第十八章原子结构
水平测试
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分 100 分，考试时间 90 分钟。
第Ⅰ卷(选择题，共 36 分)
一、选择题(本题共 9 小题，每小题 4 分，共36 分，其中 1～6 题为单选，7～9 题为多选)
1.关于阴极射线的性质，下列说法正确的是( )
A．阴极射线是电子打在玻璃管壁上产生的
B．阴极射线本质是电子流
C．阴极射线在电磁场中的偏转表明阴极射线带正电
D．阴极射线的比荷比氢原子核小
答案 B
解析阴极射线是原子受激发射出的电子流，故 A、C 错误，B 正确；电子电荷量与氢
1
原子核相同，但质量是氢原子核的，故阴极射线的比荷比氢原子核大，D 错误。
1836
2.在氢原子光谱中，可见光区域中有4 条，其颜色为一条红色，一条蓝色，两条紫色，它们分别是从n＝3、4、5、6 能级向n＝2 能级跃迁时产生的，则以下判断正确的是( ) A．红色光谱线是氢原子从n＝6 能级到n＝2 能级跃迁时产生的
B．紫色光谱线是氢原子从n＝6 和n＝5 能级向n＝2 能级跃迁时产生的
C．若从n＝6 能级跃迁到n＝1 能级将产生红外线
D．若从n＝6 能级跃迁到n＝2 能级所辐射的光子不能使某金属产生光电效应，则从n＝6
能级向n＝3 能级跃迁时辐射的光子将可能使该金属产生光电效应
答案 B
解析从n＝3、4、5、6 能级向n＝2 能级跃迁，其中从n＝6 向n＝2 能级跃迁，辐射的光子能量最大，频率最大，而红光的频率最小，故 A 错误；在四条谱线中，紫光的频率大于蓝光的频率，蓝光的频率大于红光的频率，所以两条紫色光谱线是氢原子从n＝6 和n＝5 能级向n ＝2 能级跃迁时产生的，所以 B 正确；因为从n＝6 向n＝1 能级跃迁产生的光子频率大于n＝6 向n＝2 能级跃迁产生的紫光的光子频率，所以从n＝6 能级向n＝1 能级跃迁时，能够产生紫外线，故C 错误；因为从n＝6 向n＝2 能级跃迁产生的光子频率大于从n＝6 向n＝ 3 能级跃迁产生的光子频率，所以原子从n＝6 能级向n＝2 能级跃迁时所产生的光子不能使某金属发生光电效应，则原子从n＝6 能级向n＝3 能级跃迁时辐射的光子也不能使该金属发生光电效应，故
D 错误。
3.氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子，已知基态的氦离子能量为E1＝－5
4.4 eV，氦离子的能级示意图如图所示，在具有下列能量的光子或者电子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是( )
A．42.8 eV(光子) B．43.2 eV(电子)
C．41.0 eV(电子) D．54.4 eV(光子)
答案 A
解析由于光子能量不可分，因此只有能量恰好等于两能级差或大于等于电离能的光子才能被氦离子吸收，故 A 项中光子不能被吸收，D 项中光子能被吸收，此时刚好电离；而实物粒子(如电子)只要能量不小于两能级差，能量即能被全部或部分地吸收，而使基态氦离子发生跃迁，B、C 两项中电子能量均大于E2－E1，故均能被基态氦离子吸收而发生跃迁，故 B、C不符合题意。
4.
μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用。如图所示为μ氢原子的能级图。假定用动能为E 的电子束照射容器中大量处于n＝1 能级的μ氢原子，μ氢原子吸收能量后，至多发出 6 种不同频率的光，则关于E 的取值正确的是( )
A．E＝158.1 eV
B．E>158.1 eV
C．2371.5 eV D．只能等于 2371.5 eV 答案 C 解析因为μ氢原子吸收能量后至多发出6 种不同频率的光，所以μ氢原子被激发到n ＝4 的激发态，因此有－158.1 eV－(－2529.6) eV 2371.5 eV 5.氢光谱在可见光的区域内有 4 条谱线，按照在真空中波长由长到短的顺序，这 4 条谱线分别是 Hα，Hβ，Hγ和 Hδ，它们都是氢原子的电子从量子数大于 2 的可能轨道上跃迁到量子数为 2 的轨道时所发出的光，下列判断错误的是( ) A．电子处于激发状态时，Hα所对应的轨道量子数最大 B．Hγ的光子能量大于 Hβ的光子能量C．对 于同一种玻璃，4 种光的折射率以 Hα为最小 D．对同一种金属，Hα能使它发生光电效应，Hβ，Hγ，Hδ都可以使它发生光电效应 答案A c 解析由E＝h 知，波长越长，光子能量越小，故Hα光子能量最小，Hδ光子能量最大，λ c 故B、D 正确，不符合题意；再由h ＝E n－E2，得Hα对应的轨道量子数最小，A 错误，符 λ 合题意；又波长 Hα的最大，故 C 正确，不符合题意。 6.氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n＝4 的能级向n＝2 能级跃迁时辐射出可见光a，从n＝3 的能级向n＝2 的能级跃迁时辐射出可见光b，已知可见光光子能量范围约为 1.62～3.11 eV，则( ) A.可见光a、b 光子能量分别为 1.62 eV、2.11 eV B.氢原子从n＝4 的能级向n＝3 的能级跃迁时会辐射出紫外线 C.可见光a 的频率大于可见光b 的频率 D.氢原子在n＝2 的能级可吸收任意频率的光而发生电离 答案C 解析由能级跃迁公式ΔE＝E m－E n得：ΔE a ＝E4－E2＝－0.85 eV－(－3.4 eV)＝2.55 eV ΔE b＝E3－E2＝－1.51 eV－(－3.4 eV)＝1.89 eV hc 据ΔE＝＝hν知A 错误，C 正确；ΔE c＝E4－E3＝－0.85 eV－(－1.51 eV)＝0.66 eV，λ 所以氢原子从n＝4 的能级向n＝3 的能级跃迁时能量差对应的光子处于红外线波段，B 错误；氢原子在n＝2 的能级时能量为－3.4 eV所，以只有吸收光子能量大于等于3.4 eV 时才能电离，D错误。 7.下列描述，属于经典电磁理论的是( ) A．核外电子的运行轨道是连续的 B．电子辐射的电磁波的频率等于电子绕核运动的频率 C．电子是不稳定的，最终要栽到原子核上 D．原子光谱是线状谱 答案ABC 解析 D 项原子光谱属于玻尔理论，A、B、C 属于经典电磁理论。 8.如图所示为氢原子的能级结构示意图，一群氢原子处于n＝3 的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，用这些光子照射逸出功为 2.29 eV 的金属钠。下列说法正确的是( ) A.这群氢原子能辐射出三种不同频率的光，其中从n＝3 能级跃迁到n＝2 能级所发出的光波长最短 B.这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减少，电势能增加 C．能发生光电效应的光有两种 D．金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是 9.80 eV 答案CD 解析一群氢原子由n＝3 的激发态向低能级跃迁时，向外辐射出不同频率的光子数为 C 23＝3 种。由玻尔理论知，三种光子的能量分别为：12.09 eV、1.89 eV、10.2 eV。由n＝3 跃迁到基态的光子的波长最短，A错误；氢原子在不稳定的激发态向低能级跃迁时，库仑力做正功。由动能定理知电子绕核运动的速度增大，则动能增大，电势能减小，B 错误；用三种光子去照射逸出功为 2.29 eV 的金属钠，只有两种光子的能量大于 2.29 eV，这两种能发生光电效应，C 正确；由光电效应方程：E k＝12.09 eV－2.29 eV＝9.80 eV，D 正确。 2 h ν－E i m 9 36 4 E 1 9. 氢原子第 n 能级的能量为 E n ＝ ，其中 E 1 为基态能量(n ＝1,2，…)。若一氢原子发 n 2 3 3 射能量为－ E 1 的光子后，处于比基态能量高出－ E 1 的激发态，则氢原子发射光子前后分 16 4 别处于的能级态是( ) A ．第 1 能级 B ．第 2 能级 C ．第 3 能级 D ．第 4 能级答案 DB 解析 设氢原子发射光子前后分别处于 m 、n 能级。由玻尔理论知： E 1 E 1 3 － ＝－ E 1① m 2 n 2 16 E 1 3 －E 1 ＝－ E 1 ② n 2 4 联立①②得：n ＝2，m ＝4。 第Ⅱ卷(非选择题，共 64 分) 二、填空题(本题共 3 小题，共 16 分) 10．(4 分)能量为 E i 的光子照射基态氢原子，刚好可使该原子中的电子成为自由电子，这一能量 E i 称为氢的电离能，现用一频率为 ν 的光子从基态氢原子中击出了一电子，该电子在远离核以后速度的大小为 (用光子频率 ν、电子质量 m 、氢的电离能 E i 与普朗 克常量 h 表示)。 答案 1 解析 由能量守恒得 mv 2＝hν－E i ，解得电子速度为 v ＝ 。 2 E 1 11．(6 分)氢原子第 n 能级的能量为 E n ＝ ，其中 E 1 为基态能量。当氢原子由第 4 能级 n 2 跃迁到第 2 能级时，发出光子的频率为 ν1；若氢原子由第 2 能级跃迁到基态，发出光子的 ν1 频率为 ν2，则 ＝ 。 ν2 1 答案 4 E 1 E 1 3 E 1 E 1 解析 根据氢原子的能级公式，hν1＝E 4－E 2＝ － ＝－ E 1，hν2＝E 2－E 1＝ － ＝ 3 ν1 1 42 22 16 22 12 － E 1，所以 ＝ 。 4 ν2 4 12．(6 分)有大量的氢原子吸收某种频率的光子后从基态跃迁到 n ＝3 的激发态，已知 E 1 氢原子处于基态时的能量为 E 1，第 n 能级的能量为 E n ＝ ，则吸收光子的频率 ν＝ ， n 2 当这些处于激发态的氢原子向低能态跃迁发光时，可发出 条谱线，辐射光子的能量 分别为 。 8E 1 8 5 3 答案 － 9h 3 － E 1，－ E 1，－ E 1 2 h ν－E i m 1 E 3－E 1 8E 1 解析 据跃迁理论 hν＝E 3－E 1，而 E 3＝ E 1，所以 ν＝ ＝－ 。由于是大量原子， 9 h 9h 可从 n ＝3 跃迁到 n ＝1，从 n ＝3 跃迁到 n ＝2，再从 n ＝2 跃迁到 n ＝1，故应有三条谱线， 8 5 3 光子能量分别为 E 3－E 1，E 3－E 2，E 2－E 1，即－ E 1，－ E 1，－ E 1。 9 三、计算题(本题共 4 小题，共 48 分) 36 4 13．(12 分)氢原子处于 n ＝2 的激发态，其对应的能量是 E 2＝－3.4 eV ，则(已知普朗克常量 h ＝6.63×10 －34 J·s，电子电荷量 e ＝1.6×10 －19 C) (1) 要使处于 n ＝2 的激发态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射原子？ (2) 若用波长为 200 nm 的紫外线照射处于 n ＝2 激发态的氢原子，则电子飞到无穷远时 的动能是多少？ 答案 (1)8.21×1014 Hz (2)2.82 eV 解析 (1)要使处于n ＝2 的激发态的氢原子电离，至少需要E ＝3.4 eV ＝3.4×1.6×10－ E 19 J ＝5.44×10－19 J 的能量。根据 E ＝hν 可得 ν＝ ＝8.21×1014 Hz 。 h hc 6.63 × 10－34 × 3 × 108 (2)波 长为 200 nm 的紫外线的光子能量为 ＝ J ＝ λ 9.945×10－19 J≈6.22 eV，电子飞到无穷远处时的动能为 hc E k ＝ －E ＝6.22 eV －3.4 eV ＝2.82 eV 。 λ 200 × 10－9 14．(12 分)已知氢原子基态电子的轨道半径 r 1＝0.528×10－10 m ，根据玻尔假设，电子绕核的可能轨道半径是 r n ＝n 2r 1(n ＝1,2,3，…)。氢原子在不同轨道上对应的能级如图所示。 (1) 求电子在基态轨道上运动的动能； (2) 有一群氢原子处于量子数 n ＝3 的激发态，在图上用箭头标出这些氢原子能发出哪几条 光谱线； (3) 计算这几条光谱线中波长最短的一条波长。(已知静电力常量 k ＝9.0×109 N·m/C 2 ， 普朗克常量 h ＝6.63×10 －34 J·s，电子电荷量 e ＝1.6×10 －19 C) 答案 (1)13.6 eV (2)图见解析，三条(3)1.03×10－7 m 解析 (1)由牛顿运动定律和库仑定律，可得 e 2 v 2 1 k ＝m ， r 21 r 1 所以电子在基态的动能 1 ke2 E k1＝mv21＝， 2 2r1 代入数据得E k1≈2.18×10－18J＝13.6 eV。 (2)如图所示，可发出三条光谱线。 (3)由n＝3 跃迁到n＝1 时，辐射的光子的能量最大，频率最大，波长最短， c 由玻尔理论得h ＝E3－E1 λ hc 所以λ＝≈1.03×10－7 m。 E3－E1 15．(12 分)如图所示为氢原子能级示意图，现有动能是E(eV)的某个粒子与处在基态的一个氢原子在同一直线上相向运动，并发生碰撞。已知碰撞前粒子的动量和氢原子的动量大小相等。碰撞后氢原子受激发跃迁到n＝5 的能级。(粒子的质量m 与氢原子的质量m H之比为k)求： (1)碰前氢原子的动能； (2)若有一群氢原子处在n＝5 的能级，会辐射出几种频率的光？其中频率最高的光子能量多大？ 答案(1)k E (2)10 种13.06 eV 解析(1)设v 和v H分别表示粒子和氢原子碰撞前的速率，由题意可知： mv－m H v H＝0，m＝km H， 1m2v2 m 1 E H＝m H v H2＝＝ ( mv2)＝kE 。 22m H m H 2 k mr 1 k mr 1 ( (2)辐射出光子的频率种数 N ＝C 2n ＝C 25 ＝10， 频率最高的光子能量 ΔE ＝E 5－E 1＝－0.54 eV －(－13.6) eV ＝13.06 eV 。 16．(12 分)氢原子处于基态时，原子能量E 1＝－13.6 eV ，已知电子电荷量e ＝ 1.6 ×10 －19 C ，电子质量 m ＝0.91×10－30 kg ，氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为 r 1＝ 0.53×10－10 m 。 已知E n ＝ 1 n 2 E 1，r n ＝n 2r 1 ) (1) 氢原子核外电子的绕核运动可等效为一环形电流，则氢原子处于 n ＝2 的定态时，核 外电子运动的等效电流多大？(用 k ，e ，r 1，m 表示，不要求代入数据) (2) 若已知钠的极限频率为 5.53×1014 Hz ，今用一群处于 n ＝4 的激发态的氢原子发射 的光谱照射钠，试通过计算说明有几条谱线可使钠发生光电效应？ e 2 答案 (1) (2)4 条 16πr 1 ke 2 4π2mr 2 解析 (1)氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动，库仑力提供向心力，有 ＝ ， 其中 r 2＝4r 1， e e 2 r 2 T 2 根据电流强度的定义 I ＝ 得 I ＝ 。 T 16πr 1 (2)由于钠的极限频率为 5.53×1014 Hz ，则使钠发生光电效应的光子的能量至少为 6.63 × 10－34 × 5.53 × 1014 E 0＝hν＝ 1.6 × 10－19 eV≈2.29 eV， 1 一群处于 n ＝4 激发态的氢原子可发出 C 24 ＝6 种频率的光。由 E 1＝－13.6 eV ，E n ＝ E 1 n 2 可算出各能级能量：E 2＝－3.4 eV ，E 3＝－1.51 eV ，E 4＝－0.85 eV 。 由 E mn ＝E m －E n,6 种光子的能量分别为： E 41＝12.75 eV ，E 42＝2.55 eV ，E 43＝0.66 eV ，E 31＝12.09 eV ，E 32＝1.89 eV ，E 21＝10.2 eV ，E mn ≥E 0 的有 4 个，所以有 4 条谱线可使钠发生光电效应。 高中物理-《原子结构》单元测试题 一、选择题 1．卢瑟福粒子散射实验的结果是 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．说明了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上 D．说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动 2．英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔,发现了α粒子的散射现象。图中O 表示金原子核的位置,则能正确表示该实验中经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹的图是( ) 3．氢原子辐射出一个光子后,根据玻尔理论,下述说法中正确的是( ) A．电子绕核旋转的半径增大B．氢原子的能量增大 C．氢原子的电势能增大D．氢原子核外电子的速率增大 4．下列氢原子的线系中波长最短波进行比较,其值最大的是 ( ) A．巴耳末系B．莱曼系C．帕邢系D．布喇开系 5．关于光谱的产生,下列说法正确的是( ) A．正常发光的霓虹灯属稀薄气体发光,产生的是明线光谱 B．白光通过某种温度较低的蒸气后将产生吸收光谱 C．撒上食盐的酒精灯火焰发出的光是明线光谱 D．炽热高压气体发光产生的是明线光谱 6．仔细观察氢原子的光谱,发现它只有几条分离的不连续的亮线,其原因是( ) A．观察时氢原子有时发光,有时不发光 B．氢原子只能发出平行光 C．氢原子辐射的光子的能量是不连续的,所以对应的光的频率也是不连续的 D．氢原子发出的光互相干涉的结果 7．氢原子第三能级的能量为 ( ) A．－13.6eV B．－10.2eV C．－3.4eV D．－1.51eV 8．下列叙述中,符合玻尔氢原子的理论的是 1 2 3 4 5 ∞ ( ) A ．电子的可能轨道的分布只能是不连续的 B ．大量原子发光的光谱应该是包含一切频率的连续光谱 C ．电子绕核做加速运动,不向外辐射能量 D ．与地球附近的人造卫星相似,绕核运行,电子的轨道半径也要逐渐减小 9．氦原子被电离一个核外电子后,形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为E 1=－54.4 eV,氦离子能级的示意图如图所示。在具有下列能量的光子中,不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是 ( ) A ．40.8 eV B ．43.2 eV C ．51.0 eV D ．54.4 eV 10．μ子与氢原子核（质子）构成的原子称为μ氢原子,它在原子核物理的研究中有重要作用。图为μ氢原子的能级示意图。假定光子能量为E 的一束光照射容器中大量处于n =2能级的μ氢原子,μ氢原子吸收光子后,发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光,且频率依次增 大 , 则E 等 于 ( ) A ．h (ν3－ν1) B ．h (ν5＋ν6) C ．h ν3 D ．h ν4 11．已知氢原子基态能量为－13.6eV,下列说法中正确的有 ( ) A ．用波长为600nm 的光照射时,可使稳定的氢原子电离 B ．用光子能量为10.2eV 的光照射时,可能使处于基态的氢原子电离 C ．氢原子可能向外辐射出11eV 的光子 D ．氢原子可能吸收能量为1.89eV 的光子 12．红宝石激光器的工作物质红宝石含有铬离子的三氧化二铝晶体,利用其中的铬离子产生激光。铬离子的能级如图所示,E 1是基态,E 2是亚稳态,E 3是激发态,若以脉冲氙灯发出波长为λ1的绿光照射晶体,处于基态的铬离子受激发跃迁到E 3,然后自发跃迁到E 2,释放波长为λ2的光子,处于亚稳态E 2的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光,这种激光的波长为( ) A ．122 1λλλλ- B ．2121λλλλ- C ．2121λλλλ- D ．2 11 2λλλλ- 力学知识结构图 匀变速直线运动 基本公式：V t =V 0+at S=V 0t+21 at 2 as V V t 22 02 += 2 0t V V V += 运动的合成与分解 已知分运动求合运动叫运动的合成，已知合运动求分运动叫运动的分解。运动的合成与分解遵守平行四边形定则 平抛物体的运动 特点：初速度水平，只受重力。 分析：水平匀速直线运动与竖直方向自由落体的合运动。 规律：水平方向 Vx = V 0，X=V 0t 竖直方向 Vy = gt ，y = 22 1gt 合 速 度 V t = ,2 2y x V V +与x 正向夹角tg θ= x y V v 匀速率圆周运动 特点：合外力总指向圆心（又称向心力）。 描述量：线速度V ，角速度ω，向心加速度α，圆轨道半径r ，圆运动周期T 。 规律：F= m r V 2=m ω2r = m r T 2 2 4π 物 体 的 运 动 A 0 t/s X/cm T λx/cm y/cm A 0 V 天体运动问题分析 1、行星与卫星的运动近似看作匀速圆周运动 遵循万有引力提供向心力,即 =m =m ω2R=m( )R 2、在不考虑天体自转的情况下,在天体表面附近的物体所受万有引力近似等于物体的重力,F 引=mg,即?=mg,整理得GM=gR 2。 3、考虑天体自传时：（1）两极 （2）赤道 平均位移：02 t v v s vt t +== 模 型题 2．非弹性碰撞：碰撞过程中所产生的形变不能够完全恢复的碰撞；碰撞过程中有机械能损失． 非弹性碰撞遵守动量守恒，能量关系为： 12m 1v 21＋12m 2v 22＞12m 1v 1′2＋1 2 m 2v 2′2 3．完全非弹性碰撞：碰撞过程中所产生的形变完全不能够恢复的碰撞；碰撞过程中机械能损失最多．此种情况m 1与m 2碰后速 度相同，设为v ，则：m 1v 1＋m 2v 2＝(m 1＋m 2)v 系统损失的动能最多，损失动能为 ΔE km ＝12m 1v 21＋12m 2v 22－12 (m 1＋m 2)v 2 1 ．弹性碰撞：碰撞过程中所产生的形变能够完全恢复的碰撞；碰撞过程中没有机械能损失．弹性碰撞除了遵从动量守恒定律外，还具备：碰前、碰后系统的总动能相等，即 12m 1v 21＋12m 2v 22＝12m 1v 1′2＋1 2 m 2v 2′2 特殊情况：质量m 1的小球以速度v 1与质量m 2的静止小球发生弹性正碰，根据动量守恒和动能守恒有m 1v 1＝m 1v 1′＋m 2v 2′，1 2m 1v 21＝ 12m 1v 1′2＋1 2m 2v 2′2.碰后两个小球的速度分别为： v 1′＝m 1－m 2m 1＋m 2v 1，v 2′＝2m 1 m 1＋m 2v 1 动 量碰撞 如图所示，在水平光滑直导轨上，静止着三个质量为m ＝1 kg 的相同的小球A 、B 、C 。现让A 球以v 0＝2 m/s 的速 度向B 球运动， A 、 B 两球碰撞后粘在一起继续向右运动并与 C 球碰撞，C 球的最终速度v C ＝1 m/s 。问： om (1)A 、B 两球与C 球相碰前的共同速度多大？ (2)两次碰撞过程中一共损失了多少动能？ 【答案】(1)1 m/s (2)1.25 J .线球模型与杆球模型：前面是没有支撑的小球，后两幅图是 有支撑的小球 过最高点的临界条件 由mg=mv 2/r 得v 临=? 由小球恰能做圆周运动即可 得 v 临=0 .车过拱桥问题分析 对甲分析,因为汽车对桥面的压力F N'=mg-?,所以(1)当v=?时,汽车对桥面的压力F N'=0; (2)当0≤v?时,汽车将脱离桥面危险。 对乙分析则:F N-mg=m , 甲 1.做平抛(或类平抛)运动的物体 任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点 2. 自由落体 高中物理选修3-4 一.简谐运动简谐运动的表达式和图象Ⅱ 1、机械振动： 物体（或物体的一部分）在某一中心位置两侧来回做往复运动，叫做机械振动。机械振动产生的条件是：（1）回复力不为零。（2）阻力很小。使振动物体回到平衡位置的力叫做回复力，回复力属于效果力，在具体问题中要注意分析什么力提供了回复力。 2、简谐振动： 在机械振动中最简单的一种理想化的振动。对简谐振动可以从两个方面进行定义或理解： （1）物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动，叫做简谐振动。（2）物体的振动参量，随时间按正弦或余弦规律变化的振动，叫做简谐振动，在高中物理教材中是以弹簧振子和单摆这两个特例来认识和掌握简谐振动规律的。 3、描述振动的物理量，研究振动除了要用到位移、速度、加速度、动能、势能等物理量以外，为适应振动特点还要引入一些新的物理量。 （1）位移x：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段叫做位移。位移是矢量，其最大值等于振幅。 （2）振幅A：做机械振动的物体离开平衡位置的最大距离叫做振幅，振幅是标量，表示振动的强弱。振幅越大表示振动的机械能越大，做简揩振动物体的振幅大小不影响简揩振动的周期和频率。 （3）周期T：振动物体完成一次余振动所经历的时间叫做周期。所谓全振动是指物体从某一位置开始计时，物体第一次以相同的速度方向回到初始位置，叫做完成了一次全振动。 （4）频率f：振动物体单位时间内完成全振动的次数。 （5）角频率：角频率也叫角速度，即圆周运动物体单位时间转过的弧度数。引入这个参量来描述振动的原因是人们在研究质点做匀速圆周运动的射影的运动规律时，发现质点射影做的是简谐振动。因此处理复杂的简谐振动问题时，可以将其转化为匀速圆周运动的射影进行处理，这种方法高考大纲不要求掌握。 周期、频率、角频率的关系是：。 （6）相位：表示振动步调的物理量。现行中学教材中只要求知道同相和反相两种情况。 4、研究简谐振动规律的几个思路： （1）用动力学方法研究，受力特征：回复力F =－Kx；加速度，简谐振动是一种变加速运动。在平衡位置时速度最大，加速度为零；在最大位移处，速度为零，加速度最大。 （2）用运动学方法研究：简谐振动的速度、加速度、位移都随时间作正弦或余弦规律的变化，这种用正弦或余弦表示的公式法在高中阶段不要求学生掌握。 （3）用图象法研究：熟练掌握用位移时间图象来研究简谐振动有关特征是本章学习的重点之一。（4）从能量角度进行研究：简谐振动过程，系统动能和势能相互转化，总机械能守恒，振动能量和振幅有关。 5、简谐运动的表达式 振幅A，周期T，相位，初相 6、简谐运动图象描述振动的物理量 1．直接描述量： ①振幅A；②周期T；③任意时刻的位移t。 2．间接描述量： ③x-t图线上一点的切线的斜率等于V。 构建高中物理知识网络，提高解题能力 银川唐徕回中冯国庆 高中物理，有其内在的科学体系，只有掌握了知识结构、建立了理论体系，才能深入地把握各个知识点并能运用它们去解决有关的实际问题。因此构建高中物理知识网络结构是提高解题能力的关键。 一、高中学生物理知识网络结构 纵向：力、电、光、原 横向：必修68个考点，选修3-4、3-5共有31各考点 网络：现象、概念、规律、思想、方法 新考纲的整体框架和考点内容、能力要求、题型示例都没有太大变化，根据近三年的高考命题分析，理综试卷的物理部分试题仍然以高中物理的主干知识为主，即涉及到力学和电学的主要概念和规律。如牛顿运动定律、万有引力定律、动能定理、机械能守恒定律、电场与磁场、电路、电磁感应定律、带电粒子在电磁场中运动等。对选修的3-4、3-5的内容继续以选择题和计算题形式出现。在选择题中，重点考查学生对物理知识和物理概念的理解，计算题重点考查学生分析和综合、运用数学知识解决物理问题的能力。实验题侧重考查仪器的使用和考纲中规定的某个实验的操作以及对实验原理的迁移和探究能力。近年来，高考物理试题难度较为稳定。 二、一轮复习构建高中物理知识网络的整体框架 一轮复习课上，把握各部分物理知识的重点、难点。应指导学生梳理知识，形成结构，总结规律形成方法。帮助学生弄清局部知识与教材整体内容的关系，每一知识点在 教材中的地位、作用和特点，掌握知识与知识之间、知识块与知识块之间内部的本质联系于区别。通过梳理，将过去分散和零乱的知识就能十分条理、系统化的有机联系在一起了，便于贮存在大脑中，有利于记忆，不易遗忘，目的在于使用时可以十分快捷的提取。重要的是要让学生写出本章小结，主要总结物理量、物理规律、物理方法、典型习题、存在问题。知识经过梳理后，使学生加深了对某些物理概念和物理规律的全面、深刻的理解，容易掌握它们的本质特征，便于学生发现和掌握获取知识的规律、方法和手段，为后续学习打下良好的知识基础和思维品质。构建高中物理知识网络的整体框架。 三、二轮复习要进一步构建高中物理知识网络，突出物理方法 二轮复习要从教与学的实际情况出发拟定专题复习内容，全面系统复习物理知识，注重物理基本概念和基本规律的落实，注重物理学科能力和思想方法的培养，注重对实验知识的复习，培养学生独立设计和完成实验的能力以及实验迁移能力，突出对学科主干知识和重点内容的复习，构建并完善知识结构网络和方法结构体系，以培养物理学科能力，提升知识综合能力、物理建模能力和理论联系实际能力。知识精讲构建物理知识结构体系和方法结构体系，精讲物理学科主干知识和重点内容，突破重点，化解难点，排除疑点，重视热点，辨析误点，达到高效率复习物理知识的目的。精选典型例题，梳理思路，分析过程，点拨方法与技巧。 二轮复习要树立打通意识，把以往分散、独立、分割的知识或技能整合起来，找到它们的连接点，形成一个能够综合、创新的知能网络。可以某一关键的物理量或物理概念为中心，找出与之相联系的有关物理量或规律来构成知识板块。一般有物体的平衡、运动和力的关系、功和能、电磁学中的场、电磁学中的路、物理图像的意义和解题、如何审题等专题。 如：功和能专题以功和能量的转化与守恒为核心，它可以将整个高中物理各个部分中涉及到做功能量的知识点整合起来组成一个知识板块：功、功率、动能定理、机械能守恒定律、功能关系、重力做功、摩擦力做功、电场力作功、电流做功、安培力做功和核力做功。 再如力和运动，以力和初速度的方向变化为核心进行组建：将各种运动归类组合为一个专题。在电学中电路为一个专题等。这些以主干知识为核心来组建的专题，最大的优点是浓缩了物理知识，抓住了物理变化过程中的本质特点，为解决新情境下的物理问题提供了一些帮助。使学到的知识融会贯通。 概念与规律既是物理教学的核心，又是学生物理学习的起点。从核心着手贴近教学 第十八章原子结构 新课标要求 1．内容标准 （1）了解人类探索原子结构的历史以及有关经典实验。 例1 用录像片或计算机模拟，演示α粒子散射实验。 （2）通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构。 例2 了解光谱分析在科学技术中的应用。 2．活动建议 观看有关原子结构的科普影片。 新课程学习 18．4 玻尔的原子模型 ★新课标要求 （一）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。 （二）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。 （三）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。 ★教学用具： 投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 （一）引入新课 复习提问： 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 教师：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 1．玻尔的原子理论 （1）能级（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。这些状态叫定态。（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E n ）跃迁到另一种定态（设能量为E m ）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，即 n m E E h -=ν（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。原子的定态是不连续的，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）2.玻尔根据经典电磁理论和牛顿力学计算出氢原子的电子的各条可 第十一单元光的性质一、知识结构 二、学习要求 1、知道有关光的本性的认识发展过程：知道牛顿代表的微粒、惠更斯的波动说一直到光的波粒二象性这一人类认识光的本性的历程，懂得人类对客观世界的认识是不断发展不断深化的。 2、知道光的干涉：知道光的干涉现象及其产生的条件；知道双缝干涉的装置、干涉原理及干涉条纹的宽度特征，会用肥皂膜观察薄膜干涉现象。知道光的衍射：知道光的衍射现象及观察明显衍射现象的条件，知道单缝衍射的条纹与双缝干涉条纹之间的特征区别。 3、知道电磁场，电磁波：知道变化的电场会产生磁场，变化的磁场会产生电场，变化的磁场与变化的磁场交替产生形成电磁场；知道电磁波是变化的电场和磁场——即电磁场在空间的传播；知道电磁波对人类文明进步的作用，知道电磁波有时会对人类生存环境造成不利影响；从电磁波的广泛应用认识科学理论转化为技术应用是一个创新过程，增强理论联系实际的自觉性。知道光的电磁说：知道光的电磁说及其建立过程，知道光是一种电磁波。 4、知道电磁波波谱及其应用：知道电磁波波谱，知道无线电波、红外线、紫外线、X射线及 射线的特征及其主要应用。 5、知道光电效应和光子说：知道光电效应现象及其基本规律，知道光子说，知道光子的能量与光学知识点其频率成正比；知道光电效应在技术中的一些应用 6、知道光的波粒二象性：知道一切微观粒子都具有波粒二象性，知道大量光子容易表现出粒子性，而少量光子容易表现为粒子性。 光的直线传播．光的反射 二、光的直线传播 1．光在同一种均匀透明的介质中沿直线传播，各种频率的光在真空中传播速度：C ＝3×108m/s ； 各种频率的光在介质中的传播速度均小于在真空中的传播速度，即 v 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： 10 J·S h为普朗克常数 h=6.63×34 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 ＝h ν＝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 高中物理-原子结构测试题 (高考体验卷) 一、选择题(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,至少有一个选项正确;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.(·北京理综)一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级,该氢原子() A.放出光子,能量增加 B.放出光子,能量减少 C.吸收光子,能量增加 D.吸收光子,能量减少 解析:由玻尔原子模型、跃迁的特点,由高能级向低能级跃迁过程中能量减少,减少的能量以光子形式放出,选项B正确. 答案:B 2.(·福建理综)在卢瑟福α粒子散射实验中,金箔中的原子核可以看作静止不动,下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹,其中正确的是() 解析:α粒子运动时受到原子核的排斥力作用,离原子核距离远的α粒子受到的排斥力小,运动方向改变的角度也小,离原子核距离近的α粒子受到的排斥力大,运动方向改变的角度就大,C项正确. 答案:C 3.(·上海单科)卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构,正确反映实验结果的示意图是() 解析:α粒子散射实验的实验现象:(1)绝大多数的α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进;(2)少数α粒子发生了较大的偏转;(3)极少数α粒子的偏转角θ超过90°,甚至有个别α粒子被反弹回来.据此可知本题只有选项D正确. 答案:D 4.(·全国高考)已知氢原子的基态能量为E1,激发态能量E n=,其中n=2,3,…用h表示普朗克常量,c 表示真空中的光速.能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为() A.- B.- C.- D.- 解析:根据激发态能量公式E n=可知氢原子第一激发态的能量为,设能使氢原子从第一激发态电离的最大波长(设波长为λm)的光子能量为ΔE,则有+ΔE=0,且ΔE=h,联立解得λm=-,所以本题正确选项只有C. 答案:C 5.(·四川理综)如图为氢原子能级示意图的一部分,则氢原子() 高中物理知识完整结构图 第一章力 产生原因：由于地球吸引 大小：G= mg 方向：竖直向下 ■'重心:重力的等效作用点，重心不定在物体上 产生条件:①物体间直接接触②接触面发生弹性形变 力弓方向:与物体所受外力方向、物体形变方向相反 L胡克定律：F= kx 产生条件:①接触面粗糙②接触处有挤压③相对滑动 方向:与接触面相切，跟物体的相对运动方向相反 大小：F= F N 产生条件:①接触面粗糙②接触处有挤压 ③相对静止，但有相对运动趋势 方向:沿接触面，与物体相对运动趋势方向相反， 与物体所受其他力的合力方向相反 大小：O V F W F max 力 的合成 与分解 -合力与分力：等效代替关系 3运算法则：平行四边形定则，正交分解法?合力范围：| F i-F』< F<| F1+F2I 受力分析「隔离法 整体法 力的概念.力是物体间的相互作用 力的三要素：大小、万向、作用点 力的图示:用一条带箭头的线段形象地表示力的三要素 第二章直线运动 「参考系、质点 时间、时刻 位移 速度 ■加速度 直线运动一 s v=T s=vt v t= v 0+ at v-1 图象 -v o+ v t v= = v t 2 2 「v t = gt ._ 1 . 2 自由落体* =2g v t=2 gh v t2- v0=2 as 特例彳v t = v o- gt h=v o t- gt2 2 2 L v t - v o =- 2gh 第三章牛顿运动定律 内容:一切物体总保持勻速亘疑动狀态或静止状态，亘到有外力迴康 『基本公式；a= -^-龙F=吨 特点:矢童性;日的方向与ZF 的方向时割相同 焉时性:a^ZF 同时产生同对消失、同时变化 独立性:作用在物体上的各个力各自产主一个加速度，物体的加速 废是这些分加速度的矢重和 I 应用:①两冀常见的动力学题目 扛:已知受力情况，确定运动情况 比已知运动情况，确定受力情况件顿运动定律杲联结力和运动 的桥梁1 ②超重.失重问题 塞物体在竖賣肓向有向上的加速度，处于超重状态 物体在耍直方向有向下的加速度，处于失重状态 b:物体处于超重' 失重状态时，界枝持物的压力或对悬逼的拉力 大于重力或小于重力，限物体的重力尢六殳有变化 「内容二 F=-F ‘ 特点;F 与F 大小相等方向t 目反、同性质、作用时頂朋同 ■■关键;作用力、反作用力与一对平衡力鬧区别 匚适用范围;宏观、低速、惯ft 券考系牛矍一定律 牛顿 第二 宀獐 - —— 牛矍三定律 _ 在改变这种状态为止 ?陰性、惯性参垮系 L 质量是物体惯臥小的唯一量度高中物理-《原子结构》单元测试题
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