高中物理选修3-5步步高全套学案及课件第二章 4
【新步步高】2015-2016学年高二物理教科版选修3-5学案：第二章 1、2 电子 原子的核式结构模型 Word版含答
学案1电子学案2原子的核式结构模型[目标定位]1.知道阴极射线是由电子组成的，知道电子的电荷量和比荷.2.了解汤姆孙发现电子对揭示原子结构的重大意义.3.知道α粒子散射实验的实验器材、实验原理和实验现象.4.知道卢瑟福的原子核式结构模型的主要内容，能说出原子核的数量级．一、电子[问题设计]图1条形磁铁使阴极射线偏转如图1所示，接通真空管(又称阴极射线管)的电源，将条形磁铁的一个磁极靠近射线管，观察阴极射线是否偏转，向什么方向偏转；把另一个磁极靠近射线管，观察射线的偏转情况．你认为射线的偏转是什么原因造成的？你能通过射线偏转的情况来确定射线粒子流携带的是哪种电荷吗？答案运动电荷在磁场中受到洛伦磁力．根据左手定则，结合磁场方向、粒子运动方向，可以判断出射线粒子电荷是正电荷还是负电荷．[要点提炼]1．阴极射线(1)阴极射线：科学家用真空度很高的真空管做放电实验时，发现真空管的阴极会发射出一种射线，这种射线叫做阴极射线．(2)英国物理学家汤姆孙使阴极射线在磁场和电场中产生偏转，确定了阴极射线是一种带负电的粒子流．2．阴极射线的特点(1)在真空中沿直线传播；(2)碰到物体可使物体发出荧光．3．微粒比荷(荷质比)的测定(1)比荷：带电粒子的电荷量与质量之比称为比荷，又称荷质比．(2)汤姆孙发现阴极射线中的粒子比荷是氢离子比荷的1 000多倍，而两者电荷量相同．汤姆孙把他发现的这种粒子命名为电子．4．密立根通过著名的“油滴实验”精确地测出了电子电荷．电子电荷量一般取e＝1.6×10－19_C，电子质量m＝9.1×10－31_kg.e二、α粒子散射实验及原子的核式结构模型[问题设计]阅读课本“α粒子散射实验”及“原子的核式结构模型”，说明：(1)α粒子散射实验装置由几部分组成？实验过程是怎样的？(2)有些α粒子发生了较大角度的偏转，这些偏转是电子造成的吗？答案(1)实验装置：①α粒子源：钋放在带小孔的铅盒中，放射出高能α粒子，其带两个单位的正电，质量为氢原子质量的4倍．②金箔：特点是金原子的质量大，且易延展成很薄的箔．③可移动探测器：能绕金箔在水平面内转动．④整个实验过程在真空中进行．金箔很薄，α粒子(42He)很容易穿过．实验过程：α粒子源封装在铅盒中，铅盒壁上有一个小孔，α粒子可以从小孔中射出，打到前方的金箔上，由于金原子中的带电粒子对α粒子有库仑力作用，一些α粒子会改变原来的运动方向．可移动探测器可以绕着金箔做圆周运动，从而探测到α粒子在各个方向上的散射情况．(2)不是．α粒子的质量比电子的质量大得多，α粒子碰到电子就像子弹碰到灰尘一样，不会造成α粒子大角度的偏转．[要点提炼]1．实验现象：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粒子偏转的角度超过了90°，个别的甚至接近180°.2．α粒子散射实验的结果用汤姆孙的“枣糕模型”无法解释．3．卢瑟福的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，叫原子核．它集中了全部的正电荷和几乎全部的质量，电子在核外空间运动．4．原子核的大小：原子核半径的数量级为10－15m，而整个原子半径的数量级是10－10m.因而原子内部十分“空旷”．一、对阴极射线的认识例1阴极射线从阴极射线管中的阴极发出，在其间的高电压下加速飞向阳极，如图2所示．若要使射线向上偏转，所加磁场的方向应为()图2A．平行于纸面向左B．平行于纸面向上C．垂直于纸面向外D．垂直于纸面向里解析由于阴极射线的本质是电子流，阴极射线方向向右，说明电子的运动方向向右，相当于存在向左的电流，利用左手定则，为使电子所受洛伦兹力方向平行于纸面向上，磁场方向应为垂直于纸面向外，故选项C正确．答案 C二、带电粒子比荷的测定例2为求得电子的比荷，设计实验装置如图3所示．其中两正对极板M 1、M2之间的距离为d，极板长度为L.若M1、M2之间不加任何电场或磁场，可在荧光屏上P点观察到一个亮点．图3在M 1、M 2两极板间加极性如图所示的电压，并逐步调节增大，使荧光屏上的亮点逐渐向荧光屏下方偏移，直到荧光屏上恰好看不见亮点为止，记下此时外加电压为U .保持电压U 不变，对M 1、M 2区域再加一个大小、方向合适的磁场B ，使荧光屏正中心处重现亮点． (1)外加磁场方向如何？(2)请用U 、B 、L 等物理量表示出电子的比荷qm.解析 (1)加上磁场后电子不偏转，电场力等于洛伦兹力，且洛伦兹力方向向上，由左手定则可知磁场方向垂直纸面向外．(2)当在荧光屏上看不到亮点时，电子刚好打在下极板M 2靠近荧光屏端的边缘，则d 2＝Uq 2dm (L v)2，q m ＝d 2v 2UL 2.① 由电场力等于洛伦兹力得Uqd ＝Bq v解得v ＝UBd②将②式代入①式得q m ＝UB 2L2.答案 (1)磁场方向垂直纸面向外 (2)q m ＝UB 2L 2三、α粒子散射实验及原子的核式结构模型例3 如图4所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况．下列说法中正确的是( )图4A ．在图中的A 、B 两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多 B ．在图中的B 位置进行观察，屏上观察不到任何闪光C ．卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似D ．α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金箔原子后产生的反弹解析 α粒子散射实验现象：绝大多数α粒子沿原方向前进，少数α粒子有大角度散射．所以A 处观察到的粒子数多，B 处观察到的粒子数少，所以选项A 、B 错误．α粒子发生散射的主要原因是受到原子核库仑斥力的作用，所以选项D 错误，C 正确．答案 C例4 在卢瑟福α粒子散射实验中，只有少数α粒子发生了大角度偏转，其原因是( ) A ．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里 B ．正电荷在原子内是均匀分布的 C ．原子中存在着带负电的电子D ．原子的质量在原子核内是均匀分布的解析 原子的核式结构正是建立在α粒子散射实验结果基础上的，C 、D 的说法没有错，但与题意不符． 答案 A电子原子的,核式结构模型⎩⎪⎨⎪⎧电子的发现⎩⎪⎨⎪⎧阴极射线汤姆孙发现密立根测定电子的电荷量原子核式结构模型⎩⎪⎨⎪⎧α粒子散射实验卢瑟福的核式结构模型原子核的大小和尺寸1．(对阴极射线的认识)英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的实验研究发现( ) A ．阴极射线在电场中偏向正极板一侧B ．阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力情况相同C ．不同材料所产生的阴极射线的比荷不同D ．汤姆孙并未得出阴极射线粒子的电荷量 答案 AD解析 阴极射线实质上就是高速电子流，所以在电场中偏向正极板一侧，A 正确．由于电子带负电，所以其在磁场中受力情况与正电荷不同，B 错误．不同材料所产生的阴极射线都是电子流，所以它们的比荷是相同的，C 错误．在汤姆孙实验证实阴极射线就是带负电的电子流时并未得出电子的电荷量，最早测出电子电荷量的是美国物理学家密立根，D 正确． 2．(带电粒子比荷的测定)关于密立根“油滴实验”，下列说法正确的是( ) A ．密立根利用电场力和磁场力平衡的方法，测得了带电体的最小带电荷量B．密立根利用电场力和重力平衡的方法，推测出了带电体的最小带电荷量C．密立根利用磁偏转的知识推测出了电子的电荷量D．密立根“油滴实验”直接验证了电子的质量不足氢离子质量的千分之一答案 B3．(对α粒子散射实验的理解)X表示金原子核，α粒子射向金核被散射，若它们入射时的动能相同，其偏转轨道可能是下图中的()答案 D解析α粒子离金核越远其所受斥力越小，轨道弯曲程度就越小，故选项D正确．4．(原子的核式结构模型)关于原子的核式结构模型，下列说法正确的是()A．原子中绝大部分是“空”的，原子核很小B．电子在核外绕核旋转的向心力是原子核对它的库仑力C．原子的全部电荷和质量都集中在原子核里D．原子核的半径的数量级是10－10m答案AB解析因为原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内，而原子核又很小，所以原子内绝大部分区域是“空”的，A正确，C错误；电子绕原子核的圆周运动是原子核与电子间的库仑力引提供向心力，B正确；原子核半径的数量级是10－15m，原子半径的数量级是10－10m，D错误．题组一对阴极射线的认识1．关于阴极射线的性质，判断正确的是()A．阴极射线带负电B．阴极射线带正电C．阴极射线的比荷比氢原子比荷大D．阴极射线的比荷比氢原子比荷小答案AC解析通过让阴极射线在电场、磁场中的偏转的研究发现阴极射线带负电，其比荷比氢原子的比荷大得多，故A 、C 正确．2.如图1所示，一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线AB 时，发现射线径迹下偏，则( )图1A ．导线中的电流由A 流向B B ．导线中的电流由B 流向AC ．如要使电子束的径迹向上偏，可以通过改变AB 中电流的方向来实现D ．电子的径迹与AB 中电流的方向无关 答案 BC解析 阴极射线带负电，由左手定则判断管内磁场垂直纸面向里；由安培定则判断AB 中电流的方向由B 流向A .电流方向改变，管内磁场方向改变，电子受力方向也改变． 3．阴极射线管中的高电压的作用( ) A ．使管内气体电离 B ．使管内产生阴极射线 C ．使管内障碍物的电势升高 D ．使电子加速 答案 D题组二 比荷的测定4．密立根油滴实验进一步证实了电子的存在，揭示了电荷的非连续性．如图2所示是密立根油滴实验的原理示意图，设小油滴的质量为m ，调节两极板间的电势差U ，当小油滴悬浮不动时，测出两极板间的距离为d .则可求出小油滴的电荷量q ＝________.图2答案mgdU解析 由平衡条件得mg ＝q U d ，解得q ＝mgdU .题组三 α粒子散射实验及原子的核式结构模型5．在α粒子散射实验中，关于选用金箔的原因下列说法不正确．．．的是( ) A ．金具有很好的延展性，可以做成很薄的箔B．金核不带电C．金原子核质量大，被α粒子轰击后不易移动D．金核半径大，易形成大角度散射答案 B6．卢瑟福提出原子的核式结构模型的依据是用α粒子轰击金箔，实验中发现α粒子() A．全部穿过或发生很小偏转B．绝大多数穿过，只有少数发生较大偏转，有的甚至被弹回C．绝大多数发生很大偏转，甚至被弹回，只有少数穿过D．全部发生很大偏转答案 B解析卢瑟福的α粒子散射实验结果是绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，故选项A错误．α粒子被散射时只有少数发生了较大角度偏转，并且有极少数α粒子偏转角超过了90°，有的甚至被弹回，故选项B正确，C、D错误．7．卢瑟福在解释α粒子散射实验的现象时，不考虑α粒子与电子的碰撞影响，这是因为() A．α粒子与电子之间有相互排斥，但斥力很小，可忽略B．α粒子虽受电子作用，但电子对α粒子的合力为零C．电子体积极小，α粒子不可能碰撞到电子D．电子质量极小，α粒子与电子碰撞时能量损失可忽略答案 D解析α粒子与电子间有库仑引力，电子的质量很小，α粒子与电子相碰，运动方向不会发生明显的改变，所以α粒子和电子的碰撞可以忽略．A、B、C错，D正确．8．卢瑟福对α粒子散射实验的解释是()A．使α粒子产生偏转的主要原因是原子中电子对α粒子有作用力B．使α粒子产生偏转的力是库仑力C．原子核很小，α粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进D．能发生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子答案BCD解析原子核带正电，与α粒子间存在库仑力，当α粒子靠近原子核时受库仑力而偏转，电子对它的影响可忽略，故A错，B对；由于原子核非常小，绝大多数粒子经过时离核较远，因而运动方向几乎不变，只有离核很近的α粒子受到的库仑力较大，方向改变较大，故C、D对．9．在卢瑟福的α粒子散射实验中，某一α粒子经过某一原子核附近时的运动轨迹如图3中实线所示．图中P、Q为轨迹上的点，虚线是过P、Q两点并与轨迹相切的直线，两虚线和轨迹将平面分为四个区域．不考虑其他原子核对该α粒子的作用，那么关于该原子核的位置，下列说法中正确的是()图3A．可能在①区域B．可能在②区域C．可能在③区域D．可能在④区域答案 A解析α粒子带正电，原子核也带正电，对靠近它的α粒子产生斥力，故原子核不会在④区域；如原子核在②、③区域，α粒子会向①区域偏转；如原子核在①区域，可能会出现题图所示的轨迹，故应选A.10．关于卢瑟福的原子核式结构学说的内容，下列叙述正确的是()A．原子是一个质量分布均匀的球体B．原子的质量几乎全部集中在原子核内C．原子的正电荷和负电荷全部集中在一个很小的核内D．原子半径的数量级是10－10m，原子核半径的数量级是10－15m答案BD。
【新步步高】2015-2016学年高二物理教科版选修3-4学案：第二章 4 惠更斯原理 波的反射与折射 Word版含解析
学案4惠更斯原理波的反射与折射[目标定位] 1.知道什么是波面和波线.2.了解惠更斯原理，会用惠更斯原理解释波的反射与折射现象.3.认识波的反射和折射现象，知道反射定律和折射定律．一、惠更斯原理[问题设计]把一颗石子投到平静的池塘里，会激起一圈圈起伏不平的水面波向周围传播，你知道向四面八方传播的波峰(波谷)为什么组成一个个圆形吗？答案因为水波由波源向周围传开，由于向各个方向的波速都一样，所以向四面八方传播的波峰(波谷)组成一个个圆．[要点提炼]1．波面与波线(1)波面：从波源发出的波经过同一传播时间而达到的各点所组成的面，叫做波面，最前面的波面叫做波前．如图1所示．图1波面为球面的波叫球面波．波面为平面的波叫平面波．(2)波线：从波源沿着波的传播方向画出的带箭头的线称为波线，它表示波动的传播方向．波线与波面总是垂直的．2．惠更斯原理(1)内容：波在传播过程中所到达的每一点都可看做新的波源，从这些点发出球面形状的子波，其后任一时刻这些子波波前的包络面就是新的波前，这就是惠更斯原理．又叫惠更斯作图法．(2)应用：如果已知一列波某时刻波前的位置，还知道波速，根据惠更斯原理就可以得到下一时刻波前的位置，从而确定波的传播方向．二、波的反射和折射[问题设计]1．对着山崖或高墙说话时，能听到回声；夏日的雷声在云层间轰鸣不绝，你知道这是怎么回事吗？答案 这两种现象都是由于声波的反射造成的．2．波不仅有反射现象，也有折射现象，请用惠更斯原理解释波的反射和折射现象． 答案 (1)波的反射的解释：如图所示，a 、c 、b 三条波线并不同时到达界面，它们到达界面时产生子波的时间也就有先有后，子波传播的距离也就有远有近，A ′B ′是新的波面，与反射波方向垂直．但由于反射波与入射波相比，波长、波速和频率都不变．所以在图中直角三角形A ′AB ′≌直角三角形BB ′A .也就可以进一步证明入射角i ＝反射角i ′. (2)波的折射的解释如图所示，波线a 首先于时刻t 由介质1到达界面，之后又经过时间Δt ，波线b 也到达界面；这时A 、C ′两点发出的子波在介质2中的包络面为图中的A ′B ′，这是波进入介质2之后的新的波面．由于是两种不同的介质，其中波的传播速度v 1、v 2不一定相同，在Δt 时间内，两条波线传播的距离AA ′和BB ′也不一定相同，因此波进入第二种介质后传播方向常常发生偏折．若波在介质1中的速度为v 1，在介质2中的速度为v 2，则v 1v 2＝sin i sin r .[要点提炼] 1．波的反射(1)概念：波在传播的过程中，遇到两种介质的分界面时返回到原介质继续传播的现象叫做波的反射．(2)反射定律：如图2所示，当波传播到两种介质的交界处发生反射时，入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反射线分别位于法线两侧，而且反射角等于入射角．反射波的波长、频率和波速都与入射波相同．图22．波的折射(1)概念：波在传播过程中，从一种介质进入另一种介质时，波传播的方向发生偏折的现象叫做波的折射．(2)实质：波发生折射的原因是在不同介质中波的速度不同．(3)折射定律：如图3所示，波在介质中发生折射时，入射线、法线、折射线(即折射波线)在同一平面内，入射线与折射线分别位于法线两侧，入射角的正弦值与折射角的正弦值之比等于波在第一种介质中的传播速度跟波在第二种介质中的传播速度之比，即v 1v 2＝sin isin r.图3[延伸思考]波向前传播的过程中，在两个介质的界面同时发生了反射和折射现象，你知道反射波和折射波的频率f 、波速v 和波长λ各自是如何变化的吗？请完成下表.一、对惠更斯原理的理解例1 利用惠更斯原理解释这个现象：如图4所示，在直线波纹的水波传播过程中，到达一个宽度与波长相差不多的狭缝时，在狭缝后面的波纹呈圆形，且以缝为圆心沿半径方向向周边传去．图4答案 因波在传播过程中所到达的每一点都可看做新波源，所以当波面到达挡板上的狭缝时，位于狭缝的点是新波源，故狭缝后面形成以狭缝为中心的圆形波纹向外传播．二、波的反射和折射的应用例2 图5中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则( )图5A ．2与1的波长、频率相等，波速不等B ．2与1的波速、频率相等，波长不等C ．3与1的波速、频率、波长均相等D ．3与1的频率相等，波速、波长均不等解析 波1、2都在介质a 中传播，故1、2的频率、波速、波长均相等，A 、B 错；波1、3是在两种不同介质中传播，波速不同，但波源没变，因而频率相等，由λ＝vf 得波长不同，故C 错，D 对．答案 D例3 有一辆汽车以15 m /s 的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛2 s 后司机听到回声，此时汽车距山崖的距离多远？(v 声＝340 m/s)解析 若汽车静止问题就简单了，现汽车运动，声音传播，如图所示为汽车与声波的运动过程示意图．设汽车由A 到C 路程为s 1，C 点到山崖B 距离为s ；声波由A 到B 再反射到C 路程为s 2，则有s 2＝s 1＋2s ，因汽车与声波运动时间同为t ，则v 声t ＝v 汽t ＋2s所以s ＝(v 声－v 汽)t 2＝(340－15)×22 m ＝325 m.答案 325 m1．(对惠更斯原理的理解)下列说法中正确的是( ) A ．只有平面波的波面才与波线垂直 B ．任何波的波线与波面都相互垂直 C ．任何波的波线都表示波的传播方向 D ．有些波的波面表示波的传播方向 答案 BC解析 任何波的波线都与波面相互垂直，波线都表示波的传播方向，故B 、C 正确，A 、D 错误．2．(对惠更斯原理的理解)关于对惠更斯原理的理解，下列说法正确的是( ) A ．同一波面上的各质点振动情况完全相同 B ．同一波面上的各质点振动情况可能不相同 C ．球面波的波面是以波源为中心的一个个球面 D ．无论怎样的波，波线始终和波面垂直 答案 ACD3．(波的反射和折射的应用)以下关于波的认识，哪些是正确的( ) A ．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理B ．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的C．雷达的工作原理是利用波的反射D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的反射现象答案ABC解析A、B、C选项中应用了波的反射现象；D选项应用了波的折射现象，深水区域和浅水区域视为不同介质，故波的传播方向发生改变，故D错误．4．(波的反射和折射的应用)为什么人在空房间里讲话感觉到声音特别响？答案声波在空房间里遇到墙壁、地面、天花板发生反射时，由于距离近，原声与回声几乎同时到达人耳，而人耳只能区分相差0.1 s以上的声音，所以人在空房间里讲话感觉声音特别响．而普通房间里的幔帐、沙发、衣物等会吸收声波，使反射不够强，所以人在普通房间里讲话不如在空房间里讲话响．题组一对惠更斯原理的理解1．关于惠更斯原理、波的反射、波的折射，下列说法正确的是()A．惠更斯原理能够解释所有波的现象B．子波的波速与频率等于波源的波速和频率C．用惠更斯原理不能解释波的衍射现象D．同一波面上的两个位置的质点振动步调也可能相反E．波在两介质的界面发生反射和折射时，反射波和折射波的频率不发生变化答案BE2．下列说法中正确的是()A．水波是球面波B．声波是球面波C．只有横波才能形成球面波D．只有纵波才能形成球面波答案 B解析该题考查了波面，根据球面波的定义可知：若波面是球面则为球面波，与是横波还是纵波无关，故C、D不正确，由此可知B正确，C、D不正确．由于水波不能在空间中传播，所以它是平面波，A不正确．题组二波的反射和折射3．下列说法正确的是( ) A ．入射波面与法线的夹角为入射角 B ．入射波面与界面的夹角为入射角 C ．入射波线与法线的夹角为入射角 D ．入射角跟反射角相等 答案 CD4．下列说法正确的是( )A ．波发生反射时，波的频率不变，波速变小，波长变短B ．波发生反射时，频率、波长、波速均不变C ．波发生折射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化D ．波发生折射时，波的频率、波长、波速均发生变化 答案 BC解析 波发生反射时，在同一种介质中运动，因此波长、波速和频率均不变；波发生折射时，频率不变，波速变，波长变．故B 、C 正确，A 、D 错误． 5．声波从声源发出，在空中向外传播的过程中( ) A ．波速在逐渐变小 B ．频率在逐渐变小 C ．振幅在逐渐变小 D ．波长在逐渐变小答案 C解析 声波在空中向外传播时，不管是否遇到障碍物引起反射，其波速只由传播介质决定．频率(由振源决定)和波长(λ＝vf )均不变，所以A 、B 、D 错；又因为机械波传递的是能量，能量在传播过程中会减小，故其振幅也就逐渐变小，C 正确．6．如图1所示是一列机械波从一种介质进入另一种介质中发生的现象，已知波在介质Ⅰ中的波速为v 1，波在介质Ⅱ中的波速为v 2，则v 1∶v 2为( )图1A ．1∶ 2 B.2∶1 C.3∶ 2 D.2∶ 3答案 C解析 由折射定律v 1v 2＝sin isin r ，可知v 1v 2＝sin 60°sin 45°＝32，故C 选项正确．7．下列现象中属于声波反射现象的是( ) A ．隔着墙能听到房间外面有人讲话 B ．音响设备制作时要考虑混合效应 C ．夏日的雷声有时轰鸣不绝 D ．在水里的人能听到岸上的声音 答案 BC解析 A 是衍射现象．反射现象是波在同一种介质中的传播，因此B 、C 正确．波在不同种介质中的传播是折射现象，D 不正确．8．如图2所示，是声波从介质Ⅰ进入介质Ⅱ的折射情况，由图判断下面说法中正确的是( )图2A ．入射角大于折射角，声波在介质Ⅰ中的波速大于它在介质Ⅱ中的波速B ．入射角大于折射角，Ⅰ可能是空气，Ⅱ可能是水C ．入射角小于折射角，Ⅰ可能是钢铁，Ⅱ可能是空气D ．介质Ⅰ中波速v 1与介质Ⅱ中波速v 2满足：v 1v 2＝sin θ2sin θ1答案 A解析 由图中可直接看出θ1为入射角，θ2为折射角，有θ1＞θ2，选项C 错误；根据折射规律有v 1v 2＝sin θ1sin θ2＞1，所以v 1＞v 2，选项D 错误，选项A 正确；声波在液体、固体中的速度大于气体中的速度，选项B 错误．故正确答案为A.9．甲、乙两人平行站在一堵墙前面，两人相距2a m ，距墙均为3a m ，当甲开了一枪后，乙在t s 后听到第一声枪响，则乙在什么时候才听到第二声枪响( ) A ．听不到 B ．甲开枪后3t s C ．甲开枪后2t s D ．甲开枪后3＋72s 答案 C解析 如图所示，第一声枪响是从甲直接传到乙，所用时间t ＝2av ①第二声枪响是声波经墙反射后传到乙， 根据波的反射定律， 反射后声波所走最短路程 s ′＝2a 2＋(3a )2 m ＝4a m所需时间t ′＝s ′v ＝4av ② 由①②得：t ′＝2t ，故C 正确．题组三 综合应用10．一列声波在空气中的波长为34 cm ，传播速度为340 m/s ，这列声波传入另一介质时，波长变为68 cm ，则它在这种介质中的传播速度是多少？该声波在空气中与介质中的频率各是多少？答案 680 m/s 1 000 Hz 1 000 Hz 解析 在空气中v ＝fλ， f ＝v λ＝340 m/s 34×10－2 m ＝1 000 Hz ， 在介质中v ′＝fλ′，v ′＝1 000×68×10－2 m /s ＝680 m/s.11．一只汽船以4 m /s 的速度在无风河面上航行，船上发出一声鸣笛，旅客在3 s 后听到前方悬崖反射回来的声音，问悬崖离汽船原来的位置有多远？(v 声＝340 m/s) 答案 516 m解析 如图所示，设船发出鸣笛声的位置在B 处，旅客听到回声的位置在A 处，即3 s 内汽船前进了A 、B 间的距离l ，则声波经过2s －l 的距离．v 声t ＝2s －l ＝2s －v 船t ，得s ＝(v 声＋v 船)t 2＝(340＋4)×32 m ＝516 m.。
教科版高三物理选修3-5电子课本课件【全册】
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3 动量守恒定律
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4 动量守恒定律的应用
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第二章 原子结构
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教科版高三物理选修3-5电子课本 课件【全册】目录
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第一章 碰撞与动量守恒 2 动量 4 动量守恒定律的应用 1 电子 3 光谱 氢原子光谱 第三章 原子核 2 放射性 衰变 4 原子核的结合能 6 核聚变 第四章 波粒二象性 2 光电效应与光量子假说 4 实物粒子的波粒二象性
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第一章 碰撞与动量守恒
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1 碰撞
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2 动量
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3 动量守恒定律
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4 动量守恒定律的应用
最新教科版高三物理新教科版高三物理选修3-5电子 课本课件【全册】
1 电子
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2 原子的核式结构模型
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3 光谱 氢原子光谱
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4 玻尔的原子模型 能级
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0002页 0071页 0119页 0178页 0234页 0330页 0402页 0430页 0474页 0551页 0553页 0636页
第一章 碰撞与动量守恒 2 动量 4 动量守恒定律的应用 1 电子 3 光谱 氢原子光谱 第三章 原子核 2 放射性 衰变 4 原子核的结合能 6 核聚变 第四章 波粒二象性 2 光电效应与光量子假说 4 实物粒子的波粒二象性
人教版高中物理选修3-5全册教案
按住Ctrl 键单击鼠标打开全套教学视频名师讲课播放物理选修3-5教案第十六章 动量和动量守恒定律 16.1 实验：探究碰撞中的不变量目的要求通过这节课的学习，让学生掌握科学探究的思维方法，从最简单的关系开始寻找，利用身边的资源及已学过的原理，来完成该实验的探究过程。
重难点分析 一、重点本节课的重点在于如何让学生掌握科学探究的方法。
如何真正实现探究的过程。
二、难点本节课的难点在于，如何启发学生利用身边的一切可利用资源，来自行设计可行性较强的实验方案。
新课教学 一、新课引入碰撞是自然界中常见的现象。
比如，两节火车车厢之间的挂钩靠碰撞相连，台球由于两球的碰撞而改变运动状态。
两个迎面而来的人相撞后会相仰而倒，或者各自后退。
在微观粒子之间，更是由于相互碰撞而改变能量，甚至由于撞击而使得一种粒子转化为其他粒子。
二、新课教学由很多例子可知，两个物体碰撞前后的速度都会发生变化，物体的质量不同时速度变化也不一样。
那么，碰撞前后会不会有什么物理量保持不变？这节课主要介绍研究这个问题的实验。
（一）实验的基本思路研究最简单的情况——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。
思考一下，在一维碰撞的情况下，与物体有关的物理量有哪些？ （学生答：质量m ，速度v ） 为什么与质量m 有关？（学生答：相互作用力下，质量越大的物体速度改变越慢）设两物体质量分别为m 1、m 2，碰撞前速度分别为v 1、v 2，碰撞后速度分别为1v '、2v '。
速度为矢量，因而需规定正方向。
问题是：物体的质量和速度在碰撞前后有什么不变的关系？质量必定是不变的，但质量只是惯性的量度，无法描述物体的运动状态。
而速度却是在碰撞前后改变的，那么，可否有一个物理量为质量与速度的某种关系，却又恰好能在碰撞前后保持不变呢？可能关系： ①22221122221121212121v m v m v m v m '+'=+ →这个关系不可能。
高二物理选修3-5-全套教案
第一章动量守恒研究新课标要求（1）探究物体弹性碰撞的一些特点，知道弹性碰撞和非弹性碰撞；（2）通过实验，理解动量和动量守恒定律，能用动量守恒定律定量分析一维碰撞问题，知道动量守恒定律的普遍意义；例1：火箭的发射利用了反冲现象。
例2：收集资料，了解中子是怎样发现的。
讨论动量守恒定律在其中的作用。
（3）通过物理学中的守恒定律，体会自然界的和谐与统一。
第二节动量和动量定理三维教学目标1、知识与技能：知道动量定理的适用条件和适用范围；2、过程与方法：在理解动量定理的确切含义的基础上正确区分动量改变量与冲量；3、情感、态度与价值观：培养逻辑思维能力，会应用动量定理分析计算有关问题。
教学重点：动量、冲量的概念和动量定理。
教学难点：动量的变化。
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备。
1、动量及其变化（1）动量的定义：物体的质量与速度的乘积，称为(物体的)动量。
记为p=mv 单位：kg·m/s读作“千克米每秒”。
理解要点：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：动量的方向与速度方向一致。
综上所述：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，动量的大小等于质量和速度的乘积，动量的方向与速度方向一致。
（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′，则称：△p= p′－p为物体在该过程中的动量变化。
2、指出：动量变化△p是矢量。
方向与速度变化量△v相同。
一维情况下：Δp=mΔυ= mυ2- mΔυ 1 矢量差例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？2、动量定理（1）内容：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化（2）公式：Ft ＝m'v－mv ＝'p－p让学生来分析此公式中各量的意义：其中F是物体所受合外力，mv是初动量，m'v是末动量，t是物体从初动量变化到末动量所需时间，也是合外力F作用的时间。
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复习
1．动量守恒定律的内容是什么？
一个系统不受外力或所受外力的合力为零， 这个系统的总动量保持不变。这个结论叫做 动量守恒定律。
m1υ1+ m2υ2= m1υ1′+ m2υ2′
2．成立条件有哪些？
①不受外力或受到的外力为零（严格条件） ②内力远大于外力（近似条件） ③某一方向上合力为零，在这个方向上成立。
例 10
质量为m的子弹，以速度V0射入木 块，在即短时间内，停留在质量为M2的 木块B中，并和B达到共同的速度V1。请 判断射入过程中系统动量是否守恒？若 守恒，请列出方程式。
请分析接下来A、B（包括子弹）的 运动情况，当弹簧被压缩到最短时，A、 B速度有什么关系？并判断在这一过程 中系统动量是否守恒？若守恒，请列出 方程式。
V0 V1
V2
V2
例 11
如图所示，质量为M1的甲车上表面光滑，右端
放一个质量为m的小物体，一起以V1的速度向右运动，
乙车质量为M2，静止在光滑水平面上，甲车撞击乙 车时间极短,之后两车达到共同速度V2，一起继续向 前运动。
1、撞击过程，小物块是否参与碰撞？
v1
2、撞击过程中，系统动量是否守恒， 若守恒，请列出方程式。
例 14
如图所示,有A、B两质量均为M的小车,在 光滑的水平面上以相同的速率v0在同一直线上 相向运动,A车上有一质量为m的人,他至少要 以多大的速度(相对地面)从A车跳到B车上,才 能避免两车相撞？
例 15
A、B两辆小车在光滑的水平面上做相向 的匀速运动，已知速率，其中V甲=10 m/s， V乙=15 m/s，当两车交错时，各丢给对方 m=50 kg的一只麻袋，此后甲车继续向前运 动，而速度变为8 m/s,如果乙车原来的总质 量为m乙=500 kg,求甲车原来的总质量以及乙
人教版物理选修3-5全册教案(共116页)
人教版物理选修3-5教案16．1 实验：探究碰撞中的不变量★新课标要求（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，学生自主实验，讨论、交流学习成果。
★教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备；完成该实验实验室提供的实验器材，如气垫导轨、滑块、打点计时器等★课时安排1 课时★教学过程（一）引入新课课件（投影片）演示：（1）台球由于两球碰撞而改变运动状态（不同号的台球运动状态不同）。
（2）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．师：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。
师：两个物体的质量比例不同时，它们的速度变化也不一样．师：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 1．1 一维碰撞师：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． 课件：碰撞演示如图所示，A 、B 是悬挂起来的钢球，把小球A 拉起使其悬线与竖直线夹一角度a ，放开后A 球运动到最低点与B 球发生碰撞，碰后B 球摆幅为β角．如两球的质量m A =m B ，碰后A 球静止，B 球摆角β=α，这说明A 、B 两球碰后交换了速度；如果m A >m B ，碰后A 、B 两球一起向右摆动； 如果m A <m B ，碰后A 球反弹、B 球向右摆动． 师：以上现象可以说明什么问题？结论：以上现象说明A 、B 两球碰撞后，速度发生了变化，当A 、B 两球的质量关系发生变化时，速度变化的情况也不同．1．2 追寻不变量师：在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度． 设两个物体的质量分别为m 1、m 2，碰撞前它们速度分别为v 1、v 2，碰撞后的速度分别为1v '、2v '． 规定某一速度方向为正．碰撞前后速度的变化和物体的质量m 的关系，我们可以做如下猜测：（1）22112211v m v m v m v m '+'=+ （2）222211222211v m v m v m v m '+'=+ （3）22112211m v m v m v m v '+'=+ 分析：①碰撞前后物体质量不变，但质量并不描述物体的运动状态，不是我们追寻的“不变量”． ②必须在各种碰撞的情况下都不改变的量，才是我们追寻的不变量． 2．实验条件的保证、实验数据的测量2．1 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;2．2 用天平测量物体的质量； 2．3 测量两个物体在碰撞前后的速度． 师：测量物体的速度可以有哪些方法？ 生：讨论。
高二物理步步高第二章 学案4高中物理3-1课件
典例精析
学案4
学生实验：探究决定导体电阻的因素
二、数据处理和实物图的连线
例2 在测定金属的电阻率的实验中， 金属丝长约0.8 m，直径小于1 mm， 电阻在5 Ω左右，实验步骤如下： (1)用毫米刻度尺测量金属丝的长度， 测三次，求出平均值l，在金属丝的 螺旋测微器 测量直径， 不同位置用_____________ 求出平均值d. (2)用伏安法测量金属丝的电阻R.试把图中所给的器材连 接成测量R的合适的电路.图中电流表的量程为0～0.6 A， 内阻接近1 Ω，电压表的量程为0～3 V，内阻为几千欧， 电源的电动势为6 V，滑动变阻器的阻值为0～20 Ω，在 闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处于正确位置． (3)用上面测得的金属丝长度l、直径d和电阻R，可根据电 πd2R 阻率的表达式ρ＝________ 4l ，算出所测金属的电阻率． 学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 自我检测
学习探究区 高中物理 · 选修3-1· 教科版 学案4
学生实验：探究决定导体电阻的因素
第二章 直流电路
学案4 学生实验：探究决定导体电阻的因素
学习目标定位
学案4
学生实验：探究决定导体电阻的因素
1 进一步掌握用伏安法测电阻的电路的设计思想.
2
掌握螺旋测微器的读数方法.
3
掌握探究决定导体电阻的因素的实验原理、实验过 程及数据处理方法．
半刻度线露出来了 甲：2 mm＋32.0×0.01 mm＝2.320 mm 乙：13.5 mm＋37.0×0.01 mm＝13.870 mm 学习目标 知识储备 学习探究 典例精析
估读 自我检测
典例精析
学案4
学生实验：探究决定导体电阻的因素
一、仪器的选择和电路的设计
高中物理选修3-5步步高全套学案及课件第二章3
3光谱氢原子光谱[学习目标] 1.知道什么是光谱,能说出连续谱和线状谱的区别.2.能记住氢原子光谱的实验规律.3.了解光谱分析在科技与生活中的应用.一、光谱与光谱的几种类型1.光谱(1)光谱：复色光通过棱镜分光后,分解为一系列单色光,而且按波长长短的顺序排列成一条光带,称为光谱.(2)光谱线：每一波长的单色光在光谱中形成一条亮线,称为光谱线.2.光谱的类型(1)发射光谱①连续谱：连续分布着的包含着由波长连续分布的各种色光的光谱.②明线光谱：在光谱中出现的由一些彩色亮线组成的光谱,每一条亮线称为光谱线.不同原子的明线光谱是不同的.③发射光谱：连续谱和明线光谱都是由发光物质直接产生的光谱,所以也称为发射光谱.(2)吸收光谱：让高温光源发出的白光通过温度较低的钠的蒸气,在连续谱的背景下有一些暗线,这是由于高温钠盐产生的蒸气吸收了白光中的一些特定频率的光而形成的谱线,称为吸收光谱.(3)原子光谱：①线状谱：同一原子的发射光谱和吸收光谱都是分立的谱线,称为线状谱.②原子光谱：同一种原子的发射和吸收的线状谱位置相同,不同原子的线状谱位置不同(填“相同”或“不同”),说明不同原子的发光频率不同,这样的谱线称为原子光谱.二、光谱分析的应用1.光谱分析：由于原子发光的频率只与原子结构有关,因此可以把某种原子的光谱当作该原子的“指纹”,用来鉴别物质的化学组成中是否存在这种原子,含量的多少等,这种方法叫做光谱分析.2.光谱分析的特点：极为灵敏,它可以在不破坏、不接触研究对象的情况下,获取其内部信息.3.光谱分析的应用：利用光谱分析,可以发现许多元素,比如准确推测出了太阳的元素组成；在医学、食品检测等方面也有重要应用.三、氢原子光谱1.广义巴尔末公式：1λ＝R H (1m 2－1n 2)(m ＝1,2,3…；n ＝m ＋1,m ＋2,m ＋3…),其中R H 叫做里德伯常量.2.1895年,里德伯将巴尔末公式写为1λ＝R H (122－1n 2)(n ＝3,4,5,6…). [即学即用] 判断下列说法的正误.(1)各种原子的发射光谱都是线状谱,并且只能发出几种特定频率的光.( √ )(2)可以利用光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分.( √ )(3)巴尔末公式中的n 既可以取整数也可以取小数.( × )(4)在紫外区和红外区发现了一些新的氢原子谱线系,如赖曼系、帕邢系、布喇开系,也符合巴尔末公式的简洁和优美.( √ )一、光谱和光谱分析[导学探究] 如图1所示,使用分光镜,分组进行下面的活动.图1活动1：让白炽灯发出的强光通过一个狭缝进入分光镜,记录观察到的现象.活动2：在暗室中点燃酒精灯,在火焰上撒一些钠盐,使用分光镜观察火焰,记录观察到的现象. 活动3：用弧光灯发出的白光,照射钠蒸气(在酒精灯的灯芯上撒上一些钠盐,钠盐受热分解产生钠蒸气),用分光镜观察通过钠蒸气后的强光,记录观察到的现象.在以上三个活动中,你所观察到的光谱有什么不同？答案 在活动1中,观察到的是连续彩色光带,这种光谱称为连续谱,它是由波长连续分布的光组成的.在活动2中,可以观察到在光谱中出现一些彩色亮线.在活动3中,可以观察到在连续的彩色背景下有一些暗线.[知识深化]1.光谱的分类光谱⎩⎨⎧ 发射光谱⎩⎪⎨⎪⎧ 连续谱线状谱吸收光谱2.几种光谱的比较3.太阳光谱(1)太阳光谱的特点：在连续谱的背景上出现一些不连续的暗线,是一种吸收光谱.(2)对太阳光谱的解释：阳光中含有各种颜色的光,但当阳光透过太阳的高层大气射向地球时,太阳高层大气中含有的元素会吸收它自己特征谱线的光,然后再向四面八方发射出去,到达地球的这些谱线看起来就暗了,这就形成了明亮背景下的暗线.4.原子光谱：对于同一种原子,线状谱的位置相同,不同原子的谱线位置不同,这样的谱线叫原子光谱,它只决定于原子的内部结构,也称为原子的特征谱线.5.光谱分析可用于光谱分析的光谱：明线光谱和吸收光谱.例1 (多选)下列关于光谱和光谱分析的说法中,正确的是( )A.太阳光谱和白炽灯光谱都是线状谱B.煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱C.进行光谱分析时,可以用线状谱,不能用连续谱D.我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分答案 BC解析 太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续谱经过太阳大气层时产生的吸收光谱,正是太阳发出的光谱被太阳大气层中存在的对应元素吸收所致,白炽灯发出的是连续谱,选项A 错误；月球本身不会发光,靠反射太阳光才能使我们看到它,所以不能通过光谱分析鉴别月球的物质成分,选项D 错误；光谱分析只能是线状谱或吸收光谱,连续谱是不能用来进行光谱分析的,选项C 正确；煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱,选项B 正确. 针对训练1 关于光谱,下列说法正确的是( )A.一切光源发出的光谱都是连续谱B.一切光源发出的光谱都是线状谱C.稀薄气体发出的光谱是线状谱D.做光谱分析时,利用连续谱和线状谱都可以鉴别物质和确定物质的组成成分答案 C解析 物体发光的发射光谱分为连续谱和线状谱,A 、B 错；做光谱分析可使用吸收光谱,也可以使用线状谱,D 错,C 对.二、氢原子光谱的实验规律及应用1.氢原子光谱的特点：在氢原子光谱图中的可见光区内,由右向左,相邻谱线间的距离越来越小,表现出明显的规律性.2.巴尔末公式(1)巴尔末对氢原子光谱的谱线进行研究得到了公式：1λ＝R H (122－1n 2)(n ＝3,4,5,…),该公式称为巴尔末公式.(2)巴尔末公式说明氢原子光谱的波长只能取分立值,不能取连续值.巴尔末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状谱,即辐射波长的分立特征.3.其他谱线：除了巴尔末系,氢原子光谱在红外区和紫外区的其他谱线,也都满足与巴尔末公式类似的关系式.例2 (多选)下列关于巴尔末公式1λ＝R H (122－1n 2)的理解,正确的是( ) A.此公式是巴尔末在研究氢原子光谱特征时发现的B.公式中n 可取任意值,故氢原子光谱是连续谱C.公式中n 只能取大于或等于3的整数值,故氢原子光谱是线状谱D.公式不但适用于氢原子光谱的分析,也适用于其他原子光谱的分析答案 AC解析 此公式是巴尔末在研究氢原子光谱在可见光区的四条谱线中得到的,只适用于氢原子光谱的分析,A 对,D 错；公式中n 只能取大于等于3的整数,λ不能连续取值,故氢原子光谱是线状谱,B 错,C 对.针对训练2 氢原子光谱巴尔末系最小波长与最大波长之比为( )A.59B.49C.79D.29答案 A解析 由巴尔末公式1λ＝R H ⎝⎛⎭⎫122－1n 2,n ＝3,4,5,… 当n →∞时,有最小波长λ1,1λ1＝R H 122, 当n ＝3时,有最大波长λ2,1λ2＝R H ⎝⎛⎭⎫122－132, 得λ1λ2＝59.1.(原子光谱的产生)(多选)下列光谱中属于原子光谱的是( )A.太阳光谱B.放电管中稀薄汞蒸气产生的光谱C.白炽灯的光谱D.酒精灯中燃烧的钠蒸气所产生的光谱答案 BD解析 放电管中稀薄汞蒸气产生的光谱、酒精灯中燃烧的钠蒸气产生的光谱分别是由汞蒸气、钠蒸气发光产生的,均是原子光谱,故选项B 、D 对.2.(光谱的理解)(多选)关于光谱,下列说法中正确的是( )A.炽热的液体发射连续谱B.线状谱和吸收光谱都可以对物质进行光谱分析C.太阳光谱中的暗线说明太阳中缺少与这些暗线相对应的元素D.发射光谱一定是连续谱答案 AB解析 炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续谱,故A 正确；线状谱和吸收光谱都可以用来进行光谱分析,B 正确；太阳光谱中的暗线说明太阳大气中含有与这些暗线相对应的元素,C 错误；发射光谱分为连续谱和线状谱,D 错误.3.(光谱分析)利用光谱分析的方法能够鉴别物质和确定物质的组成成分,关于光谱分析下列说法正确的是( )A.利用高温物体的连续谱就可鉴别其组成成分B.利用物质的线状谱就可鉴别其组成成分C.高温物体发出的光通过物质后的光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分D.同一种物质的线状谱与吸收光谱上的暗线由于光谱的不同,它们没有关系答案 B解析由于高温物体的光谱包括了各种频率的光,与其组成成分无关,A错误；某种物质发光的线状谱中的亮线是与某种原子发出的某频率的光有关,通过这些亮线与原子的特征谱线对照,即可确定物质的组成成分,B正确；高温物体发出的光通过物质后某些频率的光被吸收而形成暗线,这些暗线由所经过的物质决定,C错误；某种物质发出某种频率的光,当光通过这种物质时它也会吸收这种频率的光,因此线状谱中的亮线与吸收光谱中的暗线相对应,D错误.4.(氢原子光谱的实验规律)(多选)巴尔末通过对氢原子光谱的研究总结出巴尔末公式1λ＝R H(122－1n2),n＝3,4,5,…对此,下列说法正确的是()A.巴尔末依据核式结构理论总结出巴尔末公式B.巴尔末公式反映了氢原子发光的连续性C.巴尔末依据氢原子光谱的分析总结出巴尔末公式D.巴尔末公式反映了氢原子发光的分立性,其波长的分立值并不是人为规定的答案CD解析巴尔末公式是根据氢原子光谱总结出来的.氢原子光谱的不连续性反映了氢原子发光的分立性,即辐射波长的分立特征,选项C、D正确.考点一光谱和光谱分析1.(多选)下列物质中产生线状谱的是()A.炽热的钢水B.发光的日光灯管C.点燃的蜡烛D.极光答案BD解析炽热的钢水、点燃的蜡烛能产生连续谱,发光的日光灯管能产生水银蒸气的线状谱,极光是宇宙射线激发的气体发光,能产生线状谱.选项B、D正确.2.太阳的连续谱中有许多暗线,它们对应着某些元素的特征谱线.产生这些暗线的原因是()A.太阳表面大气层中缺少相应的元素B.太阳内部缺少相应的元素C.太阳表面大气层中存在着相应的元素D.太阳内部存在着相应的元素答案 C解析太阳内部进行着激烈的热核反应,它发出的连续谱经过温度比较低的太阳大气层时产生吸收光谱,我们通过对太阳光谱中暗线的分析,把它跟各种原子的特征谱线对照,就知道太阳大气层中含有氢、氮、氦、碳、镁、硅、钙、钠等几十种元素.因此正确答案为C.3.对原子光谱,下列说法错误的是()A.原子光谱是不连续的B.由于原子都是由原子核和电子组成的,所以各种原子的原子光谱是相同的C.各种原子的原子结构不同,所以各种原子的原子光谱也不相同D.分析物质发光的光谱可以鉴别物质中含哪些元素答案 B解析原子光谱为线状谱,A正确；各种原子都有自己的特征谱线,B错误,C正确；据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成,D正确.4.(多选)下列关于光谱的说法正确的是()A.连续谱就是由连续发光的物体产生的光谱,线状谱是线状光源产生的光谱B.通过对连续谱的光谱分析,可鉴定物质成分C.连续谱包括一切波长的光,线状谱只包括某些特定波长的光D.通过对线状谱的明线光谱分析或吸收光谱的暗线分析,可鉴定物质成分答案CD解析连续谱是指光谱由连续分布的一切波长的光组成的,而不是指光源是连续的.连续谱是由炽热固体、液体及高压气体发光产生的,线状谱是指光谱是由一些不连续的亮线组成的,由稀薄气体或金属蒸气所发出的光产生,而不是指光源是线状的,A错,C对；光谱分析是根据不同原子都有自己的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分的方法,连续谱含有一切波长的光,不是原子的特征谱线,不能用来进行光谱分析,而线状谱和吸收光谱都是原子自身的特征谱线,所以可以用来进行光谱分析,鉴定物质成分,其优点是灵敏度高,在发现和鉴定元素上有着重大的意义,B错,D对.5.如图1甲所示的a、b、c、d为四种元素的特征谱线,图乙是某矿物的线状谱,通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为()图1A.a元素B.b元素C.c元素D.d元素答案 B解析 由矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行对照,b 元素的谱线在该线状谱中不存在,故B 正确.与几个元素的特征谱线不对应的线说明该矿物中还有其他元素.6.(多选)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形成连续谱B.各种原子的线状谱中的亮线和它的吸收光谱中的暗线是一一对应的C.气体发出的光只能产生线状谱D.甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质的吸收光谱答案 AB解析 吸收光谱中的暗线与线状谱中的亮线是一一对应的,所以B 正确.炽热的固体、液体和高压气体发光形成连续谱,稀薄气体发光形成线状谱,故A 正确,C 错误.甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气后,得到的是乙物质的吸收光谱,D 错误.考点二 氢原子光谱的实验规律7.下列对氢原子光谱实验规律的认识中,正确的是( )A.因为氢原子核外只有一个电子,所以氢原子只能产生一种波长的光B.氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线C.氢原子产生的光谱是一系列亮度不连续的谱线D.氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱有关答案 B解析 氢原子光谱是线状谱,波长是一系列不连续的、分立的特征谱线,并不是只含有一种波长的光,也不是亮度不连续的谱线,B 对,A 、C 错；氢原子光谱是氢原子的特征谱线,只要是氢原子发出的光的光谱就相同,与放电管的放电强弱无关,D 错.8.氢原子光谱的巴尔末系中波长最长的光波的光子能量为E 1,其次为E 2,则E 1E 2为( ) A.2027 B.2720 C.23 D.32答案 A解析 由1λ＝R H ⎝⎛⎭⎫122－1n 2得：当n ＝3时, 波长最长,1λ1＝R H ⎝⎛⎭⎫122－132, 当n ＝4时,波长次之,1λ2＝R H ⎝⎛⎭⎫122－142, 解得：λ1λ2＝2720,由E ＝h c λ得：E 1E 2＝λ2λ1＝2027.9.(多选)关于经典电磁理论与氢原子光谱之间的关系,下列说法正确的是()A.经典电磁理论很容易解释原子的稳定性B.根据经典电磁理论,电子绕原子核转动时,电子会不断释放能量,最后被吸附到原子核上C.根据经典电磁理论,原子光谱应该是连续的D.氢原子光谱彻底否定了经典电磁理论答案BC解析根据经典电磁理论：电子绕原子核转动时,电子会不断释放能量,最后被吸附到原子核上,原子不应该是稳定的,并且发射的光谱应该是连续的.氢原子光谱并没有完全否定经典电磁理论,而是引入了新的概念.故正确答案为B、C.。
最新教科版高三物理选修3-5全册课件【完整版】
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第一章 碰撞与动量守恒 2 动量 4 动量守恒定律的应用 1 电子 3 光谱 氢原子光谱 第三章 原子核 2 放射性 衰变 4 原子核的结合能 6 核聚变 第四章 波粒二象性 2 光电效应与光量子假说 4 实物粒子的波粒二象性
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4 动量守恒定律的应用
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第二章 原子结构
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第一章 碰撞与动量守恒
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1 碰撞
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2 恒定律
人教版高中物理选修3-5教案(全册)
物理选修3-5教案第十六章 动量和动量守恒定律 16．1 动量守恒定律（一）1．动量及其变化（1）动量的定义：物体的质量与速度的乘积，称为(物体的)动量。
记为p=mv . 单位：kg ·m/s 读作“千克米每秒”。
①矢量性：动量的方向与速度方向一致。
动量的大小等于质量和速度的乘积，动量的方向与速度方向一致。
（2）动量的变化量：定义：若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p 和p ′，则称：△p= p ′－p 为物体在该过程中的动量变化。
强调指出：动量变化△p 是矢量。
方向与速度变化量△v 相同。
一维情况下：Δp =m Δυ= m υ2- m Δυ1 矢量差 2．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 3．动量守恒定律（1）内容：一个系统不受外力或者所受外力的和为零，这个系统的总动量保持不变。
这个结论叫做动量守恒定律。
公式：m 1υ1+ m 2υ2= m 1υ1′+ m 2υ2′（2）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。
要正确区分内力和外力；当F 内＞＞F 外时，系统动量可视为守恒；16．2动量守恒定律（二） 1．分析动量守恒定律成立条件有： 答：①F 合=0（严格条件） ②F 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。
22112211v m v m v m v m '+'=+ 这就是动量守恒定律的表达式。
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。
高中物理选修3-5全套ppt课件
汤姆生如何测定出粒子的荷质比？
• 让带电粒子垂直射入匀强磁场，如果仅受磁 场力作用，将做匀速圆周运动，洛仑兹力提 供向心力：
m v2 evB r
汤姆生如何测定出粒子速度v和半径r？
• 1、让粒子垂直射入正交的电磁场做匀速
直线运动： v E B
2、让粒子垂直射入匀强电场仅受电场力作 用达到最大偏转
• 二、系统、内力和外力
•
1．系统：存在相互作用的几个物体所组成
的整体称为系统，系统可按解决问题的需要灵活
选取。
•
2．内力：系统内各个物体间相互用力称为
内力。
•
3．外力：系统外其他物体作用在系统内任
何一个物体上的力称为外力。
•
• 内力和外力的区分依赖于系统的选取，只有在确 定了系统后，才能确定内力和外力。
• （注重动量守恒定律与机械能守恒定律适用条件的区别）
• 【例3】在光滑水平面上A、B • 两小车中间有一弹簧，如图所 • 示。用手抓住小车并将弹簧压
• 缩后使小车处于静止状态。将两小车及弹簧看做 一个系统，下列说法中正确的是( )
• A．两手同时放开后，系统总动量始终为零 • B．先放开左手，再放开右手后，动量不守恒 • C．先放开左手，再放开右手后，总动量向左 • D．无论何时放手，两手放开后，在弹簧恢复原
密立根油滴实验
密立根油滴实验的原理图
• 密立根测量出电子的电量
e 1.60221019C
根据荷质比，可以精确地计算出 电子的质量
m 9.1094 10 31kg
16．2 动量守恒定律（一）
16.2 动量守恒定律（一）
教学目标： 理解动量的概念，明确动量守恒定律的内容，理解守恒条件
高中物理选修3-5全部学案之欧阳歌谷创编
§1 动量冲量欧阳歌谷（2021.02.01）（一）教学目标1．理解冲量和动量的概念，知道它们的单位和定义。
2．理解冲量和动量的矢量性，理解动量变化的概念。
知道运用矢量运算法则计算动量变化，会正确计算一维的动量变化.（二）教学重点：动量和冲量的概念（三）教学难点：动量变化量的计算（四）知识梳理：思考与讨论：（1）取几颗弹丸，分发给学生传看.将一颗弹丸装入玩具手枪，一手持枪，一手持纸靶，沿平行于黑板的方向击发：弹丸穿透纸靶接着，佯装再次装弹(不让学生知道实际是空膛)，声明：数到"三"时，开枪然后举枪指向某一区域的同学，缓缓地数出"一、二、三"，不等枪响，手枪所指区域的同学即已作出或抵挡或躲避的防御反应（2）空气中的气体分子具有很大的速度(可达105m/s)，它们无时不在撞击着我们最珍贵也是最薄弱的部位——眼睛，为什么我们却毫不在乎?一、动量（1）物理意义（2）定义（3）定义公式（4）单位(两个相等的单位)（5）性质(6)理解;动量是状态量，对应速度为瞬时速度。
动量是矢量，动量的改变的理解与计算遵循平行四边形定则。
动量大小与动能大小之间的关系：（7）动量的改变的定义及公式、方向性例1．质量为0.2kg的垒球以30m/s的速度飞向击球手经击球手奋力打击后，以50m/s的速度反弹，设打击前后，垒球沿同一直线运动，试分析：(1)打击后，垒球的动量大小是变大了还是变小了，变大或变小了多少?(2)在打击过程中，垒球的动量变化是多大?方向如何?(3)思考：在(1)、(2)两问中，结果为什么会不同?例2．下列关于动量的说法中，正确的是：（）A．物体做匀速圆周运动的动量总是在改变，而它的动能不变；B．物体做匀速圆周运动半周时间的动量改变为零，其动能改变也为零；C．物体做匀速圆周运动1/4周时间动量改变的大小为原来的2倍；D．物体的运动状态改变，其动量一定改变思考与讨论：（1）如果一个物体处于静止状态，其动量为零.那么，我们怎样使它获得动量呢? （2）使静止物体获得动量的方法：施加作用力，并持续作用一段时间.（3）使物体获得一定大小的动量，既可以用较大的力短时间作用，也可以用较小的力长时间作用。
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[知识深化] 1.轨道量子化 (1)轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值. (2)氢原子中电子轨道的最小半径为r1＝0.053 nm,其余轨道半径满足rn＝n2r1, 式中n称为量子数,对应不同的轨道,只能取正整数. 2.能量量子化 (1)电子在可能轨道上运动时,尽管是变速运动,但它并不释放能量,原子是稳 定的,这样的状态称之为定态. (2)由于原子的可能状态(定态)是不连续的,具有的能量也是不连续的.这样的 能量值,称为能级,能量最低的状态称为基态,其他状态叫做激发态.
(×)
答案
(5)不同的原子具有相同的能级,原子跃迁时辐射的光子频率是相同的. (× )
(6)玻尔的原子理论模型可以很好地解释氦原子的光谱现象.( × ) 2.电子处在n＝4轨道上比处在n＝3轨道上离核的距离__远___(填“远”或 “近”),能量值___大_(填“大”或“小”).
答案
重点探究
一、玻尔原子结构理论
检测评价 达标过关
自主预习
一、玻尔的原子结构理论
1.定态假设：电子围绕原子核运动的轨道不是 任意 的,而是一系列
分立的、特定的 轨道.当电子在这些轨道上运动时,原子是稳定的,不
向外辐射能量,也不吸收能量,这些状态称为
定. 态
2.跃迁假设：原子处在定态的能量用En表示,此时电子以rn的轨道半径 绕核运动,n称为 量子.数当原子中的电子从一定态跃迁到另一定态时,
[导学探究] 1.按照经典理论,核外电子在库仑引力作用下绕原子核做圆周运动.我们知 道,库仑引力和万有引力形式上有相似之处,电子绕原子核的运动与卫星 绕地球的运动也一定有某些相似之处,那么若将卫星—地球模型缩小是否 就可以变为电子—原子核模型呢？ 答案 不可以.在玻尔理论中,电子的轨道半径只可能是某些分立的数值, 而卫星的轨道半径可按需要任意取值.
答案
2.氢原子吸收或辐射光子的频率条件是什么？它和氢原子核外的电子的跃 迁有什么关系？ 答案 电子从能量较高的定态轨道(其能量记为En)跃迁到能量较低的定态 轨道(其能量记为Em)时,会放出能量为hν的光子(h是普朗克常量),这个光子 的能量由前后两个能级的能量差决定,即hν＝En－Em(n＞m).这个式子称为 频率条件,又称辐射条件. 当电子从较低的能量态跃迁到较高的能量态,吸收的光子的能量同样由频 率条件决定.
子的跃迁.
例1 (多选)光子的发射和吸收过程是 A.原子从基态跃迁到激发态要放出光子,放出光子的能量等于原子在始、
末两个能级的能量差 B.原子不能从低能级向高能级跃迁
√C.原子吸收光子后从低能级跃迁到高能级,放出光子后从较高能级跃迁到
较低能级
√D.原子无论是吸收光子还是放出光子,吸收的光子或放出的光子的能量恒
第二章 原子结构
4 玻尔的原子模型 能级
[学习目标]
1.知道玻尔原子结构理论的主要内容. 2.了解能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念,会计算原子跃 迁时吸收或辐射光子的能量. 3.能用玻尔原子结构理论简单解释氢原子光谱.
内容索引
自主预习
预习新知 夯实基础
重点探究
启迪思维 探究重点
达标检测
eV－,其1他3.6各激发态的能量为E2＝
eV,E3＝－3.4 eV… －1.51
三、玻尔原子结构理论的意义 1.玻尔的原子结构比较完美地解释了 氢 光谱,他用 能级跃迁的概念阐明 了光谱的吸收和发射,第一次将 量子概念引入原子模型,推动了量子力 学的发展. 2.局限性 保留了经典粒子的观念,把电子的运动仍然看做经典力学描述下的轨道 运动.玻尔理论是不完善的.
1.能级：在玻尔的原子结构模型中,不同的轨道实际上对应了不同的状
态,不同的状态对应不同的能量,因此原子的能量也是 不连续的,即原子
的能量是量子化的,这些量子化的
能叫量做值 . 能级
2.基态：能量最低的状态叫做 基态 .
3.激发态：除基态之外的其他状态叫做 激发态 .
4.氢原子的能级
氢原子各能级的关系为En＝En21 (n＝1,2,3…),其中,氢原子的基态能量E1＝
才 发射或一吸个收光子,光子的能量hν＝ 子的高能级和低能级.
E,式n－中EEmn和Em分别是原
3.轨道量子化假设：围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立值,
即电子的可能轨道也是不连续的,称之为轨道量子化.氢原子的轨道半径
rn＝ n2r(1n＝1,2,3…),r1＝
0.53×10－m10.
二、氢原子的能级等于始、Biblioteka 两个能级的能量差值解析 答案
例2 氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过 程中 A.原子要吸收光子,电子的动能增大,原子的电势能增大 B.原子要放出光子,电子的动能减小,原子的电势能减小 C.原子要吸收光子,电子的动能增大,原子的电势能减小
√D.原子要吸收光子,电子的动能减小,原子的电势能增大
3.跃迁：原子从一种定态(设能量为En)跃迁到另一种定态(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能量差决定,
高能级 En
发射光子hν＝En－Em 吸收光子hν＝En－Em
低能级 Em.
可见,电子如果从一个轨道到另一个轨道,不是以螺旋线的形式改变半径大
小的,而是从一个轨道上“跳跃”到另一个轨道上.玻尔将这种现象叫做电
[即学即用] 1.判断下列说法的正误. (1)玻尔认为电子运行轨道半径是任意的,就像人造地球卫星,能量大一些, 轨道半径就会大点.( ) × (2)玻尔认为原子的能量是量子化的,不能连续取值.( √) (3)当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 任意能量的光子.( ×) (4)处于基态的原子是不稳定的,会自发地向其他能级跃迁,放出光子.
解析 答案
总结提升 原子的能量及变化规律
1.原子的能量：En＝Ekn＋Epn. 2.电子绕氢原子核运动时：ker22＝mvr2，故 Ekn＝12mvn2＝k2er2n，电子轨道半 径越大，电子绕核运动的动能越小.
3.电子的轨道半径增大时,库仑引力做负功,原子的电势能增大,反之,电 势能减小. 4.电子的轨道半径增大时,说明原子吸收了光子,从能量较低的轨道跃 迁到了能量较高的轨道上,即电子轨道半径越大,原子的能量越大.