高二物理下学期期末复习考前必备知识清单（教科版）

专题1 机械振动机械波 知识点1：简谐运动 1.简谐运动：如果物体在运动方向上所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，这样的运动就是简谐运动。 2.平衡位置：物体在振动过程中回复力为零的位置。 3.回复力 (1)定义：使物体在平衡位置附近做往复运动的力。 (2)方向：总是指向平衡位置。 4.简谐运动的特点 受力特点 回复力F＝－kx，F(或a)的大小与x的大小成正比，方向相反 运动特点 靠近平衡位置时，a、F、x都减小，v增大；远离平衡位置时，a、F、x都增大，v减小 能量特点 对同一个振动系统，振幅越大，能量越大。在运动过程中，动能和势能相互转化，系统的机械能守恒 5.弹簧振子和单摆比较 模型 弹簧振子 单摆 示意图 简谐运动 的条件 ①弹簧质量要忽略 ②无摩擦等阻力 ③在弹簧弹性限度内 ①摆线为不可伸缩的轻细线 ②无空气阻力等 ③最大摆角小于5° 回复力 弹簧弹力提供 摆球重力沿与摆线垂直方向(即切向)的分力(不是摆球所受的合外力)提供 平衡位置 弹簧处于自然长度处 最低点 周期 *T＝2π T＝2π 课外拓展：简谐运动的周期性与对称性 周期性 做简谐运动的物体的位移、回复力、加速度和速度均随时间做周期性变化，变化周期就是简谐运动的周期T；动能和势能也随时间做周期性变化，其变化周期为 对称性 (1)如图所示，做简谐运动的物体经过关于平衡位置O点对称的两点P、P'(OP＝OP')时，速度的大小、动能、势能相等，相对于平衡位置的位移大小相等 (2)物体由P到O所用的时间等于由O到P'所用的时间，即tPO＝tOP' (3)物体往复运动过程中通过同一段路程(如OP段)所用时间相等，即tOP＝tPO (4)相隔或(n为正整数)的两个时刻，物体位置关于平衡位置对称，位移、速度、加速度大小相等，方向相反 知识点2：简谐运动的表达式和图像 1．简谐运动的振动方程和图像 (1)从平衡位置开始计时：x＝Asin ωt，如图甲所示。 (2)从最大位移处开始计时：x＝Acos ωt，如图乙所示。 (3)图像反映的是位移随时间的变化规律，随时间的增加而延伸，图像不代表质点运动的轨迹。 (4)简谐运动的表达式 x＝Asin(ωt＋φ)，ωt＋φ为相位，φ为初相位，ω为圆频率，ω与周期T的关系为ω＝。 2．图像信息 (1)确定振动质点在任一时刻的位移：图中t1、t2时刻的位移分别为x1＝7 cm，x2＝－5 cm。 (2)确定振动的振幅、周期和频率：图中的振幅A＝10 cm。周期T＝0.2 s，频率f＝＝5 Hz，OD、AE、BF的间隔都等于振动周期。 (3)确定质点的振动方向：图中的t1、t3时刻，质点向正方向运动；t2时刻，质点向负方向运动。 (4)确定质点加速度的大小和方向：由于回复力总是指向平衡位置，所以加速度在图像上总是指向t轴，图中t1时刻加速度a1为负，t2时刻加速度a2为正，又因为|x1|>|x2|，所以|a1|>|a2|。 课外拓展：等效摆长等效重力加速度 1．等效摆长及等效重力加速度 有些情况下，单摆处在并非只有重力场的环境中，即为类单摆，则T＝2π，其中g′和l′的意义如下： (1)l′——等效摆长：摆动圆弧的圆心到摆球重心的距离。如图甲所示的双线摆的摆长l′＝r＋Lcos α。乙图中小球(可看作质点)在半径为R的光滑圆槽中靠近A点的附近振动，其等效摆长为l′＝R。 (2)g′——等效重力加速度一般情况下，g′＝，F为单摆摆球相对于摆动圆弧的圆心静止时，摆线或圆弧轨道对摆球的作用力，如图丙中g′＝＝gsin α。 知识点3：受迫振动和共振 1.受迫振动 (1)概念：系统在驱动力作用下的振动。 (2)振动特征：物体做受迫振动达到稳定后，物体振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关。 2.共振 (1)概念：当驱动力的频率等于物体的固有频率时，物体做受迫振动的振幅达到最大的现象。 (2)共振的条件：驱动力的频率等于物体的固有频率。 (3)共振的特征：共振时振幅最大。 (4)共振曲线(如图所示)。 f＝f0时，A＝Am，f与f0相差越大，物体做受迫振动的振幅越小。 知识点4：机械波 1.机械波 (1)机械波的形成条件 ①有发生机械振动的波源。 ②有传播介质，如空气、水等。 (2)传播特点 ①机械波传播的只是振动的形式和能量，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移。 ②波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向相同。 ③介质中每个质点都做受迫振动，因此，任一质点的振动频率和周期都和波源的振动频率和周期相同。 ④波源经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离。 (3)分类 横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直； 纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上。 2.波的图像 (1)坐标轴：横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质点的位移。 (2)意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开平衡位置的位移。 (3)图像(如图) 3.波长、波速、频率及其关系 (1)波长λ：在波的传播方向上，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离。 (2)频率f：等于波源的振动频率，由波源决定。 (3)波速v：波在介质中的传播速度，由介质本身的性质决定，与波长和频率无关。 (4)波长、波速和频率(周期)的关系：v＝＝λf。 课外拓展：波的传播方向与质点振动方向的互判 波的传播方向与质点振动方向的互判 “同侧”法 波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧 “上下坡”法 沿波的传播方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡”时质点向上振动 “微平移”法 将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对应同一x坐标的两波形曲线上的点来判断质点振动方向 知识点5：振动图像与波的图像的综合应用 1.振动图像和波的图像的比较 比较项目 振动图像 波的图像 研究对象 一个质点 波传播方向上的所有质点 研究内容 某质点位移随时间的变化规律 某时刻所有质点在空间分布的规律 图像 横坐标 表示时间 表示各质点的平衡位置 物理意义 某质点在各时刻的位移 某时刻各质点的位移 振动方向 的判断 (看下一时刻的位移) (“同侧”法、“上下坡”法、“微平移”法) Δt后的 图形 随时间推移，图像延伸，但已有形状不变 随时间推移，图像沿波的传播方向平移，原有波形做周期性变化 联系 (1)纵坐标均表示质点的位移 (2)纵坐标的最大值均表示振幅 (3)波在传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动 知识点6：波传播的周期性和多解性问题 1．波的周期性 (1)质点振动nT(n＝1，2，3，…)时，波形不变。 (2)在波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为nλ(n＝1，2，3，…)时，它们的振动步调总相同；当两质点平衡位置间的距离为(2n＋1)(n＝0，1，2，3，…)时，它们的振动步调总相反。 2.造成波传播问题多解的主要因素 (1)周期性 ①时间周期性：时间间隔Δt与周期T的关系不明确。 ②空间周期性：波传播距离Δx与波长λ的关系不明确。 (2)双向性 ①传播方向双向性：波的传播方向不确定。 ②振动方向双向性：质点振动方向不确定。 知识点7：波的叠加和干涉 1．波的叠加 观察两列波的叠加过程可知：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，质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的_位移的矢量和。 2．波的干涉和衍射 波的干涉 波的衍射 条件 两列波的频率必须_相同__ 明显条件：障碍物或孔的_尺寸__比波长小或相差不多 现象 形成加强区和减弱区相互隔开的稳定的_干涉图样__ 波能够_绕过障碍物__或孔继续向前传播 知识点8：波的衍射　多普勒效应 1.发生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者跟波长相差不多。 说明：(1)障碍物或孔的尺寸大小并不是决定衍射是否发生的条件，仅是衍射现象是否明显的条件，一般情况下，波长越长越容易发生明显衍射。 (2)当孔的尺寸远小于波长时，尽管衍射十分突出，但由于衍射波的能量很弱，也很难观察到波的衍射现象。 2.多普勒效应 (1)定义：由于波源和观察者之间有_相对运动__，使观察者感受到波的频率_发生变化__的现象。 (2)实质：波源频率_不变__，观察者接收到的频率_发生变化__。 (3)规律 ①波源与观察者如果相互靠近，观察者接收到的_频率变大__； ②波源与观察者如果相互远离，观察者接收到的_频率变小__； ③波源和观察者如果相对静止，观察者接收到的频率_等于__波源的频率。 说明：在多普勒效应中，波源的频率是不改变的，只是由于波源和观察者之间的距离发生变化，观察者接收到的频率发生了变化。 知识点9：用单摆测量重力加速度 1.实验原理 当摆角较小时，单摆做简谐运动，其运动周期为T＝2π，由此得到g＝，因此，只要测出摆长l和振动周期T，就可以求出当地的重力加速度g的值。 2.实验器材 铁架台、单摆、游标卡尺、毫米刻度尺、停表。 3.实验过程 (1)让细线的一端穿过金属小球的小孔，做成单摆。 (2)把细线的上端用铁夹固定在铁架台上，把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂，在单摆平衡位置处做上标记，如图所示。 (3)用毫米刻度尺量出摆线长度l'，用游标卡尺测出金属小球的直径，即得出金属小球半径r，计算出摆长l＝l'＋r。 (4)把单摆从平衡位置处拉开一个很小的角度(小于5°)，然后放开金属小球，让金属小球摆动，待摆动平稳后测出单摆完成30~50次全振动所用的时间t，计算出单摆的振动周期T。 (5)根据单摆周期公式，计算当地的重力加速度。 (6)改变摆长，重做几次实验。 4.数据处理 (1)公式法：利用T＝求出周期，算出三次测得的周期的平均值，然后利用公式g＝求重力加速度。 (2)图像法：根据测出的一系列摆长l对应的周期T，作l－T2的图像，由单摆周期公式得l＝T2，图像应是一条过原点的直线，如图所示，求出图线的斜率k，即可利用g＝4π2k求重力加速度。 5.误差分析 系统误差：本实验的系统误差主要来源于单摆模型本身是否符合要求，即：悬点是否固定，球、线是否符合要求，摆动是圆锥摆还是在同一竖直平面内的摆动以及测量哪段长度作为摆长等等。 偶然误差：本实验的偶然误差主要来自时间(即单摆周期)的测量上。为了减小偶然误差，应进行多次测量后取平均值。 6.减小误差的方法 (1)一般选用一米左右的细线。 (2)悬线顶端不能晃动，需用夹子夹住，保证悬点固定。 (3)应在小球自然下垂时用毫米刻度尺测量悬线长。 (4)单摆必须在同一平面内摆动，且摆角小于5°。 (5)选择在摆球摆到平衡位置处时开始计时，并数准全振动的次数。 专题2 光学 知识点1：折射定律　折射率 1.折射定律 (1)内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。 (2)表达式：＝n12(n12为比例常数)。 2.折射率 (1)定义式：n＝。 (2)折射率与速度的关系式：n＝。因为v<c，所以任何介质的折射率都大于1。 说明：①表达式n＝中的n是指介质相对于真空的折射率，即绝对折射率。②折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。同一种介质中，频率越大的光折射率越大，传播速度越小。③同一种光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。 课外拓展：平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制特点 平行玻璃砖 三棱镜 圆柱体(球) 对光路的控制特点 通过平行玻璃砖后光线不改变传播方向，但要发生侧移 通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折 圆界面的法线是过圆心的直线，光线经过两次折射后向圆心偏折 知识点2：全反射 1.光密介质与光疏介质 介质 光密介质 光疏介质 折射率 大 小 光速 小 大 相对性 若n甲>n乙，则甲相对乙是光密介质 若n甲<n乙，则甲相对乙是光疏介质 2.全反射 (1)定义：光从光密介质射入光疏介质时，当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光的现象。 说明：入射角增大的过程中，折射光的能量减少，反射光的能量增加，当发生全反射时，反射光的能量最强。 (2)条件：①光从光密介质射入光疏介质。②入射角大于或等于临界角。 (3)临界角：折射角等于90°时的入射角。若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，由n＝，得sin C＝。介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。 3.全反射的应用 (1)全反射棱镜 (2)光导纤维 说明：内芯相对于外套为光密介质，内芯的折射率大于外套的折射率。 知识点3：色散现象 1．光的色散成因 棱镜对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，红光的偏折程度最小。对紫光的折射率最大，紫光的偏折程度最大，从而产生色散现象。 光线通过棱镜的光路 2．各种色光的比较与分析 颜色 红橙黄绿蓝靛紫 频率ν 低→高 同一介质中的折射率 小→大 同一介质中的速度 大→小 同一介质中的波长 大→小 通过同一棱镜的偏折角 小→大 同一介质中的临界角 大→小 同一装置的双缝干涉条纹间距 大→小 知识点4：光的干涉 1.定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现亮条纹，某些区域相互减弱，出现暗条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象。 2.条件：两束光的频率相同、相位差恒定。 3.双缝干涉 图样特点：单色光照射时，形成明暗相间的等间距的干涉条纹。 (1)条纹间距：Δx＝λ，对同一双缝干涉装置，光的波长越长，干涉条纹的间距越大。 (2)明暗条纹的判断方法： 如图所示，相干光源S1、S2发出的光到屏上P'点的路程差为 Δr＝r2－r1。 当Δr＝nλ(n＝0，1，2…)时，光屏上P'处出现明条纹。 当Δr＝(2n＋1)(n＝0，1，2…)时，光屏上P'处出现暗条纹。 4.薄膜干涉 (1)形成原因：如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上时，从膜的前表面AA'和后表面BB'分别反射回来，形成两列频率相同的光波，并且叠加。 (2)明暗条纹的判断方法： 两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于薄膜厚度的2倍，光在薄膜中的波长为λ。 在P1、P2处，Δr＝nλ(n＝1，2，3…)，薄膜上出现明条纹。 在Q处，Δr＝(2n＋1)(n＝0，1，2，3…)，薄膜上出现暗条纹。 (3)应用：增透膜、检查平面的平整度。 课外拓展：薄膜干涉现象的应用 1．薄膜干涉现象的应用 (1)增透膜：增透膜的厚度为透射光在薄膜中波长的四分之一，使薄膜前后两面的反射光的路程差为薄膜中波长的一半，故反射光叠加后减弱，透射光的强度增强。 (2)利用薄膜干涉检测平滑度：如图甲所示，两板之间形成一个空气薄层，用单色光从上向下照射，如果被检测表面是平滑的，得到的干涉图样必是等间距的。如果某处凹下，则对应亮纹(或暗纹)向左弯曲，如图乙所示；如果某处凸起来，则对应亮条纹(或暗条纹)向右弯曲，如图丙所示。 (3)楔形薄膜的干涉条纹间距：根据明暗条纹的形成条件可推知，光在薄膜中的波长为λ时，倾角为θ的楔形薄膜的条纹间距Δx＝。 知识点5：光的衍射和偏振 1．对光的衍射的理解 (1)波长越长，衍射现象越明显。在任何情况下都可以发生衍射现象，只是明显与不明显的差别。 (2)衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特殊情况，只有在光的波长比障碍物小得多时，光才可以看作是沿直线传播的。 2．双缝干涉与单缝衍射的比较 内容 干涉 衍射 产生条件 两束光频率相同、振动方向相同、相位差恒定 障碍物或孔的尺寸与波长差不多或更小 图样特点 不同点 条纹宽度 条纹宽度相等 条纹宽度不等、中央最宽 条纹间距 各相邻条纹间距相等 各相邻条纹间距不等 亮度情况 清晰条纹，亮度基本相等 中央条纹最亮，两边变暗 相同点 干涉、衍射都是波特有的现象；干涉、衍射都有明暗相间的条纹 3．光的干涉和衍射的本质 光的干涉和衍射都属于光的叠加，从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波，在屏上叠加形成的。 4．自然光与偏振光的比较 类别 自然光(非偏振光) 偏振光 光的 来源 从普通光源发出的光 自然光通过起偏器后的光 光的振动 方向 在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿任意方向，且沿各个方向振动的光的强度相同 在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿特定方向 知识点6：测量玻璃的折射率 1.实验原理 如图所示，当光线AO以一定的入射角θ1穿过一块两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线O'B，从而画出光从空气射入玻璃后的折射光线OO'，求出折射角θ2，再根据n＝或n＝计算出玻璃的折射率。 2.实验器材 木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、直尺(刻度尺)、铅笔。 3.实验步骤 (1)用图钉把白纸固定在木板上。 (2)在白纸上画一条直线aa'，并取aa'上的一点O为入射点，作过O点的法线MM'。 (3)画出线段AO作为入射光线，并在AO上插上P1、P2两个大头针。 (4)在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线aa'对齐，并画出另一条长边的对齐线bb'。 (5)眼睛在bb'的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使P1被P2挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，再插上P4，使P4挡住P1、P2的像和P3。 (6)移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P3、P4的针孔位置确定出射光线O'B及出射点O'，连接O、O'得到线段OO'。 (7)用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。 (8)改变入射角，重复实验。 4.数据分析 (1)计算法 用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。算出不同入射角时的n＝，并取平均值。 (2)图像法 改变入射角θ1，测出对应的折射角θ2，作sin θ1－sin θ2的图像，由n＝可知图像应是过原点的直线，如图所示，其斜率为折射率。 (3)“单位圆”法 以入射点O为圆心，以一定的长度R为半径画圆，如图所示，sin θ1＝，sin θ2＝，OE＝OE'＝R，则n＝。只要用刻度尺量出EH、E'H'的长度就可以求出n。 5.误差分析 本实验误差主要来源于确定入射光线、出射光线时的准确性以及入射角和折射角的测量造成的偶然误差。 6.注意事项 (1)实验时，应尽可能将大头针竖直插在纸上，且P1和P2之间、P3和P4之间、P2与O之间、P3与O'之间距离要稍大一些。 (2)入射角θ1不宜太大(接近90°)，也不宜太小(接近0°)。 (3)操作时手不能触摸玻璃砖的光洁光学面，也不能把玻璃砖界面当尺子画界线。 (4)实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。 (5)玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5 cm以上，若宽度太小，则测量误差较大。 知识点7：用双缝干涉测量光的波长 1.实验原理 单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中单色光波长λ与双缝间距d、双缝到屏的距离l、相邻两条亮(暗)条纹间距Δx之间满足λ＝Δx。 2.实验步骤 (1)观察双缝干涉图样 ①将光源、遮光筒、毛玻璃依次安放在光具座上，如图所示。 ②接好光源，打开开关，使灯丝正常发光。 ③调节各器件的高度和角度，使光源灯丝发出的光能沿遮光筒轴线到达光屏。 ④安装单缝和双缝，尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上，使单缝与双缝平行，二者间距约为5~10 cm。 ⑤在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹。 (2)测量单色光的波长 ①安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹。 ②使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数a1，将该条纹记为第1条亮条纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至第n条亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数an。 ③用刻度尺测量双缝与光屏间距离l(d是已知的)。 ④改变双缝间的距离d，双缝到光屏的距离l，重复测量。 3.数据分析 (1)条纹间距Δx＝。 (2)波长λ＝Δx。 (3)计算多组数据，求λ的平均值。 4.误差分析 (1)误差来源 由于光波的波长很短，双缝到光屏的距离l和条纹间距Δx的测量是否准确对波长的测量影响很大，是本实验误差的主要来源。 (2)减小误差的方法 ①l的测量：使用毫米刻度尺测量，可多测几次求平均值。 ②Δx的测量：使用测量头测量，测出n条亮条纹间的距离a，则Δx＝，同样可以多测几次求平均值，进一步减小实验误差。 5.注意事项 (1)安装时，注意使光源、透镜、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且间距适当。 (2)光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近。 (3)调节的基本依据：照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝，测量头与遮光筒不共轴；干涉条纹不清晰，一般原因是单缝与双缝不平行。 专题3 热学 知识点1：分子动理论 一、微观量估算的两种“模型” 1．微观量与宏观量 (1)微观量：分子质量m0、分子体积V0、分子直径d等． (2)宏观量：物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ、物体的体积V、摩尔体积Vmol等． 2．分子的两种模型 (1)球模型：V0＝πd3，得直径d＝(常用于固体和液体)． (2)立方体模型：V0＝d3，得边长d＝(常用于气体)． 3．几个重要关系 (1)一个分子的质量：m0＝. (2)一个分子的体积：V0＝(注意：对于气体，V0表示一个气体分子占有的空间)． (3)1 mol物体的体积：Vmol＝. 二、布朗运动与分子热运动 1．分子热运动 分子做永不停息的无规则运动． 2．扩散现象 (1)扩散现象是相互接触的不同物质彼此进入对方的现象． (2)扩散现象就是分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间． (3)温度越高，扩散越快． 3．布朗运动 (1)布朗运动是悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动． (2)布朗运动不是分子的运动，但它反映了液体(或气体)分子的无规则运动． (3)微粒越小，温度越高，布朗运动越明显． 三、分子间作用力、分子势能和内能 1．分子间的作用力 分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力变化得较快． 2．分子动能 (1)分子动能是分子热运动所具有的动能． (2)分子热运动的平均动能 ①所有分子动能的平均值． ②温度是分子热运动的平均动能的标志． 3．分子势能 (1)分子势能的定义 由分子间的相对位置决定的能，在宏观上分子势能与物体体积有关，在微观上与分子间的距离有关． (2)分子势能与分子间距离的关系 分子间的作用力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep＝0)． ①当r＞r0时，分子间的作用力表现为引力，当r增大时，分子间的作用力做负功，分子势能增大． ②当r＜r0时，分子间的作用力表现为斥力，当r减小时，分子间的作用力做负功，分子势能增大． ③当r＝r0时，分子势能最小． 4．物体的内能 (1)内能：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和． (2)决定因素：温度、体积和物质的量． (3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关． (4)改变物体内能的两种方式：做功和传热． 5．温度 (1)一切达到热平衡的系统都具有相同的温度． (2)两种温标 摄氏温标和热力学温标．摄氏温度与热力学温度的关系：T＝t＋273.15 K. 课外拓展：分子力、分子势能与物体的内能 1．分子力、分子势能与分子间距的关系 取r→∞处为零势能处 (1)当r>r0时，分子力为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加。 (2)当r<r0时，分子力为斥力，当r减小时，分子力做负功，分子势能增加。 (3)当r＝r0时，分子势能最小，但并不为零。 2．分析物体内能问题的三点提醒 (1)内能是对物体的大量分子而言的，不存在“某个分子内能”的说法。 (2)温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能都相同。 (3)内能由物体内部分子微观运动状态决定，与物体整体运动情况无关。任何物体都具有内能，恒不为零。 3．分子动能、分子势能、内能、机械能的比较 分子动能 分子势能 内能 机械能 定义 分子无规则运动的动能 由分子间相对位置决定的势能 所有分子的热运动动能和分子势能的总和 物体的动能、重力势能和弹性势能的总和 决定 因素 温度(决定分子平均动能) 分子间距 温度、体积、物质的量 跟宏观运动状态、参考系和参考平面的选取有关 说明 温度、内能等物理量只对大量分子才有意义，对单个或少量分子没有实际意义 知识点2：温度和内能 1.温度 一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。 2.两种温标 摄氏温标和热力学温标。摄氏温度与热力学温度的关系：T＝t＋273.15 K。 3.分子动能 (1)分子动能是分子热运动所具有的动能； (2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动动能的平均值，温度是分子热运动的平均动能的标志； (3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和。 4.分子势能 (1)意义：由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的相对位置决定的能。 (2)分子势能的决定因素 ①微观上：分子间距离和分子排列情况； ②宏观上：体积和状态。 5.物体的内能 (1)概念理解：物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和，是状态量； (2)决定因素：对于给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定，即由物体内部状态决定； (3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关； (4)改变物体内能的两种方式：做功和传热。 知识点3：分子运动速率分布规律　气体压强的微观解释 1.气体分子运动的速率分布图像 当气体分子间距离大约是分子直径的10倍时，分子间作用力十分微弱，可忽略不计；分子沿各个方向运动的机会均等；分子速率的分布规律按“中间多、两头少”的统计规律分布，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，速率大的分子所占比例较大，平均速率会增大，如图所示。 2.气体压强的微观解释 (1)产生原因：由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力。 (2)决定因素(一定质量的某种理想气体) ①宏观上：决定于气体的温度和体积。 ②微观上：决定于分子的平均动能和分子的数密度。 知识点4：固体　液体 1.固体 (1)分类：固体分为晶体和非晶体两类。晶体又分为单晶体和多晶体。 (2)晶体和非晶体的比较 分类 比较 晶体 非晶体 单晶体 多晶体 外形 有规则的几何形状 无确定的几何形状 无确定的几何外形 熔点 确定 确定 不确定 物理性质 各向异性 各向同性 各向同性 典型物质 石英、云母、明矾、食盐 各种金属 玻璃、橡胶、蜂蜡、松香、沥青 转化 晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化 2.液体 (1)液体的表面张力 ①作用效果：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形表面积最小。 ②方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的各条分界线垂直。 ③形成原因：表面层中分子间距离比液体内部分子间距离大，分子间作用力表现为引力。 (2)浸润和不浸润 ①当液体和与之接触的固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强时，液体能够浸润固体。反之，液体不浸润固体。 ②毛细现象：浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降。 3.液晶 (1)液晶的物理性质 ①具有液体的流动性。 ②具有晶体的光学各向异性。 (2)液晶的微观结构 从某个方向上看，其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的。 知识点5：气体压强的计算 1.活塞模型 如图所示是最常见的封闭气体的两种方式。 求气体压强的基本方法：先对活塞进行受力分析，然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程。 图甲中活塞的质量为m，活塞横截面积为S，外界大气压强为p0。由于活塞处于平衡状态，所以p0S＋mg＝pS，则气体的压强为p＝p0＋。 图乙中的液柱也可以看成“活塞”，由于液柱处于平衡状态，所以pS＋mg＝p0S， 则气体压强为p＝p0－＝p0－ρ液gh。 2.连通器模型 如图所示，U形管竖直放置。同一液体中的相同高度处压强一定相等，所以气体B和A的压强关系可由图中虚线联系起来。 则有pB＋ρgh2＝pA，而pA＝p0＋ρgh1， 所以气体B的压强为pB＝p0＋ρg(h1－h2)。 知识点6：气体实验定律　理想气体状态方程 1.气体实验定律 内容 表达式 图像 玻意耳定律 一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比 p1V1＝p2V2 查理定律 一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比 拓展：Δp＝ΔT 盖—吕萨克定律 一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成正比 拓展：ΔV＝ΔT 2.理想气体状态方程 (1)理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体。 ①在压强不太大、温度不太低时，实际气体可以看作理想气体。 ②理想气体的分子间除碰撞外不考虑其他作用，一定质量的某种理想气体的内能仅由温度决定。 (2)理想气体状态方程：或＝C(质量一定的理想气体)。 (3)克拉伯龙方程：pV＝nRT，其中n表示物质的量，n＝，R为常数，对所有气体都相等。 课外拓展：四种图像的比较 四种图像的比较 类别 特点(其中C为常量) 举例 p－V pV＝CT，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远 p－ p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高 p－T p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小 V－T V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小 知识点7：理想气体的变质量问 1.充气问题 选择原有气体和即将充入的气体整体作为研究对象，就可把充气过程中气体质量变化问题转化为定质量气体问题。 2.抽气问题 选择每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体整体作为研究对象，抽气过程可以看成质量不变的等温膨胀过程。 3.灌气分装 把大容器中的剩余气体和多个小容器中的气体整体作为研究对象，可将变质量问题转化为定质量问题。 4.漏气问题 选容器内剩余气体和漏出气体整体作为研究对象，便可使漏气过程中气体质量变化问题转化为定质量气体问题。 知识点8：热力学定律 1.改变物体内能的两种方式 (1)做功；(2)传热。 2.热力学第一定律 (1)内容：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。 (2)表达式：ΔU＝Q＋W。 (3)表达式中的正、负号法则： 符号 W Q ΔU ＋ 外界对物体做功 物体吸收热量 内能增加 － 物体对外界做功 物体放出热量 内能减少 (4)解题时特殊字眼“翻译”： ①绝热：没有传热(Q＝0)； ②等容：体积不变，不做功(W＝0)； ③膨胀：体积变大，物体对外界做功(W<0)； ④等温：分子平均动能不变，理想气体内能不变(理想气体ΔU＝0)； ⑤等压，体积变化ΔV：外界对物体做的功W＝－pΔV。 3.能量守恒定律 (1)内容 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。 (2)第一类永动机是不可能制成的，它违背了能量守恒定律。 4.热力学第二定律的两种表述 (1)克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。 (2)开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响或表述为“第二类永动机是不可能制成的”。 (3)说明： ①“自发地”指明了传热等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助。 ②“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响，如吸热、放热、做功等。在产生其他影响的条件下内能可以全部转化为机械能。 5.热力学第二定律的实质 热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性，进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。 (1)高温物体低温物体。 (2)功热。 (3)气体体积V1气体体积V2(较大)。 (4)不同气体A和B混合气体AB。 6.两类永动机的比较 第一类永动机 第二类永动机 设计要求 不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功的机器 从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响的机器 不可能制成的原因 违背能量守恒定律 不违背能量守恒定律，违背热力学第二定律 知识点9：热力学第一定律与图像的综合应用 1.在某一过程中，气体的p、V、T的变化可由图像直接判断或结合理想气体状态方程＝C分析。 2.气体的做功情况、内能变化及吸、放热关系可由热力学第一定律分析。 (1)由体积变化分析气体做功的情况：体积膨胀，气体对外做功；气体被压缩，外界对气体做功。 (2)由温度变化判断气体内能变化：温度升高，气体内能增大；温度降低，气体内能减小。 (3)由热力学第一定律ΔU＝W＋Q判断气体是吸热还是放热。 (4)在p－V图像中，图像与横轴所围面积表示气体对外界或外界对气体整个过程中所做的功。 知识点10：用油膜法估测油酸分子的大小 1.实验原理 实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的大小。当把一滴用酒精稀释过的油酸酒精溶液滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水，并很快挥发，在水面上形成如图甲所示形状的一层纯油酸薄膜。如果算出一定体积的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积，即可算出油酸分子的大小。用V表示一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积，用S表示单分子油膜的面积，用d表示油酸分子的直径，如图乙所示，则d＝。 2.实验器材 盛水浅盘、注射器(或滴管)、容量瓶、坐标纸、玻璃板、爽身粉、量筒、彩笔等。 3.实验过程 (1)配制油酸酒精溶液，取纯油酸1 mL，注入500 mL的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面到达500 mL刻度线为止。 (2)用注射器(或滴管)将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定体积Vn时的滴数n，算出每滴油酸酒精溶液的体积V0。 (3)向浅盘里倒入约2 cm深的水，并将爽身粉均匀地撒在水面上。 (4)用注射器(或滴管)将一滴油酸酒精溶液滴在水面上。 (5)待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，并将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上。 (6)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S(求面积时以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位计算轮廓内正方形的个数，不足半格的舍去，大于半格的算一格)。 (7)根据油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V，并代入公式d＝，算出油酸薄膜的厚度d。 (8)重复以上实验步骤，多测几次油酸薄膜的厚度，并求平均值，即为油酸分子直径的大小。 知识点11：探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 1.实验器材：铁架台、注射器、橡胶套、压力表等(如图所示)。 2.实验数据的获取 空气的压强p可以从仪器上方的压力表读出，空气柱的长度l可以在玻璃管侧的刻度尺上读出，空气柱的长度l与横截面积S的乘积就是它的体积V。 把柱塞缓慢地向下压或向上拉，读取空气柱的长度与压强的几组数据。 3.实验数据的处理 在等温过程中，气体的压强和体积的关系在p－V图像中呈现为双曲线的一支，如图甲所示。处理实验数据时，要通过变换，作p－ 图像或者V－ 图像，把双曲线变为直线，说明p和V成反比，如图乙所示。这是科学研究中常用的数据处理的方法，因为一次函数反映的物理规律比较直接，容易得出相关的对实验研究有用的参数。 4.实验结论 一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比，即pV＝C。 专题4 原子物理 知识点1：黑体辐射　能量子 1.热辐射 (1)定义：周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫作热辐射。 (2)特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度不同而有所不同。 2.黑体、黑体辐射的实验规律 (1)黑体：能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体。 (2)黑体辐射的实验规律 ①黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。 ②随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，如图。 3.能量量子化 (1)能量子：普朗克认为，当带电微粒辐射或吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。 (2)能量子大小：ε＝hν，其中ν是带电微粒吸收或辐射电磁波的频率，h被称为普朗克常量。h＝6.626 070 15×10－34 J·s(一般取h＝6.63×10－34 J·s)。 4.光子 (1)光子及光子能量：爱因斯坦认为，光本身是由一个个不可分割的能量子组成，频率为ν的光的能量子ε＝hν，称为光子。 (2)光子的动量：①康普顿认为，光子不仅具有能量，而且具有动量，光子的动量p与光的波长λ和普朗克常量h有关。三者关系为p＝。 ②在康普顿效应中，当入射的光子与晶体中的电子碰撞时，要把一部分动量转移给电子，光子动量可能会变小，波长λ变大。 课外拓展：球面辐射模型 设一个点光源或球光源辐射光子的功率为P0，它以球面波的形式均匀向外辐射光子，在一段很短的时间Δt内辐射的能量E＝P0·Δt，到光源的距离为R处有个正对光源的面积为S的接收器，如图所示，则在Δt内接收器接收到的辐射光子能量E'＝E＝。 知识点2：光电效应 1.光电效应及其规律 (1)光电效应现象 照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象称为光电效应，这种电子常称为光电子。 (2)光电效应规律 ①每种金属都有一个截止频率νc，也称作极限频率，入射光的频率必须大于或等于这个截止频率才能产生光电效应。 ②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。 ③光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s。 ④当入射光的频率大于或等于截止频率时，在光的颜色不变的情况下，入射光越强，逸出的光电子数越多，饱和电流越大，逸出光电子的数目与入射光的强度成正比，饱和电流的大小与入射光的强度成正比。 2.爱因斯坦光电效应方程 表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0。 (1)物理意义：金属表面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。 (2)逸出功W0：电子从金属中逸出所需做功的最小值叫作这种金属的逸出功，逸出功W0与金属的截止频率的关系为W0＝hνc。 (3)最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。Ek＝me，可以利用光电管实验的方法测得，最大初动能与遏止电压Uc的关系为Ek＝eUc。 知识点3：光电效应中常见的三类图像 1.Ek－ν图像 (1)写出最大初动能Ek与入射光频率ν的关系式：Ek＝hν－W0＝h(ν－νc)。 (2)由图像获得的信息： ①图线与ν轴交点的横坐标：截止频率νc。 ②图线与Ek轴交点坐标的绝对值：逸出功W0。 ③图线的斜率：普朗克常量h。 2.Uc－ν图像(此时两极间接反向电压) (1)写出遏止电压Uc与入射光频率ν的关系式Uc＝(ν－νc)。 (2)由图像获得的信息： ①图线与横轴交点的坐标：截止频率νc。 ②图线的斜率k＝。 3.光电流I与电压的关系(用同一光电管做实验) (1)甲、乙两种色光比较：两种色光对应的光电子最大初动能Ek甲＝Ek乙，两色光频率ν甲＝ν乙，两种色光对应的截止频率νc甲＝νc乙，两种色光强度关系为甲光较强。 (2)丙、丁两种色光的比较：两种色光对应的光电子最大初动能Ek丙<Ek丁，两色光频率ν丙<ν丁；两种色光对应的截止频率νc丙＝νc丁。 知识点4：光的波粒二象性与物质波 1.光的波粒二象性 (1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性。 (2)光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性。 (3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性。 2.物质波：德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都有一种波和它对应，波长λ＝，其中p是运动物体的动量，h是普朗克常量，数值为6.626×10－34 J·s。人们把这种波称为德布罗意波，也叫物质波。 课外拓展：对波粒二象性的理解 1．从数量上看 个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性。 2．从频率上看 频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，贯穿本领越强，越不容易看到光的干涉和衍射现象。 3．从传播与作用上看 光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时往往表现出粒子性。 4．波动性与粒子性的统一 由光子的能量E＝hν、光子的动量表达式p＝也可以看出，光的波动性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的能量和动量的计算式中都含有描述波动性的物理量——频率ν和波长λ。 知识点5：原子结构和氢原子光谱 1.原子结构 (1)电子的发现：物理学家J.J.汤姆孙发现了电子。 (2)α粒子散射实验：1909年，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，极少数α粒子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.氢原子光谱 (1)光谱：用棱镜或光栅可以把物质发出的光按波长(频率)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 (3)光谱分析：利用每种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，且灵敏度很高。在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义。 (4)氢原子光谱的实验规律：巴耳末系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式＝R∞()(n＝3，4，5，…)，式中R∞叫作里德伯常量，R∞＝1.10×107 m－1。 知识点6：玻尔原子理论　能级跃迁 1.玻尔原子理论的基本假设 (1)轨道量子化与定态 ①轨道量子化：电子运行轨道半径不是任意的，而是量子化的，电子在这些轨道上绕核的运动是稳定的，不产生电磁辐射。 半径公式：rn＝n2r1(n＝1，2，3，…)，其中r1为基态轨道半径，r1＝0.53×10－10 m。 ②定态：电子在不同轨道上运动时，具有不同的能量，原子的能量也只能取一系列特定的值，这些量子化的能量值叫能级，具有确定能量的稳定状态，称为定态。 能级公式：En＝(n＝1，2，3，…)，其中E1为基态能量，对于氢原子来说，E1＝－13.6 eV。 (2)跃迁——频率条件 ①跃迁：原子由一个能量态变为另一个能量态的过程称为跃迁。 ②频率条件 自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发射光子。释放光子的频率满足hν＝ΔE＝E高－E低。 受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量。吸收光子的能量必须恰好等于能级差hν＝ΔE＝E高－E低。 注意：若实物粒子与原子碰撞，使原子受激跃迁，实物粒子能量大于能级的能量差。 2.电离 (1)电离态：n＝∞，E＝0。 (2)电离能：指原子从基态或某一激发态跃迁到电离态所需要吸收的最小能量。 (3)若吸收能量足够大，克服电离能后，获得自由的电子还具有动能。 知识点7：原子核的衰变及半衰期 1.原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的质子数。 2.天然放射现象 放射性元素自发地发出射线的现象，首先由贝克勒尔发现。天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构。原子序数大于83的元素都能自发地发出射线，原子序数小于或等于83的元素，有的也能发出射线。 3.三种射线的比较 名称 构成 符号 电荷量 质量 电离能力 贯穿本领 α射线 氦核 He ＋2e 4 u 最强 最弱 β射线 电子 e －e u 较强 较强 γ射线 光子 γ 0 0 最弱 最强 4.原子核的衰变 (1)衰变：原子核自发地放出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)α衰变、β衰变 衰变类型 α衰变 β衰变 衰变方程 X→ X→ 衰变实质 2个质子和2个中子结合成一个整体射出 中子转化为质子和电子 H＋n→ n→ 匀强磁场中轨迹形状 衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒 (3)γ射线：γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的。 5.半衰期 (1)公式：N余＝N原(，m余＝m原(，式中t为衰变时间，T1/2为半衰期。 (2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的外部条件(如温度、压强)和化学状态(如单质、化合物)无关。 6.放射性同位素的应用与防护 (1)放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同。 (2)应用：放射治疗、培优、保鲜、做示踪原子等。 (3)防护：防止放射性对人体组织的伤害。 知识点8：核反应及核反应类型 1.核反应的四种类型 类型 可控性 核反应方程典例 衰变 α衰变 自发 → β衰变 自发 → 人工转变 人工控制(基本粒子轰击原子核) →(卢瑟福发现质子) →(查德威克发现中子) → 约里奥－居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子 → 重核裂变 容易控制(慢中子、链式反应) → → 轻核聚变 现阶段很难控制(需要极高温度——一般由核裂变提供) →＋17.6 MeV 2.核反应方程式的书写 (1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础。如质子(H)、中子(n)、α粒子(He)、β粒子(e)、正电子(e)、氘核(H)、氚核(H)等。 (2)掌握核反应方程遵循的规律：质量数守恒，电荷数守恒。 (3)由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向。 知识点9：质量亏损及核能的计算 1.核力和核能 (1)核力：原子核内部，核子间所特有的相互作用力。核力是强相互作用，为短程力，作用范围只有约10－15 m，与电性无关。 (2)结合能：原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开需要的能量，叫作原子核的结合能，也叫核能。 (3)比结合能：原子核的结合能与核子数之比，叫作比结合能，也叫平均结合能。比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。 2.质量亏损 凡是释放核能的核反应，反应后各原子核(新生核)及微观粒子的质量(即静止质量)之和变小，两者的差值就叫质量亏损。 3.质能方程 (1)爱因斯坦得出物体的能量与它的质量的关系：E＝mc2。 (2)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其对应减少的能量ΔE＝Δmc2。原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm，吸收的能量为ΔE＝Δmc2。 4.核能的计算 (1)根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2计算核能。 ①ΔE＝Δmc2中，若Δm的单位为“kg”，c的单位为“m/s”，则ΔE的单位为“J”。 ②ΔE＝Δmc2中，若Δm的单位为“u”，则可直接利用ΔE＝Δm×931.5 MeV/u计算，此时ΔE的单位为“MeV”，即1 u＝1.660 5×10－27 kg，相当于931.5 MeV，这个结论可在计算中直接应用。 (2)利用比结合能计算核能 原子核的结合能＝核子的比结合能×核子数。 核反应中反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差，就是该核反应所释放(或吸收)的核能。 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $