2018高考物理一轮总复习第十三章动量近代物理初步选修3_5第40讲原子结构与原子核课件(稍微压字)
最新-2018届高三物理一轮复习 3-5-3-1：原子结构原子核课件 精品
三、放射性同位素及其应用和 防护
1．人造放射性同位素的优点 (1)放射强度容易控制；
2．应用
(1)工业部门使用射线测厚度 ——利用γ射线的穿透特性； (2)可以制成各种所需的形
状；
(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．
子的能级．
③相邻横线间的距离，表示相邻的能级差，量子数越大，相邻的能级差越小．
④带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁条件为：hν＝Em－En.
1.如图3－1 －2所示为卢瑟福和他的同事们做 α 粒子散射实验的装置示意图，荧光屏 和显微镜分别放在图中的 A、B、 C、D四个位置时，下述对观察到现象的说法中正确
放射某些射线的现
电子流
．
，β射线
电磁波
2．三种射线的本质：α射线是
是
，γ射线是
．
3．三种射线的比较
种 类 α射线 高速氦核流 2e
4mp mp＝1.67×10－27 kg
β射线 高速电子流 －e
γ射线
光子流 (高频电磁波)
组成 带电荷量
质量
0
静止质量为零
符号
速度 在电磁场中 0.1c 偏转 0.99c 与α射线反向偏转
①氢原子的能级公式：En＝
－13.6 eV.
E1(n＝1,2,3，„)，其中E1为基态能量E1＝
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.
2018版高考物理 知识复习与检测 第十三章 运动守恒定律 波粒二象性 原子结构与原子核 实验十三
实验十三验证动量守恒定律1．实验原理在一维碰撞中，测出物体的质量m和碰撞前、后物体的速度v、v′，算出碰撞前的动量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后动量是否相等．2．实验器材斜槽、小球(两个)、天平、直尺、复写纸、白纸、圆规等．3．实验步骤(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)按照图1甲安装实验装置．调整、固定斜槽使斜槽底端水平．图1(3)白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好．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小球所有的落点都圈在里面．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和被撞小球落点的平均位置N.如图乙所示．(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m1·OP＝m1·OM ＋m2·ON，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：在实验误差允许范围内，碰撞系统的动量守恒．1．数据处理验证表达式：m1·OP＝m1·OM＋m2·ON2．注意事项(1)斜槽末端的切线必须水平；(2)入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放；(3)选质量较大的小球作为入射小球；(4)实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变.命题点一教材原型实验例1如图2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．图2(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．A．小球开始释放高度hB．小球抛出点距地面的高度HC ．小球做平抛运动的射程(2)图中O 点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m 1多次从斜轨上S 位置由静止释放，找到其平均落地点的位置P ，测量平抛射程OP .然后，把被碰小球m 2静置于轨道的水平部分，再将入射球m 1从斜轨上S 位置由静止释放，与小球m 2相碰，并多次重复． 接下来要完成的必要步骤是____________．(填选项前的符号)A ．用天平测量两个小球的质量m 1、m 2B ．测量小球m 1开始释放高度hC ．测量抛出点距地面的高度HD ．分别找到m 1、m 2相碰后平均落地点的位置M 、NE ．测量平抛射程OM 、ON(3)若两球相碰前后动量守恒，其表达式可表示为____________(用(2)中测量的量表示)；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为____________(用(2)中测量的量表示)．(4)经测定，m 1＝45.0 g ，m 2＝7.5 g ，小球落地点的平均位置距O 点的距离如图3所示．碰撞前后m 1的动量分别为p 1与p 1′，则p 1∶p 1′＝________∶11；若碰撞结束时m 2的动量为p 2′，则p 1′∶p 2′＝11∶________.实验结果说明，碰撞前后总动量的比值p 1p 1′＋p 2′＝________.图3(5)有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大．请你用(4)中已知的数据，分析和计算出被碰小球m 2平抛运动射程ON 的最大值为________ cm.答案 (1)C (2)ADE (3)m 1·OP ＝m 1·OM ＋m 2·ON m 1·OP 2＝m 1·OM 2＋m 2·ON 2(4)14 2.9 1(1～1.01均可) (5)76.8 解析 (1)小球碰前和碰后的速度都用平抛运动来测定，即v ＝x t .而由H ＝12gt 2知，每次竖直高度相等，所以平抛时间相等，即m 1·OP t ＝m 1·OM t ＋m 2·ON t，则可得m 1·OP ＝m 1·OM ＋m 2·ON .故只需测射程，因而选C.(2)由表达式知：在OP 已知时，需测量m 1、m 2、OM 和ON ，故必要步骤有A 、D 、E.(3)若为弹性碰撞，则满足动量守恒的同时满足动能守恒，则m 1·OP ＝m 1·OM ＋m 2·ON12m 1(OP t )2＝12m 1(OM t )2＋12m 2(ON t)2 可得m 1·OP 2＝m 1·OM 2＋m 2·ON 2(4)p 1＝m 1·OP t ，p 1′＝m 1·OM t联立可得p 1∶p 1′＝OP ∶OM ＝44.80∶35.20＝14∶11， p 2′＝m 2·ON t则p 1′∶p 2′＝(m 1·OM t )∶(m 2·ON t )＝11∶2.9故p 1p 1′＋p 2′＝m 1·OP m 1·OM ＋m 2·ON ≈1 (5)其他条件不变，使ON 最大，则m 1、m 2发生弹性碰撞，则其动量和能量均守恒，可得v 2＝2m 1v 0m 1＋m 2而v 2＝ON t ，v 0＝OP t故ON ＝2m 1m 1＋m 2·OP ＝2×45.045.0＋7.5×44.80 cm＝76.8 cm.1．在“验证动量守恒定律”的实验中，已有的实验器材有：斜槽轨道，大小相等质量不同的小钢球两个，重锤线一条，白纸，复写纸，圆规．实验装置及实验中小球运动轨迹及落点的情况简图如图4所示．试根据实验要求完成下列填空：图4(1)实验前，轨道的调节应注意____________________________________________．(2)实验中重复多次让a 球从斜槽上释放，应特别注意：________________________________________________________________________.(3)实验中还缺少的测量器材有_____________________________________________．(4)实验中需要测量的物理量是__________________________________________．(5)若该碰撞过程中动量守恒，则一定有关系式________成立．答案 (1)槽的末端的切线是水平的 (2)让a 球从同一高处静止释放滚下 (3)天平、刻度尺(4)a 球的质量m a 和b 球的质量m b ，线段OP 、OM 和ON 的长度(5)m a ·OP ＝m a ·OM ＋m b ·ON解析 (1)由于要保证两物体发生弹性碰撞后做平抛运动，即初速度沿水平方向，所以必需保证槽的末端的切线是水平的．(2)由于实验要重复进行多次以确定同一个弹性碰撞后两小球的落点的确切位置，所以每次碰撞前入射球a 的速度必须相同，根据mgh ＝12mv 2可得v ＝2gh ，所以每次必须让a 球从同一高处静止释放滚下．(3)要验证m a v 0＝m a v 1＋m b v b ，由于碰撞前后入射球和靶球从同一高度同时做平抛运动，根据h ＝12gt 2可得两球做平抛运动的时间相同，故可验证m a v 0t ＝m a v 1t ＋m b v b t ，而v 0t ＝OP ，v 1t ＝OM ，v 2t ＝ON ，故只需验证m a ·OP ＝m a ·OM ＋m b ·ON ，所以要测量a 球的质量m a 和b 球的质量m b ，故需要天平；要测量两物体平抛时水平方向的位移即线段OP 、OM 和ON 的长度，故需要刻度尺．(4)由(3)的解析可知实验中需测量的物理量是a 球的质量m a 和b 球的质量m b ，线段OP 、OM 和ON 的长度．(5)由(3)的解析可知若该碰撞过程中动量守恒，则一定有关系式：m a ·OP ＝m a ·OM ＋m b ·ON . 命题点二 实验拓展创新例2 现利用图5(a)所示的装置验证动量守恒定律．在图(a)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．图5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(b)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．答案 见解析解析 按定义，滑块运动的瞬时速度大小v 为v ＝Δs Δt① 式中Δs 为滑块在很短时间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 s② Δt A 可视为很短．设滑块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式可得v 0＝2.00 m/s③v 1＝0.970 m/s④设滑块B 在碰撞后的速度大小为v 2，由①式有v 2＝d Δt B⑤ 代入题给实验数据得v 2≈2.86 m/s⑥设两滑块在碰撞前、后的动量分别为p 和p ′，则p ＝m 1v 0⑦p ′＝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%因此，本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律．2．把两个大小相同、质量不等的金属球用细线连接起来，中间夹一被压缩了的轻弹簧，置于摩擦可以忽略不计的水平桌面上，如图6所示，现烧断细线，观察两球的运动情况，进行必要的测量，探究物体间发生相互作用时的不变量．测量过程中：图6(1)还必须添加的器材有______________________________________________________________________________________________________________________.(2)需直接测量的数据是___________________________________________________________________________________________________________________.(3)需要验算的表达式如何表示？___________________________________________.答案(1)刻度尺、白纸、复写纸、图钉、细线、铅锤、木板、天平(2)两物体的质量m1、m2，水平射程x1、x2(3)m1x1＝m2x2解析两球弹开后，分别以不同的速度离开桌面做平抛运动，两球做平抛运动的时间相等，均为t＝2hg(h为桌面离地的高度)．根据平抛运动规律，由两球落地点距抛出点的水平距离x＝vt，知两球水平速度之比等于它们的射程之比．即v1∶v2＝x1∶x2；所以本实验中只需测量x1、x2即可，测量x1、x2时需准确记下两球落地点位置，故需要刻度尺、白纸、复写纸、图钉、细线、铅锤、木板等．若要探究m1x1＝m2x2或者m1x21＝m2x22是否成立，还需用天平测量两球质量m1、m2.3．如图7是用来验证动量守恒的实验装置，弹性球1用细线悬挂于O点，O点下方桌子的边缘有一竖直立柱．实验时，调节悬点，使弹性球1静止时恰与立柱上的球2右端接触且两球等高．将球1拉到A点，并使之静止，同时把球2放在立柱上．释放球1，当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞，碰后球1向左最远可摆到B点，球2落到水平地面上的C点．测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒．现已测出A点离水平桌面的距离为a、B点离水平桌面的距离为b、C点与桌子边沿间的水平距离为c.此外：图7(1)还需要测量的量是____________________、______________________和________________________．(2)根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为__________________________．(忽略小球的大小)答案(1)弹性球1、2的质量m1、m2立柱高h桌面离水平地面的高度H(2)2m1a－h＝2m1b－h＋m2cH＋h解析(1)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．(2)根据(1)的解析可以写出动量守恒的方程2m1a－h＝2m1b－h＋m2cH＋h.4．为了验证动量守恒定律(探究碰撞中的不变量)，某同学选取了两个材质相同、体积不等的立方体滑块A和B，按下述步骤进行实验：步骤1：在A、B的相撞面分别装上橡皮泥，以便二者相撞以后能够立刻结为整体；步骤2：安装好实验装置如图8所示，铝质轨道槽的左端是倾斜槽，右端是长直水平槽．倾斜槽和水平槽由一小段圆弧连接，轨道槽被固定在水平桌面上，在轨道槽的侧面与轨道等高且适当远处装一台数码频闪照相机；图8步骤3：让滑块B静置于水平槽的某处，滑块A从斜槽某处由静止释放，同时开始频闪拍摄，直到A、B停止运动，得到一幅多次曝光的数码照片；步骤4：多次重复步骤3，得到多幅照片，挑出其中最理想的一幅，打印出来，将刻度尺紧靠照片放置，如图9所示．(1)由图分析可知，滑块A与滑块B碰撞发生的位置________．图9①在P 5、P 6之间②在P 6处③在P 6、P 7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________． ①A 、B 两个滑块的质量m 1和m 2②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x 45、x 56和x 67、x 78⑥照片上测得的x 34、x 45、x 56和x 67、x 78、x 89⑦滑块与桌面间的动摩擦因数写出验证动量守恒的表达式_______________________________________________． 答案 (1)② (2)①⑥ m 1(x 45＋2x 56－x 34)＝(m 1＋m 2)(2x 67＋x 78－x 89)解析 (1)由图可知x 12＝3.00 cm ，x 23＝2.80 cm ，x 34＝2.60 cm ，x 45＝2.40 cm ，x 56＝2.20 cm ，x 67＝1.60 cm ，x 78＝1.40 cm ，x 89＝1.20 cm.根据匀变速直线运动的特点可知A 、B 相撞的位置在P 6处．(2)为了探究A 、B 相撞前后动量是否守恒，就要得到碰撞前后的动量，所以要测量A 、B 两个滑块的质量m 1、m 2和碰撞前后的速度．设照相机拍摄时间间隔为T ，则P 4处的速度为v 4＝x 34＋x 452T ，P 5处的速度为v 5＝x 45＋x 562T ，因为v 5＝v 4＋v 62，所以A 、B 碰撞前A 在P 6处的速度为v 6＝x 45＋2x 56－x 342T ；同理可得碰撞后AB 在P 6处的速度为v 6′＝2x 67＋x 78－x 892T.若动量守恒则有m 1v 6＝(m 1＋m 2)v 6′，整理得m 1(x 45＋2x 56－x 34)＝(m 1＋m 2)(2x 67＋x 78－x 89)．因此需要测量或读取的物理量是①⑥.。
四川省昭觉中学高考物理一轮复习第十三章动量近代物理初步第3节原子结构和与原子核课件新人教版选修35
(电子电荷量 e＝1.60×10－19C，普朗克常量 h＝6.63×10－34 J·s)
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解析：氢原子从 n＝4 的能级跃迁到 n＝2 的能级时，释放 出光子的能量为 E＝－0.85 eV－(－3.40 eV)＝2.55 eV，由 hν＝E 解得光子的频率 ν＝6.2×1014Hz。 用此光照射逸出功为 2.25 eV 的钾时，由光电效应方程知， 产生光电子的最大初动能为 Ek＝hν－W＝(2.55－2.25)eV ＝0.30 eV。 答案：6.2×1014 0.30
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3．如图 13-3-3 是卢瑟福的 α 粒子散射实验装置，在一个小铅 盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的 α 粒子从铅盒的 小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在 荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是 ( )
图 13-3-3 A．该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据 B．该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性 C．α 粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转 D．绝大多数的 α 粒子发生大角度偏转
第 3 节 原子结构和与原子核
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(1)原子中绝大部分是空的，原子核很小。
(√ )
(2)核式结构学说是卢瑟福在 α 粒子散射实验的基础上提出的。
(√ )
(3)氢原子光谱是由一条一条亮线组成的。
(√)
(4)玻尔理论成功地解释了氢原子光谱，也成功地解释了氦原子
光谱。
(×)
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2．(多选)(2014·山东高考)氢原子能级如图 13-3-5， 当氢原子从 n＝3 跃迁到 n＝2 的能级时，辐射 光的波长为 656 nm。以下判断正确的是( ) A．氢原子从 n＝2 跃迁到 n＝1 的能级时，辐 射光的波长大于 656 nm B．用波长为 325 nm 的光照射，可使氢原子从 图 13-3-5 n＝1 跃迁到 n＝2 的能级 C．一群处于 n＝3 能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产 生 3 种谱线 D．用波长为 633 nm 的光照射，不能使氢原子从 n＝2 跃迁 到 n＝3 的能级
2018版高考物理知识复习与检测：第十三章运动守恒定律波粒二象性原子结构与原子核实验十三含答案
实验十三验证动量守恒定律1．实验原理在一维碰撞中，测出物体的质量m和碰撞前、后物体的速度v、v′,算出碰撞前的动量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后动量是否相等．2．实验器材斜槽、小球（两个）、天平、直尺、复写纸、白纸、圆规等．3．实验步骤(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）按照图1甲安装实验装置．调整、固定斜槽使斜槽底端水平．图1（3)白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好．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小球所有的落点都圈在里面．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和被撞小球落点的平均位置N.如图乙所示．(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m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，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：在实验误差允许范围内,碰撞系统的动量守恒．1．数据处理验证表达式:m1·OP＝m1·OM＋m2·错误!2．注意事项(1）斜槽末端的切线必须水平；(2）入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放；(3)选质量较大的小球作为入射小球;(4）实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变.命题点一教材原型实验例1 如图2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．图2(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．A．小球开始释放高度hB．小球抛出点距地面的高度HC．小球做平抛运动的射程（2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。
2018版高考物理一轮复习第13章原子结构原子核第2讲放射性元素的衰变核能课件
物 理
人教版
选 修 3-5
第十三章 原子结构 原子核
第2讲 放射性元素的衰变 核能
1 2 3 4
知识梳理自 测 核心考点突 破 2年高考模 拟 课后限时训 练
知识梳理自测
•原子核的组成、放射性、放射性同位素、射 线的危害和防护 • 一、原子核
• 1．原子核的组成 中子 质子 • (1)原子核由________ 和________ 组成，质子和中子统称 核子 。 为________ 质子 数，原子核的质量数＝ • (2)原子核的核电荷数＝______ 质子数＋中子数 _________________ ，质子和中子都为一个单位质量。 质子 、不同________ • 2．同位素：具有相同________ 中子 的原子。 位置 相同，同位素具有相同 因为在元素周期表中的________ 化学 性质。 的________
具有放射性的同位素叫放射性同位素。
4 30 1 30 30 0 例如：27 Al ＋ He → P ＋ n ， P → Si ＋ 13 2 15 0 15 14 1e。
• 二、天然放射现象 • 1．天然放射现象 • 元素________ 地放出射线的现象，首先由 自发 贝克勒尔 发现。天然放射现象的发现，说明 ___________ 原子核还具有复杂的结构。 ________ • 2．放射性和放射性元素 放射性 • 物质发射某种看不见的射线的性质叫________。 • 具有放射性的元素叫______________ 。 放射性元素 • 3．三种射线 • 放射性元素放射出的射线共有三种，分别是α射 线、β射线、γ射线。
原子所处的化学状态和外部条件没有关系。
•核力、结合能、质量亏损
• • • • • • • • 1．核力 (1)定义：原子核内部，核子间所特有的相互作用力。 (2)特点 ①核力是强相互作用的一种表现； ②核力是短程力，作用范围在1.5×10－15m之内； ③每个核子只跟它的相邻核子间才有核力作用。 2．结合能 核子结合为原子核时________的能量或原子核分解为核 子时________的能量，叫做原子核的结合能，亦称核 能。
高考物理一轮总复习精品课件 第十六章 近代物理初步 第40讲 原子结构 原子核
链式反应
原子弹
镉棒
2.轻核聚变 （1）定义:两个轻核结合成__________的核的反应过程。轻核聚变反应必须在高温下 进行,因此又叫__________。
质量较大
热核反应
02
2 考点 精准突破
考点一 原子的核式结构
C
考点二 玻尔理论的理解及应用
D
（2）在能级图上一一画出,如图所示。 _
第十六章 近代物理初步
第40讲 原子结构 原子核
1
1 关键 知识梳理
2
2 考点 精准突破
学习目标:1.知道原子的核式结构,了解氢原子光谱,掌握玻尔理论及能级跃迁规 律。2.了解原子核的组成及核力的性质,了解半衰期及其统计意义。3.认识原子核的结 合能,了解核裂变及核聚变,能根据质量数、电荷数守恒写出核反应方程。
自发
复杂
3.放射性同位素的应用与防护
（1）放射性同位素:有______放射性同位素和______放射性同位素两类,放射性同位素 的化学性质相同。 （2）应用:放射治疗、培优保鲜、__________等。
天然
人工
示踪原子
（3）防护:防止放射性对人体组织的伤害。
4.原子核的衰变
原子核
原子核
（3）半衰期:放射性元素的原子核有______发生衰变所需的时间。半衰期由原子核内 部的因素决定,跟原子所处的______、______状态无关。
01
1 关键 知识梳理
一、原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期、放射性同位素
1.原子核的组成 原子核是由______和中子组成的,原子核的电荷数等于核内的________。
质子质Leabharlann 数2.天然放射现象 元素______地放出射线的现象,首先由贝克勒尔发现。天然放射现象的发现,说明原子核 具有______的结构。
高三物理一轮复习第十三章动量近代物理初步(选修35)
第十三章动量近代物理初步[备考指南]第1节动量守恒定律及其应用(1)动量越大的物体，其速度越大。
(×) (2)物体的动量越大，其惯性也越大。
(×) (3)物体所受合力不变，则动量也不改变。
(×)(4)物体沿水平面运动时，重力不做功，其冲量为零。
(×) (5)物体所受合外力的冲量的方向与物体末动量的方向相同。
(×) (6)物体所受的合外力的冲量方向与物体动量变化的方向是一致的。
(√) (7)物体相互作用时动量守恒，但机械能不一定守恒。
(√)(8)若在光滑水平面上的两球相向运动，碰后均变为静止，则两球碰前的动量大小一定相同。
(√)要点一 动量定理的理解与应用1．动量、动能、动量变化量的比较2．应用动量定理解题的步骤 (1)明确研究对象和研究过程研究对象可以是一个物体，也可以是几个物体组成的系统，系统内各物体可以是保持相对静止的，也可以是相对运动的。
研究过程既可以是全过程，也可以是全过程中的某一阶段。
(2)进行受力分析只分析研究对象以外的物体施加给研究对象的力，所有外力之和为合外力。
研究对象内部的相互作用力(内力)会改变系统内某一物体的动量，但不影响系统的总动量，因此不必分析内力。
如果在所选定的研究过程的不同阶段中物体的受力情况不同，则要分别计算它们的冲量，然后求它们的矢量和。
(3)规定正方向由于力、冲量、速度、动量都是矢量，在一维的情况下，列式前可以先规定一个正方向，与规定的正方向相同的矢量为正，反之为负。
(4)写出研究对象的初、末动量和合外力的冲量(或各外力在各个阶段的冲量的矢量和)。
(5)根据动量定理列式求解。
3．应用动量定理解题的注意事项(1)动量定理的表达式是矢量式，列式时要注意各个量与规定的正方向之间的关系(即要注意各个量的正负)。
(2)动量定理中的冲量是合外力的冲量，而不是某一个力的冲量，它可以是合力的冲量，也可以是各力冲量的矢量和，还可以是外力在不同阶段的冲量的矢量和。
高考物理一轮复习讲义第十三章第讲原子结构氢原子光谱含答案
第1讲原子结构氢原子光谱板块一主干梳理·夯实基础【知识点1】氢原子光谱Ⅰ1．原子的核式结构(1)电子的发现：英国物理学家J.J.汤姆孙发现了电子。
(2)α粒子散射实验：1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但有少数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。
(3)原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。
2．光谱(1)光谱用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱。
(2)光谱分类有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱。
有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱。
(3)氢原子光谱的实验规律巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝R⎝⎛⎭⎫122－1n2，(n＝3,4,5，…)，R是里德伯常量，R＝1.10×107 m－1，n为量子数。
【知识点2】氢原子的能级结构、能级公式Ⅰ1．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，但并不向外辐射能量。
(2)跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝E m－E n。
(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s) (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。
原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的。
2．基态和激发态原子能量最低的状态叫基态，其他能量较高的状态叫激发态。
3．氢原子的能级图板块二考点细研·悟法培优考点1 氢原子能级图及原子跃迁[深化理解]1．能级图中相关量意义的说明氢原子的能级图如图所示。
2018届高三物理一轮复习选考部分第13章动量光电效应核能第2节光电效应氢原子光谱教师用书
第2节 光电效应 氢原子光谱知识点1 光电效应现象1．光电效应的实验规律(1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应，低于这个极限频率则不能发生光电效应．(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，其随入射光频率的增大而增大．(3)大于极限频率的光照射金属时，光电流强度(反映单位时间内发射出的光电子数的多少)与入射光强度成正比．2．光子说爱因斯坦提出：空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频率成正比，即：ε＝h ν，其中h ＝6.63×10－34 J·s.3．光电效应方程(1)表达式：h ν＝E k ＋W 0或E k ＝h ν－W 0.(2)物理意义：金属中的电子吸收一个光子获得的能量是h ν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W 0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能E k ＝12mv 2. 知识点2 α粒子散射实验与核式结构模型1．实验现象绝大多数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粒子甚至被撞了回来．如图1321所示．α粒子散射实验的分析图图13212．原子的核式结构模型在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转．知识点3 氢原子光谱和玻尔理论1．光谱(1)光谱：用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱．(2)光谱分类：有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱． 有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱．(3)氢原子光谱的实验规律：巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2(n ＝3,4,5，…)，R 是里德伯常量，R ＝1.10×107 m －1，n 为量子数． 2．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，但并不向外辐射能量．(2)跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即h ν＝E m －E n .(h 是普朗克常量，h ＝6.63×10－34 J·s)(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．原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的．3．几个概念(1)能级：在玻尔理论中，原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值，叫作能级．(2)基态：原子能量最低的状态．(3)激发态：在原子能量状态中除基态之外的其他的状态．(4)量子数：原子的状态是不连续的，用于表示原子状态的正整数．4．氢原子的能级公式E n ＝1n 2E 1(n ＝1,2,3，…)，其中E 1为基态能量，其数值为E 1＝－13.6_eV. 5．氢原子的半径公式 r n ＝n 2r 1(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.[核心精讲]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等于光电子的最大初动能．(3)光电流和饱和光电流：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．2．光电效应的研究思路(1)两条线索：(2)两条对应关系：光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大；光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大．[题组通关]1．(2014·上海高考)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C 光具有波粒二象性，既具有波动性又具有粒子性，光电效应证实了光的粒子性. 因为光子的能量是一份一份的，不能积累，所以光电效应具有瞬时性，这与光的波动性矛盾，A项错误；同理，因为光子的能量不能积累，所以只有当光子的频率大于金属的极限频率时，才会发生光电效应，B项错误；光强增大时，光子数量和能量都增大，所以光电流会增大，这与波动性无关，C项正确；一个光电子只能吸收一个光子，所以入射光的频率增大，光电子吸收的能量变大，所以最大初动能变大，D项错误．2．(多选)(2014·广东高考)在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是( ) 【导学号：96622223】A ．增大入射光的强度，光电流增大B ．减小入射光的强度，光电效应现象消失C ．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D ．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大AD 增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积的光电子数增加，则光电流将增大，故选项A 正确；光电效应是否发生取决于照射光的频率，而与照射强度无关，故选项B 错误；用频率为ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，选项C 错误；根据h ν－W 逸＝12mv 2可知，增加照射光频率，光电子的最大初动能也增大，故选项D 正确．[名师微博]两点提醒：1．能否发生光电效应取决于入射光的频率而不是入射光的强度．2．光电子的最大初动能随入射光子频率的增大而增大，但二者不是正比关系．[核心精讲]1．三个关系(1)爱因斯坦光电效应方程E k ＝h ν－W 0.(2)光电子的最大初动能E k 可以利用光电管用实验的方法测得，即E k ＝eU c ，其中U c 是遏止电压．(3)光电效应方程中的W 0为逸出功，它与极限频率νc 的关系是W 0＝h νc .2．四类图象●考向1 光电效应方程的应用(2014·江苏高考)已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014 Hz 和5.44×1014Hz ，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的( )A ．波长B ．频率C ．能量D ．动量 A 根据爱因斯坦光电效应方程12mv 2m ＝h ν－W .由题知W 钙>W 钾，所以钙逸出的光电子的最大初动能较小．根据p ＝2mE k 及p ＝hλ和c ＝λν知，钙逸出的光电子的特点是：动量较小、波长较长、频率较小．选项A 正确，选项B 、C 、D 错误．光电效应问题中的五个决定关系1．逸出功W 0一定时，入射光的频率决定着能否产生光电效应以及光电子的最大初动能．2．入射光的频率一定时，入射光的强度决定着单位时间内发射出来的光电子数．3．爱因斯坦光电效应方程E k ＝h ν－W 0.4．光电子的最大初动能E k 可以利用光电管用实验的方法测得，即E k ＝eU c ，其中U c 是遏止电压．5．光电效应方程中的W 0为逸出功．它与极限频率νc 的关系是W 0＝h νc .●考向2 四类图象问题分析在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图1322所示．则可判断出( )图1322A ．甲光的频率大于乙光的频率B ．乙光的波长大于丙光的波长C ．乙光对应的截止频率大于丙光对应的截止频率D ．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能B 由图象知甲光、乙光对应的遏止电压相等，且小于丙光对应的遏止电压，所以甲光和乙光对应的光电子最大初动能相等且小于丙光的光电子最大初动能，故D 项错误；根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝h ν－W 0知甲光和乙光的频率相等，且小于丙光的频率，故A 错误、B 正确；截止频率是由金属决定的，与入射光无关，故C 错误．[题组通关]3．(2015·全国卷Ⅰ)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1323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1323【解析】 根据光电效应方程E km ＝h ν－W 0及E km ＝eU c 得U c ＝h νe －W 0e ，故h e ＝k ，b ＝－W 0e ，得h ＝ek ，W 0＝－eb .【答案】 ek －eb4．人眼对绿光最为敏感，正常人眼睛接收到波长为5.3×10－7 m 的绿光时，每秒内只要有6个绿光光子射入瞳孔即可引起视觉．已知普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s，真空中光速c ＝3.0×108 m/s ，则：【导学号：96622224】(1)绿光光子的能量为多少？(2)若用此绿光照射逸出功为3.6×10－19 J 的某金属，则产生的光电子的最大初动能为多少．(取两位有效数字)【解析】 (1)绿光光子的能量为E ＝h ν＝hc λ＝3.8×10－19 J.(2)根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝h ν－W 0＝2.0×10－20J.【答案】 (1)3.8×10－19 J (2)2.0×10－20 J[核心精讲]1．对氢原子的能级图的理解(1)能级图如图1324所示．图1324(2)能级图中相关量意义的说明：2.关于能级跃迁的三点说明(1)原子跃迁条件h ν＝E m －E n 只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况．(2)当光子能量大于或等于13.6 eV 时，也可以被处于基态的氢原子吸收，使氢原子电离；当处于基态的氢原子吸收的光子能量大于13.6 eV 时，氢原子电离后，电子具有一定的初动能．(3)原子还可吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而被激发．由于实物粒子的动能可全部或部分被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差值(E ＝E m －E n )，均可使原子发生能级跃迁．3．跃迁中两个易混问题(1)一群原子和一个原子：氢原子核外只有一个电子，这个电子在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上，在某段时间内，由某一轨道跃迁到另一个轨道时，可能的情况只有一种，但是如果容器中盛有大量的氢原子，这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现了，光谱线的可能条数：N ＝C 2n ＝n n －2.(2)直接跃迁与间接跃迁，原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时，有时可能是直接跃迁，有时可能是间接跃迁．两种情况下辐射(或吸收)光子的能量是不同的．直接跃迁时辐射(或吸收)光子的能量等于间接跃迁时辐射(或吸收)的所有光子的能量和．[题组通关]5．原子从一个高能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子．例如在某种条件下，铬原子的n ＝2能级上的电子跃迁到n ＝1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n ＝4能级上的电子，使之能脱离原子，这一现象叫做俄歇效应，以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子．已知铬原子的能级公式可简化表示为E n ＝－A n 2，式中n ＝1,2,3，…表示不同能级，A 是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是( )A.316A B.716A C.1116A D.1316A C 先计算铬原子的n ＝2能级上的电子跃迁到n ＝1能级上时应释放的能量：ΔE ＝E 2－E 1＝－A 4＋A ＝34A .n ＝4能级上的电子要电离所需的能量E 4＝116A ，则n ＝4能级上的电子得到ΔE 的能量后，首先需要能量使之电离，然后多余的能量以动能的形式存在，所以E k ＝ΔE－E 4＝1116A ，选项C 正确． 6．按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为r a 的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为r b的圆轨道上，已知r a>r b，则在此过程中( ) 【导学号：96622225】A．原子要发出某一频率的光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量也减小B．原子要吸收某一频率的光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小C．原子要发出一系列频率的光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小D．原子要吸收一系列频率的光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量也增大A 一个氢原子中的电子从高能级态自发地直接跃迁到低能级态，只能发出某一频率的光子，原子的能量减小，库仑力对电子做正功，原子的电势能减小，电子的动能增大，故A 正确．7．(多选)氢原子的能级如图1325所示．氢原子从n＝4能级直接向n＝1能级跃迁所放出的光子，恰能使某金属产生光电效应，下列判断正确的是( )图1325A．氢原子辐射出光子后，氢原子能量变大B．该金属的逸出功W0＝12.75 eVC．用一群处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时所发出的光照射该金属，该金属仍有光电子逸出D．氢原子处于n＝1能级时，其核外电子在最靠近原子核的轨道上运动BD 氢原子发生跃迁，辐射出光子后，氢原子能量变小，故A错误；恰能使某金属产生光电效应，由n＝4直接跃迁到n＝1，辐射的光子能量为ΔE＝13.6 eV－0.85 eV＝12.75 eV.则逸出功W0＝12.75 eV，故B正确；一群处于n＝3的氢原子向低能级跃迁时，辐射的能量小于从n＝4能级直接向n＝1能级跃迁所放出的光子能量，则不会发生光电效应，故C错误；根据玻尔原子模型可知，处于n＝1能级时，其核外电子在最靠近原子核的轨道上运动，故D正确．[名师微博]1．一个区别：一个氢原子和一群氢原子能级跃迁可能性．2．两点提醒：(1)原子能级之间跃迁时吸收或放出的光子能量一定等于两能级之间的差值．(2)要使氢原子发生电离，原子吸收的能量可以是大于原子该能级值的任意值.。
高考物理一轮复习 第13章 波粒二象性 原子结构 原子核教案 新人教版
第34讲 波粒二象性教学目标1. 理解光子说及对光电效应的解释.2. 理解爱因斯坦光电效应方程并会用来解决简单问题． 重点：光电效应现象,光电效应规律,光子说. 难点：光电效应方程的应用知识梳理一、光电效应1. 光照使物体发射电子的现象叫光电效应现象；所发射的电子叫光电子；光电子定向移动所形成的电流叫光电流。
2. 光电效应现象所遵循的基本规律。
物体在光照的条件下发射电子而发生光电效应现象时遵循如下规律：（1）对于任何一种金属，入射光的频率必须大于某一极限频率才能产生光电效应，低于这个极限频率，无论强度如何，无论照射时间多长，也不能产生光电效应；（2）在单位时间里从金属极板中发射出的光电子数跟入射光的强度成正比；（3）发射出的光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随入射光频率的增大而增大；（4）只要入射光的频率高于金属极板的极限频率，无论其强度如何，光电子的产生都几乎是瞬时的，不超过10—9s.二、光子说 1.光子说⑴光子：在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子。
⑵光子的能量：ν=h Eh 为普朗克常量。
h=6.63×10-34J ·s 每个光子的能量只决定于光的频率。
⑶光强同样频率的光，光的强弱的不同则反映了单位时间内射到单位面积的光子数的多少． 2. 光子说对光电效应的解释光子照射到金属上时，光子一次只能将其全部能量传递给一个电子，一个电子一次只能获取一个光子的能量，它们之间存在着一对一的关系．电子吸收光子后，能量增加，如果能量足够大，就能摆脱金属中正电荷对其的束缚，从金属表面逸出，成为光电子．如果光子的能量较小(频率较低)，电子吸收光子后的能量不足以克服金属中正电荷对其的束缚，则立即会将其转化为系统的内能，而不能从金属中逸出，这就是入射光的频率较低时，尽管照射时间足够长，也不能发生光电效应的原因．每一种金属，正电荷对电子的束缚能力都不同，因此，电子逸出所需做的最小功也不一样．光子频率小于该频率，无论如何都不会发生光电效应，这就是每一种金属都存在极限频率的原因．金属中的电子对于光子的吸收是十分迅速的，电子一次性获得的能量足够时，逸出也是十分迅速的，这就是光电效应具有瞬时效应的原因．三、光电效应方程 1. 金属的逸出功光电效应中，金属中的电子在飞出金属表面时要克服原子核对它的吸引而做功。