復(fù)習(xí)方案202X屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第12單元波粒二象性和原子物理第31講原子和原子核課件

1、第31講PART 31原子和原子核教材知識(shí)梳理考點(diǎn)互動(dòng)探究教師備用習(xí)題教材知識(shí)梳理盧瑟福線狀n2r1教材知識(shí)梳理質(zhì)子電子質(zhì)子核內(nèi)教材知識(shí)梳理重核輕核教材知識(shí)梳理【辨別明理】 (1)原子中絕大部分是空的,原子核很小.()(2)核式結(jié)構(gòu)模型是盧瑟福在粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出的. ()(3)氫原子光譜是由一條一條亮線組成的.()(4)玻爾理論成功地解釋了氫原子光譜,也成功地解釋了氦原子光譜.()(5)按照玻爾理論,核外電子均勻分布在各個(gè)不連續(xù)的軌道上.()(6)人們認(rèn)識(shí)原子具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)是從英國物理學(xué)家湯姆孫研究陰極射線發(fā)現(xiàn)電子開始的. ()教材知識(shí)梳理(7)人們認(rèn)識(shí)原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)是從盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)

2、子開始的.()(8)如果某放射性元素的原子核有100個(gè),經(jīng)過一個(gè)半衰期后還剩50個(gè).()(9)質(zhì)能方程表明在一定條件下,質(zhì)量可以轉(zhuǎn)化為能量.()教材知識(shí)梳理答案 (1)()(2)()(3)()(4)()(5)() (6)()(7)()(8)()(9)()考點(diǎn)一原子的核式結(jié)構(gòu)考點(diǎn)互動(dòng)探究1.粒子散射實(shí)驗(yàn)19091911年,英國物理學(xué)家盧瑟福和他的助手進(jìn)行了用粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)粒子穿過金箔后基本上仍沿原來方向前進(jìn),但有少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90,也就是說它們幾乎被“撞”了回來.圖31-1考點(diǎn)互動(dòng)探究2.原子的核式結(jié)構(gòu)模型在原子中心有一個(gè)很小的核,原子全部的正

3、電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在核里,帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn).考點(diǎn)互動(dòng)探究例1 如圖31-2所示是盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置.在一個(gè)小鉛盒里放有少量的放射性元素釙,它發(fā)出的粒子從鉛盒的小孔射出,形成很細(xì)的一束射線,射到金箔上,最后打在熒光屏上產(chǎn)生閃爍的光點(diǎn).下列說法正確的是()A.該實(shí)驗(yàn)是盧瑟福建立原子核式結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù)B.該實(shí)驗(yàn)證實(shí)了湯姆孫原子模型的正確性C.粒子與原子中的電子碰撞會(huì)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)D.絕大多數(shù)的粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)圖31-2考點(diǎn)互動(dòng)探究答案 A解析 盧瑟福根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn),提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型,選項(xiàng)A正確;盧瑟福提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型的假設(shè),從而否定了湯姆孫原子模型的正確

4、性,B錯(cuò)誤;電子質(zhì)量太小,對(duì)粒子的影響不大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;絕大多數(shù)粒子穿過金箔后,幾乎仍沿原方向前進(jìn),D錯(cuò)誤.考點(diǎn)互動(dòng)探究變式題1 在粒子散射實(shí)驗(yàn)中,電子對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)的影響可以忽略.這是因?yàn)榕c粒子相比,電子的 ()A.電荷量太小B.速度太小C.體積太小D.質(zhì)量太小答案D考點(diǎn)互動(dòng)探究變式題2 2015安徽卷 如圖31-3所示是粒子(氦原子核)被重金屬原子核散射的運(yùn)動(dòng)軌跡,M、N、P、Q是軌跡上的四點(diǎn),在散射過程中可以認(rèn)為重金屬原子核靜止不動(dòng).圖中所標(biāo)出的粒子在各點(diǎn)處的加速度方向正確的是 ()A.M點(diǎn) B.N點(diǎn)C.P點(diǎn) D.Q點(diǎn)圖31-3考點(diǎn)互動(dòng)探究答案 C解析 首先明確粒子和重金屬原子核均帶正電荷,

5、相互排斥,且作用力在二者連線上,再由牛頓第二定律知,被散射的粒子的加速度由重金屬原子核的斥力產(chǎn)生,所以圖中加速度方向標(biāo)示正確的僅有P點(diǎn),故C正確.考點(diǎn)二玻爾理論和氫原子能級(jí)結(jié)構(gòu)考點(diǎn)互動(dòng)探究(1)氫原子從高能級(jí)(能量為E1)向低能級(jí)(能量為E2)躍遷,輻射的光子能量h=E1-E2;反之,原子從低能級(jí)吸收光子能量h,則向高能級(jí)躍遷,h=E1-E2.輻射或吸收的光子能量一定等于原子的能級(jí)差.考點(diǎn)互動(dòng)探究考點(diǎn)互動(dòng)探究考點(diǎn)互動(dòng)探究例2 (多選)如圖31-4所示是氫原子的能級(jí)圖,一群氫原子處于n=3能級(jí),下列說法中正確的是()A.這群氫原子躍遷時(shí)能夠發(fā)出3種不同頻率的光子B.這群氫原子發(fā)出的光子中,能量最

6、大為10.2 eVC.從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光波長最大D.這群氫原子能夠吸收任意光子的能量而向更高能級(jí)躍遷圖31-4考點(diǎn)互動(dòng)探究答案 AC考點(diǎn)互動(dòng)探究變式題1 圖31-5甲為氫原子的能級(jí)圖,圖乙為氫原子的光譜圖.已知譜線b是氫原子從n=5的能級(jí)直接躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)發(fā)出的光譜線,則譜線a可能是氫原子 ()圖31-5乙考點(diǎn)互動(dòng)探究A.從n=2的能級(jí)躍遷到n=1的能級(jí)時(shí)發(fā)出的光譜線B.從n=3的能級(jí)直接躍遷到n=1的能級(jí)時(shí)發(fā)出的光譜線C.從n=4的能級(jí)直接躍遷到n=1的能級(jí)時(shí)發(fā)出的光譜線D.從n=4的能級(jí)直接躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)發(fā)出的光譜線考點(diǎn)互動(dòng)探究答案 D考點(diǎn)互動(dòng)探究變式題2

7、2018浙江金華十校聯(lián)考 如圖31-6所示是氫原子的能級(jí)圖.處于基態(tài)的氫原子被某外來單色光激發(fā)后躍遷到n=5能級(jí),然后發(fā)出光線.已知普朗克常量h=6.6310-34 Js,則()A.該外來單色光的能量為12.75 eVB.該氫原子發(fā)射的所有譜線中,最長的波長為4000 nmC.該氫原子發(fā)射的所有譜線中,最短波長的光子動(dòng)量為6.9710-27 kgm/sD.該氫原子發(fā)射的光照射逸出功為3.34 eV的金屬鋅,光電子最大初動(dòng)能約為9.72 eV圖31-6考點(diǎn)互動(dòng)探究答案 BCD考點(diǎn)互動(dòng)探究 要點(diǎn)總結(jié)氫原子能級(jí)圖與氫原子躍遷問題的解答技巧(1)能級(jí)之間發(fā)生躍遷時(shí)放出的光子頻率是不連續(xù)的.(2)能級(jí)之

8、間發(fā)生躍遷時(shí)放出(吸收)光子的頻率由h=Em-En求得,而波長可由公式c=求得.(3)一個(gè)氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為(n-1)條.(4)一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)的兩種求解方法:考點(diǎn)互動(dòng)探究考點(diǎn)三原子核的衰變及射線考點(diǎn)互動(dòng)探究1.衰變規(guī)律及實(shí)質(zhì)(1)衰變、衰變的比較考點(diǎn)互動(dòng)探究考點(diǎn)互動(dòng)探究考點(diǎn)互動(dòng)探究考點(diǎn)互動(dòng)探究考點(diǎn)互動(dòng)探究答案 B考點(diǎn)互動(dòng)探究變式題 一個(gè)靜止的鈾核放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,它發(fā)生一次衰變后變?yōu)殁Q核,粒子和釷核都在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng).某同學(xué)作出如圖31-7所示的運(yùn)動(dòng)徑跡示意圖,以下判斷正確的是() A.1是粒子的徑跡,2是釷核的徑跡B.1是釷核的徑跡,2是粒子的徑

9、跡C.3是粒子的徑跡,4是釷核的徑跡D.3是釷核的徑跡,4是粒子的徑跡圖31-7考點(diǎn)互動(dòng)探究答案 B考點(diǎn)互動(dòng)探究例4 2018寧波中學(xué)模擬 如圖31-8所示是盧瑟福設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)驗(yàn):他在鉛塊上鉆了一個(gè)小孔,孔內(nèi)放入一點(diǎn)鐳,使射線只能從這個(gè)小孔里發(fā)出,隨后他將射線引入磁場(chǎng)中,發(fā)現(xiàn)射線立即分成三股,他把三束射線分別命名為 射線、射線、射線.基于對(duì)這三種射線的深入分析,盧瑟福獲得了1907年的諾貝爾獎(jiǎng).以下對(duì)這三束射線描述準(zhǔn)確的是()A. 射線的穿透能力最弱,容易被物體吸收B. 射線在真空中的運(yùn)動(dòng)速度是光速C. 射線本質(zhì)上是波長極短的電磁波,電離能力極強(qiáng)D. 射線帶負(fù)電,是來自鐳原子的核外電子圖31-

10、8考點(diǎn)互動(dòng)探究答案 A考點(diǎn)互動(dòng)探究變式題 在很多裝飾材料中都不同程度地含有放射性元素.下列說法正確的是 ()A.射線、射線和射線都是電磁波B.在、三種射線中,射線的電離能力最強(qiáng)C.氡的半衰期為3.8天,4個(gè)氡原子核經(jīng)過7.6天后一定只剩下1個(gè)氡原子核D.放射性元素發(fā)生衰變時(shí)所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的考點(diǎn)互動(dòng)探究答案 D考點(diǎn)互動(dòng)探究 要點(diǎn)總結(jié)三種射線的比較種類射線射線射線組成高速氦核流高速電子流光子流(高頻電磁波)帶電荷量2e-e0考點(diǎn)互動(dòng)探究考點(diǎn)四核反應(yīng)類型及核能計(jì)算考點(diǎn)互動(dòng)探究1.核反應(yīng)的四種類型考點(diǎn)互動(dòng)探究考點(diǎn)互動(dòng)探究2.核能的計(jì)算方法(1)根據(jù)E=mc2計(jì)算時(shí),m的單

11、位是kg,c的單位是m/s,E的單位是J.(2)根據(jù)E=m931.5 MeV計(jì)算時(shí),m的單位是u,E的單位是MeV.(3)根據(jù)核子比結(jié)合能來計(jì)算核能:原子核的結(jié)合能=核子的比結(jié)合能核子數(shù).核反應(yīng)前系統(tǒng)內(nèi)所有原子核的總結(jié)合能與反應(yīng)后生成的所有新核的總結(jié)合能之差,就是該核反應(yīng)所釋放(或吸收)的核能.考點(diǎn)互動(dòng)探究考點(diǎn)互動(dòng)探究答案 CABEF考點(diǎn)互動(dòng)探究變式題 2017天津卷 我國自主研發(fā)制造的國際熱核聚變核心部件在國際上率先通過權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證,這是我國對(duì)國際熱核聚變項(xiàng)目的重大貢獻(xiàn).下列核反應(yīng)方程中屬于聚變反應(yīng)的是()圖31-9考點(diǎn)互動(dòng)探究答案 A考點(diǎn)互動(dòng)探究考點(diǎn)互動(dòng)探究答案 B考點(diǎn)互動(dòng)探究圖31-10

12、考點(diǎn)互動(dòng)探究答案 BC考點(diǎn)互動(dòng)探究考點(diǎn)互動(dòng)探究答案 (1)吸收能量1.20 MeV(2)1.8106 m/s考點(diǎn)互動(dòng)探究 要點(diǎn)總結(jié)教師備用習(xí)題1.根據(jù)圖所給圖片,結(jié)合課本相關(guān)知識(shí),下列說法正確的是()教師備用習(xí)題A.圖甲是電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣,證明電子具有粒子性B.圖乙是利用不同氣體制成的五顏六色的霓虹燈,原因是各種氣體原子的能級(jí)不同,躍遷時(shí)發(fā)射光子的能量不同,光子的頻率不同C.圖丙是工業(yè)上使用的用射線檢測(cè)金屬板厚度的裝置,在、三種射線中,最有可能使用的射線是射線D.圖丁是原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)A的關(guān)系圖像,由圖可知中等大小的核的比結(jié)合能最大,即(核反應(yīng)中)平均每個(gè)核子的質(zhì)量虧損最小教

13、師備用習(xí)題答案 B解析 圖甲是電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣,證明電子具有波動(dòng)性,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;圖乙是利用不同氣體制成的五顏六色的霓虹燈,原因是各種氣體原子的能級(jí)不同,躍遷時(shí)發(fā)射光子的能量不同,光子的頻率不同,選項(xiàng)B正確;圖丙是工業(yè)上使用的用射線檢測(cè)金屬板厚度的裝置,在、三種射線中,由于射線穿透能力最強(qiáng),最有可能使用的射線是射線,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;圖丁是原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)A的關(guān)系圖像,可知中等大小的核的比結(jié)合能最大,即在核子結(jié)合成原子核時(shí)平均每個(gè)核子釋放的能量最大,平均每個(gè)核子的質(zhì)量虧損最大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.教師備用習(xí)題教師備用習(xí)題答案 B教師備用習(xí)題教師備用習(xí)題答案 A教師備用習(xí)題教師備用習(xí)題答案 B教師備用習(xí)題教師備用習(xí)題答案 D教師備用習(xí)題教師備用習(xí)題答案 AC教師備用習(xí)題7.如圖所示為氫原子的能級(jí)