《全品高考复习方案》2020届高考物理一轮复习课件：第12单元 波粒二象性和原子物理 第31讲 原子和原子核 .ppt

教材知识梳理考点互动探究教师备用习题,卢瑟福,线状,n2r1,质子,电子,质子,核内,重核,轻核,【辨别明理】 (1)原子中绝大部分是空的,原子核很小. ( ) (2)核式结构模型是卢瑟福在粒子散射实验的基础上提出的. ( ) (3)氢原子光谱是由一条一条亮线组成的. ( ) (4)玻尔理论成功地解释了氢原子光谱,也成功地解释了氦原子光谱. ( ) (5)按照玻尔理论,核外电子均匀分布在各个不连续的轨道上. ( ) (6)人们认识原子具有复杂结构是从英国物理学家汤姆孙研究阴极射线发现电子开始的. ( ),(7)人们认识原子核具有复杂结构是从卢瑟福发现质子开始的. ( ) (8)如果某放射性元素的原子核有100个,经过一个半衰期后还剩50个. ( ) (9)质能方程表明在一定条件下,质量可以转化为能量. ( ),答案 (1)() (2)() (3)() (4)(×) (5)(×) (6)() (7)(×) (8)(×) (9)(×),考点一 原子的核式结构,1.粒子散射实验 19091911年,英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用粒子轰击金箔的实验,实验发现绝大多数粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进,但有少数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.,图31-1,2.原子的核式结构模型 在原子中心有一个很小的核,原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转.,例1 如图31-2所示是卢瑟福的粒子散射实验装置.在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋,它发出的粒子从铅盒的小孔射出,形成很细的一束射线,射到金箔上,最后打在荧光屏上产生闪烁的光点.下列说法正确的是 ( ) A.该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的 重要依据 B.该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性 C.粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转 D.绝大多数的粒子发生大角度偏转,图31-2,答案 A,解析 卢瑟福根据粒子散射实验,提出了原子核式结构模型,选项A正确;卢瑟福提出了原子核式结构模型的假设,从而否定了汤姆孙原子模型的正确性,B错误;电子质量太小,对粒子的影响不大,选项C错误;绝大多数粒子穿过金箔后,几乎仍沿原方向前进,D错误.,变式题1 在粒子散射实验中,电子对粒子运动的影响可以忽略.这是因为与粒子相比,电子的 ( ) A.电荷量太小 B.速度太小 C.体积太小 D.质量太小,答案D,变式题2 2015·安徽卷 如图31-3所示是粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹,M、N、P、Q是轨迹上的四点,在散射过程中可以认为重金属原子核静止不动.图中所标出的粒子在各点处的加速度方向正确的是 ( ) A.M点 B.N点 C.P点 D.Q点,图31-3,答案 C,解析 首先明确粒子和重金属原子核均带正电荷,相互排斥,且作用力在二者连线上,再由牛顿第二定律知,被散射的粒子的加速度由重金属原子核的斥力产生,所以图中加速度方向标示正确的仅有P点,故C正确.,考点二 玻尔理论和氢原子能级结构,(1)氢原子从高能级(能量为E1)向低能级(能量为E2)跃迁,辐射的光子能量h=E1-E2;反之,原子从低能级吸收光子能量h,则向高能级跃迁,h=E1-E2.辐射或吸收的光子能量一定等于原子的能级差.,例2 (多选)如图31-4所示是氢原子的能级图,一群氢原子处于n=3能级,下列说法中正确的是 ( ) A.这群氢原子跃迁时能够发出3种不同频率的光子 B.这群氢原子发出的光子中,能量最大为10.2 eV C.从n=3能级跃迁到n=2能级时发出的光波长最大 D.这群氢原子能够吸收任意光子的能量而向更高 能级跃迁,图31-4,答案 AC,变式题1 图31-5甲为氢原子的能级图,图乙为氢原子的光谱图.已知谱线b是氢原子从n=5的能级直接跃迁到n=2的能级时发出的光谱线,则谱线a可能是氢原子 ( ),图31-5,乙,A.从n=2的能级跃迁到n=1的能级时发出的光谱线 B.从n=3的能级直接跃迁到n=1的能级时发出的光谱线 C.从n=4的能级直接跃迁到n=1的能级时发出的光谱线 D.从n=4的能级直接跃迁到n=2的能级时发出的光谱线,答案 D,变式题2 2018·浙江金华十校联考 如图31-6所示是氢原子的能级图.处于基态的氢原子被某外来单色光激发后跃迁到n=5能级,然后发出光线.已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,则( ) A.该外来单色光的能量为12.75 eV B.该氢原子发射的所有谱线中,最长的波长为4000 nm C.该氢原子发射的所有谱线中,最短波长的光子动量为 6.97×10-27 kg·m/s D.该氢原子发射的光照射逸出功为3.34 eV的金属锌, 光电子最大初动能约为9.72 eV,图31-6,答案 BCD, 要点总结,氢原子能级图与氢原子跃迁问题的解答技巧 (1)能级之间发生跃迁时放出的光子频率是不连续的. (2)能级之间发生跃迁时放出(吸收)光子的频率由h=Em-En求得,而波长可由公式c=求得. (3)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n-1)条. (4)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法:,考点三 原子核的衰变及射线,1.衰变规律及实质 (1)衰变、衰变的比较,答案 B,变式题 一个静止的铀核放在匀强磁场中,它发生一次衰变后变为钍核,粒子和钍核都在匀强磁场中做匀速圆周运动.某同学作出如图31-7所示的运动径迹示意图,以下判断正确的是 ( ) A.1是粒子的径迹,2是钍核的径迹 B.1是钍核的径迹,2是粒子的径迹 C.3是粒子的径迹,4是钍核的径迹 D.3是钍核的径迹,4是粒子的径迹,图31-7,答案 B,例4 2018·宁波中学模拟 如图31-8所示是卢瑟福设计的一个实验:他在铅块上钻了一个小孔,孔内放入一点镭,使射线只能从这个小孔里发出,随后他将射线引入磁场中,发现射线立即分成三股,他把三束射线分别命名为 射线、射线、射线.基于对这三种射线的深入分析, 卢瑟福获得了1907年的诺贝尔奖.以下对这三束射线描 述准确的是 ( ) A. 射线的穿透能力最弱,容易被物体吸收 B. 射线在真空中的运动速度是光速 C. 射线本质上是波长极短的电磁波,电离能力极强 D. 射线带负电,是来自镭原子的核外电子,图31-8,答案 A,变式题 在很多装饰材料中都不同程度地含有放射性元素.下列说法正确的是 ( ) A.射线、射线和射线都是电磁波 B.在、三种射线中,射线的电离能力最强 C.氡的半衰期为3.8天,4个氡原子核经过7.6天后一定只剩下1个氡原子核 D.放射性元素发生衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的,答案 D, 要点总结,三种射线的比较,考点四 核反应类型及核能计算,1.核反应的四种类型,2.核能的计算方法 (1)根据E=mc2计算时,m的单位是kg,c的单位是m/s,E的单位是J. (2)根据E=m×931.5 MeV计算时,m的单位是u,E的单位是MeV. (3)根据核子比结合能来计算核能: 原子核的结合能=核子的比结合能×核子数. 核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.,答案 C AB E F,变式题 2017·天津卷 我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证,这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献.下列核反应方程中属于聚变反应的是 ( ),图31-9,答案 A,答案 B,图31-10,答案 BC,答案 (1)吸收能量 1.20 MeV (2)1.8×106 m/s, 要点总结,1.根据图所给图片,结合课本相关知识,下列说法正确的是 ( ),A.图甲是电子束穿过铝箔后的衍射图样,证明电子具有粒子性 B.图乙是利用不同气体制成的五颜六色的霓虹灯,原因是各种气体原子的能级不同,跃迁时发射光子的能量不同,光子的频率不同 C.图丙是工业上使用的用射线检测金属板厚度的装置,在、三种射线中,最有可能使用的射线是射线 D.图丁是原子核的比结合能与质量数A的关系图像,由图可知中等大小的核的比结合能最大,即(核反应中)平均每个核子的质量亏损最小,答案 B,解析 图甲是电子束穿过铝箔后的衍射图样,证明电子具有波动性,选项A错误;图乙是利用不同气体制成的五颜六色的霓虹灯,原因是各种气体原子的能级不同,跃迁时发射光子的能量不同,光子的频率不同,选项B正确;图丙是工业上使用的用射线检测金属板厚度的装置,在、三种射线中,由于射线穿透能力最强,最有可能使用的射线是射线,选项C错误;图丁是原子核的比结合能与质量数A的关系图像,可知中等大小的核的比结合能最大,即在核子结合成原子核时平均每个核子释放的能量最大,平均每个核子的质量亏损最大,选项D错误.,答案 B,答案 A,答案 B,答案 D,答案 AC,7.如图所示为氢原子的能级示意图,现有大量的氢原子处于n=4的激发态,当原子向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光.关于这些光,下列说法正确的是 ( ) A.最容易发生明显衍射现象的光是氢原子由n=4能级跃迁到n=1能级产生的 B.频率最小的光是氢原子由n=2能级跃迁到n=1能级 产生的 C.这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光 D.用氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光 去照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应,答案 D,