2010届高考物理专题复习精品学案系列――热学、光学、原子核
高三物理专题复习专题热学优质教案
高三物理专题复习专题热学优质教案一、教学内容本节课我们将复习高三物理热学专题,主要涉及教材第十四章“热力学第一定律”和第十五章“热力学第二定律”的相关内容。
详细内容包括热力学第一定律的能量守恒原理,热力学第二定律与熵的概念,以及热力学过程和循环。
二、教学目标1. 让学生掌握热力学第一定律和第二定律的基本原理,并能运用其分析实际问题。
2. 培养学生运用热力学知识解决实际问题的能力,提高学生的科学思维。
3. 培养学生对热学现象的观察能力,提高学生的热学素养。
三、教学难点与重点重点:热力学第一定律和第二定律的基本原理,以及热力学过程和循环的分析方法。
难点:热力学第二定律的理解,熵的概念及其应用。
四、教具与学具准备教具:多媒体课件、黑板、粉笔、热力学演示装置。
学具:笔记本、教材、物理常数表。
五、教学过程1. 导入:通过展示热力学在日常生活中的应用实例,引起学生对热学现象的兴趣,导入新课。
2. 知识回顾:带领学生回顾热力学第一定律和第二定律的基本原理,巩固基础知识。
3. 实践情景引入:呈现一个实际热力学问题,引导学生运用所学知识进行分析。
4. 例题讲解:针对热力学第一定律和第二定律的典型例题进行讲解,引导学生逐步解题。
5. 随堂练习:设计具有代表性的练习题,让学生独立完成,巩固所学知识。
6. 知识拓展:介绍热力学在新能源、环保等方面的应用,拓展学生视野。
六、板书设计1. 热力学第一定律:能量守恒原理2. 热力学第二定律:熵的增加原理3. 热力学过程与循环七、作业设计1. 作业题目:(1)证明热力学第一定律的数学表达式。
(2)解释热力学第二定律的含义,并举例说明。
(3)分析一个热力学循环过程,计算其热效率。
答案:(1)略。
(2)热力学第二定律指出,孤立系统的熵总是增加,不可能自发减少。
例如,热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。
(3)略。
八、课后反思及拓展延伸本节课通过复习热力学第一定律和第二定律,使学生掌握了热学基本原理,并能运用其分析实际问题。
高考物理一轮复习 专题13.4 原子结构 原子核教学案-人教版高三全册物理教学案
专题13.4 原子结构原子核1.知道两种原子结构模型,会用玻尔理论解释氢原子光谱.2.掌握氢原子的能级公式并能结合能级图求解原子的跃迁问题.3.掌握原子核的衰变、半衰期等知识.4.会书写核反应方程,并能根据质能方程求解核能问题.一、原子结构光谱和能级跃迁1.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,提出了原子的“枣糕模型〞.2.原子的核式结构(1)1909~1911年,英籍物理学家卢瑟福进行了α粒子散射实验,提出了核式结构模型.图1(2)α粒子散射实验的结果:绝大多数α粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的方向前进,但有少数α粒子发生了大角度偏转,偏转的角度甚至大于90°,也就是说它们几乎被“撞了回来〞,如图1所示.(3)原子的核式结构模型:原子中带正电部分的体积很小,但几乎占有全部质量,电子在正电体的外面运动.3.氢原子光谱(1)光谱:用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开,获得光的波长(频率)和强度分布的记录,即光谱.(2)光谱分类(3)氢原子光谱的实验规律:巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线,其波长公式1λ=R(122-1n2)(n=3,4,5,…,R是里德伯常量,R=1.10×107m-1).(4)光谱分析:利用每种原子都有自己的特征谱线可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分,且灵敏度很高.在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义.4.氢原子的能级结构、能级公式(1)玻尔理论①定态:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些能量状态中原子是稳定的,电子虽然绕核运动,但并不向外辐射能量.②跃迁:电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时,会放出能量为hν的光子,这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定,即hν=E m-E n.(h是普朗克常量,h=6.63×10-34J·s)③轨道:原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应.原子的定态是不连续的,因此电子的可能轨道也是不连续的.(2)能级和半径公式:①能级公式:E n=1n2E1(n=1,2,3,…),其中E1为基态能量,其数值为E1=-13.6eV.②半径公式:r n=n2r1(n=1,2,3,…),其中r1为基态半径,又称玻尔半径,其数值为r1=0.53×10-10m. 5.氢原子的能级图能级图如图2所示图2二、原子核核反应和核能1.原子核的组成(1)原子核由质子和中子组成,质子和中子统称为核子.质子带正电,中子不带电. (2)基本关系①核电荷数=质子数(Z )=元素的原子序数=核外电子数. ②质量数(A )=核子数=质子数+中子数.(3)X 元素的原子核的符号为AZ X ,其中A 表示质量数,Z 表示核电荷数. 2.天然放射现象 (1)天然放射现象元素自发地放出射线的现象,首先由贝可勒尔发现.天然放射现象的发现,说明原子核具有复杂的结构.(2)放射性同位素的应用与防护①放射性同位素:有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类,放射性同位素的化学性质相同. ②应用:消除静电、工业探伤、做示踪原子等. ③防护:防止放射性对人体组织的伤害. 3.原子核的衰变、半衰期 (1)原子核的衰变①原子核放出α粒子或β粒子,变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变. ②分类α衰变:A Z X→A -4Z -2Y +42He β衰变:AZ X→AZ +1Y +0-1e当放射性物质连续发生衰变时,原子核中有的发生α衰变,有的发生β衰变,同时伴随着γ辐射. ③两个典型的衰变方程 α衰变:23892U →23490Th +42He β衰变:23490Th →23491Pa +0-1e. (2)半衰期①定义:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间.②影响因素:放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的,跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系.(3)公式:N余=N原·12tτ⎛⎫⎪⎝⎭,m余=m原·12tτ⎛⎫⎪⎝⎭.4.核力和核能(1)原子核内部,核子间所特有的相互作用力.(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm,其对应的能量ΔE=Δmc 2.(3)原子核分解成核子时要吸收一定的能量,相应的质量增加Δm,吸收的能量为ΔE=Δmc2.高频考点一原子的核式结构例1、(多项选择)(2016·天津理综·6)物理学家通过对实验的深入观察和研究,获得正确的科学认知,推动物理学的发展,以下说法符合事实的是( )A.赫兹通过一系列实验,证实了麦克斯韦关于光的电磁理论B.查德威克用α粒子轰击147N获得反冲核178O,发现了中子C.贝可勒尔发现的天然放射性现象,说明原子核有复杂结构D.卢瑟福通过对阴极射线的研究,提出了原子核式结构模型答案AC[举一反三](多项选择)如图3所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验装置的示意图,荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时观察到的现象,下述说法中正确的选项是( )图3A.放在A位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B.放在B位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置时稍少些C.放在C、D位置时,屏上观察不到闪光D.放在D位置时,屏上仍能观察到一些闪光,但次数极少答案ABD解析根据α粒子散射现象,绝大多数α粒子沿原方向前进,少数α粒子发生较大偏转,A、B、D 正确.[变式探究](多项选择)以下说法正确的选项是( )A.汤姆孙首先发现了电子,并测定了电子电荷量,且提出了“枣糕模型〞B.卢瑟福做α粒子散射实验时发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,只有少数α粒子发生大角度偏转C.α粒子散射实验说明了原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上D.卢瑟福提出了原子核式结构模型,并解释了α粒子发生大角度偏转的原因答案BCD解析汤姆孙发现了电子符合物理史实,但电子电荷量是密立根测定的,A错误,B、C、D都符合物理史实.[举一反三](多项选择)在物理学的发展过程中,许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步.以下表述符合物理学史实的是( )A.普朗克为了解释黑体辐射现象,第一次提出了能量量子化理论B.爱因斯坦为了解释光电效应的规律,提出了光子说C.卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究,提出了原子的核式结构模型D.贝可勒尔通过对天然放射性的研究,发现原子核是由质子和中子组成的答案 ABC高频考点二 玻尔理论和能级跃迁例2、(多项选择)有关氢原子光谱的说法正确的选项是( ) A .氢原子的发射光谱是连续谱B .氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光C .氢原子光谱说明氢原子能级是分立的D .氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关 答案 BC解析 由于氢原子的轨道是不连续的,而氢原子在不同的轨道上的能级E n =1n2E 1,故氢原子的能级是不连续的即是分立的,故C 正确;当氢原子从较高轨道第n 能级跃迁到较低轨道第m 能级时,发射的光子的能量为E =E n -E m =1n 2E 1-1m 2E 1=m 2-n 2n 2m2E 1=hν,显然n 、m 的取值不同,发射光子的频率就不同,故氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能级差有关,故D 错误;由于氢原子发射的光子的能量E =m 2-n 2n 2m2E 1,所以发射的光子的能量值E 是不连续的,只能是一些特殊频率的谱线,故A 错误,B 正确.[举一反三](多项选择)如图5是氢原子的能级图,一群氢原子处于n =3能级,以下说法中正确的选项是( )图5A .这群氢原子跃迁时能够发出3种不同频率的波B .这群氢原子发出的光子中,能量最大为10.2eVC .从n =3能级跃迁到n =2能级时发出的光波长最长D.这群氢原子能够吸收任意光子的能量而向更高能级跃迁答案AC[变式探究]一群处于n=4能级的激发态的氧原子,向低能级跃迁时,最多发射出的谱线为( ) A.3种B.4种C.5种D.6种答案 D解析一群处于n=4能级的激发态的氧原子,向低能级跃迁时,最多发射出的谱线为C24=6种,选D.[举一反三]一群氢原子处于同一较高的激发态,它们向较低激发态或基态跃迁的过程中( )A.可能吸收一系列频率不同的光子,形成光谱中的假设干条暗线B.可能发出一系列频率不同的光子,形成光谱中的假设干条亮线C.只吸收频率一定的光子,形成光谱中的一条暗线D.只发出频率一定的光子,形成光谱中的一条亮线答案 B高频考点三原子核及核反应例3、(2016·全国Ⅱ·35(1))在以下描述核过程的方程中,属于α衰变的是________,属于β衰变的是________,属于裂变的是________,属于聚变的是________.(填正确答案标号)A.146C→147N+0-1eB.3215P→3216S+0-1eC.23892U→23490Th+42HeD.147N+42He→178O+11HE.23592U+10n→14054Xe+9438Sr+210nF.31H+21H→42He+10n答案 C AB E F解析α衰变是一种放射性衰变,α粒子(42He)会从原子核中射出,C项符合要求,β衰变是指自原子核内自发地放出一个电子(0-1e),同时原子序数加1的过程,A、B两项符合要求,裂变是指一些质量非常大的原子核,如铀、钍和钚等在吸收一个中子后分裂成两个或更多质量较小的原子核,同时放出多个中子和很大能量的过程,只有E项符合要求.聚变是指由两个轻原子核(一般是氘核和氚核)结合成较重原子核(氦核)并放出大量能量的过程,F项符合要求.[变式探究](多项选择)(2016·全国Ⅲ·35(1)一静止的铝原子核2713Al俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后,变为处于激发态的硅原子核2814Si*.以下说法正确的选项是( )A.核反应方程为p+2713Al→2814Si*B.核反应过程中系统动量守恒C.核反应过程中系统能量不守恒D.核反应前后核子数相等,所以生成物的质量等于反应物的质量之和答案AB解析根据质量数和电荷数守恒可得,核反应方程为p+2713Al→2814Si*,A正确;核反应过程中释放的核力远远大于外力,故系统动量守恒,B正确;核反应过程中系统能量守恒,C错误;由于反应过程中,要释放大量的能量,伴随着质量亏损,所以生成物的质量小于反应物的质量之和,D错误.[举一反三](多项选择)关于核反应方程234 90Th→234 91Pa+X+ΔE(ΔE为释放的核能,X为新生成的粒子),234 90 Th的半衰期为1.2 min,那么以下说法正确的选项是( )A.此反应为β衰变B.234 91Pa核和234 90Th核具有相同的质量C.234 91Pa具有放射性D.64 g的234 90Th经过6 min还有1 g234 90Th尚未衰变答案AC[变式探究]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,以下说法正确的选项是( )A.氡的半衰期为3.8天,假设取4个氡原子核,经7.6天后就剩下一个原子核了B.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的C.γ射线一般伴随着α或β射线产生,在这三种射线中,α射线的穿透能力最强,电离能力最弱D.发生α衰变时,生成核与原来的原子核相比,中子数减少了4答案 B解析半衰期遵循统计规律,对单个或少数原子核是没有意义的,A错误.根据3种射线的特性及衰变实质可知B正确,C、D错误.1.(多项选择)(2016·天津理综·6)物理学家通过对实验的深入观察和研究,获得正确的科学认知,推动物理学的发展,以下说法符合事实的是( )A.赫兹通过一系列实验,证实了麦克斯韦关于光的电磁理论B.查德威克用α粒子轰击147N获得反冲核178O,发现了中子C.贝可勒尔发现的天然放射性现象,说明原子核有复杂结构D.卢瑟福通过对阴极射线的研究,提出了原子核式结构模型答案AC2.(2016·全国Ⅱ·35(1))在以下描述核过程的方程中,属于α衰变的是________,属于β衰变的是________,属于裂变的是________,属于聚变的是________.(填正确答案标号)A.146C→147N+0-1eB.3215P→3216S+0-1eC.23892U→23490Th+42HeD.147N+42He→178O+11HE.23592U+10n→14054Xe+9438Sr+210nF.31H+21H→42He+10n答案 C AB E F解析α衰变是一种放射性衰变,α粒子(42He)会从原子核中射出,C项符合要求,β衰变是指自原子核内自发地放出一个电子(0-1e),同时原子序数加1的过程,A、B两项符合要求,裂变是指一些质量非常大的原子核,如铀、钍和钚等在吸收一个中子后分裂成两个或更多质量较小的原子核,同时放出多个中子和很大能量的过程,只有E项符合要求.聚变是指由两个轻原子核(一般是氘核和氚核)结合成较重原子核(氦核)并放出大量能量的过程,F项符合要求.3.(2016·北京理综·13)处于n=3能级的大量氢原子,向低能级跃迁时,辐射光的频率有( ) A.1种B.2种C.3种 D.4种解析:处于能级为n的大量氢原子向低能级跃迁能辐射光的种类为C2n,所以处于n=3能级的大量氢原子向低能级跃迁,辐射光的频率有C23=3种,故C项正确。
高三物理专题复习专题热学精品教案
高三物理专题复习专题热学精品教案一、教学内容本节课选自高三物理教材热学章节,详细内容包括热力学第一定律、热力学第二定律、气体动理论以及分子运动论等核心概念。
着重对热力学第一、第二定律的应用及气体动理论的基本原理进行深入解析。
二、教学目标1. 让学生掌握热力学第一、第二定律的基本原理,并能应用于实际问题中。
2. 使学生理解气体动理论的基本观点,了解分子运动与宏观热现象之间的关系。
3. 培养学生的科学思维和创新能力,提高解决实际热学问题的能力。
三、教学难点与重点教学难点:热力学第二定律的理解和应用,气体动理论与宏观热现象的联系。
教学重点:热力学第一定律的运用,气体动理论的基本原理。
四、教具与学具准备教具:PPT、黑板、粉笔、实验器材(如温度计、气压计等)。
学具:笔记本、教材、练习本。
五、教学过程1. 导入:通过分析生活中的热现象,引入热学的基本概念。
2. 知识讲解:(1)热力学第一定律:能量守恒原理在热现象中的应用。
(2)热力学第二定律:宏观热现象的规律性,如熵增原理。
(3)气体动理论:分子运动与宏观热现象的联系。
3. 例题讲解:针对热力学第一、第二定律以及气体动理论,选取具有代表性的例题进行讲解。
4. 随堂练习:让学生运用所学知识解决实际问题,巩固所学内容。
5. 实践情景引入:结合生活实际,让学生探讨热学现象在生活中的应用。
六、板书设计1. 热力学第一定律:能量守恒原理。
2. 热力学第二定律:熵增原理。
3. 气体动理论:分子运动与宏观热现象的联系。
七、作业设计1. 作业题目:(1)运用热力学第一定律,计算一个热现象的能量变化。
(2)分析一个实际热现象,说明热力学第二定律的应用。
(3)结合气体动理论,解释一个宏观热现象。
2. 答案:(1)能量变化计算示例:一个热机在工作过程中,吸收热量Q=1000J,对外做功W=800J,求热机内能的变化。
解:根据热力学第一定律,内能变化ΔU=QW=1000J800J=200J。
高三物理专题复习专题热学教案
高三物理专题复习专题热学教案一、教学内容本节课选自高三物理教材《热学》章节,主要详细内容包括:热力学第一定律、热力学第二定律、气体动理论、温度与热量、热力学循环等。
二、教学目标1. 让学生掌握热力学基本定律,理解能量守恒在热学中的体现。
2. 使学生能够运用气体动理论解释宏观热现象,了解温度与热量的关系。
3. 培养学生运用热力学知识解决实际问题的能力。
三、教学难点与重点难点:热力学第二定律的理解,热力学循环的应用。
重点:热力学第一定律,气体动理论,温度与热量的关系。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体课件,热力学实验器材。
2. 学具:笔记本,教材,计算器。
五、教学过程1. 实践情景引入:通过展示热力学实验,让学生观察并思考热现象背后的原理。
2. 例题讲解:(1)热力学第一定律的应用:讲解能量守恒在热学中的具体体现。
(2)热力学第二定律的应用:解释宏观热现象的方向性。
(3)气体动理论的应用:分析气体压强、温度与体积之间的关系。
3. 随堂练习:让学生运用热力学知识解答实际问题,巩固所学内容。
4. 小组讨论:针对教学难点,分组讨论,互帮互助,共同解决问题。
六、板书设计1. 热力学第一定律:能量守恒,内能变化等于热量与对外做功的代数和。
2. 热力学第二定律:宏观热现象具有方向性,熵增原理。
3. 气体动理论:气体分子运动论,压强、温度、体积的关系。
七、作业设计1. 作业题目:(1)证明热力学第一定律。
(2)解释热力学第二定律在实际生活中的应用。
(3)运用气体动理论分析一定量的气体在等温、等压、等容过程中的变化。
2. 答案:(1)见教材P。
(2)见教材PXx。
(3)见教材PXx。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课学生对热力学第一定律掌握较好,但对第二定律的理解仍有困难,需加强讲解与练习。
2. 拓展延伸:引导学生关注热力学在新能源、环境保护等领域的应用,提高学生的科学素养。
重点和难点解析1. 热力学第二定律的理解。
2010届高考物理专题复习精品学案――电磁感应规律的综合应用(最新)
2010届高考物理专题复习精品学案――电磁感应规律的综合应用(最新)【命题趋向】电磁感应综合问题往往涉及力学知识(如牛顿运动定律、功、动能定理、能量守恒定律等)、电学知识(如电磁感应定律、楞次定律、直流电路知识、磁场知识等)等多个知识点,突出考查考生理解能力、分析综合能力,尤其从实际问题中抽象概括构建物理模型的创新能力。
在备考中应给予高度重视。
【考点透视】电磁感应是电磁学的重点,是高中物理中难度较大、综合性最强的部分。
这一章是高考必考内容之一。
如感应电流产生的条件、方向的判定、自感现象、电磁感应的图象问题,年年都有考题,且多为计算题,分值高,难度大,而感应电动势的计算、法拉第电磁感应定律,因与力学、电路、磁场、能量、动量等密切联系,涉及知识面广,综合性强,能力要求高,灵活运用相关知识综合解决实际问题,成为高考的重点。
因此,本专题是复习中应强化训练的重要内容。
【例题解析】一、电磁感应与电路题型特点:闭合电路中磁通量发生变化或有部分导体在做切割磁感线运动,在回路中将产生感应电动势,回路中将有感应电流。
从而讨论相关电流、电压、电功等问题。
其中包含电磁感应与力学问题、电磁感应与能量问题。
解题基本思路:1.产生感应电动势的导体相当于一个电源,感应电动势等效于电源电动势,产生感应电动势的导体的电阻等效于电源的内阻.2.电源内部电流的方向是从负极流向正极,即从低电势流向高电势.3.产生感应电动势的导体跟用电器连接,可以对用电器供电,由闭合电路欧姆定律求解各种问题.4.解决电磁感应中的电路问题,必须按题意画出等效电路,其余问题为电路分析和闭合电路欧姆定律的应用. 例1.如图所示,两个电阻的阻值分别为R和2R,其余电阻不计,电容器的电容量为C,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,金属棒a b、cd 的长度均为l ,当棒a b以速度v向左切割磁感应线运动时,当棒cd以速度2v向右切割磁感应线运动时,电容C的电量为多大?哪一个极板带正电?解:画出等效电路如图所示:棒a b产生的感应电动势为:E1=Bl V棒a b产生的感应电动势为:E2=2Bl V电容器C充电后断路,U ef = - Bl v /3,U cd= E2=2Bl VU C= U ce=7 BL V /3Q=C U C=7 C Bl V /3右板带正电。
高三物理复习教案第十一讲 热学、光学、原子物理
高三物理复习教案第十一讲热学、光学、原子物理祁东一中撰稿:陈丽萍审查:陈晓建一、考点梳理:1.热学部分命题点多集中在分子动理论,估算分子大小和数目、物体内能的改变和做功,题型多为选择题,且绝大多数选项择题只要求定性分析。
但能源开发和利用是当今的热门课题,应以关注。
2.几何光学部分命题点多集中在光路图方面,光的反射、折射、直线传播的简单应用是命题热点。
3.原子物理命题可能性大的有:光电效应、光的干涉、α粒子散射实验、玻尔理论、原子核转变、质子和中子的发现、核能的释放等,题型是选择题和填空题。
但由于本考点涉及内容是近代物理的基础,与力学、电磁学的知识综合命题是高考的趋势。
二、热身训练:1.(1)在做“用油膜法估测分子的大小”实验中,实验简要步骤如下:A.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去,多于半个的算一个)再根据方格的边长求出油膜的面积S.B.将一滴油酸酒精溶液滴在水面上,待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上.C.用浅盘装入约2cm深的水,然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面.D.用公式D=V/S,求出薄膜厚度,即油酸分子的大小.E.根据油酸酒精溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积V.F.用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒,记下量筒内增加一定体积时的滴数.上述实验步骤的合理顺序是__________.2.(2)将1cm3的油酸溶于酒精,制成200cm3的油酸酒精溶液.已知1cm3溶液有50滴.现取1滴油酸溶液滴到水面上,随着酒精溶于水,油酸在水面上形成一单分子薄层,已测出这一薄层的面积为0.2m2.由此可估测出油酸分子的直径为__________m.3.图中画出了氢原子的4个能级,并注明了相应的能量E。
处在n=4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时,能够发出若干种不同频率的光波。
已知金属钾的逸出功为2.22eV。
《热学 光学 原子物理专题学案》
《原子物理专题》教案年级 高三 科目 选修3-5[学习目标]光电效应,光子,受因斯坦光电效应方程,全反射和临界角4.氢原子的能级结构,光子的发射和吸收5.核能、质量亏损、爱因斯坦的质能方程。
从近三年的高考对本专题考查情况看,Ⅱ要求知识点出现的概率比Ⅰ级要求知识点大的多,特别是质能方程、氢原子的能级结构与光的折射三个知识点在最近三年的高考出现的尤为频繁。
在近三年各地高考中这三十个知识点多以与联系实际问题以及与科技前沿相关的问题作为载体进行考察,在复习过程中不能忽视,现行高考对本专题知识点的考查趋于灵活往往在一道选择题中渗透对多个知识点的考查。
这种小范围综合性选择题为高考下一步对本专题考查的一个重要模式。
[课堂导学]原子和原子核知识,是人类对物质结构的认识史,重点是核式结构、玻尔理论、原子核衰变、质能方程、核反应方程等。
要熟记一些重要的史实和核反应方程,“考课本”、“不回避陈题”是本章高考题的特点。
原子和原子核部分初学者常犯的错误主要表现在:各个概念、现象混淆;对多种可能性的问题分析浅尝则止;计算不过硬。
[重点剖析]近代物理初步1.原子的核式结构 α粒子散射实验观察到的实验现象:⑴绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向运动;⑵极少数α粒子则发生了较大的偏转甚至返回。
从而推断了原子的核式结构。
说明:核式结构并没有指出原子核的组成。
2. 原子核的衰变及三种射线⑴原子核的衰变 :α衰变和β衰变。
①α衰变:4422MM Z Z X Y He --→+②β衰变:011M M Z Z X Y e +-→+⑵α和β衰变次数的确定:先由质量数守恒确定α衰变的次数,再由核电荷数确定β衰变的次数。
⑶半衰期T :放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间叫半衰期,衰变规律是01()2t T N N =。
说明:原子核的衰变只由原子核本身的因素所决定,而与原子所处的物理状态或化学状态无关。
3. 玻尔理论主要内容:⑴“定态假设”:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些状态中,电子虽然做变速运动,但并不向外辐射电磁波,这样相对稳定的状态称为定态。
2010高考物理精品讲练系列学案(33套) 人教版16(优秀免费下载资料)
实验:验证机械能守恒定律【例】在验证机械能守恒定律的实验中,有位同学按以下步骤进行实验操作:.用天平称出重锤和夹子的质量.固定好打点计时器,将连着重锤的纸带穿过限位孔,用手提住,且让手尽量靠近打点计时器.松开纸带,接通电源,开始打点.并如此重复多次,以得到几条打点纸带.取下纸带,挑选点迹清晰的纸带,记下起始点,在距离点较近处选择几个连续计数点(或计时点),并计算出各点的速度值.测出各点到点的距离,即得到重锤下落高度 .计算出和221n m v ,看两者是否相等在以上步骤中,不必要的步骤是;有错误或不妥的步骤是(填写代表字母);更正情况是: ①, ②, ③, ④. 答案①中手应抓住纸带末端;②中先接通电源,再松开纸带;③中应选取离点较远的点;④中应计算和21.【例】某同学在做“验证机械能守恒定律”的实验时,不慎将一条选择好的纸带的前面部分损坏了,剩下部分纸带上各点间的距离,他测出并标在纸带上,如图实所示.已知打点计时器的周期是 ,重力加速度为m .()利用纸带说明重锤(质量为)通过对应于、两点过程中机械能守恒.()说明为什么得到的结果是重锤重力势能的减小量Δ稍大于重锤动能的增加量Δ? 答案 ()重锤在对应、两点时的速度分别为02.0210)18.380.2(2⨯⨯+-m02.0210)30.494.3(2⨯⨯+-m则重锤在、两点对应过程的动能增加量为∆∆212121()1.004m 而重锤在该过程中下落的距离为∆()××则重锤在该过程减少的重力势能为∆·∆1.047m在允许的实验误差范围内可以认为∆∆,即机械能守恒.()因重锤拖着纸带下落时,空气阻力和打点计时器的阻力做功而使重锤的机械能有损失 【例】如图实乙所示,将包有白纸的圆柱棒替代纸带和重物,蘸有颜料的毛笔固定在马达上并随之转动,使之替代打点计时器,当烧断挂圆柱棒的线后,圆柱棒竖直自由落下,毛笔就在圆柱棒白纸上画出记号,如图甲所示,测得记号之间的距离依次为mm 、mm 、mm 、mm 、mm 、mm ,已知马达铭牌上有“”字样,请说明如何由此验证机械能守恒.答案 其方法如下:①由马达铭牌“”算出毛笔画的线距的时间间隔为s 4401601=n≈ . ②根据Ts s n n 21++算出任意选取的画相邻两条线时圆柱棒的瞬时速度 04.0210)5842(3⨯⨯+-m 04.0210)7458(3⨯⨯+-m故∆212121()21×() 0.58m 而∆·×××0.58m 可见∆∆【例】一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,他的实验如下:在离地面高度为的光滑水平桌面上,沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为的一小钢球接触,当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘,如图所示.让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使钢球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行后落到水平地面,水平距离为.()请你推导出弹簧的弹性势能与小钢球质量、桌面离地高度、水平距离等物理量的关系式. ()弹簧长度的压缩量与对应的钢球在空中飞行的水平距离的实验数据如下表所示,根据下面的实验数据,你猜测弹簧的弹性势能与弹簧长度的压缩量之间有何关系?为什么?答案 ()24s hmg()224x hmgc (为常数).在“验证机械能守恒定律”的实验中,下列物理量中需要用工具测量的有( ),通过计算得到的有( ) .重锤的质量.重力加速度.重锤下落的高度.与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度答案.在“验证机械能守恒定律”的实验中,有如下可供选择的实验器材:铁架台、电磁打点计时器以及复写纸、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、开关.其中不必要的器材是;缺少的器材是 .答案 低压直流电源、天平、秒表 低压交流电源、重锤、刻度尺.如图中甲、乙两图都是使用电磁打点计时器验证机械能守恒定律的装置示意图,已知该打点计时器的打点频率为 .()这两图相比较,哪个图所示的装置较好?简单说明为什么.()图中的丙图是采用较好的装置并按正确的实验步骤进行实验打出的一条纸带,如果、两点之间距离约等于mm ,可以说明点的速度等于.如果、两点之间距离明显小于mm ,比如mm ,但点的速度也为. 答案 ()甲图较好 理由见解析 ().(·银川模拟)()根据打出的纸带,如图,选取纸带上打出的连续五个点、、、、,测出点距起点的距离为,点、间的距离为,点、间的距离为,交流电的周期为,则根据这些条件计算重锤下落的 加速度的表达式为.()在“验证机械能守恒定律”的实验中发现,重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能,其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用,我们可以通过该实验装置测定该阻力的大小.若已知当地重力加速度为,还需要测量的物理量是(写出名称和符号),重锤在下落过程中受到的平均阻力的大小. 答案 ()2142Ts s - ()重锤的质量(2142Ts s -).利用图所示的装置验证机械能守恒定律.图中是固定的光滑斜面,斜面的倾角为°和是固定在斜面上适当位置的两个光电门,当光电门中有物体通过时与它们连接的光电计时器(都没有画出)能够显示挡光时间.让滑块从斜面的顶端滑下,光电门、各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为××.已知滑块质量为kg ,滑块沿斜面方向的长度为cm ,光电门和之间的距离为mm ,取滑块经过光电门时的速度为其平均速度.()滑块通过光电门时的速度,通过光电门时的速度.()滑块通过光电门、之间的动能增加量为,重力势能的减少量为. 答案 () ()知识整合 演练高考题型基本概念的理解【例】(·广东·)运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程,将人和伞看成一个系统,在这两个过程中,下列说法正确的是().阻力对系统始终做负功.系统受到的合外力始终向下.重力做功使系统的重力势能增加.任意相等的时间内重力做的功相等答案题型动能定理的应用【例】(·宁夏·)倾斜雪道的长为m,顶端高为m,下端经过一小段圆弧过渡后与很长的水平雪道相接.如图所示,一滑雪运动员在倾斜雪道的顶端以水平速度m飞出.在落到倾斜雪道上时,运动员靠改变姿势进行缓冲使自己只保留沿斜面的分速度而不弹起,除缓冲过程外运动员可视为质点,过渡圆弧光滑,其长度可忽略.设滑雪板与雪道的动摩擦因数μ,求运动员在水平雪道上滑行的距离(取m).答案题型机械能守恒定律的应用【例】(·全国Ⅰ·)图中滑块和小球的质量均为,滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动,小球与滑块上的悬点由一不可伸长的轻绳相连,轻绳长为.开始时,轻绳处于水平拉直状态,小球和滑块均静止.现将小球由静止释放,当小球到达最低点时,滑块刚好被一表面涂有粘住物质的固定挡板粘住,在极短的时间内速度减为零,小球继续向左摆动,当轻绳与竖直方向的夹角θ=°时小球达到最高点.求:()从滑块与挡板接触到速度刚好变为零的过程中,挡板阻力对滑块的冲量.()小球从释放到第一次到达最低点的过程中,绳的拉力对小球做功的大小.1答案()-gl()2.(·江苏·)如图所示,粗糙的斜面与光滑的水平面相连接,滑块沿水平面以速度运动,设滑块运动到点的时刻为,距点的水平距离为,水平速度为.由于不同,从点到点的几种可能的运动图象如下列选项所示,其中表示摩擦力做功最大的是()答案.(·江苏·)如图所示,一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球和,跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆上,质量为3m的球置于地面上,质量为的球从水平位置静止释放,当球对地面压力刚好为零时球摆过的角度为θ.下列结论正确的是().θ°.θ°球摆动到最低点的过程中,重力对小球做功的功率先增大后减小球摆动到最低点的过程中,重力对小球做功的功率一直增大答案.(·上海·)物体做自由落体代表动能代表势能代表下落的距离,以水平地面为零势能面,下列所示图象中,能正确反映各物理量之间关系的是()答案.(·宁夏·)一滑块在水平地面上沿直线滑行时其速度为m.从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力,力和滑块的速度随时间的变化规律分别如图()和图()所示.设在第秒内、第秒内、第秒内力对滑块做的功分别为、、,则以下关系式正确的是()<<<<<答案.(·海南·)如图所示,一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的点,另一端系一小球.给小球一足够大的初速度,使小球在斜面上做圆周运动,在此过程中().小球的机械能守恒.重力对小球不做功.绳的张力对小球不做功.在任何一段时间内,小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少答案.(·山东·)如图所示,光滑轨道和底端对接且MO、两点高度相同.小球自点由静止自ON2由滚下,忽略小球经过点时的机械能损失,以、、、分别表示小球的速度、位移、加速度和动能四个物理量的大小.下列图象中能正确反映小球自点到点运动过程的是()答案.(·上海春招·)一辆汽车在平直公路上行驶,以下说法正确的是().汽车的行驶速度保持不变,车轮直径越大,车轮旋转越快.汽车车轮旋转快慢保持不变,车轮直径越小,行驶速度越大.汽车的功率保持不变,行驶速度越大,受到的牵引力越小.汽车受到的牵引力保持不变,行驶速度越小,功率越大答案.(·广东·)如图所示,固定的凹槽水平表面光滑,其内放置形滑板,滑板两端为半径m的圆弧面和分别是圆弧的端点段表面粗糙,其余段表面光滑,小滑块和的质量均为,滑板的质量 4m 和与面的动摩擦因数分别为μ和μ,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,开始时滑板紧靠槽的左端静止在粗糙面的点以m的初速度从点沿弧面自由滑下,与发生弹性碰撞后处在粗糙面点上,当滑到点时,滑板恰好与槽的右端碰撞并与槽牢固粘连继续滑动,到达点时速度为零与视为质点,取m.问:()在段向右滑动时,滑板的加速度为多大?()长度为多少?、和最终静止后与间的距离为多少? 答案 () ().(·重庆·)如图中有一个竖直固定在地面的透气圆筒,筒中有一个劲度为的轻弹簧,其下端固定,上端连接一质量为的薄滑块,圆筒内壁涂有一层新型智能材料——流体,它对滑块的阻力可调.起初,滑块静止流体对其阻力为,弹簧的长度为.现有一质量也为的物体从距地面2L 处自由落下,与滑块碰撞后粘在一起向下运动.为保证滑块做匀减速运动,且下移距离为kmg2时速度减为流体对滑块的阻力须随滑块下移而变.试求(忽略空气阻力):()下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能. ()滑块向下运动过程中加速度的大小. ()滑块下移距离时流体对滑块阻力的大小. 答案 ()()21()m kL 8 ()4kL- 章末检测一、选择题(共小题,每小题分,共分).物体在一个方向竖直向上的拉力作用下参与了下列三种运动:匀速上升、加速上升和减速上升.关于这个物体在这三种运动中机械能的变化情况,正确的说法是( ).匀速上升过程中机械能不变,加速上升过程中机械能增加,减速上升过程中机械能减小 .匀速上升和加速上升过程中机械能增加,减速上升过程中机械能减小 .三种运动过程中,机械能均增加.由于这个拉力和重力大小关系不明确,不能确定物体的机械能的增减情况 答案.汽车在平直公路上以速度匀速行驶,发动机功率为,牵引力为时刻,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半,并保持该功率继续行驶,到时刻,汽车又恢复了匀速直线运动.能正确表示这一过程中汽车牵引力和速度随时间变化的图象是( )答案.用水平力拉一物体在水平地面上从静止开始做匀加速运动,到秒末撤去拉力,物体做匀 减速运动,到秒末静止.其速度图象如图所示,且α<β.若拉力做的功为,平均功率为;物体在加速和减速过程中克服摩擦阻力做的功分别为和,它们的平均功率分别为和,则下列选项正确的是( )答案.如图所示,小球从一个固定的光滑斜槽轨道顶端无初速开始下滑,用、和分别表示小球 沿轨道下滑的速度、时间和竖直高度.下面的—图象和—图象中可能正确的是( )答案.如图所示,一个质量为的物体(可视为质点),以某一初速度由点冲上倾角为°的固定斜面,其加速度大小为,物体在斜面上运动的最高点为点与点的高度差为,则从点到点的过程中,下列说法正确的是( ).物体动能损失了2mgh.物体动能损失了 .系统机械能损失了 .系统机械能损失了2mgh答案.一质量为的物体以速度做竖直平面内的半径为的匀速圆周运动,假设时刻物体在轨迹最低点且重力势能为零,下列说法正确的是( ) .物体运动的过程中重力势能随时间的变化关系为(Lv) .物体运动的过程中动能随时间的变化关系为21(Lv ).物体运动的过程中机械能守恒,且机械能21.物体运动过程中机械能随时间的变化关系为21(Lv )答案.如图所示,甲球由轻绳系住,乙球由橡皮条系住,都从水平位置由静止开始释放,当两球到达悬点正下方点时,橡皮条长度恰好与绳长相等.则在点时两球的速度大小关系是 ( )甲乙甲>乙甲<乙甲≥乙答案.在离地面高为处竖直上抛一质量为的物块,抛出时的速度为,当它落到地面时速度为,用表示重力加速度,则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于( )21-21.-2121 21212121答案二、计算论述题(共小题,共分,其中、小题各分、小题各分).如图所示、两球质量分别为4m 和5m ,其间用轻绳连接,跨放在光滑的半圆柱体上(半圆柱体的半径为).两球从水平直径的两端由静止释放.已知重力加速度为,圆周率用π表示.当球到达最高点时,求:()球的速度大小. ()球对圆柱体的压力. 答案 ()gR)8π5(31- ())π517(94-mg.如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,由一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为.一质量为的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑,然后沿圆形轨道运动.要求物块能通过圆形轨道最高点,且在该最高点与轨道间的压力不能超过(为重力加速度).求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度的取值范围. 答案25≤≤.一种采用电力和内燃机双动力驱动的新型列车,质量为,当它在平直的铁轨上行驶时,若只采用内燃机驱动,发动机额定功率为,列车能达到的最大速度为.若只采用电力驱动,发动机的额定功率为.现由于某种原因列车停在倾角为θ的坡道上,为了保证列车有足够大的动力,需改为电力驱动.若让列车由静止开始匀加速启动,加速度为,已知重力加速度为,列车在坡道上行驶时所受铁轨的阻力是在平直铁轨上行驶时的倍,试求列车能保持匀加速运动的时间.答案)sin (11112v v v ma kP mg a P ++θ.如图所示,质量为的滑块,放在光滑的水平平台上,平台右端与水平传送带相接,传送带的运行速度为,长为.今将滑块缓慢向左压缩固定在平台上的轻弹簧,到达某处时突然释放.当滑块滑到传送带右端时,恰好与传送带速度相同.滑块与传送带间的动摩擦因数为μ.()试分析滑块在传送带上的运动情况.()若滑块离开弹簧时的速度大于传送带的速度,求释放滑块时,弹簧具有的弹性势能. ()若滑块离开弹簧时的速度大于传送带的速度,求滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量.答案 ()若滑块冲上传送带时的速度小于带速,则滑块在带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动;若滑块冲上传送带时的速度大于带速,则滑块由于受到向左的滑动摩擦力而做匀减速运动. ()21μ()μ(020v v -+gL μ)。
2010届高考物理专题复习精品学案――― 功、能、能量守恒(最新)
FN1 mgcos37,故F1 FN1 mgcos37
由动能定理
mg sin 37 s1 mg cos 37 s1
1 2 mv1 2
1 ○
在水平运动过程中 F2 FN 2 mg 由动能定理: mgs 2 0 由○ 1 、○ 2 式可得
P ,这一过程的 v-t 关动: 由a
F F 知,当加速度 a 不变时,发动机牵引力 F 恒定,再由 P = Fv 知,F 一定,发动机实际 m
输出功率 P 随 v 的增大而增大,但当 P 增大到额定功率以后不再增大,此后,发动机保持额定功率不 变,v 继续增大,牵引力 F 减小,直至 F= F´时,a=0,车速达到最大值 vm
(m1 m2 ) g M
2 v0 R
1 ○
当剪断两物体之间的轻线后,轻线对小球的拉力减小,不足以维持小球在半径为 R 的轨道上继续做匀 速率圆周运动,于是小球沿切线方向逐渐偏离原来的轨道,同时轻线下端的物体 m1 逐渐上升,且小 球的线速度逐渐减小.假设物体 m1 上升高度为 h,小球的线速度减为 v 时,小球在半径为(R+h)的轨 道上再次做匀速率圆周运动,根据牛顿第二定律有
P额 ,此后匀速运动.在 F
P 增至 P 额之前,车匀加速运动,其持续时间为 t0
P额 v0 P额 (这个 v0 必定小于 vm, a Fa (m a F )a
先算出 F;再求 小的加速运动,
它是车的功率增至 P 额之时的瞬时速度).计算时,利用 F - F´=ma, 出 v0
2
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④若物体运动过程中包含几个不同的物理过程,解题时,可以分段考虑,也可视为一个整体过程,列 出动能定理求解. 5.机械能守恒定律及其应用 (1)机械能是否守恒的判断 ①物体只受重力,只发生动能和重力势能的相互转化.如自由落体运动,抛体运动等. ②只有弹力做功,只发生动能和弹性势能的相互转化.如在光滑水平面运动的物体碰到一个弹簧,和弹 簧相互作用的过程中,对物体和弹簧组成的系统来说,机械能守恒. ③物体既受重力,又受弹力,但只有重力和弹力做功,只发生动能、弹性势能、重力势能的相互转化, 如自由下落的物体落到竖直的弹簧上和弹簧相互作用的过程.对物体和弹簧组成的系统来说, 机械能守 恒. ④除受重力(或弹力)外,受其他力,但其他力不做功,或其他力做功的代数和为零.如物体在沿斜面 拉力 F 的作用下沿斜面向下运动,其拉力的大小与摩擦力的大小相等,在此运动过程中,其机械能守 恒,只要满足上述条件,机械能一定守恒,要切实理解. (2)应用机械能守恒定律的解题思路 ④明确研究对象,即哪些物体参与了动能和势能的相互转化,选择合适的初态和末态. ②分析物体的受力并分析各个力做功, 看是否符合机械能守恒条件.只有符合条件才能应用机械能守恒 定律. ③正确选择守恒定律的表达式列方程,可分过程列式,也可对全过程列式. ④求解结果说明物理意义.
热学、光学、原子物理专题复习 PPT课件 课件 人教课标版
2、 2005年—2007年浙江理综卷“热光原”考 查的知识点
05年 06年 07年 18(气体压强、内能、 16(气 热学 21(气体压强、 内能、温度) 分子势能) 体压强、 热和功) 光学 17(确定直 15(比较两种色光的能 17(玻 角棱镜中的 量与传播速度) 璃锥问 出射光线) 22(研究双缝干涉实验) 题) 原子 15(π +π - 14(核反应方程、推算 19 ( 原 物理 介子组成、 AZ) 子跃迁) 电量守恒)
如图所示,在 xoy 平面上,一个以原点 O 为中心、半 径为R的圆形区域内存在着匀强磁场。磁场的磁感应 强度为B,方向垂直于xoy平面向里。在O点处原来静 止着一个具有放射性的原子核 —— 氮 -13 ,某时刻该 核发生衰变,放出一个正电子和一个反冲核。已知正 电子从 O 点射出时沿 x 轴正方向,而反冲核刚好不会 离开磁场区域。不计重力影响和粒子间的相互作用。 (1)试写出衰变方程; (2)画出正电子和反冲核的轨迹 示意图; (3)求正电子离开磁场区域时的坐标。
u (05)15.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 d 或反夸克)组成的,它们的带电量如下表所示,表中 e为元电荷。
π+ 带 电 量 +e
π-e
u
2 e 3
d
1 e 3
u
2 e 3
d
1 e 3
下列说法正确的是( AD) A.π +由u和 d 组成 B.π +由d和 u 组成 C.π -由u和 组成 D.π - 由d和 组成 u d A (06)14.某原子核 Z X 吸收一个中子后,放出一个电子,分裂为两个α 粒子。由此可知 A.A=7,Z=3 B.A=7,Z=4 C.A=8,Z=3 D.A=8,Z=4 (07) 19 .用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子,观测到了一定数 ( 目的光谱线。调高电子的能量再次进行规测,发现光谱线的数目原来增加了 5条。用An表示两次 观测中最高激发态的量子数 n 之差,E 表示调高后电子的能量。根据氢原子的能级图可以判断, △n和E的可能值为( ) A.△n=1,13.22cV<E<13.32cV B.△n=2,13.22eV<E<13.32eV C.△n=1,12.75cV<E<13.06cV D.△n=2,12.72cV<E<13.06cV
高考物理 第二十二章原子核复习教案 新人教版
第二十二章 原子核 §22.1 原子结构 能级第一课时一、重点难点诠释1.卢瑟福原子核式结构 (1)α粒子散射现象绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进,但是有少数α粒子发生了较大的偏转,并且有极少数α粒子偏转角超过了090,有的甚至被弹回,偏转角几乎达到0180.(2)原子的核式结构 在原子的中心有一个很小的核,叫做原子核,原子的全部正电荷和几乎所有的质量都集中在原子核上,带负电的电子在核外空间绕核旋转。
原子直径的数量级为m 1010-,而原子核直径的数量级约为m 1015-。
2.玻尔原子模型(1)玻尔的原子模型:玻尔的原子模型包含以下三个方面的内容:①轨道量子化:围绕原子核运动的电子轨道半径只能取某些分立的数值;②能量量子化:不同的轨道对应着不同的能量状态,在这些状态中,原子是稳定的,电子虽做变速运动,但不向外辐射能量;③跃迁假设:原子在不同的状态具有不同的能量,从一个定态向另一个定态跃迁时要辐射或吸收一定频率的光子,该光子的能量等于这两个状态的能级差,即n m E E h -=ν(2)氢原子的能级:原子各个定态的能量值叫做原子的能级。
氢原子的能级公式为21nEn E =,对应的轨道半径关系式为:12r n r n =,其中n 叫量子数,只能取正整数。
n=1的状态称为基态,氢原子基态的能量值m 1053.0,eV 6.131011-⨯=-=r E 。
量子数n 越大,动能越小,势能越大,总能量越大。
(3)玻尔理论的成功与局限:玻尔理论的成功之处在于引入了量子的概念,局限之处在于保留了过多的经典理论。
(4)光子的吸收与发射原子从一种定态(能量为初E ),跃迁到另一种定态(能量为终E ),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能级差决定:即终初E E h -=ν。
若终初>E E ,则辐射光子;若终初<E E ,则吸收光子。
原子只辐射或吸收能级差间的光子。
由于原子的能级不连续,所以辐射或吸收光波的频率是若干分立的值,这也正是原子光谱是线状谱的原因。
高考物理二轮复习 专题10 热学学案-人教版高三全册物理学案
10 热学本专题全国卷的命题形式都是一大一小组成的,小题是以选择题的形式,分值为5分(或6分),主要考查分子动理论、内能、热力学定律、固体、液体、气体等方面的基本知识;大题以计算题的形式,分值为10分(或9分),主要考查对气体实验定律和理想气体状态方程的理解。
高频考点:分子大小的估算;对分子动理论内容的理解;物态变化中的能量问题;气体实验定律的理解和简单计算;固、液、气三态的微观解释和理解;热力学定律的理解和简单计算;用油膜法估测分子大小。
一.物质是由大量分子组成 *计算分子质量:Amol A mol N V N M m ρ==计算分子的体积:A mol A mol N M N V v ρ== 分子(或其所占空间)直径:球体模型 36πVd =,立方体模型 3V d =分子直径数量级10-10m 。
二.分子永不停息地做无规则热运动 布朗运动是分子无规则热运动的反映。
三.分子间存在着相互作用力 分子间引力和斥力都随距离的增大而减小。
四.物体的内能1.分子动能:温度是分子平均动能大小的标志.分子势能 :与体积有关 r=r 0时分子势能最小 分子力做正功分子势能减小。
物体的内能:所有分子的动能和势能的总和。
(理想气体不计分子势能)2.改变物体的内能 做功和热传递在改变内能上是等效的,但本质有区别。
Q W E ±±=∆1.(2018年普通高等学校招生全国统一考试)如图,一定量的理想气体,由状态a 等压变化到状态b ,再从b 等容变化到状态c 。
a 、c 两状态温度相等。
下列说法正确的是。
_______。
(填入正确答案标号。
选对1个得2分,选对2个得4分:有选错的得0分)A .从状态b 到状态c 的过程中气体吸热B .气体在状态a 的内能等于在状态c 的内能C .气体在状态b 的温度小于在状态a 的温度D.从状态a到状态b的过程中气体对外做正功2.一储存氮气的容器被一绝热轻活塞分隔成两个气室A和B,活寨可无摩擦地滑动。
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2010届高考物理专题复习精品学案――热学、光学、原子核【命题趋向】利用阿伏加德罗常数求分子的直径、分子的质量、估算分子个数以及布朗运动、分子间相互作用力随分子间距离变化的关系、内能、热力学第一、二定律是高考常考知识点,多以难度中等或中等偏下的选择题形式出现。
【考点透视】1.阿伏加德罗常数A N 是联系微量与宏观量的桥梁。
具体表现(摩尔质量0M ,摩尔体积0V ,分子质量1m 分子体积1V ):①分子的质量:AN M m 01=;②分子的体积(对气体而言是单个分子可占领的空间):AA N M N V V ρ001==;③分子直径的估算:把固、液体分子球模形316πV d =;立方体模型则31V d =对于气体:31V d =表示分子的间距)④分子数:A A A N V V N M m nN N 00===。
2.扩散现象是分子..的无规则运动;而布朗运动是悬浮微粒....的无规则运动,是液体分子的无规则运动的反应。
3.分子间存在相互作用力:分子间引力和斥力同时存在,都随间距离的变化而变化,但斥力随距离的变化快。
4.物体的内能:物体内所有分子的动能和势能的总和叫物体的内能。
温度是分子平均动能的标志,分子势能由分子间的相互作用和相对位置决定,分子势能变化与分子力做功有关。
分子力做正功,分子势能减小。
物体的内能由物质的量、温度、体积共同决定。
改变物体的内能有两种方式:做功和热传递,它们在改变物体的内能上是等效的,但实质不同,前者属能量的转化,而后者是能量的转移。
5.热力学第一定律的数学表达式为:W Q U +=∆6.热力学第二定律的两种表述的实质是:与热有关的现象自发进行是有方向性的。
7.能量守恒定律是自然界的普遍规律。
8.气体的状态参量的关系:对一定质量的理想气体(实际气体在常温下可视为理想气体)c TPV (恒量),气体的压强与单位体积的分子数和分子的平均动能有关。
【例题解析】例1 对于分子动理论和物体内能的理解,下列说法正确的是 ( )A .温度高的物体内能不一定大,但分子平均动能一定大B .理想气体在等温变化时,内能不改变,因而与外界不发生热交换C .布朗运动是液体分子的运动,它说明分子永不停息地做无规则运动D .扩散现象说明分子间存在斥力解析:温度越高,分子平均动能越大,但内能不仅与动能有关,还和分子势能有关;对理想气体,温度不变,其内能不变,由热力学第一定律知,仍可以和外界发生热交换;布朗运动不是液体分子的运动,而是固体颗粒的运动,它液体分子的无规则的运动的反应;扩散现象说明分子是永不停息的运动,不能说明分子间是否存在斥力。
正确答案是A 。
点拨:分子动理论是高考常考的内容,对此要求也较低,只需要正确理解实验结论,并能准确的表述即可。
例2从下列哪一组物理量可以算出氧气的摩尔质量 ( )A .氧气的密度和阿伏加德罗常数B .氧气分子的体积和阿伏加德罗常数C .氧气分子的质量和阿伏加德罗常数D .氧气分子的体积和氧气分子的质量解析:由氧气分子的质量乘以阿伏加德罗常数可得氧气的摩尔质量故C 选项正确.其他选项都不正确.点拨:与阿伏加德罗常数有关问题分析中,只要注意微观量与宏观量之间的联系是很容易正确求解的。
例3 如图所示,甲分子固定在坐标原点O ,乙分子位于x 轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示,F >0表示斥力,F <0表示引力, a 、b 、c 、d 为x 轴上四个特定的位置,现把乙分子从a处静止释放,则( )A .乙分子从a 到b 做加速运动,由b 到c 做减速运动B .乙分子由a 到c 做加速运动,到达c 时速度最大C .乙分子由a 到b 的过程中,两分子间的分子势能一直增加D .乙分子由b 到d 的过程中,两分子间的分子势能一直增加解析:乙分子从a 到d 一直做加速运动,分子力做正功,分子势能减小,c 到d 做减速运动,分子力做负功,分子势能增大,在c 点时速度最大;所以正确选项是B 。
点拨:对F —x 图像中包含的信息不能完全理解是造成失误的主要原因,而“图像问题”是近年高考的一个热点,这在复习中要引起重视。
分子势能的变化与分子力做功有关,这与重力势能的变化与重力做功有关完全类似。
例4 封闭在气缸内一定质量的气体,如果保持气体体积不变,当温度升高时,以下说法正确的是( )A .气体的密度增大B .气体的压强增大C .气体分子的平均动能减小D .每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多 解析:由c TPV =知,当气体体积不变,当温度升高时,气体压强必然变大而密度保持不变;气体的压强与单位体积的分子数和分子的平均动能有关。
气体体积不变而压强增大时,单位体积的分子数不变,但温度升高,分子平均动能变大,气体分子与器壁碰撞更加频繁。
所以正确选项是B D 。
点拨:对于一定质量的气体,状态参量满足c TPV =(恒量)。
从微观来看,气体的压强由单位体积的分子数和分子的平均动能决定。
例5 固定的水平气缸内由活塞B 封闭着一定量的气体,气体分子之间的相互作用可以忽略。
假设气缸壁的导热性能很好,环境的温度保持不变,若用外力F 将活塞B 缓慢地向右拉动,如图所示,则在拉动活塞的过程中,关于气缸内气体的下列结论,其中正确的是( )A .气体对外做功,气体内能不变B .气体对外做功,气体内能减小C .外界对气体做功,气体内能不变D .气体从外界吸热,气体压强减小解析:气体分子之间的相互作用可以忽略表明不计分子势能,气缸壁的导热性能很好,环境的温度保持不变,若用外力F 将活塞B 缓慢地向右拉动气体温度不变,气体的内能不变,但气体膨胀对外做功,由W Q U +=∆知,气体一定吸收热量;由c TPV =知,气体温度不变,体积变大,压强必然变小。
所以正确选项是A D 。
点拨:对气体内能的变化分析时应当注意题干中的描述,“缓慢”往往表明温度不变,“体积不变(或气体自由鼓胀)”说明气体不对外做功,外界也不对气体做功,“绝热”指不发生热传递,“理想气体(或不考虑分子作用力)”意味着忽略分子势能。
例6 如图所示,质量为m 的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内,活塞与气缸壁之间无摩擦.a 态是气缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态,b 态是气缸从容器中移出后,在室温(27℃)中达到的平衡状态.气体从a 态变化到b 态的过程中大气压强保持不变.若忽略气体分子之间的势能,下列说法中正确的是 ( )A .与b 态相比,a 态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多B ,与a 态相比,b 态的气体分子在单位时间内对活塞的冲量较大C .在相同时间内,a 、b 两态的气体分子对活塞的冲量相等D ,从a 态到态,b 气体的内能增加,外界对气体做功,气体向 外界释放了热量解析:设单位时间内撞击活塞的分子个数为N ,分子的平均运动速率为0v ,活塞面积为S ,气体压强为p ,在时间t 内气体分子对活塞的冲量为pSt I =,在单位时间内冲量pS I =0不变,故C 正确,设t 时间内动量变化量t kNmv p 0=∆ (k 为等效正碰系数),由动量定理:t kNmv pSt 0=则SkNmv p 0=,气体由a 到b 的过程中,温度升高,0v 增大,在p 、m 、S 、k 一定的情况下N 减小,故A 正确。
点拨:是属于综合性较强的试题,本题巧妙设置情景,考查了气体压强的概念、热力学第一定律和冲量的概念,在注意知识之间的联系的同时必须具有一定综合分析问题的能力。
【专题训练与高考预测】1.阿伏加德罗数为A N ,铁的摩尔质量为A M ,铁的密度为ρ,下列说法中不正确的是( )A .3m 1铁所含的原子数目是A A M N ρB .1个铁原子的质量是AA N M C .1个铁原子占有的体积是A A N M ρ D .1kg 铁所含有的原子数目是A N ρ 2.如图所示,厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针,另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞。
用打气筒慢慢向容器内打气,使容器内的压强增大到一定程度,这时读出温度计示数。
打开卡子,胶塞冲出容器口后A .温度计示数变大,实验表明气体对外界做功,内能减少B .温度计示数变大,实验表明外界对气体做功,内能增加C .温度计示数变小,实验表明气体对外界做功,内能减少D .温度计示数变小,实验表明外界对气体做功,内能增加3.对一定量的气体,下列说法正确的是A 在体积缓慢地不断增大的过程中,气体一定对外界做功B 在压强不断增大的过程中,外界对气体一定做功C 在体积不断被压缩的过程中,内能一定增加D 在与外界没有发生热量交换的过程中,内能一定不变4.下列说法中正确的是( )A .气体的温度升高时,分子的热运动变得剧烈,分子的平均动能增大,撞击器壁时对器壁的作用力增大,从而气体的压强一定增大B .气体的体积变小时,单位体积的分子数增多,单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多,从而气体的压强一定增大C .压缩一定量的气体,气体的内能一定增加D .分子a 从远处趋近固定不动的分子b ,当a 到达受b 的作用力为零处时,a 的动能一定最大5.下列说法正确的是 ( )A .热量不能由低温物体传递到高温物体B .外界对物体做功,物体的内能必定增加C .第二类永动机不可能制成,是因为违反了能量守恒定律D .不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化6 A 、B 两装置,均由一支一端封闭,一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成,除玻璃泡在管上的位置不同外,其他条件都相同。
将两管抽成真空后,开口向下竖直插入水银槽中(插入过程没有空气进入管内),水银柱上升至图示位置停止。
假设这一过程水银与外界没有热交换,则下列说法正确的是BA .A 中水银的内能增量大于B 中水银的内能增量B .B 中水银的内能增量大于A 中水银的内能增量C .A 和B 中水银体积保持不变,故内能增量相同D .A 和B 中水银温度始终相同,故内能增量相同【参考答案】1 D 2 C 3 A 4 D 5 D 6 B光学【命题趋向】高考对光学的考查在折射率、全反射现象的分析、光的干涉和光电效应,光子能量等知识点命题频率较高,其次是波长、波速和频率的关系,常见的题型是选择题。
2007年的高考可能侧重于几何光学和物理光学的综合应用。
【考点透视】一 几何光学1.光的反射及平面镜成像:光的反射遵守反射定律,平面镜成成等大正立的虚像,像和物关于镜面对称。
2.光的折射和全反射(1)光的折射定律:21sin sin θθ=n (1θ和2θ分别为入射角和折射角)。
(2)折射率:当光从真空射人介质发生折射时,入射角的正弦与折射角的正弦的比值,其值还等于光在真空中传播速度与介质中传播速度的比值,即vc i n ==γsin sin 。