2019版高考物理大一轮复习 专题十一 动量、波泣二象性和近代物理初步课件（打包4套）.zip

专题十一 动量、波泣二象性和近代物理初步考点内容 要求 热点1.动量、动量守恒定律及其应用 Ⅱ1.动量和动量守恒等基本概念、规律的理解，一般结合碰撞等实际过程考查 .2.综合运用动量和机械能的知识分析较复杂的运动过程 .3.光电效应、波粒二象性的考查 .4.氢原子光谱、能级的考查 .2.弹性碰撞和非弹性碰撞 Ⅰ3.光电效应 Ⅰ4.爱因斯坦光电效应方程 Ⅰ5.氢原子光谱 Ⅰ6.氢原子的能级结构、能级公式 Ⅰ7.原子核的组成、放射性、原子核衰变、半衰期 Ⅰ考点内容 要求 热点8.放射性同位素 Ⅰ 5.放射性元素的衰变、核反应的考查 .6.质能方程、核反应方程的计算 .7.与动量守恒定律相结合的计算 .8.以生活中的具体事例及经典物理学理论为命题背景，结合物理知识在生活中的应用及最新科技成果的命题趋势较强，2019 年高考应予以高度关注 .9.核力、核反应方程 Ⅰ10.结合能、质量亏损 Ⅰ11.裂变反应和聚变反应、裂变反应堆 Ⅰ12.射线的危害和防护 Ⅰ实验十二：验证动量守恒定律 －(续表 )第 1讲 动量定理 动量守恒定律及其应用一、动量1.定义：运动物体的质量和 ________的乘积叫做物体的动量，用 p 表示 .速度mvkg·m/s速度2.表达式： p＝ __________..3.单位：由速度单位和质量单位共同确定，即 __________4.动量是矢量，其方向和 ________方向相同 .【 基础检测 】1.(多选， 2017 年广东广州调研 )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，则动能也相等二、冲量1.定义：力和 ________________的乘积叫做力的冲量 .2.表达式： I＝ ____.单位： N·s.3.标矢性：冲量是矢量，它的方向由 ____的方向决定 .力的作用时间Ft力【 基础检测 】2.放在水平桌面上的物体质量为 m，用一个水平推力 F 推它，作用时间为 t，物体始终不动，那么在时间 t 内，推力对物)体的冲量应为 (A.0C.mg·tB.F·tD.无法计 算解析： 在 t 时间内，推力对物体的冲量 I＝ Ft，因为物体静止不动，合力为零，合力的冲量 为零 .故 B 正确， A、 C、 D 错误 .答案： B三、动量定理1.内容：物体在一个过程始末的个过程中所受力的冲量 .2.表达式： p′－ p＝ ______或等于它在这(矢量式，注意选取正方向 ).(1)动量的变化量是矢量，只有当初、末动量在一条直线上时，可以直接进行代数运算 .动量变化量F合 t mv′－ mv(2)Δp 计算方法 ： ① 直线运动：选择一个正方向，与正方向相同的动量取正值，与正方向相反的动量取负值，可以表达为：Δp＝ pt－ p0， p0、 pt 分别是初、末动量 .② 曲线运动：要用矢量运算方法，利用平行四边形定则，画图求解 .3.意义：合外力的冲量是引起物体 __________的原因 .注意： 动量的变化量等于 “合外力的冲量 ”，而不是 “某个力的冲量 ”，这是在应用动量定理解题时经常出错的地方 .动量变化【 基础检测 】3.(2017 年山西运城二模 )下列对几种现象的解释中，正确的是 ( )A.击钉时不用橡皮锤，是因为橡皮锤太轻B.跳高时，在沙坑里填沙，是为了减小冲量C.在推车时推不动，是因为外力冲量为零D.动量相同的两个物体受相同的制动力的作用时，质量小的先停下来答案： C四、动量守恒定律内力外力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 ________，外部其他物体对系统的作用力叫做 ________.不受外力零m1v1′＋ m2v2′2.内容：相互作用的物体组成的系统 ____________或所受合外力为 ________时，这个系统的总动量将保持不变 .3.公式： m1v1＋ m2v2＝ ____________________.4.动量守恒定律成立的条件(1)系统不受外力或者所受外力之和为零 .(2)系统受外力，但外力远小于内力，可以忽略不计 .(3)系统在某一个方向上所受的合外力为零，则在该方向上动量守恒 .(4)全过程的某一阶段系统所受的合外力为零，则该阶段系统动量守恒四、动量守恒定律【 基础检测 】4.(多选， 2017 年河南开封质检 )如图 11-1-1 所示，光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的轻弹簧，两手分别按 住小车，使它们静止，对两车及弹簧组成的系统，下列说法中正确的是( )图 11-1-1A.两手同时放开后，系统总动量始终为零B.先放开左手，后放开右手，动量不守恒C.先放开左手，后放开右手，总动量向左D.无论何时放手，两手放开后在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零解析： 当两手同时放开时，系统所受的合外力为零，所以系统的动量守恒，又因开始时总动量为零，故系统总动量始终为零，选项 A 正确；先放开左手，左边的小车就向左运动，当再放开右手后，系统所受合外力为零，故系统的动量守恒，且开始时总动量方向向左，放开右手后总动量方向也向左，故选项 B 错，而 C、 D 正确 .答案： ACD考点 1 对动量和动量定理的理解⊙重点归纳1.动量、动能、动量的变化量的比较2.动量定理的三个重要应用(1)用动量定理解释现象① 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 .② 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 .(2)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.(3)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 .【 考题题组 】1.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 ( )答案： A2.(2017 年甘肃兰州一中模拟 )如图 11-1-2 所示，一质量为M＝ 2 kg 的铁锤从距地面 h＝ 3.2 m 高处自由下落，恰好落在地面上的一个质量为 m＝ 6 kg 的木桩上，随即与木桩一起向下运动，经时间 t＝ 0.1 s 停止运动 .求木桩向下运动时受到地面的平均阻力大小 .(铁锤的横截面小于木桩的横截面，木桩露出地面部分的长度忽略不计，重力加速度 g 取 10 m/s2)图 11-1-2考点 2 对动量守恒定律的理解和应用⊙重点归纳1.动量守恒定律的不同表达形式(1)具体又有以下三种常见的形式：表达形式 等式 适用范围p＝ p′ (系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量 p′ )m1v1＋ m2v2＝m1v1′ ＋ m2v2′适用于作用前后都运动的两个物体组成的系统0＝ m1v1＋ m2v2 适用于原来静止的两个物体组成的系统，比如爆炸、反冲等情况m1v1＋ m2v2＝ (m1＋ m2)v适用于两物体作用后结合在一起或具有共同速度的情况（续表）表达形式 等式 适用范围Δp＝ 0(系统总动量的增量等于零 ) — 合外力的冲量为零Δp1＝－ Δp2 — 两个物体组成的系统中，各自动量的增量大小相等、方向相反2.应用动量守恒定律的步骤【 考题题组 】3.(多选 )如图 11-1-3 所示， A、 B 两物体的质量 mAmB，中间用一段细绳相连并有一被压缩的弹簧，放在平板小车 C 上后，A、 B、 C 均处于静止状态 .若地面光滑，则在细绳被剪断后， A、)B 从 C 上滑离之前， A、 B 在 C 上向相反方向滑动过程中 (图 11-1-3A.若 A、 B 与 C 之间的摩擦力大小相同，则 A、 B 组成的系统动量守恒， A、 B、 C 组成的系统动量也守恒B.若 A、 B 与 C 之间的摩擦力大小不相同，则 A、 B 组成的系统动量不守恒， A、 B、 C 组成的系统动量也不守恒C.若 A、 B 与 C 之间的摩擦力大小不相同，则 A、 B 组成的系统动量不守恒，但 A、 B、 C 组成的系统动量守恒D.以上说法均不正确解析： 当 A、 B 两物体组成一个系统时，弹簧的弹力为内力，而 A、 B 与 C 之间的摩擦力为外力 .当 A、 B 与 C 之间的摩擦力等大、反向时， A、 B 组成的系统所受外力之和为零，动量守恒；当 A、 B 与 C 之间的摩擦力大小不相等时， A、 B 组成的系统所受外力之和不为零，动量不守恒 .而对于 A、 B、 C 组成的系统，由于弹簧的弹力及 A、 B 与 C 之间的摩擦力均为内力，故不论 A、 B 与 C 之间的摩擦力的大小是否相等， A、 B、 C 组成的系统所受外力之和均为零，故系统的动量守恒 .答案： AC4.(2016 年广东湛江联考 )如图 11-1-4 所示，质量均为 m 的小车和木箱紧挨着静止在光滑的水平冰面上，质量为 2m 的小孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，木箱相对于冰面 运动的速度为 v，木箱运 动到右侧墙壁时与竖直墙壁发生弹性碰撞，反弹后能被小孩接住，求：(1)小孩接住箱子后共同速度的大小 .(2)若小孩接住箱子后再次以相对于冰面的速度 v 将木箱向右推出，木箱仍与竖直墙壁发生弹性碰撞，判断小孩能否再次接住木箱 .图 11-1-4第 2讲 动量守恒定律的综合运用一、碰撞短 极大守恒1.特点：作用时间 ________，相互作用的内力 ________，有些碰撞尽管合外力不为零，但合外力相对于内力可 忽略，故动量近似 ________.2.分类守恒速度(1)弹性碰撞 (机械能 ________).(2)非弹性碰撞 (存在动能损失 ).(3)完全非弹性碰撞 (碰撞后具有共同的 ________，动能损失最多 ).3.联系：从动能损失多 少的角度看，非弹性碰撞介于弹性碰撞和完全非弹性碰撞之间 .【 基础检测 】1.如图 11-2-1 所示，两滑块 A、 B 在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块 A 的质量为 m，速度大小为 2v0，方向向右，滑块 B 的质量为 2m，速度大小为 v0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是 ( )A.A 和 B 都向左运动B.A 和 B 都向右运动C.A 静止， B 向右运动D.A 向左运动， B 向右运动答案： D图 11-2-1二、爆炸及反冲运动1.爆炸守恒增加(1)动量守恒：由于爆炸是在极短的时间内完成的，爆炸物体间的相互作用力远远大于受到的外力，所以在爆炸过程中，系统的总动量可看做 ________.(2)动能增加：在爆炸过程中，由于有其他形式的能量 (如化学能 )转化为动能，所以爆炸前后系统的总动能 ________.2.反冲运动：是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果，如发射炮弹时炮身后退，火箭因喷气而发射等 .(1)系统内的不同部分在强大的内力作用下向 ________ 方向运动，通常用动量守恒定律来处理 .(2)反冲运动中，由于有其他形式的能转化为机械能，所以系统的总机械能 ________.相反增加守恒(3)反冲运动中系统的平均动量也 ________.【 基础检测 】2.“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏 ”，爆竹声响是辞旧迎新的标志，是喜庆心情的流露 .有一个质量为 3m 的爆竹斜向上抛出，到达最高点时速度大小为 v0、方向水平向东，在最高点爆炸成质量不等的两块，其中一块质量为 2m，速度大小为v，方向水平向东；则另一块的速度为 ( )A.3v0－ v B.2v0－ 3v C.3v0－ 2v D.2v0＋ v考点 1 碰撞问题⊙重点归纳1.三种碰撞形式的理解（续表）（续表）考向 1 弹性碰撞【 考题题组 】1.(2016 年河北衡水中学高三调研 )如图 11-2-2 所示，在光滑的水平面上，质量为 m1 的小球 A 以速率 v0 向右运动 .在小球的前方 O 点处有一质量为 m2 的小球 B 处于静止状态， Q 点处为一竖直的墙壁 .小球 A 与小球 B 发生正碰后小球 A 与小球 B均向右运动 .小球 B 与墙壁碰撞后原速率返回并与小球 A 在 P 点)相遇， PQ＝ 2PO，则两小球质量之比 m1∶m2 为 (A.7∶5B.1∶3C.2∶1D.5∶3答案： D 图 11-2-22.(2015 年新课标 Ⅰ 卷 )如图 11-2-3 所示，在足够长的光滑水平面上，物体 A、 B、 C 位于同一直线上， A 位于 B、 C 之间 .A的质量为 m， B、 C 的质量都为 M，三者都处于静止状态 .现使 A以某一速度向右运动，求 m 和 M 之间应满足什么条件，才能使A 只与 B、 C 各发生一次碰撞 .设物体间的碰撞都是弹性的 .图 11-2-3考向 2 非弹性碰撞【 考题题组 】3.冰球运动员甲的质量为 80.0 kg，当他以 5.0 m/s 的速度向前运动时，与另一质量为 100 kg、速度为 3.0 m/s 的迎面而来的运动员乙相撞，碰后甲恰好静止 .假设碰撞时间极短，求：(1)碰后乙的速度的大小 .(2)碰撞中总机械能的损失 .4.如图 11-2-4 所示，三个质量相同的滑块 A、 B、 C，间隔相等地静置于同一水平直轨道上 .现给滑块 A 向右的初速度 v0，度向右运动， B 再与 C 发生碰撞，碰后 B、 C 粘在一起向右运动 .滑块 A、 B 与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值 .两次碰撞时间均极短 .求 B、 C 碰后瞬间共同速度的大小 .图 11-2-4考点 2 爆炸和反冲1.爆炸的特点(1)动量守恒：由于爆 炸是在极短的时间内完成的，爆炸时物体间的相互作用力远远大于受到的外力，所以在爆炸过程中，系统的总动量守恒 .(2)动能增加：在爆炸过程中，由于有其他形式的能量 (如化学能 )转化为动能，所以爆炸后系统的总动能增加 .(3)位移不变：爆炸的时间极短，因而作用过程中物体运动的位移很小，一般可忽略不计，可以认为爆炸后仍然从爆炸时的位置以新的动量开始运动 .2.反冲(1)现象：物体的不同部分在内力的作用下向相反方向运动 .(2)特点：一般情况下，物体间的相互作用力 (内力 )较大，因此系统动量往往有以下几种情况： ① 动量守恒； ② 动量近似守恒； ③ 某一方向动量守恒 .(3)反冲运动中机械能往往不守恒 .(4)实例：喷气式飞机、火箭等 .【 考题题组 】5.斜向上飞出的一个爆竹，到达最高点时 (速度水平向东 )立即爆炸成质量相等的三块，前面一块速度水平向东，后面 一块速度水平向西，前、后两块的水平速度 (相对地面 )大小相等、方向相反 .则以下说法中正确的是 ( )A.爆炸后的瞬间，中间那块的速度大于爆炸前瞬间爆竹的速度B.爆炸后的瞬间，中间那块的速度可能水平向西C.爆炸后三块将同时落到水平地面上，并且落地时的动量相同D.爆炸后的瞬间，中间那块的动能可能小于爆炸前的瞬间爆竹的总动能6.如图 11-2-5 所示，甲、乙两船的总质量 (包括船、人和货物 )分别为 10m、 12m，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为 2v0、 v0.为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为 m 的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度 .(不计水的阻力 )图 11-2-5考点 3 曲线运动与碰撞问题的综合⊙重点归纳解答此类问题的策略(1)根据物体的运动过程，分别利用曲线运动规律 (如平抛运动的规律和圆周运动的规律 )列方程 .(2)在临界点 (如最高点或最低点 )发生碰撞，由动量守恒定律列方程 .(3)分析碰撞后可能出现的情况，得出结果 .【 考题题组 】7.一弹丸在飞行到距离地面 5 m 高时仅有水平速度 v＝2 m/s，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为 3∶1.不计质量损失，取重力加速度 g＝ 10 m/s2，则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是 ( )A B C D第 3讲 光电效应 波粒二象性一、光电效应1.光电效应的现象电子光电子正电在光的照射下物体发射 ________的现象叫光电效应，发 射出来的电子叫 ________.如图 11-3-1 所示的装置中，用弧光灯照射锌板，有电子从锌板表面飞出，使原 来不带电的验电器带________.图 11-3-12.光电效应的规律大于强度增大(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须 ____这个极限频率才能产生光电效应，低于这个频率 不能产生光电效应 .(2)光电子的最大初动能与入射光的 ________无关，只随入射光频率的增大而 ________.几乎瞬时强度(3)光电效应的发生是 ________的，一般不超过 10 － 9 s.(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的 ________成正比 .3.爱因斯坦的光子说：光的能量不是 ________的，而是一份一份的，每一份叫做 一个 ________，光子的能量 E 跟光的频率 ν成 ________， E＝ __________(h 是普朗克常量 ).4.爱因斯坦光电效应方程(1)最大初动能和逸出功连续光子金属表面的电子吸收光子后，克服金属原子核的引力做功 .直接从金属表面逸出的电子所具有的最大动能称为最大初动能Ek；克服金属原子核的引力逃逸出成为光电子所做的功的最小值叫逸出功 W0.Ek＝ hν－ W0(2)光电效应方程： _______________， hν极限 ＝ W0.正比 hν【 基础检测 】1.(多选 )一单色光照到某金属表面时，有 光电子从金属表面逸出，下列说法中正确的是 ( )A.无论增大入射光的频率还是增大入射光的强度，金属的逸出功都不变B.只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能将增大C.只增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大D.只增大入射光的频率，光电子逸出所经历的时间将缩短解析： 金属逸出功只与极限频率有关， A 正确 .根据光电效应方程 Ek＝ hν－ W0 可知，光电子的最大初动 能由入射光的频率和逸出功决定，只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能将不变， B 错误， C 正确 .发生光电效应的条件是入射光 的频率大于截止频率，光电子逸出所经历的时间几乎同时， D 错误 .答案： AC二、光的波粒二象性与物质波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 .波动粒子波粒二象2.物质波(1)概率波大小光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率 ________的地方，暗条纹是光子到达概率________的地方，因此光波又叫概率波 .(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 .hp【 基础检测 】2.关于光的本性，下列说法正确的是 ( )A.光既具有波动性，又具有粒子性，这是互相矛盾和对立的B.光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C.大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性D.由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种去说明光的 — 切行为，只能认为光具有波粒二象性答案： D考点 1 光电效应的理解【 考题题组 】1.(多选， 2016年新课标 Ⅰ 卷改编 )现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生 .下列说法正确的是 ( )A.保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B.入射光的频率变高，饱和光电流变大C.入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D.保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生答案： AC2.(多选， 2017 年广东湛江一中高三模拟 )用如图 11-3-2 所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光 a 照射光电管阴极 K，电流计 G 的指针发生偏转 .而用另一频率的单色光 b 照射光电管阴极 K 时，电流计 G 的指针不发生偏转，那么 ( )A.a 光的频率一定大于 b 光的频率B.只增加 a 光的强度可使通过电流计 G 的电流增大C.增加 b 光的强度可能使电流计 G 的指针发生偏转D.用 a 光照射光电管阴极 K 时通过电流计 G的电流是由 d 到 c图 11-3-2解析： 由于用单色光 a 照射光电管阴极 K，电流计 G 的指针发生偏转，说明发生了光电效应，而用另一频率的单色光 b照射光电管阴极 K 时，电流计 G 的指针不发生偏转，说明 b 光不能使 K 发生光电效应，即 a 光的频率一定大于 b 光的频率；增加 a 光的强度可使单位时间内逸出光电子的数量增加，则通过电流计 G 的电流增大；因为 b 光不能发生光电效应，所以即使增加 b 光的强度也不可能使电流计 G 的指针发生偏转；用 a光照射光电管阴极 K 时通过电流计 G 的电子的方向是由 d 到 c，所以电流方向是由 c 到 d.选项 A、 B 正确 .答案： AB考点 2 光电效应方程及图象的理解1.爱因斯坦光电效应方程Ek＝ hν－ W0.hν：光子的能量 .W0：逸出功，即从 金属表面直接飞出的光电子克服原子核引力所做的功 .Ek：光电子的最大初动能 .2.四类图象图象名称 图线形状 由图线直接 (间接 )得到的物理量最大初动能 Ek与入射光频率 ν的关系图线① 极限频率：图线与 ν轴交点的横坐标 νc② 逸出功：图线与 Ek轴交点的纵坐标的值 W0＝ |－ E|＝ E③ 普朗克常量：图线的斜率k＝ h颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系① 遏止电压 Uc：图线与横轴的交点② 饱和光电流 Im：电流的最大值③ 最大初动能： Ekm＝ eUc(续表 )图象名称 图线形状 由图线直接 (间接 )得到的物理量颜色不同时，光电流与电压的关系① 遏止电压 Uc1、 Uc2② 饱和光电流③ 最大初动能 Ek1＝ eUc1， Ek2＝eUc2遏止电压 Uc与入射光频率 ν的关系图线① 截止频率 νc：图线与横轴的交点② 遏止电压 Uc：随入射光频率的增大而增大③ 普朗克常量 h：等于图线的斜率与电子电量的乘积，即 h＝ke.(注：此时两极之间接反向电压 )【 考题题组 】图 11-3-34.如图 11-3-4 甲所示是研究光电效应实验规律的电路 .当用强度一定的黄光照射到光电管上时，测得电流表的示数 随电压)乙变化的图象如图乙所示 .下列说法正确的是 (甲图 11-3-4A.若改用红光照射光电管，一定不会发生光电效应B.若照射的黄光越强，饱和光电流将越大C.若用频率更高的光照射光电管，则光电管中金属的逸出功越大D.若改用蓝光照射光电管，图象与横轴交点在黄光照射时的右侧答案： B项目 实验基础 表现 说明光的波动性干涉和衍射① 光是一种概率波，即光子在空间各点出现的可能性大小 (概率 )可用波动规律来描述；② 大量的光子在传播时，表现出波的性质① 光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间相互作用产生的；② 光的波动性不同于宏观观念的波考点 3 对波粒二象性的理解和物质波⊙重点归纳对波粒二象性的理解(续表 )项目 实验基础 表现 说明光的粒子性光电效应、康普顿效应① 当光同物质发生作用时，这种作用是 “ 一份一份 ” 进行的，表现出粒子的性质；② 少量或个别光子清楚地显示出光的粒子性① 粒子的含义是 “ 不连续 ” 、 “ 一份一份 ” 的；② 光子不同于宏观观念的粒子波动性和粒子性的对立、统一―① 大量光子易显示出波动性，而少量光子易显示出粒子性；② 波长长 (频率低 )的光波动性强，而波长短 (频率高 )的光粒子性强① 光子说并未否定波动说， E＝ hν＝ hc/λ中， ν和 λ就是波的概念；② 波和粒子在宏观世界是不能统一的，而在微观世界却是统一的【 考题题组 】5.(多选 )利用金属晶格 (大小约 10－ 10 m)作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子束通过电场加速后， 照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样 .已知电子质量为 m，电荷量为 e，初速度为 0，加速电压为 U，普朗克常量为 h，则下列说法中正确的是 ( )A.该实验说明了电子具有波动性B.实验中电子束的德布罗意波的波长为C.加速电压 U 越大，电子的衍 射现象越明显D.若用相同动能的质子替代电子，衍 射现象将更加明显6.(多选 )实物粒子和 光都具有波粒二象性，下列事实中突出体现波动性的是 ( )A.电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样B.β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C.人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构答案： ACD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 ”模型汤姆生均匀(1)1897 年， ________发现电子，提出原子的 “枣糕 ”模型，揭开了人类研究原子结构的序幕 .(2)“枣糕 ”模型：原子是一个球体，正电荷 ________分布在整个球内，电子像枣糕里的枣子那样镶嵌在原 子里 .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实验规律 卢瑟福的分析___________α粒子仍沿原来的方向前进 原子中间绝大部分是 ________少数 α粒子发生了较 ____的偏转，极少 数的偏转角超过了______，个别甚至被弹回，偏转角几乎达到 180°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(2)α粒子散射实验规律及卢瑟福对实验现象的分析绝大多数 空隙大90°～ 10(3)原子核式结构模型原子核正 质量① 在原子的中心有一个很小的核，叫 __________.② 原子的全部 ____电荷和几乎全部的 ________都集中在原子核里 .旋转核子质量质子同位素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 － 14 m(原子的半径约为 10－ 10 m).3.质子和中子统称 ________，原子核的电荷数等 于其质子数，原子核的 ________数等于其质子数与中子数之和 .具有相同________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 __________.【 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 (图 11-4-2A.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，但次数极少答案： AD二、玻尔原子模型与原子光谱1.玻尔原子模型量子化能量稳定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 __________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 ________状态，这些状态中原子是 ________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_______________，从一个定态向另一个定态跃迁时要 ________或 __________一定频率的光子，该光子的能量等于这两个状态的 ____________.能量吸收辐射能级差2.能级：在玻尔模型中，原子的可能状态是 __________的，因此各状态对应的能量也是 __________的，这些能量值叫能级 .3.基态与激发态：能量 __________状态叫做基态；其他能量状态叫激发态 .不连续不连续最低的4. 光子的辐射与吸收 ： 原子由激发态向基态 跃 迁 时 要________光子，由基态向激发态跃迁时要 ______光子 .光子的频率与能级的关系为 ______________.5.原子光谱(1)光谱分析：利用元素的特征谱线 (线状谱 )分析和确定物质的组成成分 .辐射 吸收hν＝ Em－ En【 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 (三、原子核贝克勒尔83831.天然放射现象的发现α射线、 β射线、 γ射线(1)____________发现天然放射现象，使人们认识到原子核也有复杂结构，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等于 ____的所有天然存在的元素都具有放射性，原子序数小于____的天然存在的元素有些也具有放射性，它们放射出来的射线常见的有三种： __________________________.2.天然衰变中核的变化规律在核的天然衰变中，核变化的最基本的规律是 __________守恒和 ________守恒 .质量数电荷数3.半衰期半数快慢(1)定义：放射性元素的原子核有 __________发生衰变所需要的时间 .物理状态 化学状态(2)意义：反映了核衰变过程的 ________程度，具有统计性 .(3) 特征：只由核本身的因素所决定，而与原子所处的____________或 ____________无关 .质子中子四、核力、核能、重核的裂变和轻核的聚变1.核力：原子核的半径很小，其中的质子之间的库仑力 很大，受到这么大的库仑斥力却能处于稳定状态，一定还有别的力把各核子紧紧地拉在一起，这种力叫做核力 .核力具有以下特点：(1)核力是很强的力 .相邻(2)核力作用范围很小，只在 2.0×10 － 15 m 的短距离内起作用 .(3)每个核子只跟它 ________的核子发生核力作用 .2.核能原子核原子核(1) 结合能：核子结合成 __________ 时放出一定的能量，__________分解成核子时吸收一定的能量，这种能量叫结合能 .(2)质量亏损：核子结合生成原子核，所生成的原子核的质量比生成它的核子的总质 量要小些，这种现象叫做 __________.(3)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，它们的关系是 __________，这就是爱因斯坦质能方程，其另一个表达形式是 ΔE＝ Δmc2.质量亏损E＝ mc23.获得核能的途径(1)重核的裂变① 重核俘获一个中子后分裂为两个或几个 ________质量数的原子核，则这样的反应叫做重核的裂变 .在裂变的同时，还会放出几个中子和大量能量 .(2)轻核的聚变① 某些轻核结合成质量数 ________的原子核的反应过程叫做轻核的聚变，同时放出大量的能量 .轻核聚变只能发生在超高温条件下，故轻核聚变也叫做热核 反应 .中等10较大【 基础检测 】考点 1 氢原子的能级跃迁⊙重点归纳3.解答氢原子能级图与原子跃迁问题的注意事项(1)氢原子能级图：如图 11-4-3 所示 .图 11-4-3【 考题题组 】1.(多选 )如图 11-4-4 所示 是氢原子的能级图，大量处于 n＝4 激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出 6 种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向 n＝ 2 能级跃迁时释放的光子，则 ( )图 11-4-4A.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： BC2.(多选， 2017 年湖北荆门模拟 )氢原子核外电子发生了两次跃迁，第一次从外层轨道跃迁到 n＝ 3 轨道；第二次核外电子再从 n＝ 3 轨道跃迁到 n＝ 2 轨道，下列说法中正确的是 ( )A.两次跃迁原子的能量增加相等B.第二次跃迁原子的能量减小量比第一次的大C.两次跃迁原子的电势能减小量均大于电子的动能增加量D.两次跃迁原子均要放出光子，第一次放出的光子能量要大 于第二次放出的光子能量解析： 氢原子核外电子从外层轨道跃迁到内层轨道这一过程中，原子的能量减小，原子要放出光子，由能量守恒定律可知原子的电势能减小量大于电子的动能增加量 .又由氢原子能级图知因跃迁到 n＝ 3 轨道放出的光子能量 (或原子的能量减小量 )最多为 1.51 eV，而氢原子核外电子从 n＝ 3 轨道跃迁到 n＝ 2轨道放出的光子的能量 (或原子的能量减小量 )为 1.89 eV， B、C 正确 .答案： BC考点 2 原子核与原子核的衰变⊙重点归纳1.衰变规律及实质(1)两种衰变的比较