09春学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：16.4 碰 撞
1、两球发生碰撞的过程中，若不仅___________守恒，且____________也守恒，这样的碰撞叫弹性碰撞，若后者不守恒，这样的碰撞叫____________碰撞。
2、一个运动的球与一个静止的球发生碰撞，碰撞之前球的___________与两球心的连线在同一直线上，碰撞之后两球的___________仍会沿这一直线，这样的碰撞称为正碰，也叫___________碰撞。若不满足上述条件，这样的碰撞叫___________碰撞。
3、在微观世界里，微观粒子的碰撞并不发生正碰，因此微观粒子的碰撞又叫___________。
4、光滑水平面上的两个物体发生碰撞，下列情形可能成立的是 ( )
A．碰撞后系统的总动能比碰撞前小，但系统的总动量守恒
B．碰撞前后系统的总动量均为零，但系统的总动能守恒
C．碰撞前后系统的总动能均为零，但系统的总动量不为零
D．碰撞前后系统的总动量、总动能均守恒
5、在光滑水平面上有A、B两小球。A球动量是10kg·m/s，B球的动量是12kg·m/s，在A球追上B球时发生正碰，碰撞后A球的动量变为8kg·m/s，方向和原来相同，则AB两球的质量之比可能为 ( )
A．0.5 B．0.6 C．0.65 D．0.75
6、两个质量相等的小球在光滑水平面上沿同一直线同方向运动，A球的动量是7kg·m/s，B球的
动量是5kg·m/s，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．pA=6kg·m/s，PB=6kg·m/s B．pA=3kg·m/s，PB=9kg·m/s
C．pA=－2kg·m/s，PB=14kg·m/s D．pA=－5kg·m/s，PB=15kg·m/s
7、在光滑水平面上相向运动的A、B两小球发生正碰后一起沿A原来的速度方向运动，这说明原来 ( )
A．A球的质量一定大于B球的质量
B．A球的速度一定大于B球的速度
C．A球的动量一定大于B球的动量
D．A球的动能一定大于B球的动能
8、在一条直线上相向运动的甲、乙两个小球，它们的动能相等，已知甲球的质量大于乙球的质量，它们发生正碰后可能发生的情况是 ( )
A．甲球停下，乙球反向运动
B．甲球反向运动，乙球停下
C．甲球、乙球都停下
D．甲球、乙球都反向运动
9、在光滑水平面上，动能为E0、动量大小为p0的小球A与静止的小球B发生正碰，碰撞前后A球的运动方向与原来相反，将碰撞后A球的动能和动量大小分别记为E1、p1，B球的动能和动量大小分别记为E2、p2，则必有( )
A．E0＞E1 B．E0＜E2
C．p0＞p1 D．p0＜p2
10、质量为m的小球A，在光滑的水平面上以速度v与静止在光滑水平面上的质量为2m的小球B发生正碰，碰撞后，A球的动能变为原来的1/9，则碰撞后B球的速度大小可能是( )
A．1/3v B．2/3v C．4/9v D．8/9v
11、在光滑水平面上有一质量为0.2kg的球以5m/s的速度向前运动，与质量为3kg的静止木块发生碰撞，设碰撞后木块的速度v2＝4.2m/s，则 ( )
A．碰撞后球的速度v1＝－1.3m/s
B．v2＝4.2m/s这一假设不合理，因而这种情况不可能发生
C．v2＝4.2m/s这一假设是合理，碰撞后小球被弹回
D．v2＝4.2m/s这一假设是可能发生的，但由于题目条件不足，因而碰后球的速度不能确定
12、质量为2kg的小球A以3m/s的速度向东运动，某时刻与在同一直线上运动的小球B迎面相碰。B球的质量为5kg，撞前速度为2m/s。撞后A球以1m/s的速度向西返回，求碰撞后B球的速度大小和方向。
13、长度1m的轻绳下端挂着一质量为9.99kg的沙袋，一颗质量为10g的子弹以500m/s的速度水平射入沙袋，求在子弹射入沙袋后的瞬间，悬绳的拉力是多大？（设子弹与沙袋的接触时间很短，g取10m/s2）
1、动量，机械能，非弹性 2、速度方向，速度方向，对心，非对心 3、散射 4、AD 5、BC 6、A
7、C 8、AD 9、ACD 10、AB 11、B 12、0.4m/s，向西 13、12.5N
第4周
B109春学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：16.4 碰 撞
三维教学目标
1、知识与技能
（1）认识弹性碰撞与非弹性碰撞，认识对心碰撞与非对心碰撞；
（2）了解微粒的散射。
2、过程与方法：通过体会碰撞中动量守恒、机械能守恒与否，体会动量守恒定律、机械能守恒定律的应用。
3、情感、态度与价值观：感受不同碰撞的区别，培养学生勇于探索的精神。
教学重点：用动量守恒定律、机械能守恒定律讨论碰撞问题
教学难点：对各种碰撞问题的理解．
教学过程：
（一）引入新课
碰撞过程是物体之间相互作用时间非常短暂的一种特殊过程，因而碰撞具有如下特点：
（1）碰撞过程中动量守恒。
提问：守恒的原因是什么？（因相互作用时间短暂，因此一般满足F内>>F外的条件）
（2）碰撞过程中，物体没有宏观的位移，但每个物体的速度可在短暂的时间内发生改变。
（3）碰撞过程中，系统的总动能只能不变或减少，不可能增加。
提问：碰撞中，总动能减少最多的情况是什么？（在发生完全非弹性碰撞时总动能减少最多）
（二）进行新课
一、弹性碰撞和非弹性碰撞
弹性碰撞：
非弹性碰撞：
对于一维弹性碰撞，假设物体以速度与原来静止的物体碰撞碰撞后它们的速度分别为和。我们的任务是得出用、、表达和的公式。
例题：
在光滑水平面上，有A、B两个小球向右沿同一直线运动，取向右为正，两球的动量分别是pA=5kgm/s，pB=7kgm/s，如图所示，若能发生正碰，则碰后两球的动量增量△pA、△pB可能是 （ ）
A.△pA=-3kgm/s；△pB =3kgm/s
B.△pA=3kgm/s；△pB =3kgm/s
C.△pA=-10kgm/s；△pB =10kgm/s
D.△pA=3kgm/s；△pB =-3kgm/s
解决此类问题的依据是什么？
归纳：①系统动量守恒；②系统的总动能不能增加；系统总能量的减少量不能大于发生完全非弹性碰撞时的能量减少量；③如碰撞后向同方向运动，则后面物体的速度不能大于前面物体的速度。
教后反思：
第5周
X109春学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：18.3 氢原子光谱
1、有些光谱是一条条的亮线，这样的亮线叫_____________，这样的光谱叫_______________。有的光谱看起来是连续在一起的光带，这样的光谱叫________________。
2、卢瑟福的核式结构模型正确地指出了________________________的存在，很好的解释了____________________，但是经典的物理学既无法解释原子的____________________，又无法解释原子光谱的________________特征。
3、光谱的类型主要有________________和________________。
4．不同原子发出的光谱都不同，这样的光谱也叫________________ 。
5、利用光谱分析可以________________。
6、下列氢原子的线系中波长最短波进行比较，其值最小的是 ( )
A．巴耳末系 B．莱曼系 C．帕邢系 D．布喇开系
7、关于光谱和光谱分析的下列说法正确的是 ( )
A．日光灯产生的光谱是连续光谱
B．太阳光谱中的暗线说明太阳上缺少与这些暗线相对应的元素
C．我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成份
D．连续光谱是不能用来作光谱分析的
8、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光谱
B．各种原子的线状谱中的明线和它的吸引谱中的暗线必定一一对应
C．气体发出的光只能产生线状光谱
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
9、试根据原子核式结构，解释氢原子光谱。
课题：18.3 氢原子光谱 B2
1、谱线，线状谱，连续谱 2、原子核，α粒子散射实验，稳定性，分立 3、发射光谱，吸收光谱 4、特征谱线 5、鉴别物质及其组成 6、B 7、D 8、A 9、卢瑟福的原子核式结构模型仍然保留着经典粒子的运动规律，从而无法解释原子的稳定性，所以它不能够 用来解释氢原子光谱
第14周
B209春学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：17.1 能量量子化：物理学的新纪元
1、我们周围的一切物体都在辐射____________，这种辐射与物体的____________有关，所以叫______________。除了这种辐射以外，物体表面还会____________和____________外界射来的电磁波。
2、实验测出了辐射的电磁波的强度按波长的分布情况。随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有____________，另一方面，辐射强度的极大值向波长____________的方向移动。
3、微观世界里的能量是一份一份的，其中不可分的最小值叫____________，它的值为_________。
4、对一束太阳光进行分析，下列说法正确的是 ( )
A．太阳光是由各种单色光组成的复合光
B．在组成太阳光的各单色光中，其能量最强的光为红光
C．在组成太阳光的各单色光中，其能量最强的光为紫光
D．组成太阳光的各单色光的能量都相同
5、一束红光从空气射入折射率为1.5的玻璃，则这束红光的能量将 ( )
A．增大 B．减小 C．不变 D．无法确定
6、对黑体辐射电磁波的波长分布有影响的是 ( )
A．温度 B．材料 C．表面状况 D．质量
7、已知某单色光的波长为λ，在真空中的传播速度为c，普朗克常量为h，则该电磁波辐射的能量子的值为( )
A． B． C． D．hcλ
8、单色光从真空射入某介质时， ( )
A．波长变长，速度变小，光量子能量变小 B．波长变长，速度变大，光量子能量不变
C．波长变短，速度变小，光量子能量不变 D．波长变短，速度变小，光量子能量变大
9、关于光的传播，下列说法正确的是 ( )
A．各种色光在真空中传播速度相同，在同一介质中传播速度不同
B．各种色光在真空中频率不同，同一色光在不同介质中频率相同
C．同一色光在不同介质中折射率不同，不同色光在同一介质中折射率相同
D．各种色光在同一介质中波长不同，同一色光在真空中的波长比在任何介质中的波长长
10、能正确解释黑体辐射实验规律的是 ( )
A．能量的连续经典理论 B．普朗克提出的能量量子化理论
C．牛顿提出的能量微粒说 D．以上说法均不正确
11、某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，真空中光速为c，普朗克常量为h，则该激光器每秒发射的光量子数为 ( )
A． B． C． D．
12、普朗克常量h是自然界中的一个基本常数，它的值为 ( )
A．6.02×10-23mol B．6.62×10-34mol·s C．6.63×10-34J·s D．1.6×10-19J·s
课题：17.1 能量量子化：物理学的新纪元答案
1、电磁波，温度，热辐射，吸收，反射 2、增加，较短 3、能量子，h ν
4、AC 5、C 6、A 7、A 8、C 9、ABD 10、B 11、A 12、C
第10周
B109春学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：17.1 能量量子化：物理学的新纪元
三维教学目标
知识与技能
（1）了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射。
（2）了解黑体辐射的实验规律，了解黑体热辐射的强度与波长的关系。
（3）了解能量子的概念。
过程与方法
（1）了解微观世界中的量子化现象。比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。
（2）体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。
情感、态度与价值观：领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
教学重点：能量子的概念
教学难点：黑体辐射的实验规律
教学过程：
第一节 能量量子化：物理学的新纪元
引入新课
介绍能量量子化发现的背景
进行新课
一、黑体与黑体辐射
在了解什么是黑体与黑体辐射之前，请同学们先阅读教材，了解一下什么是热辐射。阅读教材关于热辐射的描述。
1、热辐射现象
固体或液体，在任何温度下都在发射各种波长的 ，这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射。所辐射电磁波的特征与 有关。
例如：铁块 温度升高 从看不出发光到暗红到橙色到黄白色。这表明，辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。
2、黑体
除了热辐射之外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。不同的物体吸收和反射电磁波的能力是不一样的。
概念：能全部吸收各种波长的电磁波而不发生反射的物体，称为绝对黑体，简称黑体。
不透明的材料制成带小孔的的空腔，可近似看作黑体。如图所示。研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础。
二、黑体辐射的实验规律
阅读教材“黑体辐射的实验规律”，讲解黑体辐射的实验规律。如图所示。
黑体热辐射的强度与波长的关系：随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有 ，另一方面，辐射强度的极大值向波长 的方向移动。
怎样解释黑体辐射的实验规律呢？
在新的理论诞生之前，人们很自然地要依据热力学和电磁学规律来解释。德国物理学家维恩和英国物理学家瑞利分别提出了辐射强度按波长分布的理论公式。结果导致理论与实验规律不符，甚至得出了非常荒谬的结论，当时被称为“紫外灾难”。
三、能量子：超越牛顿的发现
利用已有的理论解释黑体辐射的规律，导致了荒谬的结果。必然会促使人们去发现新的理论。这就是能量子概念。
1900年，德国物理学家普朗克提出能量量子化假说：辐射黑体分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐振子可以发射和吸收辐射能。但是这些谐振子只能处于某些分立的状态，在这些状态中，谐振子的能量并不象经典物理学所允许的可具有任意值。相应的能量是某一最小能量ε（称为能量子）的 倍，即：ε， 1ε，2ε，3ε，... nε，n为正整数，称为量子数。对于频率为ν的谐振子最小能量为：
这个最小能量值，就叫做能量子。
课后反思
第10周
X1
黑体模型
0 1 2 3 4 5 6
(μm)
1700K
1500K
λ
1300K
1100K
EMBED \* MERGEFORMAT
实验结果碰撞前 碰撞后
质量 m1 m2 m1 m2
0.294 0.1805 0.294 0.1805
时间 t1 t2 t1' t2'
4.55 19.1 3.43
速度 v1 v2 v1' v2'
1.099 0.000 0.262 1.458
mv m1v1 + m2 v2 m1 v1' + m2 v2'
0.323 0.340
mv2 m1v12 + m2v22 m1v1' 2 + m2v2' 2
0.355 0.404
+ +
3.738 8.966
… … …
碰撞数据处理
碰撞前 碰撞后
质量 m1 m2 m1 m2
0.294 0.1805 0.294 0.1805
时间 t1 t2 t1' t2'
32.99 18.85
速度 v1 v2 v1' v2'
0.000 0.000 -0.152 0.265
mv m1v1 + m2 v2 m1 v1' + m2 v2'
0.000 0.003
mv2 m1v12 + m2v22 m1v1' 2 + m2v2' 2
0.000 0.019
+ +
0.000 0.954
… … …
碰撞前 碰撞后
质量 m1 m2 m1 m2
0.294 0.1805 0.294 0.1805
时间 t1 t2 t1' t2'
4.96 8.19 8.19
速度 v1 v2 v1' v2'
1.008 0.000 0.611 0.611
mv m1v1 + m2 v2 m1 v1' + m2 v2'
0.296 0.290
mv2 m1v12 + m2v22 m1v1' 2 + m2v2' 2
0.299 0.177
+ +
3.429 5.459
… … …09春学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：19.4 放射性的应用与防护
1、原子核在其他粒子的轰击下产生新的原子核的过程中叫_________________，与衰变一样，该过程中也遵守_____ ___守恒和_____________守恒。
2、放射性同位素主要应用它的__________________，以及作为________________。
3、写出下列核反应方程，并注明对应的人名：
发现质子：_______________________________________，________________；
发现中子：_______________________________________，________________；
发现正电子：_____________________________________，________________。
4、关于放射性同位素，下列说法正确的是 ( )
A．放射性同位素与放射性元素一样，都具有一定的半衰期，衰变规律一样
B．放射性同位素衰变可以生成另一种新元素
C．放射性同位素只能是天然衰变时产生的，不能用人工方法测得
D．以上说法都不对
5、关于同位素，下列说法正确的是 ( )
A．原子序数等于核内质子数与核外电子数之差 B．原子序数等于核内质子数与中子数之差
C．原子序数相同的元素，互为同位素 D．核内质子数相同的元素，互为同位素
6、用中子轰击铝27，产生钠24和X粒子，钠24具有放射性，它衰变后生成镁24，则X粒子和钠的衰变过程分别是 ( )
A．质子，α衰变 B．电子，α衰变
C．α粒子，β衰变 D．正电子，β衰变
7、一质子以107m/s的速度撞击一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变成硅原子核。已知铝原子核的质量是质子的27倍，硅原子核的质量是质子的28倍，则 ( )
A．核反应方程为 Al＋H→Si
B．核反应方程为 Al＋P→Si
C．硅原子核速度的数量级为107m/s，方向与质子的初速度方向一致
D．硅原子核速度的数量级为105m/s，方向与质子的初速度方向一致
8、关于放射性同位素的应用，下列说法正确的是 ( )
A．作为示踪原子是利用了放射性同位素贯穿能力很强的性质
B．作为示踪原子是利用了放射性同位素的射线可以被仪器探测到的特点
C．γ射线探伤是利用了γ射线贯穿能力很强的性质
D．γ射线探伤是利用了γ射线电离能力很强的性质
9、下列应用中把放射性同位素作为示踪原子的是 ( )
A．利用钻60治疗肿瘤等疾病
B．射线探伤
C．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况
D．把含有放射性同位素的肥料施给农作物用以检测其吸收养分的情况
10、对放射性的应用，下列说法正确的是 ( )
A．放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，所以人体可以经常照射
B．对放射性的肥料，要装入特制的容器并埋入深地层进行处理
C．射线探伤仪中的放射源必须存放在特制容器里，而不能随意放置
D．对可能产生放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的
11、带电的检测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．以上均不正确
12、1965年，我国科学家首次用人工合成的方法合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素是同一种物质，所使用的鉴别技术是 ( )
A．光谱分析 B．同位素示踪原子
C．微机技术 D．测定介电常数
13、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，贫铀是从金属铀中提炼铀235以后的副产品，其主要成分是铀238。贫铀炸弹的贯穿能力是常规炸弹的9倍，杀伤力极大，而且残留物会长期危害环境，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产生危害，但对环境产生了长期危害
C．铀238的半衰期很长
D．铀238的衰变速度很快
14、如图所示，一带电粒子在云室中运动时，可呈现其运动径迹。将云室放在匀强电场中，通过观察带电粒子的径迹，可以研究原子核发生衰变的规律。现将一静止的放射性C14放入上述装置中，当它发生衰变时，可以放出α粒子或电子或正电子。所放射的粒子与反冲核经过相同的时间所形成的径迹如图所示（衰变后瞬间放射出的粒子与反冲核的速度方向与电场方向垂直，x，y均表示长度），
（1）写出C14的衰变方程；
（2）判断衰变后放射出的粒子的径迹是哪一条；
（3）求衰变后瞬间放射出的粒子与反冲核的动能之比。
课题：19.4 放射性的应用与防护 B1
1、人工转变，电荷数，质量数 2、射线，示踪原子 3、He＋N→O＋H，卢瑟福；He＋Be→C＋n，查德威克；He＋Al→P＋n，P→Si＋e，玛丽亚·居里 4、AB 5、CD 6、C 7、ABD 8、BC 9、CD 10、BCD 11、B 12、B 13、AC 14、（1）C→Be＋He （2）② （3）5∶2
第16周
B109春学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：19.8 粒子和宇宙
1、19世纪末，人们认为光子、_____________、_____________和_____________是组成物质的不可再分的最基本的粒子，20世纪后半期，科学家发现组成原子核的___________和___________等也有着自己的复杂结构，于是基本粒子不再“基本”。
2、在实验中发现，对应着许多粒子都存在着质量与之___________，电荷电性与之___________的粒子叫反粒子。如电子的反粒子是___________。
3、物理学中将粒子分为_____________、_____________和_____________三类。
4、科学家认为强子由更小的成分组成，这种成分叫_____________，它的电荷量为元电荷的_____________。这一理论说明了元电荷不再是电荷量的最小值。
5、目前普遍认为宇宙起源于___________________。
6、原子核的组成目前普遍认为：质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成，u夸克带电荷量为e，d夸克带电荷量为－e，e为元电荷，则 ( )
A．质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成
B．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成
C．质子由1个u夸克和2个d夸克组成，中子由2个u夸克和1个d夸克组成
D．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和1个d夸克组成
7、下列关于太阳系的说法正确的是 ( )
A．太阳是宇宙的中心
B．太阳系中只存在太阳和它的八大行星
C．大阳系是由太阳和若干行星以及它们的卫星和慧星组成
D．以上说法均不正确
8、现在科学家正在设法寻找“反物质”。所谓“反物质”是由“反粒子”组成的，则反α粒子的符号是( )
A．He B．He C．He D．He
9、“轨道电子俘获”也是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核（称为母核）俘获一个核外电子，其内部一个质子变为中子，从而变成一个新核（称为子核），并放出一个中微子的过程。中微子的质量很小，不带电，很难被探测到，人们最早就是通过子核的反冲而间接证明中微子的存在的。一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”，衰变为子核并放出中微子。下列关于该过程的说法正确的是 ( )
A．母核的质量数等于子核的质量数 B．母核的电荷数大于子核的电荷数
C．子核的动量大小等于中微子的动量大小 D．子核的动能大于中微子的动能
10、中子星是完全由中子组成的星体，具有极大的密度。通过观察已知某中子星的自转角速度为60π rad/s，该中子星并没有因为自转而解体，根据这些推导出中子星的密度表示式，并计算其值为多少。
11、1997年8月26日在日本举行的国际学术大会上，德国Max Plank学会的一个研究组宣布了他们的研究结果：银河系的中心可能存在一个大“黑洞”。“黑洞”是某些天体的最后演变结果。（引力常量G=6.67×10－11N·m2/kg2）
（1）根据长期观测发现，距离某“黑洞”6×1012m的另一个星体（设其质量为m）正以2×106m/s的速度绕“黑洞”旋转，求该“黑洞”的质量M（结果要求1位有效数字）；
（2）根据天体物理学知识，物体从某天体上的逃逸速度公式为，其中G为引力常量，M为天体质量，R为天体半径，且已知逃逸速度大于真空中光速的天体叫“黑洞”，真空中光速c=3×108m/s，请估算（1）中“黑洞”可能的最大半径。（结果保留1位有效数字）
课题：19.8 粒子和宇宙 B4
1、质子，中子，电子，质子，中子 2、相等，相反，正电子（e） 3、强子，轻子，媒介子 4、夸克，＋e或－e 5、大爆炸 6、B 7、C 8、C 9、AB 10、，1.3×1014 kg/m3 11、（1）4×1035 kg （2）3×108m
第16周
B4实验：探究碰撞中的不变量
三维目标
（一）知识与技能
1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路．
2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法．
3、掌握实验数据处理的方法．
（二）过程与方法
1、学习根据实验要求，设计实验，完成某种规律的探究方法。
2、学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。
（三）情感、态度与价值观
1、通过对实验方案的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。
2、通过对实验数据的记录与处理，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题，解决问题，提高创新意识。
3、在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力。
4、在对现象规律的语言阐述中，提高了学生的语言表达能力，还体现了各学科之间的联系，可引伸到各事物间的关联性，使自己溶入社会。
教学重点
碰撞中的不变量的探究
教学难点
速度的测量方法、实验数据的处理．
教学方法
教师启发、引导，学生分组实验，讨论、交流学习成果。
教学用具：
多媒体课件；实验器材，如气垫导轨、滑块、打点计时器等
教学过程
一、碰撞现象
碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象，两个物体发生碰撞后，速度都发生变化．例：两节火车车厢之间的挂钩靠碰撞连接。
两个物体的质量不同时，它们的速度变化情况也不一样．
那么碰撞前后会有什么物理量保持不变？
二、在实验中寻找不变的量
1、模型构建
（1）碰撞的最简单情况-------- 一维碰撞
即两个物体在碰撞之前沿直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动.
（2)设两个物体的质量分别为 m1、m2、碰撞前速度分别为v1、v2、碰撞后速度分别为v1/、v2/。速度与设定方向一致取正值，否则取负值。
2、基本思路
（1）质量虽然不变，但并不描述物体的运动状态，不是我们追寻的“不变量”。而速度在碰撞前后是变化的
（2）那么，两个物体各自的质量与自己的速度的乘积之和是不是不变量？
m1v1 + m2v2 = m1v1’+ m2v2’ ？
（3）或者，各自的质量与自己的速度的二次方的乘积之和是不变量？
m1v12 + m2v22 = m1v1’2 + m2v2’2 ？
（4）也许是两个物体的速度与自己质量的比值之和在碰撞前后保持不变？
3、碰撞可能有很多情形
（1）两个质量相同的物体相碰撞，两个质量相差悬殊的物体相碰撞。
（2）两个速度大小相同、方向相反的物体相碰撞，一个运动物体与一个静止物体相碰撞。
（3）碰撞时可能中间通过弹簧接触，碰后分开，碰后也可能粘在一起不再分开，
我们寻找的不变量必须在各种碰撞的情况下都不改变，这样才符合要求。
4、需要考虑的问题——讨论操作和数据处理中的技术性问题：
（1）要保证碰撞是一维的
（2）质量测量———天平
（3）两个物体在碰撞前后的速度测量
（4）实验数据的处理
本实验主要解决的问题是：怎样保证物体在同一直线上运动和怎样测物体的速度。
速度的测量：可以充分利用所学的运动学知识，如利用匀速运动，并借助于气垫导轨、光电计时装置，打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件．
三、实验案例
案例一：阅读教材，如何进行实验
利用气垫导轨进行实验的几种情况
图中滑块上红色部分为挡光板，挡光板有一定的宽度，设为L．气垫导轨上黄色框架上安装有光控开关，并与计时装置相连，构成光电计时装置．
当挡光板穿入时，将光挡住开始计时，穿过后不再挡光则停止计时，设记录的时间为t，则滑块相当于在L的位移上运动了时间t，所以滑块匀速运动的速度v=L/t．
（4）实验数据的处理
实验记录及分析（a）
碰撞前 碰撞后
质量 m1=0.294 m2=0.1805 m1=0.294 m2=0.1805
速度 v1= v2= = =
mv
mv2
v/m
实验记录及分析（b）
碰撞前 碰撞后
质量 m1=0.294 m2=0.1805 m1=0.294 m2=0.1805
速度 v1= v2= = =
mv
mv2
v/m
实验记录及分析（c）
碰撞前 碰撞后
质量 m1=0.294 m2=0.1805 m1=0.294 m2=0.1805
速度 v1= v2= = =
mv
mv2
v/m
【思考1】
光滑桌面上有两1、2两个小球。1球的质量为0.3 kg，以速度8 m/s跟质量0.1 kg的静止的2球发生碰撞，碰撞后2球的速度变为9 m/s，1球的速度变为5 m/s，方向与原来相同。根据这些实验数据，晓明对这次碰撞的规律做了如下几项猜想。
（1）碰撞后2球获得了速度，是否是1球把速度传递给了2球？
（2）碰撞后2球获得了动能，是否是1球把动能传递给了2球？
（3）请你根据以上实验数据猜想：有一个什么物理量，在这次碰撞中，2球所增加的这个量与1球所减小的这个量相等？请计算表明。
【思考2】
教后反思：09春学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：17.2 科学的转折：光的粒子性（二）
三维教学目标
知识与技能
（1）知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。
（3）了解康普顿效应，了解光子的动量
过程与方法：经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。
情感、态度与价值观：领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
教学重点：光电效应方程
教学难点：爱因斯坦光电效应方程以及意义
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学过程：
引入新课
普朗克的能量子假说对经典物理学思想与观念的一次突破，连普朗克本人都此感到犹疑，多数科学家自然更加难接受。
进行新课
一、爱因斯坦的光电效应方程
1、光子
2、爱因斯坦光电效应方程
在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量，一部分消耗在电子逸出功W0，另一部分变为光电子逸出后的动能 Ek 。由能量守恒可得出：
W0为电子逸出金属表面所需做的功，称为 。Ek为光电子的 。
3、爱因斯坦对光电效应的解释
①从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率成 关系；从光电效应方程中，当初动能为零时，可得极限频率：。
②电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出，所以不需时间的累积。
③光强大，光子数 ，释放的光电子也多，所以光电流也大。
爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应，但当时并未被物理学家们广泛承认，因为它完全违背了光的波动理论。
二、康普顿效应
1、光的散射：光在介质中与物质微粒相互作用，因而 发生改变，这种现象叫做光的散射。
2、康普顿效应
1923年康普顿在做 X 射线通过物质散射的实验时，发现散射线中除有与入射线波长相同的射线外，还有比入射线波长 的射线，其波长的改变量与散射角有关，而与入射线波长和散射物质都无关。
3、康普顿散射实验的意义
①有力地支持了爱因斯坦“光量子”假设；
②首次在实验上证实了“光子具有动量”的假设；
③证实了在微观世界的单个碰撞事件中，动量和能量守恒定律仍然是成立的。
4、光子的能量和动量
说明：动量能量是描述粒子的，频率和波长则是用来描述波的
教学反思：
第10周
X309春学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题： 17.3 崭新的一页：粒子的波动性
三维教学目标
知识与技能
（1）了解光既具有波动性，又具有粒子性；
（2）知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性；
（3）知道德布罗意波的波长和粒子动量关系。
过程与方法
（1）了解物理真知形成的历史过程；
（2）了解物理学研究的基础是实验事实以及实验对于物理研究的重要性；
（3）知道某一物质在不同环境下所表现的不同规律特性。
情感、态度与价值观
（1）通过学生阅读和教师介绍讲解，使学生了解科学真知的得到并非一蹴而就，需要经过一个较长的历史发展过程，不断得到纠正与修正；
（2）通过相关理论的实验验证，使学生逐步形成严谨求实的科学态度；
（3）通过了解电子衍射实验，使学生了解创造条件来进行有关物理实验的方法。
教学重点：实物粒子和光子一样具有波粒二象性，德布罗意波长和粒子动量关系。
教学难点：实物粒子的波动性的理解。
教学方法：学生阅读－讨论交流－教师讲解－归纳总结。
教学过程：
引入新课
提问：前面我们学习了有关光的一些特性和相应的事实表现，那么我们究竟怎样来认识光的本质和把握其特性呢？（光是一种物质，它既具有粒子性，又具有波动性。在不同条件下表现出不同特性，分别举出有关光的干涉衍射和光电效应等实验事实）。
我们不能片面地认识事物，能举出本学科或其他学科或生活中类似的事或物吗？
进行新课
一、光的波粒二象性
1、光的波粒二象性
我们所学的大量事实说明：光是一种 ，同时也是一种 ，光具有 。光的分立性和连续性是相对的，是不同条件下的表现，光子的行为服从统计规律。
2、光子的能量与频率以及动量与波长的关系
＝
作为物质的实物粒子(如电子、原子、分子等)是否也具有波动性呢？
二、粒子的波动性
提问：谁大胆地将光的波粒二象性推广到实物粒子？只是因为他大胆吗？（法国科学家德布罗意考虑到普朗克能量子和爱因斯坦光子理论的成功，大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子。）
（1）德布罗意波： 也具有波动性，这种波称之为物质波，也叫 波。
（2）物质波波长： ＝
各物理量的意义？（为德布罗意波长，h为普朗克常量，p为粒子动量）
阅读课本有关内容，为什么德布罗意波观点很难通过实验验证？又是在怎样的条件下使实物粒子的波动性得到了验证？
三、物质波的实验验证
粒子波动性难以得到验证的原因？（宏观物体的波长比微观粒子的波长小得多，这在生活中很难找到能发生衍射的障碍物，所以我们并不认为它有波动性，作为微观粒子的电子，其德布罗意波波长为10－10m数量级，找与之相匹配的障碍物也非易事）
例题：某电视显像管中电子的运动速度是4.0×107m/s；质量为10g的一颗子弹的运动速度是200m/s。分别计算它们的德布罗意波长。（根据公式计算得1.8×10-11m和3.3×10-34m）
阅读材料：电子波动性的发现者——戴维森和小汤姆逊
电子波动性的发现,使得德布罗意由于提出实物粒子具有波动性这一假设得以证实，并因此而获得1929年诺贝尔物理学奖，而戴维森和小汤姆逊由于发现了电子的波动性也同获1937年诺贝尔物理学奖。
阅读有关物理学历史资料，了解物理学有关知识的形成建立和发展的真是过程。（应用物理学家的历史资料，不仅有真实感，增强了说服力，同时也能对学生进行发放教育，有利于培养学生的科学态度和科学精神，激发学生的探索精神）
电子衍射实验：1927年，两位美国物理学家使电子束投射到镍的晶体上，得到了电子束的衍射图案，从而证实了德布罗意的假设。除了电子以外，后来还陆续证实了质子、中子以及原子、分子的波动性。
衍射现象对高分辨率的显微镜有影响否？如何改进？（显微镜的分辨本领）
教学反思：
第10周
X409春学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：17.4 概 率 波 17.5 不确定关系
三维教学目标
知识与技能
（1）了解事物的连续性与分立性是相对的，了解光既有波动性，又有粒子性；
（2）了解光是一种概率波。
（3）了解不确定关系的概念和相关计算；
（4）了解物理模型与物理现象。
过程与方法
（1）领悟什么是概率波；
（2）了解物理学中物理模型的特点初步掌握科学抽象这种研究方法；
（3）通过数形结合的学习，认识数学工具在物理科学中的作用。
情感、态度与价值观
理解人类对光的本性的认识和研究经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过程．能领略自然界的奇妙与和谐
教学重点：人类对光的本性的认识的发展过程。不确定关系的概念。
教学难点：对量子化、波粒二象性、概率波等概念的理解。对不确定关系的定量应用
教学方法：“创设情景，提出问题——观察思考，自主探索——讨论交流，总结归纳”为教学结构，采用“交流——互动”。
17.4 概 率 波
引入新课
康普顿散射实验：康普顿效应进一步证实了光的粒子性。是验证光的波粒二象性的重要物理实验之一。
光的衍射：光在传播中遇到障碍物会“绕行”。 结论：光具有波动性。
进行新课
一、经典的粒子和经典的波
分析讨论在平常不容易观察到明显衍射现象的原因，以及采用怎样的措施能够较为方便的观察到明显衍射现象？在经典的物理学中，波和粒子是两种不同的研究对象，具有非常不同的表现。那么对于光和电子、质子等粒子，这两种互不相容的属性又能“集于一身”呢？
二、光波是概率波
1、光强
光的强度指单位时间内到达单位面积的光的能量，也就是明条纹处到达的光子多，暗条纹处到达的光子数少。
2、概率波 伽尔顿板实验
实验一：用很弱的光做双缝干涉，暴光时间短，可看到胶片上出现一些无规则分布的点子。
实验二：暴光时间足够长，有大量光子通过狭缝，底片上出现了规则的干涉条纹。
实验一说明：光表现出粒子性，也看到光子的运动与宏观现象中质点的运动不同，没有一定的轨道。单个光子通过双缝后的落点无法预测。
实验二说明：光的波动性是大量光子表现出来的现象，在干涉条纹中，那些光波强的地方是光子到达机会多的地方或是到达几率大的地方，光波弱的地方是光子到达机会少的地方。光的波动性可看做是大量光子运动的规律。
思考：是否可以认为光子之间的相互作用使它表现出波动性？
实验说明：如果狭缝只能让一个光子通过，得到的照片和上面相同，把一个缝挡住，光屏上不再出现干涉条纹，说明光的波动性不是光子之间相互作用引起的，是光子本身的一种属性。
3、光的波动性与粒子性是不同条件下的表现：
大量光子行为显示波动性；个别光子行为显示粒子性；光的波长越长，波动性越强；光的波长越短，粒子性越强。光的波动性不是光子之间相互作用引起的，是光子本身的一种属性。
17.5 不确定关系
一、不确定度关系（uncertainty relatoin）
经典力学：运动物体有完全确定的位置、动量、能量等。微观粒子：位置、动量等具有不确定量（概率）。
分析计算可得： 式中h为普朗克常量。这就是著名的不确定性关系，简称不确定关系。
上式表明：
①许多相同粒子在相同条件下实验，粒子在同一时刻并不处在同一位置。
②用单个粒子重复，粒子也不在同一位置出现。
二、不确定关系的物理意义和微观本质
（1）物理意义：
微观粒子不可能同时具有确定的位置和动量。粒子位置的不确定量越小，动量的不确定量就越大，反之亦然。
（2） 微观本质：
是微观粒子的波粒二象性及粒子空间分布遵从统计规律的必然结果。
不确定关系式表明：
微观粒子的坐标测得愈准确() ，动量就愈不准确() ；微观粒子的动量测得愈准确() ，坐标就愈不准确() 。但这里要注意，不确定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。
三、物理模型与物理现象
教学反思:
第10周
X509春学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：18.2 原子的核式结构模型
三维教学目标
1、知识与技能
（1）了解原子结构模型建立的历史过程及各种模型建立的依据；
（2）知道粒子散射实验的实验方法和实验现象，及原子核式结构模型的主要内容。
2、过程与方法
（1）通过对粒子散射实验结果的讨论与交流，培养学生对现象的分析中归纳中得出结论的逻辑推理能力；
（2）通过核式结构模型的建立，体会建立模型研究物理问题的方法，理解物理模型的演化及其在物理学发展过程中的作用；
3、情感、态度与价值观
（1）通过对原子模型演变的历史的学习，感受科学家们细致、敏锐的科学态度和不畏权威、尊重事实、尊重科学的科学精神；
（2）通过对原子结构的认识的不断深入，使学生认识到人类对微观世界的认识是不断扩大和加深的，领悟和感受科学研究方法的正确使用对科学发展的重要意义。
教学重点：
（1）引导学生自主思考讨论在于对粒子散射实验的结果分析从而否定“西瓜模型”，得出原子的核式结构；
（2）在教学中渗透和让学生体会物理学研究方法，渗透三个物理学方法：模型方法，黑箱方法和微观粒子的碰撞方法。
教学难点：引导学生小组自主思考讨论在于对粒子散射实验的结果分析从而否定“西瓜模型”，得出原子的核式结构
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学过程：
（一）引入新课
汤姆生发现电子，根据原子呈电中性，提出了原子的“西瓜模型”。
（二）进行新课
1、粒子散射实验原理、装置
（1）粒子散射实验原理：
问题：汤姆生提出的“西瓜模型”是否对呢？
原子的结构非常紧密，用一般的方法是无法探测它的内部结构的，要认识原子的结构，需要用高速粒子对它进行轰击。而粒子具有足够的能量，可以接近原子中心。它还可以使荧光屏物质发光。如果粒子与其他粒子发生相互作用，改变了运动方向，荧光屏就能够显示出它的方向变化。研究高速的粒子穿过原子的散射情况，是研究原子结构的有效手段。
（2）粒子散射实验装置
粒子散射实验的装置，主要由 、金箔、荧光屏、望远镜和转动圆盘几部分组成。
（3）实验的观察结果
明确：入射的粒子分为三部分。 沿原来的方向前进， 发生了较大偏转， 数发生大角度偏转。
2、原子的核式结构的提出
三个问题：用汤姆生的“西瓜模型”能否解释粒子大角度散射？请同学们根据以下三方面去考虑：
（1）粒子出现大角度散射有没有可能是与电子碰撞后造成的？
（2）按照“西瓜模型”，粒子在原子附近或穿越原子内部后有没有可能发生大角度偏转？
（3）你认为原子中的正电荷应如何分布，才有可能造成粒子的大角度偏转？为什么？
小结：
对于问题1、2：按照“西瓜模型”，
①碰撞前后，质量大的粒子速度几乎不变。只可能是电子的速度发生大的改变，因此不可能出现反弹的现象，即使是非对心碰撞，也不会有大角散射。
②对于粒子在原子附近时由于原子呈中性，与粒子之间没有或很小的库仑力的作用，正电荷在原子内部均匀的分布，粒子穿过原子时，由于原子两侧正电荷将对它的斥力有相当大一部分互相抵消，使粒子偏转的力不会很大所以粒子大角度散射说明“西瓜模型”不符合原子结构的实际情况。
对于问题3：讨论、推理、分析得到卢瑟福的原子结构模型。
小结：实验中发现极少数粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些粒子在原子中某个地方受到了质量、电量均比它本身大得多的物体的作用，可见原子中的正电荷、质量应都集中在一个中心上。
①绝大多数粒子不偏移→原子内部绝大部分是“空”的。
②少数粒子发生较大偏转→原子内部有“核”存在。
③极少数粒子被弹回 表明：作用力很大；质量很大；电量集中。
3、原子核的电荷与大小
关于原子的大小应该让学生有个数量级的概念，即原子的半径在10-10m左右，原子核的大小在10-15～10-14m左右，原子核的半径只相当于原子半径的万分之一，体积只相当于原子体积的万亿分之一。为了加深学生的印象，可举一些较形象的比喻或按比例画些示意图，同时通过表格展示，对比。
半 径 大 小 （数量级） 类 比
原子 10-10m 足球场
原子核 10-15m~10-14m 一枚硬币
课后反思：
第14周
X209春学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：19.1 原子核的组成
新课标要求
1、知识与技能
（1）了解天然放射现象及其规律；
（2）知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们；
（3）知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念。
2、过程与方法
（1）通过观察，思考，讨论，初步学会探究的方法；
（2）通过对知识的理解，培养自学和归纳能力。
3、情感、态度与价值观
树立正确的，严谨的科学研究态度；树立辨证唯物主义的科学观和世界观。
教学重点：天然放射现象及其规律，原子核的组成。
教学难点：知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学过程：
（一）引入新课
本章主要介绍了核物理的一些初步知识，核物理研究的是原子核的组成及其变化规律，是微观世界的现象。让我们走进微观世界，一起探索其中的奥秘！我们已经知道原子由原子核与核外电子组成。
那原子核内部又是什么结构呢？原子核是否可以再分呢？它是由什么微粒组成？用什么方法来研究原子核呢？
（二）进行新课
1、天然放射现象
（1） 的性质称为放射性(radioactivity)。元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象，具有放射性的元素称为放射性元素。
（2）放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于82的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性。
2、射线到底是什么
那这些射线到底是什么呢？把放射源放入由铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。在射线经过的空间施加磁场，发现射线如图所示：
思考与讨论：
①你观察到了什么现象？为什么会有这样的现象？
②如果射线，射线都是带电粒子流的话，根据图判断，他们分别带什么电荷。
③如果不用磁场判断，还可以用什么方法判断三种射线的带电性质？
①射线分成三束，射线在磁场中发生偏转，是受到力的作用。这个力是洛伦兹力，说明其中的两束射线是带电粒子。
②根据左手定则，可以判断射线都是 电荷，射线是 电荷。
③带电粒子在电场中要受电场力作用，可以加一偏转电场，也能判断三种射线的带电性质，如图：
小结：
①实验发现：元素具有放射性是由 本身的因素决定的，跟原子所处的物理或化学状态无关。不管该元素是以单质的形式存在，还是和其他元素形成化合物，或者对它施加压力，或者升高它的温度，它都具有放射性。
②三种射线都是高速运动的粒子，能量很高，都来自于原子核内部，这也使我们认识到原子核蕴藏有巨大的核能，原子核内也有其 的结构。
3、原子核的组成
问题：质子：由谁发现的？怎样发现的？ 中子：发现的原因是什么？由谁发现的？（卢瑟福用粒子轰击氮核，发现质子。查德威克发现中子。发现原因是什么？
小结：
①质子(proton)带 电荷，电荷量与一个电子所带电荷量 ， 中子(nucleon) 带电，
②数据显示：质子和中子的质量十分接近，统称为核子，组成原子核。
小结：③原子核的电荷数=质子数=核外电子数=原子序数
④原子核的质量数=核子数=质子数+中子数
⑤ 符号表示原子核，X：元素符号；A：核的质量数；Z：核电荷数
4、同位素(isotope)
（1）定义：具有相同质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素。
（2）性质：原子核的质子数决定了核外电子数目，也决定了电子在核外的分布情况，进而决定了这种元素的化学性质，因而同种元素的同位素具有相同的化学性质。
课后反思：
第15周
X209春学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：18.3 氢原子光谱
三维教学目标
1、知识与技能
（1）了解光谱的定义和分类；
（2）了解氢原子光谱的实验规律，知道巴耳末系；
（3）了解经典原子理论的困难。
2、过程与方法：通过本节的学习，感受科学发展与进步的坎坷。
3、情感、态度与价值观：培养我们探究科学、认识科学的能力，提高自主学习的意识。
教学重点：氢原子光谱的实验规律。
教学难点：经典理论的困难。
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学过程：
（一）引入新课
粒子散射实验使人们认识到原子具有核式结构，但电子在核外如何运动呢？它的能量怎样变化呢？通过这节课的学习我们就来进一步了解有关的实验事实。
（二）进行新课
1、光谱
光谱：用光栅或棱镜可以把光按 展开，获得光的波长（频率）成分和强度分布的记录。
线状谱：
连续谱：
各种原子的发射光谱都是：
由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定的化学组成。这种方法叫做光谱分析。原子光谱的不连续性反映出原子结构的不连续性，所以光谱分析也可以用于探索原子的结构。
2、氢原子光谱的实验规律
氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。
3、经典理论的困难
卢瑟福原子核式模型无法解释氢原子光谱的规律。
总结：按经典理论电子绕核旋转，作加速运动，电子将不断向四周辐射电磁波，它的能量不断减小，从而将逐渐靠近原子核，最后落入原子核中。轨道及转动频率不断变化，辐射电磁波频率也是连续的， 原子光谱应是连续的光谱。实验表明原子相当稳定，这一结论与实验不符。实验测得原子光谱是不连续的谱线。
课后反思：
第14周
X309春学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：17.2 科学的转折：光的粒子性
1、光照射到金属表面上，能使金属中的_________从表面逸出，这种现象称之为______________，逸出的电子也叫____________，使电子脱离金属表面所做的功的最小值叫____________，这种现象说明光具有____________性。
2、经典的电磁理论只能解释光是一种，它有____________、____________等波特有的现象，但它不能解释光电效应。爱因斯坦对光电效应的解释是：光本身就是由一个一个不可分割的____________组成的，每一个光的能量子被称为一个____________，这就是爱因斯坦的_________说。
3、爱因斯坦认为，在光电效应中，金属中的电子吸收一个频率为ν的光子获得的能量是_________，这些能量中的一部分用来克服金属的____________，剩下的表现为逸出的光电子的____________，用公式表示为____________________，这就是著名的爱因斯坦光电效应方程。
4、光在介质中与物质微粒相互作用，因而_______________发生改变，这种现象叫光的___________。美国物理学家____________在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长相同的成份外，还有波长__________入射波长的成份，这个现象称为康普顿效应。
5、根据爱因斯坦狭义相对论中的质能方程E＝mc2和光子能量ε＝hν，每个光子的质量是__________，按照动量的定义，每个光子的动量为______________或______________。所以光子具有能量、质量、动量，表现出光具有_____________性。
6、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
7、对于任何一种金属，必须满足下列哪种条件，才能发生光电效应 ( )
A．入射光的强度大于某一极限强度 B．入射光的波长大于某一极限波长
C．入射光照射时间大于某一极限时间 D．入射光的频率大于某一极限频率
8、某种频率的光射到金属表面上时，金属表面有电子逸出，若光的频率不变而强度减弱，那么下述结论中正确的是 ( )
A．光的强度减弱到某一数值时，就没有电子逸出 B．逸出的电子数减少
C．逸出的电子数和最大初动能都减小 D．逸出的电子最大初动能不变
9、用两束频率相同，强度不同的紫外线去照射两种不同金属，都能产生光电效应，则( )
A．因入射光频率相同，产生光电子的最大初动能必相同
B．用强度大的紫外线照射时，所产生的光电子的初速度一定大
C．从极限波长较长的金属中飞出的光电子的初速度一定大
D．由强度大的紫外线所照射的金属，单位时间内产生的光电子数目一定多
10、用某一频率的绿光照射某金属时恰好能产生光电效应，则改用强度相同的蓝光和紫光分别照射该金属，下列说法正确的是 ( )
A．用蓝光照射时，光电子的最大初动能比用紫光照射时小
B．用蓝光和紫光照射时，在相同时间内逸出的电子数相同
C．用蓝光照射时，在同样时间内逸出的电子数目较多
D．用紫光照射时，在同样时间内逸出的电子数目较多
11、关于光电效应的说法中，正确的有 ( )
A．要使光电效应发生，入射光子的能量必须大于原子的电离能
B．极限频率的存在，可以表明电子对光子的吸收是一对一的
C．增大入射光子的能量，光电子的最大初动能必随着增大
D．电子对光子的吸收不存在能量的积累过程
12、已知铯的极限频率为4.55×1014Hz，钠的极限频率为6.00×1014Hz，银的极限频率为1.15×1015Hz，铂的极限频率为1.53×1015Hz，当用波长为0.375μm的光照射它们时，可发生光电效应的是 ( )
A．铯 B．钠 C．银 D．铂
13、某种金属的逸出功是1.25eV，为了使它发生光电效应，照射光的频率至少应为多少？或用可见光照射它，能否发生光电效应？
14、某金属在一束黄光照射下，刚好有电子逸出（即用频率小于黄光的光照射就没有电子逸出）。在下述情况下，电子的最大初动能及逸出的电子数目会发生什么变化？（1）增大光强而不改变光的频率；（2）用一束强度更大的红光代替黄光；（3）用强度相同的紫光代替黄光。
课题：17.2 科学的转折：光的粒子性答案
1、电子，光电效应，光电子，逸出功，粒子 2、干涉，衍射，能量子，光子，光子 3、h ν，逸出功，初动能，h ν＝W＋Ek 4、传播方向，散射，康普顿,大于 5、，mc，，粒子 6、B 7、D 8、BD 9、CD 10、AB 11、AC 12、AB 13、3×1014Hz，可以 14、（1）最大初动能不变，光电子数目增加（2）无光电子逸出（3）最大初动能增大，光电子数目不变
第10周
B209春学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：16.1 实验：探究碰撞中的不变量
1、若用打点计时器做探究碰撞中的不变量实验，下列操作是正确的是 ( )
A．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了改变两车的质量
B．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞后粘在一起
C．先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车
D．先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源
2、关于打点计时器使用的电源，下列说法正确的是( )
A．火花式打点计时器使用低压交流电源，电磁式打点计时器使用低压直流电源
B．火花式打点计时器使用低压交流电源，电磁式打点计时器使用220V 交流电源
C．火花式打点计时器使用220V交流电源，电磁式打点计时器使用低压交流电源
D．火花式打点计时器使用220V交流电源，电磁式打点计时器使用220V 直流电源
3、试写出下列物理过程中的不变量：
（1）一物体做自由落体；
（2）一个物体在竖直方向做匀速直线运动；
（3）一物体沿光滑曲面自由下滑。
4、用气垫导轨做实验时，某一滑块通过光电门时，双挡光片两次挡光的记录为284.1ms和294.6ms，测得挡光片的挡光距离为5cm，则此滑块的速度多大？
5、在气垫导轨上有两个质量均为m的滑块，两个滑块都带有尼龙搭扣，使一滑块以速度v运动，和静止的另一滑块相碰，碰后两滑块以共同速度v′运动，请猜测这一过程中的守恒量和不守恒量。
6、物理量分哪两类，怎么样描述它们的变与不变？
探究碰撞中的不变量
1、BC 2、C
3、（1）运动的加速度 （2）速度或合力 （3）机械能 4、4.76m/s 5. 守恒量：mv＝2mv′，不守恒量：mv2＝2mv′2 6、矢量：当矢量的大小或方向有一个发生变化，这个矢量就变化；当矢量的大小和方向都不变时，这个矢量就不变。标量：当标量的大小变化时，这个标题就变化；当标量的大小不变时，这个标题就不变。
第3周
B209春学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：16.4 反冲运动 火箭
1、一质量为40kg的人，以4 m/s的水平速度跳到一只停在岸边的船上，船的质量为160kg，不计水的阻力，那么船离岸而去的速度是___________m/s。
2、在水平桌面上有两辆小车，质量分别是0.5kg和0.2kg，这两辆小车分别靠在一根被压缩的弹簧的两端。当放松弹簧时，两辆小车在弹力作用下分开。如果较重的小车以0.8m/s的速度向前运动，较轻的小车的速度大小为___________m/s。
3、如图所示，一只静止在平静的水面上的小船，船分前后两舱，前舱有一台抽水机，不计船受到的阻力，且不讨论刚开始抽水和刚停止抽水时的情况，则抽水机从前舱把水抽往后舱时，船的运动情况是______________________（填写向哪个方向运动，是匀速运动，还是变速运动。以下同）。如果前后两舱互相连通，抽水时船的运动情况是______________________，如果抽水机把水抽到船尾以外，抽水时，船的运动情况_______________。
4、下列运动属于反冲运动的有 ( )
A．乒乓球碰到墙壁后弹回 B．发射炮弹后炮身后退
C．喷气式飞机喷气飞行 D．船员划桨使船前进
5、跳远运动员手握铁球起跳后，当他跳到最高点时，欲提高成绩，他可将手中的铁( )
A．竖直上抛 B．向前抛出 C．向后抛出 D．向左抛出
6、一辆小车静止在光滑的水平面上，一个人从小车的一端走到另一端。对此，以下说法中正确的是 ( )
A．人匀速走动时，车也一定反向匀速运动
B．人停止走动时，车也停止运动
C．人速与车速之比，等于车的质量与人的质量之比
D．整个过程中，车相对于地面的位移是一定值，与人走动的快慢无关
7、静止在水面上的船长为L、质量为M，一个质量为m的人站在船头，当此人由船头走到船尾时，不计水的阻力，船移动的距离是 ( )
A．mL/M B．mL/（M＋m） C．mL/（M－m） D．（M－m）L/（M＋m）
8、质量为M的原子核，当它放射出质量为m速度为v0的粒子后，剩余部分原子核获得反冲速度（以v0方向为正）为 ( )
A．－v0 B．－mv0/（M＋m） C．－mv0/ M D．－mv0/（M－m）
9、小船以速率v向东行驶，若在小船上分别以相对于地面的速率u向东向西水平抛出两个等质量的物体，则小船的速率 ( )
A．增大 B．减小 C．不变 D．由于两物体质量未知，无法确定
10、一人从泊在码头边的船上往岸上跳，若船的缆绳并没有拴在码头上，则下列说法中正确的是( )
A．船越轻，人越难跳上岸 B．船越重，人越难跳上岸
C．人跳时相对船的速度大于相对地面的速度 D．人跳时相对船的速度等于相对于地面的速度
11、一支实验用的小火箭，所带燃烧物质的质量是50g，这些物质燃烧后所产生的气体从火箭的喷嘴喷出的速度（以地面为参考系）是600m/s，已知火箭除去燃料后的质量是1kg，求火箭燃料产生的气体喷完后的速度。
12、如图所示，小车A的质量m1=8kg，物块B质量m2=2kg，水平面光滑，B物置于小车上后静止。今有质量为10kg的子弹以速度200m/s射入B并穿过B物体，击穿时间极短，若子弹穿过B物时，B物获得速度为0.6m/s,求：
（1）子弹穿过B物时的速度大小为多大？
（2）若最终B与A一起运动，其速度大小为多大？
13、在一只静止的质量为50kg的船上，水平射出一颗质量为10g的子弹，子弹的速度是800m/s，求船的反冲速度。如果船运动时受到水的阻力是船重的0.01倍，船后退多长时间才停止运动
1、0.8 2、2 3、向前变速运动，且当前舱的水抽完时，船又静止；静止；先向前变速运动，当前舱的水抽完后，船向前匀速运动 4、BC 5、C 6、ABCD 7、B 8、B 9、C 10、AC 11、30m/s 12、（1）80m/s（2）0.12m/s 13、0.16m/s，1.6s
B A
第5周
B109春学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：16.5 反冲运动 火箭
三维教学目标
1、知识与技能
（1）进一步巩固动量守恒定律；
（2）知道反冲运动和火箭的工作原理，了解反冲运动的应用；
（3）了解航天技术的发展和应用。
2、过程与方法：理解反冲运动的物理实质，能够运用动量守恒定律分析、解决有关反冲运动的问题。
3、情感、态度与价值观：培养学生动手动脑的能力，发掘学生探索新知识的潜能。
教学重点：运用动量守恒定律认识反冲运动的物理实质。
教学难点：动量守恒定律的应用。
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学过程：
（一）引入新课
思考实验1：吹一个气球，然后，让气球开口向自己放手，看到气球会怎么样？
思考实验2：用薄铝箔卷成一个细管，一端封闭，另一端留一个很细的口，内装由火柴头上刮下的药粉，把细管放在支架上，用火柴或其他办法给细管加热，当管内药粉点燃时，生成的燃气从细口迅速喷出，细管便向相反的方向飞去。
思考实验3：把弯管装在可以旋转的盛水容器的下部，当水从弯管流出时，容器就旋转起来。
看起来很小的几个实验，其中包含了很多现代科技的基本原理：如火箭的发射，人造卫星的上天，大炮发射等。应该如何去解释这些现象呢？这节课我们就学习有关此类的问题。
（二）进行新课
1、反冲运动
（1）分析：细管为什么会向后退？（当气体从管内喷出时，它具有动量，由动量守恒定律可知，细管会向相反方向运动。）
（2）分析：反击式水轮机的工作原理：当水从弯管的喷嘴喷出时，弯管因反冲而旋转，这是利用反冲来造福人类，象这样的情况还很多。
为了使学生对反冲运动有更深刻的印象，此时再思考发射礼花炮的实验。分析，礼花为什么会上天？
反冲：
2、火箭
对照书上“三级火箭”图，介绍火箭的基本构造和工作原理。
阅读课后阅读材料——《航天技术的发展和宇宙航行》。
例题：见课本P19
课后反思：
第5周
X109春学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：19.7 核聚变
1、重核被中子轰击后分裂成两个质量差不多的新原子核的过程叫_______________，反应释放出的中子又轰击另一个重核……这样的反应一次接一次地进行下去，这样的过程叫________________，通常把此过程中的最小体积叫做它的___________体积，相应的质量叫___________质量。
2、原子核的链式反应也可以在人工控制下进行，从而实现了____________的可控释放。实验可控的条件是控制引起链式反应的____________的数目，方法是在核反应堆的___________之间插入一些镉棒，镉具有吸收___________的能力，当将镉棒插得深一些时，就能更多的_________________，从而使链式反应的速度慢下来，这种镉棒也叫_____________。
3、把两个质量较________的原子核结合成质量较________的原子核的过程叫_______________，由于这种反应需要在几百万度的高温下进行，所以也叫_________________。
4、轻核聚变与重核裂变相比有更多的优点，第一，轻核聚变产能效率较________；第二，地球上核聚变燃料的储量______________；第三，核聚变更____________、更清洁。科学家设想的受控热核反应有两种方案：即______________和_______________。
5、写出下列核反应的类型：
N＋He→O＋H ________________，U →Th＋He _________________，
H＋H →He＋n ________________，
Hg＋n→Pt＋2H＋n ________________，
Th → Pa+e ________________，Po →Pb＋He ________________。
6、下列核反应方程中，符号“X”表示中子的是 ( )
A． Be +He→C+X B．N+He→O+X
C．Hg+n→Pt +2H+X D．U→Np+X
7、下列核反应方程中正确的是 ( )
A．U →Th+H B．Be +He →C +n
C． Th → Pa+e D．P →Si+e
8、原子反应堆是实验可控核裂变链式反应的一种装置，它的组成主要有 ( )
A．原子燃料、减速剂、冷却系统和控制调节系统
B．原子燃料、减速剂、发热系统和传热系统
C．原子燃料、减速剂、碰撞系统和传热系统
D．原子燃料、中子源、原子能存聚系统和输送系统
9、下列核反应中属于轻核聚变的是 ( )
A．H＋H →He＋n B．Th → Pa+e
C．Be +He →C+n D．U →Th+H
10、关于轻核聚变，下列说法正确的是 ( )
A．两个轻核聚变为中等质量的原子核时释放出能量
B．同样质量的物体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很多
C．聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积
D．发生聚变反应时的原子核必须有足够大的动能
11、关于我国已建成生产的秦山和大亚湾核电站，下列说法正确的是 ( )
A．它们都是利用核聚变释放核能
B．它们都是利用核裂变释放核能
C．两者的核燃料都是纯铀235
D．前者是利用核聚变释放核能，后者是利用核裂变释放核能
12、一个质子和两个中子聚变成一个氚核，已知质子质量为1.0073u，中子质量为1.0087u，氚核质量为3.0180u，
（1）写出核反应方程；
（2）求该反应中释放的核能。
13、四个氢核聚变成一个氦核，同时放出两个正电子，释放出2.8×106eV的能量，
（1）写出核反应方程；
（2）计算1g氢核完成该反应后释放的核能。
（3）求平均每个核子放出的能量。
14、在所有能源中，核能具有能量密度大、区域适应性强的优势。在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能。核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量的核能。
（1）核反应方程U＋n →Ba＋Kr＋aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种，则a的值为多少，X表示哪一种核？
（2）上述反应中，分别用mU、mB、mK表示U、Ba、Kr的质量，用mn和mp表示中子和质子的质量，则该反应过程中释放的核能为多少？
（3）有一座核能发电站，发电能力P＝1×106kW，核能转化为电能的效率η＝40%，设反应堆中发生的裂变反应全是（1）中的核反应，已知每次核反应过程中放出的核能E1＝2.78×10-11J，铀核的质量mU＝3.9×10-25kg，求每年（365天）需要消耗的铀的质量。
课题：19.7 核聚变 B3
1、重核裂变，链式反应，临界，临界 2、核能，中子，铀棒，中子，中子被吸收，控制棒 3、小，大，轻核聚变，热核反应 4、高，丰富，安全，磁约束，惯性约束 5、人工转变，α衰变，轻核聚变，重核裂变，β衰变，α衰变 6、AC 7、BD 8、A 9、A 10、BD 11、B 12、（1）H＋2n→H （2）6.24 MeV （3）2.08 MeV 13、（1）4H→He＋2e （2）4.2×1029 eV 14、（1）3，中子（2）（mU－mB－mK－2mn）c2 （3）1.1t
第16周
B309春学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：19.3 探测射线的方法
三维教学目标
1、知识与技能
（1）知道放射线的粒子与其他物质作用时产生的一些现象；
（2）知道用肉眼不能直接看到的放射线可以用适当的仪器探测到；
（3）了解云室、气泡室和计数器的简单构造和基本原理。
2、过程与方法
（1）能分析探测射线过程中的现象；
（2）培养学生运用已知结论正确类比推理的能力。
3、情感、态度与价值观
（1）培养学生认真严谨的科学分析问题的品质；
（2）培养学生建立事物是相互联系的唯物主义观点；
（3）培养学生应用物理知识解决实际问题的能力。
教学重点：根据探测器探测到的现象分析、探知各种运动粒子。
教学难点
（1）探测器的结构与基本原理。
（2）如何观察实验现象,并根据实验现象，分析粒子的带电、动量、能量等特性，从而判断是何种射线，区分射线的本质是何种粒子。
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学过程：
（一）引入新课
提问：前面我们学习了天然放射现象，知道了三种射线的本质。α、β、γ射线的本质是什么？各有那些特征？
通过学生回忆三种放射线的本质以及三种粒子的基本特征，既用引导新课，也为后分析探测器探测到的现象提供理论依据。放射线是看不见的，我们是如何探知放射线的存在的呢？这节课，我们来学习几种常用的探测射线的方法。
（二）进行新课
阅读教材83页的第一部分，思考并讨论：放射线虽然看不见，但我们根据什么来探知放射线的存在呢？（根据放射线的粒子与其他物质作用时产生的一些现象来探知放射线的存在）这些现象主要有哪些呢？
（使气体电离，这些离子可使过饱和汽产生云雾或使过热液体产生气泡；使照相底片感光；使荧光物质产生荧光）
学习三种核物理研究中常用的探测射线的方法。
1、威耳逊云室
阅读教材“威耳逊云室”部分的内容，并组织学生对课文内容进行讨论。
思考：
（1）构造是什么？
（2）基本原理是什么？
（3）怎样才能观察到射线的径迹？
例1：在云室中，为什么α粒子显示的径迹直而粗、β粒子显示的径迹细而曲？
提示：因为α粒子带电量多，它的电离本领强，穿越云室时，在1cm路程上能使气体分子产生104对离子，过饱和酒精蒸汽凝结在这些离子上，形成很粗的径迹.且由于α粒子质量大，穿越云室时不易改变方向，所以显示的径迹很直。
β粒子带电量少，电离本领较小，在1cm路程上仅产生几百对离子，且β粒子质量小，容易改变运动状态，所以显示的径迹细而弯曲。
2、气泡室
学生阅读课文，学习气泡室的基本原理。
比较气泡室的原理同云室的原理。
控制气泡室内液体的温度和压强，使室内温度略低于液体的沸点，当气泡室内压强降低时，液体的沸点变低，因此液体过热，在通过室内射线粒子周围就有气泡形成，气泡室在观察比较稀少的碰撞事件时是有很大优点的。液体中原子挤得很紧，可以发生比气体中多得多的核碰撞，而我们将有比用云室好得多的机会来摄取所寻找的事件。
3、盖革— 弥勒计数器
阅读教材“盖革—弥勒计数器”部分的内容，并组织学生对课文内容进行讨论。
提问：
（1）盖革— 弥勒计数管的构造如何？
管外面是一根玻璃管，里面是一个接在电源负极的导电圆筒，筒的中间有一条接正极的金属丝，管中装有低压的惰性气体（如氩、氖等，压强约为10kPa～20kPa）和少量的酒精蒸气或溴蒸气，在金属丝和圆筒两极间加上一定的电压（约1000V），这个电压稍低于管内气体的电离电压。
（2）盖革— 弥勒计数管的基本原理是什么？
盖革管的原理是某种射线粒子进入管内时，它使管内的气体电离，产生的电子在电场中被加速，能量越来越大，电子跟管中的气体分子碰撞时，又使气体分子电离，产生电子……这样，一个射线粒子进入管中后可以产生大量电子。这些电子到达阳极，阳离子到达阴极，在外电路中就产生一次脉冲放电，利用电子仪器可以把放电次数记录下来。
（3）G—M计数器的特点是什么？
①G－M计数器放大倍数很大，非常灵敏，用它来检测放射性是很方便的。
②G－M计数器只能用来计数，而不能区分射线的种类。
③G－M计数器不适合于极快速的计数。
④G－M计数器较适合于对β、γ粒子进行计数。
另外，还有如闪烁计数器、乳胶照相、火花室和半导体探测器等探测器装置，利用这些装置能更精确地测定粒子的各种性质，感兴趣的同学可以查找这方面的资料阅读。随着科学技术的发展，探测射线的手段不断改进，近年来，由于探测仪器大都和电子计算机直接连接，实现了对实验全过程电子计算机控制、计算、数据处理，已经使实验方法高度自动化。
课后反思：
第15周
X409春学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：17.2 科学的转折：光的粒子性（一）
三维教学目标
知识与技能
（1）了解光电效应现象
（2）通过实验了解光电效应的实验规律。
过程与方法：经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。
情感、态度与价值观：领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
教学重点：光电效应的实验规律
教学难点：光电效应的实验规律
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学过程：
引入新课
回顾前面的学习，总结人类对光的本性的认识的发展过程？
光的干涉、衍射现象说明光是电磁波，光的偏振现象进一步说明光还是横波。19世纪60年代，麦克斯韦又从理论上确定了光的电磁波本质。然而，出人意料的是，正当人们以为光的波动理论似乎非常完美的时候，又发现了用波动说无法解释的新现象——光电效应现象。对这一现象及其他相关问题的研究，使得人们对光的又一本质性认识得到了发展。
进行新课
一、光电效应的实验规律
1.光电效应概念：在光(包括不可见光)的照射下，从物体发射电子的现象叫做光电效应。发射出来的电子叫做光电子。
2、光电效应的实验规律
（1）光电效应实验
如图所示，光线经石英窗照在阴极上，便有电子逸出----光电子。光电子在电场作用下形成光电流。
（2）光电效应实验规律
① 存在着 电流
光电流与光强的关系：饱和光电流强度与入射光强度成正比。
② 存在着 和
遏止电压，将换向开关反接，电场反向，则光电子离开阴极后将受反向电场阻碍作用。当 K、A 间加反向电压，光电子克服电场力作功，当电压达到某一值 Uc 时，光电流恰为0。 Uc称遏止电压。
根据动能定理，有：
截止频率νc ----极限频率，对于每种金属材料，都相应的有一确定的截止频率νc ，当入射光频率ν>νc 时，电子才能逸出金属表面；当入射光频率ν <νc时，无论光强多大也无电子逸出金属表面。
③ 效应具有
光电效应是瞬时的。从光开始照射到光电子逸出所需时间<10-9s。
3、光电效应解释中的疑难
经典理论无法解释光电效应的实验结果。
经典理论认为，按照经典电磁理论，入射光的光强越大，光波的电场强度的振幅也越大，作用在金属中电子上的力也就越大，光电子逸出的能量也应该越大。也就是说，光电子的能量应该随着光强度的增加而增大，不应该与入射光的频率有关，更不应该有什么截止频率。
光电效应实验表明：饱和电流不仅与光强有关而且与频率有关，光电子初动能也与频率有关。只要频率高于极限频率，即使光强很弱也有光电流；频率低于极限频率时，无论光强再大也没有光电流。
光电效应具有瞬时性。而经典认为光能量分布在波面上，吸收能量要时间，即需能量的积累过程。
为了解释光电效应，爱因斯坦在能量子假说的基础上提出光子理论，提出了光量子假设。
教学反思:
第10周
X2
EMBED \* MERGEFORMAT09春学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：18.2 原子的核式结构模型
第14周
B2(共19张PPT)
1、实验：探究碰撞中的不变量
1、实验：探究碰撞中的不变量
【知识目标】
1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路．
2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法．
3、掌握实验数据处理的方法．
【重点、难点】
1、碰撞中的不变量的探究；
2、实验数据的处理．
一、碰撞现象
台球由于两球的碰撞而改变运动状态
微观粒子之间由于相互碰撞而改变状态，甚至使得一种粒子转化为其他粒子．
碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象，两个物体发生碰撞后，速度都发生变化．
两个物体的质量不同时，它们的速度变化情况也不一样．
那么碰撞前后会有什么物理量保持不变？
二、在实验中寻找不变的量
（1）碰撞的最简单情况-------- 一维碰撞
即两个物体在碰撞之前沿直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动.
（2)设两个物体的质量分别为 m1、m2、碰撞前速度分别为v1、v2、碰撞后速度分别为v1/、v2/。速度与设定方向一致取正值，否则取负值。
1、模型构建
2、基本思路
（1）质量虽然不变，但并不描述物体的运动状态，不是我们追寻的“不变量”。而速度在碰撞前后是变化的
（2）那么，两个物体各自的质量与自己的速度的乘积之和是不是不变量？
m1v1 + m2v2 = m1v1/ + m2v2/ ？
（3）或者，各自的质量与自己的速度的二次方的乘积之和是不变量？
m1v12 + m2v22 = m1v1/ 2 + m2v2/ 2 ？
（4）也许是两个物体的速度与自己质量的比值之和在碰撞前后保持不变？
+
+
=
3、碰撞可能有很多情形
（1）两个质量相同的物体相碰撞，两个质量相差悬殊的物体相碰撞。
（2） 两个速度大小相同、方向相反的物体相碰撞，一个运动物体与一个静止物体相碰撞。
（3）碰撞时可能中间通过弹簧接触，碰后分开
碰后也可能粘在一起不再分开……
我们寻找的不变量必须在各种碰撞的情况下都不改变，这样才符合要求。
4、需要考虑的问题——讨论操作和数据处理中的技术性问题：
（1）要保证碰撞是一维的
（2）质量测量
（3）速度测量
（4）实验数据的处理
本实验主要解决的问题是：怎样保证物体在同一直线上运动和怎样测物体的速度。
———天平
速度的测量：可以充分利用所学的运动学知识，如利用匀速运动、平抛运动，并借助于斜槽、气垫导轨、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件．
+
+
案例一：阅读教材，如何进行实验
三、实验案例
图中滑块上红色部分为挡光板，挡光板有一定的宽度，设为L．气垫导轨上黄色框架上安装有光控开关，并与计时装置相连，构成光电计时装置．
当挡光板穿入时，将光挡住开始计时，穿过后不再挡光则停止计时，设记录的时间为t，则滑块相当于在L的位移上运动了时间t，所以滑块匀速运动的速度v=L/t．
案例二：阅读教材，如何进行实验
通过测量小球被拉起的角度，从而算出落下时的速度；测量被撞小球摆起的角度，从而算出被撞后的速度。
也可以用贴胶布等方法增大两球碰撞时的能量损失。
案例三：阅读教材，如何进行实验
将打点计时器固定在光滑桌面的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面。让小车A运动，小车B静止。在两小车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，把两个小车连接成一体(如上图)。通过纸带测出它们碰撞前后的速度。
光滑桌面上有两1、2两个小球。1球的质量为0.3 kg，以速度8 m/s跟质量0.1 kg的静止的2球发生碰撞，碰撞后2球的速度变为9 m/s，1球的速度变为5 m/s，方向与原来相同。根据这些实验数据，晓明对这次碰撞的规律做了如下几项猜想。
（1）碰撞后2球获得了速度，是否是1球把速度传递给了2球？
（2）碰撞后2球获得了动能，是否是1球把动能传递给了2球？
（3）请你根据以上实验数据猜想：有一个什么物理量，在这次碰撞中，2球所增加的这个量与1球所减小的这个量相等？请计算表明。
【思考1】
【思考2】
基本思路
(一维碰撞)
与物体运动有关的物理量可能有哪些？
碰撞前后哪个物理量可能是不变的？
需要考虑
的问题
碰撞必须包括各种情况的碰撞;
物体质量的测量(天平);
碰撞前后物体速度的测量(利用光电门或打点计时器等).
实验：探究碰撞中的不变量09春学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：19.7 核聚变
三维教学目标
1、知识与技能
（1）了解聚变反应的特点及其条件；
（2）了解可控热核反应及其研究和发展；
（3）知道轻核的聚变能够释放出很多的能量,如果能加以控制将为人类提供广阔的能源前景。
2、过程与方法：通过让学生自己阅读课本，培养归纳与概括知识的能力和提出问题的能力
3、情感、态度与价值观
（1）通过学习，使学生进一步认识导科学技术的重要性，更加热爱科学、勇于献身科学；
（2）认识核能的和平利用能为人类造福，但若用于战争目的将给人类带来灾难，希望同学们努力学习，为人类早日和平利用核聚变能而作出自己的努力。
教学重点:聚变核反应的特点。聚变反应的条件。
教学方法:教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学用具：多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。
教学过程:
（一）引入新课
1967年6月17日，我国第一颗氢弹爆炸成功。从第一颗原子弹爆炸成功到第一颗氢弹爆炸成功，我国仅用了两年零八个月。前苏联用了四年，美国用了7年。氢弹爆炸释放核能是通过轻核的聚变来实现的。这节课我们就来研究聚变的问题。
（二）进行新课
1、聚变及其条件
提问：什么叫轻核的聚变？（两个轻核结合成质量较大的核，这样的反应叫做聚变）
提问：为什么轻核的聚变反应能够比重核的裂变反应释放更多的核能？（因为较轻的原子核比较重的原子核核子的平均质量更大，聚变成质量较大的原子核能产生更多的质量亏损，所以平均每个核子释放的能量就更大）
归纳补充：
（1）氢的聚变反应：
21H+21H→31He+11H+4 MeV、 21H+31H→42He+10n+17.6 MeV
（2）释放能量：
ΔE＝Δmc2＝17.6 MeV，平均每个核子释放能量3 MeV以上，约为裂变反应释放能量的3～4倍
提问：请同学们试从微观和宏观两个角度说明核聚变发生的条件？
结论：
微观上：参与反应的原子核必须接近到原子核大小的尺寸范围，即10-15 m，要使原子核接近到这种程度，必须使它们具有很大的动能以克服原子核之间巨大的库仑斥力。
宏观上：要使原子核具有如此大的动能，就要把它加热到几百万摄氏度的高温。
聚变反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就可以维持反应持续进行下去，在短时间释放巨大的能量，这就是聚变引起的核爆炸。
阅读教材：课本图19.7-1是氢弹原理图，它需要用原子炸药来引爆，以获得热核反应所需要的高温，而这些原子炸药又要用普通炸药来点燃。
2、可控热核反应
（1）聚变与裂变相比有很多优点
提问：目前，人们还不能控制核聚变的速度，但科学家们正在努力研究和尝试可控热核反应，以使核聚变造福于人类。我国在这方面的研究和实验也处于世界领先水平。请同学们自学教材，了解聚变与裂变相比有哪些优点？
可控热核反应发展进程：
例1：一个氘核和一个氚核发生聚变，其核反应方程是21H+31H→42He+10n，其中氘核的质量：mD=2.014 102 u、氚核的质量：mT=3.016 050 u、氦核的质量：mα=4.002 603 u、中子的质量：mn=1.008 665 u、1u=1.660 6×10-27kg，e = 1.602 2×10-19C，请同学们求出该核反应所释放出来的能量。
根据质能方程，释放出的能量为：
平均每个核子放出的能量约为3.3MeV，而铀核裂变时平均每个核子释放的能量约为1MeV。
总结：聚变与裂变相比，这是优点之一，即轻核聚变产能效率高。
常见的聚变反应：21H+21H→31He+11H+4MeV、 21H+31H→42He+10n+17.6 MeV。在这两个反应中，前一反应的材料是氘，后一反应的材料是氘和氚，而氚又是前一反应的产物，所以氘是实现这两个反应的原始材料，而氘是重水的组成部分，在覆盖地球表面三分之二的海水中是取之不尽的。从这个意义上讲，轻核聚变是能源危机的终结者。
总结：聚变与裂变相比，这是优点之二，即地球上聚变燃料的储量丰富。
如1L海水中大约有0.03g氘，如果发生聚变，放出的能量相当于燃烧300L汽油。
总结：聚变与裂变相比，优点之三，是轻核聚变反应更为安全、清洁。
实现核聚变需要高温，一旦出现故障，高温不能维持，反应就自动终止了。另外，氘和氚聚就反应中产生的氦是没有放射性的，放射性废物主要是泄漏的氚以及聚变时高速中子、质子与其他物质反应而生成的放射性物质，比裂就所生成的废物的数量少，容易处理。
（2）我国在可控热核反应方面的研究和实验发展情况。
EAST全超导托卡马克实验装置以探索无限而清洁的核聚变能源为目标，这个装置也被通称为“人造太阳”，能够像太阳一样给人类提供无限清洁的能源。目前，由中科院等离子体物理研究所设计制造的EAST全超导非圆截面托卡马克实验装置大部件已安装完毕，进入抽真空降温试验阶段。我国的科学家就率先建成了世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”实验装置，模拟太阳产生能量。
课后反思：
第16周
X409春学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：17.3 崭新的一页：粒子的波动性
1、光是一种电磁波，能够产生____________和___________等波特有的现象，说明光具有__________性。而_____________能说明光具有粒子性，所以我们说光具有_____________性。
2、任何一种实物粒子都一个波相对应，这种波叫_____________或___________________，这一结论是通过___________________实验证明的。
3、经过加速电压为400V的电场加速后的电子的德布罗意波波长为_______________m。
4、下列关于光的本性说法正确的是 ( )
A．有的光是波，有的光是粒子 B．光子就是牛顿微粒说的微粒
C．光的波长越长，其波动性越明显 D．γ射线具有明显的粒子性，没有波动性
5、下列现象说明光具有波动性的是 ( )
A．光的直线传播 B．光的干涉
C．光的衍射 D．光电效应
6、下列现象说明光具有波粒二象性的是 ( )
A．光的直线传播和干涉 B．光的衍射和干涉
C．光的干涉和光电效应 D．泊松亮斑和光电效应
7、电子显微镜的最高分辨率达0.2nm，若有人制造出质子显微镜，在加速到相同速度的情况下，质子显微镜的最高分辨率将 ( )
A．小于0.2nm B．大于0.2nm C．等于0.2nm D．无法确定
8、下列关于光的本性说法正确的是 ( )
A．在其他条件相同时，光的频率越高，衍射现象越明显
B．频率越高的光粒子性越明显
C．大量光子往往表现波动性，少量光子往往表现粒子性
D．若让光子一个一个地通过狭缝，它们将严格按照相同的轨道做极有规律的匀速直线运动
9、关于光的波粒二象性，下列说法正确的是 ( )
A．光的频率越高，光的能量越大，粒子性越明显
B．光的波长越长，光的能量越小，波动性越明显
C．频率高的光只具有粒子性，不具有波动性
D．无线电波只具有波动性，不具有粒子性
10、对于光的波粒二象性的理解正确的是 ( )
A．电磁波谱中，波长最长的只表现波动性，波长最短的只表现出粒子性
B．光子与电子是同一种粒子，光波与机械波是同一种波
C．光的波动性是由于光子间的相互作用而形成的
D．光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说
11、一束光子能量为E的单色光，在某介质中的波长为λ，光在真空中的速度为c，普郎克常量为 h，求该介质的折射率。
17.3 崭新的一页：粒子的波动性答案
1、干涉，衍射，波动，光电效应，波粒二象 2、物质波，德布罗意波，电子衍射 3、6.14×10-11 4、C 5、BC
6、CD 7、A 8、BC 9、AB 10、D 11、
第10周
B309春学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：18.1 电子的发现
三维教学目标
1、知识与技能
（1）了解阴极射线及电子发现的过程；
（2）知道汤姆孙研究阴极射线发现电子的实验及理论推导。
2、过程与方法：培养学生对问题的分析和解决能力，初步了解原子不是最小不可分割的粒子。
3、情感、态度与价值观：理解人类对原子的认识和研究经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过程，根据事实建立学说，发展学说，或是决定学说的取舍，发现新的事实，再建立新的学说。人类就是这样通过光的行为，经过分析和研究，逐渐认识原子的。
教学重点：阴极射线的研究。
教学难点：汤姆孙发现电子的理论推导。
教学方法：实验演示和启发式综合教学法。
教学过程：
（一）引入新课
很早以来，人们一直认为构成物质的最小粒子是原子，原子是一种不可再分割的粒子。这种认识一直统治了人类思想近两千年。直到19世纪末，科学家对实验中的阴极射线深入研究时，发现了电子，使人类对微观世界有了新的认识。电子的发现是19世纪末、20世纪初物理学三大发现之一。
（二）进行新课
1、阴极射线
科学家在研究气体导电时发现了辉光放电现象。1858年德国物理学家普吕克尔较早发现了气体导电时的辉光放电现象。德国物理学家戈德斯坦研究辉光放电现象时认为这是从阴极发出的某种射线引起的。所以他把这种未知射线称之为阴极射线。对于阴极射线的本质，有大量的科学家作出大量的科学研究，主要形成了两种观点。
（1）电磁波说：代表人物，赫兹。认为这种射线的本质是一种电磁波的传播过程。
（2）粒子说：代表人物，汤姆孙。认为这种射线的本质是一种高速粒子流。
2、电子的发现
英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子。实验装置如图所示，从高压电场的阴极发出的阴极射线，穿过C1C2后沿直线打在荧光屏A＇上。
（1）当在平行极板上加一如图所示的电场，发现阴极射线打在荧光屏上的位置向下偏，则可判定，阴极射线带有负电荷。
（2）为使阴极射线不发生偏转，则请思考可在平行极板区域采取什么措施。
在平行极板区域加一磁场，且磁场方向必须垂直纸面向外。当满足条件： 时，则阴极射线不发生偏转。则：
（3）根据带电的阴极射线在电场中的运动情况可知，其速度偏转角为：
又因为：
且
则：
根据已知量，可求出阴极射线的比荷。
思考：利用磁场使带电的阴极射线发生偏转，能否根据磁场的特点和带电粒子在磁场中的运动规律来计算阴极射线的比荷？
汤姆孙发现，用不同材料的阴极和不同的方法做实验，所得比荷的数值是相等的。这说明，这种粒子是构成各种物质的共有成分。并由实验测得的阴极射线粒子的比荷是氢离子比荷的近两千倍。若这种粒子的电荷量与氢离子的电荷量机同，则其质量约为氢离子质量的近两千分之一。汤姆孙后续的实验粗略测出了这种粒子的电荷量确实与氢离子的电荷量差别不大，证明了汤姆孙的猜测是正确的。汤姆生把新发现的这种粒子称之为电子。
电子的电荷量 e＝1.60217733×10－19C
第一次较为精确测量出电子电荷量的是美国物理学家密立根利用油滴实验测量出的。密立根通过实验还发现，电荷具有量子化的特征。即任何电荷只能是e的整数倍。电子的质量 m＝9.1093897×10－31kg
课堂例题
例题1：一只阴极射线管，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，发现射线径迹向下偏，则：（ ）
A．导线中的电流由A流向BB．导线中的电流由B流向A
C．若要使电子束的径迹往上偏，可以通过改变AB中的电流方向来实现
D．电子束的径迹与AB中的电流方向无关
例题2：有一电子（电荷量为e）经电压为U0的电场加速后，进入两块间距为d，电压为U的平行金属板间，若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场，求：
（1）金属板AB的长度
（2）电子穿出电场时的动能
课后反思：
第14周
X1
C
C1
C2
Y
A
S
磁场
x
L
萤幕
D
S
S
O
电场E
A
y
e
m
y1
y2
v0
v
A
B
A
B
U0
v0
+
+
+
+
－
－
－
－09春学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：16.1 实验：探究碰撞中的不变量
三维教学目标
1、知识与技能
（1）明确探究碰撞中的不变量的基本思路；
（2）掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法；
（3）掌握实验数据处理的方法。
2、过程与方法
（1）学习根据实验要求，设计实验，完成某种规律的探究方法；
（2）学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。
3、情感、态度与价值观
（1）通过对实验方案的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性；
（2）通过对实验数据的记录与处理，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题，解决问题，提高创新意识；
（3）在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力；
（4）在对现象规律的语言阐述中，提高了学生的语言表达能力，还体现了各学科之间的联系，可引伸到各事物间的关联性，使自己溶入社会。
教学重点：碰撞中的不变量的探究。
教学难点：实验数据的处理。
教学方法：启发、引导，学生自主实验，讨论、交流学习成果。
教学用具：完成该实验实验室提供的实验器材，如气垫导轨、滑块等。
教学过程：
（1） 引 入
演示：台球由于两球碰撞而改变运动状态。
碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象，两个物体发生碰撞后，速度都发生变化。两个物体的质量比例不同时，它们的速度变化也不一样。物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义，本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持不变（守恒）。
（二）进行新课
1、实验探究的基本思路
（1） 一维碰撞
我们只研究最简单的情况——两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动。这种碰撞叫做一维碰撞。
演示：用气垫导轨作碰撞实验
2、实验条件的保证、实验数据的测量
（1）实验必须保证碰撞是一维的即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动（对心碰撞）；
（2）用天平测量物体的质量；
（3）测量两个物体在碰撞前后的速度。
问题：测量物体的速度可以有哪些方法？
提示：速度的测量：可以充分利用所学的运动学知识，如利用匀速运动、平抛运动，并借助于斜槽、气垫导轨、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件。
参考案例――一种测速原理
如图所示（见课本），图中滑块上红色部分为挡光板，挡光板有一定的宽度，设为L，气垫导轨上黄色框架上安装有光控开关，并与计时装置相连，构成光电计时装置。
当挡光板穿入时，将光挡住开始计时，穿过后不再挡光则停止计时，设记录的时间为t，则滑块相当于在L的位移上运动了时间t，所以滑块匀速运动的速度v=L/t。
3、实验方案
（1）用气垫导轨作碰撞实验（如图所示）
实验记录及分析（a-1）
碰撞前 碰撞后
质量 m1= m2= m1= m2=
速度 v1= v2= = =
mv
mv2
v/m
实验记录及分析（a-2）
碰撞前 碰撞后
质量 m1= m2= m1= m2=
速度 v1= v2= = =
mv
mv2
v/m
实验记录及分析（a-3）
碰撞前 碰撞后
质量 m1= m2= m1= m2=
速度 v1= v2= = =
mv
mv2
v/m
实验记录及分析（b）
碰撞前 碰撞后
质量 m1= m2= m1= m2=
速度 v1= v2= = =
mv
mv2
v/m
4、结论：第一种猜测是对，即
课堂巩固:
1、在一个物理过程中始终保持不变的物理量叫不变量，也叫_____________量。
2、在气垫导轨上进行探究实验时，用的仪器除了光电门、滑块、挡光片外，还有_____________________________。
3、在气垫导轨上进行实验时，首先应该做的是( )
A．给气垫导轨通气 B．给光电计时器进行归零处理
C．把滑块放到导轨上 D．检查挡光片通过光电门时是否能挡光计时
4、在用气垫导轨探究碰撞中的不变量时，不需要测量的物理量是( )
A．滑块的质量 B．挡光的时间
C．挡光片间的距离 D．光电门的高度
第3周
X209春学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题： 19.5 核力与结合能
三维教学目标
1、知识与技能
（1）知道核力的概念、特点及自然界存在的四种基本相互作用；
（2）知道稳定原子核中质子与中子的比例随着原子序数的增大而减小；
（3）理解结合能的概念，知道核反应中的质量亏损；
（4）知道爱因斯坦的质能方程，理解质量与能量的关系。
2、过程与方法
（1）会根据质能方程和质量亏损的概念计算核反应中释放的核能；
（2）培养学生的理解能力、推理能力、及数学计算能力。
3、情感、态度与价值观
（1）使学生树立起实践是检验真理的标准、科学理论对实践有着指导和预见作用的能力；
（2）认识开发和利用核能对解决人类能源危机的重要意义。
教学重点：质量亏损及爱因斯坦的质能方程的理解。
教学难点：结合能的概念、爱因斯坦的质能方程、质量与能量的关系。
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学用具：多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。
教学过程：
（一）引入新课
氦原子核中有两个质子，质子质量为mp=1.67×10-27kg，带电量为元电荷e=1.6×10-19C，原子核的直径的数量级为10-15m，那么两个质子之间的库仑斥力与万有引力两者相差多少倍 （两者相差1036倍）
在原子核那样狭小的空间里，带正电的质子之间的库仑斥力为万有引力的1036倍，那么质子为什么能挤在一起而不飞散？会不会在原子核中有一种过去不知道的力，把核子束缚在一起了呢？今天就来学习这方面的内容。
（二）进行新课
1、核力与四种基本相互作用
20世纪初人们只知道自然界存在着两种力：一种是万有引力，另一种是电磁力(库仑力是一种电磁力)。在相同的距离上，这两种力的强度差别很大。电磁力大约要比万有引力强1036倍。
基于这两种力的性质，原子核中的质子要靠自身的引力来抗衡相互间的库仑斥力是不可能的。核物理学家猜想，原子核里的核子间有第三种相互作用存在，即存在着一种核力，是核力把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核，后来的实验证实了科学家的猜测。
那么核力有怎样特点呢？
（1）核力特点：
第一、核力是强相互作用(强力)的一种表现。
第二、核力是 力，作用范围在1.5×10-15 m之内。
第三、核力存在于核子之间，每个核子只跟 的核子发生核力作用，这种性质称为核力的 性。
总结：除核力外，核物理学家还在原子核内发现了自然界的第四种相互作用—弱相互作用(弱力)，弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子转变质子的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比强力更短，为10-18m，作用强度则比电磁力小。
（2）四种基本相互作用力：
弱力、强力、电磁力、引力和分别在不同的尺度上发挥作用：
①弱力（弱相互作用）：弱相互作用是引起原子核β衰变的原因→短程力；
②强力（强相互作用）：在原子核内，强力将核子束缚在一起→短程力；
③电磁力：电磁力在原子核外，电磁力使电子不脱离原子核而形成原子，使原了结合成分子，使分子结合成液体和固体→长程力；
④引力：引力主要在宏观和宇观尺度上“独领风骚”。是引力使行星绕着恒星转，并且联系着星系团，决定着宇宙的现状→长程力 。
2、原子核中质子与中子的比例
由于核力的作用范围是 的，以及核力的 性，若再增大原子核，一些核子间的距离会大到其间恨本没有核力的作用，这时候再增加中子，形成的核也一定是不稳定的。因此只有200多种稳定的原子核长久地留了下来。
3、结合能。
要把原子核分开成核子要 能量，核子结合成原子核要 能量，这个能量叫做原子核的结合能。
原子核越大，它的结合能越高，因此有意义的是它的结合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均结合能。 越大，表示原子核中核子结合得越牢固,原子核 。
那么如何求原子核的结合能呢？爱因斯坦从相对论得出了物体能量与它的质量的关系，指出了求原子核的结合能的方法。
4、质量亏损
（1）质量亏损
科学家研究证明在核反应中原子核的总质量 相等，例如精确计算表明：氘核的质量比一个中子和一个质子的质量之和要小一些，这种现象叫做质量亏损，质量亏损只有在 反应中才能明显的表现出来。
回顾质量、能量的定义、单位，向学生指出质量不是能量、能量也不是质量，质量不能转化能量，能量也不能转化质量，质量只是物体具有能量多少及能量转变多少的一种 。
（2）爱因斯坦质能方程： E＝mc2
相对论指出，物体的能量（E）和质量（m）之间存在着密切的关系，即E＝mc2式中， c为真空中的光速。爱因斯坦质能方程表明：物体所具有的能量跟它的质量成正比。由于c2这个数值十分巨大，因而物体的能量是十分可观的。
（3）核反应中由于质量亏损而释放的能量：△E=△m c2
物体的能量变化△E与物体的质量变化△m的关系：△E=
说明：
①物体的质量包括静止质量和运动质量，质量亏损指的是静止质量的减少，减少的静止质量转化为和辐射能量有关的运动质量。
②质量亏损并不是这部分质量消失或转变为能量，只是静止质量的减少。
③在核反应中仍然遵守质量守恒定律、能量守恒定律。
④质量只是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度。
课后反思：
第16周
X209春学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：16.3 动量守恒定律（二）
1、质量为M=2kg的木块静止在光滑的水平面上，一颗质量为m＝20g的子弹以v0＝100m/s的速度水平飞来，射穿木块后以80m/s的速度飞去，则木块速度大小为____________m/s。
2、光滑水平面上，质量分别为2kg和1kg的两个小球分别以0.5m/s和2m/s的速度相向运动，碰撞后两物体粘在一起，则它们的共同速度大小为____________m/s，方向____________。
3、质量是80kg的人，以10m/s的水平速度跳上一辆迎面驶来的质量为200kg、速度为5m/s的车上，则此后车的速度是____________m/s，方向____________。
4、若用p1、p2表示两个在同一直线上运动并相互作用的物体的初动量，用p1′、p2′表示它们的末动量，△p1、△p2表示它们相互作用过程中各自动量的变化，则下列式子能表示动量守恒的是 ( )
A．△p1＝—△p2 B．p1+p2＝ p1′+ p2′
C．△p1+△p2＝0 D．△p1+△p2＝常数（不为零）
5、如图所示，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，若以两车及弹簧组成系统，则下列说法中正确的是 ( )
A．两手同时放开后，系统总量始终为零
B．先放开左手，后放开右手后动量不守恒
C．先放开左手，后放开右手，总动量向左
D．无论何时放手，只要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
6、一辆平板车停止在光滑的水平面上，车上一人(原来也静止)用大锤敲打车的左端，如右图在锤的连续敲打下，这辆平板车将 ( )
A．左右来回运动
B．向左运动
C．向右运动
D．静止不动
7、如图所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触面是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短。现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中 ( )
A．动量守恒，机械能守恒
B．动量不守恒，机械能不守恒
C．动量守恒，机械能不守恒
D．动量不守恒，机械能守恒
8、甲、乙两球发生相碰，甲球的速度减少了5m/s，乙球速度增加了3m/s，则甲、乙两球质量之比是 ( )
A．2∶1 B．3∶5 C．5∶3 D．1∶2
9、沿水平方向飞行的手榴弹，它的速度是20m/s，此时在空中爆炸，分裂成1kg和0.5kg的两块，其中0.5kg的一块以40m/s的速率沿原来速度相反的方向运动，则另一块的速率为( )
A．10m/s B．30m/s C．50m/s D．70m/s
10、在光滑水平面上，两球沿球心连线以相等的速率相向而行，并发生碰撞，下列现象可能的是( )
A．若两球质量相同，碰后以某一相等速率互相分开 B．若两球质量相同，碰后以某一相等速率同向而行
C．若两球质量不同，碰后以某一相等速率互相分开 D．若两球质量不同，碰后以某一相等速率同向而行
11、用质量分别为m1和m2的两个木块压缩一个弹簧，放在光滑水平桌面上。由静止释放后，当它们与弹簧分开时，仍在桌面上，它们的速度大小分别是v1和v2，动能分别为E1和E2。落地后，落地点到桌边的距离分别是s1和s2，则 ( )
A．v1∶v2＝m1∶m 2 B．E1∶E2＝m1∶m 2 C．s1∶s2＝m1∶m2 D．以上结果都应是m2∶m1
12、质量为1kg的滑块静止在光滑的水平面上，小球质量为0.05kg，以1000m/s的速度碰到滑块后，又以800m/s的速度被弹回，求滑块获得速度为多大？
13、甲、乙两个溜冰者相对而立，质量分别为m甲=60kg，m乙=70kg，甲手中另持有m=10kg的球，如果甲以相对地面的水平速度v0=4m/s把球抛给乙，求:
（1）甲抛出球后的速度；
（2）乙接球后的速度。
14、两磁铁各放在一辆小车上，小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动。已知甲车和磁铁的总质量为0.5kg，乙车和磁铁的总质量为1kg。两磁铁的N极相对，推动一下，使两车相向运动。某时刻甲的速率为2 m/s，乙的速率为3 m/s，方向与甲相反.两车运动过程中始终未相碰，求：
（1）两车最近时，乙的速度为多大
（2）甲车开始反向时，乙的速度为多大
学案参考答案：
1．BC 2．D 3．5∶4?
4．乙与甲碰撞动量守恒：? m乙v乙=m乙v乙′+m甲v甲′?
小物体m在乙上滑动至有共同速度v，对小物体与乙车运用动量守恒定律得： m乙v乙′=（m+m乙）v?
对小物体应用牛顿第二定律得a=μg? 所以：t=v/μg?
代入数据得t=0.4 s?
课题：16.3 动量守恒定律（二）
1、0.2 2、1/2，与质量为1kg的小球原来的运动方向相同 3、5/7，与车原来的运动方向相同4、ABC 5、AD
6、A 7 B、8、B 9、C 10、AD 11、D 12、90m/s 13、（1）2/3m/s （2）0.5m/s
7、14、（1）4/3m/s （2）2m/s
第3周
B409春学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题： 19.6 重核的裂变
三维教学目标
1、知识与技能
（1）知道核裂变的概念，知道重核裂变中能释放出巨大的能量；
（2）知道什么是链式反应；
（3）会计算重核裂变过程中释放出的能量；
（4）知道什么是核反应堆。了解常用裂变反应堆的类型，了解核电站及核能发电的优缺点。
2、过程与方法
（1）通过对核子平均质量与原子序数关系的理解，培养学生的逻辑推理能力及应用教学图像处理物理问题的能力；
（2）通过让学生自己阅读课本，培养学生归纳与概括知识的能力和提出问题的能力。
3、情感、态度与价值观
（1）激发学生热爱科学、探求真理的激情，树立实事求是的科学态度，培养学生基本的科学素养，通过核能的利用，思考科学与社会的关系；
（2）通过教学，让学生认识到和平利用核能及开发新能源的重要性；
（3）确立世界是物质的，物质是运动变化的，而变化过程必然遵循能量守恒的观点。
教学重点：链式反应及其释放核能的计算；重核裂变的核反应方程式的书写。
教学难点：通过核子平均质量与原子序数的关系，推理得出由质量数较大的原子核分裂成质量数较小的原子核释放能量这一结论。
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学过程：
（一）引入新课
大家都知道在第二次世界大战即将结束的时候，美国于1945年8月6日、9日先后在日本的广岛、长崎上空投下了两颗原子弹，刹那间，这两座曾经十分美丽的城市变成一片废墟。大家还知道目前世界上有少数国家建成了许多核电站，我国也相继建成了浙江秦山核电站和广东大亚湾核电站等。我想，现在大家一定想知道原子弹爆炸及核发电的原理，那么，我们这节课就来学习裂变，通过学习，大家就会对上述问题有初步的了解。
（二）进行新课
1、核裂变（fission）
提问：核裂变的特点是什么？（重核分裂成质量较小的核的反应，称为裂变）
总结：重核分裂成 的核，释放出核能的反应，称为裂变。
提问：是不是所有的核裂变都能放出核能？（只有核子平均质量减小的核反应才能放出核能）
总结：不是所有的核反应都能放出核能，有的核反应，反应后生成物的质量比反应前的质量大，这样的核反应不放出能量，反而在反应过程中要吸收大量的能量。只有重核裂变和轻核聚变能放出大量的能量。
2、铀核的裂变
（1）铀核的裂变的一种典型反应。
提问：铀核的裂变的产物是多样的，最典型的一种核反应方程式是什么样的？
（2）链式反应：
提问：链式反应〔chain reaction〕是怎样进行的？（这种由重核裂变产生的 使裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应）
（3）临界体积（临界质量）：
提问：什么是临界体积（临界质量）？（通常把裂变物质能够发生链式反应的 体积叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量）
（4）裂变反应中的能量的计算。
裂变前的质量：
kg， kg
裂变后的质量：
kg，kg，kg，
学生计算：质量亏损：
kg，
J=201MeV
3、核电站
核核反应堆各组成部分在核反应中起什么作用？
铀棒由浓缩铀制成，作为核燃料。
控制棒由镉做成，用来控制反应速度。
减速剂由石墨、重水或普通水（有时叫轻水）做成，用来跟快中子碰撞，使快中子能量减少，变成慢中子，以便让U235俘获。
冷却剂由水或液态的金属钠等流体做成，在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出，确保反应堆的安全。
学生回答：水泥防护层用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，防止核辐射。
核能发电的优点、缺点？
优点：①污染小；②可采储量大；③比较经济。
缺点：①一旦核泄漏会造成严重的核污染；②核废料处理困难。
点评：学生用自己的语言叙述，基本正确即可。
补充：了解常用裂变反应堆的类型：秦山二期、大亚湾二期是压水堆，秦山三期是沸水堆。
例题1、下列核反应中，表示核裂变的是（ ）
A、 B、
C、 D、
例题2、秦山核电站第一期工程装机容量为30万kW，如果1g铀235完全裂变时产生的能量为8.21010 J，并且假定产生的能量都变成了电能，那么，每年要消耗多少铀235 （一年按365天计算）
课后反思：
第16周
X309春学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：19.8 粒子和宇宙
三维教学目标
1、知识与技能
（1）了解构成物质的“基本粒子”及粒子物理的发展史；
（2）初步了解宇宙的演化过程及宇宙与粒子的和谐统一。
2、过程与方法
（1）感知人类（科学家）探究宇宙奥秘的过程和方法；
（2）能够突破传统思维重新认识客观物质世界。
3、情感、态度与价值观
（1）让学生真正感受到自然的和谐统一并深知创建和谐社会的必要性；
（2）培养学生的科学探索精神。
教学重点：了解构成物质的粒子和宇宙演化过程
教学难点：各种微观粒子模型的理解
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学过程：
（一）引入新课
宇宙的起源一直是天文学中困难而又有启发性的问题。宇宙学中大爆炸论的基本观点是宇宙正在膨胀，要了解宇宙更早期的情况，我们必须研究组成物质的基本粒子。
现在我们所知的构成物体的最小微粒是什么？（构成物体的最小微粒为“原子”，不可再分）
其实直到19世纪末，人们都认为原子是组成物质不可分的最小微粒。20世纪初人们发现了电子，并认为原子并不是不可以再分，而且提出了原子结构模型的研究。
现在我们认为原子是什么结构模型，由什么组成？
现在我们认为原子是核式结构，说明原子可再分，原子核由质子与中子构成。
（二）进行新课
1、“基本”粒子 “不” 基本
1897年汤姆生发现电子，1911年卢瑟福提出原子的核式结构。继而我们发现了光子，并认为“光子、电子、质子、中子”是组成物质的不可再分的粒子，所以把它们叫“基本粒子”。那么随着科学技术的发展“它们”还是不是真正意义上的“基本”粒子呢？
2、发现新粒子
20世纪30年代以来，人们对宇宙线的研究中发现了一些新的粒子。看教材（103页“发现新粒子”）
思考：
（1）从宇宙线中发现了哪些粒子？这些粒子有什么特点？
（2）通过科学核物理实验又发现了哪些粒子？
（3）什么是反粒子？
（4）现在可以将粒子分为哪几类？
3、夸克模型
1964年提出夸克模型，认为强子由更基本的成分组成，这种成分叫做夸克（quark）。夸克模型经过几十年的发展，已被多数物理学家接受。那么，现代科学认为夸克有哪几种？有什么特征？
（1）上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克。
（2）夸克带电荷为元电荷的或倍
例1：已知π+介子、π-介子都是由一个夸克（夸克u或夸克d）和一个反夸克（反夸克或反夸克）组成的，它们的带电荷量如下表所示，表中e为元电荷。
π+ π- u d
带电量 +e -e
下列说法正确的是（ ）（2005全国）
A．π+由u和组成 B．π+由和d组成
C．π-由u和组成 D．π-由和d组成
解析：根据各种粒子带电情况，π的带应为u和d（“+”或“-”）所以选“AD”
归纳：基本粒子不基本（列出框架图）
点评：逐步突现物质世界的微观与宏观的和谐统一。
4、宇宙的演化、恒星的演化
前面我们提到要了解宇宙起源需了解物质的组成的粒子，这是因为在物理学中研究微观世界的粒子物理、量子理论，与研究宇宙的理论竟然相互沟通、相互支撑。
阅读教材,并要求学生初步了解宇宙演化的发展过程。
课后反思：
第16周
X5
粒子
媒介子
轻子
（6种）
强子
参与强作用
光子（传递电磁相互作用）
胶子（传递强相互作用）
电子
电子中微子
μ子和μ子中微子
子和子中微子
质子
中子
介子
超子
上夸克
下夸克
奇夸克
粲夸克
底夸克
顶夸克
夸克09春学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：19.2 放射性元素的衰变
1、原子核放出________粒子或_______粒子，变成一种新的原子核，这种变化叫原子核的__________。这种变化自发进行时主要有两种，一种叫____________，另一种叫___________。
2、放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫这种元素的____________，它是___________________________决定的，与原子核所处的物理或化学状态无关。
3、放射性元素的衰变时遵守两个守恒：分别为____________守恒，____________守恒。
4、下列关于三种射线的说法正确的是 ( )
A．β 粒子就是电子 B．α粒子就是氦原子核
C．γ 就是光子 D．以上说法都不正确
5、下列关于三种射线的本领和主要作用，说法正确的是( )
A．α射线的穿透本领很强，电离作用很弱
B．β 射线是高速电子流，电离作用较强，穿透本领也较强
C．γ射线是波长很短的电磁波，穿透本领很强 D．以上说法都不正确
6、对天然放射现象，下列说法中正确的是 ( )
A．α粒子带正电，所以α射线一定是从原子核中射出的
B．β 粒子带负电，所以β射线有可能是核外电子
C．γ是光子，所以γ射线是可能是原子发光产生的
D．α射线、β射线、γ射线都是从原子核内部释放出来的
7、一放射源放射出某种或多种射线，当用一张簿纸放在放射源前面时，射线的强度减为原来的三分之一，而当用1cm厚的铝板放在放射源前面时，射线的强度几乎减为零，由此可知该放射源所放射出的 ( )
A．只有α射线 B．只有β射线
C．是α射线和β射线 D．是α射线和γ射线
8、某放射性元素的原子核X连续经过三次α衰变和两次β衰变，若最后变成另一种元素的原子核Y，则该新核的符号是 ( )
A．Y B．Y C．Y D．Y
9、原子核X经过一次β衰变后变成原子核Y，原子核Y再经过一次α衰变后变成原子核Z，则下列关于这三种原子核的说法正确的是 ( )
A．X的中子数比Z的中子数多3个 B．X的质子数比Z的质子数多2个
C．Z的核子数比Y的核子数少3个 D．X的中性原子的核外电子数比Y的中性原子的核外电子数少5个
10、下列关于半衰期的理解正确的是 ( )
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，元素的半衰期也变短
C．把放射性元素放到密闭的容器中，可以减慢它的衰变速度
D．降低温度或增大压强，可以让放射性元素的半衰期变长
11、某两种放射性元素A和E分别发生了如下的系列衰变：ABCD，EFGH，已知B和E是同位素，则 ( )
A．C和F是同位素，D和G是同位素 B．A和G是同位素 B和H是同位素
C．C和G是同位素 D和H是同位素 D．A和F是同位素 B和G是同位素
12、如图所示，在匀强磁场中，一个原来静止的原子核发生衰变，得到两圆轨迹，不计放出光子的能量，则下列说法正确的是 ( )
A．发生的是α衰变
B．发生的是β衰变
C．a是β粒子的运动轨迹
D．衰变后的新核是逆时针运动的
13、测得某矿石中铀、铅质量比为1.16∶1，假设开始时矿石中只含有铀238，发生衰变的铀238都变成了铅206，已知铀238的半衰期为4.5×109年，求矿石的年龄。
14、静止的镭原子核Ra经一次α衰变后变成一个新核Rn，
（1）写出衰变方程；
（2）若测得放出的α粒子的动能为E1，求新核的动能；
（3）镭核衰变时放出的能量。（不考虑γ衰变）
课题：19.2 放射性元素的衰变 B3
1、α，β，衰变，α衰变，β衰变 2、半衰期，放射性元素原子核内部本身性质 3、电荷数，质量数
4、ABC 5、BC 6、AD 7、C 8、D 9、A 10、A 11、B 12、BCD 13、4.5×109年
14、（1）Ra→Rn＋He （2）E1 （3）E1
第15周
B3
b
a09春学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：16.3 动量守恒定律（二）
三维教学目标
1、知识与技能：掌握运用动量守恒定律的一般步骤。
2、过程与方法：知道运用动量守恒定律解决问题应注意的问题，并知道运用动量守恒定律解决有关问题的优点。
3、情感、态度与价值观：学会用动量守恒定律分析解决碰撞、爆炸等物体相互作用的问题，培养思维能力。
教学重点：运用动量守恒定律的一般步骤。
教学难点：动量守恒定律的应用。
教学过程：
（一）引入新课
问题1：动量守恒定律的内容是什么？
问题2：分析动量守恒定律成立条件有哪些？（F合=0（严格条件），F内 远大于F外（近似条件，③某方向上合力为0，在这个方向上成立。）
（二）进行新课
1、动量守恒定律与牛顿运动定律：用牛顿定律自己推导出动量守恒定律的表达式。
（1）推导过程：
根据牛顿第二定律，碰撞过程中1、2两球的加速度分别是：
根据牛顿第三定律，F1、F2等大反向，即 F1 = - F2 所以：
碰撞时两球间的作用时间极短，用表示，则有：
，
代入并整理得
这就是动量守恒定律的表达式。
（2）动量守恒定律的重要意义
从现代物理学的理论高度来认识，动量守恒定律是物理学中最基本的普适原理之一。（另一个最基本的普适原理就是能量守恒定律。）从科学实践的角度来看，迄今为止，人们尚未发现动量守恒定律有任何例外。相反，每当在实验中观察到似乎是违反动量守恒定律的现象时，物理学家们就会提出新的假设来补救，最后总是以有新的发现而胜利告终。例如静止的原子核发生β衰变放出电子时，按动量守恒，反冲核应该沿电子的反方向运动。但云室照片显示，两者径迹不在一条直线上。为解释这一反常现象，1930年泡利提出了中微子假说。由于中微子既不带电又几乎无质量，在实验中极难测量，直到1956年人们才首次证明了中微子的存在。（2000年高考综合题23 ②就是根据这一历史事实设计的）。又如人们发现，两个运动着的带电粒子在电磁相互作用下动量似乎也是不守恒的。这时物理学家把动量的概念推广到了电磁场，把电磁场的动量也考虑进去，总动量就又守恒了。
2、应用动量守恒定律解决问题的基本思路和一般方法
（1）分析题意，明确研究对象
在分析相互作用的物体总动量是否守恒时，通常把这些被研究的物体总称为系统.对于比较复杂的物理过程，要采用程序法对全过程进行分段分析，要明确在哪些阶段中，哪些物体发生相互作用，从而确定所研究的系统是由哪些物体组成的。
（2）要对各阶段所选系统内的物体进行受力分析
弄清哪些是系统内部物体之间相互作用的内力，哪些是系统外物体对系统内物体作用的外力。在受力分析的基础上根据动量守恒定律条件，判断能否应用动量守恒。
（3）明确所研究的相互作用过程，确定过程的始、末状态
即系统内各个物体的初动量和末动量的量值或表达式。
注意：在研究地面上物体间相互作用的过程时，各物体运动的速度均应取地球为参考系。
（4）确定好正方向建立动量守恒方程求解。
3、动量守恒定律的应用举例
1．如图所示，A、B两物体的质量比mA∶mB=3∶2，它们原来静止在平板车C上，A、B间有一根被压缩了的弹簧，A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同，地面光滑.当弹簧突然释放后，则有 （ ）
A.A、B系统动量守恒
B.A、B、C系统动量守恒
C.小车向左运动
D.小车向右运动
2.把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平面上，枪发射出一颗子弹时，关于枪、弹、车，下列说法正确的是
A.枪和弹组成的系统，动量守恒
B.枪和车组成的系统，动量守恒
C.三者组成的系统，因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小，使系统的动量变化很小，可以忽略不计，故系统动量近似守恒
D.三者组成的系统，动量守恒，因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用，这两个外力的合力为零
3.甲乙两船自身质量为120 kg，都静止在静水中，当一个质量为30 kg的小孩以相对于地面6 m/s的水平速度从甲船跳上乙船时，不计阻力，甲、乙两船速度大小之比：
v甲∶v乙=_______.
4.如图所示，甲车的质量是2 kg，静止在光滑水平面上，上表面光滑，右端放一个质量为1 kg的小物体.乙车质量为4 kg，以5 m/s的速度向左运动，与甲车碰撞以后甲车获得8 m/s的速度，物体滑到乙车上.若乙车足够长，上表面与物体的动摩擦因数为0.2，则物体在乙车上表面滑行多长时间相对乙车静止 （g取10 m/s2）
参考答案：
1．BC 2．D 3．5∶4?
4．乙与甲碰撞动量守恒：? m乙v乙=m乙v乙′+m甲v甲′?
小物体m在乙上滑动至有共同速度v，对小物体与乙车运用动量守恒定律得： m乙v乙′=（m+m乙）v?
对小物体应用牛顿第二定律得a=μg? 所以：t=v/μg?
代入数据得t=0.4 s?
第3周
X409春学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：18.4 玻尔的原子模型
1、根据玻尔的理论，电子在不同轨道上运动时能量是____________的，轨道的量子化势必对应着____________的量子化。这些具有确定能量的稳定状态称为________________，能量最低的状态叫___________，也就是说，原子只能处于一系列___________的能量状态中。
2、玻尔对氢原子光谱的解释是：原子从较高的能级向较低的能级跃迁时__________光子的能量等于前后___________________________，由于原子的能级是____________的，所以放出的光子能量也是_____________的，因此原子的发射光谱只有一些____________的亮线。
3、玻尔理论成功地解释了氢原子发光，他的成功之处在于引入了_______________观念，而对复杂的原子发光，玻尔理论却无法解释，它的不足之处在于过多地保留了_______________。
4、氢原子第二能级的能量为 ( )
A．-13.6eV B．-10.2eV C．-7.8eV D．-3.4eV
5、欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是 ( )
A．用10.2eV的光子照射 B．用11eV的光子照射
C．用14eV的光子照射 D．用13eV的电子碰撞
6、处于第四能级的氢原子跃迁基态的过程中，可能发出的不同光的种数有 ( )
A．一种 B．三种 C．四种 D．六种
7、处于基态的氢原子在某单色光照射下，只能发出频率分别为ν1、ν2、ν3的三种光，且ν1＜ν2＜ν3，则该照射光的光子能量为 ( )
A．hν1 B．hν2 C．hν3 D．h(ν1＋ν2＋ν3)
8、氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值，它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动时的动能， 氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时 ( )
A．电子的动能增加，氢原子系统的电势能增加
B．电子的动能增加，氢原子系统的电势能减少
C．电子的动能减少，氢原子系统的电势能增加
D．电子的动能减少，氢原子系统的电势能减少
9、原子的能量量子化是指 ( )
A．原子的能量是不可以改变的 B．原子的能量与电子的轨道无关
C．原子的能量状态是不连续的 D．原子具有分立的能级
10、光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，放出的光子的能量等于原子在初、末两个能级的能量差
B．原子不可能从低能级跃迁到高能级
C．原子吸收光子后从低能级向高能级跃迁，放出光子后从高能级向低能级跃迁
D．只要原子吸收了光子就一定能从低能级跃迁到高能级
11、氢原子从能量为E1的较高能级跃迁到能量为E2的较低能级，真空中光速为c，则 ( )
A．吸收的光子的波长为 B．吸收的光子的波长为
C．辐射的光子的波长为 D．辐射的光子的波长为
12、如图所示为氢原子的四个能级，其中E1为基态，若氢原子A处于激发态E2，氢原子B处于激发态E3，则下列说法正确的是 ( )
A．原子A可能辐射出3种频率的光子
B．原子B可能辐射出3种频率的光子
C．原子A通够吸收原子B辐射出的光子并跃迁到能级E4
D．原子B能够吸收原子A辐射出的光子并跃迁到能级E4
13、氢原子中核外电子从第二能级跃迁到基态时，辐射出的光照射在某金属表面上能产生光电效应。那么处于第三能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的各种频率的光可能使此金属发生光电效应的至少有 ( )
A．1种 B．2种 C．3种 D．4种
14、已知氢原子的电子轨道半径r1＝5.3×10-9m，基态能量E1＝－13.6eV，量子数n的能级值En＝E1，静电力常量为9×109N·m2/C2，电子电量为1.6×10-19C，普朗克常量为6.63×10-34J·s，真空中光速为3×108m/s，
（1）求电子在基态轨道上运动时的动能；
（2）有一群氢原子处于量子数为的激发态，画一张能级图，在图上用箭头标明这些氢原子最多能发出哪几种光谱线；
（3）计算（2）中各光谱线中的最短波长。
课题：18.4 玻尔的原子模型 B1
1、不连续，能量，定态，基态，不连续 2、辐射，两个能级的能量差，不连续，不连续，分立3、量子，经典粒子的概念 4、D 5、ACD 6、D 7、C 8、B 9、CD 10、C 11、D 12、B 13、B 14、（1）13.6eV（2）3种（3－2，3－1，2－1）（3）100nm
第15周
B109春学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：18.1电子的发现
1、一直以来人们都认为_____________是构成物质的最小粒子，直到1897年物理学家____________发现了带_________电的____________，从此打破了原子不可再分的神话。
2、阴极射线带_________电，它实际上就是____________________。
3、卢瑟福通过__________________实验提出了著名的______________模型。
4、原子是由带_______电的___________和带_______电和___________组成的。
5、在物理学发展史上，有一些定律或规律的发现，首先是通过推理论证建立理论，然后再由实验加以验证，下列叙述内容符合上述情况的是( )
A．牛顿发现了万有引力，经过一段时间后卡文迪许用实验方法测出引力常量的数值，从而验证了万有引力定律
B．爱因斯坦提出了量子理论，后来普朗克用光电效应实验提出了光子说
C．麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波的存在，后来由赫兹用实验证实了电磁波的存在
D．汤姆生提出原子的核式结构学说，后来由卢瑟福用α粒子散射实验给予了验证
6、关于α粒子散射实验，下列说法正确的是( )
A．绝大多数α粒子经过金箔后，发生了角度不太大的偏转
B．α粒子在接近原子核的过程中，动能减少，电势能减少
C．α粒子离开原子核的过程中，动能增大，电势能也增大
D．对α粒子散射实验的数据进行分析，可以估算出原子核的大小
7、在α粒子散射实验中，当α粒子最接近金原子核时，α粒子符合下列的( )
A．动能最小 B．电势能最小
C．α粒子与金原子核组成的系统能量最小 D．所受金原子核的斥力最大
8、卢瑟福由α粒子散射实验得出的结论包括( )
A．原子中心有一个很小的核 B．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内
C．原子中的正电荷均匀分布 D．带负电的电子在核外空间绕原子核旋转
9、如图所示为α粒子散射实验中的一些曲线，这些曲线中可能是粒子运动轨迹的是 ( )
A．a
B．b
C．c
D．d
10、在α粒子散射实验中，并没有考虑电子对粒子偏转角度的影响，这是因为 ( )
A．电子体积很小，以致α粒子碰不到它 B．电子质量远比比α粒子小，所以它对α粒子运动到影响极其微小
C．α粒子使各个电子碰撞的效果相互抵消 D．电子在核外均匀分布，所以α粒子受电子作用的合外力为零
11、卢瑟福的 粒子散射实验的结果 ( )
A．证明了质子的存在
B．证明了原子核是由质子和中子组成的
C．说明原子核的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在一个很小的核上
D．说明原子中存在电子
12、在 粒子散射实验中，使少数 粒子发生大角度偏转的作用力是( )
A．原子核对 粒子的万有引力 B．原子核对 粒子的库仑力
C．原子核对 粒子的磁场力 D．原子核对 粒子的核力
13、下列关于原子核结构的说法正确的是 ( )
A．电子的发现说明了原子核内部还有复杂的结构
B． 粒子散射实验揭示了原子具有核式结构
C． 粒子散射实验中绝大多数 粒子发生了大角度偏转
D． 粒子散射实验中有的 粒子生了大角度偏转的原因是 粒子与原子核发生碰撞所致
14、氢原子核外电子的电荷量为e，它绕核运动的最小轨道半径为r，求电子绕核做匀速圆周运动的动能和电子所以轨道处的场强大小。
课题：电子的发现 B1
1、原子，汤姆生，负，电子 2、负，电子 3、α粒子散射实验，原子核式结构 4、正，原子核，负，电子 5、AC 6、AD 7、AD 8、ABD 9、BD 10、B 11、C 12、B 13、B 14、，
第14周
B1
a
d
c
b
α粒子
金原子核09春学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：16.6 用动量概念表示牛顿第二定律
1、在物理学中，我们把物体受到的力与力的______________的乘积________叫冲量。用公式表示为______________。冲量是_________量，它的方向是____________________，国际单位是______________。
2、冲量是物体___________变化的量度，一个物体所受合外力的冲量等于物体____________的变化量，这叫___________定理。
3、一质量为2kg的物体以5m/s的速度在光滑水平面上运动，某时刻受到一个大小为10N、方向与物体运动方向相同的水平恒力作用，作用5s时间后，物体的速度大小为_____________，这5s时间内，物体动量的变化量为_____________。
4、下列说法中正确的是 ( )
A．物体只有受到冲量，才会有动量 B．物体受到冲量，其动量大小必定改变
C．物体受到冲量越大，其动量也越大 D．做减速运动的物体，受到的冲量的方向与动量变化的方向相同
5、某物体受到－6N·s的冲量作用，则 ( )
A．物体的动量增量一定与规定的正方向相反 B．物体原来的动量方向一定与这个冲量方向相反
C．物体的末动量一定是负值 D．物体的动量一定减小
6、下面关于物体动量和冲量的说法正确的是 ( )
A．物体所受合外力冲量越大，它的动量也越大 B．物体所受合外力冲量不为零，它的动量一定要改变
C．物体动量增量的方向，就是它所受冲量的方向 D．物体所受合外力越大，它的动量变化就越快
7、在任何相等时间内，物体动量的变化总是相等的运动是 ( )
A．匀变速直线运动 B．匀速圆周运动
C．自由落体运动 D．平抛运动
8、子弹水平射入一个置于光滑水平面上的木块，则 ( )
A．子弹对木块的冲量大小必大于木块对子弹的冲量大小
B．子弹受到的冲量和木块受到的冲量大小相等
C．当子弹与木块以同一速度运动后，子弹与木块的动量一定相等
D．子弹与木块的动量变化量大小相等、方向相反
9、质量为m的物体以初速度v0做平抛运动，经过时间t，下落的高度为h，速度大小为v，在这段时间内，该物体的动量变化量大小为 ( )
A．mv－mv0 B．mgt C． D．
10、一个力作用在A物体上，在t时间内A速度的增量为6m/s，这个力作用在B物体上时，在t时间内B速度的增量为9m/s，若把A、B两物体连在一起，再用此力作用t时间，则A、B整体速度的增量为 ( )
A．15m/s B．0.28m/s C．3.6m/s D．3.0m/s
11、一粒钢球从静止状态开始自由下落，然后陷入泥潭中，若将它在空中下落的过程称为过程Ⅰ，进入泥潭直到停止的过程称为过程Ⅱ，那么 ( )
A.在过程Ⅰ中，钢球动量的改变量等于重力的冲量
B.在过程Ⅱ中，钢球所受阻力的冲量大小等于在过程Ⅰ和Ⅱ中重力的冲量大小
C.在过程Ⅱ中，钢球所受阻力的冲量大小等于在过程Ⅰ中重力的冲量大小
D.在整个过程中.钢球所受合外力的总冲量为零
12、跳远场地上为什么要用沙坑？玻璃杯掉到水泥地面上为什么容易碎？
13、自动步枪每分钟能射出600颗子弹，每颗子弹的质量为20g，以500m/s的速度射击枪口，求因射击而使人受到的反冲力的大小。
14、如图所示，用0.5kg的铁锤钉钉子，打击时铁锤的速度为4m/s，打击后铁锤的速度为零，设打击时间为0.01s。（1）不计铁锤的重量，铁锤钉钉子的平均作用力是多大？（2）考虑铁锤的重量，铁锤钉钉子的平均作用力又是多大？（3）你分析一下，在计算铁锤钉钉子的平均作用力时，在什么情况下可以不计铁锤的重量？
1、作用时间，Ft，I＝Ft，矢，力的方向，N·s 2、动量，动量，动量 3、30m/s，50N·s
4、D 5、A 6、BC 7、ACD 8、BD 9、BCD 10、C 11、ABD 12、根据动量定理，在动量变化量相同的情况下，力作用的时间越长，力越小；反之，力越大 13、100N 14、（1）200N（2）205N（3）当碰撞的时间极短时
第5周
B2(共13张PPT)
实验：
探究碰撞中的不变量
一、碰撞现象
台球由于两球的碰撞而改变运动状态
碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象，两个物体发生碰撞后，速度都发生变化．
小球碰撞
两个物体的质量不同时，它们的速度变化情况也不一样．
那么碰撞前后会有什么物理量保持不变？
二、在实验中寻找不变的量
碰撞的最简单情况-------- 一维碰撞
即两个物体在碰撞之前沿直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动.
1、模型构建
2、基本思路
（1）质量虽然不变，但它并不是描述物体的运动状态的物理量。所有它并不是我们追寻的“不变量”。而速度在碰撞前后是变化的。
（2)设两个物体的质量分别为 m1、m2、碰撞前速度分别为v1、v2、碰撞后速度分别为v1/、v2/。速度与设定方向一致取正值，否则取负值。
（3）那么，两个物体各自的质量与自己的速度的乘积之和是不是不变量？
m1v1 + m2v2 = m1v1’+ m2v2’ ？
（4）或者，各自的质量与自己的速度的二次方的乘积之和是不变量？
m1v12 + m2v22 = m1v1’ 2 + m2v2’ 2 ？
（5）也许是两个物体的速度与自己质量的比值之和在碰撞前后保持不变？
+
+
=
？
3、需要考虑的问题——讨论操作和数据处理中的技术性问题：
（1）要保证碰撞是一维的
（2）质量测量
（3）两个物体在碰撞前后的速度测量
———天平
速度的测量：可以充分利用所学的运动学知识，如利用匀速运动，并借助于气垫导轨、光电计时装置，打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件．
案例一：阅读教材，如何进行实验
三、实验案例
图中滑块上红色部分为挡光板，挡光板有一定的宽度，设为L．气垫导轨上黄色框架上安装有光控开关，并与计时装置相连，构成光电计时装置．
当挡光板穿入时，将光挡住开始计时，穿过后不再挡光则停止计时，设记录的时间为t，则滑块相当于在L的位移上运动了时间t，所以滑块匀速运动的速度v=L/t．
实验数据的处理
光滑桌面上有两1、2两个小球。1球的质量为0.3 kg，以速度8 m/s跟质量0.1 kg的静止的2球发生碰撞，碰撞后2球的速度变为9 m/s，1球的速度变为5 m/s，方向与原来相同。根据这些实验数据，晓明对这次碰撞的规律做了如下几项猜想。
（1）碰撞后2球获得了速度，是否是1球把速度传递给了2球？
（2）碰撞后2球获得了动能，是否是1球把动能传递给了2球？
（3）请你根据以上实验数据猜想：有一个什么物理量，在这次碰撞中，2球所增加的这个量与1球所减小的这个量相等？请计算表明。
【思考】
基本思路
(一维碰撞)
与物体运动有关的物理量可能有哪些？
碰撞前后哪个物理量可能是不变的？
需要考虑
的问题
碰撞必须包括各种情况的碰撞;
物体质量的测量(天平);
碰撞前后物体速度的测量(利用光电门或打点计时器等).
实验：探究碰撞中的不变量09春学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题： 19.5 核力与结合能
1、组成原子核的核子之间有很强的___________，使核子能够克服库仑斥力而紧密地结合在一起，这种力称________，它是一种强相互作用力。
2、自然界中原子序数较___________的原子核，其质子数与中子数大致相等；但原子序数较___________的原子核，中子数比质子数多，越重的元素，两者的差越大。
3、核子结合在一起时放出的能量或原子核分解成核子时吸收的能量称为原子核的____________，它与核子数的比值叫________________。在结合或分解过程中，反应物与生成物的质量之差叫______________。
4、已知氮核的质量为14.00735u，氧核的质量为17.00454u，氦核的质量为4.00387u，质子的质量为1.00815u，则核反应N＋He →O＋H是____________（填“释能”“吸能”）反应，能量变化了________________J。
5、一个铀235衰变为钍核时释放出一个α粒子，已知铀核的质量为3.853131×10-25kg，钍核的质量为3.786567×10-25kg，α粒子的质量为6.64672×10-27kg，则在该衰变过程中释放出的能量为_______________J。如果有1kg铀发生这样的衰变，则铀全部衰变完，释放的能量为________________J。
6、下列关于核反应的说法正确的是 ( )
A．爱因斯坦的质能方程说明了物体质量就是能量，它们之间可以相互转化
B．由质能方程可知，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含有的能量的量度
C．核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转化成的
D．因在核反应中产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒，系统的的总能量不守恒
7、下列四个核反应中，X表示中子的是 ( )
A．N＋He →O＋X B．Al＋He →P＋X
C．H＋H →He＋X D．U＋X →Xe＋Sr＋10n
8、用α粒子轰击硼10后，生在了氮13，并放出X粒子；而氮13不稳定，它放出Y粒子后变成碳13，则X和Y分别是 ( )
A．质子和中子 B．质子和正电子
C．中子和电子 D．中子和正电子
9、对质能方程，下列说法正确的是 ( )
A．能量可以转化为质量 B．质量可转化为能量
C．能量的转化与质量的转化是成比例的 D．在核反应中能量与质量都不守恒
10、中子n、质子P、氘核D的质量分别为mn、mP、mD，现用光子能量为E的γ射线照射静止的氘核使之分解，核反应方程为γ＋D → P＋n，若分解后中子、质子的动能可视为相等，且能量都以动能的形式存在，则中子的动能是( )
A．( mD－mP－mn)c2－E B．( mD＋mn－mP)c2＋E
C．( mD－mP－mn)c2＋E D．( mD＋mP－mn)c2－E
11、静止的镭核Ra发生α衰变，释放出的α粒子的动能为E，设衰变过程中释放的能量全部以动能的形式释放，则衰变过程中的质量亏损为 ( )
A． B． C． D．
12、一个α粒子轰击硼（B）核变成碳14和一个未知粒子，并放出7.5×105eV的能量，写出核反应方程并求出反应过程中的质量亏损。
13、1993年，中国科学院上海原子核研究所制得一种新的铂元素的同位素铂202（Pt），制取过程如下：（1）用质子轰击铍9（Be）产生快中子；（2）用快中子轰击汞204（Hg），反应过程中可能有两种：①生成铂202，并放出α粒子；②生成铂202，并放出质子、中子。（3）生成的铂202发生两次衰变，变成稳定的原子核汞202，写出上述所有的核反应方程。
14、已知原子核Po的质量为209.98287u，原子核Pb的质量为205.97446u，α粒子的质量为4.00260，静止的核Po在衰变中放出α粒子后变成核Pb，求：
（1）衰变过程中的质量亏损；
（2）衰变过程中释放的能量；
（3）衰变后的瞬间，α粒子和Pb的动能。
19.5 核力与结合能 B2
1、相互作用，核力 2、小，大 3、结合能，比结合能，质量亏损 4、吸能，2.2×10-13
5、8.7×10-13，2.3×1012 6、B 7、BCD 8、D 9、C 10、C 11、B
12、He＋B→C＋H，1.3×10-30kg 13、（1）H＋Be→B＋n （2）①n＋Hg→Pt＋He，
②n＋Hg→Pt＋2H＋n （3）Pt→Au＋e，Au→Hg＋e
14、（1）5.81×10-3u （2）5.41 MeV（3）α粒子动能为5.31 MeV，Pb动能为0.1 MeV
第16周
B209春学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：19.1 原子核的组成
1、物质发射射线的性质叫_____________，具有这种性质的元素的原子序号大于或等于_______________。能够_____________地放出射线的现象叫天然放射现象。
2、在射线经过的空间施加磁场，射线会分成三束，其中有两束发生了不同的偏转，说明这两束_____________，另一束则_____________，说明_____________。这三种射线叫_____________、_____________、_____________。
3、___________________说明原子核具有复杂结构。原子核由___________和___________组成，其中质子和中子统称为_______________。原子核所带的电量总是质子电量的_________倍，所以通常用质子数表示原子核的电量，叫原子核的_______________；而质子和中子的总数目叫原子核的_______________。具有相同_______________而不同_______________的原子核，在元素周期表中处于同一位置，它们互称为_______________。
4、现在，科学家正在设法寻找“反物质”。所谓的“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电量，但电荷的符号相反，据此，反 粒子的质量数为___________，电荷数为___________。
5、天然放射现象揭示了 ( )
A．原子不可再分 B．原子的核式结构
C．原子核还可以再分 D．原子核由质子和中子组成
6、下列关于三种射线的说法正确的是( )
A．α射线就是α粒子流 B．β 射线就是高速中子流
C．β射线就是高速电子流 D．γ 射线就是光子
7、关于X，下列说法正确的是 ( )
A．它表示一个原子 B．它表示一个原子核
C．它表示原子核中有个12质子 D．它表示原子核中有个12核子
8、某种元素的原子核符号为X，则 ( )
A．原子核的质子数为Z，中子数为A-Z B．原子核的质子数为Z，核子数为A
C．原子核的质子数为A，中子数为Z D．原子核的质子数为A，中子数为A-Z
9、关于质子和中子，下列说法正确的是 ( )
A．原子核由质子和中子组成 B．质子和中子统称为核子
C．质子带正电，中子不带电 D．质子和中子都是卢瑟福用实验发现的
10、同位素是指 ( )
A．具有相同的质子数和不同的中子数 B．具有相同的中子数和不同的质子数
C．具有相同的核子数和不同的中子数 D．具有相同的核子数和不同的质子数
11、α粒子可表示为He，则下列说法正确的是 ( )
A．α粒子有4个质子 B．α粒子有2个中子
C．α粒子的质量数为4 D．α粒子实际就是He原子核
12、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水平射出，在小孔和荧光屏之间有垂直纸面向里的匀强磁场，则下列说法正确的是 ( )
A．打在图中a、b、c三点的分别是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
D．若在铅盒和荧光屏之间再加一个竖直向下的场强
适当的匀强电场，可能使屏上的亮斑只有一处
13、已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226，求：
（1）镭原子核中有几个质子，几个中子？
（2）镭核所带的电量为多少？
（3）若镭原子呈中性时，它核外有几个电子？
课题：19.1 原子核的组成 B2
1、放射性，83，自发 2、带电，不偏转，不带电，α射线，β射线，γ射线 3、天然放射现象，质子，中子，核子，整数，核电荷数，质量数（或核子数），核电荷数，质量数，同位素 4、4，－2 5、C 6、ACD 7、BC 8、AB 9、ABC 10、A 11、BCD 12、ACD 13、（1）88个质子，138个中子 （2）1.408×10-17C （3）88
第15周
B2
A
b
a
c高二物理过关检测题
课题：实验：探究碰撞中的不变量
1.对于实验最终的结论m1v1＋m2v2＝m1 v1′＋m2 v2′ ，下列说法正确的是 ( )
A．仅限于一维碰撞
B．任何情况下m1v12＋m2v22＝m1 v1′2＋m2 v2′2也一定成立
C．式中的v1、v2、v1′、v2′ 都是速度的大小
D．式中的不变量是m1和m2组成的系统的质量与速度的乘以
2.如图所示，两个质量相同的小钢球，按图示方式悬挂，让其中一个小球保持静止，把另一小球拉开一定的角度，然后自由释放，下列说法正确的是 ( )
A．碰撞后，两球相互交换速度，入射球静止，被碰球以入射球碰前的速度运动
B．碰撞后，入射球被反弹，被碰球以入射球碰前2倍的速度运动
C．碰撞前后，两球有mv1＝mv2（v1和v2分别表示两球相碰前后的速度）
D．碰撞前后，两球有mv1≠mv2（v1和v2分别表示两球相碰前后的速度）
3.在气垫导轨上的两个滑块P、Q，质量分别为m1、m2，已知它们碰撞后的速度分别为v1′、v2′，碰撞前P的速度为v1，则碰撞前Q的速度v2为 ( )
A．0
B．v1′＋v2′－ v1
C．
D．
4.在光滑水平桌面上有两个小球，甲球的质量为2kg，乙球的质量为1kg，甲球以4m/s的速度和原来静止的乙球发生对心碰撞，则下列说法正确的是 ( )
A．碰撞后甲球的速度为零，乙球的速度为8m/s，方向与甲球原来的速度方向相同
B．碰撞后甲球的速度一定变小
C．仅根据上述条件无法求出碰撞后两球的速度大小
D．以上说法均不正确
1.AD 2.AC 3.D 4.BC09春学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：16.6 用动量概念表示牛顿第二定律
三维教学目标
1、知识与技能
（1）理解动量定理的确切含义和表达式，知道动量定理适用于变力；
（2）会用动量定理解释有关物理现象，并能掌握一维情况下的计算问题。
2、过程与方法：运用牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理表达式。
3、情感、态度与价值观：通过运用所学知识推导新的规律，培养学生学习的兴趣。激发学生探索新知识的欲望。
教学重点：理解动量定理的确切含义和表达式。
教学难点：会用动量定理解释有关物理现象，并能掌握一维情况下的计算问题。
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学用具：生鸡蛋、铺有较厚的海绵垫的白铁桶、细线、金属小球、橡皮筋、铁架台等，投影片，多媒体辅助教学设备。
教学过程：
第六节 用动量概念表示牛顿第二定律
（一）引入新课
鸡蛋落地，事先在一个白铁桶的底部垫上一层海绵，让一个鸡蛋从一米多高的地方下落到白铁桶里，事先让学生推测一下鸡蛋的“命运”。结果发现并没有象学生想象的那样严重：发现鸡蛋不会被打破！
缓冲装置的模拟，用细线悬挂一个重物，把重物拿到一定高度，释放后重物下落可以把细线拉断，如果在细线上端拴一段皮筋，再从同样的高度释放，就不会断了。
在日常生活中，有不少这样的事例：跳远时要跳在沙坑里；跳高时在下落处要放海绵垫子；从高处往下跳，落地后双腿往往要弯曲；轮船边缘及轮渡的码头上都装有橡皮轮胎等，这样做的目的是为了什么呢？而在某些情况下，我们又不希望这样，比如用铁锤钉钉子。这些现象中的原因是什么呢？通过我们今天的学习来探究其中的奥秘。
（二）进行新课
1、用动量概念表示牛顿第二定律
假设一个物体在恒定的合外力作用下，做匀变速直线运动，在t时刻初速度为v，在t′时刻的末速度为v′，试推导合外力的表达式。用牛顿第二定律F=ma以及匀变速直线运动的公式自己推导。
推导过程：
结论：上式表示，物体所受合外力等于物体动量的变化率。这就是牛顿第二定律的另一种表达式。
2、动量定理
物理学中把力F与作用时间的 ，称为力的冲量，记为I，即
单位：N·s，读作“牛顿秒”
动量定理：
3、动量定理的方向性
小结：公式Ft= p′一P=△p是矢量式，合外力的冲量的方向与物体动量变化的方向相同。合外力冲量的方向可以跟初动量方向相同，也可以相反。
演示3：小钢球碰到坚硬大理石后返回。
4、应用举例
下面，我们应用动量定理来解释鸡蛋下落是否会被打破等有关问题。
鸡蛋从某一高度下落，分别与石头和海绵垫接触前的速度是相同的，也即初动量相同，碰撞后速度均变为零，即末动量均为零，因而在相互作用过程中鸡蛋的动量变化量相同。而两种情况下的相互作用时间不同，与石头碰时作用时间短，与海绵垫相碰时作用时间较长，由Ft=△p知，鸡蛋与石头相碰时作用大，会被打破，与海绵垫相碰时作用力较小，因而不会被打破。
接着再解释用铁锤钉钉子、跳远时要落入沙坑中等现象。在实际应用中，有的需要作用时间短，得到很大的作用力而被人们所利用，有的需要延长作用时间（即缓冲）减少力的作用。请同学们再举些有关实际应用的例子。加强对周围事物的观察能力，勤于思考，一定会有收获。
接着再解释缓冲装置。
在实际应用中，有的需要作用时间短，得到很大的作用力，而被人们所利用；有的要延长作用时间而减少力的作用，请同学们再举出一些有关实际应用的例子，加强对周围事物的观察，勤于思考，一定会有收获。
教后反思：
第5周
X2
v′
v
F09春学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：19.3 探测射线的方法
1、放射性元素的衰变时遵守两个守恒：分别为____________守恒，____________守恒。
2、放射性元素衰变时放射出的射线有____________、____________和____________，其中____________不带电，____________带正电，____________带负电。
3、探测射线时主要用来的仪器或装置主要有___________________、______________和______________三种。
4、研究放射性的本性时，可以让射线垂直射入磁场，根据射线在磁场中的偏转情况来研究它所带的电荷、质量等性质。如图所示，P是放射源，a、b、c分别为放射源放射出的射线在磁场中的轨迹，则由偏转情况可知( )
A．a是 射线，b是β射线，c是γ射线
B．a是β射线，b是γ射线，c是 射线
C．a是 射线，b是γ射线，c是β射线
D．a是γ射线，b是β射线，c是 射线
5、最近几年，科学家在超重元素的探测方面取得重大进展。1996年科学家们在研究某两个重粒子结合成超重元素的反应中，发现生成的超重元素的核经过6次 衰变后的产物是Fm，由此可知该超重元素的原子序数和质量数分别为 ( )
A．124，259 B．124，265 C．112，277 D．112，265
6、一个静止的放射性元素的原子核发生衰变时只发射出一个频率为ν的光子，普朗克常量为h，则衰变后的原子核( )
A．仍静止 B．沿与光子运动方向相同的方向运动
C．沿与光子运动方向相反的方向运动 D．动量大小为
7、如图为查德威克实验示意图，由天然放射性元素钋（Po）放出的A射线轰击铍时会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡时会打出粒子流B，经研究知道 ( )
A．A为中子，B为质子
B．A为质子，B为中子
C．A为γ射线，B为中子
D．A为中子，B为γ射线
8、若元素A的半衰期为4天，元素B的半衰期为5天，则相同质量的A和B，经过20天后，剩下的A和B的质量之比为 ( )
A．30∶31 B．31∶30 C．1∶2 D．2∶1
9、镅(Am)是一种放射性元素，在其分裂过程中，会释放出一种新的粒子，变成镎(NP)，由于放出的这种粒子很容易被空气阻隔，因此不会对人体构成任何的危害，火警的报警系统就是利用这种粒子作为报警的重要工具，这种粒子是 ( )
A． 粒子 B．质子 C．中子 D．正电子
10、2000年8月21日，俄罗斯“库尔斯克”号核潜艇在巴伦支海遇难，沉入深度约为100m的海底。该核潜艇的沉没再次引起人们对核废料与环境问题的重视，几十年来人们向以巴伦支海海域倾倒了不少核废料，核废料对海洋环境有严重的污染作用，其原因有 ( )
A．铀、钚等核废料有放射性 B．铀、钚等核废料的半衰期很长
C．铀、钚等重金属有毒性 D．铀、钚等核废料会造成爆炸
11、从一个铅盒的小孔中射出的、β、γ三种射线沿同一直线进入同一匀强磁场或匀强电场，这三种射线在场内的径迹情况有可能是 ( )
A．三条重合 B．两条重合
C．三条分开 D．、β的径迹一定分开
12、如图所示，x为未知的放射源，L为薄铝片，若在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则可能是 ( )
A． 和β的混合放射源 B．纯 放射源
C． 和γ的混合放射源 D．纯γ放射源
13、在云室中，为什么粒子的径迹直而粗，而粒子的径迹弯而细？
14、处于静止状态的某原子核X，发生α衰变后变成质量为M的原子核Y，被释放的α粒子垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，测得其匀速圆周运动的半径为r，设α粒子质量为m，质子的电量为e，求：
（1）衰变后α粒子的速率；
（2）衰变后Y核的动能。
课题：19.3 探测射线的方法 B4
1、电荷数，质量数 2、α射线，β射线，γ射线，γ射线，α射线，β射线 3、威耳逊云室，气泡室，盖革－米勒计数器 4、C 5、C 6、CD 7、A 8、B 9、A 10、AB 11、AC 12、C 13、α粒子带电量多，电离作用强，穿过云室时，在一定的路程上能产生较多的离子对，而过饱和的酒精蒸汽凝结在这些离子上，形成很粗的径迹；由于α粒子质量较大，其运动状态不易改变，故其径迹比较直。β粒子带电量少，电离作用较弱，在一定路程上能产生的离子对较少，酒精蒸汽的凝结现象不太明显；由于β粒子质量较小，其运动状态容易改变，故径迹比较弯 14、（1）（2）
P
b
a
c
第15周
B409春学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：17.4 概 率 波 17.5 不确定关系
1、在经典物理学的概念中，粒子的运动在任意时刻有确定的_______________、_______________和_______________，波在空间中传播有固定的_______________和_______________，表示波具有空间上的周期性。
2、在弱光的干涉实验中，控制光的强度，使前一个光子到达屏幕后才发出第二个光子，从而排除光子之间相互作用的可能性。在这种情况下，如果时间较短，则在光屏上出现的是__________________________，若经过比较长的时间，则在屏上可以看到__________________。这说明光子到达亮条纹处的_____________较大，到达暗条纹处的_____________较小，所以我们可以说光是一种_____________波。
3、用电子做双缝干涉实验时，少量电子在屏上看不到分布规律，体现了电子的________性，但大量电子通过双缝时，在屏上就得到了清晰的干涉条纹，体现了电子的_________性。
4、电子、质子等实物粒子和光子一样，具有波动性，这种波动性就是粒子本身在空间某处出现的_____________大小问题；但光子又不同于其他实物粒子，光子在真空中的__________________是其他粒子永远达不到的。
5、在双缝干涉实验中，发现100个光子中有96个通过双缝后打到了观察屏上的某处，则该处可能 ( )
A．出现亮条纹 B．出现暗条纹
C．可能出现亮条纹，可能出现暗条纹 D．出现明暗相间的条纹
6、下列各种波是概率波的是 ( )
A．声波 B．无线电波 C．光波 D．物质波
7、在做双缝干涉实验时，在观察屏的某处是亮纹，则对光子到达观察屏的位置，下列说法正确的是 ( )
A．到达亮条纹处的概率比到达暗条纹处的概率大
B．到达暗条纹处的概率比到达亮条纹处的概率大
C．该光子可能到达观察屏的任意位置 D．以上说法均不可能
8、有关经典物理中的粒子，下列说法正确的是( )
A．有一定的大小，但没有一定的质量
B．有一定的质量，但没有一定的大小
C．既一定的大小，也有一定的质量
D．有的粒子还有一定量的电荷
9、关于经典波的特征，下列说法正确的是( )
A．具有一定的频率，但没有固定的波长
B．具有一定的波长，但没有固定的频率
C．既有一定的频率，也有固定的波长
D．还具有周期性
10、在单缝衍射实验中，中央亮条纹的光强占入射光光强的95%以上，假设现在只让一个光子通过单缝，则该光子( )
A．一定落在中央亮条纹上 B．一定落在亮条纹处
C．可能落在暗条纹处 D．落在中央亮条纹处的可能性最大
11、试根据相关实验解释为什么光是一种概率波？
12、在经典物理学中，可以同时用质点的_____________和_____________精确描述它的运动，如果知道了质点的____________，还可以预言它以后任意时刻的____________和_____________。
13、用数学方法对微观粒子的___________进行分析可以知道，如果以Δx表示粒子的________不确定量，以Δp表示粒子________________不确定量，则有________________，这就是著名的__________________。
14、在微观物理学中，不确定关系告诉我们，如果要准确地确定粒子的位置（即Δx更小），则_____________的测量一定会更不准确（即Δp更大），也就是说，不可能同时准确地测量粒子的_____________和_____________。
15、在波粒二象性和不确定关系的基础上，建立了________________，对现象生活、生产和科学技术的发展起到了惊人的作用，比如现代半导体材料的研究和发展等。
16、由不确定关系可以得出的结论是 ( )
A．如果动量的不确定范围越小，则与之对应的坐标的不确定范围就越大
B．如果坐标的不确定范围越小，则动量的不确定范围就越大
C．动量的不确定范围和与之对应的坐标的不确定范围不成反比关系
D．动量的不确定范围和与之对应的坐标的不确定范围有唯一确定的关系
17、下列关于不确定关系说法正确的是 ( )
A．只对微观粒子适用 B．只对宏观粒子适用
C．对微观和宏观粒子都适用 D．对微观和宏观粒子都不适用
课题：17.4 概 率 波
1、轨道，位置，速度，频率，波长 2、无规则分布的曝光点，明显的干涉条纹，概率，概率，概率 3、粒子，波动 4、概率，传播速度 5、ACD 6、A 7、CD 8、AC 9、CD 10、CD 11、CD 12、在弱光的干涉实验中，控制光的强度，使前一个光子到达屏幕后才发出第二个光子，从而排除光子之间相互作用的可能性。在这种情况下，如果时间较短，则在光屏上出现的是无规则分布的曝光点，若经过比较长的时间，则在屏上可以看到明显的干涉条纹。这说明光子到达亮条纹处的概率较大，到达暗条纹处的概率较小，所以我们可以说光是一种概率波。
17.5 不确定关系
1、位置，动量，加速度，位置，动量 2、微观粒子，位置的，x方向上动量的，ΔxΔp≥，
不确定性关系 3、动量，位置，动量 4、量子力学 5、C 6、A
第10周
B409春学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：19.2 放射性元素的衰变
三维教学目标
1、知识与技能
（1）知道放射现象的实质是原子核的衰变；
（2）知道两种衰变的基本性质，并掌握原子核的衰变规律；
（3）理解半衰期的概念。
2、过程与方法
（1）能够熟练运用核衰变的规律写出核的衰变方程式；
（2）能够利用半衰期来进行简单计算（课后自学）。
3、情感、态度与价值观：通过传说的引入，对学生进行科学精神与唯物史观的教育，不断的设疑培养学生对科学孜孜不倦的追求，从而引领学生进入一个美妙的微观世界。
教学重点：原子核的衰变规律及半衰期。
教学难点：半衰期描述的对象。
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学过程：
（一）引入新课
同学们有没有听说过点石成金的传说，或者将一种物质变成另一种物质。那有没有真的（科学的）能将一种物质变成另一种物质呢？有（大声，肯定地回答）这就是我们今天要学习的放射性元素的衰变。
（二）进行新课
1、原子核的衰变
（1）原子核的衰变
原子核放出α或β粒子，由于核电荷数变了，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 的衰变。一种物质变成另一种物质。
（2）α衰变
铀238核放出一个α粒子后，核的质量数减少4，核电荷数减少2，变成新核--钍234核。那这种放出 的衰变叫做α衰变。这个过程可以用衰变方程式来表示：
23892U→23490Th+42He
（3）衰变方程式遵守的规律
第一、 守恒
第二、 守恒
α衰变规律：AZX→A-4Z-2Y+42He
（4）β衰变
钍234核也具有放射性，它能放出一个β粒子而变成23491Pa（镤），那它进行的是β衰变，请同学们写出钍234核的衰变方程式？β粒子用0-1e表示。
钍234核的衰变方程式： 23490Th→23491Pa+0-1e
衰变前后核电荷数、质量数都守恒，新核的质量数不会改变但核电荷数应加1
β衰变规律：AZX→AZ+1Y+0-1e
提问：β衰变如果按衰变方程式的规律来写的话应该没有问题，但并不象α衰变那样容易理解，因为核电荷数要增加，学生会问为什么会增加？哪来的电子？
原子核内虽然没有电子，但核内的的质子和中子是可以相互转化的。当核内的中子转化为质子时同时要产生一个电子：10n→11H＋0-1e 这个电子从核内释放出来，就形成了β衰变。可以看出新核少了一个中子，却增加了一个质子，并放出一个电子。
（5）γ射线
是由于原子核在发生α衰变和β衰变时原子核受激发而产生的光（能量）辐射，通常是伴随α射线和β射线而产生。γ射线的本质是能量。理解γ射线的本质，不能单独发生。
2、半衰期
提问：阅读教材半衰期部分放射性元素的衰变的快慢有什么规律？用什么物理量描述？这种描述的对象是谁？
氡的衰变图的投影：
m/m0＝(1/2)n
总结：半衰期表示放射性元素的衰变的快慢；放射性元素的原子核，有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期；半衰期描述的对象是 的原子核，不是个别原子核，这是一个统计规律。
说明：一种元素的半衰期与这种元素是以单质形式还是以化合物形式存在，或者加压，增温均 改变。
例1：配平下列衰变方程
23492U→23090Th+( 42He )
23490U→23491Pa+( 0-1e )
例2：钍232（23290Th）经过________次α衰变和________次β衰变，最后成为铅208（20882Pb）
课后反思：
第15周
X309春学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：19.4 放射性的应用与防护
三维教学目标
1、知识与技能
（1）知道什么是核反应，会写出人工转变方程；
（2）知道什么是放射性同位素，人造和天然放射性物质的主要不同点；
（3）了解放射性在生产和科学领域的应用；
（4）知道放射性污染及其危害，了解防范放射线的措施，建立防范意识。
2、过程与方法：渗透和安全地开发利用自然资源的教育。
3、情感、态度与价值观：培养学生收集信息、应用已有知识、处理加工信息、探求新知识的能力。
教学重点：人工转变的两个核反应方程及反应过程中遵循的规律。
教学难点：人工转变的两个核反应方程及反应过程中遵循的规律
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学用具：
（1）挂图，实验器材模型，课件等；
（2）多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。
教学过程：
第四节 放射性的应用与防护
（一）引入新课
前面已经学习了核反应的一种形式：衰变。本节课我们要学习核反应的另一种形式：人工转变以及人工转变产生的放射性同位素的应用和核辐射的防护。
（二）进行新课
1、核反应：原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程叫核反应。在核反应中 守恒。
人工转变核反应方程：
（发现质子）
（发现中子）
例如：写出下列原子核人工转变的核反应方程。
（1）1123Na俘获1个α粒子后放出1个质子
（2）1327Al俘获1个α粒子后放出1个中子
（3）816O俘获1个中子后放出1个质子
（4）1430Si俘获1个质子后放出1个中子
理解并记住核反应方程，通过方程理解核反应中遵循的规律。
2、人工放射性同位素
（1）放射性同位素：有些同位素具有 ，叫做放射性同位素。放射性同位素有天然和人造两种，它们的 性质相同。
（2）人工放射性同位素
Al He P
（3）人工放射性同位素的优点：放射强度容易控制；形状容易控制；半衰期短，废料容易处理。
（4）凡是用到射线时，都用人造放射性同位素。
3、放射性同位素的应用：
（1）利用射线：
射线测厚装置：烟雾报警器；放射治疗；培育新品种，延长保质期。
作为示踪原子：棉花对磷肥的吸收；甲状腺疾病的诊断。
4、辐射与安全
通过看书与上网查找资料，了解放射性辐射的用处以及危害，知道只要控制好辐射量，我们就可以利用它的射线，知道身边的一些放射性物质，以及如何防护一些有害的放射性物质。
课后反思：
第16周
X109春学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：18.4 玻尔的原子模型
三维教学目标
1、知识与技能
（1）了解玻尔原子理论的主要内容；
（2）了解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念。
2、过程与方法：通过玻尔理论的学习，进一步了解氢光谱的产生。
3、情感、态度与价值观：培养我们对科学的探究精神，养成独立自主、勇于创新的精神。
教学重点：玻尔原子理论的基本假设。
教学难点：玻尔理论对氢光谱的解释。
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学过程：
（一）引入新课
提问：
（1）α粒子散射实验的现象是什么？
（2）原子核式结构学说的内容是什么？
（3）卢瑟福原子核式结构学说与经典电磁理论的矛盾？
为了解决上述矛盾，丹麦物理学家玻尔，在1913年提出了自己的原子结构假说。
（二）进行新课
一、玻尔的原子理论的基本假设
1、轨道量子化与定态
（1）能级（定态）假设：原子只能处于一系列 的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。这些状态叫 。（本假设是针对原子稳定性提出的）
（2）跃迁假设：原子从一种定态（设能量为En） 到另一种定态（设能量为Em）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的 决定，即（h为普朗克恒量）（本假设针对线状谱提出）
（3）轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是 的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。（针对原子核式模型提出，是能级假设的补充）
原子的能量是 ，这些 的能量值叫做能级。原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为 。能量 的状态叫做基态。其他状态叫做
轨道半径： n=1，2，3……
能 量： n=1，2，3……
式中r1、E1、分别代表第一条（即离核最近的）可能轨道的半径和电子在这条轨道上运动时的能量，rn、En 分别代表第n条可能轨道的半径和电子在第n条轨道上运动时的能量，n是正整数，叫量子数。
2、频率条件
波尔假定：当电子从能量较高的定态轨道（其能量记为Em）跃迁到能量较低的定态轨道（能量记为En，m>n）时，会放出能量为的光子。（h为普朗克常量），这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定。即
二、玻尔理论对氢光谱的解释
原子发光：原子从基态向激发态跃迁的过程是吸收能量的过程。原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是辐射能量的过程，这个能量以光子的形式辐射出去，吸收或辐射的能量恰 发生跃迁的两能级之差。
说明：氢原子中只有一个核外电子，这个电子在某个时刻只能在某个可能轨道上，或者说在某个时间内，由某轨道跃迁到另一轨道——可能情况只有一种。可是，通常容器盛有的氢气，总是千千万万个原子在一起，这些原子核外电子跃迁时，就会有各种情况出现了。但是这些跃迁不外乎是能级图中表示出来的那些情况。
三、玻尔理论的局限性
玻尔理论虽然把量子理论引入原子领域，提出定态和跃迁概念，成功解释了氢原子光谱，但对多电子原子光谱无法解释，因为玻尔理论仍然以经典理论为基础。如粒子的观念和轨道。量子化条件的引进没有适当的理论解释。
电子在某处单位体积内出现的概率——电子云
（4）实验结论
夫兰克—赫兹实验证明了原子被激发到不同的状态时，吸收的能量是不连续的，进而说明原子能量是量子化的。
课后反思：
第15周
X109春学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：16.2 动量守恒定律（一）
三维教学目标
1、知识与技能：理解动量守恒定律的确切含义和表达式，知道定律的适用条件和适用范围；
2、过程与方法：在理解动量守恒定律的确切含义的基础上正确区分内力和外力；
3、情感、态度与价值观：培养逻辑思维能力，会应用动量守恒定律分析计算有关问题。
教学重点：动量的概念和动量守恒定律。
教学难点：动量的变化和动量守恒的条件。
教学过程：
（一）引入新课
上节课的探究使我们看到，不论哪一种形式的碰撞，碰撞前后mυ的矢量和保持不变，因此mυ很可能具有特别的物理意义。
二）进行新课
1、动量（momentum）
（1）定义：
P = m v 单位：kg·m/s 读作“千克米每秒”。
（2）特点：
① 状态量：动量包含了“参与运动的物质”与“运动速度”两方面的信息，反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态，具有瞬时性。
大家知道，速度也是个状态量，但它是个运动学概念，只反映运动的快慢和方向，而运动，归根结底是物质的运动，没有了物质便没有运动.显然地，动量包含了“参与运动的物质”和“运动速度”两方面的信息，更能从本质上揭示物体的运动状态，是一个动力学概念。
② 矢量性：
③ 我们用动量来描述运动物体所能产生的机械效果强弱以及这个效果发生的方向。
2、动量的变化量：
（1）定义：若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p和p′，则 △p= p′－ p为物体在该过程中 。
（2）注意：动量变化△p是 。方向与速度变化量△v 。
一维情况下：Δp=mΔυ= mυ2- mΔυ1
例1：一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一个坚硬的障碍物后被弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的动量有没有变化？变化了多少？
3、系统 内力和外力
（1）系统：相互作用的物体组成系统。
（2）内力：系统内物体相互间的作用力。
（3）外力：外物对系统内物体的作用力。
（4）说明：两球碰撞得出的结论的条件：两球碰撞时除了它们相互间的作用力（系统的内力）外，还受到各自的重力和支持力的作用，使它们彼此平衡。气垫导轨与两滑块间的摩擦可以不计，所以说m1和m2系统不受外力，或说它们所受的合外力为零。
4、动量守恒定律（law of conservation of momentum）
（1）内容：一个系统不受外力或者所受外力的和为 ，这个系统的总动量 。这个结论叫做动量守恒定律。
（2）公式：m1υ1+ m2υ2= m1υ1′+ m2υ2′
（3）注意点：
① 研究对象：几个相互作用的物体组成的系统（如：碰撞）；
② 矢量性：以上表达式是矢量表达式，列式前应先规定正方向；
③ 同一性（即所用速度都是相对同一参考系、同一时刻而言的）；
④ 条件：系统不受外力，或受合外力为0。要正确区分 和 ；
当F内＞＞F外时，系统动量可视为守恒。
思考与讨论：
例1：如图所示，子弹打进与固定于墙壁的弹簧相连的木块，此系统从子弹开始入射木块到弹簧压缩到最短的过程中，子弹与木块作为一个系统动量是否守恒？说明理由。
例2：质量为30kg的小孩以8m/s的水平速度跳上一辆静止在水平轨道上的平板车，已知平板车的质量为90kg，求小孩跳上车后他们共同的速度？
09春学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：16.2 动量守恒定律（一）
1、物理学中把物体的质量与速度的乘积____________叫做____________。它是______量，它的方向为________。
2、两个或两个以上的物体组成一个力学系统，系统内两个物体之间的相互作用力称为___________，系统以外的物体对系统的作用力称为___________。
3、如果一个系统_____________，或_______________，则这个系统的_________保持不变，这就是动量守恒定律。
4、一小船相对地面以速度v1向东行驶，若在船上以相对于地面的速率v水平向西抛出一个质量为m的重物，则小船的速度将 ( )
A．不变 B．增大 C．减小 D．改变方向
5、关于系统动量守恒的条件，下列说法正确的是 ( )
A．只要系统内存在着摩擦力，系统的动量的就不守恒
B．只要系统中有一个物体具有加速度，系统的动量就不守恒
C．只有系统所受的合外力为零，系统的动量就守恒
D．只要系统所受外力的冲量的矢量和为零，系统的动量就守恒
6、一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块，并留在其中，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示，则在子弹打中木块A及弹簧被压缩的整个过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统 ( )
A．动量守与恒、机械能守恒
B．动量不守恒、机械能守恒
C．动量守恒、机械能不守恒
D．无法判断动量、机械能是否守恒
7、两个质量相等的小球在光滑水平面上沿同一直线同方向运动，A球的动量是8kg·m/s，B球的动量是5kg·m/s，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．pA=6kg·m/s，PB=7kg·m/s B．pA=3kg·m/s，PB=10kg·m/s
C．pA=－2kg·m/s，PB=14kg·m/s D．pA=－5kg·m/s，PB=18kg·m/s
8、两个小球在一条直线上相向运动，若它们相互碰撞后都停下来，则两球碰前 ( )
A．质量一定相等 B．速度大小一定相等
C．动量一定相同 D．总动量一定为零
9、甲、乙两球在光滑水平面上发生碰撞。碰撞前，甲球向左运动，乙球向右运动，碰撞后一起向右运动，由此可以判断 ( )
A．甲的质量比乙小 B．甲的初速度比乙小
C．甲的初动量比乙小 D．甲的动量变化比乙小
10、一人站在某车的一端，车原来相对于光滑地面静止，则( )
A．人从车的一端走向另一端的过程中，车向相反方向运动
B．人在车上往返行走时，车的运动方向保持不变
C．人在车上走动时，若人相对车突然静止，则车因惯性沿人运动的相反方向作匀速运动
D．人在车上走动时，若人相对车突然静止，则车也同时停止运动
11、如图所示，车厢长度为L，质量为M，静止于光滑水平面上，车厢内有一质量为m的物体以初速度v0向右运动，与车厢壁来回碰撞n次后，静止在车厢中，此时车厢速度为 ( )
A．0
B．v0，水平向右
C．mv0/（M＋m），水平向右
D．mv0/（M—m），水平向右
12、甲、乙两个物体在同一直线上同向运动甲物体在前、乙物体在后，甲物体质量为2kg，速度是1m/s，乙物体质量是4kg，速度是3m/s。乙物体追上甲物体发生正碰后，两物体仍沿原方向运动，而甲物体的速度为3m/s，乙物体的速度是多少？
13、质量为m的物体A，以一定的速度v沿光滑的水平面运动，跟迎面而来速度大小为v/2的物体B，相碰撞，碰后两个物体结合在一起沿碰前A的方向运动且它们的共同速度大小为v/3，则物体B的质量是多少？
14、质量为M的气球下吊一架轻的绳梯，梯上站着质量为m的人，气球以v0速度匀速上升。如果人加速向上爬，当他的速度达到v时，气球的速度为多少？
1、mv，动量，矢，物体的运动方向（即速度方向） 2、内力，外力 3、不受外力，所受外力之和为零，动量
4、B 5、D 6、C 7、A 8、D C 10、AD 11、C 12、2m/s 13、0.8m 14、v0＋
B
A
v0
A
B
m0
m
v0
第3周
X3
第3周
B3
