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动量和动量守恒光电效应原子核【命题规律】（1）动量和动量守恒等基本概念、规律的理解，一般结合碰撞等实际过程考查；（2）综合运用动量和机械能的知识分析较复杂的运动过程；（3）光电效应、波粒二象性的考查；（4）氢原子光谱、能级的考查；（5）放射性元素的衰变、核反应的考查；（6）质能方程、核反应方程的计算；（7）与动量守恒定律相结合的计算【复习策略】（1）深刻理解动量守恒定律，注意动量的矢量性、瞬时性、同一性和同时性；（2）培养建模能力，将物理问题经过分析、推理转化为动力学问题；（3）深刻理解基本概念和基本规律；（4）关注科技热点和科技进步；（5）体会微观领域的研究方法，从实际出发，经分析总结、提出假设、建立模型，再经过实验验证，发现新的问题，从而对假设进行修正13.2 动量守恒定律及其应用1、弹性碰撞和非弹性碰撞（1）碰撞碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短，而物体间的相互作用力很大的现象。
（2）特点在碰撞现象中，一般都满足内力远大于外力，可认为相互碰撞的系统动量守恒。
（3）分类碰撞类型动量是否守恒机械能是否守恒弹性碰撞守恒守恒非弹性碰撞守恒有损失完全非弹性碰撞守恒损失最大2、反冲运动定义：当物体的一部分以一定的速度离开物体时，剩余部分将做相反方向的运动，这种现象叫反冲运动。
考点1碰撞模型的规律及应用1．碰撞的特点和种类（1）碰撞的特点①作用时间极短，内力远大于外力，满足动量守恒；②满足能量不增加原理；③必须符合一定的物理情境。
（2）碰撞的种类①完全弹性碰撞：动量守恒，动能守恒，质量相等的两物体发生完全弹性碰撞时交换速度； ②非完全弹性碰撞：动量守恒、动能不守恒；③完全非弹性碰撞：动量守恒，动能不守恒，碰后两物体共速，系统机械能损失最大。
2．碰撞现象满足的规律 （1）动量守恒定律。
（2）机械能不增加。
（3）速度要合理。
①若碰前两物体同向运动，则应有v 后＞v 前，碰后原来在前的物体速度一定增大，若碰后两物体同向运动，则应有v 前′≥v 后′。
高中物理原子与原子核知识点总结必修三原子、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 ..大量处于n激发态原子跃迁到基态时的所有辐射方式⑶能量和轨道量子化----定态不连续;能量和轨道也不连续;即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=n2r1n＝1;2.3…r1=0.53×10-10m=－13.6eV能量量子化：E1②③氢原子跃迁时应明确：一个氢原子直接跃迁向高能级跃迁;吸收光子一般光子某一频率光子一群氢原子各种可能跃迁向低能级跃迁放出光子可见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1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：光子和原于作用而使原子电离2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..受跃迁条件限：只适用于光于和原于作用使原于在各定态之间跃迁的情况..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实物粒子作用而使原子激发..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..E51=13.06 E41=12.75 E31=12.09 E21=10.2；有规律可依E52=2.86 E42=2.55 E32=1.89； E53=0.97 E43=0.66； E54=0.31⑶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..但由于它保留了过多的经典物理理论牛顿第二定律、向心力、库仑力等;所以在解释其他原子的光谱上都遇到很大的困难..氢原子在n能级的动能、势能;总能量的关系是：EP=－2EK;E=EK+EP=－EK..类似于卫星模型由高能级到低能级时;动能增加;势能降低;且势能的降低量是动能增加量的2倍;故总能量负值降低..量子数1.天然放射现象的发现;使人们认识到原子核也有复杂结构..核变化从贝克勒耳发现天然放射现象开始衰变用电磁场研究：2.各种放射线的性质比较三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较：四种核反应类型衰变;人工核转变;重核裂变;轻核骤变⑴衰变：α衰变：实质：核内α衰变形成外切同方向旋;β衰变：实质：核内的中子转变成了质子和中子β衰变形成内切相反方向旋;且大圆为α、β粒子径迹..+β衰变：核内γ衰变：原子核处于较高能级;辐射光子后跃迁到低能级..⑵人工转变：发现质子的核反应卢瑟福用α粒子轰击氮核;并预言中子的存在发现中子的核反应查德威克钋产生的α射线轰击铍人工制造放射性同位素正电子的发现约里奥居里和伊丽芙居里夫妇α粒子轰击铝箔⑶重核的裂变：在一定条件下超过临界体积;裂变反应会连续不断地进行下去;这就是链式反应..⑷轻核的聚变：需要几百万度高温;所以又叫热核反应所有核反应的反应前后都遵守：质量数守恒、电荷数守恒..注意：质量并不守恒..核能计算方法有三：①由△m单位为“kg”计算；②由△E=931.5△m△m 单位为“u”计算；③借助动量守恒和能量守恒计算..2.半衰期放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫半衰期..对大量原子核的统计规律计算式为： N表示核的个数 ;此式也可以演变成或 ;式中m表示放射性物质的质量;n 表示单位时间内放出的射线粒子数..以上各式左边的量都表示时间t后的剩余量..半衰期由核内部本身的因素决定;与物理和化学状态无关、同位素等重要概念放射性标志3.放射性同位素的应用⑴利用其射线：α射线电离性强;用于使空气电离;将静电泄出;从而消除有害静电..γ射线贯穿性强;可用于金属探伤;也可用于治疗恶性肿瘤..各种射线均可使DNA发生突变;可用于生物工程;基因工程..⑵作为示踪原子..用于研究农作物化肥需求情况;诊断甲状腺疾病的类型;研究生物大分子结构及其功能..⑶进行考古研究..利用放射性同位素碳14;判定出土木质文物的产生年代..一般都使用人工制造的放射性同位素种类齐全;各种元素都有人工制造的放射性同位..半衰期短;废料容易处理..可制成各种形状;强度容易控制..高考对本章的考查：以α粒子散射实验、原子光谱为实验基础的卢瑟福原子核式结构学说和玻尔原子理论;各种核变化和与之相关的核反应方程、核能计算等..在核反应中遵循电荷数守恒和质量数守恒;在微观世界中动量守恒定律同样适用..。
高中物理选修三的知识点（经典版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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第1节 动量定理 动量守恒定律[基础知识回顾] 一、冲量和动量定理 1．冲量(1)定义：力F 与力的作用时间t 的乘积． (2)定义式：I ＝Ft. (3)单位：N·s(4)方向：恒力作用时，与力的方向相同．(5)物理意义：是一个过程量，表示力在时间上积累的作用效果． 2．动量定理(1)内容：物体所受合力的冲量等于物体的动量变化．(2)表达式：⎩⎪⎨⎪⎧Ft ＝mv 2－mv 1I ＝Δp二、动量和动量守恒定律 1．动量(1)定义：运动物体的质量和速度的乘积叫做物体的动量，通常用p 来表示． (2)表达式：p ＝mv. (3)单位：kg·m/s.(4)标矢性：动量是矢量，其方向和速度方向相同． 2．动量守恒定律(1)内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变，这就是动量守恒定律．(2)表达式m 1v 1＋m 2v 2＝m 1v 1′＋m 2v 2′，即相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和．3．动量守恒定律的适用条件(1)理想守恒：系统不受外力或所受外力的合力为零．(2)近似守恒：系统内各物体间相互作用的内力远大于它所受到的外力． 三、碰撞、反冲和爆炸问题 1．弹性碰撞和非弹性碰撞2.反冲现象在某些情况下，原来系统内物体具有相同的速度，发生相互作用后各部分的末速度不再相同而分开．这类问题相互作用的过程中系统的动能增大，且常伴有其他形式能向动能的转化．3．爆炸问题爆炸与碰撞类似，物体间的相互作用力很大，且远大于系统所受的外力，所以系统动量守恒，爆炸过程中位移很小，可忽略不计，作用后从相互作用前的位置以新的动量开始运动．[基本能力提升]一、判断题(1)质量大的物体动量一定大．(×)(2)两物体动能相等，动量一定相等．(×)(3)运用动量守恒定律解题时，所列方程中的速度必须是相对同一参考系的速度．(√)(4)系统的动量守恒时，机械能也一定守恒．(×)(5)质量相等的两个物体发生碰撞时，一定交换速度．(×)(6)碰撞过程中若系统所受合外力不等于零，也可以应用动量守恒定律对系统进行分析．(√)二、选择题如图所示两辆质量相同的小车静止于光滑的水平面上，有一人静止在小车A上．当这个人从A车上跳到B车上，接着又从B车跳回并与A车保持相对静止时，A车的速率()A．等于零B．小于B车速率C．大于B车速率D．等于B车速率【解析】由系统动量守恒得(M A＋m)v A＝M B v B，由于M A＋m>M B，故v A<v B，B正确．【答案】 B[精题对点诊断]1．[冲量、动量的理解]从同一高度以相同的速率抛出质量相同的三个小球，a球竖直上抛，b球竖直下抛，c球水平抛出，不计空气阻力，则()A．三球落地时的动量相同B．三球落地时的动量大小相同C．从抛出到落地过程中，三球受到的冲量相同D．从抛出到落地过程中，三球受到的冲量大小相同【解析】根据机械能守恒定律可知，三球落地时，速度大小相等，但c球速度方向与a、b球的速度方向不同．从抛出到落地过程中，三球均仅受重力作用，但三球在空中运动的时间不同．故本题选B.【答案】 B2．[用动量定理解释现象]篮球运动员通常要伸出两臂迎接传来的篮球．接球时，两臂随球迅速收缩至胸前．这样做可以()A．减小球对手的冲量B．减小球对人的冲击力C．减小球的动量变化量D．减小球的动能变化量【解析】根据动量定理得F合Δt＝Δp，接球时，两臂随球迅速收缩至胸前，因动量的改变量不变，则增长了时间，所以球对人的冲击力减小，故选项B是正确的．【答案】 B3．[动量守恒的判断](多选)木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图所示，当撤去外力后，下列说法中正确的是()A．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量守恒B．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量不守恒C．a离开墙壁后，a和b组成的系统动量守恒D．a离开墙壁后，a和b组成的系统动量不守恒【解析】动量守恒定律的适用条件是不受外力或所受合外力为零．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统受到墙壁对它们的作用力，不满足动量守恒条件；a离开墙壁后，系统所受合外力为零，动量守恒．【答案】BC第2节光电效应氢原子光谱[基础知识回顾]一、光电效应现象1．光电效应的实验规律(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应．(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，其随入射光频率的增大而增大．(3)光电流强度(反映单位时间内发射出的光电子数的多少)与入射光强度成正比．(4)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9s.2．光子说爱因斯坦提出：空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频率成正比，即：ε＝hν，其中h＝6.63×10－34 J·s.3．光电效应方程(1)表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0.(2)物理意义：金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能Ek＝12mv2.(3)任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应，低于这个极限频率则不能发生光电效应．二、α粒子散射实验与核式结构模型1．卢瑟福的α粒子散射实验装置(如图所示)2．α粒子散射实验的现象绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被撞了回来．如图所示．3．卢瑟福的原子核式结构模型在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的所有正电荷和几乎所有质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外绕核旋转．三、氢原子光谱和玻尔理论1．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⎝⎛⎭⎫122－1n2(n＝3,4,5，…)，R是里德伯常量，R＝1.10×107 m－1，n为量子数．2．玻尔理论(1)轨道：原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动，电子绕核运动的轨道是不连续的．(2)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．(3)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．氢原子的能级和轨道半径(1)氢原子的能级公式：E n＝1n2E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6_eV.(2)氢原子的半径公式：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＝0.53×10－10 m.[基本能力提升]一、判断题(1)只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应．(×) (2)光电子就是光子．(×)(3)入射光的强度相同，则入射光的频率一定相同．(×) (4)极限频率越大的金属材料逸出功越大．(√) (5)氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁．(×)(6)根据玻尔模型，原子中电子绕核运转的半径可以取任意值．(×) (7)原子的能量量子化的现象是指原子的能量状态是不连续的．(√) 二、选择题氢原子的能级是氢原子处于各个状态时的能量值，它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能．氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时( )A ．氢原子的能量减小，电子的动能增加B ．氢原子的能量增加，电子的动能增加C ．氢原子的能量减小，电子的动能减小D ．氢原子的能量增加，电子的动能减小【解析】 电子绕核做匀速圆周运动，库仑力提供向心力：k e 2r 2＝m v 2r ，动能Ek ＝12mv 2＝ke 22r ，可见r减小，动能增加，同时对外发光，使氢原子的能量减小．所以本题正确的选项是A.【答案】 A[精题对点诊断]1．[认识光电效应现象](多选)光电效应实验的装置如图所示，则下面说法中正确的是( ) A ．用紫外光照射锌板，验电器指针会发生偏转B ．用红色光照射锌板，验电器指针会发生偏转C ．锌板带的是负电荷D ．使验电器指针发生偏转的是正电荷【解析】 紫外线的频率大于锌板的极限频率，而红色光的频率小于锌板的极限频率．当锌板发生光电效应时，锌板向空气中发射电子，所以锌板带正电，验电器指针也带正电．【答案】 AD2．[光电效应现象的规律]光照射到金属表面上能够发生光电效应，下列关于光电效应的叙述中．正确的是( )A ．金属电子逸出功与入射光的频率成正比B ．单位时间内逸出的光电子数与入射光强度无关C．逸出的光电子的初动能与光强度有关D．单位时间内逸出的光电子数与光强度有关【解析】由爱因斯坦的光电效应理论及光电方程，产生不产生光电子、最大初动能由光的频率决定，产生的光电子数由光强决定，金属电子逸出功只与金属本身有关，与入射光无关，很容易得出正确结论，所以D选项正确．【答案】 D3．[氢原子能级的跃迁](多选))如图示，是类氢结构的氦离子能级图．已知基态的氦离子能量为E1＝－54.4 eV.在具有下列能量的光子中，能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是()A．40.8 eV B．41.0 eVC．43.2 eV D．54.4 eV【解析】若是在两个能级间跃迁，光子的能量必须等于某一激发态与基态的能级差，若是电离则必须大于等于电离能．故选A、D.【答案】AD第3节核反应和核能[基础知识回顾]一、天然放射现象和衰变1．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)三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是α射线、β射线、γ射线．2．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－4Y＋42HeZ－2β衰变：A Z X→A Z＋1Y＋0－1e(3)半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．半衰期由原子核内部的因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关．二、核反应和核能1．核反应在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程．在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒．2．核力核子间的作用力．核力是短程力，作用范围在1.5×10－15 m之内，只在相邻的核子间发生作用．3．核能核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能．4．质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程E＝mc2，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm，这就是质量亏损．由质量亏损可求出释放的核能ΔE＝Δmc2.[基本能力提升]一、判断题(1)β射线是光子流．(×)(2)原子核是由质子和电子组成的．(×)(3)人造放射性同位素被广泛地应用．(√)(4)发生β衰变时，新核的核电荷数不变．(×)(5)核力是弱相互作用，作用力很小．(×)(6)爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化．(×)二、选择题(多选)关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有()A.23892U→23490Th＋42He是α衰变B.147N＋42He→178O＋11H 是β衰变C.21H＋31H→42He＋10n 是轻核聚变D.8234Se→8236Kr＋20－1e 是重核裂变【解析】衰变是原子核自发地放出α或β粒子的核反应，衰变方程的特点是箭头的左边只有一个原子核，箭头的右边出现α或β粒子；聚变反应的特点是箭头的左边是两个轻核，箭头的右边是较大质量的原子核，裂变方程的特点是箭头的左边是重核与中子反应，箭头右边是中等质量的原子核．综上所述，A、C正确．【答案】AC[精题对点诊断]1．[核反应方程的书写]以下几个原子核反应式中(X代表α粒子)，哪个是正确的()A.42He＋94Be→126C＋XB.23490Th→23491Pa＋XC.21H＋31H→10n＋XD.3015P→3014Si＋X【解析】根据在核反应中质量数守恒和核电荷数守恒可知：A中X为中子10n；B中X为电子0－1e；C 中X 为α粒子42He ；D 中X 为正电子0＋1e.所以C 正确．【答案】 C2．[半衰期有关计算]氡222衰变为钋218的半衰期为3.8天.20克氡222经7.6天后还剩下( ) A ．10 g B ．5 g C ．2.5 gD ．1.25 g【解析】 设发生衰变的原子的质量为m 0，经过t 时间后，剩余的质量为m ，则 m ＝m 0⎝⎛⎭⎫12tTm ＝m 0⎝⎛⎭⎫12t T ＝20×⎝⎛⎭⎫127.63.8＝5 g ，故B 正确． 【答案】 B3．[质能方程的理解](多选)关于质能方程，下列方法中正确的是( ) A ．质量减少，能量就会增加，在一定条件下质量转化为能量 B ．物体获得一定的能量，它的质量也相应地增加一定值C ．物体一定有质量，但不一定有能量，所以质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系D ．某一定量的质量总是与一定量的能量相联系的【解析】 质能方程E ＝mc 2表明某一定量的质量与一定量的能量是相联系的，当物体获得一定的能量，即能量增加某一定值时，它的质量也相应增加一定值，并可根据ΔE ＝Δmc 2计算，所以B 、D 正确．【答案】 BD。
高中物理：原子结构与原子核知识点精编汇总！考试要点基本概念一、原子模型1、J·J汤姆生模型（枣糕模型）：1897年发现电子，认识到原子有复杂结构。
2、卢瑟福的核式结构模型（行星式模型）α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，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粒子散射实验提出模型：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。
3、玻尔模型（引入量子理论）（1）玻尔的三条假设（量子化）①轨道量子化：原子只能处于不连续的可能轨道中，即原子的可能轨道是不连续的②能量量子化：一个轨道对应一个能级，轨道不连续，所以能量值也是不连续的，这些不连续的能量值叫做能级。
在这些能量状态是稳定的，并不向外界辐射能量，叫定态③原子可以从一个能级跃迁到另一个能级。
原子由高能级向低能级跃迁时，放出光子，在吸收一个光子或通过其他途径获得能量时，则由低能级向高能级跃迁。
原子在两个能级间跃迁时辐射或吸收光子的能量（量子化就是不连续性，n叫量子数。
）（2）从高能级向低能级跃迁时放出光子；从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子，也可能是由于碰撞。
用加热的方法，使分子热运动加剧，分子间的相互碰撞可以传递能量。
原子从低能级向高能级跃迁时只能吸收一定频率的光子；而从某一能级到被电离可以吸收能量大于或等于电离能的任何频率的光子。
（如在基态，可以吸收E ≥13、6eV的任何光子，所吸收的能量除用于电离外，都转化为电离出去的电子的动能）。
（3）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。
但由于它保留了过多的经典物理理论（牛顿第二定律、向心力、库仑力等），所以在解释其他原子的光谱上都遇到很大的困难。
第14讲动量守恒定律原子结构和原子核1．(1)如图6－14－12所示，用a、b两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现当a光照射时验电器的指针偏转，b光照射时指针未偏转，以下说法正确的是()．图6－14－12C．a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长D．若a光是氢原子从n＝4的能级向n＝1的能级跃迁时产生的，则b光可能是氢原子从n＝5的能级向n＝2的能级跃迁时产生的(2)静止的锂核63Li俘获一个速度为8.0×106m/s的中子，发生核反应后若只产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦核42He，它的速度大小是8.0×106 m/s，方向与反应前的中子速度方向相同．①完成此核反应的方程式；②求反应后产生的另一个粒子的速度大小和方向；③通过计算说明此反应过程中是否发生了质量亏损．解析(1)增大a光的强度，从金属板飞出的光电子增多，金属板带电荷量增大，验电器的指针偏角一定增大，选项A错误；a光照射金属板时，光电子从金属板飞出，金属板带正电，验电器的金属小球带正电，选项B错误；经分析，a光在真空中的频率大于b光在真空中的频率，故a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长，选项C正确；氢原子跃迁，因为|E4－E1|>|E5－E 2|，故选项D 正确．(2)①核反应方程式为63Li ＋10n ―→42He ＋31H.②用v 1、v 2和v 3分别表示中子(10n)、氦核(42He)和氚核(31H)的速度，以中子的速度方向为正方向，根据动量守恒定律有：m 1v 1＝m 2v 2＋m 3v 3，代入数据，解得：v 3＝－8.0×106 m/s即反应后生成的氚核的速度大小为8.0×106 m/s ，方向与反应前中子的速度方向相反．③反应前粒子的总动能为E k1＝12m 1v 21反应后粒子的总动能为E k2＝12m 2v 22＋12m 3v 23经过计算可知E k2>E k1，故反应中发生了质量亏损．答案 (1)CD(2)①63Li ＋10n ―→42He ＋31H ②8.0×106 m/s 方向与反应前中子的速度方向相反③发生了质量亏损2．(1)下列说法正确的是________．A ．根据E ＝mc 2可知物体所具有的能量和它的质量之间存在着简单的正比关系B ．在单缝衍射实验中，假设只让一个光子通过单缝，则该光子不可能落在暗条纹处C ．一群氢原子从n ＝3的激发态向较低能级跃迁，最多可放出两种频率的光子D ．已知能使某金属发生光电效应的极限频率为ν0，则当频率为2ν0的单色光照射该金属时，光电子的最大初动能为2hν0(2)如图6－14－13，车厢的质量为M ，长度为L ，静止在光滑水平面上，质量为m 的木块(可看成质点)以速度v 0无摩擦地在车厢底板上向右运动，木块与前车壁碰撞后以速度v 02向左运动，则再经过多长时间，木块将与后车壁相碰？图6－14－13解析 (1)根据E ＝mc 2可知物体所具有的能量和它的质量之间存在着正比关系，A 对；在单缝衍射实验中，假设只让一个光子通过单缝，则该光子落在的位置是不确定的，B 错；一群氢原子从n ＝3的激发态向较低能级跃迁，最多可放出3种频率的光子，C 错；能使某金属发生光电效应的极限频率为ν0，则当频率为2ν0的单色光照射该金属时，光电子的最大初动能为E km ＝2hν0－hν0＝hν0，D 错．(2)木块和车厢组成的系统动量守恒，设向右为正方向，碰后车厢的速度为v ′m v 0＝M v ′－m v 02，得v ′＝3m v 02M ，方向向右，设t 时间后木块将与后车壁相碰，则v ′t ＋v 02t ＝Lt ＝L v 02＋3m v 02M＝2ML (M ＋3m )v 0 答案 (1)A (2)2ML (M ＋3m )v 0 3．(2013·江苏卷，12C)(1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的________也相等．A ．速度B ．动能C ．动量D ．总能量图6－14－14(2)根据玻尔原子结构理论，氦离子(He ＋)的能级图如图6－14－14所示．电子处在n ＝3轨道上比处在n ＝5轨道上离氦核的距离________(选填“近”或“远”)．当大量He ＋处在n ＝4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有________条．(3)如图6－14－15所示，进行太空行走的宇航员A 和B 的质量分别为80 kg 和100 kg ，他们携手远离空间站，相对空间站的速度为0.1 m/s.A 将B 向空间站方向轻推后，A 的速度变为0.2 m/s ，求此时B 的速度大小和方向．图6－14－15解析 (1)根据德布罗意波长公式p ＝h λ，因此选C ；(2)根据玻尔原子理论，量子数n 越小，轨道越靠近原子核，所以n ＝3比n ＝5的轨道离原子核近，大量处于n ＝4激发态的原子跃迁一共有6种情形，即产生6条谱线．(3)以空间站为参考系，据动量守恒定律 ：(m A ＋m B )v 0＝m A v A ＋m B v B ，解得v B ＝0.02 m/s ，远离空间站方向．答案 (1)C (2)近 6 (3)0.02 m/s 远离空间站方向4．(1)已知氢原子的能级为：E 1＝－13.60 eV ，E 2＝－3.40 eV ，E 3＝－1.51 eV ，E 4＝－0.85 eV ，现用光子能量介于10.00～12.70 eV 之间的某单色光去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法中正确的是________．A ．该照射光的光子可能会被处于基态的氢原子吸收B ．该照射光的光子一定会被吸收C ．若可以吸收该光子，则可判断激发后的氢原子发射不同能量的光子最多有3种D ．若可以吸收该光子，则可判断激发后的氢原子发射不同能量的光子最多有6种(2)如图6－14－16所示，AB 为一光滑水平横杆，杆上套一质量为M 的圆环，环上系一长为L 质量不计的细绳，细绳的另一端拴一个质量为m 的小球，现将细绳拉直，且与AB 平行，由静止释放小球，则图6－14－16①当细绳与AB 成θ角时，圆环移动的距离是多少？②若在横杆上立一挡板，与环的初位置相距多远时才不致使圆环在运动过程中与挡板相碰？解析 (1)用10.00～12.70 eV 的光照射基态的氢原子，当光子能量E ＝E 3－E 1＝12.09 eV 时，将跃迁到n ＝3的激发态，则选项A 正确；原子只能吸收特定的能量值，选项B 错误；若氢原子最多可跃迁至n ＝3的激发态，可以发射光子的种类为3×(3－1)2＝3，则选项C 正确，D 错误． (2)①ms 1－Ms 2＝0s 1＋s 2＝L －L cos θ解得s 2＝mL (1－cos θ)M ＋m②当圆环运动到最右侧速度为零时，小球应运动到最左边同初始位置等高，且速度为零ms1′－Ms2′＝0 s1′＋s2′＝2Ls2′＝2mLM＋m 答案(1)AC(2)①mL(1－cos θ)M＋m②2mLM＋m5．(1)从物理学的角度来看，以下说法正确的是()．A．福岛核电站的爆炸是高温高压作用下产生的氢气发生了核聚变B．核污染主要是指核反应过程中会放出一些放射性同位素能长时期存在于周围环境中C．核辐射主要是指核反应过程中所释放出的α射线、β射线和γ射线D．防化人员所穿的防化服主要是防止β射线、γ射线对人体的伤害(2)如图6－14－17所示，木块A的质量m A＝1 kg，足够长的木板B质量m B＝4 kg，质量m C＝4 kg的木块C置于木板B上，水平面光滑，B、C之间有摩擦．现使A以v0＝12 m/s 的初速度向右运动，与B碰撞后以4 m/s的速度弹回．(取g＝10 m/s2)图6－14－17①求B运动过程中的最大速度的大小．②碰撞后C在B上滑行了2 m，求B、C之间的动摩擦因数．解析(1)氢气爆炸是化学反应，不是核反应，A错误；核污染主要是放射性污染，其产生的α射线、β射线、γ射线对人体都有伤害，B、C正确；防化服主要是防止危险性化学物品和腐蚀性物质对人体的伤害，D错误．(2)①A与B碰后瞬间，B的速度最大．取A、B系统为研究对象，A、B系统动量守恒(取向右为正方向)，有：m A v0＋0＝－m A v A＋m B v B代入数据得：v B＝4 m/s.②设B、C最终以共同速度v运动，取B、C系统为研究对象，B、C系统动量守恒，有：m B v B＋0＝(m B＋m C)v代入数据得：v＝2 m/s又μm C gl＝1v2B－12(m B＋m C)v22m B得μ＝0.2答案(1)BC(2)①4 m/s②0.26. (1)23892U是一种放射性元素，其能发生一系列放射性衰变，衰变过程如图6－14－18所示．请写出①②两过程的衰变方程：图6－14－18①____________________________________________________________；②________________________________________________________.(2)如图6－14－19所示，两个完全相同的可视为质点的物块A和B，靠在一起静止在水平面上但不粘连，质量均为M.O点左侧水平面光滑、右侧水平面粗糙，A、B与粗糙水平面间的动摩擦因数均为μ.一颗质量为m、速度为v0的子弹水平穿过A后进入B，最后停在B中，其共同速度为v，子弹与B到达O点前已相对静止．求：图6－14－19①子弹穿过A时的速度；②A、B两物块停止运动时它们之间的距离．解析(2)①当子弹射入A时，A、B看做整体，设子弹刚穿出A时，A的速度为v 1，子弹的速度为v 2，由动量守恒定律得 m v 0＝2M v 1＋m v 2当子弹进入B 后，对子弹和B ，由动量守恒定律得 M v 1＋m v 2＝(M ＋m )v解得子弹离开A 时的速度v 2＝2(M ＋m )v －m v 0m②两物块通过O 点后加速度相等，即a ＝－μgA 滑行的距离x 1＝v 212μgB 滑行的距离x 2＝v 22μg它们之间的距离Δx ＝x 2－x 1＝M 2v 2－[m v 0－(M ＋m )v ]22μM 2g答案 (1)①210 83Bi →210 84Po ＋ 0－1e②210 83Bi →206 81Tl ＋42He(2)①2(M ＋m )v －m v 0m ②M 2v 2－[m v 0－(M ＋m )v ]22μM 2g。
