2016年高考物理大一轮复习 13.3原子和原子核课件 新人教版

考点一 氢原子能级及能级跃迁
考点阐释
2．关于能级跃迁的三点说明
(1)当光子能量大于或等于13.6 eV时，也可以被处于基态的氢原子 吸收，使氢原子电离；当处于基态的氢原子吸收的光子能量大于 13.6 eV，氢原子电离后，电子具有一定的初动能． (2)当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能减小，电 子动能增大，原子能量减小，反之．轨道半径增大时，原子电势 能增大、电子动能减小，原子能量增大．
根据爱因斯坦质能方 程，知ΔE＝Δmc2＝(m1 ＋m2－m3)c2，C正确．
A．(m1＋m2－m3)c
B．(m1－m2－m3)c C．(m1＋m2－m3)c2 D．(m1－m2－m3)c2
答案 解析
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一、原子结构
1．原子的核式结构 卢瑟福 进行了α粒子散射实验， (1)1909～1911年，英国物理学家________ 提出了原子的核式结构模型． (2)α粒子散射实验 ①实验装置：如下图所示；
考点二 原子核和原子核的衰变
考点阐释
3．确定衰变次数的方法
中子数 不同的原子核，在元素 质子数 而_______ (3)同位素是具有相同的_______ 周期表中处于同一位置．
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2．天然放射现象
(1)天然放射现象：某些元素自发放射某些射线的现象称为天然放 射现象，这些元素称为放射性元素．
氦核，β 射线是_____ 电子 (2)三种射线的本质：α 射线是_____ ，γ 射线是 光子 ． _____
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原方向 前进，少数 ②实验结果：α粒子穿过金箔后，绝大多数沿_______ 发生较大角度偏转，极少数偏转角度大于90°，甚至被弹回． (3)核式结构模型：原子中心有一个很小的核，叫做原子核，原子 原子核 里，带负电的____ 电子 的全部正电荷和几乎全部质量都集中在_______ 在核外空间绕核旋转． 2．氢原子光谱 氢原子光谱线是最早被发现、研究的光谱线，这些光谱线可用一 个统一的公式表示：
B．10次
D．32次
一个 238 92 U 原子核衰变 为一个206 82Pb 原子核的 过程中， 发生 α 衰变的 次数为 (238－ 206)÷ 4＝ 8 次，发生 β 衰变的次 数为 2×8－(92－82)＝ 6 次，A 正确．
答案
解析
基础自测
4．(核能的计算)(2014· 高考北京卷)质 子、中子和氘核的质量分别为m1、m2 和m3，当一个质子和一个中子结合成 氘核时，释放的能量是(c表示真空中的 光速)( C )
高三物理一轮复习
第十三章 动量守恒定律
波粒二象性 原子结构与原子核
第3节
原子和原子核
考点一 氢原子能级及能级跃迁
考 点
考点二 原子核和原子核的衰变 考点三 核反应类型、核能
基础自测
1．(α 粒子散射实验的理解)(2013· 高 考福建卷)在卢瑟福α 粒子散射实验 中，金箔中的原子核可以看作静止 不动，下列各图画出的是其中两个α 粒子经历金箔散射过程的径迹，其 中正确的是( ) C
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(2)轻核聚变
较重 的核，这样的核反应叫_____ 聚变 ． ①定义：两个轻核结合成_____ ②聚变发生的条件：使物体达到几百万度的高温．
考点一 氢原子能级及能级跃迁
考点阐释
1．对氢原子的能级图的理解
(1)氢原子的能级图(如下图)．
考点一 氢原子能级及能级跃迁
考点阐释
(2)氢原子能级图的意义：
n（n－1） 2 ①用数学中的组合知识求解：N＝Cn＝ . 2 ②利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可 能情况一一画出，然后相加．
考点二 原子核和原子核的衰变
考点阐释
1．衰变规律及实质
(1)两种衰变的比较
衰变类型 衰变方程 α 衰变
A A －4 4 Z X→Z－2 Y＋2He
β 衰变
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1 ②氢原子的能级公式：En＝ 2E1(n＝ 1， 2， 3，…)，其中 n E1 为基态能量，E1＝－13.6 eV.
二、原子核
1．原子核的组成
质子 和_____ 中子组成，两者统称为_____ 核子 ． (1)原子核由_____
(2)原子核常用A Z X 表示，X 为元素符号，上角标 A 表示核的质量 电荷数 原子序数)． 数，下角标 Z 表示核的_______(
氢原子从高能级向低能 级跃迁时，放出光子， 能量减少，故选项B正 确，选项A、C、D错 误．
答案
解析基础自测Fra bibliotek3 ． ( 对衰变方程的理解)(2013· 高考上海 206 卷 ) 在一个 238 92 U 原子核衰变为一个 82 Pb 原子核的过程中，发生 β 衰变的次数为 ( A )
A．6次
C．22次
处于 n＝ 3 能级上的 氢原子跃迁产生的谱 n（n－1） 线数 N＝ 2 ＝3 种， C 正确． 氢原 子从 n＝2 跃迁到 n＝ 3 需吸收的光的波长 仍为 656 nm， D 正确．
解析
考点一 氢原子能级及能级跃迁
题组设计
2．(2015· 开封高三质检)用频率为 ν0的光照射大量处于基态的氢原 子，在所发射的光谱中仅能观测 到频率分别为ν1、ν2、ν3的3条谱 线，且ν3＞ν2＞ν1，则( B )
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(2)几个概念
①能级：在玻尔理论中，原子各个状态的能量值； 最低 的状态； ②基态：原子能量_____
③激发态：在原子能量状态中除基态之外的其他能量较高的状 态；
④量子数：原子的状态是不连续的，用于表示原子状态的正整 数． (3)氢原子的能级和轨道半径 n2r1 (n＝1，2，3，…)，其中r1为基态 ①氢原子的半径公式：rn＝____ 半径，r1＝0.53×10－10m；
2．原子核的人工转变 用高能粒子轰击靶核，产生另一种新核的反应过程． 4 17 1 (1)卢瑟福发现质子的核反应方程为：14 7N＋2He→ 8O＋1H. (2)查德威克发现中子的核反应方程为： 9 4 12 1 4Be＋2He→ 6C＋0n. (3)居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为： 27 4 30 1 Al ＋ He → P ＋ 13 2 15 0n. 30 30 0 15P→14Si＋＋1e.
①能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态 ——定态． ②横线左端的数字“1，2，3…”表示量子数，右端的数字“－13.6， －3.4…”表示氢原子的能级． ③相邻横线间的距离不相等，表示相邻的能级差不等，量子数越 大，相邻的能级差越小． ④带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁 条件为：hν＝Em－En.
的波长为656 nm.以下
判断正确的是( CD ) A．氢原子从n＝2跃迁
到n＝1的能级时，辐射光的波长大于 656 nm
答案 解析
考点一 氢原子能级及能级跃迁
题组设计
B．用波长为325 nm的光照射，可使氢 原子从n＝1跃迁到n＝2的能级 C．一群处于n＝3能级上的氢原子向低 能级跃迁时最多产生3种谱线 D．用波长为633 nm的光照射，不能使 氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级
A．ν0＜ν1 B．ν3＝ν2＋ν1
C．ν0＝ν1＋ν2＋ν3 1 1 1 D. ＝ ＋ ν1 ν2 ν3
答案 解析 图片显/隐
根据题意“仅能观测到3条谱 线”，可推知基态的氢原子吸 收能量后跃迁到n＝3的激发 态，情景如图所示．又因为 ν 3＞ν 2＞ν 1，所以hν 3＝E3－ E1，hν 2＝E2－E1，hν 1＝E3 －E2，故hν 3＝hν 2＋hν 1，即 ν 3＝ν 2＋ν 1，B正确，C、D 错误．入射光子hν 0＝hν 3， 所以ν 0＞ν 1，A错误．
A A 0 Z X→Z＋1Y＋－1e
2 个质子和 2 个中子结 中子转化为质子 和电子 衰变实质 合成一个整体射出
1 4 21 1H＋20n→2He 1 1 0 0n→1H＋－1e
衰变规律
质量数守恒、电荷数守恒
考点二 原子核和原子核的衰变
考点阐释
(2)γ射线：γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的．其实质 是放射性原子核在发生α衰变或β衰变的过程中，产生的新核由于 具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出光子．
1 1 1 － λ ＝R22 n2n＝3，4，5，…
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3．玻尔的原子模型
(1)玻尔理论 ①轨道假设：原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆 不连续的 ； 周运动，电子绕核运动的可能轨道是_________ ②定态假设：电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状 态．因而具有不同的能量，即原子的能量是不连续的．这些具有 确定能量的稳定状态称为定态，在各个定态中，处于基态的原子 是稳定的，不向外辐射能量； ③跃迁假设：原子从一个能量状态向另一个能量状态跃迁时要放 出或吸收一定频率的光子，光子的能量等于这两个状态的能量 Em－En ． 差，即hν＝ ________
(3)一群氢原子处于量子数为 n 的激发态时，可能辐射出的光谱线条 n（n－1） 2 数：N＝Cn＝ . 2
考点一 氢原子能级及能级跃迁
题组设计
1. (2014· 高考山东卷) (多选)氢原子能级如图， 当氢原子从n＝3跃迁到 n＝2的能级时，辐射光
c 由能级跃迁公式 hλ＝Em－ En 可知，能级差越大的跃 迁，对应吸收或辐射的波 长越短，A 错误．由能级 图知，E3－E2＝1.89 eV＝ c c h ， E2－E1＝10.2 eV＝h . λ1 λ2 1.89 联 立 可 得 λ2 ＝ λ ＝ 10.2 1 121.56 nm，B 错误．一群
(2)核力 核子 之间存在的作用力． ①概念：组成原子核的_____
②核力特点
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强相互作用 强力)的一种表现，在它的作用范围内，核 a．核力是___________( 力比库仑力大得多．