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1、知识点要求程度1.弹簧振子，简谐运动，简谐运动的振幅、周期和频率，简谐运动的图象 . 2.单摆 .在小振幅条件下，单摆做简谐运动.周期公式 . 3.振动中的能量转化.简谐运动中机械能守恒. 4.自由振动和受迫振动，受迫振动的振动频率.共振及其常见的应用. 5.振动在介质中的传播波.横波和纵波 .横波的图象 .波长、频率和波速的关系 . 6.波的反射和折射. 7.波的叠加 .波的干涉、衍射现象. 8.声波9.超声波及其应用10.多普勒效应本章综合运用运动学、动力学和能的转化等方面的知识讨论了两种常见的运动形式机械振动和机械波的特点和规律，以及它们之间的联系与区别.对于这两种运动，既要认识到它们的
2、共同点运动的周期性，如振动物体的位移、速度、加速度、回复力、能量等都呈周期性变化， 更重要的是搞清它们的区别：振动研究的是一个孤立质点的运动规律，而波动研究的是波的传播方向上参与波动的一系列质点的运动规律.其中振动的周期、能量、波速、波长与频率的关系，机械波的干涉、衍射等知识，对后面交变电流、电磁振荡、电磁波的干涉、衍射等内容的复习都具有较大的帮助.本章内容是历年高考的必考内容，其中命题频率最高的知识点是波的图象、频率、波长、波速的关系，其次是单摆周期.题型多以选择题、填空题形式出现.试题信息容量大，综合性强，一道题往往考查多个概念和规律.特别是通过波的图象综合考查对波的理解能力、推理能力和空
3、间想象能力，更应在复习中予以重视.本章内容可分为以下两个单元组织复习：()机械振动； ()机械波 .第单元一、机械振1.物体 (或物体的一部分)在某一中心位置两侧所做的往复运动.回复力：振动物体所受的总是指向平衡位置的合外力.它是根据作用效果命名的，类似于向心力 .2.(1)位移 x：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段，是矢量.(2)振幅 A：振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量.表示振动的强弱.(3)周期 T 和频率 f：物体完成一次全振动所需的时间叫周期，而频率则等于单位时间内完成全振动的次数.它们是表示振动快慢的物理量.二者互为倒数关系：Tf1.当和 f 是由振动系统本身的性质决
4、定时(非受迫振动 )，则叫做固有周期和固有频率. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 22 页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.(1)回复力 F kx.(2)运动特征：加速度 a kx/m，方向与位移方向相反，总指向平衡位置.简谐运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. 判断一个振动是否为简谐运动，依据就是看它是否满足上述受力特征或运动特征.(3)振动能量：对于两种典型的简谐运动单摆和弹簧振子，其振动能量与振幅有关，振幅越大，能量越大.
5、简谐运动过程中动能和势能相互转化，机械能守恒.（4）物体做简谐运动时，其位移、回复力、加速度、速度等矢量都随时间做周期性变化，它们的变化周期就是简谐运动的周期T.物体的动能和势能也随时间周期性变化，其变化周期为21T.2.（1）单摆： 在一条不可伸长、忽略质量的细线下端拴一可视为质点的小球，上端固定，构成的装置叫单摆.（2）单摆振动可看作简谐运动的条件：摆角10（3）周期公式： T=2gl其中摆长 l 指悬点到小球重心的距离，重力加速度为单摆所在处的测量值.（4）单摆的等时性：在振幅很小的条件下，单摆的振动周期跟振幅无关.（单摆的振动（5）单摆的应用：A.计时器（摆钟是靠调整摆长而改变周期，使
6、摆钟与标准时间同步）B.测重力加速度：g=224Tl.3.(1)如图 711 所示为一弹簧振子做简谐运动的图象.它反映了振子的位移随时间变化的规律，而其轨迹并非正弦曲线.图 7 11 (2)振幅 A、周期 T 以及各时刻振子的位置.各时刻回复力、加速度、速度、位移的方向.精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 22 页某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况.某段时间内振子的路程.1.受迫振动： 物体在周期性驱动力作用下的振动.做受迫振动的物体，它的周期或频率等于驱动力的周期或频率，而与物体的固有周期或频率无关
7、.2.共振：做受迫振动的物体，它的固有频率与驱动力的频率越接近，其振幅就越大，当二者相等时，振幅达到最大，这就是共振现象.1.弹簧振子的周期和频率只取决于弹簧的劲度系数和振子的质量，与其放置的环境和放置的方式无任何关系.如某一弹簧振子做简谐运动时的周期为T，不管把它放在地球上、月球上还是卫星中； 是水平放置、 倾斜放置还是竖直放置；振幅是大还是小，只要还是该振子，那么它的周期就还是T.2.单摆的周期公式T2gl是惠更斯从实验中总结出来的.单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向并且指向平衡位置的分力，偏角越大回复力越大，加速度(gsin)越大，由于摆球的轨迹是圆弧， 所以除最高点外， 摆球的回复力并不
8、等于合外力.在有些振动系统中l 不一定是绳长， g 也不一定为9.8 m/s2，因此出现了等效摆长和等效重力加速度的问题.(1)等效摆长：在图71 2 中，三根等长的绳l1、l2、l3共同系住一密度均匀的小球m，球直径为d.l2、l3与天花板的夹角30.若摆球在纸面内做小角度的左右摆动，则摆动圆弧的圆心在O1处，故等效摆长为l12d，周期 T12gdl/)2(1；若摆球做垂直纸面的小角度摆动，则摆动圆弧的圆心在O 处，故等效摆长为l1l2sin2d，周期T22gdll/)2sin(21.图 7 12 (2)等效重力加速度：公式中的g 由单摆所在的空间位置决定.由 G2RMg 知， g 随地球表
9、面不同位置、不同高度而变化，在不同星球上也不相同，因此应求出单摆所在处的等效值g代入公式，即 g 不一定等于9. m/s2.精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 22 页第单元1.机械波的产生： 机械振动在介质中的传播过程叫机械波.机械波产生的条件有两个：一是要有做机械振动的物体作为波源，二是要有能够传播机械振动的介质. 有机械波必有机械振动，有机械振动不一定有机械波. 但是，已经形成的波跟波源无关，在波源停止振动时仍会继续传播，直到机械能耗尽后停止.2.横波和纵波： 质点的振动方向与波的传播方向垂直的叫横波.凸起部分叫波峰，
10、 凹下部分叫波谷 .质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的叫纵波.质点分布密的叫密部，分布疏的叫疏部 .3.(1)波长：两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长. 在横波中，两个相邻波峰(或波谷 )间的距离等于波长.在纵波中，两个相邻密部(或疏部 )间的距离等于波长.在一个周期内机械波传播的距离等于波长.(2)频率 f：波的频率由波源决定，在任何介质中频率不变.(3)波速 v：单位时间内振动向外传播的距离.波速与波长和频率的关系：vf，波速大小由介质决定.4.机械波的特点： (1)每一质点都以它的平衡位置为中心做简谐运动；后一质点的振动总是落后于带动它的前一质点
11、的振动.(2)波传播的只是运动形式(振动 )和振动能量，介质中的质点并不随波迁移.5.声波：一切振动着发声的物体叫声源.声源的振动在介质中形成纵波.频率为 20 Hz 到20000 Hz 的声波能引起听觉。频率低于20 Hz 的声波为次声波，频率高于20000 Hz 的声波为超声波 .超声波的应用十分广泛，如声纳、“B 超” 、探伤仪等 .声波在空气中的传播速度约为 340 m/s，声波具有反射、干涉、衍射等波的特有现象. 1.如图 72 1所示， 为一横波的图象.它反映了在波传播的过程中，某一时刻介质中各质点的位移在空间的分布.简谐波的图象为正弦(或余弦 )曲线 .图 7 21 2.(1)介
12、质中质点的振幅A 和波长 ,以及该时刻各质点的位移和加速度的方向.(2)根据波的传播方向确定该时刻各质点的振动方向.画出在 t 前或后的波形图象.(3)根据某一质点的振动方向确定波的传播方向. 三、波1.波的叠加： 几列波相遇时， 每列波都能够保持各自的状态继续传播而不互相干扰.只是在重叠的区域里，任一质点的总位移等于各列波分别引起的位移的矢量和.2.衍射： 波绕过障碍物继续传播的现象.产生明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 22 页比波长小或与波长相差不多.3.干涉：频率相同的两列波叠
13、加，使某些区域的振动加强，使某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔的现象.产生稳定的干涉现象的条件：两列波的频率相同.【说明】 A.稳定干涉中， 振动加强区域或振动减弱区域的空间位置是不变的，加强区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之和.减弱区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之差.B.加强的条件是两波源到该区域中心的距离之差等于波长的整数倍；减弱的条件是两波源到该区域中心的距离之差等于半波长的奇数倍.C.加强区永远是加强区，减弱区永远是减弱区，加强区域内各点的振动位移不一定都比减弱区内各点的振动位移大.干涉和衍射是波所特有的现象.波同时还可以发生反射，如回声.由于波源和观察者之
14、间的相对运动，使观察者感到频率发生变化的现象，叫做多普勒效应.当波源与观察者有相对运动时，如果二者相互接近，观察者接收到的频率增大；如果二者远离， 观察者接收到的频率减小.多普勒效应是所有波动过程共有的特征.根据声波的多普勒效应可以测定车辆行驶的速度；根据光波的多普勒效应可以判断遥远天体相对地球的运行速度.1.波源振动几个周期，波就向外传播几个波长，T这个比值就表示了波形(或能量 )向外平移的速度，即波速.在同一均匀介质中波动的传播是匀速的，与波动频率无关.波动中各质点都在平衡位置附近做周期性振动，是变加速运动，质点并没沿波的传播方向随波迁移.要区分开这两个速度.2.振动是一个质点随时间的推移
15、而呈现的现象，波动是全部质点联合起来共同呈现的现象. 简谐运动和其引起的简谐波的振幅、频率相同，二者的图象有相同的正弦(余弦 )曲线形状，但二图象是有本质区别的.见表：振动图象波动图象研究对象一振动质点沿波传播方向所有质点研究内容一质点的位移随时间变化规律某时刻所有质点的空间分布规律图线物理意义表示一质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移图线变化随时间推移图象延续，但已有形状不变随时间推移， 图象沿传播方向平移精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 22 页一完整曲线占横坐标距离表示一个周期表示一个波长3.(1)如图 72 2
16、 所示 (实线 )为一沿 x 轴正方向传播的横波，试确定质点A、B、C、D 的速度方向 .图 7 22 判断方法：将波形沿波的传播方向做微小移动， (如图中虚线 )由于质点仅在y 方向上振动，所以 A、B、C、D即为质点运动后的位置，故该时刻A、B 沿 y 轴正方向运动，C、D 沿 y 轴负方向运动 .从以上分析也可看出：波形相同方向的“斜坡”上速度方向相同.(2)知道波的传播方向利用“微平移”的办法，可以很简单地判断出各质点的振动方向.反过来知道某一质点的运动方向，也可利用此法确定该波的传播方向.另外还有一简便实用的判断方法，同学们也可以记住.如图 723 所示，若已知A 点速度方向向上，则
17、可假想在最靠近它的波谷内有一小球.不难看出： A 向上运动时，小球将向右滚动，此即该波的传播方向.图 7 23 (3)已知波速v 和波形，画出再经t平移法：先算出经t 时间波传播的距离x vt，再把波形沿波的传播方向平移x 即可 .因为波动图象的重复性，若知波长，则波形平移时波形不变，当xn x 时，可采取去整n留零 x 的方法，只需平移x 即可 .特殊点法：(若知周期T 则更简单 )在波形上找两特殊点，如过平衡位置的点和与它相邻的峰(谷)点，先确定这两点的振动方向，再看 tnTt，由于经nT 波形不变，所以也采取去整nT 留零 t 的方法，分别做出两特殊点经t 后的位置，然后按正弦规律画出新
18、波形.(4)已知振幅A 和周期 T，求振动质点在t求振动质点在t 时间内的路程和位移，由于牵扯质点的初始状态，用正弦函数较复杂，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 22 页但t 若为半周期2T的整数倍则很容易.在半周期内质点的路程为2A.若tn2Tn、 2、3，则路程s2An，其中 n2/Tt当质点的初始位移(相对平衡位置)为 x1x0时，经2T的奇数倍时x2 x0，经2T的偶数倍时 x2x0.（5）应用 xvt因为 xn x，tnTt，应用时注意波动的重复性；v 有正有负，应用时注意波传播的双向性.由 x、t 求 v 时注
19、意多解性 .4.两列波在空间相遇发生干涉，其稳定的干涉图样如图724 所示 .其中 a 点是两列波的波峰相遇点为加强的点，b 点为波峰和波谷的相遇点是减弱的点.加强的点只是振幅大了，并非任一时刻的位移都大；减弱的点只是振幅小了，也并非任一时刻的位移都最小.图 7 24 若两波源的振动步调一致，某点到两波源的距离之差为波长的整数倍，则该点为加强点；某点到两波源的距离为半波长的奇数倍，则该点为减弱点.章末综合讲练精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 22 页高考试题1.(1998 年全国高考 )图 71 中两单摆摆长相同，平衡时两
20、单摆刚好接触.现将摆球 A 在两摆线所在平面内向左拉开一小角度后释放，碰撞后，两摆球分开各自做简谐运动.以 mA、mB分别表示摆球A、B图 71 A.如果 mAmBB.如果 mAmBC.D.【解析】碰后两球均做简谐运动，其周期相同，与球的质量无关，下次碰撞一定还在平衡位置 .【答案】CD2.(2000 年春季高考 )已知在单摆a 完成 10 次全振动的时间内，单摆b 完成 6 次全振动，两摆长之差为1.6 m.则两单摆摆长la与 lbA.la=2.5 m,lb=0.9 mB.la=0.9 m,lb=2.5 mC.la=2.4 m,lb=4.0 mD.la=4.0 m,lb=2.4 m【解析】由
21、 T=Nt,故 TaTb=NbNa=6 0 35，T2gll,即 lT2，得 lalb=925.由题意 lb-la=1.6 m 可得 la=0.9 m,lb=2.5 m【答案】B精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 22 页3.(2001 年全国高考 )细长轻绳下端拴一小球构成单摆，在悬挂点正下方2l摆长处有一个能挡住摆线的钉子A，如图72 所示 .现将单摆向左拉开一个小角度，然后无初速地释放.图 72 A.B.摆球在左、右两侧上升的最大高度一C.D.【解析】碰到钉子后，摆长变短，周期变小.由机械能守恒，左、右两侧最高点在同一
22、水平面上.摆球做圆周运动，=2OOP,但 OOP OOP又 s=r，r =2r,=，= O OP，故 2 ，故 s s.【答案】AB4.（2002 年广东、广西、河南高考）有人利用安装在气球载人舱内的单摆来确定气球的高度 .已知该单摆在海平面处的周期是T0.当气球停在某一高度时，测得该单摆周期为T.求该气球此时离海平面的高度h.把地球看作质量均匀分布的半径为R 的球体 .【解析】T0=20gl,T=2gl.其中 l 是单摆长度， g0和 g 分别是两地点的重力加速度.g0=2RMG,g=2)(hRMG.其中 G 是引力常量，M 是地球质量 .由以上各式解得h=(10TT)R. 【答案】(10T
23、T)R精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 22 页5.(1998 年全国高考 )一简谐横波在x 轴上传播，在某时刻的波形如图73 所示 .已知此时质点 F图 73 A.此波朝 xB.质点 DC.质点 B 将比质点CD.质点 E【解析】由 F 振动方向判断波左传，由波的传播方向判断此时D 向下振动， B 向上振动，故 C 比 B 先回到平衡位置，各质点振幅相同，振幅不同于位移.【答案】AB6.(2003 年春季高考 )图 74 表示一简谐横波波源的振动图象.图 74 A.波长，波速B.C.波长，振幅D.【答案】D 7.（200
24、2 年广东、广西、河南高考）一列在竖直方向振动的简谐横波，波长为,沿正 x方向传播，某一时刻，在振动位移向上且大小等于振幅一半的各点中，任取相邻的两点P1、P2，已知 P1的 x 坐标小于P2的 x 坐标 . A.若21PP2，则 P1向下运动， P2B.若21PP2，则 P1向上运动， P2C.若21PP2，则 P1向上运动， P2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 22 页D.若21PP2，则 P1向下运动， P2【解析】 从右图中不难看出， 若21PP2， 则 P1向下运动，P2向上运动 .若21PP2，P1向上运动
25、， P2向下运动 .【答案】AC8.（2001 年全国高考）如图75 所示，在平面xy 内有一沿水平轴x 正向传播的简谐横波， 波速为 3.0 m/s， 频率为 2.5 Hz， 振幅为 8.0 10-2 m.已知 t=0 时刻 P 点质元的位移为y=4.010-2 m，速度沿y 轴正向 .Q 点在 P 点右方 9.010-1 m 处，对于Q图 75 A.在 t=0 时，位移为y=-4.010-2mB.在 t=0 时，速度沿yC.在 t=0.1 s 时，位移为y=-4.010-2mD.在 t=0.1 s 时，速度沿y【解析】由 v=f 知=1.2 m,T=f1=0.4 s,作出t=0 时刻的波形
26、如右图：由图可知 Q 向下振动， 位移为正值 .现找一点 P（位移为 -4.0 10-2m）为参考， P向下振动，再过 t=0.1 s,P点振动形式刚好传给Q.【答案】BC9.（ 1999 年全国高考）如图76 所示的图a 中有一条均匀的绳，1、2、3、 4是绳上一系列等间隔的点.现有一列简谐横波沿此绳传播.某时刻，绳上9、10、11、12 四点的位置和运动方向如图b 所示（其他点的运动情况未画出），其中点 12 的位移为零， 向上运动， 点9 的位移达到最大值.试在图 c 中画出再经过43T 时点 3、4、5、6 的位置和速度方向，其他点不必画 .（图 c 的横、纵坐标与图a、b精选学习资料
27、 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 22 页图 76 【解析】t=0 时刻质点 3 处于波谷，质点6 处平衡位置向下振动，故t=43T 时，质点 3处于平衡位置向下振动，质点6处于波峰，可作图.【答案】10.(2001 年上海高考 )如图 77 所示，有四列简谐波同时沿x 轴正方向传播，波速分别是 v、2v、3v 和 4v,a、b 是 x 轴上所给定的两点，且ab=l.在 t 时刻 a、b 两点间四列波的波形分别如图77 所示，则由该时刻起a 点出现波峰的先后顺序依次是图_；频率由高到低的先后顺序依次是图_.图 77 【解析】现分别考
28、查各图.对 A 图： 1=l,v=1f1,f1lv,a 出现波峰时刻t141Tvl4. 对 B 图： 22l,f2=lvv422,t2vlT1642.精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 22 页对 C 图： 3=2l,f3=lvv2332,t343T=vl6.对 D 图： 4=lvvfl64,3244, t4vlT8434.【答案】BDCA ；DBCA11.(1998 年上海高考 )如图 78 是观察水面波衍射的实验装置，AC 和 BD 是两块挡板，AB 是一个孔， O 是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相
29、邻波纹(图中曲线)之间距离表示一个波长.图 78 A.B.C.如果将孔 ABD.【解析】从图可看出，波长和孔的尺寸差不多，此时衍射现象明显.将孔增大或使波源频率增大 (波长减小 )都将使衍射现象不明显.【答案】ABC12.（2002 年上海高考） 如图 79 所示， S1、 S2是振动情况完全相同的两个机械波波源，振幅为 A，a、b、c 三点分别位于S1、S2连线的中垂线上，且ab=bc.某时刻 a 是两列波的波峰相遇点， c图 79 A.a 处质点的位移始终为2AB.c处质点的位移始终为-2AC.b处质点的振幅为2A精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - -
30、- - - -第 13 页，共 22 页D.c处质点的振幅为2A【解析】根据题目条件知，a、b、c 所在的中垂线为振动加强区域，直线上各点的振幅均为 2A，但这些质点都在振动，位移不断变化.【答案】CD原子和原子核知识点要求程度1.粒子散射实验 .原子的核式结构. 2.氢原子的能级结构. 3.氢原子的电子云.光子的发射和吸收. 4.天然放射现象.射线、 射线、 射线 .半衰期 . 5.原子核的人工转变.原子核的组成.核反应方程，放射性同位素及其应用. 6.放射性污染和防护. 7.核能、质量亏损.爱因斯坦的质能方程. 8.核反应堆 .核电站 . 9.重核的裂变 .链式反应 .轻核的聚变 . 10
31、.可控热核反应. 本章以人们认识微观世界的过程为线索，介绍了历史上著名的实验及根据实验得出的关于原子结构和原子核组成的基础知识.高考对该部分知识要求较低，但每年均有试题涉及.其中以原子能级、核反应方程和质能方程等命题频率较高.其次对物理学史、著名实验和重要的物理学理论等，近几年高考中也时有出现.其他知识点，试题呈交替出现情况.因此，对本章的复习应注意既突出重点，又不丢细节.本章知识分成两个单元组织复习：()原子结构 .能级 ;()原子核反应 .核能 . 第单元1.绝大多数 粒子穿过金箔后仍能沿原来方向前进，少数 粒子发生了较大的偏转，并且有极少数 粒子偏转角超过了90，有的甚至被弹回，偏转角几
32、乎达到180 .2.卢瑟福对 粒子散射实验结果进行了分析，于1911 年提出了原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里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转.原子核所带的单位正电荷数等于核外的电子数 .原子的半径大约是10-10 m，原子核的大小约为10-15m10-14 m.1.玻尔假说提出的背景：经典电磁理论在解释原子结构时碰上了无法克服的困难，原子为什么是稳定的？原子光谱为什么不是连续光谱？玻尔假说的贡献，就是成功解释了经典理精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 22
33、页论无法解释的这些问题.玻尔假说的核心，是引入了量子化理论，从而找到了描绘微观世界的一条重要规律.2.玻尔假说的内容：(1)轨道量子化：原子核外电子的可能轨道是某些分立的数值.(2)能量状态量子化；原子只能处于与轨道量子化对应的不连续的能量状态中，在这些状态中，原子是稳定的，不辐射能量.(3)跃迁假说：原子从一种能级向另一种能级跃迁时，吸收（或辐射）一定频率的光子，光子能量 E=h =E2-E1.氢原子在各个能量状态下的能量值，叫做它的能级.最低的能级状态，即电子在离原子核最近的轨道上运动的状态叫做基态，处于基态的原子最稳定.其他能级叫激发态.1.原子光谱： 元素在稀薄气体状态下的光谱是分立的
34、线状谱，由一些特定频率的波组成，又叫原子光谱 .2.原子光谱的应用：每种元素的原子光谱都有自己的一组特定谱线，应用光谱分析可以确定物质成分 .玻尔模型引入了量子化观点，但不完善.在量子力学中，核外电子并没有确定的轨道，玻尔的电子轨道，只不过是电子出现概率最大的地方.把电子的概率分布用图象表示时，用小黑点的稠密程度代表概率的大小，其结果如同电子在原子核周围形成云雾，称为 “电子云”. 1.氢原子各定态的能量值，为电子绕核运动的动能Ek和电势能Ep的代数和 .由 En21nE和 E1-13.6 eV 可知，氢原子各定态的能量值均为负值.因此，不能根据氢原子的能级公式En21nE得出氢原子各定态能量
35、与n2成反比的错误结论.2.原子的跃迁条件： hE初E终只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况，对于光子和原子作用而使原子电离，则不受此条件的限制.如基态氢原子的电离能为 13.6 eV，只要大于或等于13.6 eV 的光子都能被基态的氢原子吸收而发生电离，只不过入射光子的能量越大，原子电离后产生的自由电子的动能越大.3.原子处于激发态是不稳定的，会自发地向基态或其他较低能级跃迁.由于这种自发跃迁的随机性，一个原子会有多种可能的跃迁.若是一群原子处于激发态，则各种可能跃迁都会发生，所以我们会同时得到该种原子的全部光谱线.第单元核反应虽然有成千上万，但是根据其特点可分为四种基本类型
36、：衰变、人工转变、 轻核聚变和重核裂变.原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变.放射性元素衰变时放出的射线共有三种：射线、 射线和 种类本质电离本领穿透本领精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 22 页射线42He 最强最弱 (空气中几厘米或一张薄纸) 射线01e 较弱很强 (几毫米的铝板 ) 射线光子最弱最强 (几厘米的铅板 ) 按照衰变时放出粒子不同又分为衰变和 23892U23490Th42He（ 23490Th23491Pa01e（ 衰变 )半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间.它表
37、示放射性元素衰变的快慢.半衰期是由核本身的因素决定的，与它所处的物理状态或化学状态无关.不同的放射性元素半衰期不同 .原子核在其他粒子作用下变成另一种原子核的变化称为人工转变.利用原子核的人工转变，人们发现了质子、中子，认清了原子核的结构，并且制造了上千种放射性同位素，在工业、农业、医疗和科研的许多方面得到广泛的应用.147N42He178O11H94Be42He1266C10U (查德威克，发现中子)(eSiPnPHeAl0130143015103015422713发现正电子重核裂变：是重核分裂成中等质量的核的反应过程.如：23592U10U1365454Xe9038Sr1010n.由于中子
38、的增值使裂变反应能持续地进行的过程称为链式反应.发生链式反应的条件是：裂变物质的体积临界体积.裂变的应用：原子弹、原子反应堆.轻核聚变是轻核结合成质量较大的核的反应过程.如：21H31H42He10U.发生聚变反应的条件是：超高温(几百万度以上)热核反应 .聚变的应用：氢弹、可控热核反应.1.核力：为核子间作用力.其特点为短程强引力：作用范围为2.010-15m，只在相邻的核子间发生作用.2.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.3.爱因斯坦质能方程Emc2说明物体的质量和能量之间存在着一定的关系，一个量的变精选学习资料 - - - -
39、 - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 22 页化必然伴随着另一个量的变化.核子在结合成原子核时放出核能，因此，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小m，这就是质量亏损.由质量亏损可求出释放的核能Emc2；反之，由核能也可求出核反应过程的质量亏损.1.原子核既然是由质子和中子组成的，那么为什么还会从原子核里发射出粒子、 粒子?实际上， 发射出来的 粒子和 粒子仍是原子核内的质子和中子结合或转化而成的. 粒子是原子核内的2 个质子和 2 个中子结合在一起发射出来的，粒子是原子核内的中子转化为质子时产生并发射出来的.所以不能因为从原子核中发射出粒子和 粒
40、子就认为原子核也是由它们组成的.2.质量数守恒和核电荷数守恒是我们书写核反应方程的重要依据，但要以核反应的事实为基础，不能仅仅根据该两条守恒定律随意书写事实上不存在的核反应方程.另外，核反应通常是不可逆的，方程中只能用箭头“”连接并指示反应方向，而不能用等号“”连接.3. mc2是计算核能的常用方法.在具体应用中要注意单位制的统一及不同单位的换算 .若质量单位取原子质量单位u另外，在无光子辐射的情况下，核反应中释放的核能转化为生成的新核和新粒子的动能. 因而在此情况下可应用力学原理动量守恒和能量守恒来计算核能.1.（ 20033115P3014Si+X相当于1 u1.6610-27 kg 93
41、1.5 MeV 该结论亦可在计算中直接应用.精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 22 页94Be+21H105B+Y42He+42He73Li+ZA.X 是质子， Y 是中子， ZB.X 是正电子， Y 是质子， ZC.X 是中子， Y 是正电子， ZD.X 是正电子， Y 是中子， Z【解析】由核反应方程中电荷数守恒和质量数守恒可知选项D 正确 .【答案】D2.（ 2001A.B.【解析】卢瑟福原子核式结构理论的主要内容是：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是集中在原子核里，带负电的
42、电子在核外空间里绕核旋转，故B 错 ACD 对.【答案】ACD3.(2001 年全国高考 ) A.第 m 个定态和第n 个定态的轨道半径rm和 rn之比为 rmrnm2n2B.第 m 个定态和第n 个定态的能量Em和 En 之比为 EmEnn2m2.电子沿某一轨道绕核运动，若其圆周运动的频率是，则其发光频率也是.若氢原子处于能量为E 的定态，则其发光频率为hE【解析】由氢原子核外电子轨道半径公式：rn=n2r1知， rm rn=m2 n2，A 正确 .氢原子的能量公式： En=21hE1,所以 EmEn=n2m2,B 正确，根据玻尔理论，只有核外电子发生能级跃迁时，才可能发射某一频率的光，所以
43、CD 错.【答案】AB4.(2002 年广东、广西、河南高考）处于基态的一群氢原子受某种单色光的照射时，只发射波长为 1、2、3的三种单色光，且12 3A.1B.1+2+3C.3232D.2121【答案】D5.(1999 年全国高考 )下列说法正确的是A.22688Ra 衰变为22288RU 要经过 1 次衰变和 1 次精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 22 页B.23892U 衰变为23491Pa 要经过 1 次 衰变和 1 次C.23290Th 衰变为20882b 要经过 6 次 衰变和 4 次D.23892U 衰变
44、为22286RU 要经过 4 次衰变和 4 次【解析】先根据质量数的变化规律确定衰变的次数，然后再确定 衰变的次数 .【答案】C6.（2002 年全国高考） 目前普遍认为， 质子和中子都是由被称为u 夸克和 d 夸克的两类夸克组成 .u 夸克带电量为32e,d 夸克带电量为 -31e,e 为基元电荷 .下列论断可能正确的是A.质子由 1 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成，中子由1 个 u 夸克和 2 个 dB.质子由 2 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成，中子由1 个 u 夸克和 2 个 dC.质子由 1 个 u 夸克和 2 个 d 夸克组成，中子由2 个 u 夸克和 1 个 dD.质
45、子由 2 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成，中子由1 个 u 夸克和 1 个 d【答案】B7.（2002 年上海高考）图15 1 中 P 为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a、b、c 三束，以下判断正A.a 为射线， b 为B.a为 射线， b 为C.b为 射线， c 为D.b 为射线， c 为【答案】BC8.（ 1998A.23892U23490Th21HB.94Be42He12610UC.23490Th23490Pa01e.31153014Si01e【解析】根据核反应所遵从的规律质量守恒、电荷数守恒，可得正确答案应为 B.【答案】B9.（ 200321H+31
46、H42He+X用 cA.X 是质子，核反应放出的能量等于质子质量乘c2B.X 是中子，核反应放出的能量等于中子质量乘c2图 151 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 22 页C.X 是质子， 核反应放出的能量等于氘核与氚核的质量和减去氦核与质子的质量和，再乘 c2D.X 是中子， 核反应放出的能量等于氘核与氚核的质量和减去氦核与中子的质量和，再乘 c2【答案】D10.（2002 年上海高考）完成核反应方程：23490Th23491Pa+_.23490Th 衰变为23491Pa的半衰期是1.2 min， 则 64 g234
47、9090Th 经过 6 min 还有 _g 尚未衰变 .【答案】01e;211.(2001 年全国高考 )在下列四个方程中，x1、x2、x3和 x4各代表某种粒子.23592U109538Sr13854Xe 3x121H x232He10U23892U23490Thx32412Mg 42He2713Al x4A.x1是中子B.x2.x3是粒子.x4【解析】首先根据核电荷数守恒算出x1,x2,x3,x4的核电荷数分别为0、1、2、1，从而确定粒子的名称分别为中子、氢、氦、氢，然后再根据质量数守恒确定x1代表中子， x2代表氘核， x3代表 粒子， x4代表质子，故A、C 正确 .【答案】AC12
48、.(2000 年全国高考)最近几年，原子核科学家在超重元素岛的探测方面取得重大进展.1996 年科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核AZ经过 6 次衰变后的产物是253100Fm.由此，可以判定生成的超重元素的原子序数和质量A.124、 259 B.124、265C.112、265 D.112、277【解析】AZ 642He253100Fm所以 A64 253277Z62100112【答案】13.(2000 年全国高考 )裂变反应是目前核能利用中常用的反应.以原子核23592U 为燃料的反精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - -
49、 - - - - -第 20 页，共 22 页应堆中，当23592U23592U + 10n13954Xe + 9438Sr +310n 235.0439 1.0087 138.9178 93.9154 反应方程下方的数字是中子及有关原子的静止质量(以原子质量单位u 为单位 ).已知1 的质量对应的能量为9.3102MeV ，此裂变反应释放出的能量是_MeV.【解析】m（ 235.04391.0087 138.917893.91543 1.0087） . 由质能方程Emc2有Emc2，E m9.3102MeV 1.8102MeV【答案】1.810214.(2002 年广东、广西、河南高考)p+
50、126C137N137N136C+e+p+136C147Np+147N158O158O157N+e+p+157N126C+其中p 为质子， 为 粒子，e+为正电子，为一种中微子.已知质子的质量为mp=1.672648 10-27kg,粒子的质量为m=6.64492910-27kg，正电子的质量为me=9.1110-31 kg，中微子的质量可忽略不计，真空中的光速c=3.00108 m/s.试计算该系列核反应完成后释放的能量.【解析】为求出系列反应后释放的能量，将题中所给的诸核反应方程左右两侧分别相4pa+2e+2设反应后释放的能量为Q4mpc2=mc2+2mec2+Q,Q=3.9510-12