高考二轮复习物理教案（13）原子和原子核doc高中物理

(最新原创)2022高考二轮复习物理教案（13）原子和原子核专题要点1．原子的构造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构造。从而翻开原子的大www.ks5u.com门.②卢瑟福的核式构造模型(行星式模型)卢瑟福α粒子散射实验装置,现象,从而总结出核式构造学说www.ks5u.comα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粒子穿过金箔后根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。www.ks5u.com2．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www.ks5u.com⑶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)3.天然放射现象①天然放射现象的发现，使人们认识到原子核也有复杂构造www.ks5u.com9/9\n核变化从贝克勒耳发现天然放射现象开场衰变(用电磁场研究)：②各种放射线的性质比较www.ks5u.com种类本质质量（u）电荷（e）速度（c）电离性贯穿性α射线氦核4+20.1最强最弱，纸能挡住β射线电子1/1840-10.99较强较强，穿几mm铝板γ射线光子001最弱最强，穿几cm铅版www.ks5u.com4.四种核反响类型(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)，www.ks5u.comβ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。www.ks5u.com+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：www.ks5u.com(发现质子的核反响)(卢瑟福)用α粒子轰击氮核,并预言中子的存在www.ks5u.com(发现中子的核反响)(查德威克)钋产生的α射线轰击铍(人工制造放射性同位素)www.ks5u.com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)，裂变反响会连续不断地进展下去，这就是链式反响。www.ks5u.com9/9\n⑷轻核的聚变：（需要几百万度高温，所以又叫热核反响）所有核反响的反响前后都遵守：质量数守恒、电荷数守恒。（注意：质量并不守恒。）5．核能计算方法有三：①由(△m单位为“kg”)计算；www.ks5u.com②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6.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www.ks5u.com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www.ks5u.com构造及其功能。⑶进展考古研究。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）。www.ks5u.com一．考纲要求www.ks5u.com考点要求考点解读氢原子光谱Ⅰ以α粒子散射实验、原子光谱为实验根底的卢瑟福原子核式构造学说和玻尔原子理论，各种核变化和与之相关的核反响方程、核能计算等.氢原子的能级构造、能级公式Ⅰ原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期Ⅰ放射性同位素Ⅰ核力、核反响方程Ⅰ结合能、质量亏损Ⅰ裂变反响和聚变反响、裂变反响堆Ⅰ放射性的防护Ⅰ二．教法指引www.ks5u.com9/9\n此专题复习时，可以先让学生完成相应的习题，在精心批阅之后以题目带动知识点，进展适当提炼讲解。要求学生强加记忆。这一专题的知识点高考要求不是很高，但是比较杂乱，学生易于掌握每个知识点，但是不易掌握全面，二轮复习时还是要稳扎稳打，从根本知识出发。www.ks5u.com一．知识网络www.ks5u.comwww.ks5u.com二．典例精析题型1.（波尔的跃迁理论）氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为www.ks5u.com=0.6328µm，=3.39µm，已知波长为的激光是氖原子在能级间隔为=1.96eV的两个能级之间跃迁产生的。用表示产生波长为的激光所对应的跃迁的能级间隔，那么的近似值为（）www.ks5u.comA．10.50eVB．0.98eVC．0.53eVD．0.36eV9/9\n解析：根据,可知当当时,连立可知。www.ks5u.com题型2.（氢原子能级图在波尔理论中的应用）氢原子的局部能级如以下图。已知可见光的光www.ks5u.com子能量在1.62eV到3.11eV之间。由此可推知,氢原子（）A.从高能级向n=1能级跃迁时了出的光的波长比可见光的短B.从高能级向n=2能级跃迁时发出的光均为可见光C.从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D.从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光为可见光解析：从高能级向n=1的能级跃迁的过程中辐射出的最小光子能量为9.20ev,不在1.62eV到3.11eV之间,A正确.已知可见光子能量在1.62eV到3.11eV之间从高能级向n=2能级跃迁时发出的光的能量3.40ev，B错.从高能级向n=3能级跃迁时发出的www.ks5u.com光的频率只有能量大于3.11ev的光的频率才比可见光高,C错.从n=3到n=2的过程中释放的光的能量等于1.89ev介于1.62到3.11之间,所以是可见光D对。www.ks5u.com题型3.（现象意义）以下现象中，与原子核内部变化有关的是（）A．粒子散射现象B．天然放射现象C．光电效应现象D．原子发光现象解析：α粒子散射实验说明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及到核内部的变化，故Awww.ks5u.com项错误；天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出α粒子或电子，从而发生α衰变或β衰变，故B项正确；光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及到9/9\nwww.ks5u.com原子核的变化，故C项错误；原子发光是原子跃迁形成的也没有涉及到原子核的变化，故D项错误。题型4.（三种射线的特性）放射性元素衰变时放出三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是（）www.ks5u.comA．a射线，b射线，g射线B．g射线，b射线，a射线，C．g射线，a射线，b射线D．b射线，a射线，g射线解析：由于三种射线的能量不同，所以贯穿能力最强的是g射线，b射线次之，a射线最弱，故www.ks5u.com正确答案选B。题型5.（轻核聚变）科学家发现在月球上含有丰富的（氦3）。它是一种高效、清洁、平安的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反响的方程式为。关于聚变以下表述正确的选项是（）A．聚变反响不会释放能量B.聚变反响产生了新的原子核C．聚变反响没有质量亏损D.目前核电站都采用聚变反响发电解析：聚变反响时将质量较小的轻核聚变成质量较大的核，聚变过程会有质量亏损，要放出www.ks5u.com大量的能量。但目前核电站都采用采用铀核的裂变反响。因此B正确。题型6.（核反响方程）原子核聚变可望给人类未来提供丰富的干净能源。当氖等离子体被加热到适当高温时，氖核参与的几种聚变反响可能发生，放出能量。这几种反响的总效果可以表示为，由平衡条件可知（）www.ks5u.comA.k=1,d=4B.k=2,d=2C.k=1,d=6D.k=2,d=3解析：由质量数守恒和电荷数守恒，分别有，，解得 k=2，d=2。正确选项为B。www.ks5u.com9/9\n题型7.（四种反响的区分）以下说法正确的选项是（）w.w.w.k.s.5.u.c.o.mA.是衰变方程www.ks5u.comB.是核聚变反响方程C.是核裂变反响方程D.是原子核的人工转变方程解析：A选项中在质子的轰击下发生的核反响，属于人工转变，A错；C选项是α衰变，www.ks5u.com不是裂变，C错。题型8.（几种力的比较）氮原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库伦力和核力，那么3种力从大到小的排列顺序是（）A．核力、万有引力、库伦力B．万有引力、库伦力、核力www.ks5u.comC．库伦力、核力、万有引力D．核力、库伦力、万有引力解析：核力是强力，它能将核子束缚在原子核内。万有引力最弱，研究核子间相互作用时万有引力可以忽略。题型9.（核能的利用）水（包括海水）是未来的“煤炭”，能从根本上解决人类能源问题。这是指（填“氢能”、“核能”、“氢能和核能”）和利用。请说明理由。www.ks5u.com解析：①核能：因为海水中含有大量核聚变的材料氘，通过核聚变能够释放大量的核能。②核能和氢能：因为海水中含有大量核聚变的材料氘，通过核聚变能够释放大量的核能。氢能有便于储存与运输的优点，也可以为解决能源问题做出奉献。9/9\nwww.ks5u.com题型10.（原子核）三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子后变为Y核，Y核与质子发生核反响后生成Z核并放出一个个氦（42He）,那么下面说法正确的选项是（）A.X核比Z核多一个原子B.X核比Z核少一个中子www.ks5u.comC.X核的质量数比Z核质量数大3D.X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍解析：设原子核X的质量数为x，电荷数为y，依题意写出核反响方程，根据质量数守恒和电www.ks5u.com荷数守恒，可得原子核Y的质量数为x，电荷数为y-1，原子核Z的质量数为x-3，电荷数为y-2。由此可得X核的质子（y）比Z核的质子（y-2）多2个，A错；由此可得X核的中子（x-y）比Z核的中子（x-y-1）多1个，B错；X核的质量数（x）比Z核的质量数（x-3）多3个，C对；X核与Z核的总电荷（2y-2）是Y核电荷（y-1）的2倍，D对。www.ks5u.com题型11.（结合能、能量守恒定律）中子和质子结合成氘核时，质量亏损为，相应的能量　MeV是氘核的结合能。以下说法正确的选项是（）www.ks5u.comA.用能量小于2.2MeV的光子照射静止氘核时，氘核不能分解为一个质子和一个中子B.用能量等于2.2MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零C.用能量大于2.2MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零www.ks5u.comD.用能量大于2.2MeV的光子照射静止氘核时，氘核不能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和不为零www.ks5u.com9/9\n解析：只有静止氘核吸收光子能量大于其结合能时，才能分解为一个质子和一个中子，故A项正确，B项错误；根据能量守恒定律，光子能量大于氘核结合题，那么多余的能量以核子动能形式呈现，故C项错，D项正确。www.ks5u.com题型11.（半衰期）放射性元素的原子核在a衰变或b衰变生成新原子核时，往往会同时伴随着___________辐射。已知A、B两种放射性元素的半衰期分别为T1和T2，t＝T1·T2时间后测得这两种放射性元素的质量相等，那么它们原来的质量之比mA:mB＝_________。γ，解析：放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时，往往以γ光子的形式释放能www.ks5u.com量，即伴随γ辐射；根据半衰期的定义，经过t＝T1·T2时间后剩下的放射性元素的质量相同，那么=，故mA：mB＝2T2:2T19/9