近代物理初步練習(xí)省公開課一等獎全國示范課微課金獎

第六節(jié)

近代物理初步練習(xí)周璐系列復(fù)習(xí)課件——原子和原子核第1頁思索與研討1.下面哪些事實證實了原子核含有復(fù)雜結(jié)構(gòu)()A.粒子散射試驗B.天然放射現(xiàn)象C.陰極射線發(fā)覺D.倫琴射線發(fā)覺B2.α射線本質(zhì)是()A.電子流B.高速電子流C.光子流D.高速氦核流D第2頁3.放射性元素半衰期是()A.質(zhì)量減小二分之一需要時間B.原子量降低二分之一需要時間C.原子核全部衰變所需時間二分之一D.原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要時間D4.相關(guān)科學(xué)家和包括事實，正確說法是（）A.居里夫婦用粒子轟擊鋁箔時發(fā)覺了正電子B.盧瑟福原子結(jié)構(gòu)學(xué)說成功地解釋了氫原子發(fā)光現(xiàn)象C.麥克斯韋從理論上預(yù)言了電磁波存在，赫茲用試驗方法給予了證實D.玻爾建立了量子理論，解釋了各種原子發(fā)光現(xiàn)象AC第3頁5．對光電效應(yīng)做出合了解釋物理學(xué)家是()A.愛因斯坦B.玻爾C.查德威克D.德布羅意A6．紅、橙、黃、綠4種單色光中，光子能量最小是()A.紅光 B.橙光C.黃光D.綠光A思索與研討第4頁能力·思維·方法【例1】經(jīng)過

次

衰變和

次

衰變，轉(zhuǎn)變成.【解析】對于

衰變和

衰變來說，

衰變不改變質(zhì)量數(shù)，所以應(yīng)該先以質(zhì)量數(shù)改變來計算

衰變次數(shù).原子每發(fā)生一次

衰變時質(zhì)量就降低4個單位，電荷數(shù)降低2個單位，而每發(fā)生一次

衰變，則質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)增加一個單位.第5頁質(zhì)量數(shù)由232降低到208共發(fā)生α衰變次數(shù)為：Na=(232-208)/4=6;再結(jié)合電荷數(shù)改變確定β衰變次數(shù)：N

=【解題回顧】處理核反應(yīng)方程類問題時，一定要抓住核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒這個規(guī)律，本例還要注意β衰變特點——質(zhì)量數(shù)不變.能力·思維·方法第6頁【例2】將天然放射性物質(zhì)放入頂端開有小孔鉛盒S里，放射線便從小孔中射出，沿帶電平行金屬板A、B之間中線垂直于電場方向進入電場，軌道如圖所表示，則軌跡

是

射線，軌跡

是

射線，軌跡

是

射線.

板帶正電，

板帶負(fù)電.能力·思維·方法第7頁【解析】因為

射線不帶電，進入電場后不會改變方向，所以軌跡②為

射線.帶電粒子垂直進入勻強電場，則在勻強電場中做類平拋運動，豎直方向位移為s=v0t,設(shè)兩板間距離為d，則1/2d=1/2at2，a=qE/m=qU/dm,則s=，能力·思維·方法第8頁由此式可知s與粒子進入電場初速度v0成正比，與粒子荷質(zhì)比q/m平方根成反比.射線速度約為射線1/10，而

粒子荷質(zhì)比比

粒子荷質(zhì)比要小多，所以

粒子豎直方向位移要大，所以③是

射線軌跡，①是

射線軌跡.α粒子帶正電，而向A板偏移，所以A板帶負(fù)電，B板帶正電.能力·思維·方法第9頁【例3】

100W單色光源,發(fā)光效率為5%,發(fā)射光波波長為5.9×10-7m,求它每秒發(fā)射出光子數(shù).解：設(shè)光源每秒消耗總能量E，每秒轉(zhuǎn)化成光能能量E1，每個光子能量為又有E1=nE0，E1=5%E，E=Pt則

能力·思維·方法第10頁【例４】如圖給出氫原子最低四個能級，氫原子在這些能級之間躍遷所輻射光子頻率最多有____種，其中最小頻率等于

Hz.(保留兩位有效數(shù)字)61.6×1014能力·思維·方法第11頁【例５】按照玻爾理論，氫原子處于量子數(shù)為n＝2和n＝3定態(tài)時，其對應(yīng)原子能量絕對值之比│E2│∶│E3│＝_____.9∶4【例６】欲使處于基態(tài)氫原子激發(fā)，以下辦法可行是()A.用10.2eV光子照射B.用11eV光子照射C.用14eV光子照射D.用11eV電子碰撞ACD能力·思維·方法第12頁延伸·拓展【例７】靜止在勻強磁場中某放射性元素核，放出一個

粒子，其速度方向與磁場方向垂直，測得

粒子和反沖核軌道半徑之比R∶r=30∶1，如圖1所表示，則（）A.

粒子與反沖核動量大小相等，方向相反B.反沖核原子序數(shù)為62C.原來放射性元素原子序數(shù)為62D.反沖核與α粒子速度之比為1∶62第13頁【解析】本題結(jié)合動量守恒、衰變方程、帶電粒子在磁場中圓周運動等幾個知識點綜合利用；由動量守恒得：MV+mv=0，其中MV為反沖核動量，mv為

粒子動量.Q為原來放射性元素原子核電荷數(shù)，則反沖核電荷數(shù)為Q-2，α粒子電荷數(shù)為2.反沖核軌跡半徑R=MV/[B（Q-2）]；

粒子軌道半徑r=mv/(2B)；綜合以上公式可得Q=62.【解題回顧】把原子核知識與電磁場及力學(xué)知識結(jié)合起來，考查學(xué)生綜合分析也是每年高考中熱點之一。本例中要注意反沖核與α粒子動量關(guān)系及電磁性質(zhì)，體會外切圓由來.第14頁【例８】依據(jù)玻爾理論，某原子電子從能量為E軌道躍遷到能量為E′軌道，輻射出波長為λ光.以h表示普朗克常量，c表示真空中光速，則E′等于()C延伸·拓展第15頁【例９】氦原子被電離一個核外電子，形成類氫結(jié)構(gòu)氦離子。已知基態(tài)氦離子能量為E1=54.4eV，氦離子能級示意圖如圖所表示。在含有以下能量光子中，不能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷是A.40.8eVB.43.2eVC.51.0eVD.54.4eVB延伸·拓展第16頁【例1０】現(xiàn)有1200個氫原子被激發(fā)到量子數(shù)為4能級上，若這些受激氫原子最終都回到基態(tài)，則在此過程中發(fā)出光子總數(shù)是()假定處于量子數(shù)為n激發(fā)態(tài)氫原子躍遷到各較低能級原子數(shù)都是處于該激發(fā)態(tài)能級上原子總數(shù) .A．2200B．C．1200D．2400A延伸·拓展第17頁例11、一個氫原子質(zhì)量為1.6736×10-27kg，一個鋰原子質(zhì)量為11.6505×10-27kg，一個氦原子質(zhì)量為6.6467×10-27kg。一個鋰核受到一個質(zhì)子轟擊變?yōu)?個α粒子，⑴寫出核反應(yīng)方程，并計算該反應(yīng)釋放核能是多少？⑵1mg鋰原子發(fā)生這么反應(yīng)共釋放多少核能？⑵1mg鋰原子含鋰原子個數(shù)為10-6÷11.6505×10-27，每個鋰原子對應(yīng)釋放能量是=2.76×10-12J，所以共釋放2.37×108J核能。解：⑴反應(yīng)前一個氫原子和一個鋰原子共有8個核外電子，反應(yīng)后兩個氦原子也是共有8個核外電子，所以只要將一個氫原子和一個鋰原子總質(zhì)量減去兩個氦原子質(zhì)量，得到恰好是反應(yīng)前后核質(zhì)量虧損，電子質(zhì)量自然消掉。由質(zhì)能方程ΔE=Δmc2得釋放核能ΔE=2.76×10-12J第18頁例12.靜止在勻強磁場中一個B核俘獲了一個速度為v=7.3×104m/s中子而發(fā)生核反應(yīng)，生成α粒子與一個新核。測得α粒子速度為2×104m/s，方向與反應(yīng)前中子運動方向相同，且與磁感線方向垂直。求：⑴寫出核反應(yīng)方程。⑵畫出核反應(yīng)生成兩個粒子運動軌跡及旋轉(zhuǎn)方向示意圖（磁感線方向垂直于紙面向外）。⑶求α粒子與新核軌道