课件15张PPT。构建体系网络链接高考热点 动量守恒定律的应用 如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块．木箱和小木块都具有一定的质量．现使木箱获得一个向右的初速度v0，则( )
A．小木块和木箱最终都将静止
B．小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动
C．小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动
D．如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动
解析： 把小木块和木箱看成一个系统，该系统所受合外力为零，故系统动量守恒，系统的初动量向右，末动量也应向右．选项C中小木块始终在木箱内做往复运动，因摩擦力的存在，系统的机械能会越来越少，最终停止，这是不可能的．可见，只有B选项正确．
答案： B 在光滑水平面上，一质量为m、速度大小为v的A球与质量为2m静止的B球碰撞后，A球的速度方向与碰撞前相反．则碰撞后B球的速度大小可能是( )
A．0．6v B．0．4v
C．0．3v D．0．2v
解析： 由动量守恒定律得mv＝mvA＋2mvB，规定A球原方向为正方向，由题意可知vA为负值，则2mvB＞mv，因此B球的速度可能为0．6v，故选A．
答案： A 如图所示，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)解析： 设乙船上的人抛出货物的最小速度大小为vmin，抛出货物后船的速度为v1，甲船上的人接到货物后船的速度为v2，由动量守恒定律得
12m×v0＝11m×v1－m×vmin ①
10m×2v0－m×vmin＝11m×v2 ②
为避免两船相撞应满足
v1＝v2 ③
联立①②③式得
vmin＝4v0． ④
答案： 4v0动量守恒与能量守恒的综合应用 质量为M、内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ．初始时小物块停在箱子正中间，如图所示．现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止．设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为( )答案： BD 光滑水平面上两小球a、b用不可伸长的松弛细绳相连．开始时a球静止，b球以一定速度运动直至绳被拉紧，然后两球一起运动，在此过程中两球的总动量_____(填“守恒”或“不守恒”)；机械能______(填“守恒”或“不守恒”)．
解析： 动量守恒的条件是系统不受外力或所受外力之和为零，与系统的内力无关．机械能守恒的条件除了重力之外无其他外力做功只是系统机械能守恒的必要条件，还要系统内力做功之和为零，而本情景中在细绳绷直的瞬间有内力做功，将部分机械能转化为内能，故机械能不守恒．
答案： 守恒 不守恒 如图所示，圆管构成的半圆形轨道竖直固定在水平地面上，轨道半径为R，MN为直径且与水平面垂直．直径略小于圆管内径的小球A以某一速度冲进轨道，到达半圆轨道最高点M时与静止于该处的质量与A相同的小球B发生碰撞，碰后两球粘在一起飞出轨道，落地点距N为2R．重力加速度为g，忽略圆管内径，空气阻力及各处摩擦均不计，求：
(1)粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间t；
(2)小球A冲进轨道时速度v的大小．课件15张PPT。构建体系网络链接高考热点
光的波动性和粒子性、与光的波粒二象性相关的实验、光电效应、光的干涉等内容常在高考中出现，但所占分值不多，常以选择题、填空题的形式出现． 光电效应规律及光电效应方程的应用解析： 用紫外线照射锌板后，与锌板相连的验电器指针发生明显偏转，可知锌板带电．用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，而橡胶棒与锌板接触后，验电器指针张角变小，说明锌板上的电荷与橡胶棒上的电荷电性相反，由此可判断锌板带正电．金属要发生光电效应，入射光的频率必须大于金属的极限频率，本题中用红外线照射锌板时，验电器指针不偏转，说明没发生光电效应，因此可判断锌的极限频率大于红外线的频率．
答案： 正 大于 (广东物理)硅光电池是利用光电效应原理制成的器件，下列表述正确的是( )
A．硅光电池是把光能转变为电能的一种装置
B．硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出
C．逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关
D．任意频率的光照射到硅光电池上都能发生光电效应
解析： 硅光电池通过光子照射使电子逸出，它将光能转化为电能，A正确；吸收了光子能量的电子，只有其能量大到足以克服原子的吸引力时才能逸出，B错误；由光电效应方程知，C错误；要发生光电效应，必须有hν＞W0，D错误．
答案： A 用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产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： 金属发生光电效应必须使光的频率大于极限频率，X射线的频率大于紫外线的频率．
答案： B 用波长为2．0×10－7 m的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4．7×10－19 J．由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h＝6．63×10－34 J·s，光速c＝3．0×108 m/s，结果取两位有效数字)( )
A．5．5×1014 Hz B．7．9×1014 Hz
C．9．8×1014 Hz D．1．2×1015 Hz
答案： B 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)，如图所示．则可判断出( )
A．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的截止频率
D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能
解析： 由题图可知，丙光的最大电流小于甲光和乙光，说明逸出的电子数目最少，即丙光的强度最小．由题图说明丙光对应的光电子的初动能最大，即丙光的频率最高(波长最小)，B项正确，D项错误；甲光和乙光的频率相同，A项错误．由于是同一光电管，所以乙光、丙光截止频率是一样的，C项错误．
答案： B
对波粒二象性的考查 (上海物理)人类对光的本性的认识经历了曲折的过程．下列关于光的本性的说法符合科学规律或历史事实的是( )
A．牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的
B．光的双缝干涉实验说明光具有波动性
C．麦克斯韦预言了光是一种电磁波
D．光具有波粒二象性解析： 牛顿的“微粒说”认为光是一种物质微粒，而爱因斯坦的“光子说”认为光是一份一份不连续的能量，A错误．干涉、衍射是波的特性，光能发生干涉说明光具有波动性，B正确．麦克斯韦根据光的传播不需要介质以及电磁波在真空中的传播速度与光速近似相等，认为光是一种电磁波，后来赫兹用实验证实了光的电磁说，C正确．光具有波动性与粒子性，称为光的波粒二象性，D正确．
答案： BCD课件19张PPT。构建体系网络链接高考热点
近几年高考对本章内容考查较少，考查重点是玻尔理论、氢原子光谱及氢原子的能级结构和能级公式，有时单独考查，有时与其他知识综合考查．考查形式有选择题、填空题，以选择为主．预计以后对本章的考查中仍将以玻尔理论为重点．
玻尔理论及氢原子的能级跃迁 如图所示为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子( )
A．从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出电磁波的波长长
B．从n＝5能级跃迁到n＝1能级比从n＝5能级跃迁到n＝4能级辐射出电磁波的速度大
C．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的
D．从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量解析： 因为E4－E3＝0．66 eV＜E3－E2＝1．89 eV，根据c＝λν和hν＝En－Em得从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出电磁波的波长长，选项A正确；电磁波在真空中的传播速度都相等，与光子的频率无关，选项B错误；氢原子的核外电子处于不同能级时在各处出现的概率是不同的，能级越低，在靠近原子核较近的地方出现的频率越大，选项C错误；氢原子从高能级跃迁到低能级时，是氢原子核外的电子从高能级跃迁到了低能级向外放出能量，选项D错误．
答案： A 已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量En＝E1/n2，其中n＝2,3，…．用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速．能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为( )
答案： C 用频率为ν0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为ν1、ν2、ν3的三条谱线，且ν3>ν2>ν1，则( )
解析： 大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱，这说明氢原子受激跃迁到n＝3的激发态，然后从n＝3能级向低能级跃迁产生三个频率的光谱．根据跃迁规律有：hν0＝hν3＝hν2＋hν1，解得：ν0＝ν3＝ν2＋ν1，故选项B正确．
答案： B 氢原子部分能级的示意图如图所示，不同色光的光子能量如下表所示．
处于某激发态的氢原子、发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为( )
A．红、蓝—靛
B．黄、绿
C．红、紫
D．蓝—靛、紫
解析： 本题考查能级跃迁的知识．根据跃迁假设，发射光子的能量hν＝Em－En，当氢原子从n＝2跃迁到n＝3或n＝4，能级差为1．89 eV和2．55 eV，属于红光和蓝—靛光，故A正确．
答案： A 能量为E1的光子照射基态氢原子，刚好可使该原子中的电子成为自由电子，这一能量E1称为氢的电离能．现用一频率为ν的光子从基态氢原子中击出了一电子，该电子在远离核以后速度的大小为________(用光子频率ν、电子质量m、氢的电离能E1与普朗克常量h表示．) 大量氢原子处于不同能量激发态，发生跃迁时放出三种不同能量的光子，其能量值分别是：1.89 eV，10.2 eV，12.09 eV．跃迁发生前这些原子分布在____个激发态能级上，其中最高能级的能量值是____eV(基态能量为－13.6 eV)．
解析： 由于原子发生跃迁时放出三种不同能量的光子，故跃迁发生前这些原子分布在2个激发态能级上，即分布在n＝2，n＝3两个能级上，因为放出光子的最大能量为12．09 eV，由E3－E1＝12．09 eV得E3＝－1．51 eV，故最高能级的能量值是－1．51 eV．
答案： 2 －1．51 α粒子散射实验 (上海高考)卢瑟福通过________实验，发现了原子中间有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构模型．平面示意图中的四条线表示α粒子运动的可能轨迹，在图中完成中间两条α粒子的运动轨迹．解析： α粒子与原子核都带正电，所以α粒子受到原子核的斥力作用，由运动和力的关系可画出中间两条α粒子为运动轨迹．
答案： α粒子散射 α粒子运动轨迹如图所示． (1)钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子．光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小________(选填“增大”、“减小”或“不变”)，原因是________．
(2)已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为－3．40 eV和－1．51 eV，金属钠的截止频率为5．53×1014 Hz，普朗克常量h＝6．63×10－34 J·s．请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发生的光照射金属钠板，能否发生光电效应．
解析： (2)氢原子放出的光子能量E＝E3－E2，
代入数据得E＝1．89 eV
金属钠的逸出功W0＝hνc，代入数据得
W0＝2．3 eV
因为E答案： (1)减小 光电子受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功)
(2)不能课件21张PPT。构建体系网络链接高考热点
近几年高考对本章内容的考查较频繁．考查知识有衰变、半衰期、核反应、核能，重点是核能和核反应方程，考查形式有选择、填空、计算，以选择题为主，偶有与动量守恒综合的题目，常以最新的科技发展为背景出题．预计今后仍将以这些为重点考查对象，并加入在科技方面的应用．
天然放射现象与衰变规律 关于天然放射现象，下列说法正确的是( )
A．α射线是由氦原子核衰变产生
B．β射线是由原子核外电子电离产生
C．γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生
D．通过化学反应不能改变物质的放射性
解析： α射线是α衰变时射出的由氦原子核组成的高速粒子流，故选项A错误．β射线是发生β衰变时从原子核内部射出的高速电子流，故选项B错误．γ射线是原子核受到激发后产生的，故选项C错误．物质的放射性由原子核的内部结构决定，与物质是以单质形式还是以化合物形式存在无关，也不受温度、压强等外界因素的影响，故选项D正确．
答案： D 天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示，由此可推知( )
A．②来自于原子核外的电子
B．①的电离作用最强，是一种电磁波
C．③的电离作用较强，是一种电磁波
D．③的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子
答案： D
核电站泄漏的污染物中含有碘131和铯137．碘131的半衰期约为8天，会释放β射线．铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射γ射线．下列说法正确的是( )
A．碘131释放的β射线由氦核组成
B．铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量
C．与铯137相比，碘131衰变更慢
D．铯133和铯137含有相同的质子数
解析： β射线由高速电子流组成，选项A错误．γ射线为高频电磁波，光子能量远大于可见光光子的能量，选项B错误．碘131半衰期小，说明衰变快，选项C错误．铯133和铯137为同位素，具有相同的质子数，不同的中子数，选项D正确．
答案： D 2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站严重的核泄漏事故．在泄漏的污染物中含有131I和137Cs两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射．在下列四个式子中，有两个能分别反映131I和137Cs的衰变过程，它们分别是______和______(填入正确选项前的字母)．131I和137Cs原子核中的中子数分别是______和______．
解析： 根据核反应方程的质量数、电荷数守恒知，131I的衰变为选项B,137Cs的衰变为选项C,131I的中子数为131－53＝78,137Cs的中子数为137－55＝82．
答案： B C 78 82
核反应及核能 现已建成的核电站发电的能量来自于( )
A．天然放射性元素衰变放出的能量
B．人工放射性同位素放出的能量
C．重核裂变放出的能量
D．化学反应放出的能量
解析： 现在核电站所用原料主要是铀，利用铀裂变放出的核能发电，故C项正确．
答案： C答案： A 关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有( )
解析： α衰变是放射出氦核的天然放射现象，A正确；β衰变是放射出电子的天然放射现象，而B项是发现质子的原子核人工转变，故B错；C项是轻核的聚变，D项是β衰变现象．故C对D错．
答案： AC 太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少．太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026 J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近( )
A．1036 kg B．1018 kg
C．1013 kg D．109 kg
答案： D
解析： 轻核的聚变过程是释放能量的过程，因而伴有质量亏损，A、C错误；聚变过程中He变成了He和H，B正确；目前核电站都是用重核裂变发电而不是用轻核聚变，D错误．
答案： B课件54张PPT。动量守恒定律第十六 章 1．实验：探究碰撞中的不变量自学线索学 基础导学
[实验目的]
1．明确探究物体碰撞中的不变量的基本思路．
2．探究一维碰撞中的不变量．
[实验原理]
利用碰撞中的简单情况——一维碰撞进行探究，一维碰撞是指两个物体碰撞前后均沿同一直线运动的碰撞．方案一 利用气垫导轨实现一维碰撞，实验装置如图所示．(4)实验方法：
①两物体弹开时的碰撞情况．
用细线将弹簧片拉成弓形，放置于质量不等的两个滑块之间，并使它们静止，然后烧断细线，弹簧片弹开后落下，两个滑块随即向相反方向运动(图甲)．
②能量损失很小的碰撞情况．
在两滑块相碰的端面装上弹性碰撞架(图乙)
③机械能损失最大的碰撞情况．
在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两个滑块连成一体运动(如图丙)．方案三 利用小车在光滑桌面上碰撞另一静止小车实现一维碰撞，实验装置如图所示．[实验器材]
方案一 气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥．
方案二 带细线的摆球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等．
方案三 光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥．[实验步骤]
不论采用哪种方案，实验过程均可按实验方案合理安排，参考步骤如下：
(1)用天平测相关质量．
(2)安装实验装置．
(3)使物体发生碰撞．
(4)测量或读出相关物理量，计算有关速度，填入设计好的表格．
(5)改变碰撞条件，重复步骤3、4．
(6)整理实验器材．[误差分析][注意事项]
1．保证两个物体发生的是一维碰撞，即两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿这条直线运动．
2．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．
3．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面内．
4．碰撞有很多情形．我们寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变，才符合要求．讲 要点例析实验数据的处理及实验结论的探究 如图所示为气垫导轨上两个滑块A、B相互作用后运动过程的频闪照片，频闪的频率为10 Hz．开始时两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻弹簧，滑块用绳子连接，绳子烧断后，两个滑块向相反方向运动．已知滑块A、B的质量分别为200 g、300 g，根据照片记录的信息，A、B离开弹簧后，A滑块做________运动，其速度大小为________m/s，本实验中得出的结论是________________．解析： 由题图可知，A、B离开弹簧后，
均做匀速直线运动，
开始时vA＝0，vB＝0，A、B被弹开后，vA′＝0．09 m/s，vB′＝0．06 m/s，
mAvA′＝0．2×0．09 kg·m/s＝0．018 kg·m/s
mBvB′＝0．3×0．06 kg·m/s＝0．018 kg·m/s
由此可得：mAvA′＝mBvB′，
即0＝mBvB′－mAvA′
结论是：两滑块组成的系统在相互作用过程中质量与速度乘积的矢量和守恒．
答案： 匀速直线 0．09 两滑块组成的系统在相互作用过程中质量与速度乘积的矢量和守恒． ①任何实验都有一定的误差，进行数据处理时，只要在实验误差允许的范围即可探究得出相应的结论；
②因mv是个矢量，所以本实验的结论是“碰撞前后两个物体mv的矢量和保持不变”，而不能说成“两个物体mv的绝对值之和保持不变”．
1－1 在“探究碰撞中的不变量”的实验中，下面是某实验小组选用水平气垫导轨、光电门的测量装置来研究两个滑块碰撞过程中系统质量与速度乘积的变化情况．实验仪器如图所示．实验过程：
(1)调节气垫导轨水平，并使光电计时器系统正常工作．
(2)在滑块1上装上挡光片并测出其长度L．
(3)在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥(或双面胶纸)．
(4)用天平测出滑块1和滑块2的质量m1、m2．
(5)把滑块1和滑块2放在气垫导轨上，让滑块2处于静止状态(v2＝0)，用滑块1以初速度v1与之碰撞(这时光电计时器系统自动计算时间)，撞后两者粘在一起，分别记下滑块1的挡光片碰前通过光电门的遮光时间t1和碰后通过光电门的遮光时间t2。解析： 先分清碰前与碰后的状态量，再代入数据计算．答案： 创新设计实验 某同学设计如图甲所示的装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来探究碰撞过程中的不变量，图中PQ是斜槽，QR为水平槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹．重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次．图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，B球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐． (1)碰撞后B球的水平射程是________ cm．
(2)在以下的选项中，本次实验必须进行的测量是_____．
A．水平槽上未放B球时，A球落点位置到O点的距离
B．A球与B球碰撞后，A、B两球落点位置到O点的距离
C．A、B两球的质量
D．G点相对于水平槽面的高度
(3)若本实验中测量出未放B球时A球落点位置到O点的距离为xA，碰撞后A、B两球落点位置到O点的距离分别为xA′、xB′，已知A、B两球半径均为r，则通过式子________即可验证A、B两球碰撞中的不变量．解析： (1)由于偶然因素的存在，重复操作时小球的落点不可能完全重合(如图乙所示)，处理的办法是用一个尽可能小的圆将“所有落点位置”包括在内(其中误差较大的位置可略去)，此圆的圆心即可看作小球10次落点的平均位置，则碰撞后B球的水平射程等于圆心到O点的距离，由图乙可得此射程约为64．7 cm
(2)由于A、B离开水平槽末端后均做平抛运动，平抛高度相同，运动时间相等，因此可以用平抛运动的水平位移表示小球做平抛运动的初速度，没有必要测量G点相对于水平槽面的高度，故A、B均正确，D错误；要验证碰撞前后动量是否守恒，必须测量A、B两球的质量，C正确．
(3)依题意知，碰撞前A球做平抛运动的水平位移为xA，碰撞后A、B做平抛运动的水平位移分别为xA′、xB′，由于碰撞前、后两球做平抛运动的时间相等，因此通过式子mAxA＝mAxA′＋mBxB′，即可验证A、B两球碰撞中的不变量．
答案： (1)64．7(64．2～65．2均可)
(2)ABC
(3)mAxA＝mAxA′＋mBxB′ 创新性实验就是利用所学的知识，设计出与教材实验原理相似或相近的实验来探究(或验证)相应的物理规律或公式．这个实验就是在“探究物体间相互作用时的不变量”时，为了确定物体的速度，利用平抛运动规律进行的迁移，这是高考试题中考查考生能力经常出现的题型．
2－1 某同学设计了一个用打点计时器做“探究碰撞中的不变量”的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动．他设计的具体装置如图(a)所示，在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50 Hz，长木板右端下面垫放小木片用以平衡摩擦力．(1)若已测得打点纸带如图(b)所示，并测得各计数点间距(已标在图上)，A为运动的起点，则应选________段来计算A碰前速度，应选________段来计算A和B碰后的共同速度(以上两空选填“AB”“BC”“CD”“DE’)．
(2)已测得小车A的质量mA＝0．40 kg，小车B的质量mB＝0．20 kg，由以上测量结果可得：碰前mAvA＝________ kg·m/s；碰后(mA＋mB)v共＝________ kg·m/s．答案： (1)BC DE (2)0．420 0．417练 随堂演练
1．在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量实验中，哪些因素可导致实验误差( )
A．导轨安放不水平 B．小车上挡光板倾斜
C．两小车质量不相等 D．两小车碰后连在一起
解析： 导轨不水平，小车速度将会受重力影响，A项对；挡光板倾斜会导致挡光板宽度不等于挡光阶段小车通过的位移，导致速度计算出现误差B项对．
答案： AB
2．在用气垫导轨进行验证实验时，首先应该做的是( )
A．给气垫导轨通气
B．对光电计时器进行归零处理
C．把滑块放到导轨上
D．检验挡光片通过光电门时是否能够挡光计时
解析： 为保护气垫导轨，在一切实验步骤进行之前，首先应该给气垫导轨通气．
答案： A答案： D4．用如图所示的装置也可以完成“探究碰撞中的不变量”实验．
若实验中选取的A、B两球半径相同，为了使A、B发生一维碰撞，应使两球悬线长度________，悬点O1、O2之间的距离等于________．
解析： 为了保证一维碰撞，碰撞点应与两球同在一条水平线上，故两球悬线长度相等，O1、O2之间距离等于球的直径．
答案： 相等 球的直径
5．如图(a)所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车系一穿过打点计时器的纸带，当甲车受到水平向右的瞬时力时，随即启动打点计时器，甲车运动一段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动，纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车的运动情况如图(b)所示，电源频率为50 Hz，则碰撞前甲车速度大小为________m/s，碰撞后的共同速度大小为________m/s．答案： 0.6 0.4
(2)若采用图乙所示的方案，碰撞前mv2的总量________ (填“大于”“小于”或“等于”)碰后mv2的总量，说明弹性碰撞中，________守恒．
(3)若采用图丙所示的方案，碰撞前mv2的总量________(填“大于”“小于”或“等于”)碰后mv2的总量，说明非弹性碰撞中，存在________损失．
解析： (1)弹开前，两滑块静止，动能为零；弹开后，弹片的弹性势能转变为滑块的动能，故弹开后mv2增大．
(2)两滑块的碰撞过程为弹性碰撞，机械能守恒，故碰撞前后mv2不变．
(3)两滑块的碰撞过程为非弹性碰撞，该过程中机械能损失，故碰撞前mv2大于碰撞后mv2．
答案： (1)大于 弹片的弹性势能转化为滑块的动能，滑块的动能增加
(2)等于 机械能 (3)大于 机械能(2)按下电钮使电动卡销放开，同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，A、B与挡板C、D相碰撞的同时，电子计时器自动停表，记下A至C的运动时间t1和B至D的运动时间t2．
(3)重复几次取t1、t2的平均值．
①在调整气垫导轨时应注意_____________________；
②应测量的数据还有______________________；
③只要关系式______________成立，即可得出碰撞中守恒的量是mv的矢量和．答案： 见解析课件53张PPT。2．动量和动量定理自学线索学 基础导学1．定义：物体的________和________的乘积．
2．公式：p＝________．
3．单位：____________，符号：__________．
4．矢量性：动量是矢量，它的方向与________的方向相同，动量运算服从____________定则．一、动量质量速度mv千克米每秒kg·m/s速度平行四边形
5．动量的变化量
(1)定义：物体在某段时间内，末动量与初动量的矢量差(也是矢量)，Δp＝p′－p(矢量式)．
(2)动量运算：动量矢量始终保持在一条直线上时，选定一个正方向，动量、动量的变化用带正、负号的数值表示，从而将矢量运算简化为代数运算(注意此时的正、负号仅代表动量，或动量变化量的方向，并不代表其大小)．
提示： 动能是标量，动能变化是其大小变化，故动量必定变化．但若动量变化，可能是其方向变化而大小不变，故动能不一定变化．
1．冲量
(1)定义：力和力的作用_______的乘积．
(2)公式：I＝F·t
(3)单位：__________，符合__________．
(4)矢量性：冲量是矢量，其方向与_______的方向相同．二、动量定理时间牛顿秒N·s力2．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__________．
(2)公式：mv′－mv＝Ft或_______－p＝I．冲量p′讲 要点例析动量及动量的变化量的理解和计算1．动量
(1)动量是状态量：进行动量运算时，要明确是哪一物体在哪一状态(时刻)的动量，p＝mv中的速度v是瞬时速度．
(2)动量的矢量性：动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同．有关动量的运算，如果物体在一条直线上运动，则选定一个正方向后，动量的矢量运算就可以转化为代数运算了．
(3)动量的相对性：物体的动量与参考系的选择有关．选不同的参考系时，同一物体的动量可能不同，通常在不说明参考系的情况下，物体的动量是指物体相对地面的动量．2．动量的变化量
(1)表达式：Δp＝p′－p
(2)矢量性：动量的变化量Δp是个矢量，其表达式为矢量式．
(3)计算：
①当p′、p在同一直线上时，可规定正方向，将矢量运算转化为代数运算；
②当p′、p不在同一直线上时，应依据平行四边形定则运算．3．动量与动能的关系
物体速度变化时，物体的动量一定随之变化，物体的动能可能随之变化；若物体只是速度方向变化，物体的动能不变，但动量变化． 质量是8 g的玻璃球，以3 m/s的速度向右运动，碰到一个物体后被弹回，以2 m/s的速度沿同一直线向左运动．试求该玻璃球的动量变化量．
读题： 玻璃球被物体弹回，其末状态的速度方向水平向左，该题中动量的变化发生在一维情况中．
画图： 依题意画图如图所示，图中v、v′，分别为玻璃球与物体碰撞前、后的速度．解析： 设水平向右的方向为正方向，则
p＝mv＝8×10－3×3 kg·m/s＝2．4×10－2 kg·m/s
p′＝mv′＝8×10－3×(－2) kg·m/s
＝－1．6×10－2 kg·m/s
故玻璃球动量的变化量为
Δp＝p′－p＝－1．6×10－2 kg·m/s－2．4×10－2 kg·m/s
＝－4．0×10－2 kg·m/s
“－”表示动量变化量的方向水平向左．
答案： 4．0×10－2 kg·m/s，方向水平向左． 对矢量来讲，“＋”、“－”仅表示其方向，不表示其大小，但在运算过程中应将“＋”、“－”代入．
1－1 下列关于动量及其变化说法正确的是( )
A．两物体的动量相等，动能也一定相等
B．物体动能发生变化，动量也一定发生变化
C．动量变化的方向一定与初末动量的方向都不同
D．动量变化的大小，不可能等于初末状态动量大小之和答案： B冲量的理解和计算1．对冲量的理解
(1)冲量是过程量：冲量描述的是作用在物体上的力对时间的积累效应，与某一过程相对应．
(2)冲量的矢量性：冲量是矢量，在作用时间内力的方向不变时，冲量的方向与力的方向相同，如果力的方向是变化的，则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同．
(3)冲量的绝对性：冲量仅由力和时间两个因素决定，具有绝对性．
2．冲量的计算
(1)单个力的冲量：利用公式I＝Ft计算．
(2)合力的冲量：
①各力为恒力时，可分别求每一个力的冲量，再求各冲量的矢量和，即I合＝F1·Δt1＋F2·Δt2＋……＋Fn·Δtn，遇到一维情形，可以转化为代数运算；如果各力作用的时间相同，也可以先求合力F合，再代入I合＝F合·t进行计算．
②合力为变力时，其冲量可由动量定理求解． 如图所示，在倾角α＝37°的斜面上，有一质量为5 kg的物体沿斜面滑下，物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0．2 s，求物体下滑2 s的时间内，物体所受各力的冲量．(g取10 m/s2，sin 37°＝0．6，cos 37°＝0．8)
规范解答//解： 重力的冲量：
IG＝G·t＝mg·t＝5×10×2 N·s＝100 N·s，方向竖直向下．支持力的冲量：
IF＝F·t＝mgcos α·t＝5×10×0．8×2 N·s＝80 N·s，方向垂直斜面向上．
摩擦力的冲量：
IFf＝Ff·t＝μmgcos α·t＝0．2×5×10×0．8×2 N·s＝16 N·s，方向沿斜面向上．
注意：合外力的冲量可以由合外力与时间的乘积求出I合＝F合·t＝(mgsin α－μmgcos α)·t＝5×10×(0．6－0．2×0．8)×2 N·s＝44 N·s，方向沿斜面向下． 明确冲量是力与时间的乘积
(1)冲量是描述力对其作用时间的累积效果，力越大，作用时间越长，冲量就越大．
(2)冲量是一个过程量，学习冲量必须明确研究对象和作用过程，即必须明确是哪个力在哪段时间内对哪个物体产生的冲量．
(3)某个力的冲量的方向与合力的冲量方向不一定相同．
2－1 把质量为10 kg的物体放在光滑的水平面上，如图所示，在与水平方向成53 °的10 N的力F作用下从静止开始运动，在2 s内力F对物体的冲量为多少？合外力的冲量是多少？(cos 53°＝0．6)解析： 首先对物体进行受力分析：与水平方向成53°的角的拉力F，竖直向下的重力G、竖直向上的支持力FN．由冲量定义可知：力F的冲量：IF＝F·t＝10×2 N·s＝20 N·s．因为在竖直方向上，力F的分量F sin 53°，重力G，支持力FN的合力为零，则在竖直方向上合力的冲量也为零．所以，物体所受的合外力就是力Fcos 53°，
故合外力的冲量：
I合＝Fcos 53°·t＝10×0．6×2 N·s＝12 N·s
答案： 20 N·s 12 N·s1．动量定理的理解
(1)动量定理反映了合外力的冲量与动量变化量之间的因果关系，即合外力的冲量是原因，物体的动量变化量是结果．
(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，可以是各力冲量的矢量和，也可以是外力在不同阶段冲量的矢量和．
动量定理的理解
(3)动量定理表达式是矢量式，等号包含了大小相等、方向相同两方面的含义．
(4)动量定理具有普遍性，即不论物体的运动轨迹是直线还是曲线，作用力不论是恒力还是变力，几个力作用的时间不论是相同还是不同，动量定理都适用．(2)应用动量定理定量计算的一般步骤：
①选定研究对象，明确运动过程．
②进行受力分析和运动的初、末状态分析．
③选定正方向，根据动量定理列方程求解． 蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动，已成为奥运会的比赛项目．在2008年29届北京奥运会上，我国选手何雯娜以37．80分的成绩夺得冠军，这是中国选手首次夺得奥运会蹦床金牌．假设何雯娜的质量为50 kg，从离水平网面3．2 m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回离水平网面5．0 m高处．已知她与网接触的时间为1．2 s．求这段时间内网对何雯娜的平均作用力的大小．(g取10 m/s2)答案： 1 250 N 应用动量定理的注意事项
(1)明确物体受到冲量作用的结果是导致物体动量的变化．冲量和动量都是矢量，它们的加、减运算都遵循矢量的平行四边形法则．
(2)列方程前首先要选取正方向，与规定的正方向一致的力或动量取正值，反之取负值，而不能只关注力或动量数值的大小．
(3)分析速度时一定要选取同一个参考系，未加说明时一般是选地面为参考系，同一道题目中一般不要选取不同的参考系．
(4)公式中的冲量应是合外力的冲量，求动量的变化量时要严格按公式，且要注意是末动量减去初动量．
3－1 将质量为m＝1 kg的小球，从距水平地面高h＝5 m处，以v0＝10 m/s的水平速度抛出，不计空气阻力，g取10 m/s2．求：
(1)平抛运动过程中小球动量的增量Δp．
(2)小球落地时的动量p′．〔科学漫步〕——教材P9
轿车前面的发动机舱是不是越坚固越好？
点拨： 由动量定理F·Δt＝Δp知作用时间越短，作用力F越大，轿车前面的发动机舱越坚固，发生事故时碰撞作用时间越短，对人的伤害越大．练 随堂演练
1．一个物体在运动的一段时间内，动能的变化量为零，则( )
A．物体做匀速直线运动
B．物体动量变化量为零
C．物体的初末动量大小相等
D．物体的初末动量可能不同答案： CD2．从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎，其原因是( )
A．掉在水泥地上的玻璃杯动量大，而掉在草地上的玻璃杯动量小
B．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大，掉在草地上的玻璃杯动量改变小
C．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快，掉在草地上的玻璃杯动量改变慢
D．掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时，相互作用时间短，而掉在草地上的玻璃杯与地面接触时间长答案： CD3．某物体受到－2 N·s的冲量作用，则( )
A．物体原来的动量方向一定与这个冲量的方向相反
B．物体的末动量一定是负值
C．物体的动量一定减小
D．物体的动量增量一定与规定的正方向相反
解析： 由动量定理I合＝Δp＝p2－p1可知合外力冲量的方向一定与动量变化的方向相同，I合＜0，Δp＜0，但由于动量是矢量，物体的动量不一定减小，故D正确．
答案： D
4．质量为0．2 kg的小球竖直向下以6 m/s的速度落至水平地面，再以4 m/s的速度反向弹向，取竖直向上为正方向，则小球与地面碰撞前后的动量变化为________ kg·m/s．若小球与地面的作用时间为0．2 s，则小球受到地面的平均作用力大小为________ N(取g＝10 m/s2)．答案： 2 12
5．如图所示，在2010年第16届广州亚运会的足球赛场上，一足球运动员踢一个质量为0．4 kg的足球．
(1)若开始时足球的速度是4 m/s，方向向右，踢球后，球的速度为10 m/s，方向仍向右(如图甲)，求足球的初动量、末动量以及踢球过程中动量的改变量．
(2)若足球以10 m/s的速度撞向球门门柱，然后以3 m/s速度反向弹回(如图乙)，求这一过程中足球的动量改变量．
解析： (1)取向右为正方向，初、末动量分别为
p＝mv＝0．4×4 kg·m/s＝1．6 kg·m/s，方向向右
p′＝mv′＝0．4×10 kg·m/s＝4 kg·m/s，方向向右
动量的改变量为Δp＝p′－p＝2．4 kg·m/s，方向向右．
(2)取向右为正方向，初、末动量分别为
p1＝mv′＝0．4×10 kg·m/s＝4 kg·m/s，方向向右
p2＝mv″＝0．4×(－3) kg·m/s＝－1．2 kg·m/s，方向向左，
动量的改变量为Δp′＝p2－p1＝－5．2 kg·m/s，方向向左．
答案： (1)2．4 kg·m/s 方向向右 (2)5．2 kg·m/s 方向向左课件51张PPT。3．动量守恒定律自学线索学 基础导学
1．系统：相互作用的两个或多个物体组成一个力学系统．
2．内力：系统中物体间的____________．
3．外力：系统________的物体对系统______的物体的作用力．一、系统、内力和外力相互作用力外部内提示： 人和车之间的摩擦力和弹力，锤击车瞬间锤与车之间的弹力是内力；人、锤、车受的重力，车受的地面的支持力是外力． 1．内容：如果一个系统__________，或者所受_______ _______为零，这个系统的总动量保持不变．
2．表达式：对两个物体组成的系统，常写成：
p1＋p2＝__________或m1v1＋m2v2＝_____________
3．适用条件：系统不受________或者所受________之和为零．二、动量守恒定律不受外力外力的矢量和p1′＋p2′m1v1′＋m2v2′外力外力1．相互作用的物体无论是低速还是________运动；无论是宏观物体还是________粒子，动量守恒定律仍然正确．
2．动量守恒定律是一个独立的实验规律，它适用于目前为止物理学研究的一切领域．三、动量守恒定律的普适性高速微观讲 要点例析动量守恒的条件动量守恒定律虽然是普遍适用的规律，但应用它必须满足一定条件，概括起来，有以下几种情况：
1．系统不受外力，或系统所受外力的矢量和为零，则系统动量守恒．
2．系统所受合外力不为零，但合外力远小于系统的内力，外力可忽略不计，系统的总动量近似守恒，如碰撞、爆炸等现象．
3．系统所受合外力不为零，但在某一方向上合外力为零，或在某一方向上外力远小于内力，则系统在该方向上的动量守恒． 只有初、末两个状态的动量相等，过程中总动量发生变化的情形不能称之为动量守恒． 试判断下列作用过程系统的动量是否守恒？
A．如图(a)所示，水平地面上有一大炮，斜向上发射一枚弹丸的过程
B．如图(b)所示，粗糙水平面上有两个物体压紧它们之间的一根轻弹簧，在弹簧弹开的过程中
C．如图(c)所示，光滑水平面上有一斜面体，将另一物体从斜面的顶端释放，在物体下滑的过程中解析： 对于(a)，大炮发射弹丸的过程中，弹丸加速上升，系统处于超重状态，地面对于系统向上的支持力大于系统的重力，所以系统在竖直方向动量不守恒，在水平方向上系统受到的地面给炮身的阻力远小于火药爆发过程中的内力，故系统在水平方向上动量守恒．
对于(b)来说，在弹簧弹开的过程中，地面给两物体的摩擦力方向相反且是外力，若两个摩擦力大小相等，则系统无论在水平方向还是在竖直方向上所受合外力都为零，则系统动量守恒；若两个物体受到的摩擦力大小不相等，则系统动量不守恒．
对于(c)来说，物体在斜面上加速下滑的过程处于失重状态，系统在竖直方向上受到的合外力竖直向下，系统的动量增加，不守恒．而在水平方向上系统不受外力作用，故系统在水平方向上动量守恒．
答案： A．系统动量不守恒，但水平方向动量守恒．
B．无法判断．
C．系统动量不守恒，但水平方向动量守恒．
(1)判断系统的动量是否守恒，要注意守恒的条件是不受外力或所受合外力为零．因此要分清系统中哪些力是内力，哪些力是外力．
(2)判断动量是否守恒，还与系统的选取密切相关，一定要明确哪一过程中哪些物体组成的系统动量是守恒的．
1－1 如图所示，A、B两物体质量之比mA∶mB＝3∶2，原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑．当弹簧突然释放后，则( )
A．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成系统的动量守恒
B．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成系统的动量守恒
C．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成系统的动量守恒
D．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成系统的动量守恒解析： 如果A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，弹簧释放后A、B分别相对小车向左、向右滑动，它们所受的滑动摩擦力FA向右，FB向左，由于mA∶mB＝3∶2，所以FA∶FB＝3∶2，则A、B组成的系统所受的外力之和不为零，故其动量不守恒，A选项错．对A、B、C组成的系统，A、B与C间的摩擦力为内力，该系统所受的外力的合力为零，故该系统的动量守恒，B、D选项均正确．若A、B所受摩擦力大小相等，则A、B组成的系统的外力之和为零，故其动量守恒，C选项正确．
答案： BCD动量守恒定律的深入理解及应用1．研究对象：相互作用的物体组成的系统．
2．动量守恒指的是总动量在相互作用的过程中每时每刻都守恒，而不是只有始、末状态才守恒．3．动量守恒定律的表达式
(1)p＝p′(系统相互作用前总动量p等于相互作用后总动量p′)
(2)Δp1＝－Δp2(相互作用的两个物体组成的系统，一个物体的动量变化量与另一个物体的动量变化量大小相等、方向相反)
(3)Δp＝0(系统总动量增量为零)
(4)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)4．动量守恒定律的“四性”
(1)条件性：动量守恒是有条件的，应用时一定要首先判断系统是否满足动量守恒条件．
(2)矢量性：公式中的v1、v2、v1′和v2′都是矢量．只有它们在同一直线上时，并先选定正方向，确定各速度的正、负(表示方向)后，才能将矢量运算简化为代数运算．
(3)相对性：速度具有相对性，在应用动量守恒定律列方程时，应注意各物体的速度值必须是相对同一惯性系的速度，通常以地面为参考系．
(4)同时性：动量守恒定律方程两边的动量分别是系统在初、末态的总动量，初态动量中的速度必须是相互作用前同一时刻的瞬时速度，末态动量中的速度必须是相互作用后同一时刻的瞬时速度．
(5)普适性：动量守恒定律不仅适用于两个物体组成的系统，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．
质量为m1＝10 g的小球在光滑的水平桌面上以v1＝30 cm/s的速率向右运动，恰遇上质量为m2＝50 g的小球以v2＝10 cm/s的速率向左运动，碰撞后，小球m2恰好静止，则碰后小球m1的速度大小、方向如何？
规范解答//解： 取向右为正方向，则两球的速度分别为：
v1＝30 cm/s，v2＝－10 cm/s，v2′＝0
由两球组成的系统，竖直方向重力与支持力平衡，桌面光滑水平方向不受力，故满足动量守恒定律条件．
由动量守恒定律列方程m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，
代入数据得v1′＝－20 cm/s，
故m1碰后速度的大小为20 cm，方向向左．
应用动量守恒定律解题的一般步骤
①明确研究对象，即要明确对哪个系统，对哪个过程应用动量守恒定律．
②分析系统所受外力、内力，判定系统动量是否守恒．
③分析系统初、末状态各质点的速度，明确系统初、末状态的动量．
④规定正方向，列方程．
⑤解方程，如解出两个答案或带有负号要说明其意义． 2－1 如图所示，游乐场上，两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞，此后，两车以共同的速度运动；设甲同学和他的车的总质量为150 kg，碰撞前向右运动，速度的大小为4．5 m/s，乙同学和他的车的总质量为200 kg，碰撞前向左运动，速度的大小为4．25 m/s，则碰撞后两车共同的运动速度为(取向右为正方向)( )
A．1 m/s B．0．5 m/s
C．－1 m/s D．－0．5 m/s答案： D1．动量守恒定律的适用条件是普遍的，当系统所受的合外力不为零时，系统的总动量不守恒，但是不少情况下，合外力在某个方向上的分量却为零，那么在该方向上系统的动量分量就是守恒的．
2．分析该方向上对应过程的初、末状态，确定初、末状态的动量．某一方向的动量守恒与能量的结合问题
3．选取恰当的动量守恒的表达式列方程．
4．结合常用的机械能守恒、动能定理或能量守恒的公式列出对应的方程．
5．根据题意分析讨论，得出结论．
如图所示，一个质量为m的木块，从半径为R，质量为M的1/4光滑圆槽顶端由静止滑下．在槽被固定和可沿着光滑平面自由滑动两种情况下，木块从槽口滑出时的速度大小之比为多少？ 3－1 光滑水平面上放着一质量为M的槽，槽与水平面相切且光滑，如图所示，一质量为m的小球以v0向槽运动．
(1)若槽固定不动，求小球上升的高度(槽足够高)；
(2)若槽不固定，则小球上升多高？多个物体相互作用时，物理过程往往比较复杂，分析此类问题时应注意：
1．准确分析作用过程中各物体状态的变化情况，建立运动模型．
2．分清作用过程中的不同阶段，并找出联系各阶段的状态量．多个物体、多过程系统动量守恒问题
3．列式时往往要根据作用过程中的不同阶段，建立多个动量守恒方程，或将系统内的物体按作用的关系分成几个小系统，分别建立动量守恒方程．
4．合理选取研究对象，既要符合动量守恒的条件，又要方便解题．一般不注重中间状态的具体细节． 如图所示，甲、乙两小孩各乘一辆小车在光滑水平面上匀速相向行驶，速率均为v0＝6．0 m/s．甲车上有质量m＝1 kg的小球若干个，甲和他的车及所带小球总质量M1＝50 kg，乙和他的车总质量M2＝30 kg．甲不断地将小球一个一个地以v＝16．5 m/s的水平速度(相对于地面)抛向乙，并被乙接住．问：甲至少要抛出多少个小球，才能保证两车不会相碰？
解析： 两车不相碰的临界条件是它们最后的速度(对地)相同，由该系统动量守恒，以甲运动方向为正方向，有
M1v0－M2v0＝(M1＋M2)v′， ①
再以甲及小球为系统，同样有
M1v0＝(M1－nm)v′＋nmv， ②
联立①②解得n＝15个．
答案： 15个 4－1 如图所示，光滑水平直轨道上有三个滑块A、B、C，质量分别为mA＝mC＝2m，mB＝m，A、B用细绳连接，中间有一压缩的轻弹簧(弹簧与滑块不拴接)．开始时A、B以共同速度v0运动，C静止．某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同．求B与C碰撞前B速度．〔思考与讨论〕——教材P16
如图所示，一个质量是0．2 kg的钢球，以2 m/s的速度斜射到坚硬的大理石板上，入射的角度是45°，碰撞后被斜着弹出．弹出的角度也是45°，速度仍为2 m/s．请你用作图的方法求出钢球动量变化的大小和方向．练 随堂演练1．甲、乙两船静止在湖面上，总质量分别是m1、m2，两船相距x，甲船上的人通过绳子用力F拉乙船，若水对两船的阻力大小均为Ff，且Ff＜F，则在两船相向运动的过程中( )
A．甲船的动量守恒
B．乙船的动量守恒
C．甲、乙两船的总动量守恒
D．甲、乙两船的总动量不守恒
解析： 甲船、人、绳、乙船组成的系统所受的合力为零，动量守恒，则选项C正确．
答案： C2．下列情形中，满足动量守恒条件的是( )
A．铁锤打击放在铁砧上的铁块，打击过程中，铁锤和铁块的总动量
B．子弹水平穿过放在光滑桌面上的木块的过程中，子弹和木块的总动量
C．子弹水平穿过墙壁的过程中，子弹和墙壁的总动量
D．棒击垒球的过程中，棒和垒球的总动量
解析： A中竖直方向合力不为零；C中墙壁受地面的作用力；D中球棒受人手的作用，故合力均不为零，不符合动量守恒的条件．
答案： B3．如图所示，光滑圆槽的质量为M，静止在光滑的水平面上，其内表面有一小球被细线吊着，恰位于槽的边缘处，如将线烧断，小球滑到另一边的最高点时，圆槽的速度为( )
A．0 B．向左
C．向右 D．无法确定
解析： 小球和圆槽组成的系统在水平方向不受外力，故系统在水平方向上动量守恒．细线被烧断瞬间，系统在水平方向上的总动量为零，又知小球到达最高点时，球与槽水平方向上有共同速度，设为v′，根据动量守恒定律有：0＝(M＋m)v′，所以v′＝0．A选项正确．
答案： A
4．在高速公路上发生了一起交通事故，一辆质量为1 500 kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为3 000 kg向北行驶的卡车，撞后两车连在一起，并向南滑行一小段距离后静止．根据测速仪的测定，长途客车撞前以20 m/s的速度匀速行驶，由此可判断卡车撞前的行驶速度( )
A．小于10 m/s
B．大于10 m/s，小于20 m/s
C．大于20 m/s，小于30 m/s
D．大于30 m/s，小于40 m/s答案： A5．在2010年温哥华冬奥会上，首次参赛的中国女子冰壶队喜获铜牌，如图为中国队员王冰玉投掷冰壶的镜头．假设在此次投掷中，冰壶运动一段时间后以0．4 m/s的速度与对方的静止冰壶发生正碰，碰后中国队的冰壶以0．1 m/s的速度继续向前滑行．若两冰壶质量相等，则对方冰壶获得的速度为多少？
解析： 由动量守恒定律可知mv0＝mv1＋mv2
所以v2＝v0－v1＝0．3 m/s．
答案： 0．3 m/s
6．光滑水平轨道上有三个木块A、B、C，质量分别为mA＝3m、mB＝mC＝m，开始时B、C均静止，A以初速度v0向右运动，A与B碰撞后分开，B又与C发生碰撞并粘在一起，此后A与B间的距离保持不变．求B与C碰撞前B的速度大小．课件58张PPT。4．碰 撞自学线索学 基础导学1．碰撞的特点
(1)碰撞的__________．
(2)两物体间的________________．
(3)碰撞前后的______________．一、常见碰撞的各种类型时间极短相互作用力很大位移近似为零2．从能量角度分类
(1)弹性碰撞：碰撞过程中机械能________，即碰撞前后系统总动能________．
(2)非弹性碰撞：碰撞过程中机械能__________，碰撞后系统的总动能_______碰撞前系统的总动能．
(3)完全非弹性碰撞：碰撞后两物体_____________．具有相同的速度，这种碰撞系统动能__________．守恒不变不守恒小于结合在一起损失最多
3．从动量方向的角度分类
(1)对心碰撞：碰撞前后，物体的运动方向____________ ________．也叫正碰．
(2)非对心碰撞：碰撞前后，物体的运动方向__________ ________，也叫斜碰．仍在同一直线上不在同一直线上在光滑水平面上质量为m1的小球以速度v1与质量为m2的静止小球发生弹性正碰，碰撞后它们的速度分别为v1′和v2′．
根据动量守恒和动能守恒：
m1v1＝______________．二、弹性正碰的讨论m1v1′＋m2v2′碰后两个小球的速度分别为：
v1′＝_____________，v2′＝_____________．(1)若m1>m2，v1′和v2′都是正值，表示v1′和v2′都与v1方向________．(若m1?m2，v1′＝______，v2′＝_______，表示m1的速度不变，m2以2v1的速度被撞出去)
(2)若m1(3)若m1＝m2，则有v1′＝0，v2′＝v1，即碰撞后两球速度________．相同v12v1相反－v10互换1．定义：微观粒子碰撞时，微观粒子相互接近时并不发生__________而发生的碰撞．
2．散射方向：由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率_______，所以________粒子碰撞后飞向四面八方．三、散射直接接触很小多数讲 要点例析 碰撞的特点及碰撞问题所遵守的原则1．碰撞及类碰撞过程的特点
(1)时间的特点：在碰撞、爆炸现象中，相互作用时间很短．
(2)相互作用力的特点：在相互作用过程中，相互作用力先是急剧增大，然后再急剧减小，平均作用力很大．
(3)动量的特点：系统的内力远远大于外力，所以，系统即使所受外力之和不为零，外力也可以忽略，系统的总动量守恒．(4)位移特点：碰撞、爆炸过程是在一瞬间发生的，时间极短，所以，在物体发生碰撞、爆炸的瞬间，可忽略物体的位移，可以认为物体在碰撞、爆炸前后仍在同一位置．
(5)能量特点：碰前总动能Ek与碰后总动能Ek′满足：Ek≥Ek′．
①完全弹性碰撞：动量守恒、机械能守恒
②非弹性碰撞：动量守恒、动能有损失，转化为系统内能
③完全非弹性碰撞：动量守恒，动能损失最大，碰后两物体粘合在一起2．分析碰撞问题遵循的原则
在所给的条件不足的情况下，碰撞结果可能有各种可能，但不管哪种结果必须同时满足以下三条：
(1)动量守恒
(2)机械能不增加
3．对三类碰撞分别举例剖析
?类型(1) 弹性碰撞
参加碰撞的所有粒子或物体的机械能在碰撞前、后彼此相等的碰撞，叫做完全弹性碰撞简称“弹性碰撞”． 在光滑的水平面上，质量为m1的小球A以速度v0向右运动．在小球A的前方O点有一质量为m2的小球B处于静止状态，如图所示．小球A与小球B发生正碰后小球A、B均向右运动．小球B被在Q点处的墙壁弹回后与小球A在P点相遇，PQ＝1．5PQ．假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性的，求两小球质量之比m1∶m2．答案： 2∶1 1－1 一个物体静置于光滑水平面上，外面扣一质量为M的盒子，如图甲所示．现给盒子一初速度v0，此后，盒子运动的v－t图象呈周期性变化，如图乙所示．请据此求盒内物体的质量．
答案： 盒内物体的质量为M
?类型(2) 非弹性碰撞
碰撞前后物体系的机械能不守恒(但总能量仍是守恒的)，碰撞过程有一部分机械能转换为其它形式的能量，称为非弹性碰撞． 如图所示，在光滑水平面上放置一质量为M的静止木块，一质量为m的子弹以水平速度v0射向木块，穿出后子弹的速度变为v1，求木块和子弹所构成的系统损失的机械能．答案： (1)0．3 m/s (2)非弹性碰撞
?类型(3) 完全非弹性碰撞
是非弹性碰撞中的特例．两物体碰撞后粘合为一体，以同一速度运动．这种碰撞机械能损失最多． 两个完全相同、质量均为m的滑块A和B，放在光滑水平面上，滑块A与轻弹簧相连，弹簧另一端固定在墙上，当滑块B以v0的初速度向滑块A运动，如图所示，碰到A后不再分开，下述说法中正确的是( )答案： D 3－1 A、B两物体发生正碰，碰撞前后物体A、B都在同一直线上运动，其位移—时间图象如图所示．由图可知，物体A、B的质量之比为( )
A．1∶1 B．1∶2
C．1∶3 D．3∶1解析： 由图象知，碰撞前vA＝4 m/s，vB＝0，碰撞后vA′＝vB′＝1 m/s，由动量守恒定律可知mAvA＋0＝mAvA′＋mBvB′，解得mB＝3mA，选项C正确．
答案： C 碰撞模型的拓展相互作用的两个物体在很多情况下皆可当作碰撞处理．那么对相互作用中两物体相距恰“最近”、“最远”或恰上升到“最高点”等一类临界问题，求解的关键都是“速度相等”，相当于完全弹性碰撞模型，具体分析如下：1．弹簧类
在图中，光滑水平面上的A物体以速度v去撞击静止且一端带有弹簧的B物体，A、B两物体相距最近时，两物体速度必定相等，此时弹簧最短，其压缩量最大．2．滑块类
在图中，物体A以速度v0滑上静止在光滑水平面上的小车B，当A在B上滑行的距离最远时，A、B相对静止，A、B两物体的速度必相等．
3．子弹打木块类问题
子弹打木块实际上是非弹性碰撞．作为一个典型，它的特点是：子弹以水平速度射向木块，并留在木块中跟木块共同运动，这是一种完全非弹性碰撞．可以从动量、能量和牛顿运动定律等多个角度来分析这一过程． 如图所示，光滑水平面上有A、B两小车，质量分别为mA＝20 kg，mB＝25 kg．A以初速度v0＝3 m/s向右运动，B车原来静止，且B车右端放着物块C，C的质量为mC＝15 kg．A、B相撞且在极短时间内连接在一起，不再分开．已知C与B水平表面间动摩擦因数为μ＝0．20，B车足够长，求C沿B上表面滑行的距离．(1)A物体获得的最大速度．
(2)弹簧压缩量最大时B物体的速度．
(3)如果已知B的质量mB＝2 kg，子弹的初速度v0＝8 m/s，求上述过程中弹簧的最大弹性势能．碰撞和爆炸的比较答案： (1)3v (2)2mv2 5－1 两个质量m1＝20 g、m2＝80 g的小球，用等长的细线悬挂在O点．悬挂m2的细线处于竖直状态，悬挂m1的细线处于伸直状态且与竖直方向成37°角，如图所示．现将m1由静止释放，m1与m2碰撞后连在一起．若线长L＝1 m，重力加速度g取10 m/s2，取sin 37°＝0．6，cos 37°＝0．8．求：
(1)碰撞前瞬间m1的速度大小；
(2)碰撞中损失的机械能．答案： (1)2 m/s (2)0．032 J〔思考与讨论〕——教材P17
碰撞过程中的能量总是守恒吗？〔思考与讨论〕——教材P18
从理论上分析不同情况下碰撞前后速度的变化情况．〔思考与讨论〕——教材P20
A球以速度v1与同样质量且处于静止的B球碰撞．已知碰撞后B球的速度如图所示，请你大致画出碰撞后A球的速度．点拨： 设碰后A的速度v′1的方向与v1方向夹角为α，B的速度v′2与v1方向夹角为β，两球质量均为m，据正交分解法分别在v1方向上和垂直于v1方向上应用动量守恒定律
mv1＝mv′1cos α＋mv′2cos β，
mv′1sin α＝mv′2sin β，
据此可得v1＝v′1cos α＋v′2cos β，
v′1sin α＝v′2sin β，
所以碰撞后A球的速度大体上如图所示．练 随堂演练1．相向运动的A、B两辆小车相撞后，一同沿A原来的方向前进，这是由于( )
A．A车的质量一定大于B车的质量
B．A车的速度一定大于B车的速度
C．A车的动量一定大于B车的动量
D．A车的动能一定大于B车的动能
解析： 总动量与A车原来的动量方向相同，因此有A车的动量大于B车的动量．
答案： C
2．在两个物体碰撞前后，下列说法中可以成立的是( )
A．作用后的总机械能比作用前小，但总动量守恒
B．作用前后总动量均为零，但总动能守恒
C．作用前后总动能为零，而总动量不为零
D．作用前后总动量守恒，而系统内各物体的动量增量的总和不为零
解析： 选项A为非弹性碰撞，成立；选项B为完全非弹性碰撞，成立；总动能为零时，其总动量一定为零，故选项C不成立；总动量守恒，则系统内各物体动量的增量不为零的话，则系统一定受到合外力作用，选项D错误．
答案： AB
3．质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是7 kg·m/s，B球的动量是5 kg·m/s，当A球追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能值是( )
A．p′A＝6 kg·m/s，p′B＝6 kg·m/s
B．p′A＝3 kg·m/s，p′B＝9 kg·m/s
C．p′A＝－2 kg·m/s，p′B＝14 kg·m/s
D．p′A＝－4 kg·m/s，p′B＝17 kg·m/s答案： A答案： C5．如图所示，木块A和B质量均为2 kg，置于光滑水平面上，B与一轻质弹簧一端相连，弹簧另一端固定在竖直挡板上，当A以4 m/s的速度向B撞击时，由于有橡皮泥而粘在一起运动，那么弹簧被压缩到最短时，具有的弹性势能大小为( )
A．4 J B．8 J
C．16 J D．32 J答案： B6．在光滑的水平面上，质量为m1的小球A以速度v0向右运动．在小球A的前方O点有一质量为m2的小球B处于静止状态，如图所示．小球A与小球B发生正碰后小球A、B均向右运动．小球B被在Q点处的墙壁弹回后与小球A在P点相遇，PQ＝1．5PO．假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性碰撞，求两小球质量之比m1/m2．答案： 2∶1课件43张PPT。5．反冲运动 火箭自学线索学 基础导学1．定义：根据动量守恒定律，一个静止的物体在_______的作用下分裂为两部分，一部分向某一个方向运动，另一部分必然向________方向运动的现象．一、反冲内力相反
2．特点：
(1)物体的不同部分在______力作用下向相反方向运动．
(2)反冲运动中，相互作用力一般较大，通常可以用动量守恒定律来处理．
(3)反冲运动中，由于有__________能转变为动能，所以系统的总动能________．
内其他形式增加
3．反冲现象的应用及防止：
(1)应用：农田、园林的喷灌装置是利用反冲使水从喷口喷出时，一边喷水，一边________．
(2)防止：用枪射击时，由于枪身的反冲会影响射击的__________，所以用步枪射击时要把枪身抵在________，以减少反冲的影响． 旋转准确性肩部提示： 反冲是物体在内力作用分裂为两部分，它们的运动方向相反．划船时，水不是船的一部分，运动方向也不一定相反，不是反冲．1．工作原理：是利用________运动，火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾喷管迅速喷出时，使火箭获得巨大速度．
2．影响火箭获得速度大小的因素：
(1)喷气速度：现代液体燃料火箭的喷气速度约为2 000 m/s～4 000 m/s．
(2)质量比：指火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比．喷气速度________，质量比_______，火箭获得的速度越大．二、火箭反冲越大越大讲 要点例析对反冲运动的理解1．反冲运动的特点及其遵循的规律
(1)特点
①物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动．
②反冲运动中，由于有其他形式的能转变为机械能，所以系统的总动能增加．(2)反冲运动中，以下三种情况均可应用动量守恒定律解决
①系统不受外力或所受外力之和为零，满足动量守恒的条件，可以用动量守恒定律解决反冲运动问题．
②系统虽然受到外力作用，但内力远远大于外力，外力可以忽略，也可以用动量守恒定律解决反冲运动问题．
③系统虽然所受外力之和不为零，系统的动量并不守恒，但系统在某一方向上不受外力或外力在该方向上的分力之和为零，则系统的动量在该方向上的分量保持不变，可以在该方向上应用动量守恒定律．
2．分析反冲运动应注意的问题
(1)速度的反向性问题
对于原来静止的整体，抛出部分具有速度时，剩余部分的反冲是相对于抛出部分来说的，两者运动方向必然相反．在列动量守恒方程时，可任意规定某一部分的运动方向为正方向，则反方向的另一部分的速度应取负值．
(2)相对速度问题
反冲运动的问题中，有时遇到的速度是相互作用的两物体的相对速度．由于动量守恒定律中要求速度为对同一参考系的速度，通常为对地的速度．因此应先将相对速度转换成对地的速度后，再列动量守恒定律方程．
(3)变质量问题
在反冲运动中还常遇到变质量物体的运动，如在火箭的运动过程中，随着燃料的消耗，火箭本身的质量不断减小，此时必须取火箭本身和在相互作用的短时间内喷出的所有气体为研究对象，取相互作用的这个过程为研究过程来进行研究． 一火箭喷气发动机每次喷出m＝200 g的气体，气体离开发动机喷出时的速度v＝1 000 m/s．设火箭质量M＝300 kg，发动机每秒钟喷气20次．
(1)当第三次喷出气体后，火箭的速度多大？
(2)运动第1 s末，火箭的速度多大？答案： (1)2 m/s (2)13．5 m/s 分析火箭类问题应注意的问题
(1)火箭在运动过程中，随着燃料的燃烧，火箭本身的质量不断减小，故在应用动量守恒定律时，必须取在同一相互作用时间内的火箭和喷出的气体为研究对象．注意反冲前、后各物体质量的变化．
(2)明确两部分物体初、末状态的速度的参考系是否是同一参考系，如果不是同一参考系要设法予以调整，一般情况要转换成对地球的速度．
(3)列方程时要注意初、末状态动量的方向．反冲物体速度的方向与原物体的运动方向是相反的． 答案： C反冲运动中的“人船模型”1．“人船模型”问题的特征
两个原来静止的物体发生相互作用时，若所受外力的矢量和为零，则动量守恒，在相互作用的过程中，任一时刻两物体的速度大小之比等于质量的反比．这样的问题归为“人船模型”问题． (1)“人船模型”问题中，两物体的运动特点是：“人”走“船”行、“人”停“船”停．
(2)问题中的“船长”通常应理解为“人”相对“船”的相对位移，而在求解过程中应讨论的是“人”及“船”的对地位移．
有一只小船停在静水中，船上一人从船头走到船尾．如果人的质量m＝60 kg，船的质量M＝120 kg，船长为l＝3 m，则船在水中移动的距离是多少？水的阻力不计．
解析： 人在船上走时，由于人、船系统所受合力为零，总动量守恒，因此系统的平均动能也守恒，如图所示．答案： 1 m “人船模型”是利用平均动量守恒求解的一类问题，解决这类问题应明确：
(1)适用条件是：①系统由两个物体组成且相互作用前静止，系统总动量为零；②在系统内发生相对运动的过程中至少有一个方向的动量守恒(如水平方向或竖直方向)．
(2)画草图：解题时要画出各物体的位移关系草图，找出各长度间的关系，注意两物体的位移是相对同一参照物的位移． 2－1 如图所示，载人气球原来静止在空中，与地面距离为h，已知人的质量为m，气球的质量(不含人的质量)为M．若人要沿轻绳梯返回地面，则绳梯的长度至少为多长？〔思考与讨论〕——教材P22
你知道章鱼、乌贼怎样游泳吗？它们先把水吸入体腔，然后用力压水，通过身体前面的孔将水喷出，使身体很快地运动．章鱼能够调整自己的喷水口的方向，这样可以使得身体向任意方向前进．你认为章鱼游泳时应用了什么物理原理？点拨： 章鱼、乌贼游泳时，将身体内部的一部分水高速喷出，从而使自身获得相反方向的速度．像这样，由于物体通过分离出部分物质，而使剩余的部分获得速度，这种现象称为反冲运动，其基本原理仍然是动量守恒定律．〔思考与讨论〕——教材P23
质量为m的人在远离任何星体的太空中，与他旁边的飞船相对静止．由于没有力的作用，他与飞船总保持相对静止的状态．
这个人手中拿着一个质量为Δm的小物体．现在他以相对于飞船为u的速度把小物体抛出(如图)．1．小物体的动量改变量是多少？
2．人的动量改变量是多少？
3．人的速度改变量是多少？练 随堂演练
1．假定冰面是光滑的，某人站在冰冻河面的中央，他想到达岸边，则可行的办法是( )
A．步行 B．挥动双臂
C．在冰面上滚动 D．脱去外衣抛向岸的反方向
答案： D
2．运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是( )
A．燃料推动空气，空气的反作用力推动火箭
B．火箭发动机用力将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用力推动火箭
C．火箭吸入空气，然后向后排出，空气对火箭的反作用力推动火箭
D．火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭
解析： 火箭工作的原理是利用反冲运动，火箭燃料燃烧产生的高温、高压气体从尾部喷出，使得火箭获得反冲速度，故正确答案为B．
答案： B答案： A4．小车上装有一桶水，静止在光滑水平地面上，如图所示，桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门，分别为S1、S2、S3、S4(图中未全画出)．要使小车向前运动，可采用的方法是( )
A．打开阀门S1
B．打开阀门S2
C．打开阀门S3
D．打开阀门S4
解析： 据水和车组成的系统动量守恒，原来系统动量为0，由0＝m水v水＋m车v车知，车的运动方向与水的运动方向相反，故水应向后喷出．
答案： B5．小船相对于地面以速度v向东行驶，若在船上以相对于地面相同的速率2v分别水平向东和向西抛出两个质量相等的重物，则小船的速度将( )
A．不变 B．减小
C．增大 D．速度为零
答案： C6．平板车停在水平光滑的轨道上，平板车上有一人从固定在车上的货箱边沿水平方向顺着轨道方向跳出，落在平板车地板上的A点，距货箱水平距离为l＝4 m，如图所示．人的质量为m，车连同货箱的质量为M＝4m，货箱高度为h＝1．25 m．求车在人跳出后到落到地板前的反冲速度为多大．答案： 1．6 m/s课件32张PPT。波粒二象性第十七 章 1．能量量子化自学线索学 基础导学1．热辐射：周围的一切物体都在辐射__________，这种辐射与__________有关，所以叫热辐射．一、黑体与黑体辐射电磁波物体温度
2．黑体：某种物体能够完全_______入射的各种波长的电磁波而不发生_______，这种物体就是绝对黑体，简称黑体．
3．黑体辐射的特性：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的________有关．
4．一般材料物体的辐射规律
辐射电磁波的情况除与________有关外，还与材料的种类及表面状况有关．吸收反射温度温度5．黑体辐射的实验规律
黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的________有关，如图所示．
(1)随着温度的升高．各种波长的辐射强度都__________；
(2)随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较______的方向移动．温度有增加短1．定义：普朗克认为，带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的__________，当带电微粒辐射或吸收能量时，也是以这个最小能量值为单位__________地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子．
2．能量子大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为__________常量．h＝6．626×10－34J·s(一般取h＝6．63×10－34 J·s)．
3．能量的量子化
在微观世界中能量是__________的，或者说微观粒子的能量是________的．二、能量子整数倍一份一份普朗克量子化分立讲 要点例析 对黑体及黑体辐射的理解 ①热辐射不一定要高温，任何温度的物体都发出一定的热辐射，只是温度低时辐射弱，温度高时辐射强；
②黑体是一个理想化的物理模型，实际不存在；
③黑体看上去不一定是黑的，有些可看作黑体的物体由于自身有较强的辐射，看起来还会很明亮． 关于对黑体的认识，下列说法正确的是( )
A．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的
B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关
C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关
D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体解析： 对选项逐个分析
答案： C 黑体完全吸收电磁波而不反射，同时其本身也辐射电磁波；黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与其他因素无关．
解析： 根据黑体辐射的实验规律和题图知，A正确，B错误；温度升高时，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，C正确，D错误．
答案： AC
能量子的有关计算问题1．对能量子的理解：物体热辐射所发出的电磁波是通过内部的带电谐振子向外辐射的，谐振子的能量是不连续的，只能是hν的整数倍，hν称为一个能量子，其中ν是谐振子的振动频率，h是一个常数，称为普朗克常量．
2．能量子假说的意义：可以非常合理地解释某些电磁波的辐射和吸收的实验现象． 氦—氖激光器发出波长为633 nm的激光，当激光器的输出功率为1 mW时，每秒发出的能量子数为( )
A．2．2×1015 B．3．2×1015
C．2．2×1014 D．3．2×1014
答案： B 能量子与功率、波长、波速和频率关系综合出题是本节一种重要题型，要熟练掌握E＝Pt＝nε，ε＝hν，c＝λν等关系，这是解决此类问题的关键． 2－1 一激光器发光功率为P，发出的激光在折射率为n的介质中波长为λ，若在真空中速度为c，普朗克常量为h，则下列叙述正确的是( )答案： AC〔思考与讨论〕——教材P27
(1)在火炉旁边有什么感觉？
(2)投在炉中的铁块一开始是什么颜色？过一会儿又是什么颜色？
点拨： (1)在火炉旁边会感到很热，这是因为火炉不断地向外辐射能量．
(2)投在炉中的铁块一开始是黑色，过一会儿随着温度的升高，铁块逐渐变为红色，这是因为同一物体热辐射的强度与温度有关．〔思考与讨论〕——教材P27
一座建设中的楼房还没有安装窗子，尽管室内已经粉刷，如果从远处观察，把窗内的亮度与楼房外墙的亮度相比，你会发现什么？为什么？
点拨： 从远处观察，会发现窗内的亮度与楼房外墙的亮度相比，窗内很暗，这是因为从外界来的光线，经窗口射入室内，大部分光线要在室内经过多次反射，才可能有机会射出窗口，在多次反射的过程中，大部分光线被吸收掉，再从窗口射出的光线将是很少的．练 随堂演练
1．关于对热辐射的认识，下列说法中正确的是( )
A．热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波
B．温度越高，物体辐射的电磁波越强
C．辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料种类及表面状况无关
D．常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色
解析： 一切物体都不停地向外辐射电磁波，且温度越高，辐射的电磁波越强，A错误，B正确；选项C是黑体辐射的特性，C错误；常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色，D错误．
答案： B
2．下列叙述正确的是( )
A．一切物体都在辐射电磁波
B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关
C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关
D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波
解析： 根据热辐射的定义，A正确；根据热辐射和黑体辐射的特点知一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料种类和表面状况有关，而黑体辐射只与黑体的温度有关，B错误，C正确；根据黑体的定义知D正确．
答案： ACD3．关于对普朗克能量子假说的认识，下列说法正确的是( )
A．振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值ε
B．带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍
C．能量子与电磁波的频率成正比
D．这一假说与现实世界相矛盾，因而是错误的
解析： 根据普朗克能量子假说知，A错误，B、C正确；普朗克能量子假说反映的是微观世界的特征，不同于宏观世界，D错误．
答案： BC
4．人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉．普朗克常量为6．63×10－34 J·s，光速为3．0×108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是( )
A．2．3×10－18 W B．3．8×10－19 W
C．7．0×10－10 W D．1．2×10－18 W
答案： A5．下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是( )解析： 由黑体实验规律知温度越高，辐射越强，且最大强度向波长小的方向移动，A对，B、C、D错．
答案： A课件43张PPT。2．光的粒子性自学线索学 基础导学
1．光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的_____从表面逸出的现象．
2．光电子：光电效应中发射出来的_______．一、光电效应的实验规律电子电子3．光电效应的实验规律
(1)存在着______光电流：在光的颜色不变的情况下，入射光越强，__________越大．这表明对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数_____．饱和饱和电流越多(2)存在着遏止电压和_______频率：光电子的__________与入射光的频率有关，而与入射光的强弱________，当入射光的频率低于截止频率时不能发生光电效应．截止最大初动能无关
(3)光电效应具有________：光电效应几乎是________发生的，从光照射到产生光电流的时间不超过_________．
4．逸出功：使电子脱离某种金属所做功的最小值叫做这种金属的逸出功．瞬时性瞬时10－9 s按照光的电磁理论，无法解释光电效应中：
1．遏止电压与光的强弱无关；
2．每种金属都存在不同的截止频率；
3．光电子逸出的时间10－9 s等实验规律．
二、光电效应解释中的疑难1．光子
爱因斯坦于1905年提出，在空间传播的光不是_____的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称_______，光子的能量E＝hν．
2．光电效应方程
(1)表达式：_______＝Ek＋W0或Ek＝______－W0．
(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Ek．三、爱因斯坦的光电效应方程连续光子hνhν逸出功W1．光的散射：光在介质中与物体微粒的相互作用，使光的传播方向__________的现象．
2．康普顿效应：在光的散射中，除了与入射波长相同的成分外，还有波长_______的成分．
3．康普顿效应的意义：康普顿效应表明光子除了具有能量之外，还具有动量，深入揭示了光的_______性的一面．四、康普顿效应发生改变更长粒子1．表达式：__________．
2．说明：在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，要把一部分动量转移给电子，因此有些光子散射后波长变长．五、光子的动量p＝h/λ讲 要点例析 光电效应中几个易混淆的概念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，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，光子的能量全部被电子吸收，电子吸收光子的能量，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，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．光子的能量与入射光的强度
光子的能量即每个光子的能量，其值为E＝hν(ν为光子的频率)，其大小由光的频率决定．入射光的强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量；入射光的强度等于单位时间内光子能量与入射光子数的乘积．
4．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． 入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么( )
A．从光照射金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加
B．逸出的光电子的最大初动能将减小
C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少
D．有可能不发生光电效应
解析： 根据光电效应的实验规律知，从光照射金属表面到光电子发射的时间间隔极短，这与光的强度无关，故A错误．实验规律还指出，逸出光电子的最大初动能与入射光频率有关，光电流与入射光强度成正比，由此可知，B、D错误，C正确．
答案： C
1－1 关于光电效应的规律，下列说法中正确的是( )
A．当某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，则入射光的频率越高，产生的光电子的最大初动能越大
B．当某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，则入射光的强度越大，产生的光电子数越多
C．同一频率的光照射不同的金属，如果都能产生光电效应，则逸出功大的金属产生的光电子的最大初动能也越大
D．对某种金属，入射光波长必须小于某一极限波长，才能有光电子逸出答案： ABD 光电效应方程的理解及其应用
2．光子说对光电效应的解释
(1)饱和光电流与光强关系
光越强，包含的光子数越多，照射金属时产生的光电子越多，因而饱和光电流越大．所以，入射光频率一定时，饱和光电流与光强成正比． 如图所示，当开关K断开时，用光子能量为2．5 eV的一束光照射到阴极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0．60 V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0．60 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 eV B．0．6 eV
C．2．5 eV D．3．1 eV
解析： 电流表读数为零时，光电子的初动能刚好全部消耗在电场力做功上，则有
Ek＝eU＝0．6 eV
又因为Ek＝hν－W
所以，W＝hν－Ek＝(2．5－0．6) eV＝1．9 eV
答案： A 2－1 用不同频率的紫外线分别照射钨板和锌板而产生光电效应，可得到光电子的最大初动能Ek随入射光的频率ν变化的Ek－ν图，已知钨元素的逸出功为3．28 eV，锌元素的逸出功为 3．34 eV，若将两者的图象分别用实线与虚线画在同一个Ek－ν，图上．则下列图中正确的是( )解析： 根据光电效应方程Ek＝hν－W可知Ek－ν图象的斜率为普朗克常量h，因此图中两线应平行，C、D错；图线与横轴的交点表示恰能发生光电效应(光电子动能为零)时的入射光频率即极限频率．由光电效应方程可知，逸出功越大的金属对应的入射光的频率越高，所以能使金属锌发生光电效应的极限频率较高，所以A对，B错．
答案： A假定X射线光子与电子发生弹性碰撞，这种碰撞跟台球比赛中的两球碰撞很相似．按照爱因斯坦的光子说，一个X射线光子不仅具有能量E＝hν，而且还有动量．如图所示．这个光子与静止的电子发生弹性斜碰，光子把部分能量转移给了电子，能量由hν减小为hν′，因此频率减小，波长增大．同时，光子还使电子获得一定的动量．这样就圆满地解释了康普顿效应．光子说对康普顿效应的解释 康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也有动量．如图给出了光子与静止电子碰撞后，电子的运动方向，则碰后光子可能沿方向________运动，并且波长________(填“不变”、“变短”或“变长”)．
解析： 因光子与电子的碰撞过程动量守恒，所以碰撞之后光子和电子的总动量的方向与光子碰前动量的方向一致，可见碰后光子可能沿1方向运动，不可能沿2或3方向；通过碰撞，光子将一部分能量转移给电子，能量减少，由E＝hν知，频率变小，再根据c＝λν知，波长变长．
答案： 1 变长
①宏观世界中物体间的相互作用过程中所遵循的规律，也适用于微观粒子的相互作用过程；②康普顿效应进一步揭示了光的粒子性，也再次证明了爱因斯坦光子说的正确性． 3－1 假如一个光子与一个静止的电子碰撞，光子并没有被吸收，只是被电子反弹回来，散射光子的频率与原来光子的频率相比哪个大？为什么？
答案： 变小 因为波长变大，由c＝λν知，频率变小． 〔思考与讨论〕——教材P33
爱因斯坦光电效应方程给出了光电子的最大初动能Ek与入射光的频率ν的关系．但是，很难直接测量光电子的动能，容易测量的是遏止电压Uc，怎样得到Uc到ν，W0的关系？〔思考与讨论〕——教材P35
白天的天空各处都是亮的；宇航员在大气层外飞行时，尽管太阳的光线耀眼刺目，但其他方向的天空是黑的，甚至可以看见星星，这是为什么？
点拨： 光在大气中传播，光与大气中的灰尘微粒相互作用，发生了散射现象，所以我们从侧面能看到这束光，白天的天空各处都是亮的．在大气层以外的空间无介质，光在真空中传播不会发生散射，只能沿直线传播，所以会看到其他方向的天空是黑的，甚至可以看见星星．练 随堂演练
1．爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，从科学探究的方法来说，这属于( )
A．等效替代 B．控制变量
C．科学假说 D．数学归纳
解析： 爱因斯坦根据光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，从科学探究的方法来说，这属于科学假说．
答案： C
2．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针张开一个角度，如图所示，这时( )
A．锌板带正电，指针带负电
B．锌板带正电，指针带正电
C．锌板带负电，指针带正电
D．锌板带负电，指针带负电
解析： 弧光灯发出的紫外线照射锌板，发生光电效应，有电子从锌板飞出，锌板由于失去电子而带正电；验电器与锌板相连接，也带正电．故B项正确．
答案： B
3．关于光电效应，下列说法中正确的是( )
A．光电子的最大初动能随着入射光的强度增大而增大
B．只要入射光的强度足够强，照射时间足够长，就一定能产生光电效应
C．在光电效应中，饱和电流的大小与入射光的频率无关
D．任何一种金属都有一个极限频率，低于这个频率的光不能使它发生光电效应
解析： 由光电效应的实验规律可知，选项D正确；由光电效应方程可以推出光电子的最大初动能应随着入射光频率的增大而增大，选项A错误；饱和光电流的大小与光强有关，入射光频率一定时，饱和光电流大小与光强成正比，若是光强一定，入射光的频率越高，则光子数就少，饱和光电流就小了，所以选项C错误；能否发生光电效应，与照射的时间长短及入射光的强度无关，选项B错误．
答案： D4．如图所示为康普顿效应示意图，真空中光子与一个静止的电子发生碰撞，图中标出了碰撞后电子的运动方向．设碰前光子频率为ν，碰后为ν′，则关于光子碰后的运动方向和频率的说法中正确的是( )
A．可能沿图中①方向
B．可能沿图中②方向
C．ν＝ν′
D．ν<ν′
解析： 光子与电子碰撞过程中动量守恒，故沿②方向运动，光子与电子碰撞后，它的能量变小，即频率变小，ν′<ν，故B正确．
答案： B
5．光电效应实验中，下列表述正确的是( )
A．光照时间越长光电流越大
B．入射光足够强就可以有光电流
C．遏止电压与入射光的频率有关
D．入射光频率大于极限频率才能产生光电子
解析： 由爱因斯坦光电效应方程知，只有当入射光频率大于极限频率时才能产生光电子，光电流几乎是瞬时产生的，其大小与光强有关，与光照时间长短无关，易知eUc＝Ek＝hν－W0(其中Uc为遏止电压，Ek为光电子的最大初动能，W0为逸出功，ν为入射光频率)．由以上分析知，A、B错误，C、D正确．
答案： CD课件36张PPT。3．粒子的波动性自学线索学 基础导学1．光的本性：光的干涉、衍射、偏振现象表明光具有________性，光电效应和康普顿效应表明光具有_______性，即光具有____________．一、光的波粒二象性波动粒子波粒二象性2．光子的能量和动量
(1)关系式：①能量：ε＝_______；②动量p＝______hν粒子 波动波动粒子1．物质的分类
物理学把物质分为两类：一类是分子、原子、电子、质子及由这些粒子所组成的物体；另一类是场，如电场、磁场等，它们并不是由微观粒子构成的，而是客观存在的一种特殊物质．
2．德布罗意波
任何一个________的物体都有一种波与它相对应，这种波叫__________，也称为德布罗意波．
3．物质波的波长、频率关系式：λ＝_____和ν＝____．二、粒子的波动性运动物质波1．实验探究思路
干涉、衍射是波特有的现象，如果实物粒子具有波动性，则在一定条件下，也应该能发生干涉和衍射现象．
2．实验验证：1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了____________的实验，得到了电子的__________，证实了电子的波动性．三、物质波的实验验证电子束衍射衍射图样讲 要点例析光的波粒二象性的理解光的干涉、衍射、偏振说明光具有波动性；光电效应、康普顿效应和光子说说明光具有粒子性．所以光既具有波动性，又具有粒子性，即具有波粒二象性．1．光本性学说的发展简史2．光的波粒二象性的理解 下列有关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
解析： 一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，光的有些行为(如光电效应)表现出粒子性，所以，不能说有的光是波，有的光是粒子．
虽然光子与电子都是微观粒子，都具有波粒二象性，但电子是实物粒子，有静止质量，光子不是实物粒子，没有静止质量；电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，所以，不能说光子与电子是同样的一种粒子．
光的波粒二象性的理论和实验表明，大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性．光的波长越长，衍射性越好，即波动性越显著，光的波长越短，其光子能量越大，个别或少数光子的作用就足以引起光接收装置的反应，所以其粒子性就很显著．
综上所述，本题正确答案为选项C．
答案： C
1－1 关于光的本性，下列说法中正确的是( )
A．关于光的本性，牛顿提出“微粒说”，惠更斯提出“波动说”，爱因斯坦提出“光子说”，它们都说明了光的本性
B．光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子
C．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性
D．光的波粒二象性是将牛顿的粒子说和惠更斯的波动说真正有机地统一起来
解析： 光的波动性指大量光子在空间各点出现的可能性的大小可以用波动规律来描述，不是惠更斯的波动说中宏观意义下的机械波，光的粒子性是指光的能量是一份一份的，每一份是一个光子，不是牛顿微粒说中的经典微粒．某现象说明光具有波动性，是指波动理论能解释这一现象．某现象说明光具有粒子性，是指能用粒子说解释这个现象．要区分说法和物理史实与波粒二象性之间的关系．C正确，A、B、D错误．
答案： C
物质波的理解及有关计算1．物质的分类：物理学中把物质分为两类，一类是分子、原子、电子、质子及由这些粒子组成的物质；另一类是场，像电场、磁场、电磁场这种看不见的，不是由实物粒子组成的，而是一种客观存在的特殊物质．
2．任何物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都存在波动性，我们之所以观察不到宏观物体的波动性，是因为宏观物体对应的波长太小的缘故．
3．德布罗意波是一种概率波，粒子在空间各处出现的概率受波动规律支配，不要以宏观观点中的波来理解德布罗意波．
4．德布罗意假说是光子的波粒二象性的一种推广，使之包括了所有的物质粒子，即光子与实物粒子都具有粒子性，又都具有波动性，与光子对应的波是电磁波，与实物粒子对应的波是物质波．5．对于光，先有波动性(即ν和λ)，再在量子理论中引入光子的能量ε和动量p来补充它的粒子性，反之，对于实物粒子，则先有粒子概念(即ε和p)，再引入德布罗意波(即ν和λ)的概念来补充它的波动性．不过要注意这里所谓波动性和粒子性，仍然都是经典物理学的概念，所谓补充仅是形式上的．综上所述，德布罗意的推想基本上是爱因斯坦1905年关于光子的波粒二象性理论(光粒子由波伴随着)的一种推广，使之包括了所有的物质微观粒子．
质子和电子分别以速度v＝4．0×107 m/s运动，试比较它们的物质波的波长．(me＝9．1×10－31 kg，MH＝1．67×10－27 kg)答案： 电子的德布罗意波的波长长． 2－1 假若一个细菌在培养器皿中的移动速度为3．5 μm/s，其德布罗意波长为1．9×10－19 m，试求该细菌的质量．
答案： 1．0×10－9 kg〔科学漫步〕——教材P39
从减轻衍射影响这方面提高显微镜的分辨本领有哪两个途径？电子显微镜采用了哪个途径？如果显微镜用质子流而不是电子流工作．它们加速后的速度相同，哪种显微镜的分辨本领可能更高？练 随堂演练1．关于光子和运动着的电子，下列论述正确的是( )
A．光子和电子一样都是实物粒子
B．光子和电子都能发生衍射现象
C．光子和电子都具有波粒二象性
D．光子具有波粒二象性，而电子只具有粒子性
解析： 物质可分为两大类：一是质子、电子等实物，二是电场、磁场等，统称场．光是传播着的电磁场．根据物质波理论，一切运动的物体都具有波动性，故光子和电子都具有波粒二象性，综上所述，B、C选项正确．
答案： BC
2．关于光的波粒二象性，不正确的说法是( )
A．光的频率愈高，光子的能量愈大，粒子性愈显著
B．光的波长愈长，光子的能量愈小，波动性愈明显
C．频率高的光子不具有波动性，波长较长的光子不具有粒子性
D．个别光子产生的效果往往显示粒子性，大量光子产生的效果往往显示波动性
解析： 光具有波粒二象性，但在不同情况下表现不同，频率越高，波长越短，粒子性愈强，反之波动性愈明显，个别光子易显示粒子性．大量光子显示波动性，故A、B、D正确，C错误．
答案： C3．如图，当弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，同时与锌板相连的验电器铝箔有张角，则该实验( )
A．只能证明光具有波动性
B．只能证明光具有粒子性
C．只能证明光能够发生衍射
D．证明光具有波粒二象性
解析： 弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，这是光的衍射，证明了光具有波动性，验电器铝箔有张角，说明锌板发生了光电效应，则证明了光具有粒子性，所以该实验证明了光具有波粒二象性，D正确．
答案： D4．一颗质量为10 g的子弹，以200 m/s的速度运动着，则由德布罗意理论计算，要使这颗子弹发生明显的衍射现象，那么障碍物的尺寸为( )
A．3．0×10－10 m B．1．8×10－11 m
C．3．0×10－34 m D．无法确定
答案： C
5．白天的天空各处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果．美国物理学家康普顿由于在这方面的研究而荣获了1927年的诺贝尔物理学奖．假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比( )
A．频率变大 B．速度变小
C．光子能量变大 D．波长变长答案： D答案： D课件39张PPT。4．概率波 5．不确定性关系自学线索学 基础导学1．经典粒子：粒子有一定的__________，有一定的_______，有的还具有电荷．
运动的基本特征是：在任意时刻有确定的_______和速度，在空间中有确定的________．一、经典粒子和经典的波2．经典波：经典波在空间中是弥散开来的，基本特征是：具有_______和_______，即具有时空的________．空间大小质量位置轨道频率波长周期性1．光波是一种概率波
光的波动性不是光子之间相互作用的结果而是光子______的性质，光子在空间出现的概率可以通过__________确定，所以，光波是一种概率波．
2．物质波也是概率波
对于电子和其他微观粒子，单个粒子的位置是________，但在某点出现的概率的大小可以由____________确定．而且，对于大量粒子，这种概率分布导致确定的宏观结果，所以物质波也是概率波．二、概率波固有波的规律不确定的波动的规律1．定义：在经典物理学中，一个质点的位置和动量是可以同时测定的，在微观物理学中，要同时测出微观粒子的位置和动量是不太可能的，这种关系叫__________关系．三、不确定性关系不确定性2．表达式：__________，其中用Δx表示粒子位置的不确定量，用Δp表示在x方向上动量的不确定量，h是普朗克常量．
3．物理模型与物理现象
建立模型是科学研究的需要．模型的正确与否要看能否正确反映研究对象的客观规律．对微观世界的属性，我们不能直接感知，建立的一些模型，如波粒二象性，只要它与实验结果一致，它就能够在一定范围内正确代表研究的对象．讲 要点例析对概率波的理解1．正确理解光的波动性
光的干涉现象不是光子之间的相互作用使它表现出波动性的，在双缝干涉实验中，使光源S非常弱，以致前一个光子到达屏后才发射第二个光子，这样就排除了光子之间的相互作用的可能性．实验结果表明，尽管单个光子的落点不可预知，但长时间曝光之后仍然得到了干涉条纹分布．可见，光的波动性不是光子之间的相互作用引起的．
2．光波是一种概率波
在双缝干涉实验中，光子通过双缝后，对某一个光子而言，不能肯定它落在哪一点，但屏上各处明暗条纹的不同亮度，说明光子落在各处的可能性即概率是不相同的．光子落在明条纹处的概率大，落在暗条纹处的概率小．
这就是说光子在空间出现的概率可以通过波动的规律来确定，因此说光是一种概率波．
3．其他微观粒子的概率波
对于电子、实物粒子等其他微观粒子，同样具有波粒二象性，所以与它们相联系的物质波也是概率波．
也就是说，单个粒子位置是不确定的，具有偶然性；大量粒子运动具有必然性，遵循统计规律．概率波将波动性和粒子性统一在一起．
物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光流的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝，实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就出现了规则的干涉条纹，对这个实验结果有下列认识，其中正确的是( )
A．曝光时间不长时，光子的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现不规则的点子
B．单个光子的运动没有确定的轨道
C．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方
D．只有大量光子的行为才能表现出波动性
解析： 光波是概率波，单个光子没有确定的轨道，其到达某点的概率受波动规律支配，少数光子落点不确定体现粒子性，大量光子的行为符合统计规律，受波动规律支配，才表现出波动性，出现干涉中的亮纹或暗纹，故A错误，B、D正确；干涉条纹中的亮纹处是光子到达机会多的地方，暗纹处是光子到达机会少的地方，但也有光子到达，故C正确．答案为B、C、D．
答案： BCD
单个光子到达的位置是不确定的，大量光子遵从波动规律．亮条纹处光子到达的概率大，暗条纹处光子到达的概率小．
1－1 在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上．假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子( )
A．一定落在中央亮纹处
B．一定落在亮纹处
C．可能落在暗纹处
D．落在中央亮纹处的可能性最大
解析： 根据光的概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不可确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处，可达到95%以上．当然也可落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，不过，落在暗纹处的概率很小，故C、D正确．
答案： CD
对不确定性关系的理解1．粒子位置的不确定性
单缝衍射现象中，入射的粒子有确定的动量，但它们可以处于挡板左侧的任何位置，也就是说，粒子在挡板左侧的位置是完全不确定的．
2．粒子动量的不确定性
微观粒子具有波动性，会发生衍射．大部分粒子到达狭缝之前沿水平方向运动，而在经过狭缝之后，有些粒子跑到投影位置以外．这些粒子具有与其原来运动方向垂直的动量．由于哪个粒子到达屏上的哪个位置是完全随机的，所以粒子在垂直方向上的动量也具有不确定性，不确定量的大小可以由中央亮条纹的宽度来衡量．5．微观粒子和宏观物体的特性对比答案： (1)5．3×10－29 m/s (2)5．9×105 m/s ①不确定性关系不是说微观粒子的坐标测不准，也不是说微观粒子的动量测不准，更不是说微观粒子的坐标和动量都测不准，而是说微观粒子的坐标和动量不能同时测准．
②普朗克常量是不确定性关系中的重要角色，如果h的值可忽略不计，这时物体的位置、动量可同时有确定的值，如果h不能忽略，这时必须考虑微粒的波粒二象性．h成为划分经典物理学和微观物理学的一个界线．答案： CD练 随堂演练
1．用单色光做双缝干涉实验，P处为亮纹，Q处为暗纹，现在调整光源和双缝，使光子一个一个通过双缝，则过去的某一光子( )
A．一定到达P处 B．不能到达Q处
C．可能到达Q处 D．都不正确
解析： 单个光子的运动路径是不可预测的，只知道落在P处的概率大，落在Q处的概率小，因此，一个光子从狭缝通过后可能落在P处，也可能落在Q处．
答案： C
2．在光的双缝干涉实验中，在光屏上放上照相底片并设法减弱光子流的强度，尽可能使光子一个一个地通过狭缝，在曝光时间不长和曝光时间足够长的两种情况下，其实验结果是( )
A．若曝光时间不长，则底片上出现一些无规则的点
B．若曝光时间足够长，则底片上出现干涉条纹
C．这一实验结果证明了光具有波动性
D．这一实验结果否定了光具有粒子性
解析： 实验表明，大量光子的行为表现为波动性，个别光子的行为表现为粒子性．上述实验表明光具有波粒二象性，故A、B、C正确，D错误．
答案： ABC
3．下述说法正确的是( )
A．宏观物体的动量和位置可准确测定
B．微观粒子的动量和位置可准确测定
C．微观粒子的动量和位置不可同时准确测定
D．宏观粒子的动量和位置不可同时准确测定
解析： 宏观物体在经典力学中，位置和动量可以同时精确测定，在量子理论建立以后，微观粒子的动量和位置要同时测出是不太可能的．
答案： AC4．关于物质波下列说法中正确的是( )
A．实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是相同本质的物体
B．物质波和光波都是概率波
C．粒子的动量越大，其波动性越易观察
D．粒子的动量越小，其波动性越易观察
解析： 实物粒子虽然与光子具有某些相同的现象，但粒子是实物，而光则是传播着的电磁波，其本质不同；物质波和光波都是概率波；又由λ＝h/p可知，p越小，λ越大，波动性越明显，正确选项为B、D．
答案： BD5．用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图(a)、(b)、(c)所示的图象，则( )
A．图象(a)表明光具有粒子性
B．图象(c)表明光具有波动性
C．用紫外光观察不到类似的图象
D．实验表明光是一种概率波
解析： 图象(a)曝光时间短，通过光子数很少，呈现粒子性．图象(b)曝光时间长，通过了大量光子，呈现波动性，故A、B正确；同时也表明光波是一种概率波，故D也正确；紫外光本质和可见光本质相同．也可以发生上述现象，故C错误．
答案： ABD6．1924年，法国物理学家德布罗意提出，任何一个运动着的物体都有一种波与它对应．1927年，两位美国物理学家在实验中得到了电子束通过铝箔时的衍射图案，如图所示．图中，“亮圆”表示电子落在其上的________大，“暗圆”表示电子落在其上的________小．
答案： 概率 概率答案： 29.1 m
8．一电子具有200 m/s的速率，动量的不确定范围为动量的0．01%(这已经足够精确了)，则该电子的位置不确定范围有多大？
解析： 电子的动量为
p＝mv＝9.1×10－31×200 kg·m/s＝1.8×10－28 kg·m/s
动量的不确定范围
Δp＝0.01%×p＝1.0×10－4×1.8×10－28 kg·m/s
＝1.8×10－32 kg·m/s答案： 2.9×10－3 m课件46张PPT。原子结构第十八 章 1．电子的发现自学线索学 基础导学1．演示实验：如图所示，真空玻璃管中K是金属板制成的_______，接感应线圈的__________，A是金属环制成的__________，接感应线圈的__________，接通电源后，线圈会产生__________的高电压加在两个电极间．可观察管端玻璃壁上亮度变化．一、阴极射线阴极负极阳极正极近万伏2．实验现象：德国物理学家普吕克尔在类似的实验中看到玻璃壁上____________及管中物体在玻璃壁上的______．
3．阴极射线：荧光是由于玻璃受到_______发出的某种射线的撞击而引起的，这种射线被命名为__________．
4．阴极射线的特点
阴极射线能够使荧光物质________．淡淡的荧光影阴极阴极射线发光1．汤姆孙的探究方法
(1)让阴极射线分别通过电场和磁场，根据偏转现象，证明它是__________的粒子流并求出了其比荷．
(2)换用不同的阴极做实验，所得_______的数值都相同，是氢离子比荷的近_______倍．证明这种粒子是构成各种物质的共同成分．二、电子的发现带负电比荷两千2．结论提示： 将阴极射线放入电场或磁场中，若粒子带电，将会受到电场力或洛伦兹力作用，其运动轨迹会发生偏转．因此，让阴极射线垂直射入电场或磁场，根据其轨迹就可判断出粒子的带电性质．讲 要点例析对阴极射线的认识1．对阴极射线本质的认识——两种观点
(1)电磁波说，代表人物——赫兹，他认为这种射线的本质是一种电磁辐射．
(2)粒子说，代表人物——汤姆孙，他认为这种射线的本质是一种带电粒子流．2．阴极射线带电性质的判断方法
阴极射线的本质是电子流，在电场(或磁场)中所受电场力(或洛伦兹力)远大于所受重力，故研究电磁力对电子运动的影响时，一般不考虑重力的影响，其带电性质的判断方法如下：
(1)方法一：
粒子在电场中运动如图所示．带电粒子在电场中运动，受电场力作用运动方向发生改变(粒子质量忽略不计)，带电粒子在不受其他力作用时，若沿电场线方向偏转，则粒子带正电；若逆着电场线方向偏转，则粒子带负电．(2)方法二：
粒子在磁场中运动，如图所示．粒子将受到洛伦兹力作用F＝qvB，速度方向始终与洛伦兹力方向垂直，利用左手定则即可判断粒子的电性．不考虑其他力的作用，如果粒子按图示方向进入磁场，且做顺时针的圆周运动，则粒子带正电；若做逆时针的圆周运动，则粒子带负电．
3．特点：碰到荧光物质能使其发光．
4．主要应用：电子示波器中的示波管、电视显像管、电子显微镜等都是利用阴极射线在电磁场作用下偏转、聚焦以及能使被照射的某些物质，如硫化锌发荧光的性质工作的．高速的阴极射线打在某些金属靶极上能产生X射线，可用于研究物质的晶体结构．阴极射线还可直接用于切割、熔化、焊接等． 如图所示，一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线AB时，发现射线的轨迹往下偏，则( )
A．导线中的电流由A流向B
B．导线中的电流由B流向A
C．若要使电子束的轨迹往上偏，可以通过改变AB中的电流方向来实现
D．电子束的轨迹与AB中的电流方向无关
解析： 因为AB中通有电流，所以会在阴极射线管中产生磁场，电子受到洛伦兹力作用而发生偏转，由左手定则可知，阴极射线管中的磁场方向垂直于纸面向里，再根据安培定则可知，AB中的电流方向应是由B流向A，当AB中的电流方向变为由A向B，则AB上方的磁场方向变为垂直于纸面向外，电子所受洛伦兹力方向变为向上，电子束的轨迹会变为向上偏转．
答案： BC 本题是运用左手定则和安培定则的综合性题目，在应用左手定则判断洛伦兹力时，一定要注意运动电荷的正负．
1－1 例1中若要通过施加匀强电场来实现射线往下偏，所加匀强电场的方向向哪？通过磁场或电场使射线偏转后，其电子的速度大小如何变化？
解析： 要使射线往下偏，所加匀强电场的方向应向上．
通过磁场使射线偏转时，电子受到的洛伦兹力提供向心力，电子的速度大小不变；通过电场使射线偏转时，电场力对电子做正功，电子的速度增大．
答案： 见解析带电粒子比荷的测定1．电荷量的量子化：带电体所带电荷量具有量子化，即任何带电体所带电荷量只能是电子电荷量的整数倍，即q＝ne(n为自然数)．
2．比荷(或电荷量)的测定
根据电场、磁场对电子(带电粒子)的偏转测量比荷(或电荷量)，分以下两步： 在测阴极射线比荷的实验中，汤姆孙采用了如图所示的阴极射线管，从C出来的阴极射线经过A、B间的电场加速后，水平射入长度为L的D、E平行板间，接着在荧光屏F中心出现荧光斑．若在D、E间加上方向向下，场强为E的匀强电场，阴极射线将向上偏转；如果再利用通电线圈在D、E电场区加上一垂直纸面的磁感应强度为B的匀强磁场(图中未画)荧光斑恰好回到荧光屏中心，接着再去掉电场．阴极射线向下偏转，偏转角为θ，试解决下列问题： (1)说明阴极射线的带电性；
(2)说明图中磁场沿什么方向；
(3)根据L、E、B和θ，求出阴极射线的比荷．
解析： (1)由于阴极射线向上偏转，因此受电场力方向向上，又由于匀强电场方向向下，即电场力的方向与电场方向相反，所以阴极射线带负电．
(2)根据题意知，在D、E区加上磁场时，阴极射线受到的洛伦兹力应向下，由左手定则可判断，磁场方向垂直纸面向里． (1)带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，可利用运动的分解、运动公式、牛顿运动定律列出相应的关系．
(2)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，要注意通过画轨迹示意图确定圆心位置，利用几何知识求其半径．
(3)带电粒子通过互相垂直的匀强电磁场时，可使其做匀速直线运动，根据qE＝qvB可求其速度．
解决此类问题，要在熟练掌握各部分知识的基础上灵活解答． 2－1 如图所示，让一束均匀的阴极射线从两极板正中间垂直穿过正交的电磁场，选择合适的磁感应强度B和两极之间的电压U，带电粒子将不发生偏转，然后撤去电场，粒子将做匀速圆周运动，并垂直打到极板上，两极板之间的距离为d，求阴极射线中带电粒子的比荷．〔思考与讨论〕——教材P47
根据带电粒子在电、磁场中的运动规律，哪些方法可以判断运动的带电粒子所带电荷的正负号？
点拨： 判断粒子所带电荷的正负，可以让粒子以一定的初速度垂直于电场线的方向进入一匀强电场，如果粒子沿着电场线的方向偏转，则粒子带正电．也可以让粒子以一定的速度垂直于磁感线的方向进入一匀强磁场，由左手定则也可以判断粒子的电性．点拨： (1)当课本图18．1－2中金属板D1、D2之间未加电场时，射线不偏转，射在屏上P1点．按图示方向施加电场E之后，射线发生偏转并射到屏上P2点．由此推断，阴极射线带有什么性质的电荷？
根据射线偏转方向和D1、D2电性知阴极射线带负电．
(2)为了抵消阴极射线的偏转，使它从P2点回到P1，需要在两块金属板之间的区域再施加一个大小合适、方向垂直于纸面的磁场．这个磁场B应该向纸外还是向纸内？写出此时每个阴极射线微粒(质量为m，速度为v)受到的洛伦兹力和库仑力．两个力之间应该有什么关系？
〔思考与讨论〕——教材P50
原子中带正电的部分以及带负电的电子可能是如何分布的？
点拨： 原子中正负电荷的分布情况是由卢瑟福通过其做的α粒子散射实验确定下来的．卢瑟福所建立的原子的核式结构认为：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动．练 随堂演练1．关于阴极射线的性质，判断正确的是( )
A．阴极射线带负电
B．阴极射线带正电
C．阴极射线的比荷比氢原子比荷大
D．阴极射线的比荷比氢原子比荷小
解析： 通过让阴极射线在电场、磁场中的偏转的研究发现阴极射线带负电，而且比荷比氢原子的比荷大得多，故选项A、C正确．
答案： AC2．关于阴极射线的本质，下列说法正确的是( )
A．阴极射线本质是氢原子
B．阴极射线本质是电磁波
C．阴极射线本质是电子流
D．阴极射线本质是X射线
解析： 阴极射线是原子受激发射出的电子流，关于阴极射线是电磁波、X射线都是在研究阴极射线过程中的一些假设，是错误的．
答案： C3．气体在强电场作用下出现放电火花，这说明( )
A．气体分子受到电场的作用获得能量从而与其他分子碰撞产生火花
B．电场自身形成电流产生火花
C．电场使气体分子电离而导电使电能释放出来产生火花
D．稀薄气体导电产生辉光放电现象是由于电子数目少的缘故
解析： 气体在强电场作用下发生电离而导致电能释放，故选项C正确．
答案： C4．发射阴极射线的阴极射线管中的高电压的作用是( )
A．使管内气体电离
B．使管内产生阴极射线
C．使管内障碍物的电势升高
D．使电子加速
解析： 在阴极射线管中，阴极射线是由阴极处于炽热状态而发射的电子流，通过高电压加速而获得能量，与玻璃碰撞而产生荧光，故选项D正确．
答案： D
5．下列是某实验小组测得的一组电荷量，哪些是符合事实的( )
A．＋3×10－19 C B．＋4．8×10－19 C
C．－3．2×10－26 C D．－4．8×10－19 C
解析： 电荷是量子化的，任何带电体所带电荷量只能是元电荷的整数倍．1．6×10－19 C是目前为止自然界中最小的电荷量，故B、D正确．
答案： BD解析： 正离子进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场的区域中，受到的电场力F＝qE，方向向上，受到的洛伦兹力f＝qvB，方向向下，离子向上偏，说明了电场力大于洛伦兹力，要使离子沿直线运动，即qE＝qvB，则只有使洛伦兹力增大或电场力减小，增大洛伦兹力的途径是增大加速电压U或增大磁感应强度B，减小电场力的途径是减小场强E．选项C、D正确．
答案： CD课件47张PPT。2．原子的核式结构模型自学线索学 基础导学汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个____，________弥漫性地均匀分布在整个球体内，_____镶嵌在球中．
汤姆孙的原子模型，小圆点代表正电荷，大圆点代表电子．
汤姆孙的原子模型被称为西瓜模型或枣糕模型．该模型能解释一些实验现象，但后来被_______粒子散射实验否定了．一、汤姆孙的原子模型球体正电荷电子α1．α粒子：α粒子是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，带有____________正电荷，质量为氢原子质量的________．
2．实验方法：用α粒子源发射的α粒子束轰击______，用带有荧光屏的放大镜，在水平面内不同方向对______的α粒子进行观察，根据散射到各方向的α粒子所占的_______，可以推知原子中正、负电荷的分布情况．二、α粒子散射实验两个单位的4倍金箔散射比例提示： 一方面，金原子的质量比α粒子的质量大得多，且几乎全部集中在金原子核内．当α粒子穿过金原子区域，靠近金原子核时，其作用力对α粒子运动方向影响很大，而对金原子影响很小．另一方面，金的延展性好，可以做得很薄，接近单原子层．3．实验结果：__________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(约占八千分之一)发生了大角度偏转，偏转的角度甚至________90°，也就是说它们几乎被____________ ．
4．卢瑟福核式结构模型：原子中带正电部分的体积______，但几乎占有__________，电子在正电体的_______运动．按照卢瑟福的理论，正电体的尺度是很小的，被称为__________，卢瑟福的原子模型因而被称为核式结构模型．绝大多数少数大于“撞了回来”很小全部质量外面原子核1．原子内的电荷关系：各种元素的原子核的电荷数与含有的__________相等，非常接近于它们的__________．
2．原子核的组成：原子核是由________和________组成的，原子核的电荷数就是核中的________数．
3．原子核的大小：实验确定的原子核半径R的数量级为__________m，而整个原子半径的数量级是10－10 m，可见原子内部是十分“空旷”的．三、原子核的电荷与尺度电子数原子序数质子中子质子10－15讲 要点例析 α粒子散射实验及原子的核式结构模型1．α粒子散射实验装置及注意事项
(1)实验装置(如图)由放射源、金箔、荧光屏等组成．
(2)实验注意事项：
①整个实验过程需在真空中进行．
②α粒子是氦原子核，本身非常小，金箔需很薄α粒子才能很容易穿过．
③实验中用的是金箔而不是铝箔，这是因为金的原子序数大，α粒子与金核间库仑力大，偏转明显；另外金的延展性好，容易做成极薄的金箔．
2．α粒子的散射实验否定了汤姆孙的原子模型
(1)α粒子在穿过原子之间时，所受周围的正、负电荷作用的库仑力是平衡的，α粒子不会发生偏转．
(2)α粒子正对着电子射来，质量远小于α粒子的电子不可能使α粒子发生明显偏转，更不可能使它反弹．
3．原子的核式结构模型对α粒子散射实验结果的解释
(1)当α粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核的斥力很小，α粒子就像穿过“一片空地”一样，无遮无挡，运动方向改变很小，因为原子核很小，所以绝大多数α粒子不发生偏转．
(2)只有当α粒子十分接近原子核穿过时，才受到很大的库仑力作用，偏转角才很大，而这种机会很少．(3)如果α粒子正对着原子核射来，偏转角几乎达到180°，这种机会极少，如图所示．
在α粒子的散射实验中，并没有考虑α粒子跟电子碰撞所产生的效果，这是由于( )
A．α粒子跟电子相碰时，损失的动量很小，可忽略
B．电子体积实在太小，α粒子完全碰不到它
C．α粒子跟各电子碰撞的效果互相抵消
D．由于电子是均匀分布的，α粒子受电子作用力的合力为零
解析： 少数α粒子发生大角度偏转的原因仅是因为它和带正电的原子核之间强大的库仑斥力作用，而电子与α粒子碰撞，微不足道．
答案： A 对α粒子散射实验的题的解法
(1)熟记装置及原理
α粒子散射实验是一个非常重要的实验，因此对实验器材、现象、现象分析、结论都必须弄明白，才能顺利解答有关问题．
(2)理解建立核式结构模型的要点
①核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变．
②汤姆孙模型不能解释α粒子的大角度散射．
③少数α粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些α粒子在原子中的某个地方受到了质量、电荷量均比它本身大得多的物体的作用．
④绝大多数α粒子在穿过厚厚的金原子层时运动方向没有明显变化，说明原子中绝大部分是空的．原子的质量、电荷量都集中在体积很小的核上． 1－1 卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是( )
解析： α粒子轰击金箔后偏转，越靠近金箔，偏转的角度越大，所以A、B、C错误，D正确．
答案： D α粒子散射实验中α粒子的受力情况和能量转化问题2．库仑力对α粒子的做功情况
(1)当α粒子靠近原子核时，库仑斥力做负功，电势能增加．
(2)当α粒子远离原子核时，库仑斥力做正功，电势能减小．
3．α粒子的能量转化：仅有库仑斥力做功，只是电势能和动能之间相互转化，而总能量保持不变． (1)α粒子与原子核之间的万有引力远小于两者之间的库仑斥力，因而可以忽略不计．
(2)在处理α粒子等微观粒子时一般不计重力． 如图所示，Q为金原子核，M、N为两个等势面，虚线为α粒子经过原子核附近的运动轨迹．关于α粒子，下列说法正确的是( )解析： 由题目可获取以下信息：金原子核外有两个等势面．α粒子经过原子核附近的过程，可分为α粒子靠近原子核和远离原子核的过程，由动能定理依据库仑斥力做功的情况判断动能的变化，同样由库仑斥力做功的情况判断势能的变化．在α粒子从K到离原子核最近的过程中，库仑斥力做负功，动能逐渐减小，电势能逐渐增加；在α粒子从离原子核最近到R的过程中，库仑斥力做正功，动能增加，电势能减小，由此可知，C、D正确．
答案： CD 2－1 根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，下图中虚线表示原子核所形成的电场的等势能，实线表示一个α粒子的运动轨迹，在α粒子从a运动到b再运动到c的过程中，下列说法中正确的是( )
A．电场力先做负功，后做正功，总功等于零
B．加速度先变小，后变大
C．a、c两点的动能不相等
D．动能与电势能的和不变
解析： α粒子与原子核之间的作用力为库仑斥力，从a→b库仑力做负功，动能减少，电势能增加，从b→c库仑力做正功，动能增加，电势能减少，且a→b与b→c库仑力所做的总功为0，则a、c两点动能相等，故A正确，C错误；因为只有电场力做功，故动能与电势能的和不变，D正确；α粒子与原子核相距越近，库仑力越大，加速度越大，故从a→b→c加速度先增大后减小，B错误．答案为A、D．
答案： AD〔思考与讨论〕——教材P52
1．α粒子射入金箔时难免与电子碰撞，试估计这种碰撞对α粒子速度影响的大小．
2．α粒子穿过金箔，受到电荷的作用力后，沿哪些方向前进的可能性较大，最不可能沿哪些方向前进．
点拨： 按照汤姆孙的模型，正电荷是均匀分布在整个原子中的，当α粒子穿过原子时受到的各个方向上的正电荷的斥力会相互抵消很多，沿直线运动的可能性最大，最不可能沿着很大的角度甚至180°角发生偏转．除非原子核的大部分质量和电荷集中在一个很小的核上，否则要发生大角度的偏转是不可能的．练 随堂演练1．关于卢瑟福核式结构学说的内容，下列说法中正确的是( )
A．原子是一个质量均匀分布的球体
B．原子的质量几乎全部集中在原子核内
C．原子的正电荷全部集中在一个很小的核内
D．原子核的半径约为10－10 m
解析： 原子由原子核和电子组成，原子核集中了原子的全部正电荷和几乎全部质量．原子半径数量级为10－10 m，原子核半径数量级为10－15 m．
答案： BC
2．下列对原子结构的认识中，错误的是( )
A．原子中绝大部分是空的，原子核很小
B．电子在核外绕核旋转，向心力为库仑力
C．原子的全部正电荷都集中在原子核里
D．原子核的直径大约为10－10 m
解析： 卢瑟福α粒子散射实验的结果否定了关于原子结构的汤姆孙模型，卢瑟福提出了关于原子的核式结构学说，并估算出原子核直径的数量级为10－15 m，而原子直径的数量级为10－10 m，是原子核直径的十万倍，所以原子内部是十分“空旷”的，核外带负电的电子由于受到带正电的原子核的库仑引力而绕核旋转，所以本题应选D．
答案： D
3．在α粒子散射实验中，使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对α粒子的( )
A．万有引力 B．库仑力
C．磁场力 D．核力
解析： 由于α粒子与原子核间万有引力非常小，不可能使其发生大角度散射，而原子核可认为不动，不会产生磁场，而核力发生在原子核内相邻的质子、中子之间，不可能对α粒子产生作用，而α粒子与原子核间的库仑力很强，它是产生大角度偏转的原因．故B正确，A、C、D错误．
答案： B4．关于原子结构理论与α粒子散射实验的关系，下列说法正确的是( )
A．卢瑟福做α粒子散射实验是为了验证汤姆孙的枣糕模型是错误的
B．卢瑟福认识到汤姆孙“枣糕模型”的错误后提出了“核式结构”理论
C．卢瑟福的α粒子散射实验是为了验证“核式结构”理论的正确性
D．卢瑟福依据α粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论
解析： 由于卢瑟福设计的α粒子散射实验是为了探究原子内电荷的分布，并非为了验证汤姆孙模型是错误的，A错误；卢瑟福并不是认识到“枣糕模型”的错误而提出“核式结构”理论的，B错误；卢瑟福做了α粒子散射实验后，由实验现象提出了“核式结构”理论，C错误，D正确．
答案： D
5．α粒子散射实验结果表明( )
A．原子中绝大部分是空的
B．原子中全部正电荷都集中在原子核上
C．原子内有中子
D．原子的质量几乎全部都集中在原子核上
解析： 在α粒子散射实验中，绝大多数α粒子穿过金箔时其运动方向基本不变，只有少数α粒子发生较大角度的偏转，这说明原子的全部正电荷和几乎所有的质量都集中在一个很小的核上，这个核就叫原子核．原子核很小，只有少数α粒子在穿过金箔时接近原子核，受到较大库仑力而发生偏转；而绝大多数α粒子在穿过金箔时，离原子核很远，所受库仑斥力很小，故它们的运动方向基本不变．所以本题正确选项为A、B、D．
答案： ABD6．卢瑟福通过α粒子散射实验判断出原子的中心有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构．如图所示的示意图中，①、②两条表示实验中α粒子的运动径迹，则沿③所示的方向射向原子核的α粒子可能的运动径迹为( )
A．轨迹a
B．轨迹b
C．轨迹c
D．轨迹d
解析： 由于α粒子偏转的原因是原子核对α粒子的库仑斥力作用，所以α粒子可能的径迹为a，答案选A．
答案： A7．如图所示为卢瑟福和他的学生做α粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和放大镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，观察到的现象描述正确的是( )
解析： 因为绝大多数α粒子穿过金箔后仍然沿原来方向前进，在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多，选项A对；因为少数α粒子穿过金箔后发生了较大偏转，在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数比在A位置时要少得多，选项B错；α粒子散射实验中有极少数α粒子偏转角超过90°，甚至接近180°，所以选项C错，选项D对．正确选项为A、D．
答案： AD
8．在α粒子散射实验中，如果只考虑α粒子与金原子核的相互作用，则一个α粒子在穿越金原子核的过程中，以下说法正确的是( )
A．α粒子的动能逐渐减小
B．α粒子的势能逐渐增大
C．α粒子与金原子核组成的系统能量逐渐减小
D．α粒子的加速度大小先增大后减小
解析： α粒子穿过金原子核的过程中，距金原子核先靠近后远离，所受到的斥力是先增大后减小，即加速度先增大后减小；电场力是先做负功后做正功，故动能先减小后增大，电势能先增大后减小，系统总能量不变．
答案： D
9．在α粒子散射实验中，当α粒子最接近金原子核时，符合下列哪种情况？( )
A．动能最小
B．电势能最小
C．α粒子和金原子核组成的系统的能量最小
D．加速度最小
解析： 在α粒子散射实验中，当α粒子接近金原子核时，金原子核对α粒子的作用力是斥力，对α粒子做负功，电势能增加，动能减小．由于α粒子离金原子核最近，所以它们之间的库仑力很大，加速度很大，另外受到金原子核外电子的作用相对较小，与金原子核对α粒子的库仑力相比，可以忽略，因此只有库仑力做功，所以机械能和电势能整体上是守恒的，故系统的能量可以认为不变．综上所述，正确选项应为A．
答案： A
10．卢瑟福预想到原子核内除质子外，还有中子的事实依据是( )
A．电子数与质子数相等
B．原子核的质量大约是原子质量的整数倍
C．原子核的电荷数只是质量数的一半或少一些
D．质子和中子的质量几乎相等
解析： 1919年卢瑟福做了用α粒子轰击氮核的实验，从氮核中打出一种粒子，经测定它的质量和电荷数知它是一种氢原子核，定名为质子．一开始人们认为原子核是由质子构成的，但原子核质量跟质子质量之比与原子核电荷与质子电荷之比不相等，而实际上绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于原子核的电荷跟质子电荷之比，卢瑟福猜想原子核内部可能还存在另一种粒子，质量跟质子相等，但不带电，他把这种粒子称为中子，后经他的学生查德威克用实验证明．
答案： C课件39张PPT。3．氢原子光谱自学线索学 基础导学一、光谱光栅棱镜波长波长(频率)成分强度一条条不是连在一起线状谱不同特定频率不同特征谱线鉴别组成成分灵敏度10－10 原子只会吸收自己特征谱线的光，所以吸收光谱中暗线的频率等于发射光谱中亮线的频率，它们都是原子的特征谱线．1．许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索__________的重要途径．二、氢原子光谱的实验规律原子结构可见光里德伯常量 1.10×107m－1 整数波数分立 1．核式结构模型的成就：正确地指出了原子核的存在，很好的解释了________________．
2．经典理论的困难：经典(电磁)理论既无法解释原子的__________，又无法解释原子光谱的__________．三、经典理论的困难α粒子散射实验稳定性分立特征讲 要点例析光谱和光谱分析1．光谱的分类 2．线状谱和连续谱的不同之处
3．太阳光谱
(1)太阳光谱的特点：在连续谱的背景上出现一些不连续的暗线，是一种吸收光谱．
(2)对太阳光谱的解释：阳光中含有各种颜色的光，但当阳光透过太阳的高层大气射向地球时，太阳高层大气中含有的元素会吸收它自己特征谱线的光，然后再向四面八方发射出去，到达地球的这些谱线看起来就暗了，这就形成了连续谱背景下的暗线．
4．光谱分析
(1)优点：灵敏度高，分析物质的最低量达10－10 g．
(2)应用
①应用光谱分析发现新元素；
②鉴别物体的物质成分：研究太阳光谱时发现了太阳中存在钠、镁、铜、锌、镍等金属元素；
③应用光谱分析鉴定食品优劣． 下列关于光谱和光谱分析的说法中，正确的是( )
A．太阳光谱和白炽灯光谱都是线状谱
B．煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱
C．进行光谱分析时，可以用线状谱，不能用连续光谱
D．我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分
解析： 太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续光谱经过太阳大气层时产生的吸收光谱，正是太阳发出的光谱被太阳大气层中存在的对应元素吸收所致，白炽灯发出的是连续光谱，A项错误；月球本身不会发光，靠反射太阳光才能使我们看到它，所以不能通过光谱分析鉴别月球的物质成分，D项错误；光谱分析只能是线状谱和吸收光谱，连续光谱是不能用来做光谱分析的，所以C项正确；煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯都是稀薄气体发出的光，产生的光谱都是线状谱，B项正确．故选BC．
答案： BC 要明确光谱和物质发光的对应关系，炽热的固体、液体和高压气体发出的是连续光谱，而稀薄气体发射的是线状谱． 1－1 如图甲所示的a、b、c、d为四种元素的特征谱线，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为( )
A．a元素 B．b元素
C．c元素 D．d元素
解析： 由矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行对照，b元素的谱线在该线状谱中不存在，故B正确．与几个元素的特征谱线不对应的线说明该矿物中还有其他元素．
答案： B
氢原子光谱1．氢原子的光谱
从氢气放电管可以获得氢原子光谱，如图所示． 在可见光范围内氢原子发光的波长最长的2条谱线所对应的n，它们的波长各是多少？氢原子光谱有什么特点？答案： 6．5×10－7 m 4．8×10－7 m 不连续的线状谱 巴耳末公式的应用方法及注意问题
(1)巴耳末公式反映氢原子发光的规律特征，不能描述其他原子．
(2)公式中n只能取整数，不能连续取值，因此波长也只是分立的值．
(3)公式是在对可见光区的四条谱线分析总结出的，在紫外区的谱线也适用．
(4)应用时熟记公式，当n取不同值时求出一一对应的波长λ．
解析： 巴耳末公式只确定了氢原子发光中的一个线系波长，不能描述氢原子发出的各种光的波长，也不能描述其他原子发出的光．故A、D错，巴耳末公式是由当时已知的可见光中的部分谱线总结出来的，但它适用于整个巴耳末线系，包括可见光和紫外线，故B错C对．
答案： C练 随堂演练1．通过光栅或棱镜获得物质发光的光谱，光谱( )
A．按光子的频率顺序排列
B．按光子的质量大小排列
C．按光子的速度大小排列
D．按光子的能量大小排列
解析： 由于光谱是将光按波长展开，而波长与频率相对应，故A正确．而光子没有质量，各种色光在同一介质中传播速度相同，B、C错误．由爱因斯坦的光子说可知光子能量与光子频率相对应．D正确．
答案： AD
2．对于巴耳末公式下列说法正确的是( )
A．所有氢原子光谱的波长都与巴耳末公式相对应
B．巴耳末公式只确定了氢原子发光的可见光部分的光的波长
C．巴耳末公式确定了氢原子发光的一个线系的波长，其中既有可见光，又有紫外光
D．巴耳末公式确定了各种原子发光中的光的波长
解析： 巴耳末公式只确定了氢原子发光中一个线系的波长，不能描述氢原子发出的各种波长，也不能描述其他原子的发光，A、D错误；巴耳末公式是由当时已知的可见光中的部分谱线总结出来的，但它适用于整个巴耳末线系，该线系包括可见光和紫外光，B错误，C正确．
答案： C
3．利用光谱分析的方法能够鉴别物质和确定物质的组成成分，关于光谱分析，下列说法中正确的是( )
A．利用高温物体的连续谱就可以鉴别其组成成分
B．利用物质的线状谱就可鉴别其组成成分
C．高温物体发出的光通过物质后的光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分
D．同一种物质的线状谱与吸收光谱上的暗线由于光谱的不同，它们没有关系
解析： 由于高温物体的光谱包括了各种频率的光，与其组成成分无关，故A错误；某种物质发光的线状谱中的明线是与某种原子发出的某频率的光有关，通过这些亮线与原子的特征谱线对照，即可确定物质的组成成分，B正确；高温物体发出的光通过物质后某些频率的光被吸收而形成暗线，这些暗线与所经物质有关，C错误；某种物质发出某种频率的光，当光通过这种物质时它也会吸收这种频率的光，因此，线状谱中的亮线与吸收光谱中的暗线相对应．D错误．
答案： B
解析： 巴耳末公式是分析氢原子的谱线得到的一个公式，它只反映氢原子谱线的一个线系，故A对D错，公式中的n只能取不小于3的正整数，B错C对．
答案： AC
5．下列关于光谱的说法正确的是( )
A．炽热固体、液体和高压气体发出的光谱是连续谱
B．各种原子的线状谱中的明线和它的吸收谱中的暗线必定一一对应
C．气体发出的光只能产生线状谱
D．甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质的吸收光谱
解析： 由于通常看到的吸收光谱中的暗线比线状谱中的明线要少一些，所以B不对．而气体发光时，若是高压气体发光形成连续光谱，若是稀薄气体发光形成线状谱，故C也不对．甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气后，得到的是乙物质的吸收光谱，所以D错误，答案为A．
答案： A答案： A课件37张PPT。4．玻尔的原子模型自学线索学 基础导学一、玻尔原子理论的基本假设圆周运动任意的一定条件稳定电磁原子能量量子化量子化确定能量最低能量较高较低光子Em－En吸收两个能级的能量差1．运用经典__________和经典________的理论确定了氢原子的各个定态的能量，并由此画出其能级图．二、玻尔理论对氢光谱的解释电磁学力学
2．处于激发态的氢原子向__________的能级跃迁辐射出_______，辐射光子的能量与实际符合的很好，由于能级是分立的，辐射光子的波长也是________的．
3．导出了巴耳末公式，并从理论上算出里德伯常量R的值，并很好地解释甚至预言了氢原子的其他谱线系． 能量较低光子分立1．玻尔理论的成功之处
玻尔理论第一次将__________引入原子领域．
提出了_______和_______的概念，成功解释了_________光谱的实验规律．
2．玻尔理论的局限性
过多地保留了经典理论，即保留经典粒子的观念，把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动．三、玻尔理论的局限性量子观念定态跃迁氢原子
3．电子云
原子中的电子没有确定的________值，我们只能描述电子在某个位置出现_______的多少，把电子这种概率分布用疏密不同的点表示时，这种图象就像________一样分布在原子核周围，故称__________．
坐标概率云雾电子云讲 要点例析对玻尔原子模型的理解1．轨道量子化
(1)内容：轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值．
(2)轨道半径公式：rn＝n2r1，n＝1,2,3…
其中r1＝0．053 nm，将n＝2,3…代入公式即可分别得到r2＝0．212 nm、r3＝0．477 nm…，不可能出现介于这些轨道之间的其他值． 关于玻尔的原子模型理论，下面说法正确的是( )
A．原子可以处于连续的能量状态中
B．原子的能量状态不是连续的
C．原子中的核外电子绕核做加速运动一定向外辐射能量
D．原子中的电子绕核运转的轨道半径是连续的
解析： 玻尔依据经典物理在原子结构问题上遇到的困难，引入量子化观念建立了新的原子模型理论，主要内容为：电子轨道是量子化的，原子的能量是量子化的，处在定态的原子不向外辐射能量，解决了原子遇到的问题，由此可知B正确．
答案： B 1－1 玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有( )
A．原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做加速运动，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，而电子的可能轨道的分布是不连续的
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
解析： A、B、C三项都是玻尔提出来的假设，其核心是原子定态概念的引入与能级跃迁学说的提出，也就是“量子化”概念，原子的不同能量状态与电子绕核运动不同的圆轨道相对应，是经典理论与量子化概念的结合．电子跃迁辐射的能量为hν＝Em－En，与电子绕核做的圆周运动无关．故D错．
答案： ABC 原子的跃迁问题跃迁是指电子从某一轨道跳到另一轨道，而电子从某一轨道跃迁到另一轨道对应着原子从一个能量状态(定态)跃迁到另一个能量状态(定态)．
1．跃迁时电子动能、原子电势能与原子能量的变化
当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能Ep减小，电子动能增大，原子能量减小．反之，轨道半径增大时，原子电势能增大，电子动能减小，原子能量增大．2．使原子能级跃迁的两种粒子——光子与实物粒子
(1)原子若是吸收光子的能量而被激发，其光子的能量必须等于两能级的能量差，否则不被吸收，不存在激发到n能级时能量有余，而激发到n＋1能级时能量不足，则可激发到n能级的问题．
(2)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地被原子吸收，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＝En－Ek)，就可使原子发生能级跃迁．
3．能级图：氢原子的能级图如图所示． 如图所示，氢原子从n＞2的某一能级跃迁到n＝2的能级，辐射出能量为2．55 eV的光子．问：
(1)最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射上述能量的光子？
(2)请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图．答案： (1)12．75 eV (2)如图 (1)如果是一群氢原子，向低能级跃迁时最多发出的光子数
(2)理解氢原子能级图，量子数越大，相邻能级差越小，发出光子波长越长． 2－1 如图所示为氢原子最低的四个能级，当氢原子在这些能级间跃迁时：
(1)有可能放出________种能量的光子．
(2)在哪两个能级间跃迁时，所放出光子波长最长？波长是多少？答案： (1)6 (2)见解析练 随堂演练1．关于玻尔的原子模型，下列说法中正确的有( )
A．它彻底地否定了卢瑟福的核式结构学说
B．它发展了卢瑟福的核式结构学说
C．它完全抛弃了经典的电磁理论
D．它引入了普朗克的量子理论
解析： 玻尔的原子模型在核式结构模型的前提下提出轨道量子化、能量量子化及能级跃迁，故A错误，B正确；它的成功在于引入了量子化理论，缺点是过多的引入经典力学，故C错，D正确．
答案： BD
2．一个氢原子从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： 氢原子从高能级向低能级跃迁时，放出光子，能量减少，故选项B正确，选项A、C、D错误．
答案： B
3．光子的发射和吸收过程是( )
A．原子从基态跃迁到激发态要放出光子，放出光子的能量等于原子在始、末两个能级的能量差
B．原子不能从低能级向高能级跃迁
C．原子吸收光子后从低能级跃迁到高能级，放出光子后从较高能级跃迁到较低能级
D．原子无论是吸收光子还是放出光子，吸收的光子或放出的光子的能量恒等于始、末两个能级的能量差值
解析： 由玻尔理论的跃迁假设知，原子处于激发态不稳定，可自发地向低能级发生跃迁，以光子的形式放出能量．光子的吸收是光子发射的逆过程，原子在吸收光子后，会从较低能级向较高能级跃迁，但不管是吸收光子还是发射光子，光子的能量总等于两能级之差，即hν＝Em－En(m＞n)，故选项C、D正确．
答案： CD
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＋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： D5．如图所示为氢原子的能级图，用光子能量为13．06 eV的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射不同波长的光有多少种( )
A．15
B．10
C．4
D．1
解析： 吸收13．06 eV能量后氢原子处于量子数n＝5的激发态，可产生10种不同波长的光，故B正确．
答案： B6．图甲所示为氢原子的能级，图乙为氢原子的光谱．已知谱线a是氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时的辐射光，则谱线b是氢原子( )甲 乙 A．从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时的辐射光
B．从n＝5的能级跃迁到n＝2的能级时的辐射光
C．从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级时的辐射光
D．从n＝1的能级跃迁到n＝2的能级时的辐射光
解析： 由题图乙看出b谱线对应的光的频率大于a谱线对应的光的频率，而a是氢原子从n＝4能级跃迁到n＝2能级时的辐射光，所以b谱线对应的能级差应大于n＝4与n＝2间的能级差，故选项B正确．
答案： B课件38张PPT。原子核第十九 章 1．原子核的组成自学线索学 基础导学1．放射性：物质__________的性质．
2．放射性元素：具有________的元素．
3．天然放射现象：放射性元素自发地__________的现象．一、天然放射现象发射射线放射性发出射线1．α射线：它是高速_____流，速度约为光速的______，穿透能力________，电离作用比较强．二、三种射线的本质及特征氦核 较差
2．β射线：它是高速__________流，速度可达光速的__________，穿透能力________，电离作用________．
3．γ射线：它是能量很高的__________，穿透能力很强，电离作用________．
电子99%较强较弱电磁波很弱1．质子的发现三、原子核的组成2．中子的发现
3．原子核的组成：原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子．4．原子核的符号
质子数中子数同一位置讲 要点例析三种射线的比较与分析1．α、β、γ三种射线的性质、特征比较 如图所示，R是一种放射性物质，虚线框内是匀强磁场B，LL′是一厚纸板，MM′是荧光屏．实验时，发现在荧光屏O、P两处有亮斑，则此时磁场方向、到达O点的射线、到达P点的射线与实验相符的是( )解析： 在三种射线中α射线贯穿本领最弱，不能通过厚纸板LL′．γ射线不带电，在磁场中不发生偏转，到达O点．到达P点的射线就是β射线，β射线是高速的电子流，带负电，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里．
答案： C 三种射线的比较方法
(1)知道三种射线带电的性质，α射线带正电、β射线带负电、γ射线不带电．α、β是实物粒子，而γ射线是光子流，属电磁波的一种．
(2)在电场或磁场中，通过其受力及运动轨迹半径的大小来判断α和β射线偏转方向，由于γ射线不带电，故运动轨迹仍为直线．
(3)α粒子穿透能力较弱，β粒子穿透能力较强，γ射线穿透能力最强，而电离作用相反． 1－1 如图所示，铅盒A中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，则下面说法中正确的有( )
A．打在图中a、b、c三点的依次是α射线、γ射线和β射线
B．α射线和β射线的轨迹是抛物线
C．α射线和β射线的轨迹是圆弧
D．如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场，则屏上的亮斑可能只剩下b
解析： 由左手定则可知，粒子向右射出后，在匀强磁场中α粒子受的洛伦兹力向上，β粒子受的洛伦兹力向下，轨迹都是圆弧．由于α粒子速度约是光速的1/10，而β粒子速度接近光速，所以在同样的混合场中不可能都做直线运动，本题选A、C．
答案： AC 原子核的组成2．基本关系：核电荷数＝质子数(Z)＝元素的原子序数＝核外电子数、质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数．3．对核子数、电荷数、质量数的理解
(1)核子数：质子和中子质量差别非常微小，二者统称为核子，质子数和中子数之和叫核子数．
(2)电荷数(Z)：原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫做原子核的电荷数．
(3)质量数(A)：原子核的质量等于核内质子和中子的质量的总和，而质子与中子质量几乎相等，所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个整数叫做原子核的质量数． 下列说法正确的是( )
解析： A项钍核的质量数为234，质子数为90，所以A错；B项的铍核的质子数为4，中子数为5，所以B错；由于同位素是指质子数相同而中子数不同，即质量数不同，因而C错，D对．
答案： D解析： 质量数＝质子数＋中子数，中性原子中：质子数＝核外电子数，所以选B项．
答案： B〔思考与讨论〕——教材P65
如果α射线、β射线都是带电粒子流的话，按照课本图19．1－2中标出的径迹判断它分别带什么电荷．
如何不用磁场而用电场判断它们带电的性质，两个电极怎样放置可以使三种射线大致沿图19．1－2的方向偏转？
点拨： 由左手定则，根据图19．1－2标出的粒子径迹可以判断出向左偏转的α粒子应带正电，向右偏转的β粒子应带负电，如果不用磁场而改用电场判断它们的电性，可将两个电极的正极放在右边，负极放在左边，可大致看到如图19．1－2所示的偏转情况．
两极板垂直纸面平行放置，且左极板带负电，右极板带正电．
〔思考与讨论〕
一种铀原子的质量数是235，它的核子数、质子数和中子数分别是多少？
点拨： 它的核子数是235，质子数为92，中子数为143．练 随堂演练
1．下列哪些事实表明原子核具有复杂结构( )
A．α粒子的散射实验
B．天然放射现象
C．阴极射线的发现
D．X射线的发现
解析： 从原子核中放射出射线，说明原子核具有复杂结构．
答案： B
解析： 原子核的原子序数与核内质子数、核电荷数、核外电子数都是相等的，且原子核内的质量数(核子数)等于核内质子数和中子数之和．由此知这两种镭的同位素，核内的质子数均为88，核子数分别为228和226，中子数分别为140和138；原子的化学性质由核外电子数决定，因它们的核外电子数相同，故它们的化学性质也相同．
答案： AC
3．卢瑟福预想到原子核内除质子外，还有中子的事实依据是( )
A．电子数与质子数相等
B．原子核的质量大约是质子质量的整数倍
C．原子核的核电荷数只是质量数的一半或少一些
D．质子和中子的质量几乎相等
解析： 原子核的核电荷数只是质量数的一半或少一些，说明核内还存在不带电的成份，卢瑟福据此预想核内还有中子．
答案： C
解析： 根据原子核的表示方法可知，这种原子核的电荷数为83，质量数为210．因为原子核的电荷数等于核内质子数，等于核外电子数，故该核内有83个质子，核外有83个电子．因为原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和，即等于核内核子数，故该核内有210个核子，其中有127个中子．
答案： A5．如图所示，a为未知天然放射源，b为薄铝片，c为两平行板之间存在着较大电场强度的匀强电场，d为荧光屏，e为固定不动的显微镜筒．实验时，如果将强电场c撤去，从显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁亮点数没有变化；如果再将薄铝片b移开，则从显微镜筒内观察到的每分钟闪烁亮点数大为增加．由此可判定放射源所发出的射线可能为( )
A．β射线和α射线
B．α射线、β射线和γ射线
C．β射线和γ射线
D．α射线和γ射线
解析： α粒子的穿透能力很小，一张纸就可把它挡住，β射线能穿透几毫米厚的铝板，γ射线能贯穿几厘米厚的铅板．撤去电场后，荧光屏上闪烁亮点数没有变化，说明原先能到达荧光屏的射线不带电，放射源放出的射线中有γ射线，撤去薄铝片，闪烁亮点数大为增加，说明放射源发出的射线中有α射线，故D正确．
答案： D6．如图所示，天然放射性元素，放出α、β、γ三种射线同时射入互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，射入时速度方向和电场、磁场方向都垂直，进入场区后发现β射线和γ射线都沿直线前进，则α射线．( )
A．向右偏
B．向左偏
C．直线前进
D．无法判定答案： A课件31张PPT。2．放射性元素的衰变自学线索学 基础导学1．定义：原子核放出_______粒子或_______粒子，由于__________变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核，我们把这种变化称为原子核的衰变．一、原子核的衰变αβ核电荷数2．衰变类型
1．定义：放射性元素的原子核有________发生衰变所需的时间．
2．决定因素
放射性元素衰变的快慢是由______________的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系．不同的放射性元素，半衰期________．
3．应用
利用半衰期非常稳定这一特点，可以测量其衰变程度，推断时间．二、半衰期半数核内部自身不同提示： 不是的．半衰期是一个统计性概念，只有对大量原子核才成立．对于一个特定的原子核，只能知道它发生衰变的概率，并不能确定何时衰变．讲 要点例析 原子核衰变及其规律答案： 见解析 衰变次数的判断方法
(1)衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒．
(2)每发生一次α衰变质子数、中子数均减少2．
(3)每发生一次β衰变中子数减少1，质子数增加1． 理解放射性元素的半衰期
3．适用条件：半衰期是一个统计概念，是对大量的原子核衰变规律的总结，对于一个特定的原子核，无法确定何时发生衰变，但可以确定各个时刻发生衰变的概率，即某时衰变的可能性，因此，半衰期只适用于大量的原子核． 目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放射出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是( )
A．氡的半衰期为3．8天，若取4个氡原子核，经7．6天后就一定剩下一个原子核了
B．把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢放射性元素衰变的速度
C．放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需要的时间越短，衰变速度越大
D．降低温度或增大压强，让该元素与其他物质形成化合物，均可以减小衰变速度
解析： 4个氡原子核，不是大量原子核，半衰期不适用，A错．因半衰期决定于原子核的内部因素，与化学状态、外部条件无关，故B、D均错．半衰期短，则衰变快，C对．
答案： C解析： 7．6天是两个半衰期，剩下的质量占原来的1/4,1 g氡衰变掉的质量为0．75 g，又由质量数和电荷数守恒可知，放出的粒子质量数是4，核电荷数是2，该粒子是α粒子，因而B对．
答案： B〔思考与讨论〕——教材P70
在α衰变中，新核的质量数与原来的核的质量数有什么关系？相对于原来的核在周期表中的位置，新核在周期表中的位置应当向前移还是向后移？要移动几位？你能概括出α衰变的质量数，核电荷数变化的一般规律吗？
点拨： α粒子实质就是氦核，它是由两个质子和两个中子组成的．因此，在α衰变中新核的质量数比原来的核的质量数少4．核电荷数减少2，新核在周期表中的位置向前移动2位．
〔思考与讨论〕——教材P71
在β衰变中，质量数、核电荷数有什么变化规律？
点拨： β衰变是原子核中的中子转化成一个电子和一个质子时放出一个电子，同时一个质子留在核内．因此，在β衰变中，核的质量数不变，核电荷数增加1．在元素周期表中的位置向后移动1位．练 随堂演练1．下列有关半衰期的说法正确的是( )
A．放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短，衰变速度越快
B．放射性元素的样品不断衰变，随着剩下未衰变的原子核的减少，元素的半衰期也变长
C．把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢放射性元素的衰变速度
D．降低温度或增大压强，让该元素与其他物质形成化合物，均可减小衰变速度
解析： 放射性元素的半衰期是指放射性元素的原子核半数发生衰变所需的时间，它反映了放射性元素衰变速度的快慢，若半衰期越短，衰变越快；某种元素的半衰期长短由其本身因素决定，与它所处的物理、化学状态无关，故A正确，B、C、D错误．
答案： A解析： β衰变释放出电子e，根据质量数守恒和电荷数守恒可进一步确定选项B正确．
答案： B
3．核电站泄漏的污染物中含有碘131和铯137．碘131的半衰期约为8天，会释放β射线．铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射γ射线．下列说法正确的是( )
A．碘131释放的β射线由氦核组成
B．铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量
C．与铯137相比，碘131衰变更慢
D．铯133和铯137含有相同的质子数
解析： β射线由高速电子流组成，选项A错误．γ射线为高频电磁波，光子能量远大于可见光光子的能量，选项B错误．碘131半衰期小，说明衰变快，选项C错误．铯133和铯137为同位素，具有相同的质子数，不同的中子数，选项D正确．
答案： D答案： B课件43张PPT。3．4．探测射线的方法
放射性的应用与防护自学线索学 基础导学1．粒子会使气体或液体电离，以这些粒子为核心，过饱和的蒸气会产生__________雾滴，过热液体会产生__________气泡．
2．粒子会使照相乳胶__________感光．
3．粒子会使荧光物质产生__________荧光．一、探测运动粒子的方法1．威耳逊云室
(1)原理
粒子在云室内气体中飞过，使沿途的气体分子_______，__________酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结成雾滴，于是显示出射线的径迹．
二、探测射线的仪器电离过饱和
2．气泡室：气泡室的原理同云室的原理类似，所不同的是气泡室里装的是__________，例如__________．
粒子通过________液体时，在它的周围产生________而形成粒子的径迹．液体液态氢过热气泡3．盖革—米勒计数器
(1)原理：在金属丝和圆筒两极间加上一定的电压，这个电压稍低于管内气体的__________．当某种射线粒子进入管内时，它使管内的______________，产生电子……这样，一个粒子进入管中后可以产生大量电子，这些电子到达________，正离子到达_______，在外电路中产生了一次脉冲放电，利用电子仪器可以把放电次数记录下来．
(2)优缺点：
优点：G－M计数器非常________．使用方便．
缺点：只能用来_______，不能区分____________．电离电压气体分子电离阳极阴极灵敏计数射线的种类1．定义：原子核在其他粒子的轰击下产生__________的过程．三、核反应新原子核卢瑟福 质量数电荷数四、人工放射性同位素的应用与防护放射性
3．放射性同位素的应用
(1)应用它的__________．
(2)作__________．
4．辐射与安全：人类从来就生活在有放射性的环境之中，__________的射线对人体组织有破坏作用．要防止______________对水源、空气、用具等的污染．射线示踪原子过量放射性物质讲 要点例析探测射线的方法1．云室中不同粒子径迹产生的原因2．不同探测方法的对比
威耳逊云室和气泡室都是依据径迹探测射线的性质和种类，而盖革—米勒计数器只能计数，不能区分射线的种类． 用α粒子照射充氮的云室，摄得如图所示的照片，下列说法中正确的是( )
A．A是α粒子的径迹，B是质子的径迹，C是新核的径迹
解析： α粒子轰击氮核产生一个新核并放出质子，入射的是α粒子，所以B是α粒子的径迹，产生的新核，质量大电离作用强，所以径迹粗而短，故A是新核径迹，质子电离作用弱一些，贯穿作用强，所以细而长的径迹是质子的径迹，所以正确选项为D．
答案： D 1－1 用盖革—米勒计数器测定放射源的放射强度为每分钟405次，若将一张厚纸板放在计数器与放射源之间，计数器几乎测不到射线．10天后再次测量，测得该放射源的放射强度为每分钟101次，则下列关于射线性质及它的半衰期的说法正确的是( )
A．放射源射出的是α射线
B．放射源射出的是β射线
C．这种放射性元素的半衰期是5天
D．这种放射性元素的半衰期是2．5天
解析： 因厚纸板能挡住这种射线，可知这种射线是穿透能力最差的α射线，选项A正确，B错误；因放射性元素原子核个数与单位时间内衰变的次数成正比，10天后测出放射强度为原来的四分之一，说明10天后放射性元素的原子核个数只有原来的四分之一，由半衰期公式知已经过了两个半衰期，故半衰期是5天．
答案： AC
核反应及核反应方程
4．人工转变核反应与衰变的比较
(1)不同点：原子核的人工转变，是一种核反应，是其他粒子与原子核相碰撞的结果，需要一定的装置和条件才能发生，而衰变是原子核的自发变化，它不受物理化学条件的影响．
(2)相同点：人工转变与衰变过程一样，在发生过程中质量数与电荷数都守恒，反应前后粒子总动量守恒．答案： 见解析 写核反应方程的原则是：
(1)质量数守恒和电荷数守恒；
(2)中间用箭头，不能写成等号，因两端仅仅是质量数守恒，没有体现质量相等；也不能仅画一横线，因箭头的方向还表示反应进行的方向；
(3)能量守恒，但中学阶段不作要求；
(4)核反应必须是实验能够发生的，不能毫无根据地随意乱写未经实验证实的核反应方程．1．放射性同位素的分类
(1)天然放射性同位素．
(2)人工放射性同位素．
2．人造放射性同位素的优点
(1)放射强度容易控制．
(2)可以制成各种所需的形状．
(3)半衰期很短，废料容易处理．放射性同位素及其应用
3．放射性同位素的主要应用
(1)利用它的射线
①利用γ射线的贯穿本领，可用γ射线探伤等．
②利用α射线的电离作用很强，可消除有害静电．
③利用γ射线对生物组织的物理和化学作用，可用来使种子发生变异，培育良种、灭菌消毒．
④利用放射线的能量，在医疗上，常用以抑制甚至杀死病变组织，还可以轰击原子核，诱发核反应．
(2)作示踪原子
①在农业生产中，探测农作物在不同的季节对元素的需求．
②在工业上，检查输油管道上的漏油位置．
③在生物医疗上，可以检查人体对某元素的吸收情况，也可以帮助确定肿瘤的部位和范围．
在放射性同位素的应用中，下列做法正确的是( )
A．应该用α射线探测物体的厚度
B．应该用γ粒子放射源制成“烟雾报警器”
C．医院在利用放射线诊断疾病时用半衰期较长的放射性同位素
D．放射育种中利用γ射线照射种子使遗传基因发生变异
解析： 由于α粒子的穿透能力很弱，无法用其探测物体的厚度，故A错误．烟雾报警器是利用射线的电离作用，而γ粒子的电离作用很弱，故B错误．由于人体长期接触放射性会影响健康，因此诊断疾病时应该利用半衰期短的同位素，故C错误．放射育种是利用γ射线照射种子改变遗传基因，故D正确．
答案： D 3－1 下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子的？( )
A．γ射线探伤仪
B．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况
C．利用钴60治疗肿瘤等疾病
D．把含有放射性元素的肥料施给农作物，用检测放射性的办法确定放射性元素在农作物内转移和分布情况，找出合理施肥的规律
解析： A是利用了γ射线的穿透性；C利用了γ射线的生物作用；B、D是利用示踪原子．
答案： BD练 随堂演练
1．下列说法中错误的是( )
A．威耳逊云室和盖革—米勒计数器都是利用了放射线使气体电离的性质
B．盖革—米勒计数器除了用来计数，还能区分射线的种类
C．用威耳逊云室探测射线时，径迹比较细且常常弯曲的是β粒子的径迹
D．根据气泡室中粒子径迹的照片上记录的情况，可以分析粒子的带电、动量、能量等情况
解析： 盖革—米勒计数器只能用来计数，不能区分射线的种类，因为不同的射线在盖革—米勒计数器中产生的脉冲现象相同．
答案： B
2．用威耳逊云室探测射线，其中粒子在威耳逊云室中径迹直而粗的是( )
A．α粒子 B．β粒子
C．γ粒子 D．以上都不是
解析： α粒子的质量比较大，在空气中飞行时不易改变方向．由于它的电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云室中的径迹直而粗，故A正确；β粒子的质量小，跟气体碰撞时易改变方向，并且电离本领小，沿途产生的离子少，所以它在云室中的径迹比较细，而且常是弯曲的．γ粒子的电离本领更小，在云室中一般看不到它的径迹．故B、C错误，答案选A．
答案： A3．用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现，天然的放射性同位素只不过40多种，而今天人工制造的同位素已达1 000多种，每种元素都有放射性同位素，放射性同位素在农业、医疗卫生和科学研究的许多方面得到了广泛的应用．带电的验电器在放射线的照射下电荷会很快“消失”，其原因是( )
A．射线的贯穿作用
B．射线的电离作用
C．射线的物理、化学作用
D．以上三个选项都不是
解析： 因放射线的电离作用，空气中与验电器所带电荷电性相反的离子与之中和，所以使验电器所带电荷消失．故选B．
答案： B
4．联合国环境公署对科索沃地区的调查表明，北约对南联盟进行的轰炸中，大量使用了贫铀炸弹．贫铀是从金属中提炼铀235以后的副产品，其主要成分为铀238，贫铀炸弹贯穿力是常规炸弹的9倍，杀伤力极大，而且残留物可长期危害环境．下列关于其残留物长期危害环境的理由正确的是( )
A．爆炸后的弹片存在放射性，对环境产生长期危害
B．爆炸后的弹片不会对人体和环境产生长期危害
C．铀238的衰变速度很快
D．铀的半衰期很长
解析： 铀238的半衰期很长，所以会长时间对环境造成危害．故A、D对．
答案： AD答案： C课件49张PPT。5．核力与结合能自学线索学 基础导学1．核力：原子核里的________间存在着相互作用的核力．_______把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核．
2．核力特点：
(1)强力：核力是_______相互作用的一种表现，在它的作用范围内，核力比库仑力大得多．
(2)短程力：核力是__________，作用范围在__________m之内．
(3)核力的饱和性：每个核子只跟_______的核子发生核力作用， 这也称为核力的__________．一、核力与四种基本相互作用核子核力强短程力10－15相邻饱和性3．四种基本相互作用
1．较轻原子核：质子数和中子数大致相等．
2．较重原子核：中子数________质子数，越重的元素，两者相差__________．二、原子核中质子与中子的比例大于越多1．结合能：克服核力束缚，原子核分解为单个核子时__________的能量；或若干个核子在核力作用下结合成原子核时__________的能量．
2．比结合能：原子核的结合能与__________之比，也叫平均结合能．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越__________，原子核越__________；中等大小的核的结合能最大、最稳定．三、结合能吸收放出核子数牢固稳定1．爱因斯坦质能方程：E＝__________．
(1)物体具有的能量与它的质量成正比，物体的能量增大了，质量也________；能量减小，质量__________．四、质量亏损mc2增大减小(2)任何质量为m的物体都具有大小都相当于__________的能量．
(3)在国际单位制中，E、m、c的单位分别取__________、__________、__________．
(4)由E＝mc2得ΔE＝__________，ΔE对应着Δm质量．
2．质量亏损：原子核的质量__________组成它的核子的质量之和的现象．mc2焦耳千克米/秒Δmc2小于讲 要点例析对核力的理解1．核力是强相互作用(强力)的一种表现．在它的作用范围内，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，核力在大于0．8×10－15 m时表现为吸引力，且随距离增大而减小，超过1．5×10－15 m，核力急剧下降几乎消失；而在距离小于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． 关于核力的说法正确的是( )
A．核力同万有引力没有区别，都是物体间的作用
B．核力就是电磁力
C．核力是短程力，作用范围在1．5×10－15 m之内
D．核力与电荷有关
解析： 核力是短程力，超过1．5×10－15 m，核力急剧下降几乎 消失，故C对，核力与万有引力、电磁力不同，故A、B不对，核力与电荷无关，故D错．
答案： C 1－1 下列关于对核力的认识，正确的是( )
A．核力是强相互作用的一种表现，比库仑力大得多
B．核力存在于质子和中子、中子和中子之间，质子和质子之间只有库仑斥力
C．核力是核子间相互吸引的力，是短程力
D．核力只存在于相邻的核子之间，具有饱和性
解析： 在原子核的尺度内，核力比库仑力大得多，但当原子核大到一定程度时，核力将不足以平衡库仑力，A错误；相邻核子间都存在核力作用，B错误，D正确；核力间的距离小于0．8×10－15 m时，核力表现为斥力，大于0．8×10－15 m时表现为吸引力，C错误．
答案： D
质能方程和质量亏损的理解1．质能方程E＝mc2的理解
(1)质能方程说明：一定的质量总是跟一定的能量相联系的．具体地说，一定质量的物体所具有的总能量是一定的，等于光速的平方与其质量之积，这里所说的总能量，不是单指物体的动能、核能或其他哪一种能量，而是物体所具有的各种能量的总和．
(2)运用质能方程时应注意单位．一般情况下，公式中各量都应取国际单位．但在微观领域，用国际制单位往往比较麻烦，习惯上常用“原子质量单位”和“电子伏特”作为质量和能量的单位．
(3)根据质能方程，物体的总能量与其质量成正比．物体质量增加，则总能量随之增加；质量减少，总能量也随之减少，这时质能方程也写作ΔE＝Δmc2．
2．质量亏损Δm的理解
所谓质量亏损，并不是质量消失，减少的质量在核子结合成核的过程中以能量的形式辐射出去了．反过来，把原子核分裂成核子，总质量要增加，总能量也要增加，增加的能量要由外部供给．
下列说法中，正确的是( )
A．爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化
B．由E＝mc2可知，能量与质量之间存在着正比关系，可以用物体的质量作为它所蕴藏的能量的量度
C．核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转变为能量
D．因为在核反应中能产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒，系统的总能量和总质量并不守恒
解析： E＝mc2说明能量和质量之间存在着联系，即能量与质量之间存在着正比关系，但并不说明能量和质量之间存在相互转化的关系，故A项错误，而B项正确．核反应中的“质量亏损”并不是质量消失，实际上是由静止的质量变成运动的质量，并不是质量转变成能量，故C项错误．在核反应中，质量守恒，能量也守恒，在核反应前后只是能量的存在方式不同，总能量不变，在核反应前后只是物质由静质量变成动质量，故D项错误．故选B．
本题易错选为A、D．错误分析：认为质能方程E＝mc2反映的物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化，故认为A项正确．由于在核反应中有能量产生且有质量亏损，就错误地认为有质量的转化，认为在反应前后总能量不守恒，总质量亦不守恒，故认为D项正确． 2－1 为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005年定为“国际物理年”．对于爱因斯坦提出的质能方程E＝mc2，下列说法中正确的是( )
A．E＝mc2表明物体具有的能量与其质量成正比
B．根据ΔE＝Δmc2可以计算核反应中释放的核能
C．一个中子和一个质子结合成氘核时，释放出核能，表明此过程中出现了质量亏损
D．E＝mc2中的E是发生核反应中释放的核能
解析： 爱因斯坦质能方程E＝mc2，定量地指出了物体能量和质量之间的关系，A正确；由质能方程知，当物体的质量减少时，物体的能量降低，向外释放了能量；反之，若物体的质量增加了，则物体的能量升高，表明它从外界吸收了能量，所以由物体的质量变化能算出物体的能量变化，故B、C正确，D错误．
答案： ABC方法一：根据质量亏损计算
其步骤如下：
(1)根据核反应方程，计算核反应前和核反应后的质量亏损Δm．
(2)根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2计算核能． 核能的计算(小专题) 已知氘核的质量mD＝3．344 6×10－27 kg．如果用入射光子照射氘核使其分为一个质子和中子，质子质量mp＝1．672 6×10－27 kg，中子质量mn＝1．674 9×10－27 kg．求入射光子的能量．
解析： 氘核分解为质子和中子，增加的质量
Δm＝mp＋mn－mD＝(1．672 6＋1．674 9－3．344 6)×10－27 kg
＝0．002 9×10－27 kg．
吸收γ光子能量
E＝Δmc2＝0．002 9×10－27×(3×108)2 J＝2．61×10－13 J．
答案： 2．61×10－13 J 3－1 原子质量单位为“u”，1 u＝931．5 MeV，真空中光速为c．当质量分别为m1(kg)和m2(kg)的原子核结合为质量为m(kg)的原子核时释放的能量是( )
A．(m－m1－m2)uc2(J)
B．(m1＋m2－m)u×931．5(J)
C．(m1＋m2－m)c2(J)
D．(m1＋m2－m)×931．5(eV)
解析： 题目中的质量单位是“kg”，因此用ΔE＝Δmc2求解．
答案： C解析： 反应前总质量mN＋mHe＝18．011 22 u，
反应后总质量m0＋mH＝18．012 69 u．
因为反应中质量增加，所以此反应为吸能反应，所吸收的能量为
ΔE＝Δmc2＝[(m0＋mH)－(mN＋mHe)]c2＝(18．012 69－18．011 22)×931．5 MeV＝1．4 MeV．
答案： 吸能 1．4 MeV 4－1 碳12原子的质量是12．000 000 u，可以看作是由6个氢原子(每个氢原子的质量是1．007 825 u)和6个中子(每个中子的质量是1．008 665 u)组成的，求核子结合成碳原子核时释放的能量．
解析： 6个氢原子和6个中子的质量和为：
6×1．007 825 u＋6×1．008 665 u＝12．098 940 u．
核子结合成碳原子核时的质量亏损为：
12．098 940 u－12．000 000 u＝0．098 940 u．
1 u相当于931．5 MeV的能量，可直接求得核子结合成碳原子核时释放的能量E＝0．098 940×931．5 MeV＝92．2 MeV．
答案： 92．2 MeV
方法三：根据能量守恒和动量守恒来计算核能
参与核反应的粒子所组成的系统，在核反应过程中的动量和能量是守恒的，因此，在题给条件中没有涉及质量亏损，或者核反应所释放的核能全部转化为生成的新粒子的动能而无光子辐射的情况下，从动量和能量守恒可以计算出核能的变化． 一真空中存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场中有一静止的质量为M的原子核发生一次α衰变，已知α粒子的质量为m，电荷量为q，其运动的轨迹在与磁场垂直的平面内．现测得α粒子运动的轨道半径为R，试求出在衰变过程中的释放的核能．(注：涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计)．答案： (1)5.496 MeV (2)5.402 MeV 0.094 MeV练 随堂演练
1．核力具有下列哪些性质( )
A．核力是短程力，作用范围很小，只在相邻核子间发生
B．核力可能是引力，也可能是斥力．核力把核子紧紧束缚在核内，形成稳定的原子核，但又不会融合在一起
C．质子间、中子间、质子和中子之间都有核力
D．核力是一种强相互作用力，在其作用范围内，核力比库仑力大得多
解析： 核力作用的范围在10－15 m区域内，只在相邻核子间发生，是短程力，A对；当两核子间距离减小时，核力也迅速减小，至一定值时，核力表现为斥力，B正确；核力是质子、中子之间的强相互作用力．C、D对．
答案： ABCD
2．关于质能方程，下列说法正确的是( )
A．质量减少，能量就会增加，在一定条件下质量转化为能量
B．物体获得一定的能量，它的质量也相应地增加一定值
C．物体一定有质量，但不一定有能量，所以质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系
D．某一定量的质量总是与一定量的能量相联系
解析： 质能方程E＝mc2表明某一定量的质量与一定量的能量是相联系的，当物体获得一定的能量，即能量增加某一定值时，它的质量也相应增加一定值，并可根据ΔE＝Δmc2进行计算，所以B、D正确．
答案： BD
3．下面关于结合能和比结合能的说法中，正确的有( )
A．核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为结合能
B．比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大
C．重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和比结合能都大
D．中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大
解析： 核子结合成原子核是放出能量，原子核拆解成核子是吸收能量，A选项错；比结合能越大的原子核越稳定，但比结合能越大的原子核，其结合能不一定大，例如中等质量原子核的比结合能比重核大，但由于核子数比重核少，其结合能比重核反而小，B、C两项错；中等质量原子核的比结合能比轻核的大，它的原子核内核子数又比轻核多，因此它的结合能也比轻核大，D选项正确．
答案： D
4．关于原子核中质子和中子的比例，下列说法正确的有( )
A．原子核中质子和中子的个数一定相等
B．稳定的重原子核里，中子数要比质子数多
C．原子核大到一定程度时，相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力，这个原子核就不稳定了
D．质子和中子可以组合成任意稳定的核
解析： 因为库仑力是长程力，它作用于核内所有质子，而核力只作用于相邻的核子，随着Z的增加，为使原子核保持稳定，必须靠中子数的增多来抵消库仑力的作用．因此，随着Z的增加，稳定核的中子数越来越大于质子数．
答案： BC答案： B课件35张PPT。6．核裂变自学线索学 基础导学一、核裂变质量较小核能中子中子临界体积临界质量提示： 原子核的体积很小，原子内部绝大部分是空隙．如果铀块不够大，中子通过铀块时可能碰不到铀核而跑到铀块外面去．1．核电站：是利用核能发电，它的核心设施是__________，它主要由以下几部分组成：
(1)燃料：________；
(2)慢化剂：钠235容易捕获慢中子发生反应，采用________、________和__________作慢化剂；二、核电站核反应堆铀棒石墨重水普通水
(3)控制棒：为了控制反应速度，还需要在铀棒之间插进一些镉棒，它吸收________的能力很强，反应过于激烈时，可将其插入深一些，多吸收一些________，链式反应的速度就会慢一些，这种镉棒叫做控制棒．
(4)冷却剂：用水或液态钠(把反应堆内的________传输出去用于发电，同时使反应堆冷却，保证安全)．
(5)水泥防护层：用来________裂变产物放出的各种射线．中子中子热量屏蔽2．能量输出：核燃料________释放的能量，使反应区温度升高，水或液态的金属钠等流体在反应堆外__________，把反应堆内的热量传输出去，用于发电．
3．核污染的处理：为避免_______对人体的伤害和____________对水源、空气和工作场所造成的放射性污染，在反应堆的外面需要修建很厚的__________，用来屏蔽裂变反应放出的各种射线，核废料具有很强的__________，需要装入特制的容器，__________．裂变循环流动射线放射性物质水泥层放射性深埋地下讲 要点例析 裂变及链式反应1．铀核的裂变
(1)核子受激发：当中子进入铀235后，便形成了处于激发状态的复核，复核中由于核子的激烈运动，使核变成不规则的形状．
(2)核子分裂：核子间的距离增大，因而核力迅速减弱，使得原子核由于质子间的斥力作用而分裂成几块，同时放出2～3个中子，这些中子又引起其他铀核裂变，这样，裂变就会不断地进行下去，释放出越来越多的核能．
(3)核能的释放：由于重核的核子的平均质量大于中等质量原子核的核子的平均质量，因此，铀核裂变为中等质量的原子核时，会发生质量亏损，释放核能．
2．链式反应的条件
(1)铀块的体积大于临界体积
(2)铀块的质量大于临界质量．
以上两个条件满足一个即可． 关于重核的裂变，以下说法正确的是( )
A．核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量
B．中子从铀块中通过时，一定发生链式反应
C．重核裂变释放出大量能量，产生明显的质量亏损，所以核子数要减少
D．重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能
解析： 核裂变释放的能量来源于裂变过程的质量亏损，是核能转化为其他形式能的过程，其能量远大于俘获中子时吸收的能量，A错，D对．链式反应发生是有条件的，铀块的体积必须大于其临界体积，否则，中子从铀块中穿过时，可能碰不到原子核，则不会发生链式反应，B错．重核裂变时，核子数守恒，C错．
答案： D 1－1 铀核裂变时，对于产生链式反应的重要因素，下列说法中正确的是( )
A．铀块的质量是重要因素，与体积无关
B．为了使裂变的链式反应容易发生，最好直接利用裂变时产生的中子
C．若铀235的体积超过它的临界体积，裂变的链式反应就能够发生
D．能否发生链式反应与铀块的质量无关
解析： 要使铀核裂变产生链式反应，铀块的体积必须大于临界体积或铀块的质量大于临界质量，只要组成铀块的体积小于临界体积，或质量小于临界质量就不会产生链式反应，裂变反应中产生的中子为快中子，这些快中子不能直接引发新的裂变，如果铀块的质量大，则其体积大，若超过临界体积则发生链式反应，由此知A、B、D错误，C正确．
答案： C
核电站1．核心：核电站的核心是核反应堆，其简化示意图如下：2．核电站的主要部分及作用
(1)铀棒：由天然铀或浓缩铀(铀235的含量占2%～4%)制成，它是核反应堆的燃料．
(2)石墨(或重水)：石墨(或重水)作为减速剂，附着在铀棒周围，使反应生成的快速中子变为慢中子，便于铀235吸收，发生裂变．
(3)镉棒：主要作用是吸收中子，控制反应速度，所以叫做控制棒．
(4)混凝土防护层：屏蔽射线防止放射性污染．(5)热交换器：靠水或液态金属钠在反应堆内外的循环流动，把产生的热量传输出去．核电站工作流程示意图如图所示．
3．核电站与火电站相比
(1)优点
①核电站消耗的燃料很少．
②作为核燃料的铀、钍等在地球上的可采储量很大．
③火电站烧煤要放出很多污染物，而核电站放出的污染物要少得多．
(2)缺点
①一旦核泄漏会造成严重的核污染．
②核废料处理比较困难． 关于原子核反应堆，下列说法正确的是( )
A．铀棒是核燃料，裂变时释放核能
B．镉棒的作用是控制反应堆的功率
C．石墨的作用是吸收中子
D．冷却剂的作用是控制反应堆的温度和输出热能
解析：
答案： ABD 答案： (1)200．4 MeV (2)2791．8 t练 随堂演练1．为使链式反应平稳进行，可采用下列的办法( )
A．铀块可制成任何的体积
B．铀核裂变释放的中子可直接去轰击另外的铀核
C．通过慢化剂将产生的中子减速
D．用镉棒可作为慢化剂使中子减速
解析： 由于使铀块发生链式反应的体积应大于临界体积，故A错误，铀核裂变释放出的为快中子，不能直接再去轰击铀核，必须用慢化剂减速，而镉棒是用于控制中子数量的，故C正确，B、D错误．
答案： C2．利用重核裂变释放核能时选用铀235，主要因为( )
A．它比较容易发生链式反应
B．能自动裂变，与体积无关
C．铀核比较容易分裂成为三部分或四部分，因而放出更多的核能
D．铀235价格比较便宜，而且它裂变时放出的核能比其他重核裂变时放出的核能要多
解析： 铀235俘获任何能量的中子都会发生裂变反应，吸收低能量的中子裂变的几率更大．
答案： A解析： A和C表示的是核衰变，B表示的是核裂变，D表示的是核的人工转变．
答案： B4．在核反应中，控制铀235核裂变反应速度的方法是( )
A．使用浓缩铀
B．改变铀块的临界体积
C．通过自动控制装置，改变镉棒插入的深度，以改变反应堆中的中子数目
D．利用石墨与中子的碰撞来改变中子的速度
解析： 控制核反应堆中核反应的速度是靠调节中子数来实现的，故只有C正确．
答案： C5．裂变反应中释放出的能量来自于( )
A．核子消失转化为能量
B．原子中电子与原子核的电势能减小
C．入射的中子消失转化为能量
D．原子核的比结合能变大，释放出能量
解析： 核反应过程中，核子数守恒，中子并未消失，故选项A、C均错误；能量来源于原子核内部，因重核裂变为中等质量的核时，比结合能增加而释放出能量，故选项C错误、D正确．
答案： D解析： 铀235裂变时的质量亏损：Δm＝M＋m－m1－m2－10m＝M－m1－m2－9m，
由质能方程可得：E＝Δmc2＝(M－m1－m2－9m)c2．
答案： C
7．核反应堆的燃料是________，石墨、重水等作为________使裂变时产生的中子速度减小，易于被镉棒吸收；用镉棒________以控制核反应堆的________，再用水等流体在反应堆内外循环流动传输反应中产生的热量．
解析： 在核反应堆中的核燃料是铀235，用石墨、重水等作减速剂，用镉棒来吸收中子，以控制反应速度．
答案： 铀235 减速剂 吸收中子 速度课件43张PPT。7．8．核聚变 粒子和宇宙自学线索学 基础导学1．核聚变
(1)定义：两个轻核结合成质量__________核，轻核聚变必须在高温下进行，因此又叫__________．
(2)能量变化：轻核聚变后，比结合能________，反应中会_______能量．一、核聚变较大的热核反应增加释放10－15m动能2．受控热核反应
(1)聚变与裂变相比有很多优点：
①轻核聚变____________；
②地球上聚变燃料的储量______；
③轻核聚变更为____________．
(2)约束核聚变材料的方法：________和__________．产能效率高丰富安全、清洁磁约束惯性约束1．“基本粒子”不基本
“基本粒子”：直到19世纪末，人们认为光子、_____、质子、_______是“基本粒子”，随着科学的发展，一方面逐渐发现了数以百计的新粒子，它们都不是由_____、______、_______组成的；另一方面科学家又发现质子、中子等本身也有自己的复杂的结构．因此，20世纪后半期，就将“基本”去掉，统称_______．二、粒子和宇宙电子中子中子质子电子粒子
2．发现新粒子
(1)新粒子：1932年发现了__________，1937年发现__________，1947年发现K介子和π介子及以后的超子、__________等．
(2)粒子的分类：按照粒子与各种相互作用的关系，可将粒子分为三大类：________、________和__________．正电子μ子反粒子强子轻子媒介子3．夸克模型
(1)夸克模型的提出：1964年美国物理学家盖尔曼提出了强子的夸克模型，认为强子是由_______构成的．
(3)意义：电子电荷不再是电荷的__________，即存在分数电荷．夸克 反夸克 最小单位4．夸克的“禁闭”
夸克不能以________的状态单个出现，这种性质称为夸克的“禁闭”．
5．宇宙的演化自由6．恒星的演化讲 要点例析 核聚变的特点及其与核裂变的比较1． 2．应用
(1)核武器——氢弹．
(2)可控热核反应：目前处于探索阶段
3．氢弹
氢弹是一种利用轻核聚变反应，在瞬间放出巨大能量的装置．由于轻核聚变需要几百万度的高温才能进行，所以先利用原子弹爆炸达到这样高的温度，在高温高压下，进而使核燃料发生核反应，原子弹爆炸时产生的高温，可以使其中的轻核发生如下核反应4．轻核聚变与重核聚变的区别
解析： 原子核自发地放出某种粒子成为新的原子核，叫做衰变，①为β衰变．原子序数较大的重核分解成原子序数小的原子核，叫做重核裂变，②为裂变．原子序数很小的原子核聚合成原子序数较大的原子核，叫做轻核聚变，③为聚变．故正确答案为C．
答案： C 1－1 核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源．近几年来，受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术，最终将建成商用核聚变电站．一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘(又叫重氢)和氚(又叫超重氢)聚合成氦，并释放一个中子．若已知氘原子的质量为2．014 1 u，氚原子的质量为3．016 0 u，氦原子的质量为4．002 6 u，中子的质量为1．008 7 u,1 u＝1．66×10－27 kg．
(1)写出氘和氚聚变的反应方程；
(2)试计算这个核反应释放出来的能量；对粒子的认识1．新粒子的发现及特点2．粒子的分类 根据宇宙大爆炸的理论，在宇宙形成之初是“粒子家族”尽显风采的时期，那么在大爆炸之后最早产生的粒子是( )
A．夸克、轻子、胶子等粒子
B．质子和中子等强子
C．光子、中微子和电子等轻子
D．氢核、氘核、氦核等轻核
解析： 宇宙形成之初产生了夸克、轻子和胶子等粒子，之后又经历了质子和中子等强子时代，再之后是自由光子、中微子、电子大量存在的轻子时代，再之后是中子和质子组合成氘核，并形成氦核的核时代，之后电子和质子复合成氢原子，最后形成恒星和星系，B、C、D的产生都在A之后，因此A正确．
答案： A 2－1 关于粒子，下列说法正确的是( )
A．电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒子
B．强子都是带电的粒子
C．夸克模型是探究三大类粒子结构的理论
D．夸克模型说明电子电荷不再是电荷的最小单位答案： D练 随堂演练
1．关于聚变，以下说法正确的是( )
A．两个轻核聚变为中等质量的核时放出能量
B．同样质量的物质发生聚变时放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大好多倍
C．聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积
D．发生聚变反应时的核必须有足够大的动能
解析： 两个轻核聚合为质量较大的核就可释放能量，但其生成物不是中等质量的核，故A错误；聚变反应放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大得多，由聚变反应的特点知，B正确；裂变反应的条件是裂变物质的体积达到临界体积，而聚变反应的条件是原子核间距达到10－15 m，故要求有足够大的动能克服核间的库仑斥力，故C错，D正确．
答案： BD答案： AC解析： “两弹”指原子弹和氢弹，原子弹的核反应方程是铀核裂变，B选项正确．氢弹的核反应方程是轻核聚变，D选项正确．
答案： BD4．重核的裂变和轻核的聚变是人类和平利用原子核能的两种主要方法，下面关于裂变和聚变的说法中正确的是( )
A．裂变和聚变过程都有质量亏损
B．裂变过程有质量亏损、聚变过程质量有所增加
C．裂变过程质量有所增加，聚变过程质量有所减小
D．裂变和聚变过程质量都有所增加
解析： 核反应过程中释放能量，质量必定减小；吸收能量，质量必定增加，并不是所有的核反应质量都减小．裂变和聚变是两种核反应方式，是人类和平利用核能的主要方法．
答案： A 答案： B6．由图可得出结论( )
A．质子和中子的质量之和小于氘核的质量
B．质子和中子的质量之和等于氘核的质量
C．氘核分解为质子和中子时要吸收能量
D．质子和中子结合成氘核时要吸收能量
解析： 由图可以看出，氘核在分解为质子和中子时吸收了2．23 MeV的光子．反之放出能量，所以C是正确的，D错误；由质能关系可知质子和中子的质量之和大于氘核的质量，故A，B错误．
答案： C
解析： 根据核反应过程所遵循的质量数守恒和电荷数守恒得2k＋d＝6,4k＋d＋2＝12，联立解得k＝2，d＝2，故选项B正确．
答案： B
解析： 2 g氘含有的原子核个数为NA，全部发生聚变时，共发生0.5NA次聚变，所以释放的能量为0.5NA×3.26 MeV，故C正确．
答案： C
10．一个质子和两个中子聚变为一个氚核，已知质子质量mH＝1.007 3 u，中子质量mn＝1.008 7 u，氚核质量m＝3.018 0 u.
(1)写出聚变方程.
(2)释放出的核能多大？
(3)平均每个核子释放的能量是多大？
