最新物理高三一轮复习系列《一轮复习讲义》76第12章 第2讲原子和原子核.pptx

《最新物理高三一轮复习系列《一轮复习讲义》76第12章 第2讲原子和原子核.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最新物理高三一轮复习系列《一轮复习讲义》76第12章 第2讲原子和原子核.pptx（80页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第十二章近代物理初步第2讲原子和原子核NEIRONGSUOYIN内容索引过好双基关研透命题点课时作业回扣基础知识 训练基础题目细研考纲和真题 分析突破命题点限时训练 练规范 练速度过好双基关一、原子物理1.原子的核式结构(1)19091911年，英籍物理学家 进行了粒子散射实验，提出了原子核式结构模型.(2)粒子散射实验的结果：绝大多数粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有 粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90，也就是说它们几乎被“撞了回来”，如图1所示.(3)原子的核式结构模型：原子中带正电部分的体积，但几乎占有全部，电子在正电体的外面运动.图1卢瑟福少数很小质量2.氢原子光

2、谱(1)光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的(频率)和强度分布的记录，即光谱.(2)光谱分类波长吸收连续特征(4)光谱分析：利用每种原子都有自己的 可以用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.特征谱线3.玻尔理论(1)定态：原子只能处于一系列 的能量状态中，在这些能量状态中原子是 的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量.(2)跃迁：电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会放出能量为h的光子，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即h.(h是普朗克常量，h6.631034 Js)(3)轨道：原子的不同能量状态跟

3、电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应.原子的定态是，因此电子的可能轨道也是.不连续稳定EmEn不连续的 不连续的4.氢原子的能量和能级变迁(1)能级和半径公式：能级公式：En(n1,2,3，)，其中E1为基态能量，其数值为E1 eV.半径公式：rn(n1,2,3，)，其中r1为基态轨道半径，又称玻尔半径，其数值为r10.531010 m.13.6n2r1(2)氢原子的能级图，如图2所示图2自 测 1(多选)如图3所示为粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时观察到的现象，下述说法中正确的是A.放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B.放在B位置

4、时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置时稍少些C.放在C、D位置时，屏上观察不到闪光D.放在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少图3解 析 根据粒子散射现象，绝大多数粒子沿原方向前进，少数粒子发生较大偏转，A、B、D正确.自测2一个氢原子从n3能级跃迁到n2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，能量减少二、天然放射现象和原子核1.天然放射现象(1)天然放射现象元素 地放出射线的现象，首先由 发现.天然放射现象的发现，说明原子核具有 的结构.(2)放射性同位素的应用与防护放射性同位素：有 放射性同位素和 放射性同位素两类，放射

5、性同位素的化学性质相同.应用：消除静电、工业探伤、做 等.防护：防止放射性对人体组织的伤害.自发 贝可勒尔复杂天然 人工示踪原子2.原子核的组成(1)原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为.质子带正电，中子不带电.(2)基本关系核电荷数(Z)质子数元素的原子序数原子的.质量数(A)质子数中子数.(3)X元素的原子核的符号为，其中A表示，Z表示核电荷数.3.原子核的衰变、半衰期(1)原子核的衰变原子核放出粒子或粒子，变成另一种 的变化称为原子核的衰变.核子核外电子数核子数质量数原子核分类当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生衰变，有的发生衰变，同时伴随着辐射.两个典型的衰变方程(2)半衰

6、期定义：放射性元素的原子核有 发生衰变所需的时间.影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核 自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系.(3)公式：N余N原()，m余m原().半数内部4.核力和核能(1)原子核内部，所特有的相互作用力.(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损m，其对应的能量E.(3)原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加m，吸收的能量为E.核子间mc2mc2自测3(2018全国卷14)1934年，约里奥居里夫妇用粒子轰击铝核 Al，产生了第一个人工放射性核素X：AlnX.X的原子序数和质量数分别为A.15和28 B.15和30C.16和30 D.17和31

7、研透命题点1.定态间的跃迁满足能级差(1)从低能级(n)高能级(m)吸收能量.hEmEn(2)从高能级(m)低能级(n)放出能量.hEmEn.命题点一玻尔理论和能级跃迁2.电离电离态与电离能电离态：n，E0基态电离态：E吸0(13.6 eV)13.6 eV.激发态电离态：E吸0En|En|.若吸收能量足够大，克服电离能后，获得自由的电子还携带动能.例 1(多选)(2018湖南省永州市三模)如图4所示是玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图.大量处于n3能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频率的光子，设普朗克常量为h，下列说法正确的是A.能产生3种不同频率的光子B.产生的光子的最大频率为C.当氢

8、原子从能级n2跃迁到n1时，氢原子的能量变大D.若氢原子从能级n2跃迁到n1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应，则当氢原子从能级n3跃迁到n1时放出的光子照到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为E3E2图4变 式 1(多选)(2018山东省烟台市上学期期末)如图5，一群处于n5能级的氢原子在向n1的能级跃迁的过程中A.放出4种频率不同的光子B.放出10种频率不同的光子C.放出的光子的最大能量为13.06 eV，最小能量为0.66 eVD.放出的光子有的能使逸出功为13 eV的金属发生光电效应现象图5变 式 2(2019四川省成都市调研)氢原子能级图如图6所示，当氢原子从n3的能级跃迁到

9、n2的能级时，辐射光的波长为656 nm，下列判断正确的是A.氢原子从n2的能级跃迁到n1的能级时，辐射光的波长大于656 nmB.当氢原子从n4的能级跃迁到n2的能级时，辐射出的光子不能使逸出功为2.25 eV的钾发生光电效应C.一个处于n4的能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生6种谱线D.用能量为1.0 eV的光子照射处于n4能级的氢原子，可以使氢原子电离图6命题点二原子核的衰变及半衰期1.衰变规律及实质(1)衰变、衰变的比较匀强磁场中轨迹形状衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒(2)射线：射线经常伴随着衰变或衰变同时产生.其实质是放射性原子核在发生衰变或衰变的过程中，产生的新核由于

10、具有过多的能量(原子核处于激发态)而辐射出光子.2.确定衰变次数的方法因为衰变对质量数无影响，所以先由质量数的改变确定衰变的次数，然后再根据衰变规律确定衰变的次数.3.半衰期(1)公式：N余N原()，m余m原().(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关.例2(2017全国卷15)一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核，衰变方程为，下列说法正确的是A.衰变后钍核的动能等于粒子的动能B.衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小C.铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间D.衰变后粒子与钍核的质量之和等于衰变

11、前铀核的质量变 式 3(多选)(2018河南省濮阳市第二次模拟)关于原子和原子核，下列说法正确的是A.粒子散射实验表明，原子是可分的B.原子核发生衰变，原子核的质子数会增加C.外界的温度越高，原子半衰期越短D.根据玻尔理论可知，氢原子从高能级向低能级跃迁时，可以辐射各种不同频率的光子变式4(多选)(2018广东省汕头市第二次模拟)如图7，静止的 U核发生衰变后生成反冲Th核，两个产物都在垂直于它们速度方向的匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是A.衰变方程可表示为B.Th核和粒子的圆周轨道半径之比为145C.Th核和粒子的动能之比为145D.Th核和粒子在匀强磁场中旋转的方向相反图7命题点

12、三核反应及核反应类型1.核反应的四种类型重核裂变容易控制轻核聚变很难控制例 3(2016全国卷35(1)在下列描述核过程的方程中，属于衰变的是_，属于衰变的是_，属于裂变的是_，属于聚变的是_.(填正确答案标号)CAB E F命题点四质量亏损及核能的计算1.利用质能方程计算核能(1)根据核反应方程，计算出核反应前与核反应后的质量亏损m.(2)根据爱因斯坦质能方程Emc2计算核能.质能方程Emc2中m的单位用“kg”，c的单位用“m/s”，则E的单位为“J”.(3)Emc2中，若m的单位用“u”，则可直接利用Em 931.5 MeV计算E，此时E的单位为“MeV”，即1 u1.660 61027

13、 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.解 析 根据质能方程，释放的核能Emc2，m2mHmHemn0.003 5 u，则E0.003 5931 MeV3.258 5 MeV 3.3 MeV，故B正确，A、C、D错误.变 式 7(多选)(2018云南省统一检测)原子核的比结合能随质量数的变化图象如图8所示，根据该曲线，下列判断正确的是A.中等质量核的比结合能大，这些核较稳定图8课时作业1.在卢瑟福粒子

14、散射实验中，金箔中的原子核可以看做静止不动，下列各图画出的是其中两个粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是双基巩固练1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12解 析 金箔中的原子核与粒子都带正电，粒子接近原子核过程中受到斥力而不是引力作用，A、D错误；由原子核对粒子的斥力作用及物体做曲线运动的条件知曲线轨迹的凹侧应指向粒子所受力的方向，B错误，C正确.13 142.下列说法正确的是A.在铀核的裂变中，当铀块的体积小于“临界体积”时，不能发生链式反应B.铀元素的半衰期为T，当温度发生变化时，铀元素的半衰期也发生变化C.轻核聚变的过程质量增大，重核裂变的过程有质量亏损D.比结合能小的原

15、子核结合成(或分裂成)比结合能大的原子核时一定吸收能量1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 143.(2018山西省晋城市第一次模拟)关于原子核，下列说法正确的是A.原子核发生一次衰变，该原子外层就失去一个电子B.铀235裂变方程为C.比结合能越大，原子核越稳定D.把放射性元素掺杂到其他稳定元素中，放射性元素的衰变会变慢1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12解 析 原子核的衰变过程是中子转变为质子而释放出电子的过程，核外电子没有参与该反应，选项A错误；铀235必须吸收慢中子后才能发生裂变，选项B错误；原子核的比结合能越大，原子核越难分离，原子核越稳定，选项C

16、正确；放射性元素衰变的快慢与其物理、化学状态无关，选项D错误.13 144.(2018安徽省宣城市第二次调研)下列四幅图涉及不同的物理知识，如图1所示，其中说法正确的是1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12图113 14A.图甲，卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子B.图乙，用中子轰击铀核使其发生聚变，链式反应会释放出巨大的核能C.图丙，玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的D.图丁，汤姆孙通过电子的发现揭示了原子核内还有复杂结构1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 145.(2018重庆市上学期期末抽测)关于近代物理

17、发展的成果，下列说法正确的是A.只要增加入射光的强度，光电效应就可以发生B.氢原子从激发态向基态跃迁时会辐射特定频率的光子C.环境温度越高，原子核衰变的速度越快D.任何核反应都遵从质量守恒定律1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 146.(2018山东省烟台市上学期期末)卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是A.粒子散射实验B.电子的发现C.光电效应现象的发现D.天然放射性现象的发现1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1213 147.(2019河北省秦皇岛市质检)关于原子核，下列说法正确的是A.比结合能越大，原子核越稳定B.一群处于n3能级的氢

18、原子，向较低能级跃迁时最多只能放出两种频率的光子C.的半衰期是5天，100克 经过10天后的质量为50克D.衰变所释放的电子来自原子核外的电子1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1213 148.(2018山东省临沂市上学期期末)下列有关放射性知识的说法中正确的是A.放射现象说明原子具有核式结构B.射线与射线都是电磁波，但射线穿透本领比射线强C.氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过3.8天后就一定只剩下2个氡原子核D.衰变成 要经过6次衰变和8次衰变1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1213 149.(2018江西省十所省重点高中二模)下列核反应方程中，表示核聚变过

19、程的是1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1213 141 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12综合提升练13 141 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1213 141 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1213 141 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 141 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1214.用速度大小为 v的中子轰击静止的锂核()，发生核反应后生成氚核和粒子，生成的氚核速度方向与中子的初速度方向相反，氚核与粒子的速度之比为78，中子的质量为m，质子的质量可近似看做m，光速为c.(1)写出核反应方程.解析由题意可知，核反应方程为13 14(2)求氚核与粒子的速度大小.解析设中子的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得m v3m v14m v2由题意得v1v2781 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14(3)若核反应过程中放出的核能全部转化为粒子和氚核的动能，求出质量亏损.解析氚核和粒子的动能之和为由爱因斯坦质能方程得，质量亏损为1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14本课结束