白纸在下，复写纸在上，在适当位置铺放好．记下重垂线所指的位置O .(4)不放被撞小球，让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重复10次．用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心P 就是小球落点的平均位置．(5)把被撞小球放在斜槽末端，让入射小球从斜槽同一高度自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次．用步骤(4)的方法，标出碰后入射小球落点的平均位置M 和被碰小球落点的平均位置N .如图所示．(6)连接ON ，测量线段OP 、OM 、ON 的长度．将测量数据填入表中．最后代入m 1OP ＝m 1OM ＋m 2ON ，看在误差允许的范围内是否成立．(7)整理好实验器材放回原处．(8)实验结论：在实验误差范围内，碰撞系统的动量守恒． [易错警示·微点拨]1.物体动量的变化等于物体所受合外力的冲量，而不是某个力的． 2．动量守恒中的速度应是相对于同一参考系中的速度．3．动量是矢量，系统总动量不变，是指系统总动量的大小方向都不变． 4．相互作用的物体动量守恒但机械能不一定守恒．考点一 动量定理的理解及应用1．动量定理的理解要点(1)动量定理的表达式应是一个矢量式，式中3个矢量都要选同一个方向为正方向． (2)动量定理公式中的F 是研究对象所受的合外力，它可以是恒力，也可以是变力，当F 为变力时，F 应是合外力对作用时间的平均值．(3)公式Ft ＝p ′－p 除表明等号两边大小、方向的关系外，还说明了两边的因果关系，即合外力的冲量是动量变化的原因．(4)动量定理说明的是合外力的冲量与动量变化的关系，与物体的初末动量无必然联系． (5)由Ft ＝p ′－p ，得F ＝p ′－p t ＝Δpt，即物体所受的合外力等于物体的动量对时间的变化率． 2．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，此时力的作用时间越短，力就越大；时间越长，力就越小．另一类是作用力一定，此时力的作用时间越长，动量变化越大；力的作用时间越短，动量变化越小．分析问题时，要把哪个量一定，哪个量变化搞清楚．1．(2015·高考重庆卷)高空作业须系安全带，如果质量为m 的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h (可视为自由落体运动)，此后经历时间t 安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为( )A.m 2ght ＋mg B ．m 2ght －mg C.m ght＋mg D ．m ght－mg 解析：选A.由动量定理得(mg －F )t ＝0－mv ，得F ＝m 2ght＋mg .选项A 正确．2．(2016·山东烟台高三质检)皮球从某高度落到水平地板上，每弹跳一次上升的高度总等于前一次的0.64倍，且每次球与地板接触的时间相等．若空气阻力不计，与地板碰撞时，皮球重力可忽略．(1)求相邻两次球与地板碰撞的平均冲力大小之比是多少？(2)若用手拍这个球，使其保持在0.8 m的高度上下跳动，则每次应给球施加的冲量为多少？(已知球的质量m＝0.5 kg，g取10 m/s2)解析：(1)由题意可知，碰撞后的速度是碰撞前的0.8倍．设皮球所处的初始高度为H，与地板第一次碰撞前瞬时速度大小为v0＝2gH，第一次碰撞后瞬时速度大小(亦为第二次碰撞前瞬时速度大小)v1和第二次碰撞后瞬时速度大小v2满足v2＝0.8v1＝0.82v0.设两次碰撞中地板对球的平均冲力分别为F1、F2，选竖直向上为正方向，根据动量定理，有F1t＝mv1－(－mv0)＝1.8mv0F2t＝mv2－(－mv1)＝1.8mv1＝1.44mv0则F1∶F2＝5∶4(2)欲使球跳起0.8 m，应使球由静止下落的高度为h＝0.80.64m＝1.25 m，球由1.25 m落到0.8 m处的速度为v＝3 m/s，则应在0.8 m处给球的冲量为I＝mv＝1.5 N·s，方向竖直向下．答案：(1)5∶4 (2)1.5 N·s方向竖直向下动量定理的应用技巧(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，速度方向时刻在变化，求动量变化(Δp＝p2－p1)需要应用矢量运算方法，计算比较复杂，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．考点二动量守恒定律的理解及应用1．动量守恒的“四性”(1)矢量性：表达式中初、末动量都是矢量，需要首先选取正方向，分清各物体初末动量的正、负．(2)瞬时性：动量是状态量，动量守恒指对应每一时刻的总动量都和初时刻的总动量相等．(3)同一性：速度的大小跟参考系的选取有关，应用动量守恒定律，各物体的速度必须是相对同一参考系的速度．一般选地面为参考系．(4)普适性：它不仅适用于两个物体所组成的系统，也适用于多个物体组成的系统；不仅适用于宏观物体组成的系统，也适用于微观粒子组成的系统．2．动量守恒定律的不同表达形式(1)m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和．(2)Δp1＝－Δp2，相互作用的两个物体动量的增量等大反向．(3)Δp＝0，系统总动量的增量为零．1．如图所示，进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80 kg和100 kg，他们携手远离空间站，相对空间站的速度为0.1 m/s.A将B向空间站方向轻推后，A的速度变为0.2 m/s，求此时B的速度大小和方向．解析：相对空间站而言，宇航员A和B构成的系统满足动量守恒的条件．以初速度v0＝0.1 m/s 的方向为正方向，A将B向空间站方向轻推后，A的速度一定沿正方向，即v A＝0.2 m/s.由动量守恒定律得(m A＋m B)v0＝m A v A＋m B v B将v0、v A代入数据解得v B＝0.02 m/s因为v B>0，所以B的方向仍为离开空间站方向．答案：0.02 m/s 离开空间站方向2．(2015·济南高三质检)如图所示，光滑水平轨道上放置长板A(上表面粗糙)和滑块C，滑块B置于A的左端．三者质量分别为m A＝2 kg、m B＝1 kg、m C＝2 kg，开始时C静止，A、B一起以v0＝5 m/s的速度匀速向右运动，A与C相碰撞(时间极短)后C向右运动，经过一段时间，A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞．求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小．解析：因碰撞时间极短，A与C碰撞过程动量守恒，设碰撞后瞬间A的速度大小为v A，C的速度大小为v C，以向右为正方向，由动量守恒定律得m A v0＝m A v A＋m C v C，A与B在摩擦力作用下达到共同速度，设共同速度为v AB，由动量守恒定律得m A v A＋m B v0＝(m A＋m B)v AB，A、B达到共同速度后恰好不再与C碰撞，应满足v AB＝v C，联立解得v A＝2 m/s.答案：2 m/s应用动量守恒定律解题的步骤(1)明确研究对象，确定系统的组成(系统包括哪几个物体及研究的过程)；(2)进行受力分析，判断系统动量是否守恒(或某一方向上动量是否守恒)；(3)规定正方向，确定初、末状态动量；(4)由动量守恒定律列出方程；(5)代入数据，求出结果，必要时讨论说明．考点三动量和能量观点的综合应用(高频考点)1．动量的观点和能量的观点动量的观点：动量守恒定律能量的观点：动能定理和能量守恒定律这两个观点研究的是物体或系统运动变化所经历的过程中状态的改变，不对过程变化的细节作深入的研究，而关心运动状态变化的结果及引起变化的原因．简单地说，只要求知道过程的初、末状态动量式、动能式和力在过程中所做的功，即可对问题进行求解．2．利用动量的观点和能量的观点解题应注意下列问题(1)动量守恒定律是矢量表达式，还可写出分量表达式；而动能定理和能量守恒定律是标量表达式，绝无分量表达式．(2)中学阶段凡可用力和运动的观点解决的问题．若用动量的观点或能量的观点求解，一般都要比用力和运动的观点要简便，而中学阶段涉及的曲线运动(a不恒定)、竖直面内的圆周运动、碰撞等，就中学知识而言，不可能单纯考虑用力和运动的观点求解．题组一高考题组1．(2014·高考新课标全国卷Ⅰ)如图所示，质量分别为m A、m B的两个弹性小球A、B静止在地面上方，B球距地面的高度h＝0.8 m，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＝0.3 s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m B＝3m A，重力加速度大小g＝10 m/s2，忽略空气阻力及碰撞中的动能损失．求：(1)B球第一次到达地面时的速度；(2)P点距离地面的高度．解析：(1)设B球第一次到达地面时的速度大小为v B，由运动学公式有v B＝2gh①将h＝0.8 m代入上式，得v B＝4 m/s②(2)设两球相碰前后，A球的速度大小分别为v1和v1′(v1′＝0)，B球的速度分别为v2和v2′，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m A v 1＋m B v 2＝m B v 2′④12m A v 21＋12m B v 22＝12m B v 2′2⑤ 设B 球与地面相碰后的速度大小为v B ′，由运动学及碰撞的规律可得v B ′＝v B ⑥ 设P 点距地面的高度为h ′，由运动学规律可得h ′＝v B ′2－v 222g⑦联立②③④⑤⑥⑦式，并代入已知条件可得h ′＝0.75 m ⑧ 答案：(1)4 m/s (2)0.75 m2．(2015·高考全国卷Ⅱ)两滑块a 、b 沿水平面上同一条直线运动，并发生碰撞；碰撞后两者粘在一起运动；经过一段时间后，从光滑路段进入粗糙路段．两者的位置x 随时间t 变化的图象如图所示．求：(1)滑块a 、b 的质量之比；(2)整个运动过程中，两滑块克服摩擦力做的功与因碰撞而损失的机械能之比． 解析：(1)设a 、b 的质量分别为m 1、m 2，a 、b 碰撞前的速度为v 1、v 2.由题给图象得v 1＝－2 m/s ① v 2＝1 m/s ②a 、b 发生完全非弹性碰撞，碰撞后两滑块的共同速度为v 0.由题给图象得v ＝23 m/s ③由动量守恒定律得m 1v 1＋m 2v 2＝(m 1＋m 2)v ④联立①②③④式得m 1∶m 2＝1∶8⑤(2)由能量守恒得，两滑块因碰撞而损失的机械能为 ΔE ＝12m 1v 21＋12m 2v 22－12(m 1＋m 2)v 2⑥由图象可知，两滑块最后停止运动．由动能定理得，两滑块克服摩擦力所做的功为W ＝12(m 1＋m 2)v 2⑦联立⑥⑦式，并代入题给数据得W ∶ΔE ＝1∶2⑧答案：(1)1∶8 (2)1∶2题组二 模拟题组3．(2016·银川一中测试)如图所示，两块长度均为d ＝0.2 m 的木块A 、B ，紧靠着放在光滑水平面上，其质量均为M ＝0.9 kg.一颗质量为m ＝0.02 kg 的子弹(可视为质点且不计重力)以速度v 0＝500 m/s 水平向右射入木块A ，当子弹恰水平穿出A 时，测得木块的速度为v ＝2 m/s ，子弹最终停留在木块B 中．求：(1)子弹离开木块A 时的速度大小及子弹在木块A 中所受的阻力大小； (2)子弹穿出A 后进入B 的过程中，子弹与B 组成的系统损失的机械能． 解析：(1)设子弹离开A 时速度为v 1，对子弹和A 、B 整体， 有mv 0＝mv 1＋2MvFd ＝12mv 20－12mv 21－12×2Mv 2联立解得v 1＝320 m/s ，F ＝7 362 N(2)子弹在B 中运动过程中，最后二者共速，速度设为v 2，对子弹和B 整体，有mv 1＋Mv ＝(m ＋M )v 2解得v 2＝20523m/sΔE ＝12mv 21＋12Mv 2－12(m ＋M )v 22＝989 J.答案：(1)320 m/s 7 362 N (2)989 J4．(2016·河北邯郸摸底)如图所示，木块A 、B 的质量均为m ，放在一段粗糙程度相同的水平地面上，木块A 、B 间夹有一小块炸药(炸药的质量可以忽略不计)．让A 、B 以初速度v 0一起从O 点滑出，滑行一段距离后到达P 点，速度变为v 02，此时炸药爆炸使木块A 、B 脱离，发现木块B 立即停在原位置，木块A 继续沿水平方向前进．已知O 、P 两点间的距离为s ，设炸药爆炸时释放的化学能全部转化为木块的动能，爆炸时间很短可以忽略不计，求：(1)木块与水平地面的动摩擦因数μ； (2)炸药爆炸时释放的化学能．解析：(1)设木块与地面间的动摩擦因数为μ，炸药爆炸释放的化学能为E 0. 从O 滑到P ，对A 、B 由动能定理得 －μ·2mgs ＝12·2m (v 02)2－12·2mv 20①解得μ＝3v 28gs②(2)在P 点爆炸时，A 、B 动量守恒，有 2m ·v 02＝mv ③根据能量守恒定律，有 E 0＋12·2m ·(v 02)2＝12mv 2④联立③④式解得E 0＝14mv 20.答案：(1)3v 208gs (2)14mv 2应用动量、能量观点解决问题的两点技巧(1)灵活选取系统的构成，根据题目的特点可选取其中动量守恒或能量守恒的几个物体为研究对象，不一定选所有的物体为研究对象．(2)灵活选取物理过程．在综合题目中，物体运动常有几个不同过程，根据题目的已知、未知灵活地选取物理过程来研究．列方程前要注意鉴别、判断所选过程动量、机械能的守恒情况．考点四 实验十六：验证动量守恒定律1．实验时应注意的几个问题(1)前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”． (2)方案提醒：①若利用气垫导轨进行实验，调整气垫导轨时，注意利用水平仪确保导轨水平．②若利用摆球进行实验，两小球静放时球心应在同一水平线上，且刚好接触，摆线竖直，将小球拉起后，两条摆线应在同一竖直平面内．③若利用长木板进行实验，可在长木板下垫一小木片用以平衡摩擦力．④若利用斜槽进行实验，入射球质量要大于被碰球质量，即：m 1>m 2，防止碰后m 1被反弹． (3)探究结论：寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变． 2．对实验误差的分析(1)系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求，即： ①碰撞是否为一维碰撞．②实验是否满足动量守恒的条件：如气垫导轨是否水平，两球是否等大，长木板实验是否平衡掉摩擦力等．(2)偶然误差：主要来源于质量m 和速度v 的测量． (3)减小误差的措施：①设计方案时应保证碰撞为一维碰撞，且尽量满足动量守恒的条件． ②采取多次测量求平均值的方法减小偶然误差．1．甲同学用如图甲所示装置，通过半径相同的A 、B 两球的碰撞来验证动量守恒定律．(1)(多选)实验中必须满足的条件是________． A ．斜槽轨道尽量光滑以减小误差 B ．斜槽轨道末端的切线必须水平C ．入射球A 每次必须从轨道的同一位置由静止滚下D ．两球的质量必须相等(2)测量入射球A 的质量为m A ，被碰撞小球B 的质量为m B ，图中O 点是小球抛出点在水平地面上的投影．实验时，先让入射球A 从斜轨上的起始位置由静止释放，找到其平均落点的位置P ，测得平抛射程为OP ；再将入射球A 从斜轨上起始位置由静止释放，与小球B 相撞，分别找到球A 和球B 相撞后的平均落点M 、N ，测得平抛射程分别为OM 和ON .当所测物理量满足表达式________时，即说明两球碰撞中动量守恒；如果满足表达式________时，则说明两球的碰撞为弹性碰撞．(3)乙同学也用上述两球进行实验，但将实验装置进行了改装：如图乙所示，将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中球A 、球B 与木条的撞击点．实验时，首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触，让入射球A 从斜轨上起始位置由静止释放，撞击点为B ′；然后将木条平移到图中所示位置，入射球A 从斜轨上起始位置由静止释放，确定其撞击点P ′；再将入射球A 从斜轨上起始位置由静止释放，与球B 相撞，确定球A 和球B 相撞后的撞击点分别为M ′和N ′.测得B ′与N ′、P ′、M ′各点的高度差分别为h 1、h 2、h 3.若所测物理量满足表达式________，则说明球A 和球B 碰撞中动量守恒．解析：(1)只有斜槽轨道末端的切线水平，小球每次从末端飞出后才做平抛运动，时间才相等，故选项B 对；入射球A 每次必须从轨道上的同一位置由静止滚下，每次从末端飞出时的初速度才相等，故选项C 对．(2)由动量守恒定律得m A ·v A ＝m A ·v A ′＋m B ·v B ′，v ＝x /t ，故得出m A ·OP ＝m A ·OM ＋m B ·ON ；若是弹性碰撞，则动能守恒，有12m A v 2A ＝12m A v A ′2＋12m B v B ′2，联立解得m A ·OP 2＝m A ·OM 2＋m B ·ON 2，或OP ＋OM ＝ON .(3)由h ＝12gt 2，v ＝x t ，得出v 与1h 成正比，再结合动量守恒定律m A ·v A ＝m A ·v A ′＋m B ·v B ′，故得出m A h 2＝m A h 3＋m Bh 1. 答案：(1)BC(2)m A ·OP ＝m A ·OM ＋m B ·ONm A ·OP 2＝m A ·OM 2＋m B ·ON 2(或OP ＋OM ＝ON )(3)m A h 2＝m A h 3＋m Bh 12．(2014·高考新课标全国卷Ⅱ)现利用图甲所示的装置验证动量守恒定律．在图甲中，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．实验测得滑块A 的质量m 1＝0.310 kg ，滑块B 的质量m 2＝0.108 kg ，遮光片的宽度d ＝1.00 cm ；打点计时器所用交流电的频率f ＝50.0 Hz.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．碰后光电计时器显示的时间为Δt B ＝3.500 ms ，碰撞前后打出的纸带如图乙所示．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：按定义，物块运动的瞬时速度大小v ＝ΔsΔt ①式中Δs 为物块在很短时间Δt 内走过的路程 设纸带上打出相邻两点的时间间隔为Δt A ，则 Δt A ＝1f＝0.02 s ②Δt A 可视为很短．设A 在碰撞前、后瞬时速度大小分别为v 0、v 1，将②式和图给实验数据代入①式得v 0＝2.00 m/s ③ v 1＝0.970 m/s ④设B 在碰撞后的速度大小为v 2，由①式有v 2＝dΔt B ⑤代入题给实验数据得v 2＝2.86 m/s ⑥设两滑块在碰撞前、后的总动量分别为p 和p ′，则p ＝m 1v 0⑦ p ′＝m 1v 1＋m 2v 2⑧两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，本实验在误差允许的范围内验证了动量守恒定律．答案：本实验在误差允许的范围内验证了动量守恒定律；运算过程见解析课堂小结——名师微点拨本节课重在理解动量守恒的条件及守恒的描述，对“系统总动量保持不变”注意以下三点：(1)系统在整个过程中任意两个时刻的总动量都相等，不能误认为只是初、未两个状态的总动量相等． (2)系统的总动量保持不变，但系统内每个物体的动量可能都在不断变化．(3)系统的总动量指系统内各物体动量的矢量和，总动量不变指的是系统的总动量的大小和方向都不变.课时规范训练(单独成册)1．(2016·广州调研)(多选)两个质量不同的物体，如果它们的( ) A ．动能相等，则质量大的动量大 B ．动能相等，则动量大小也相等 C ．动量大小相等，则质量大的动能小 D ．动量大小相等，则动能也相等解析：选AC.根据动能E k ＝12mv 2可知，动量p ＝2mE k ，两个质量不同的物体，当动能相等时，质量大的动量大，A 正确、B 错误；若动量大小相等，则质量大的动能小，C 正确、D 错误．2.质量为1 kg 的物体做直线运动，其速度图象如右图所示，则物体在前10 s 内和后10 s 内所受外力的冲量分别是( )A ．10 N·s,10 N·sB ．10 N·s，－10 N·sC ．0.10 N·sD ．0，－10 N·s解析：选D.由题图可知，在前10 s 内初、末状态的动量相等，p 1＝p 2＝5 kg·m/s，由动量定理知I 1＝0；在后10 s 内p 3＝－5 kg·m/s，I 2＝p 3－p 2＝－10 N·s，故选D.3．甲、乙两物体在光滑水平面上沿同一直线相向运动，甲、乙物体的速度大小分别为 3 m/s 和1 m/s ；碰撞后甲、乙两物体都反向运动，速度大小均为2 m/s.甲、乙两物体质量之比为( )A ．2∶3B ．2∶5C ．3∶5D ．5∶3解析：选C.选取碰撞前甲物体的速度方向为正方向，根据动量守恒定律有m 甲v 1－m 乙v 2＝－m甲v 1′＋m 乙v 2′，代入数据，可得m 甲∶m 乙＝3∶5，C 正确．4．将静置在地面上，质量为M (含燃料)的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v 0竖直向下喷出质量为m 的炽热气体．忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是( )A.mMv 0 B ．M mv 0 C.MM －mv 0 D ．mM －mv 0 解析：选D.火箭模型在极短时间点火，设火箭模型获得的速度为v ，据动量守恒定律有0＝(M －m )v －mv 0，得v ＝mM －mv 0，D 正确． 5.(2016·淮安模拟)(多选)如右图所示，一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上，槽的左侧有一竖直墙壁．现让一小球(可视为质点)自左端槽口A 点的正上方从静止开始下落，与半圆槽相切并从A 点进入槽内，则下列说法正确的是( )。
高三物理一轮复习精品课件3：13.3 原子与原子核
(4)氢原子光谱 氢原子光谱线是最早发现、研究的光谱线，这些 光谱线可用一个统一的公式表示： 1λ＝R(m12－n12) 式中 m＝1,2,3，…对每一个 m，有 n＝m＋1，m ＋2，m＋3，…构成一个谱线系．
[特别提醒] 氢原子光谱是线状的、不连续的，波 长只能是分立的值.
知识点2 氢原子的能级结构、能级公式 Ⅰ 1. 玻尔理论 (1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态 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[玻尔理论的跃迁假说][2011·四川高考]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
C. 这些氢原子总共可辐射出 3 种不同频率的光 D. 用 n＝2 能级跃迁到 n＝1 能级辐射出的光照射 逸出功为 6.34 eV 的金属铂能发生光电效应
解析：大量氢原子从 n＝4 的激发态向低能级跃迁 时能辐射出 6 种不同频率的光；频率最高的是由 n＝4 能级跃迁到 n＝1 能级的光，其波长最短，最难表现出 衍射现象；频率最小的光是由 n＝4 能级跃迁到 n＝3 能级产生的；从 n＝2 能级跃迁到 n＝1 能级辐射出的 光子能量 hν＝E2－E1＝[－3.40－(－13.6)] eV＝10.2 eV>6.34 eV，能发生光电效应，选项 D 正确．
答案：D
3. [跃迁假设和光电效应]右图为氢原 子能级的示意图，现有大量的氢原子处 于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐 射出若干不同频率的光．关于这些光下 列说法正确的是( )