选修3－5 第十五章
开卷速查(四十五) 光电效应 原子结构 氢原子光谱
1．(
多选题)(2014·广东卷)在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应．下列说法正确的是( )
A ．增大入射光的强度，光电流增大
B ．减小入射光的强度，光电效应现象消失
C ．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应
D ．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大
解析：根据光电效应规律可知，增大入射光的强度，光电流增大，A 项正确；减小入射光的强度，光电流减小，光电效应现象并不消失，B 项错误；改用小于ν的入射光照射，如果入射光的频率仍然大于光电管阴极材料的极限频率，仍能发生光电效应，C 项错误；由爱因斯坦光电效应方程可知，增大入射光的频率，光电子的最大初动能增大，D 项正确．
答案：AD
2．卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是图45－1中的( )
A B C D
图45－1
解析：本题考查学生对α粒子散射实验现象的定性认识．由教材中讲述的实验现象可知，只有D 选项符合．
答案：D
3．氢原子放出一个光子后，根据玻尔理论，氢原子的( ) A ．核外电子的电势能增大
B ．核外电子的动能增大
C ．核外电子的转动周期变大
D ．氢原子能量增大
解析：据玻尔理论，氢原子由能量较高的定态跃迁到能量较低的定态才辐射出光子，反之会吸收光子，所以D 错误．
据玻尔理论，氢原子放出一个光子后，核外电子进入低能级轨道运行，半径变小，由k e 2r
2＝m v 2
r 知，随r 变小，电子线速度变大，电子的动能增大，所以B 正确． 由T ＝
2πr
v
知，r 变小，线速度v 变大，所以T 变小，C 错误． 当电子由半径大的轨道跃迁到半径小的轨道时，电场力做正功，所以电子电势能变小，A 错误．
答案：B
4．用波长为2.0×10－
7m 的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是
4.7×10
－19
J.由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h ＝6.63×10
－34
J·s ，光速c ＝3.0×108m/s ，
结果取两位有效数字)( )
A ．5.5×1014Hz
B ．7.9×1014Hz
C ．9.8×1014Hz
D ．1.2×1015Hz
解析：本题考查光电效应方程，意在考查考生对光电效应方程E k ＝hν－W 逸的理解，并能应用光电效应方程求解极限频率．由光电效应方程E k ＝hν－W 逸，而W 逸＝hν0，ν＝c λ，所以钨的极限频率ν0＝c λ－E k
h
＝7.9×1014Hz ，选项B 正确．
答案：B
图45－2
5．(多选题)用同一光电管研究a 、b 两种单色光产生的光电效应，得到光电流I 与光电管两极间所加电压U 的关系如图45－2，则这两种光( )
A ．照射该光电管时a 光使其逸出的光电子最大初动能大
B ．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a 光的临界角大
C ．通过同一装置发生双缝干涉，a 光的相邻条纹间距大
D ．通过同一玻璃三棱镜时，a 光的偏折程度大
解析：由E ＝hν知，光的频率是光电子最大初动能的决定因素，a 光的频率小，折射率小，临界角大，在光的干涉实验中，若保持双缝间距离、缝与屏间距离都不变，用b 光和a 光分别做实验得出的干涉条纹，可以看出b 光的条纹间隔比a 光的小，B 、C 正确．
答案：BC
6．“约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成．若在结两端加恒定电压U ，则它会辐射频率为ν的电磁波，且ν与U 成正比，即ν＝kU .已知比例系数k 仅与元电荷e 的2倍和普朗克常量h 有关．你可能不了解此现象的机理，但仍可运用物理学中常用的方法，在下列选项中，推理判断比例系数k 的值可能为( )
A.h 2e
B.2e h C ．2he
D.12he
解析：由ν＝kU ，又题目中提到元电荷e 和普朗克常量h ，可联想到能量，即列出相关等式qU ＝hν，进而比较ν＝kU ，得出k ＝q h ，再结合题意可知，k ＝2e
h ，故选项B 对．
答案：B
7．(多选题)在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上．假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子( )
A ．一定落在中央亮纹处
B ．可能落在其他亮纹处
C ．不可能落在暗纹处
D ．落在中央亮纹处的可能性最大
解析：根据光的概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处是不可确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处，可达95%以上．当然也可落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，不过，落在暗纹处的概率很小，故B 、D 正确．
答案：BD
B 组 能力提升
8．如图45－3所示，若x 轴表示时间，y 轴表示位置，则该图象反映了某质点做匀速直线运动时，
图45－3
位置与时间的关系．若令x 轴和y 轴分别表示其他的物理量，则该图象又可以反映在某种情况下，相应的物理量之间的关系．下列说法中正确的是( )
A ．若x 轴表示时间，y 轴表示动能，则该图象可以反映某物体受恒定合外力作用做直线运动过程中，物体动能与时间的关系
B ．若x 轴表示频率，y 轴表示动能，则该图象可以反映光电效应中，光电子最大初动能与入射光频率之间的关系
C ．若x 轴表示时间，y 轴表示动量，则该图象可以反映某物体在沿运动方向的恒定合外力作用下，物体动量与时间的关系
D ．若x 轴表示时间，y 轴表示感应电动势，则该图象可以反映静置于磁场中的某闭合回路，当磁感应强度随时间均匀增大时，闭合回路的感应电动势与时间的关系
解析：本题考查动能定理、爱因斯坦光电效应方程、动量定理、法拉第电磁感应定律中的物理图象．根据动能定理和匀速直线运动规律得：E k ＝F 合·1
2at 2，选项A 错；根据爱因
斯坦光电效应方程得：E k ＝hν－W ，选项B 错；根据动量定理，p －p 0＝F 合t ，选项C 正确；根据法拉第电磁感应定律得：E ＝ΔΦ
Δt ，故项D 错误．
答案：C
9．在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图45－4所示．则可判断出( )
图45－4
A ．甲光的频率大于乙光的频率
B．乙光的波长大于丙光的波长
C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率
D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能
解析：本题考查光电效应的有关知识，要求学生对光电效应有深刻的理解．由题图可知，丙光的最大电流小于甲光和乙光的最大电流，说明逸出的电子数目最少，即丙光的强度最小．由题图说明丙光对应的光电子的初动能最大，即丙光的频率最高(波长最小)，B项正确，D项错误；甲光和乙光的频率相同，A项错误；由于是同一光电管，所以乙光、丙光截止频率是一样的，C项错误．
答案：B
10.
图45－5
如图45－5为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子()
A．从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出电磁波的波长长
B．从n＝5能级跃迁到n＝1能级比从n＝5能级跃迁到n＝4能级辐射出电磁波的速度大
C．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的
D．从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量
解析：根据E m－E n＝hν＝h c
λ可得λ＝h
c
E m－E n
，则从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n
＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的电磁波的波长要长，故A选项正确；由于电磁波在空气中的传播速度都是相同的，接近光速，故B选项错误；根据氢原子的电子云图可知，处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是不一样的，故C选项错误；从高能级向低能级跃迁时，原子一定向外以光子的形式释放能量，故D选项错误．
答案：A
11．紫外线照射一些物质时，会发生荧光效应，即物质发出可见光，这些物质中的原子先后发生两次跃迁，其能量变化分别为ΔE1和ΔE2，下列关于原子这两次跃迁的说法中
正确的是( )
A ．两次均向高能级跃迁，且|ΔE 1|＞|ΔE 2|
B ．两次均向低能级跃迁，且|ΔE 1|＜|ΔE 2|
C ．先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且|ΔE 1|＜|ΔE 2|
D ．先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且|Δ
E 1|＞|ΔE 2|
解析：原子吸收紫外线，使原子由低能级向高能级跃迁，吸收|ΔE 1|，再由高能级向低能级跃迁，放出可见光，紫外线光子能量大于可见光，故|ΔE 1|＞|ΔE 2|，D 正确．
答案：D
12．氢原子在基态时轨道半径r 1＝0.53×10－10
m ，能量E 1＝－13.6 eV .求氢原子处于基
态时：
(1)电子的动能． (2)原子的电势能．
(3)用波长是多少的光照射可使其电离？
解析：(1)设处于基态的氢原子核外电子速度为v 1， 则：k ·e 2r 21＝mv 21r 1
，
故电子动能E k1＝12mv 21＝ke 2
2r 1
＝
9×109× 1.6×10－
19 2
2×0.53×10－10×1.6×10－19
eV ＝13.6 eV
. (2)E 1＝E k1＋E p1，
故E p1＝E 1－E k1＝－13.6 eV －13.6 eV ＝－27.2 eV . (3)设用波长λ的光照射可使氢原子电离： hc
＝0－E 1，
λ＝－hc E 1＝－6.63×
10－
34×3×108－13.6×1.6×10－
19
m ＝0.914 1×10－
7 m.
答案：(1)13.6 eV (2)－27.2 eV (3)0.914 1×10－
7 m
13．氢原子处于基态时，原子的能量为E 1＝－13.6 eV ，当处于n ＝3的激发态时，能量为E 3＝－1.51 eV ，则：
(1)当氢原子从n ＝3的激发态跃迁到n ＝1的基态时，向外辐射的光子的波长是多少？ (2)若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射原子？
(3)若有大量的氢原子处于n ＝3的激发态，则在跃迁过程中可能释放出几种不同频率的光子？
解析：(1)由跃迁公式得：hν＝E 3－E 1① ν＝c λ②
由①②代入数据得：λ＝1.03×10－
7m.
(2)若要将基态原子电离：hν＝0－E 1， 代入数据得ν＝3.3×1015Hz.
(3)光子种数N ＝C 23＝3× 3－1 2＝3种．
答案：(1)1.03×10－
7m (2)3.3×1015 Hz (3)3种
C 组 难点突破
14．(多选题)氢原子的能级图如图45－6所示，处于n ＝3激发态的大量氢原子向基态跃迁时所
图45－6
放出的光子中，只有一种光子不能使某金属A 产生光电效应，则下列说法正确的是( )
A ．不能使金属A 产生光电效应的光子一定是从n ＝3激发态直接跃迁到基态时放出的
B ．不能使金属A 产生光电效应的光子一定是从n ＝3激发态直接跃迁到n ＝2激发态时放出的
C ．若从n ＝4激发态跃迁到n ＝3激发态，所放出的光子一定不能使金属A 产生光电效应
D ．金属A 逸出功一定大于1.89 eV
解析：大量处于第3能级的氢原子向基态跃迁时，共可辐射出3种频率的光，其中当原子从第3能级向第2能级跃迁时释放的光子能量最小，其大小为E 32＝E 3－E 2＝1.89 eV ，因为该光子不能使金属A 产生光电效应，所以金属A 的逸出功W 一定大于1.89 eV ，选项A 错误，B 、D 正确；若从n ＝4激发态跃迁到n ＝3激发态，所放出的光子能量为E 43＝E 4－E 3＝0.66 eV<1.89 eV 答案：BCD 2019届高三物理二轮复习机械波及波的图像题型归纳 类型一、波动情况与振动情况之间的相互确定 例1、（1）手握住水平的绳子一端（质点1）上下抖动，形成如图所示的波形。在图中标出质点6此时刻的速度方向；由波形，可以知道质点1开始振动时，是向 方向振动。 （2）波形的变化；如果一列波向右传播，已知4 T t = 时刻的波形如图，请在下图中画出34 T t = 时刻的波形图。 【思路点拨】根据波的平移法（上下坡法）判断质点1开始振动时的方向。根据已知波形找出经过半个周期各质点的位置，连接成图形。 【答案】 （1）速度方向向下；向上。（2）见图。 【解析】波向右传播，根据上下坡法或平移法，可判断6的振动速度向下。同理1 开始振动时，是在平衡位置向上方向振动的。 （2）34t T = 时刻是在已知波形4 T t =时刻再经过半个周期的波形。波向右传播，第一个质点向下振动，再经过半个周期恰好振动到波谷，画出波形如图。 【总结升华】解这类基本题就是要会应用上下坡法或平移法、对称性的特点。 举一反三 【变式1】一简谐横波以4m/s 的波速沿x 轴正方向传播。已知t=0时的波形如图所示，则（ ） A ．波的周期为1s B ．x =0处的质点在t=0时向y 轴负向运动 C ．x =0处的质点在t = s 时速度为0 D ．x =0处的质点在t = s 时速度值最大 【答案】 AB 【解析】由波的图像可知半个波长是2m ，波长是4m ，周期是，A 正确。波在沿轴正方向传播，则=0的质点在沿轴的负方向传播，B 正确。=0的质点的位移是振幅的一半则要运动到平衡位置的时间是，则秒时刻=0的质点越过了平衡位置速度既不是为零也不是最大，CD 错误。 【变式2】图(a )为一列简谐横波在t ＝0.10s 时刻的波形图，P 是平衡位置在x ＝1.0m 处的质点，Q 是平衡位置在x ＝4.0m 处的质点；图(b )为质点Q 的振动图像，下列说法正确的是________． 1 4 1 4 4 14 T s v λ = = =x x y x 113412T s ? =1 4 t =x 大学物理期末试卷(A) （2012年6月29日 9: 00-11: 30） 专业 ____组 学号 姓名 成绩 (闭卷) 一、 选择题（4０％） 1．对室温下定体摩尔热容m V C ,=2.5R 的理想气体，在等压膨胀情况下，系统对外所做的功与系统从外界吸收的热量之比W/Q 等于： 【 D 】 （A ） 1/3； (B)1/4； (C)2/5； (D)2/7 。 2. 如图所示，一定量的理想气体从体积V 1膨胀到体积V 2分别经历的过程是：A B 等压过程; A C 等温过程; A D 绝热过程 . 其中吸热最多的 过程 【 A 】 (A) 是A B. (B) 是A C. (C) 是A D. (D) 既是A B,也是A C ,两者一样多. 3.用公式E =νC V T (式中C V 为定容摩尔热容量，ν为气体摩尔数)计算理想气体内能 增 量 时 ， 此 式 : 【 B 】 (A) 只适用于准静态的等容过程. (B) 只适用于一切等容过程. (C) 只适用于一切准静态过程. (D) 适用于一切始末态为平衡态的过程. 4气缸中有一定量的氦气(视为理想气体),经过绝热压缩,体积变为原来的一半,问气体 分 子 的 平 均 速 率 变 为 原 来 的 几 倍 ？ p V V 1 V 2 A B C D . 题2图 【 B 】 (A)2 2 / 5 (B)2 1 / 5 (C)2 1 / 3 (D) 2 2 / 3 5．根据热力学第二定律可知： 【 D 】 （A ）功可以全部转化为热, 但热不能全部转化为功。 （B ）热可以由高温物体传到低温物体，但不能由低温物体传到高温物体。 （C ）不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程。 （D ）一切自发过程都是不可逆。 6. 如图所示，用波长600=λnm 的单色光做杨氏双缝实验，在光屏P 处产生第五级明纹极大，现将折射率n =1.5的薄透明玻璃片盖在其中一条缝上，此时P 处变成中央 明纹极大的位置，则此玻璃片厚度为： 【 B 】 (A) 5.0×10-4 cm (B) 6.0×10-4cm (C) 7.0×10-4cm (D) 8.0×10-4cm 7．下列论述错误．．的是： 【 D 】 (A) 当波从波疏媒质( u 较小)向波密媒质(u 较大)传播，在界面上反射时，反射 波中产生半波损失，其实质是位相突变。 (B) 机械波相干加强与减弱的条件是：加强 π?2k =?；π?1)2k (+=?。 (C) 惠更斯原理：任何时刻波面上的每一点都可作为次波的波源，各自发出球面次波；在以后的任何时刻，所有这些次波面的包络面形成整个波在该时刻的新波面 (D) 真空中波长为500nm 绿光在折射率为1.5的介质中从A 点传播到B 点时，相位改变了5π，则光从A 点传到B 点经过的实际路程为1250nm 。 8. 在照相机镜头的玻璃片上均匀镀有一层折射率n 小于玻璃的介质薄膜，以增强某一波长 的透射光能量。假设光线垂直入射，则介质膜的最小厚度应为： 【 D 】 (A)/n λ (B)/2n λ (C)/3n λ (D)/4n λ P O 1 S 2 S 6. 题图 高中物理原子与原子核知识点总结 1.汤姆生模型(枣糕模型) （）发现电子，使人们认识到原子有复杂结构。从而打开人们认识原子的大门. 2.核式结构模型：（）通过α粒子散射实验,总结出核式结构学说。由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出（）大小的数量级是（）。 核式结构与经典的电磁理论发生矛盾：①原子是否稳定,②其发出的光谱是否连续 3.玻尔模型(引入量子理论，量子化就是不连续性，整数n叫量子数)玻尔补充三条假设 ⑴定态--原子只能处于一系列不连续的能量状态(称为定态),电子虽然绕核运转,但不会向外辐射能量。 ⑵跃迁--原子从一种定态跃迁到另一种定态,要辐射(或吸收)一定频率的光子(其能量由两定态的能量差决定)，辐射(吸收)光子的能量为（） 氢原子跃迁的光谱线问题[一群氢原子从n激发态原子跃迁到基态时可能辐射的光谱线条数为（）。 ⑶能量和轨道量子化----定态不连续,能量和轨道也不连续; 氢原子的激发态和基态的能量(最小)与核外电子轨道半径间的关系是:（） 【说明】氢原子跃迁 ① 轨道量子化r n=n2r1(n＝1,2.3…)r1=0.53×10-10m 能量量子化：E1=－13.6eV ② ③氢原子跃迁时应明确： 一个氢原子直接跃迁向高（低）能级跃迁，吸收（放出）光子 ( 某一频率光子 ) 一群氢原子各种可能跃迁向低（高）能级跃迁放出（吸收）光子 (一系列频率光子) ④氢原子吸收光子时——要么全部吸收光子能量，要么不吸收光子 A光子能量大于电子跃迁到无穷远处(电离)需要的能量时，该光子可被吸收。(即：光子和原子作用而使原子电离) B光子能量小于电子跃迁到无穷远处(电离)需要的能量时,则只有能量等于两个能级差的光子才能被吸收。 ⑤氢原子吸收外来电子能量时——可以部分吸收外来碰撞电子的能量因此，能量大于某两个能级差的电子均可被氢原子吸收，从而使氢原子跃迁。 ⑶玻尔理论的局限性。由于引进了量子理论（轨道量子化和能量量子化），玻尔理论成功地解释了氢光谱的规律。 “机械波”练习题 1.如图所示，一列横波沿x 轴传播，t 0时刻波的图象如图中实线所示.经△t = ，波的图象如图中虚线所示.已知其波长为2m ，则下述说法中正确的是（B ） A.若波向右传播，则波的周期可能大于2s B.若波向左传播，则波的周期可能大于 C.若波向左传播，则波的波速可能小于9m/s … D.若波速是19m/s ，则波向右传播 2.如图所示，波源S 从平衡位置y =0开始振动，运动方向竖直向上(y 轴的正方向)，振动周期T =，产生的机械波向左、右两个方向传播，波速均为v =80m/s ，经过一段时间后，P 、Q 两点开始振动，已知距离SP =1.2m 、SQ =2.6m.若以Q 点开始振动的时刻作为计时的零点，则在下图所示的四幅振动图象中，能正确描述S 、P 、Q 三点振动情况的是（AD ） A.甲为Q 点的振动图象 B.乙为振源S 点的振动图象 C.丙为P 点的振动图象 D.丁为P 点的振动图象 3.一列横波在x 轴上传播，t s 与t +在x 轴上-3m ～3m 的区间内的波形如图中同一条图线所示，由图可知 ①该波最大速度为 10m/s | ②质点振动周期的最大值为 ③在t+时，x =3m 的质点位移为零 ④若波沿x 轴正方向传播，各质点刚开始振动时的方向向上 上述说法中正确的是（ B ） A.①② B.②③ C.③④ D.①④ 4.如图为一列在均匀介质中传播的简谐横波在t =4s 时刻的波形图，若已知振源在坐标原点O 处，波速为 2m/s ，则（ D ） A.振源O 开始振动时的方向沿y 轴正方向 点振幅比Q 点振幅小 C.再经过△t =4s ，质点P 将向右移动8m | D.再经过△t =4s ，质点Q 通过的路程是 0.4m 5.振源O 起振方向沿+y 方向，从振源O 起振时开始计时，经t =，x 轴上0至12m 范围第一次出现图示简谐波，则（BC ） A.此列波的波速约为13.3m/s =时，x 轴上6m 处的质点振动方向向下 C.波的周期一定是 D.波的周期s n T 1 46 .3+=(n 可取0，1，2，3……) 6.如图所示，一简谐横波在x 轴上传播，轴上a 、b 两点相距12m .t =0时a 点为波峰，b -5 对波粒二象性的理解 和认识 电子工程与信息科学系 黄金 PB11210054 从我们出生的那一刻起，光就伴随着我们。我们的生活离不开阳光，有了光，才有了我们色彩斑斓的生活。人们对光学最初的研究，也是从“人类为何能看到周围的物体开始”。经历了半个多学期的光学学习我对光又有了全新的认识。 大学以前，我们接触到的主要是几何光学，它让我们对光有了最初的认识。它让我们知道光是沿直线传播的，同时又引出了光的反射、折射等基本性质。费马定理更是让我们对光有了更为全面的认识。我们似乎觉得这好像就是光的全部。其实不然，大学又为我们开启了一扇全新的大门，让我们更进一步的认识光，了解光。 光的干涉衍射让我们知道了光是一种波。而对于光电效应和黑体辐射等问题的研究又让我们看到了光的电磁性！既能像波浪一样向前传播，又表现出粒子的特征，我们称光具有“波粒二象性”。 从光的波粒二象性的发现到发展经历了相当长的时间，也是一段无比辉煌的阶段。光一直被认为是最小的物质，虽然它是个最特殊的物质，但可以说探索光的本性也就等于探索物质的本性。历史上，整个物理学正是围绕着物质究竟是波还是粒子而展开的。17 世纪以前，人们对光的认识只停留在简单的几何光学的层面上，例如光的反射、折射等光的直线传播现象，这也是光学的初期发展。十七世纪初期，人们逐渐发现了与光的直线传播不完全符合的事实，意大利人格里马第率先观察到了光的衍射现象，接着1672-1675 年间胡克也观察到了光的衍射现象，并且和波意耳互相独立地研究了薄膜所产生的彩色干涉条纹，衍射现象，简而言之，就是光波遇到小障碍物或小孔时，绕过障碍物进入几何 阴影区继续传播，并在障碍物后的观察屏上呈现出光强的不均匀分布的现象。所有这些现象的发现都为光的波动理论的萌芽奠定了坚实的基础。17 世纪下半叶，英国物理学家牛顿以极大的兴趣和热情开始了对光学的研究。通过白光实验并根据光的直线传播的性质，他提出了光是微粒流的理论，然而他的这一理论因无法解释光在绕过障碍物之后所发生的衍射现象，遭到了以惠更斯为代表的波动学说的强烈反对。光的研究在18 世纪实际上并没有什么发展，由于牛顿在学术界的权威和盛名，大多数科学家仍在支持光的微粒学说，不过笛卡儿学派中瑞士的欧拉和法国的伯努利却捍卫并发展了光的波动理论。 人们探索的脚步永不停息。到了十九世纪，初步发展起来的波动光学的体系已经形成。杨氏（托马斯?杨）和菲涅耳的著作对光学的发展起到了决定性的作用，著名的“杨氏双缝干涉试验”还第一次成功地测定了光的波长，光学界沉闷的空气再次活跃起来。后来菲涅耳用杨氏干涉原理补充了惠更斯原理，形成人们所熟知的惠更斯--菲涅耳原理，1800年光的偏振现象的发现，更证明了光是横波的事实。1845年，法拉第发现光的振动面在强磁场中的旋转，从而揭示了光现象和电磁现象的内在联系，同时使人们认识到在研究光学现象的时候必须把光学现象同其他物理现象联系起来考虑。后来麦克斯韦在1865 年的理论研究中指出：光是一种电磁波。这一结论后来被赫兹用试验所证实。19 世纪末到20 世纪初，光的研究深入到光的发生，光和物质的相互作用的微观体系中，然而光的电磁理论却不能解释光和物质的相互作用的某些现象，例如黑体辐射中能量按波长的分布的问题;赫兹发现的光电效应等。 第三讲原子结构与原子核 ——课后自测诊断卷 1．[多选](2019·江苏七市三模)中微子是一种不带电、质量很小的粒子。早在1942年我国物理学家王淦昌首先提出证实中微子存在的实验方案。静止的铍核(74Be)可能从很靠近它的核外电子中俘获一个电子(动能忽略不计)形成一个新核并放出中微子，新核处于激发态，放出γ光子后回到基态。通过测量新核和γ光子的能量，可间接证明中微子的存在。则( ) A．产生的新核是锂核(73Li) B．反应过程吸收能量 C．中微子的动量与处于激发态新核的动量大小相等 D．中微子的动能与处于激发态新核的动能相等 解析：选AC 根据题意可知发生的核反应方程为74Be＋0－1e→73Li＋νe，所以产生的新核是锂核，反应过程放出能量，故A正确，B错误；根据动量守恒可知中微子的动量与处于激发态新核的动量大小相等，方向相反，故C正确； 因为中微子的动量与处于激发态新核的动量大小相等，质量不等，根据E k＝p2 2m ，可知中微子的动能与处于激发态新核 的动能不相等，故D错误。 2．[多选](2019·武汉质检)我国自主研发的钍基熔盐是瞄准未来20～30年后核能产业发展需求的第四代核反应堆，是一种液态燃料堆，使用钍铀核燃料循环，以氧化盐为冷却剂，将天然核燃料和可转化核燃料熔融于高温氯化盐中，携带核燃料在反应堆内部和外部进行循环。钍232不能直接使用，需要俘获一个中子后经过2次β衰变转化成铀233再使用，铀233的一种典型裂变方程是233 92U＋10n→142 56Ba＋8936Kr＋310n。已知铀233的结合能为E1、钡142的结合能为E2、氪89的结合能为E3，则( ) A．铀233比钍232少一个中子 B．铀233、钡142、氪89三个核中氪89的结合能最小，比结合能却最大 C．铀233、钡142、氪89三个核中铀233的结合能最大，比结合能也最大 D．铀233的裂变反应释放的能量为ΔE＝E1－E2－E3 解析：选AB 设钍核的电荷数为a，则钍232俘获一个中子后经过2次β衰变转化成铀233，则a＝92－2＝90，则钍232中含有中子数为232－90＝142，铀233含有中子数为233－92＝141，则铀233比钍232少一个中子，选项A正确；铀233、钡142、氪89三个核中氪89质量数最小，结合能最小，因核子数较小，则比结合能却最大，选项B 正确，C错误；铀233的裂变反应中释放的能量等于生成物的结合能减去反应物的结合能，选项D错误。 3．[多选](2019·南京、盐城三模)下列对物理知识的理解正确的有( ) A．α射线的穿透能力较弱，用厚纸板就能挡住 B．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等 C．放射性元素钋的半衰期为138天，100 g的钋经276天，已发生衰变的质量为75 g D．质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是(m1＋m2－m3)c2 解析：选AC γ射线电离最弱，穿透最强，α射线电离最强，穿透最弱，用厚纸板就能挡住，故A正确；动能相同的质子和电子，它们的动量大小可以用公式p＝2m·E k判断，质子与电子的质量不同，所以动能相等的电子与 高中物理原子与原子核知识点总结(必修三) 载自：搜高考网https://www.doczj.com/doc/414469857.html, 原子、原子核这一章虽然不是重点,但是高考选择题也会涉及到,其实只要记住模型和方程式,就不会在做题上出错,下面的一些总结希望对大家有所帮助. 卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构学说,玻尔把量子说引入到核式结构模型之中,建立了以下三个假说为主要内容的玻尔理论.认识原子核的结构是从发现天然放射现象开始的,发现质子的核反应是认识原子核结构的突破点.裂变和聚变是获取核能的两个重要途径.裂变和聚变过程中释放的能量符合爱因斯坦质能方程。 整个知识体系，可归结为：两模型(原子的核式结构模型、波尔原子模型)；六子(电子、质子、中子、正电子、粒子、光子)；四变(衰变、人工转变、裂变、聚变)；两方程(核反应方程、质能方程)。 4条守恒定律(电荷数守恒、质量数守恒、能量守恒、动量守恒)贯串全章。 1.汤姆生模型(枣糕模型) 汤姆生发现电子，使人们认识到原子有复杂结构。从而打开原子的大门. 2.卢瑟福的核式结构模型(行星式模型)卢瑟福α粒子散射实验装置,现象,从而总结出核式结构学说 α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，实验现象：结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但是有少数α粒子发生了较大的偏转.这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。 卢瑟福由α粒子散射实验提出：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动。 由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15m。 而核式结构又与经典的电磁理论发生矛盾：①原子是否稳定,②其发出的光谱是否连续 3.玻尔模型(引入量子理论，量子化就是不连续性，整数n叫量子数)玻尔补充三条假设 ⑴定态--原子只能处于一系列不连续的能量状态(称为定态),电子虽然绕核运转,但不会向外辐射能量。 (本假设是针对原子稳定性提出的) ⑵跃迁--原子从一种定态跃迁到另一种定态,要辐射(或吸收)一定频率的光子(其能量由两定态的能量差决定)(本假设针对线状谱提出) ( ) 辐射(吸收)光子的能量为hf＝E初-E末 氢原子跃迁的光谱线问题[一群氢原子可能辐射的光谱线条数为 ]。 高中精品试题 高中精品试题 光电效应与光的波粒二象性 说明：本试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两部分，请将第Ⅰ卷选择题的答案填入题后括号内，第Ⅱ 卷可在各题后直接作答.共100分，考试时间90分钟. 第Ⅰ卷（选择题共40分） 一、本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有 一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不 答的得0分. 1.下列关于光电效应的说法正确的是 （ ） A.若某材料的逸出功是W ，则它的极限频率h W v 0 B.光电子的初速度和照射光的频率成正比 C.光电子的最大初动能和照射光的频率成正比 D.光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大 解析：由光电效应方程k E =hv -W 知，B 、C 错误，D 正确.若k E =0，得极限频率0v =h W ,故A 正确. 答案AD 2.在下列各组所说的两个现象中，都表现出光具有粒子性的是 （ ） A.光的折射现象、偏振现象 B.光的反射现象、干涉现象 C.光的衍射现象、色散现象 D.光电效应现象、康普顿效应 解析：本题考查光的性质. 干涉、衍射、偏振都是光的波动性的表现，只有光电效应现象和康普顿效应都是光的粒 子性的表现，D 正确. 答案D 3.关于光的波粒二象性的理解正确的是 （ ） A.大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性 B.光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子 C.高频光是粒子，低频光是波 D.波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著 解析：根据光的波粒二象性知，A 、D 正确，B 、C 错误. 答案AD 4.当具有 5.0 eV 能量的光子照射到某金属表面后，从金属表面逸出的电子具有最大的初 动能是1.5 eV.为了使这种金属产生光电效应，入射光的最低能量为 （ ） A.1.5 eV B.3.5 eV 高三物理机械波知识点 高三物理机械波知识点 机械振动在介质中的传播称为机械波(mechanicalwave)。机械波与电磁波既有相似之处又有不同之处，机械波由机械振动产生，电 磁波由电磁振荡产生;机械波的传播需要特定的介质，在不同介质中的传播速度也不同，在真空中根本不能传播，而电磁波(例如光波) 可以在真空中传播;机械波可以是横波和纵波，但电磁波只能是横波;机械波与电磁波的许多物理性质，如：折射、反射等是一致的，描 述它们的物理量也是相同的。常见的机械波有：水波、声波、地震波。 机械振动产生机械波，机械波的传递一定要有介质,有机械振动但不一定有机械波产生。 形成条件 波源 波源也称振源，指能够维持振动的传播，不间断的输入能量，并能发出波的物体或物体所在的初始位置。波源即是机械波形成的必 要条件，也是电磁波形成的必要条件。 介质 广义的介质可以是包含一种物质的另一种物质。在机械波中，介质特指机械波借以传播的物质。仅有波源而没有介质时，机械波不 会产生，例如，真空中的闹钟无法发出声音。机械波在介质中的传 播速率是由介质本身的固有性质决定的。在不同介质中，波速是不 同的。 下表给出了0℃时，声波在不同介质的传播速度，数据取自《普 通高中课程标准实验教科书-物理(选修3-4)》(2005年)[1]。单位 v/ms^-1 传播方式与特点 质点的运动 机械波在传播过程中，每一个质点都只做上下(左右)的简谐振动，即，质点本身并不随着机械波的传播而前进，也就是说，机械波的 一质点运动是沿一水平直线进行的。例如：人的声带不会随着声波 的传播而离开口腔。简谐振动做等幅震动,理想状态下可看作做能量 守恒的运动.阻尼振动为能量逐渐损失的运动. 为了说明机械波在传播时质点运动的特点，现已绳波(右下图)为例进行介绍，其他形式的机械波同理[1]。 把绳分成许多小部分，每一小部分都看成一个质点，相邻两个质点间，有弹力的相互作用。第一个质点在外力作用下振动后，就会 带动第二个质点振动，只是质点二的振动比前者落后。这样，前一 个质点的振动带动后一个质点的振动，依次带动下去，振动也就发 生区域向远处的传播，从而形成了绳波。如果在绳子上任取一点系 上红布条，我们还可以发现，红布条只是在上下振动，并没有随波 前进[1]。 由此，我们可以发现，介质中的每个质点，在波传播时，都只做简谐振动(可以是上下，也可以是左右)，机械波可以看成是一种运 动形式的传播，质点本身不会沿着波的传播方向移动。 对质点运动方向的判定有很多方法，比如对比前一个质点的运动;还可以用上坡下，下坡上进行判定，即沿着波的传播方向，向上远 离平衡位置的质点向下运动，向下远离平衡位置的质点向上运动。 机械波传播的本质 在机械波传播的过程中，介质里本来相对静止的质点，随着机械波的.传播而发生振动，这表明这些质点获得了能量，这个能量是从 波源通过前面的质点依次传来的。所以，机械波传播的实质是能量 重难点10 原子结构和原子核 【知识梳理】 一、氢原子光谱、氢原子的能级、能级公式 1．原子的核式结构 （1）电子的发现：英国物理学家汤姆孙发现了电子。 （2）α粒子散射实验：1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，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。 （3）原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。 2．光谱 （1）光谱 用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长（频率）和强度分布的记录，即光谱。 （2）光谱分类 有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱。 有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱。 （3）氢原子光谱的实验规律 巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝R ???? 122－1n 2，（n ＝3,4,5，…），R 是里德伯常量，R ＝1.10×107 m －1，n 为量子数。 3．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：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝E m －E n 。（h 是普朗克常量，h ＝6.63× 10－34 J·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。 4．氢原子的能级、能级公式 （1）氢原子的能级 能级图如图所示 高中物理原子与原子核知识点总结(选修3－5) 原子、原子核这一章虽然不是重点,但是高考选择题也会涉及到,其实只要记住模型和方程式,就不会在做题上出错,下面的一些总结希望对同学们有所帮助. 一波粒二象性 1光电效应的研究思路 (1)两条线索： h为普朗克常数 h=6.63×34 10 J·S ν为光子频率 2．三个关系 (1)爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0。 (2)光电子的最大初动能E k可以利用光电管实验的方法测得，即E k＝eU c，其中U c是遏止电压。 (3)光电效应方程中的W0为逸出功，它与极限频率νc的关系是W0＝hνc。 3波粒二象性 波动性和粒子性的对立与统一 (1)大量光子易显示出波动性，而少量光子易显示出粒子性。 (2)波长长(频率低)的光波动性强，而波长短(频率高)的光粒子性强。 (3)光子说并未否定波动说，E＝hν＝hc λ 中，ν（频率）和λ就是波的概念。 光速C=λν (4)波和粒子在宏观世界是不能统一的，而在微观世界却是统一的。 3．物质波 (1)定义：任何运动着的物体都有一种波与之对应，这种波叫做物质波，也 叫德布罗意波。 (2)物质波的波长：λ＝h p ＝h mv ，h 是普朗克常量。 二 原子结构与原子核 （1）卢瑟福的核式结构模型 卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构学说,玻尔把量子说引入到核式结构模型之中,建立了以下三个假说为主要内容的玻尔理论.认识原子核的结构是从发现天然放射现象开始的,发现质子的核反应是认识原子核结构的突破点.裂变和聚变是获取核能的两个重要途径.裂变和聚变过程中释放的能量符合爱因斯坦质能方程。 整个知识体系，可归结为：两模型(原子的核式结构模型、波尔原子模型)；六子(电子、质子、中子、正电子、 粒子、 光子)；四变(衰变、人工转变、裂变、聚变)；两方程(核反应方程、质能方程)。 4条守恒定律(电荷数守恒、质量数守恒、能量守恒、动量守恒)贯串全章。 1.(1)电子的发现：1897年，英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子。电子的发现证明了原子是可再分的。 (2)汤姆孙原子模型：原子里面带正电荷的物质均匀分布在整个原子球体中，而带负电的电子镶嵌在球内。 2.卢瑟福的核式结构模型(行星式模型)卢瑟福α粒子散射实验装置,现象,从而总结出核式结构学说 一、选择题（在下列各题的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的， 请你把正确的答案填写在括号内。每小题2分，共20分） 1、一平面简谐波在弹性媒质中传播时，某一时刻在传播方向上媒质中某质元在负的最大位移处，则它的能量是 【 B 】 A.动能为零，势能最大； B.动能为零，势能为零； C.动能最大，势能最大； D.动能最大，势能为零。 2、1mol 刚性双原子分子理想气体，当温度为T 时，其内能为： 【 C 】 (式中R 为摩尔气体常数，k 为玻耳兹曼常数)。 3、一束白光垂直照射在一光栅上，在形成的同一级光栅光谱中，偏离中央明纹最远的是：【 D 】 A. 紫光； B. 绿光； C. 黄光； D. 红光。 4、频率为100Hz ，传播速度为300m/s 的平面简谐波 ，波线上两点振动的相位差为2/3π，则此两点相距： 【 A 】 A. 1m ； B. 2.19m ； (C) 0.5m ； (D) 28.6m 。 5、自然光以600 的入射角照射到某两介质交界面时，反射光恰为线偏振光，则折射光为：【 B 】 A.线偏振光且折射角是300； B.部分偏振光且折射角是300； C.部分偏振光，但须知两种介质的折射率才能确定折射角； D.部分偏振光且只在该光由真空入射到折射率为3的介质时，折射角是300。 6、平衡状态下，可由麦克斯韦速率分布律导出气体的三种特征速率，这三种速率与温度及分子质量间的关系及它们之间的关系分别是 【 B 】 A.这三种速率随着温度的升高而线性增加； B. p v v <<； C. 这三种速率均与单个分子的质量成反比； D. p v v <<。 7、两个卡诺热机的循环曲线如图所示。一个工作在温度为T 1和T 3的两个热源之间，另一个工作在温度为T 2和T 3的两个热源之间，已知这两个循环曲线所围的面积相等，由此可知：【 D 】 A.两热机的效率一定相等； B.两热机从高温热源所吸收的热量一定相等； C.两热机向低温热源所放出的热量一定相等； D.两热机吸收的热量与放出的热量(绝对值) 的差值一定相等。 8、反映微观粒子运动的基本方程是 【 C 】 1．了解事物的连续性与分立性是相对的． 2．了解光既具有波动性，又具有粒子性． 3．了解光是一种概率波． 【教材内容全解】 光电效应以及以后发现的康普顿效应都证明了光是一种粒子，但光的干涉现象和光的衍射现象又表明光是一种波．我们可以看出，光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性． 光是一种粒子，它和物质作用是“一份一份”的，但我们无法用宏观世界的规律来描述这些粒子的运动规律，当光子数很少时，可以清楚地看到光子的痕迹，但光子的数量很多时，我们就无法把它们区分开，看起来就是连续的，正如沙堆是一颗颗沙粒组成的，但是建筑工地上的一堆沙子包含的沙子太多了，测量沙堆的体积可以认为它们是连续的．从波动性来看，单个光子的运动无法预测，但大量的光子就有了规律，它们出现在某个区域内的可能性就能看出来，这是微观世界具有的特殊规律．这样的现象表明，大量光子运动的规律表现出光的波动性，单个光子的运动表现出光的粒子性，光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可以用波动的规律来描述，物理学中把光波叫做概率波． 光既然是一种概率波，但它和水波、绳子上的波等机械波在本质上完全不同，决定光子在空间不同位置出现概率的规律表现为波的规律．课本图21-3的实验中，光子在和感光胶片作用时的表现和通常的粒子一样，在通过狭缝时却和我们印象中的波一样，正如光子的能量E=hv 和动量λ h c hv p ==，等式的左边表示粒子性，等式右边表示波动的性质，这两种性质通过普朗克常量h 定量地联系起来，这是光的波粒二象性的体现，但不能把它简单地理解为光子以波浪式前进．从波的特性可以看出，光子波长越长，越容易看到光的干涉和衍射现象，波动性越明显；光波的频率越高，粒子性越明显，穿透本领越强． 【难题巧解点拨】 例 关于光的本性，下列说法中正确的是 ( ) A ．光子说并没有否定光的电磁说 B ．光电效应现象反映了光的粒子性 C ．光的波粒二象性是综合了牛顿的微粒说和惠更斯的波动说得出来的 D ．大量光子产生的效果往往显示出粒子性，个别光子产生的效果往往显示出波动性 解析 光既有粒子性，又有波动性，但这两种特性并不是牛顿所支持的微粒说和惠更斯提出的波动说，它体现出的规律不在是宏观粒子和机械波所表现出的规律，而是自身体现的一种微观世界特有的规律．光子说和电磁说各自能解释光特有的现象，两者构成一个统一的整体，而微粒说和波动说是互相对立的． 答案 A 、B 点拨 本章主要是对微观世界的规律进行了讲解，要对微观世界了解，就不能再以宏观世界的规律进行理解．我们的经验局限于宏观物体的运动，微观世界的某些属性与宏观世界 高三物理原子核结构教案设计 学如逆水行舟，不进则退。下面为您推荐的高三物理教案：原子核结构文章，供大家学习参考！ 原子核结构新课标要求 1、知识与技能 （1）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 （1）树立正确的，严谨的科学研究态度； （2）树立辨证唯物主义的科学观和世界观。 教学重点：原子核的组成。 教学难点：如何利用磁场区分质子与中子 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原子核的组成问提：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：如果原子核中只有质子，那么原子核的质量与电荷量之比应等于质子的质量与电荷量之比，但实际却是，绝大多数情况是前者的比值大些，卢瑟福猜想核内还有另一种粒子） 小结： ①质子（proton）带正电荷，电荷量与一个电子所带电荷量相等， 中子（nucleon）不带电， 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。 提问：③原子核的电荷数是不是电荷量?④原子荷的质量数是不是质量? 提示：③不是，原子核所带的电荷量总是质子电荷的整数倍，那这个倍数就叫做原子核的电荷数。 ④原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，那这个倍数叫做原子核的质量数。 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 一种铀原子核的质量数是235，问：它的核子数，质子数和中子数分别是多少?（核子数是235，质子数是92，中子数是143） 2、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。 提问：列举一些元素的同位素? 提示：氢有三种同位素：氕（通常所说的氢），氘（也叫重氢），氚（也叫超重氢），符号分别是：。 碳有两种同位素，符号分别是。 高考物理机械波试题经典 一、机械波选择题 1．图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象．从该时刻起 A．经过 0.35 s时，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离 B．经过 0 .25s 时，质点Q的加速度大于质点P的加速度 C．经过 0.15s，波沿x 轴的正方向传播了 3m D．经过 0.1s 时，质点Q的运动方向沿y 轴正方向 2．一列简谐波某时刻的波形如图中实线所示。经过0.5s后的波形如图中的虚线所示。已知波的周期为T，且0.25s＜T＜0.5s，则（） A．不论波向x轴哪一方向传播，在这0.5s内，x=1m处的质点M通过的路程都相等B．当波向+x方向传播时，波速等于10m/s C．当波沿+x方向传播时，x=1m处的质点M和x=2.5m处的质点N在这0.5s内通过的路程相等 D．当波沿﹣x方向传播时，经过0.1s时，质点M的位移一定为零 3．一列简谐横波沿x轴负方向传播，波速v=4m/s，已知坐标原点（x=0）处质点的振动图象如图所示，在下列幅图中能够正确表示t=0.15s时波形的图是 A．B． C．D． 4．一列简谐横波在t = 1 3 s 时的波形图如图a 所示，P 、Q 是介质中的两个质点，图b 是质点Q 的振动图象。则（ ） A ．该列波沿x 轴负方向传播 B ．该列波的波速是1.8m/s C ．在t = 13s 时质点Q 的位移为32 A D ．质点P 的平衡位置的坐标x =3cm 5．一列简谐波沿x 正方向传播，振幅为2cm ，周期为T ，如图所示，在t =0时刻波上相距50cm 的两质点a 、b 的位移大小都是3cm ，但运动方向相同，其中质点a 沿y 轴负方向运动，下列说法正确的是（ ） A ．该列波的波长可能为75cm B ．该列波的波长可能为45cm C ．当质点b 的位移为+2cm 时，质点a 的位移为负 D ．在2 3 t T = 时刻，质点b 的速度最大 6．如图所示，坐标原点处的波源0t =时开始从平衡位置沿y 轴做简谐运动，0.5s t =时在0cm x =和7cm x =之间第一次出现了如图所示的波形，7cm x >部分的波形图没有画出，则下列说法正确的是 。 A ．0.5s t =时，这列波一定刚好传到8cm x =处 如有你有帮助，请购买下载，谢谢！ 一、选择题（在下列各题的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的， 请你把正确的答案填写在括号内。每小题2分，共20分） 1、一平面简谐波在弹性媒质中传播时，某一时刻在传播方向上媒质中某质元在负的最大位移处，则它的能量是 【 B 】 A.动能为零，势能最大； B.动能为零，势能为零； C.动能最大，势能最大； D.动能最大，势能为零。 2、1mol 刚性双原子分子理想气体，当温度为T 时，其内能为： 【 C 】 (式中R 为摩尔气体常数，k 为玻耳兹曼常数)。 3、一束白光垂直照射在一光栅上，在形成的同一级光栅光谱中，偏离中央明纹最远的是：【 D 】 A. 紫光； B. 绿光； C. 黄光； D. 红光。 4、频率为100Hz ，传播速度为300m/s 的平面简谐波 ，波线上两点振动的相位差为2/3π，则此两点相距： 【 A 】 A. 1m ； B. 2.19m ； (C) 0.5m ； (D) 28.6m 。 5、自然光以600 的入射角照射到某两介质交界面时，反射光恰为线偏振光，则折射光为：【 B 】 A.线偏振光且折射角是300； B.部分偏振光且折射角是300； C.部分偏振光，但须知两种介质的折射率才能确定折射角； D.部分偏振光且只在该光由真空入射到折射率为3的介质时，折射角是300。 6、平衡状态下，可由麦克斯韦速率分布律导出气体的三种特征速率，这三种速率与温度及分子质量间的关系及它们之间的关系分别是 【 B 】 A.这三种速率随着温度的升高而线性增加； B. p v v <<； C. 这三种速率均与单个分子的质量成反比； D. p v v <<。 7、两个卡诺热机的循环曲线如图所示。一个工作在温度为T 1和T 3的两个热源之间，另一个工作在温度为T 2和T 3的两个热源之间，已知这两个循环曲线所围的面积相等，由此可知：【 D 】 A.两热机的效率一定相等； B.两热机从高温热源所吸收的热量一定相等； C.两热机向低温热源所放出的热量一定相等； D.两热机吸收的热量与放出的热量(绝对值) 的差值一定相等。 8、反映微观粒子运动的基本方程是 【 C 】 量子力学 题目: 专题理解：波粒二象性 学生姓名 专业 学号 班级 指导教师 成绩 工程技术学院 2016 年 1 月 专题理解：波粒二象性 前言： 波粒二象性（wave-particle duality）是指某物质同时具备波的特质及粒子的特质。波粒二象性是量子力学中的一个重要概念。在量子力学里，微观粒子有时会显示出波动性（这时粒子性较不显著），有时又会显示出粒子性（这时波动性较不显著），在不同条件下分别表现出波动或粒子的性质。这种量子行为称为波粒二象性，是微观粒子的基本属性之一。但从经典物理学的观点来看，“微粒”和“波”是相互排斥的概念，或者说“波”与“微粒”是两种截然对立的存在。一个东西要么是波，要么是微粒，即“非此即彼”。那么究竟自由理解波粒二象性呢？通过对量子力学课程的学习以及查阅相关资料，我对其有了更深的理解并做了以下整理与总结。 一、波粒二象性理论的发展简述 较为完全的光理论最早是由克里斯蒂安·惠更斯发展成型，他提出了一种光波动说。稍后，艾萨克·牛顿提出了光微粒说。光的波动性与粒子性的争论从未平息。十九世纪早期，托马斯·杨完成的双缝实验确切地证实了光的波动性质。到了十九世纪中期，光波动说开始主导科学思潮，因为它能够说明偏振现象的机制，这是光微粒说所不能够的。同世纪后期，詹姆斯·麦克斯韦将电磁学的理论加以整合，提出麦克斯韦方程组。应用电磁波方程计算获得的电磁波波速等于做实验测量到的光波速度。麦克斯韦于是猜测光波就是电磁波。1888年，海因里希·赫兹做实验发射并接收到麦克斯韦预言的电磁波，证实麦克斯韦的猜测正确无误。从这时，光波动说开始被广泛认可。 为了产生光电效应，光频率必须超过金属物质的特征频率，称为其“极限频率”。根据光波动说，光波的辐照度或波幅对应于所携带的能量，因而辐照度很强烈的光束一定能提供更多能量将电子逐出。然而事实与经典理论预期恰巧相反。1905年，爱因斯坦对于光电效应给出解释。他将光束描述为一群离散的量子，现称为光子，而不是连续性波动。从普朗克黑体辐射定律，爱因斯坦推论，组成光束的每一个光子所拥有的能量等于频率乘以一个常数，即普朗克常数，他提出了“爱因斯坦光电效应方程”。1916年，美国物理学者罗伯特·密立根做实验证实了爱因斯坦关于光电效应的理论。物理学者被迫承认，除了波动性质以外，光也具有粒子性质。 在光具有波粒二象性的启发下，法国物理学家德布罗意在1924年提出一个“物质波”假说，指出波粒二象性不只是光子才有，一切微观粒子，包括电子和质子、中子，都有波粒二象性。他把光子的动量与波长的关系式p=h/λ推广到一切微观粒子上，指出：具有质量m 和速度v 的运动粒子也具有波动性，这种波的波长等于普朗克恒量h 跟粒子动量mv 的比，即λ= h/（mv）。这个关系式后来就叫做德布罗意公式。根据德布罗意假说，电子是应该会具有干涉和衍射等波动现象。1927年，克林顿·戴维森与雷斯特·革末设计与完成的戴维森-革末实验成功证实了德布罗意假说。 2015年瑞士洛桑联邦理工学院科学家成功拍摄出光同时表现波粒二象性的照片。 高三物理机械波习题 1.一列简谐横波沿x 轴正向传播，传到M 点时波形如 图所示，再经0.6s ，N 点开始振动，则该波的振幅A 和频率f （ ） A ．A=1m f=5HZ B ．A=0. 5m f=5HZ C ．A=1m f=2.5 HZ D ．A=0.5m f=2.5 HZ 2.一简谐横波以4m/s 的波速沿x 轴正方向传播。已知t=0时的波形如图所示，则（ ） A ．波的周期为1s B ．x=0处的质点在t=0时向y 轴负向运动 C ．x=0处的质点在t= 14 s 时速度为0 D ．x=0处的质点在t= 14s 时速度值最大 3.一列波长大于1m 的横波沿着x 轴正方向传播，处在m x 11=和m x 22=的两质点A 、B 的振动图像如图所示。由此可知 （ ） A ．波长为3 4m B ．波速为s m /1 C ．s 3末A 、B 两质点的位移相同 D ．s 1末A 点的振动速度大于B 点的振动速度 4.图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,图乙为质点 P 以此时刻为计时起点的振动图象.从该时刻起 ( ) A .经过0.35 s 时,质点Q 距平衡位置的距离小于质点P 距平 衡位置的距离 B .经过0.25 s 时,质点Q 的加速度大于质点P 的加速度 C .经过0.15 s ,波沿x 轴的正方向传播了3 m D .经过0.1 s 时,质点Q 的运动方向沿y 轴正方向 5.一列简谐横波在t=0时刻的波形如图中的实线所示，t=0.02s 时刻的波形如图中虚线所示。若该波的周期T 大于0.02s ，则该波的传播速度可能是 ( ) A.2m/s B.3m/s C.4m/s D.5m/s高三物理二轮复习机械波及波的图像题型归纳
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