2022年高考物理二轮复习专题七原子物理.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载20XX年高考二轮复习专题七原 子 物 理学问网络考点猜测近代物理部分相对独立,主干学问是原子的量子化结构和核能,复习时要环绕玻尔理论、衰变规律和爱因斯坦质能方程等重点学问进行模块内的综合主要是近代物理学问与动量守 恒定律的综合利用碰撞探究微观粒子的规律是高能物理常用的讨论手段,如 粒子散射实 验 粒子与氮、铍、铝的碰撞分别发觉了质子、中子和放射性同位素,加速器、对撞机等 都是讨论核物理的常用工具近年近代物理试题中显现不少中学教材中没有的新学问背景,如“ 超重元素” 、“ 双电荷交换反应” 、俄歇效应、原子内层空位产生的内转换

2、机制、氢原子等在训练同学读题时,要引导他们尽力将新情境中的问题与已学过的学问联系起来,在学习心理学中, 就是“ 图式” 的“ 同化” 与“ 顺应” 的过程,这类问题其实是“ 新瓶装旧酒” ,仍是考查课本上的知 识点,只是对同学的才能要求提高了,要真正懂得才能变通“ 联系实际,联系生活,联系高科技” 已成为高考命题的趋势,考查内容表达时代气息,用新名词包装的试题增加试题越来越重视学问的联系,表达学科的综合性要点归纳一、原子的核式结构名师归纳总结 卢瑟福依据粒子散射试验观看到的试验现象推断出了原子的核式结构 粒子散射实第 1 页,共 5 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - -

3、 - - - - 验的现象是：绝大多数学习必备欢迎下载粒子粒子穿过金箔后基本上仍沿原先的方向前进；极少数就发生了较大的偏转甚至返回留意,核式结构并没有指出原子核的组成二、波尔原子模型玻尔理论的主要内容：1“ 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,电子虽做变速运动,但并不向外辐射电磁波,这样的相对稳固的状态称为定态定态假设实际上只是给经典的电磁理论限制了适用范畴：原子中的电子绕核转动处于定态时不受该理论的制约2“ 跃迁假设” ：电子绕核转动处于定态时不辐射电磁波,但电子在两个不同定态间发生跃迁时,却要辐射 吸取 电磁波 光子 ,其频率由两个定态的能量差值打算h EmE

4、n3“ 能量量子化假设” 和“ 轨道量子化假设” ：由于能量状态的不连续,因此电子绕核 转动的轨道半径也不能任意取值三、原子核的衰变及三种射线的性质1衰变与 衰变方程 衰变的次数 衰变：AXA4 2Y4 2HeZZ 衰变：AXZA 1Y0 1eZ2和 衰变次数的确定方法先由质量数确定衰变的次数,再由核电荷数守恒确定3半衰期 T ：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间4特点：只由核本身的因素所打算,而与原子所处的物理状态或化学状态无关5规律： NN01 2t T 射线6三种射线射线射线射线物质微粒氦核4 2He电子0 1e光子 不带电c大 穿透几厘米厚的铅 板 弱带电情形带正电 2 e带负

5、电 e速度约为1 10c 接近 c 贯穿本事小 空气中飞行几厘米中 穿透几毫米厚的铝板电离作用强次四、核能1爱因斯坦质能方程：Emc 22核能的运算 1 如 m以千克为单位,就： E mc 22 如 m以原子的质量单位u 为单位,就： E m 931.5 MeV 3核能的猎取途径1 重核裂变：例如235 92U1 0n136 54Xe90 38Sr101 0n2 轻核聚变：例如2 1H 3 1H 4 2He 1 0n聚变的条件：物质应达到超高温一、玻尔模型能级概念 几百万度以上 状态,故聚变反应亦称热核反应热点、重点、难点名师归纳总结 例 1氢原子的能级如图610 所示,已知可见光的光子能量范

6、畴约为1.62 eV3.11 第 2 页,共 5 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - eV,以下说法错误的是 学习必备欢迎下载图 610 A处于 n3 能级的氢原子可以吸取任意频率的紫外线,并发生电离B大量氢原子从高能级向 n3 能级跃迁时,发出的光具有显著的热效应C大量处于 n4 能级的氢原子向低能级跃迁时,可能发出 6 种不同频率的光D大量处于 n4 能级的氢原子向低能级跃迁时,可能发出 3 种不同频率的可见光【解析】 处于 n3 能级的氢原子吸取光子而发生电离的最小能量是 1.51 eV ,又因紫外线的频率大于可见光的频率,所以紫外线的光子能量

7、E3.11 eV ,故 A 正确由能级跃迁理论知,氢原子由高能级向 n 3 能级跃迁时,发出光子的能量 E1.51 eV ,所以发出光子能量小于可见光的光子能量由 Eh 知,发出光子频率小于可见光的光子频率,发出光子为红外线,具有较强的热效应,故 B 正确由能级跃迁理论知,n4 能级的氢原子向低能级跃迁时,最多可发出 6 种频率的光子,故 C正确由能级跃迁理论知,大量处于n4 能级的氢原子向低能级跃迁时,发出光子的能量分别为：0.66 eV4 3 ,2.55 eV4 2,12.75 eV41,1.89 eV32,12.09 eV31 ,10.2 eV21 ,所以只有32 和 42 跃迁时发出的

8、2 种频率的光子属于可见光,故D错误 n1 n2 答案 D 【点评】 原子由定态n n2 向低能级跃迁时可能辐射的光子频率的种类为原子跃迁时,所吸取或释放的光子能量只能等于两能级之间的能量差原子电离时,所吸取的能量可以大于或等于某一能级能量的肯定值运算时应留意：因一般取 量单位 1 eV 1.6 1019 J 远处为零电势参考面,故各能级的能量值均为负值；能二、考查衰变、裂变、聚变以及人工转变概念 例 2现有三个核反应：2 1H 3 1H 4 2He _24 11Na 24 12Mg _；235 92U 1 0n 141 56Ba 92 36Kr _；完成上述核反应方程,并判定以下说法正确选项

9、 A是裂变,是 衰变,是聚变B是聚变,是裂变,是 衰变C是 衰变,是裂变,是聚变D是 衰变,是聚变,是裂变 答案 0 1e31 0n1 0nC 【点评】 原子核自发地放出某种粒子成为新的原子核,叫做衰变；原子序数较大的重核分裂成原子序数较小的原子核,叫做重核裂变；原子序数很小的原子核聚合成原子序数较大的原子核,叫做轻核聚变全部核反应都遵循质量数和电荷数守恒的规律,情形复杂时可列方程组求解三、核能和质量亏损 例 3 某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论,其中的两个核反应方程为1 12 13 1 15 121H 6C 7N Q1 1H 7N 6C XQ2方程中 Q1、Q2 表示释放的能量,相关

10、的原子核质量见下表：名师归纳总结 原子核1 1H3 2He4 2He12 6C13 7N15 7N第 3 页,共 5 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 质量 /u1.00783.0160学习必备欢迎下载13.005715.0001 4.002612.0000以下判定正确选项 20XX 年高考 重庆理综卷 AX 是 32He,Q2Q1BX 是 42He,Q2Q1CX 是 32He ,Q2Q14DX 是 2He ,Q2Q1【解析】 核反应方程：11H 126C 137N 中的质量亏损为： m11.0078 u 12.0000 u 13.0057 u 0.

11、0021 u 依据电荷数守恒、质量数守恒可知：1 1H13 7N12 6C4 2Hec2其质量亏损为： m21.0078 u 15.0001 u 12.0000 u 4.0026 u 0.0053 u 依据爱因斯坦质能方程得：Q1 m1c 2,Q2 m2c 2故 Q1Q2 答案 B 【点评】 要留意u 为质量单位,并不是能量单位,其中1 u 1.6606 1027 kg,1 u931.5 MeV 四、近代物理中的前沿科技问题近几年来,高考试题中 STS科学 技术 社会 问题 如反物质、中微子、介子、夸克、弗兰克赫兹试验等 占有较大的比例,显现了以科技前沿为背景的信息题解决这类试题的关键在于：认

12、真阅读题目、懂得题意,捕捉有效信息、删除干扰信息；认真分析问题所描述的物理状态或物理过程,并从中建立起相应的物理模型；最终运用相关的物理规律求解 例 4 K介子的衰变方程为 K 0,其中 K介子和 介子所带电荷量为元电荷e, 0介子不带电如图 611 所示,两匀强磁场方向相同,以虚线 MN为抱负边界,磁感应强度分别为 B1、B2今有一个 K介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场 B1中,其轨迹为圆弧AP,P 在 MN上, K在 P 点时的速度为 v,方向与 MN垂直在 P 点该介子发生了上述衰变,衰变后产生的 介子沿速度 v 的反方向射出, 其运动轨迹如“ 心” 形图线所示就以下说法正确的是 图

13、611 A介子的运行轨迹为 PENCMDPB介子运行一周回到 P 用的时间 T2 mB2eCB14B2D 0介子做匀速直线运动【解析】 由题意可知, K介子衰变为 介子和 0介子后, 介子沿速度 v 的反方向射出,而 介子带负电,依据左手定就可以判定,介子的运行轨迹为 PDMCNEP,就选项 A错误；设 介子在左右两侧磁场中做匀速圆周运动的半径分别为 R1 和 R2,运动周期分别为T1 和 T2,由图可知：R1 R22,又 R1 mv eB1、R2 mv eB2,就 B12B2,即选项 C错误；而 T12 meB1,T22 meB2,就 介子运行一周回到 P 所用的时间 TT1 2T2 2T1

14、 2 T1T2 22 meB2,即选项 B 正确； 0 介子由于不带电而不受洛伦兹力作用,它将做匀速直线运动,即选项 D 正确综上所述,选项 B、D正确名师归纳总结 答案 BD 第 4 页,共 5 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载【点评】 此题涉及匀速圆周运动、线速度、角速度、周期、向心力、洛伦兹力、左手定 就、牛顿其次定律等学问点,考查同学对上述学问的懂得和把握程度,以及分析、推理的能 力和信息处理的才能解决此题的关键在于：先利用左手定就判定 介子的运行轨迹,再运 用洛伦兹力、牛顿其次定律等学问分析求解设计的世界上第一个全超导非

15、圆截面同类拓展 20XX 年 3 月 24 日,由中国自行讨论、托卡马克 EAST核聚变试验装置 又称“ 人造太阳” ,如图 612 所示,已胜利完成首次工作 调试由于它和太阳产生能量的原理相同,都是热核聚变反应,所以被外界称为“ 人造太阳” “ 人造太阳” 的原理就是在这台装置的真空室内加入少量氢的同位素氘和氚,使其在 肯定条件下发生聚变反应,反应过程中会产生庞大的能量核聚变的主要原料是氘和氚,在海水中含量极其丰富就以下说法中错误 的是 图 612 A“ 人造太阳” 的核反应方程是2 1H3 1H4 2He1 0n1 0nB“ 人造太阳” 的核反应方程是235 92U 1 0n 141 56Ba 92 36Kr 3C“ 人造太阳” 释放的能量大小的运算公式是2 E mcD与这种热核聚变比较,核裂变反应堆产生的废物具有放射性【解析】 “ 人造太阳” 中的核反应为轻核的聚变,故A正确、 B 错误核反应释放的能量名师归纳总结 都遵循质能方程 E mc 2,C正确聚变方程产生的4 2He 不具有放射性,而裂变反应产生的第 5 页,共 5 页废物会衰变放出或 射线, D正确 答案 B - - - - - - -