(共25张PPT)
第四章 原子结构和波粒二象性
章末综合提升
hν
饱和
遏止电压
截止频率
瞬时
hν－W0
hν
枣糕
核式结构
线状谱
轨道
能量
氢原子
考点一 原子核式结构与α粒子散射实验
1. α粒子散射实验
（1）实验装置：如图所示。
（2）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。
2. 原子的核式结构模型
（1）核式结构学说：在原子的中心有一个很小的原子核，原子的全部正电 荷和几乎全部的质量都集中在原子核内，电子绕核运转。
（2）核式结构模型对α粒子散射实验的解释
①因为原子核很小，原子的大部分空间是空的，大部分α粒子穿过金箔时离 核很远，受到的库仑力很小，运动几乎不受影响，因而大部分α粒子穿过金 箔后，运动方向几乎不改变。
②只有少数α粒子从原子核附近飞过，受到原子核的库仑力较大，才发生较 大角度的偏转。
解析：因为原子核所占空间较小，极少数α粒子发生大角度偏转，故A项错 误；α粒子发生偏转的原因是原子核对它有斥力的作用，故B项错误；远离金 原子核的α粒子受到库仑力，库仑力做正功，它的电势能减小，故C项正确； α粒子散射实验证明J. J. 汤姆孙的原子结构模型（枣糕模型）是错误的，如 果按照“枣糕模型”，不可能出现α粒子散射实验的结果，故D项错误。
C
考点二 光电效应现象及方程
1. “四点”提醒
（1）能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率。
（2）光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光。
（3）逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关。
（4）光电子不是光子，而是电子。
2. “两条”关系
（1）光的强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大。
（2）光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大→遏止电压大。
3. “三个”关系式
（1）爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0。
（2）最大初动能与遏止电压的关系：eUc＝Ek。
（3）逸出功与极限频率的关系：W0＝hνc。
4. 光电效应的图像
图像名称与图形 图像的意义
Ek＝hν－W0
（1）金属的截止频率（极限频率）νc＝ν0；
（2）普朗克常量h等于图线的斜率与电子电荷量的 乘积，即h＝ke
图像名称与图形 图像的意义
（1）遏止电压Uc：图线与横轴交点的横坐标的绝对 值；
（2）饱和电流Im：电流的最大值，强光大于弱光；
（3）最大初动能：Ek＝eUc
颜色相同，
光的强度不同
（1）遏止电压Uc1、Uc2；
（2）最大初动能：Ek1＝eUc1、Ek2＝eUc2；
（3）频率大的遏止电压大
颜色不同，频率不同
A
A. 光电管阴极的逸出功为1.8 eV
B. S断开后，没有电流流过电流表
C. 光电子的最大初动能为1.8 eV
D. 用能量为1.7 eV的光子照射，电流表有电流
解析：该装置所加的电压为反向电压，当电压表的示数大于或等于0.7 V时， 电流表示数为0，知光电子的最大初动能为0.7 eV，根据光电效应方程有Ekm ＝hν－W0，则W0＝1.8 eV，故选项A正确，C错误。S断开后，用能量为2.5 eV的光子照射到光电管上时发生了光电效应，有光电子逸出，则有电流流过 电流表，故选项B错误。改用能量为1.7 eV的光子照射，由于光电子的能量 小于逸出功，不能发生光电效应，无光电流，故选项D错误。
[方法技巧]
根据光电效应方程Ek＝hν－W0，以及Ek＝eUc，可以求出最大初动能Ek和逸 出功W0。关于研究光电效应的电路图，需要分辨清楚该电路图是探究光的强 度与饱和电流的关系，还是探究光的频率与遏止电压的关系。
D
A. 甲光的频率大于乙光的频率
B. 乙光的频率大于丙光的频率
C. 乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率
D. 丙光对应的光电子最大初动能大于甲光对应的光电子最大初动能
[方法技巧]
关于饱和电流与电压的关系，只需注意两点：一是同一种光照的饱和电流大 小只与光的强度有关；二是遏止电压大小只与光的频率有关。金属的截止频 率与入射光频率无关，只与金属材料本身有关。光电子的最大初动能大小只 需根据遏止电压大小判断。
考点三 光的波粒二象性与物质波
1. 对光的波粒二象性的理解
从数量上看 个别光子的作用效果往往表现为粒子性，大量光子的作用效果往往表现为波动性
从频率上看 频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象，频率越高粒子性越显著，越不容易看到光的干涉和衍射现象，贯穿本领越强
从传播与
作用上看 光在传播过程中往往表现出波动性，在与物质发生作用时往往表现出粒子性
波动性与 粒子性的统一 由光子的能量ε＝hν、光子的动量表达式p＝_x001A_ _x001B_ _x001B_也可以看出，光的波动性和粒子性并不矛盾，表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量——频率ν和波长λ
2. 光的粒子性现象：光电效应、康普顿效应。
光的波动性现象：干涉、衍射、偏振、多普勒现象等。
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. 康普顿效应揭示了光的波动性
解析：光既有波动性又有粒子性，A错误；光子不带电，没有静止质量，而 电子带负电，有质量，B错误；光的波长越长，其波动性越显著，波长越 短，其粒子性越显著，C正确；康普顿效应揭示了光的粒子性，D错误。
C
考点四 玻尔原子理论及能级跃迁
1. 氢原子的能量和能级跃迁
氢原子的能级图，如图所示。
4. 电离
（1）电离态：n＝∞，E＝0。
（2）电离能：指原子从基态或某一激发态跃迁到电离态所需要吸收的最小 能量，E电＝｜En｜。
（3）若吸收的能量足够大，克服电离能后，获得自由的电子还具有动能。
B
A. 逸出光电子的最大初动能为10.80 eV
B. n＝3跃迁到n＝1放出的光子动量最大
C. 有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应
D. 用0.85 eV的光子照射，氢原子跃迁到n＝4激发态
[方法技巧]
这是一道光电效应与氢原子跃迁的综合题。一群处于n＝3的激发态的氢原子 跃迁时，只能释放出三种频率的光子，3→1、2→1、3→2，根据hν＝E＝Em －En，可以得出三种频率光子的能量，根据光子动量公式以及波长与波速关 系，可以得出能量越大，动量越大；根据光电效应方程，以及发生光电效应 的条件可知哪些光可使金属钠发生光电效应，以及光电子的最大初动能。从 低能级跃迁到高能级需要吸收特定频率的光子，即hν＝E＝Em－En。(共20张PPT)
第二章 气体、固体和液体
章末综合提升
温度
273.15
质量和温度一定
pV＝C
过原点的倾斜直线
质量和压强一定
过原点的倾斜直线
质量和体积恒定
过原点的倾斜直线
质量一定
几何外形
熔点
各向异性
无
有
各向同性
周期性
几何外形
无
各向同性
考点一 气体压强的计算方法
1. 平衡状态下气体压强的求法
力平
衡法 选取与气体接触的液柱（或活塞）为研究对象进行受力分析，得到 液柱（或活塞）的受力平衡方程，求得气体的压强
等压
面法 在连通器中，同一种液体（中间不间断）同一深度处压强相等。液 体内深h处压强p＝p0＋ρgh，p0为液面上方的压强
液片法 选取假想的液体薄片（自身重力不计）为研究对象，分析液片两侧 受力情况，建立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方 程，求得气体的压强
2. 加速运动系统中封闭气体压强的求法
恰当地选取与气体接触的液柱（或活塞）为研究对象，进行受力分析， 然后依据牛顿第二定律列式求封闭气体的压强，把压强问题转化为力学 问题求解。
【典例1】 如图（a）所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸水平放 置，横截面积为S＝1×10－4 m2，质量为m＝0.2 kg且厚度不计的活塞与 汽缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离为24 cm，在活塞的右侧12 cm处有一个与汽缸固定连接的卡环。气体的温度 为300 K，大气压强p0＝1.0×105 Pa。现将汽缸竖直放置，如图（b）所 示，取g＝10 m/s2。求：
（1）活塞与汽缸底部之间的距离；
（1）20 cm
（2）现缓慢加热气体，求活塞刚好到达卡环时的气体温度。
（2）540 K
[方法技巧]
本题主要考查利用气体实验定律，分析汽缸中气体的变化问题，在做题中要 注意，对于汽缸中有卡环的问题，需要先判断活塞是否达到卡环位置，到达 卡环后是等容变化，到达前是等压变化。
2. 解决气体实验定律与理想气体状态方程的综合问题的一般思路
（1）审清题意，确定研究对象。
（2）分析清楚初、末状态及状态变化过程，依据气体实验定律或理想气体 状态方程列出方程；对力学研究对象要正确地进行受力分析，依据力学规律 列出方程进而求出压强。
（3）注意挖掘题目中的隐含条件，如几何关系等，列出辅助方程。
（4）多个方程联立求解。对求解的结果注意检验它们的合理性。
【典例2】 如图所示，绝热性能良好且足够长的汽缸固定放置，其内壁光 滑，开口向右，汽缸中封闭一定质量的理想气体，活塞（绝热）通过水平轻 绳跨过轻质滑轮与重物相连，已知活塞的面积S＝10 cm2，重物的质量m＝2 kg，重力加速度g取10 m/s2，大气压强p0＝1.0×105 Pa，滑轮摩擦不计。稳 定时，活塞与汽缸底部间的距离为L1＝12 cm，汽缸内温度T1＝300 K。
（1）通过电热丝对汽缸内气体加热，气体温度缓慢上升到T2＝400 K时停止 加热，求加热过程中活塞移动的距离d；
（2）停止加热后，在重物的下方加挂一个2 kg的重物，活塞又向右移动4 cm 后重新达到平衡，求此时汽缸内气体的温度T3。
（2）375 K
[方法技巧]
通过对活塞受力分析，可知第（1）小问的气体变化过程是等压过程，采用 盖-吕萨克定律解题；第（2）小问中的气体压强、体积、温度均发生变化， 运用理想气体状态方程求解即可。
A
A. 20 cm
B. 25 cm
C. 40 cm
D. 45 cm
解析：对封闭在左管的气体，初状态气体压强为p1＝p0－ρgh＝75 cmHg －25 cmHg＝50 cmHg，设玻璃管横截面积为S，初状态气体体积V1＝ 30S，当两侧玻璃管内液面相平时，设左管气柱长度为L，则气体体积V2 ＝LS，气体压强p2＝p0＝75 cmHg，由玻意耳定律，p1V1＝p2V2，解得L ＝20 cm，选项A正确。
[方法技巧]
试管导热良好，气体温度保持不变，是等温过程，根据等压面法求出始末状 态的压强大小，再运用玻意耳定律即可求解。
【典例4】 （教材改编题）某同学的自行车轮胎的参数如图所示，轮胎容 积V＝3 L。由于轮胎气门芯漏气，使胎内外气压相同。该同学换了气门芯后 给轮胎充气，打气筒每次能将V0＝1 L的空气打入轮胎中，早晨打气时气温为 27 ℃，不计充气过程中轮胎容积和气体温度的变化，空气可看成理想气体， 大气压p0＝1.0×105 Pa。若中午室外气温升到37 ℃，要保证自行车中午放置 在室外时不爆胎（即不超过胎内气压允许的最大值），该同学早上最多能给 轮胎充气多少次？
10次
[方法技巧]
理想气体状态方程具有累加性，因此对于变质量问题，需要明确分析对象。 以总气体为分析对象，按照原来气体＋充入气体＝总气体的形式列理想气体 状态方程。此题还需要考虑中午气温升高，轮胎不能爆胎的限制条件，充满 气之后，从早上到中午，轮胎中气体经过的是等容过程。(共19张PPT)
第三章 热力学定律
章末综合提升
功
内能
等价
W
Q
能量守恒定律
热量不能自发地从低温物体传到高温物体
不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响
热力学第二定律
考点一 热力学第一定律的运用
1. 热力学第一定律公式：ΔU＝Q＋W
其揭示了内能的增量（ΔU）、外界对物体做功（W）与物体从外界吸热 （Q）之间的关系。
2. 各物理量符号的意义
物理量 ΔU W Q
大于零 物体的内能增加 外界对物体做功 物体吸热
小于零 物体的内能减少 物体对外界做功 物体放热
等于零 物体内能不变 物体对外界（或外界对 物体）不做功 物体与外界绝热
3. 应用热力学第一定律应注意的问题
（1）只有绝热过程Q＝0，ΔU＝W，用做功情况可判断内能的变化。
（2）只有在气体体积不变时，W＝0，ΔU＝Q，用吸热、放热情况可判断内 能的变化。
（3）若物体内能不变，即ΔU＝0，W和Q不一定等于零，而是W＋Q＝0，功 和热量符号相反、大小相等，因此判断内能变化问题一定要全面考虑。
（4）对于气体，做功W的正负一般要看气体体积变化，气体体积缩小，W＞ 0；气体体积增大，W＜0。
B
A. 压强变大
B. 对外界做功
C. 对外界放热
D. 分子平均动能变大
解析：随着水向外喷出，气体的体积增大，由于温度不变，根据pV＝C可知 罐内气体压强减小，A项错误；由于气体体积增大，对外界做功，气体温度 不变，内能不变，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知气体一定从外界吸收 热量，B项正确，C项错误；温度是分子平均动能的标志，温度不变，分子平 均动能不变，D项错误。
[方法技巧]
这道题中水向外喷出的原因是内部气体压强大于外部压强。整个过程中，气 体温度保持不变，体积增大，因此气体内能不变，即ΔU＝0，气体对外做 功，即W＜0。再运用热力学第一定律，以及理想气体状态方程即可。
考点二 热力学定律与气体实验定律综合
解题及分析过程
（1）分析情景，明确气体（研究对象）的始末状态以及过程（等温、等 压、等容、绝热或者其他）；
（2）对气体进行压强分析（汽缸模型一般对活塞受力分析，试管模型一般 用液压法），判断体积、温度变化情况；
（3）运用气体实验定律或理想气体状态方程列方程；
（4）最后用热力学第一定律ΔU＝Q＋W，对做功和热量进行分析、求解。
【典例2】 （汽缸模型）如图所示，上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放 置，横截面积为10 cm2的活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内。在汽缸 内距缸底30 cm处设有卡槽a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动。开始时 活塞放在a、b上，活塞的质量为5 kg，气体温度为180 K。现缓慢加热汽缸内 气体，当温度为300 K，活塞恰好离开卡槽a、b；若继续给汽缸内气体缓慢 加热，活塞上升10 cm的过程中，气体的内能增加了240 J。（设大气压强为 p0＝1.0×105 Pa，g取10 m/s2）求：
（1）开始时汽缸内气体的压强；
（1）9×104 Pa
（2）活塞上升10 cm时汽缸内气体的温度；
（2）400 K
（3）活塞离开卡槽a、b之后上升10 cm的过程中，气体吸收的热量。
（3）255 J
解析：（3）活塞离开卡槽后，气体对外界做功，
则W＝－p2·SΔh＝－15 J，根据热力学第一定律得Q＝ΔU－W＝255 J。
[方法技巧]
这是一道气体实验定律与热力学第一定律的综合题。气体一共经历两段过 程，活塞未离开a、b以前，气体体积不变是等容过程；活塞离开a、b之后， 对活塞受力分析可知，是等压过程。等压过程中，外界对气体做功公式W＝ －pΔV，运用好气体实验定律以及热力学第一定律即可解题。
BC
A. A→B过程中，单位时间内、单位面积上与器壁碰撞的分子数增加
B. B→C过程中，气体放出热量
C. C→A过程中，气体分子的平均动能保持不变
D. C→A过程中，气体吸收热量
解析：A→B过程中，压强不变，体积变大，分子数密度减少，温度升高，分 子平均动能变大，则单位时间内、单位面积上与器壁碰撞的分子数减少，A 项错误；B→C过程中，气体体积不变，W＝0，温度降低，内能减小，ΔU＜ 0，根据ΔU＝W＋Q可知，气体放出热量，B项正确；C→A过程中，气体温度 不变，则分子的平均动能保持不变，C项正确；C→A过程中，气体温度不 变，内能不变，即ΔU＝0；气体体积减小，外界对气体做功，即W＞0，则根 据ΔU＝W＋Q可知，气体放出热量，D项错误。
[方法技巧]
这是一道分析理想气体p-V图像的题。气体经过三段过程：A→B等压过 程，B→C等容过程，C→A等温过程，结合气体实验定律以及热力学第 一定律即可解题，其中p-V图像中曲线与坐标轴围成的面积，就是气体对 外所做的功。
考点三 热力学第二定律及运用
1. 热力学第二定律的核心在于阐述自然界的过程具有方向性。
（1）热传递具有方向性；
（2）气体的扩散现象具有方向性；
（3）机械能和内能的转化过程具有方向性；
（4）气体向真空膨胀具有方向性。
2. 热力学第一定律与热力学第二定律相对比可知，自然界过程不但满足能量 守恒，还具有方向性，以及不可逆性。
A. 一定质量的气体膨胀对外做功100 J，同时从外界吸收80 J的热量，则它的 内能增大20 J
B. 物体从外界吸收热量，其内能一定增加；物体对外界做功，其内能一定减少
C. 凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在传热中，热量能从高温物体 传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体
D. 热现象过程中不可避免地出现能量耗散现象，能量耗散符合热力学第二定律
D
解析：根据热力学第一定律知ΔU＝W＋Q＝－100 J＋80 J＝－20 J，它的内 能减小20 J，故A错误；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知物体从外界吸 收热量，其内能不一定增加，物体对外界做功，其内能不一定减少，故B错 误；通过做功的方式可以让热量从低温物体传递给高温物体，如电冰箱，故 C错误；能量耗散过程体现了宏观自然过程的方向性，符合热力学第二定 律，故D正确。
[方法技巧]
根据热力学第一定律分析出气体内能的变化，结合热力学第二定律的相关内 容即可完成分析。(共16张PPT)
第五章 原子核
章末综合提升
质量数
电荷数
半数
内部自身
无关
邻近
分开
大
Δmc2
考点一 原子核衰变及半衰期
1. α衰变和β衰变的比较
项目 α衰变 β衰变
衰变方程
衰变实质 2个质子和2个中子结合 成一个整体 1个中子转化为2个质子和1个电 子
匀强磁场中轨迹 形状
衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒
2. 半衰期
（1）定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，叫作这种元 素的半衰期。
（2）决定因素：放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟 原子所处的化学状态和外部条件无关。
提示：半衰期是统计规律，适用于对大量原子核的分析判断，凡是用“个” 来描述的，都不是大量原子核。
A. 若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小
BCD
[方法技巧]
半衰期只与原子核本身有关，与外部环境无关，每经过一个半衰期，原子核 衰变一半，这里只是元素变了，总质量几乎不变；衰变过程中，满足电荷数 守恒以及质量数守恒。
考点二 核反应及核能的计算
核反应的四种类型
类型 可控制 核反应方程典例
衰
变 α衰变 自发
β衰变 自发
人工转变 人工控制
约里奥·居里夫妇发现放射性同位素，同时观察到正电子
类型 可控制 核反应方程典例
人工转变 人工控制 约里奥·居里夫妇发现放射性同位素，同时观察到正电子
重核裂变 比较容易进行人工控制
轻核聚变 很难控制
D
AB
E
F
[方法技巧]
自然衰变是由于原子核本身不稳定，反应物只有原子核，生成物有新原子 核，α粒子或β粒子；核裂变是由于中子撞击重核粒子造成的，因此反应物是 重核和中子，生成物是两个相对较小的新原子核以及中子；核聚变的反应物 是两个轻核，一般是氢、氦以及相关同位素，生成物一般只有新核或者新核 和中子，其他的核反应一般属于人工合成。
考点三 比结合能及核能的计算
1. 比结合能是原子核稳定的衡量标准
（1）比结合能越大，原子核越稳定，越
不容易发生核反应。
（2）比结合能与质量数的关系如图所示。
（3）核聚变、核裂变以及α衰变，生成的
新原子核的比结合能比反应物要大。
2. 核能的计算方法
（1）根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”， ΔE的单位是“J”。
（2）根据ΔE＝Δm×931.5 MeV/u计算。因1原子质量单位（1 u）相当于 931.5 MeV，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”。
（3）根据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子比结合能×核 子数。
A. 释放出4.9 MeV的能量 B. 释放出6.0 MeV的能量
C. 释放出24.0 MeV的能量 D. 吸收4.9 MeV的能量
C
[方法技巧]
比结合能是单个核子的能量，乘以核子的个数即可求出该原子核能量，如果 反应前后原子核的能量降低，那么该反应就会释放能量。(共13张PPT)
第一章 分子动理论
章末综合提升
6.02×1023
扩散
布朗
无规则
剧烈
斥
0
引
中间多
两头少
大
平均速率
数密度
温度
体积
相对位置
温度
动能
势能
物质的量
温度
体积
考点一 分子微观量的计算
1. 阿伏加德罗常数NA是宏观世界与微观世界之间的桥梁，把宏观物理量与微 观物理量联系起来。
已知量 可求量
摩尔体积Vmol
摩尔质量Mmol
体积V、
摩尔体积Vmol
质量m、摩尔质量Mmol
2. 宏观物理量与微观物理量之间的关系
3. 分子的简化模型
固体和液体分子模型 气体分子模型
【典例1】 假设在某材料表面镀银，镀层厚度为d，银的摩尔质量为M，密 度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，求：
（1）银原子的直径D；
（2）在面积为S的表面上共镀有银原子的数目N。
[方法技巧]
考点二 分子间的作用力、势能与做功的关系
1. 分子间的作用力与间距之间的关系
作用力的图像 作用力与间距之间的关系
r＞r0，表现为引力
r＝r0，分子力为零
r＜r0，表现为斥力
2. 当一个分子固定，另一个分子靠近与远离，分子间的作用力做功以及分子 势能Ep的关系
分子势能的图像 分子间距 做功与分子势能Ep变化
r＞r0 靠近：作用力做正功，Ep减小
远离：作用力做负功，Ep增大
r＜r0 靠近：作用力做负功，Ep增大
远离：作用力做正功，Ep减小
r＝r0 分子势能Ep最小
D
解析：在向甲分子靠近过程中，乙分子的运动方向始终不变，A错误；加速 度与力的大小成正比，方向与力相同，加速度等于0的是C点，故B错误；分 子动能不可能为负值，故C错误；乙分子从A处由静止释放，分子势能先减 小，到C点最小，后增大，故D正确。
[方法技巧]
这是一道分子间的作用力、势能以及做功的综合题。根据作用力与距离之间 的关系图像以及牛顿第二定律可以判断加速度a与位置x的关系，再根据作用 力做功以及动能定理可以判断动能Ek与位置x的关系，其中速度v与位置x的关 系图像与Ek-x图像相似，同样根据做功以及能量守恒，且动能不可能为负， 可以得出分子势能Ep与位置x的关系。
