高三物理第一轮复习教案13——原子物理
高三物理一轮复习全套教案完整版
高三物理一轮复习全套教案完整版一、教学内容1. 力学：牛顿运动定律、曲线运动、万有引力、动量守恒。
2. 电磁学：电场、磁场、电磁感应、交流电。
3. 光学：光的传播、光的反射、光的折射、光的波动。
4. 热学：内能、热力学第一定律、热力学第二定律、气体动理论。
5. 原子物理：原子结构、原子光谱、量子力学初步、核物理。
二、教学目标1. 理解和掌握物理基本概念、基本定律，形成完整的知识体系。
2. 培养学生的科学思维、问题解决能力和创新意识。
3. 提高学生运用物理知识解决实际问题的能力，为高考做好充分准备。
三、教学难点与重点教学难点：电磁学、光学、量子力学初步。
教学重点：力学、热学、原子物理。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体设备、实验器材、模型。
2. 学具：笔记本、教材、练习册。
五、教学过程1. 引入：通过生活实例、实验现象、问题探讨等方式引入新课。
2. 知识回顾：对上节课的内容进行回顾，巩固基础知识。
3. 新课讲解：详细讲解各章节知识点，结合例题进行分析。
4. 随堂练习：布置相关练习题，巩固所学知识。
6. 答疑解惑：解答学生在学习过程中遇到的问题。
7. 课后作业：布置课后作业，加强学生对知识点的掌握。
六、板书设计1. 知识点。
2. 重点、难点提示。
3. 例题及解题步骤。
4. 课堂小结。
七、作业设计1. 作业题目：（1）力学：计算题、选择题、填空题。
（2）电磁学：计算题、选择题、填空题。
（3）光学：选择题、填空题。
（4）热学：计算题、选择题、填空题。
（5）原子物理：选择题、填空题。
八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸：（1）推荐相关书籍、文章，拓展学生知识面。
（2）布置研究性学习任务，培养学生的探究能力。
（3）组织物理竞赛、讲座等活动，激发学生学习兴趣。
重点和难点解析1. 教学内容的章节和详细内容；2. 教学目标的具体制定；3. 教学难点与重点的划分；4. 教学过程中的新课讲解和随堂练习；5. 作业设计中的题目和答案；6. 课后反思及拓展延伸的实施。
2024届高考一轮复习物理教案(新教材鲁科版)：原子结构 原子核
第2讲原子结构原子核目标要求 1.知道原子的核式结构，了解氢原子光谱，掌握玻尔理论及能级跃迁规律.2.了解原子核的组成及核力的性质，了解半衰期及其统计意义.3.认识原子核的结合能，了解核裂变及核聚变，能根据质量数、电荷数守恒写出核反应方程．考点一原子结构和氢原子光谱1．原子结构(1)电子的发现：英国物理学家J·J·汤姆孙发现了电子．(2)α粒子散射实验：1909年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，极少数α粒子偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来．(3)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．2．氢原子光谱(1)光谱：用棱镜或光栅可以把光按波长(频率)展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱．(2)光谱分类：①线状谱是一条条的亮线．②连续谱是连在一起的光带．(3)氢原子光谱的实验规律：①巴耳末系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝R∞⎝⎛⎭⎫122－1n2(n＝3,4,5，…)，R∞是里德伯常量，R∞＝1.10×107 m－1，n为量子数，此公式称为巴耳末公式．②氢光谱在红外和紫外光区的其他谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式．1．在α粒子散射实验中，少数α粒子发生大角度偏转是由于它跟金原子中的电子发生了碰撞．(×)2．原子中绝大部分是空的，原子核很小．(√)3．核式结构模型是卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出的．(√)4．发射光谱可能是连续谱，也可能是线状谱．(√)例1关于α粒子散射实验，下述说法中正确的是()A．在实验中观察到的现象是绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进，少数发生了较大偏转，极少数偏转超过90°，有的甚至被弹回接近180°B．使α粒子发生明显偏转的力来自带正电的核及核外电子，当α粒子接近核时是核的排斥力使α粒子发生明显偏转，当α粒子接近电子时，是电子的吸引力使之发生明显偏转C．实验表明原子中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分，实验事实肯定了汤姆孙的原子结构模型D．实验表明原子中心的核带有原子的全部正电及全部质量答案 A解析在实验中观察到的现象是绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进，少数发生了较大偏转，极少数偏转超过90°，有的甚至被弹回接近180°，所以A正确；使α粒子发生明显偏转的力是来自带正电的核，当α粒子接近核时，核的排斥力使α粒子发生明显偏转，电子对α粒子的影响忽略不计，所以B错误；实验表明原子中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分，实验事实否定了汤姆孙的原子结构模型，所以C错误；实验表明原子中心的核带有原子的全部正电及绝大部分质量，所以D错误．考点二玻尔理论能级跃迁1．玻尔理论(1)定态假设：电子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中电子绕核的运动是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不产生电磁辐射．(2)跃迁假设：电子从能量较高的定态轨道(其能量记为E n)跃迁到能量较低的定态轨道(能量记为E m，m<n)时，会放出能量为hν的光子，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝E n－E m.(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s)(3)轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周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也是不连续的．2．能级跃迁(1)能级和半径公式：①能级公式：E n＝1n2E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV.②半径公式：r n ＝n 2r 1(n ＝1,2,3，…)，其中r 1为基态轨道半径，其数值为r 1＝0.53×10－10m.(2)氢原子的能级图，如图所示1．处于基态的氢原子可以吸收能量为11 eV 的光子而跃迁到高能级．( × ) 2．氢原子吸收或辐射光子的频率条件是hν＝E n －E m (m <n )．( √ ) 3．氢原子各能级的能量指电子绕核运动的动能．( × ) 4．玻尔理论能解释所有元素的原子光谱．( × )1．两类能级跃迁(1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发射光子． 光子的频率ν＝ΔE h ＝E 高－E 低h.(2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量．①吸收光子的能量必须恰好等于能级差hν＝ΔE .(注意：当入射光子能量大于该能级的电离能时，原子对光子吸收不再具有选择性，而是吸收以后发生电离) ②碰撞、加热等：只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E 外≥ΔE . 2．光谱线条数的确定方法(1)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为n －1. (2)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数N ＝C 2n＝n (n －1)2. 3．电离(1)电离态：n ＝∞，E ＝0.(2)电离能：指原子从基态或某一激发态跃迁到电离态所需要吸收的最小能量． 例如：氢原子从基态→电离态： E 吸＝0－(－13.6 eV)＝13.6 eV(3)若吸收能量足够大，克服电离能后，获得自由的电子还具有动能．例2(2022·重庆卷·6)如图为氢原子的能级示意图．已知蓝光光子的能量范围为2.53～2.76 eV，紫光光子的能量范围为2.76～3.10 eV.若使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，则激发氢原子的光子能量为()A．10.20 eV B．12.09 eVC．12.75 eV D．13.06 eV答案 C解析由题知使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，则由蓝光光子能量范围可知氢原子从n＝4能级向低能级跃迁可辐射蓝光，不辐射紫光，即从n＝4跃迁到n＝2辐射蓝光，则需激发氢原子到n＝4能级，则激发氢原子的光子能量为ΔE＝E4－E1＝12.75 eV，故选C.例3(2022·浙江6月选考·7)如图为氢原子的能级图．大量氢原子处于n＝3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29 eV的金属钠．下列说法正确的是()A．逸出光电子的最大初动能为10.80 eVB．n＝3跃迁到n＝1放出的光电子动量最大C．有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应D．用0.85 eV的光子照射，氢原子跃迁到n＝4激发态答案 B解析从n＝3跃迁到n＝1放出的光电子能量最大，根据E k＝E－W0，可得此时最大初动能为E k＝9.8 eV，故A错误；从n＝3跃迁到n＝1放出的光电子能量最大，根据p＝hλ＝hνc，E＝hν，可知动量也最大，故B正确；大量氢原子从n＝3的激发态跃迁到基态能放出C23＝3种频率的光子，其中从n＝3跃迁到n＝2放出的光子能量为ΔE1＝－1.51 eV－(－3.4 eV)＝1.89 eV<2.29 eV，不能使金属钠发生光电效应，其他两种均可以，故C错误；由于从n＝3跃迁到n＝4需要吸收的光子能量为ΔE2＝1.51 eV－0.85 eV＝0.66 eV，所以用0.85 eV的光子照射，不能使氢原子跃迁到n＝4激发态，故D错误．考点三原子核的衰变及半衰期1．原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的质子数．2．天然放射现象放射性元素自发地发出射线的现象，首先由贝可勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构．3．三种射线的比较名称构成符号电荷量质量电离能力贯穿本领α射线氦核42He＋2e 4 u最强最弱β射线电子0－1e－e11 837u较强较强γ射线光子γ00最弱最强4.原子核的衰变(1)衰变：原子核自发地放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变．(2)α衰变、β衰变衰变类型α衰变β衰变衰变方程M Z X→M－4Z－2Y＋42He M Z X→MZ＋1Y＋0－1e衰变实质2个质子和2个中子结合成一个整体射出中子转化为质子和电子211H＋210n→42He10n→11H＋0－1e衰变规律电荷数守恒、质量数守恒(3)γ射线：γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的．5．半衰期(1)公式：N余＝N原1()2tT，m余＝m原1()2tT.(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的外部条件(如温度、压强)和化学状态(如单质、化合物)无关(选填“有关”或“无关”)．6．放射性同位素的应用与防护(1)放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同．(2)应用：放射治疗、培优、保鲜、做示踪原子等．(3)防护：防止放射性对人体组织的伤害．1．三种射线按穿透能力由强到弱的排列顺序是γ射线、β射线、α射线．(√)2．β衰变中的电子来源于原子核外电子．(×)3．发生β衰变时，新核的电荷数不变．(×)4．如果现在有100个某放射性元素的原子核，那么经过一个半衰期后还剩50个．(×) 例4(2021·福建卷·9)核污水中常含有氚(31H)等放射性核素，处置不当将严重威胁人类安全．氚β衰变的半衰期长达12.5年，衰变方程为31H→A Z He＋0－1e＋νe，其中νe是质量可忽略不计的中性粒子，Z＝________，A＝________.若将含有质量为m的氚的核污水排入大海，即使经过50年，排入海中的氚还剩________m(用分数表示)．答案231 16解析根据质量数守恒和电荷数守恒，可知Z＝1－(－1)＝2，A＝3.由tT ＝5012.5＝4，可知50年为4个半衰期．若将含有质量为m的氚的核污水排入大海，经过50年，排入海中的氚剩余质量为m′＝m(12)4＝116m.例5(多选)有一匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，一个原来静止在A 处的原子核发生衰变放射出两个粒子，两个新核的运动轨迹如图所示，已知两个相切圆半径分别为r1、r2.下列说法正确的是()A．原子核发生α衰变，根据已知条件可以算出两个新核的质量比B．衰变形成的两个粒子带同种电荷C．衰变过程中原子核遵循动量守恒定律D．衰变形成的两个粒子电荷量的关系为q1∶q2＝r1∶r2答案BC解析衰变后两个新核速度方向相反，受力方向也相反，根据左手定则可判断出两个粒子带同种电荷，所以衰变是α衰变，衰变后的新核由洛伦兹力提供向心力，有Bq v＝m v2r，可得r＝m vqB，衰变过程遵循动量守恒定律，即m v相同，所以电荷量与半径成反比，有q1∶q2＝r2∶r1，但无法求出质量比，故A、D错误，B、C正确．考点四核反应及核能的计算1．核反应的四种类型类型可控性核反应方程典例衰变α衰变自发238 92U→234 90Th＋42He β衰变自发234 90Th→234 91Pa＋0－1e人工转变人工控制147N＋42He→17 8O＋11H(卢瑟福发现质子)42He＋94Be→12 6C＋10n(查德威克发现中子)2713Al＋42He→3015P＋10n 约里奥－居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子3015P→3014Si＋0＋1e重核裂变容易控制23592U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n23592U＋10n→136 54Xe＋9038Sr＋1010n轻核聚变现阶段很难控制21H＋31H→42He＋10n＋17.6 MeV2.核反应方程式的书写(1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础．如质子(11H)、中子(10n)、α粒子(42He)、β粒子(0－1e)、正电子(0＋1e)、氘核(21H)、氚核(31H)等．(2)掌握核反应方程遵循的规律：质量数守恒，电荷数守恒．(3)由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向．3．核力和核能(1)核力：原子核内部，核子间所特有的相互作用力．(2)结合能：原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开需要的能量，叫作原子的结合能，也叫核能．(3)比结合能：原子核的结合能与核子数之比，叫作比结合能，也叫平均结合能．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定．(4)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其对应的能量ΔE＝Δmc2.原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm，吸收的能量为ΔE＝Δmc2.1．核力就是库仑力．(×)2．原子核的结合能越大，原子核越稳定．(×)3．核反应中，出现质量亏损，一定有核能产生．(√)核能的计算方法(1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE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＝核子比结合能×核子数．例6下列说法正确的是()A.238 92U→234 90Th＋X中X为中子，核反应类型为β衰变B.21H＋31H→42He＋Y中Y为中子，核反应类型为人工转变C.235 92U＋10n→136 54Xe＋9038Sr＋K中K为10个中子，核反应类型为重核裂变D.14 7N＋42He→17 8O＋Z中Z为氢核，核反应类型为轻核聚变答案 C解析根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，A选项反应中的X质量数为4，电荷数为2，为α粒子，核反应类型为α衰变，选项A错误；B选项反应中的Y质量数为1，电荷数为0，为中子，核反应类型为轻核聚变，选项B错误；C选项反应中的K质量数总数为10，电荷数为0，则K为10个中子，核反应类型为重核裂变，选项C正确；D选项反应中的Z质量数为1，电荷数为1，为质子，核反应类型为人工转变，选项D错误．例7(2022·湖北卷·1)上世纪四十年代初，我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案：如果静止原子核74Be俘获核外K层电子e，可生成一个新原子核X，并放出中微子νe，即74Be＋0－1e→X＋00νe.根据核反应后原子核X的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量，进而确定中微子的存在．下列说法正确的是()A．原子核X是73LiB．核反应前后的总质子数不变C．核反应前后总质量数不同D．中微子νe的电荷量与电子的相同答案 A解析根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X的质量数为7，电荷数为3，即原子核X是73Li，A正确，C错误；由选项A可知，原子核X是73Li，则核反应方程为74Be＋0－1e→73Li＋00νe，则反应前的总质子数为4，反应后的总质子数为3，B错误；中微子不带电，则中微子νe的电荷量与电子的不相同，D错误．例8(2019·全国卷Ⅱ·15)太阳内部核反应的主要模式之一是质子—质子循环，循环的结果可表示为411H→42He＋201e＋2ν，已知11H和42He的质量分别为m p＝1.007 8 u和mα＝4.002 6 u,1 u ＝931 MeV/c2，c为光速．在4个11H转变成1个42He的过程中，释放的能量约为()A．8 MeV B．16 MeV C．26 MeV D．52 MeV答案 C解析因电子质量远小于质子的质量，计算中可忽略不计，核反应质量亏损Δm＝4×1.007 8 u －4.002 6 u＝0.028 6 u，释放的能量ΔE＝0.028 6×931 MeV≈26.6 MeV，选项C正确．例9花岗岩、砖砂、水泥等建筑材料是室内氡的最主要来源．人呼吸时，氡气会随气体进入肺脏，氡衰变放出的α射线像小“炸弹”一样轰击肺细胞，使肺细胞受损，从而引发肺癌、白血病等．一静止的氡核222 86Rn发生一次α衰变生成新核钋(Po)，此过程动量守恒且释放的能量全部转化为α粒子和钋核的动能．已知m氡＝222.086 6 u，mα＝4.002 6 u，m钋＝218.076 6 u,1 u相当于931 MeV的能量．(结果均保留3位有效数字)(1)写出上述核反应方程；(2)求上述核反应放出的能量ΔE；(3)求α粒子的动能E kα.答案(1)222 86Rn→218 84Po＋42He(2)6.89 MeV(3)6.77 MeV解析(1)根据质量数和电荷数守恒有222Rn→218 84Po＋42He86(2)质量亏损Δm＝222.086 6 u－4.002 6 u－218.076 6 u＝0.007 4 u，ΔE＝Δm×931 MeV，解得ΔE≈6.89 MeV(3)设α粒子、钋核的动能分别为E kα、E k钋，动量分别为pα、p钋，由能量守恒定律得ΔE＝E kα＋E k钋由动量守恒定律得0＝pα＋p钋，又E k＝p22m故E kα∶E k钋＝218∶4解得E kα≈6.77 MeV.课时精练1．(2022·湖南卷·1)关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是()A．卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征B．玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律C．光电效应揭示了光的粒子性D．电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性答案 C解析玻尔的原子理论成功地解释了氢原子的分立光谱，但不足之处是它保留了经典理论中的一些观点，如电子轨道的概念，还不能完全揭示微观粒子的运动规律，A、B错误；光电效应揭示了光的粒子性，C正确；电子束穿过铝箔后的衍射图样，证实了电子的波动性，D 错误．2．(2022·北京卷·1)氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子()A．放出光子，能量增加B．放出光子，能量减少C．吸收光子，能量增加D．吸收光子，能量减少答案 B解析 氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子放出光子，且放出光子的能量等于两能级之差，能量减少，故选B.3．(2022·辽宁卷·2)2022年1月，中国锦屏深地实验室发表了首个核天体物理研究实验成果．表明我国核天体物理研究已经跻身国际先进行列．实验中所用核反应方程为X ＋2512Mg →2613Al ，已知X 、2512Mg 、2613Al 的质量分别为m 1、m 2、m 3，真空中的光速为c ，该反应中释放的能量为E .下列说法正确的是( ) A ．X 为氘核21HB ．X 为氚核31H C ．E ＝(m 1＋m 2＋m 3)c 2 D ．E ＝(m 1＋m 2－m 3)c 2 答案 D解析 根据质量数和电荷数守恒可知，X 的质量数为1，电荷数为1，为11H ，选项A 、B 错误；该反应释放的能量为E ＝(m 1＋m 2－m 3)c 2，选项C 错误，D 正确．4．(多选)(2022·浙江6月选考·14)秦山核电站生产14 6C 的核反应方程为14 7N ＋10n →14 6C ＋X ，其产物14 6C 的衰变方程为14 6C →14 7N ＋0－1e.下列说法正确的是( )A ．X 是11HB.14 6C 可以用作示踪原子C.0－1e 来自原子核外D ．经过一个半衰期，10个14 6C 将剩下5个 答案 AB解析 根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X 为11H ，故A 正确；常用的示踪原子有：14 6C 、 18 8O 、31H ，故B 正确；β衰变是由原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电子，电子被释放出来，所以 0－1e 来自原子核内，故C 错误；半衰期是一个统计规律，对于大量原子核衰变是成立的，个数较少时规律不成立，故D 错误．5．(2022·广东卷·5)目前科学家已经能够制备出能量量子数n 较大的氢原子．氢原子第n 能级的能量为E n ＝E 1n 2，其中E 1＝－13.6 eV .图是按能量排列的电磁波谱，要使n ＝20的氢原子吸收一个光子后，恰好失去一个电子变成氢离子，被吸收的光子是( )A ．红外线波段的光子B ．可见光波段的光子C ．紫外线波段的光子D ．X 射线波段的光子答案 A解析 要使处于n ＝20的氢原子吸收一个光子后恰好失去一个电子变成氢离子，则需要吸收光子的能量为E ＝0－(－13.6202) eV ＝0.034 eV ，结合题图可知被吸收的光子是红外线波段的光子，故选A.6．如图所示为氢原子能级图，以及从n ＝3、4、5、6能级跃迁到n ＝2能级时辐射的四条光谱线．则下列叙述正确的有( )A ．H α、H β、H γ、H δ的频率依次增大B ．可求出这四条谱线的波长之比，H α、H β、H γ、H δ的波长依次增大C ．处于基态的氢原子要吸收3.4 eV 的能量才能被电离D ．如果H δ可以使某种金属发生光电效应，H β一定可以使该金属发生光电效应 答案 A解析 根据hν＝E m －E n (m >n ，m 、n 都只能取正整数)，可以判定H α、H β、H γ、H δ的频率依次增大，波长依次减小，且能定量地计算出频率或波长的大小之比，故A 正确，B 错误；处于基态的氢原子至少要吸收13.6 eV 的能量才能被电离，故C 错误；H δ的频率大于H β的频率，根据光电效应产生的条件可以判定，H δ可以使某种金属发生光电效应，H β不一定可以使该金属发生光电效应，故D 错误．7．(2023·福建莆田市模拟)碲123 52Te 为斜方晶系银白色结晶，溶于硫酸、硝酸、王水、氰化钾、氢氧化钾，可由半衰期约为13 h 的放射性元素123 53I 衰变而成，其衰变方程为123 53I →123 52Te ＋X ；可以用于检测人体甲状腺对碘的吸收．该衰变产物中的X 为________(选填“质子”“中子”“电子”或“正电子”)，质量为10 g 的12353I 经过26 h 后，剩余123 53I 的质量为________g.答案 正电子 2.5解析根据衰变方程、质量数守恒和电荷数守恒可知X的电荷数为1，质量数为0，所以X为正电子；根据半衰期计算公式，剩余质量为m＝m012tT⎛⎫⎪⎝⎭＝14m0＝2.5 g.8．(多选)(2022·浙江1月选考·14)2021年12月15日秦山核电站迎来了安全发电30周年，核电站累计发电约6.9×1011kW·h，相当于减排二氧化碳六亿多吨．为了提高能源利用率，核电站还将利用冷却水给周围居民供热．下列说法正确的是()A．秦山核电站利用的是核聚变释放的能量B．秦山核电站发电使原子核亏损的质量约为27.6 kgC．核电站反应堆中需要用镉棒控制链式反应的速度D．反应堆中存在235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n的核反应答案CD解析秦山核电站利用的是重核裂变释放的能量，故A错误；由题知原子核亏损释放的能量一部分转化为电能，一部分转化为内能，原子核亏损的质量大于27.6 kg，故B错误；核电站反应堆中需要用镉棒能吸收中子的特性，通过控制中子的数量控制链式反应的速度，故C正确；反应堆利用铀235的裂变，生成多个中等质量的核和中子，且产物有随机的两分裂、三分裂，即存在235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n的核反应，故D正确．9．(多选)铀核裂变的一种方程为235 92U＋X→9438Sr＋139 54Xe＋310n，已知原子核的比结合能与质量数的关系如图所示，下列说法中正确的有()A．X是中子B．X是质子C.235 92U、9438Sr、139 54Xe相比，9438Sr的比结合能最大，最稳定D.235 92U、9438Sr、139 54Xe相比，235 92U的质量数最大，结合能最大，最稳定答案AC解析根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，为中子，A正确，B错误；根据题图可知，235 92U、9438Sr、139 54Xe相比，9438Sr的比结合能最大，最稳定，235 92U的质量数最大，结合能最大，比结合能最小，最不稳定，C正确，D错误．10．(2020·全国卷Ⅱ·18)氘核21H可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式621H→242He＋211H＋210n＋43.15 MeV表示．海水中富含氘，已知1 kg海水中含有的氘核约为1.0×1022个，若全都发生聚变反应，其释放的能量与质量为M的标准煤燃烧时释放的热量相等；已知1 kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107 J,1 MeV＝1.6×10－13 J，则M约为()A．40 kg B．100 kgC．400 kg D．1 000 kg答案 C解析根据核反应方程式，6个氘核聚变反应可释放出43.15 MeV的能量，1 kg海水中的氘核反应释放的能量为E＝1.0×102222 MeV≈1.15×1010 J，则相当于燃6×43.15 MeV≈7.19×10烧的标准煤的质量为M＝1.15×1010kg≈396.6 kg，约为400 kg.故选C.2.9×10711.(2023·福建泉州市模拟)静止在真空匀强电场中的某原子核发生衰变，其衰变粒子与反冲核的初速度方向均与电场方向垂直，且经过相等的时间后形成的轨迹如图所示(a、b表示长度)．原子核重力不计，则该衰变方程可能是()A.238 92U→42He＋23490ThB.22688Ra→42He＋22286RnC.234 90Th→0－1e＋234 91PaD.14 6C→0－1e＋14 7N答案 A解析 由轨迹弯曲方向可以看出，反冲核与衰变粒子的受力方向均与电场强度方向相同，均带正电，C 、D 错误；设运动时间为t ，上边轨迹粒子电荷量为q 1，质量为m 1，下轨迹粒子电荷量为q 2，质量为m 2，由动量守恒有m 1v 1＝m 2v 2，根据类平抛运动处理规律，则有v 1t ＝9a ，12q 1E m 1·t 2＝a ，v 2t ＝b ，12q 2E m 2t 2＝5b ，联立得到q 1q 2＝145 ，所以A 选项中方程粒子符合，B 选项中方程粒子不符合，A 正确，B 错误．12．(多选)(2023·福建省福州第一中学模拟)1899年，物理学家列别捷夫首先从实验上证实了“光射到物体表面上时会产生压力”，我们将光对物体单位面积的压力叫作压强或光压．已知频率为ν的光子的动量为hνc ，式中h 为普朗克常量(h ＝6.63×10－34 J·s)，c 为光速(c ＝3×108 m/s)，某激光器发出的激光功率为P ＝1 000 W ，该光束垂直射到某平整元件上，其光束截面积为S ＝1.00 mm 2，该激光的波长λ＝500 nm ，下列说法正确的有( ) A ．该激光器单位时间内发出的光子数可表示为PλhcB ．该激光一定能使金属钨(截止频率为1.095×1015Hz)发生光电效应C ．该激光不能使处于第一激发态的氢原子(E 2＝－3.4 eV ＝－5.44×10－19J)电离D ．该光束可能产生的最大光压约为6.67 Pa 答案 AC解析 单位时间内射到平整元件上的光能为W ＝Pt ，每个光子的能量为E ＝mc 2＝hν＝h cλ，则该激光器单位时间内发出的光子数n ＝W Et ＝Pλhc ，故A 正确；该激光的频率为ν＝cλ＝0.6×1015 Hz ，小于金属钨的截止频率，不能使金属钨发生光电效应，故B 错误；激光的光子能量为E ＝hν≈4×10－19 J ，光子能量小于处于第一激发态的氢原子的电离能，不能使其电离，故C 正确；对单位时间内发出的光子，根据动量定理有F Δt ＝nmc ＝Pλhc mc ，根据以上分析可知m ＝hcλ，代入Δt ＝1 s, 可得p m ＝F S ＝PcS≈3.33 Pa ，故D 错误．。
高中物理原子及其结构教案
高中物理原子及其结构教案
科目：物理
年级：高中
课题：原子及其结构
时间：1课时
教学目标：
1.掌握原子的基本概念和结构；
2.理解原子的组成，了解原子的质子、中子和电子；
3.能够描述原子的核电荷数和质量数的概念；
4.能够简单推导原子序数和质量数的关系。
教学内容：
1.原子的基本概念；
2.原子的结构；
3.质子、中子和电子的性质；
4.原子的核电荷数和质量数的概念；
5.原子序数和质量数的关系。
教学过程：
第一步：导入（5分钟）
教师通过展示一些常见的物质，引出原子的概念，并让学生描述原子的基本结构。
第二步：讲解（15分钟）
教师讲解原子的组成和结构，介绍质子、中子和电子的性质，引导学生理解原子的核电荷数和质量数的概念。
第三步：讨论（15分钟）
学生分组讨论原子序数和质量数的关系，解决问题，并汇报讨论结果。
第四步：实验（10分钟）
教师进行原子模型的实验演示，让学生亲自操作并观察实验现象。
第五步：总结（5分钟）
教师总结本节课的重点内容，强化学生的记忆和理解。
教学反馈：
教师根据学生的表现和讨论情况，进行评价和反馈，引导学生深入理解原子及其结构的知识。
作业布置：
布置相关阅读任务，让学生进一步了解原子结构的相关知识，并推导一些相关问题。
教学反思：
教师对本节课的教学过程进行总结和反思，提出改进建议，并为下节课做准备。
一轮复习教案原子物理学部分人教版
2. 教学难点：
（1）原子核的衰变：原子核不稳定时，会通过衰变转变为其他核素。衰变过程中，原子核放出射线（包括α射线、β射线和γ射线），以减小自身的能量。
（2）放射性现象：放射性现象是指物质放射性核素发生衰变的过程。放射性现象在自然界和人工合成中广泛存在，如天然放射性元素和人工放射性同位素。
2. 拓展要求：
- 学生应利用课后时间自主学习和拓展，通过阅读材料和观看视频资源，加深对原子物理学知识的理解和掌握。
- 教师可推荐适合学生水平的阅读材料，解答学生疑问，引导学生进行深入学习和思考。
- 学生可进行一些相关的实践操作，如搭建简单的光谱仪观察光谱，进行实验探究，提高实践操作能力。
- 学生可参与科学讨论组，与同学交流学习心得，共同探讨原子物理学的相关问题，培养合作与交流能力。
一轮复习教案原子物理学部分 人教版
主备人
备课成员
教材分析
本教案为人教版一轮复习教案，主要涉及原子物理学部分。教材内容围绕原子的基本结构、原子核、电子以及它们之间的相互作用展开。通过复习，使学生掌握原子的基本概念，了解原子核的组成及原子与分子的关系。同时，培养学生运用物理学知识解决实际问题的能力。
本节课的重点为原子的结构、原子核的组成以及电子的排布。难点在于原子核的衰变和放射性现象。在教学过程中，要注重理论与实验相结合，通过观察原子光谱、衰变实验等，使学生更好地理解原子物理学的基本知识。同时，注重培养学生的科学思维和实验技能，为后续学习打下坚实基础。
过程：
讲解原子的定义，包括其主要组成元素或结构。
详细介绍原子的组成部分或功能，使用图表或示意图帮助学生理解。
高中物理原子教案
高中物理原子教案
课题：原子
教学内容：原子的概念、结构、质量数
教学目标：
1. 了解原子的基本概念和结构；
2. 掌握原子核和电子的构成；
3. 理解质量数的含义；
4. 能够应用所学知识解决相关问题。
教学重点和难点：
重点：原子的概念、结构和质量数的理解
难点：原子核和电子的构成解析
教学准备：
教师：PPT课件、实验器材、教学模型
学生：教科书、笔记本
教学过程：
一、导入（5分钟）
教师引导学生回顾化学课上学过的有关原子的知识，如原子的概念和结构等。
二、讲解（15分钟）
1. 介绍原子的概念及基本组成；
2. 分析原子核和电子的构成；
3. 解释原子的质量数含义。
三、实验（20分钟）
教师进行实验演示，让学生观察和探究原子核和电子的示意模型，并引导学生思考实验现象的意义。
四、练习（15分钟）
教师出示几道相关练习题，让学生进行练习，巩固所学知识。
五、总结（5分钟）
教师和学生共同总结本节课的重点内容，强化学生的理解。
六、作业布置（5分钟）
布置一些相关作业以巩固学生对原子的概念和结构的理解。
教学反思：
通过本节课的教学实践，学生对原子的概念、结构和质量数有了更深入的理解，实验演示也让学生通过观察和实验，更加直观地认识了原子的构成。
在后续教学中，可以进一步引导学生学习原子的量子理论等相关知识。
高中物理原子物理教案
高中物理原子物理教案
教学内容：原子结构、原子核结构、放射性与核能
教学目标：
1.了解原子的结构和组成。
2.认识原子核的结构，了解核力和放射性的基本知识。
3.了解核反应和核能的应用。
教学重点：
1.原子的结构和组成。
2.核力和放射性。
3.核能的应用。
教学难点：
1.核反应的基本知识。
2.核能在生活中的应用。
教学方法：
讲述结合实验、观察和讨论。
教学过程：
一、导入：通过提出问题引发学生思考，引出课题。
二、讲述原子的结构和组成，让学生了解原子的构成。
三、讲述原子核的结构和核力的作用，让学生了解核力的重要性。
四、讲述放射性和放射性元素的特点，让学生了解放射性的危害和防范措施。
五、讲述核反应的基本知识，让学生了解核反应的过程和应用。
六、讲述核能在生活中的应用，让学生了解核能的优点和局限性。
七、总结：通过讨论和总结，让学生掌握本节课的重点内容。
教学资源：
1.课本资料
2.实验仪器和材料
3.图片和视频资料
作业：
1.复习本节课的内容，并做一个总结。
2.查阅相关资料，了解核反应与核能的最新发展。
教学反思：
通过本节课的教学，学生对原子物理有了更深入的了解，能够从实际生活中找到相关的应用。
教学方法应灵活多样，增强学生的参与度和兴趣。
同时，要及时总结，促进知识的巩固和提高。
2020届高三物理一轮复习学案：原子物理
2020届高三物理一轮复习学案：原子物理教学目标1．使学生加强明白得把握在卢瑟福核式结构学讲基础上的玻尔原子结构理论；能够对氢原子依照能级〔轨道〕定态跃迁知识解决相关咨询题。
2．通过氢原子的电子绕核旋转和能级跃迁与卫星绕地球旋转的类比和分析讨论，提高学生应用力、电、原子知识的综合分析能力，专门是加强从能量转化守恒观点动身分析解决咨询题的能力。
3．通过人类认识原子核组成的过程复习，使学生明确认识依靠于实践；科学的认识源于科学家们的科学实验与研究探究。
从而培养学生的科学态度与探究精神。
4．把握衰变及原子核人工转变的规律——质量数守恒、核电荷数守恒。
明确核力、结合能、平均结合能、质量亏损及爱因斯坦质能方程意义，并把握其应用——获得核能的途径〔裂变、聚变〕。
教学重点、难点分析1．卢瑟福的核式结构学讲与玻尔的原子结构理论，作为重点难点知识。
学生在明白得把握上的困难，一是不明确两种原子结构理论的区不与联系；二是对原子的定态和能级跃迁等知识的明白得认识不够透彻，以致分析解决相关咨询题时易混易错。
2．放射性元素衰变时，通常会同时放出α、β和γ三种射线，即α、β衰变核反应同时放出γ射线〔开释能量〕。
3．爱因斯坦质能方程△E=△mc 2，是开释原子核能的重要理论依据。
在无光子辐射的情形下，核反应中开释的核能转化为生成新核与粒子的动能，此情形可用动量守恒与能量守恒运算核能。
教学过程设计 一、原子模型1．汤姆生模型〔枣糕模型〕1897年，英国人汤姆生研究阴极射线时发觉了电子。
电子的发觉讲明原子是可分的。
2．卢瑟福的核式结构模型〔行星式模型〕α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，结果是绝大多数α粒子穿过金箔后差不多上仍沿原先的方向前进，然而有少数α粒子发生了较大的偏转。
这讲明原子的正电荷和质量一定集中在一个专门小的核上。
1911年英国人卢瑟福由α粒子散射实验提出：在原子的中心有一个专门小的核，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。
高三物理一轮复习全套精品教案完整版
高三物理一轮复习全套精品教案完整版一、教学内容1. 力学：牛顿运动定律、曲线运动、万有引力定律、动量与冲量、机械能守恒定律等；2. 热学：内能、热力学第一定律、气体实验定律、热力学第二定律等；3. 电磁学：电场、磁场、电磁感应、交流电、电磁波等；4. 光学：光的传播、反射、折射、波动光学、量子光学等；5. 原子物理：原子结构、原子核、粒子物理等。
二、教学目标1. 理解并掌握物理基本概念、基本定律和基本原理，形成完整的知识体系；2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力，提高分析问题和解决问题的能力；3. 培养学生的科学思维和创新意识，提高科学素养。
三、教学难点与重点1. 教学难点：电磁学、光学和原子物理部分的概念和定律较为抽象，学生理解困难；2. 教学重点：力学、热学和电磁学的基本概念、定律和原理，以及实际应用。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体教学设备、实物模型、实验器材等；2. 学具：笔记本、教材、习题集、文具等。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过生活实例或实验现象，引发学生对物理现象的好奇心，激发学习兴趣；2. 例题讲解：针对重点和难点知识，选取典型例题进行讲解，引导学生运用所学知识解决问题；3. 随堂练习：布置适量练习题，巩固所学知识，提高解题能力；4. 知识拓展：介绍物理学科前沿动态，拓展学生知识面；六、板书设计1. 知识框架：以图文并茂的形式展示各章节知识结构；2. 关键概念和定律：用不同颜色粉笔标出，突出重点；3. 解题步骤和技巧：简洁明了地呈现解题思路和方法。
七、作业设计1. 作业题目：（1）力学：计算动量和动能的转化关系；（2）热学：分析热力学第一定律的应用；（3）电磁学：推导电磁感应定律；（4）光学：解释光的干涉现象；（5）原子物理：探讨原子结构的发展历程。
2. 答案：详细解答每个题目的答案，并对解题过程进行解析。
八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸：鼓励学生参加物理竞赛、科普活动等，提高物理素养，培养科学精神。
2023届高考物理一轮复习课件 原子物理
的电子越多，饱和光电流越大）
1
⑤遏止电压：使光电流减小到零时的电压 mc ve2 = eU
2
高中物理选修3-5-第二章：原子物理
三、原子结构
（1）1897年，汤姆逊发现了比原子更小的微粒——电子，打破了原子不可分的观念；
（2）原子核式结构模型：卢瑟福基于α粒子散射实验提出了原子的“核式结构模型”
高中物理选修3-5-第二章：原子物理
八、裂变和聚变
裂变
（1）重核裂变：使重核分裂成中等质量的原子核的核反应，称为裂变。
（2）铀核裂变的几个核反应方程：
235
① 92U
235
② 92U
1
0n
1
0n
144
89
1
32Kr + 56Ba + 3 0n
136
90
1
38Sr + 54Xe + 10 0n
+
→
+
份 称 为 光 子 ， 光 子 具 有 的 能 量 与 其 成 正 比 ， 即 = ℎ ， h 为 普 朗 克 常 数 h =
6.63 × 10−34 J ∙ s
（2）光电效应：在光（包括不可见光）的照射下，从物体上发射出电子的现象
称为光电效。发射出来的电子称为光电子，表达式： = ℎ − 0 。 表示光电
90
91
A
通式： ZX
A
通式： ZX
=
=
A−4
4
Z−2Y + 2He
A
0
Z+1Y + −1e
高中物理选修3-5-第二章：原子物理
高中物理原子专题讲解教案
高中物理原子专题讲解教案教学内容：原子教学目标：1. 了解原子的基本结构和组成2. 掌握原子中电子、质子和中子的概念及特性3. 理解原子的电子排布和元素周期表的结构教学重点：1. 原子的结构和组成2. 电子、质子和中子的性质3. 原子的电子排布教学难点：1. 原子的微观结构和概念的抽象性2. 元素周期表的规律性和周期性教学准备：1. 讲解PPT2. 实验器材：示波器、电子束管3. 教学资料：原子模型图片、元素周期表教学过程：一、导入通过展示一些常见的元素及其化学符号，引导学生探讨元素是由什么构成的，从而引出原子的概念。
二、讲解原子的基本结构和组成1. 介绍原子的基本概念，原子是构成物质的基本单位，由电子、质子和中子组成。
2. 详细讲解电子、质子和中子的性质和作用。
三、介绍原子的电子排布1. 讲解原子结构中电子的层次排布规律，主要包括K层、L层、M层等。
2. 通过示波器和电子束管实验展示不同层次电子的运动情况。
四、解释元素周期表的结构1. 介绍元素周期表的历史和分类方法。
2. 讲解元素周期表中元素的排列规律，引导学生理解元素周期表的周期性性质。
五、巩固提高1. 提出一些原子结构与元素周期表相关的练习题，巩固学生的知识。
2. 完成一些小组讨论任务，让学生对原子的结构和周期表的规律有更深入的理解。
六、作业布置布置一些相关作业，要求学生对原子的结构和元素周期表进行总结和复习。
七、反思回顾当天的教学内容，总结学生掌握情况，为下一节课的教学做好准备。
教学反思：通过本节课的教学，学生对原子的基本概念和组成有了更深入的认识，对元素周期表的规律性也有了理解。
通过实验、讨论和练习题的方法，激发了学生的学习兴趣，提高了他们对物理学知识的掌握程度。
在以后的教学中，可以更加注重与生活实际结合，让学生更好地理解抽象的物理概念。
〖2021年整理〗高中物理《原子物理》参考优秀教案
原子物理《参考教案》由于点多面广，考题难度不是很大，属必得部分，因而要求复习过程要扫清盲点，不留死角，同时由于各部分内容体现的能力与思想不同，考点出现的几率也不同，复习时应有所侧重，侧重点要与历年考试频率联系，应与体现能力处联系，还应与科技动向联系（探月卫星、氦3，射线、红外摄象、太阳风等），更应与近代物理发展趋势联系。
在复习中要特别注意课本的重要性，课本是知识之源，对这部分内容一定要做到熟读、精读，并且要间隔一段时间就要简要复习一遍，绝不能留任何的死角，包括课后的阅读材料、小实验、小资料、相对论简介等，因为很多的信息题都是从这里取材的。
“回归课本”“不回避陈题”是本部分的复习特点。
不仅如此，搞清某一现象产生的本质，构建知识结构体系，根据已知的知识和物理事实、条件，对物理进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断，并能把推理过程正确地表达出来，以求触类傍通。
本章内容是近代物理的基础，对进入相关高等院进一步学习有很重要的作用，近代物理领域的深入研究为物理教学提供了丰富的内容，学习新科技成果，科技动态，可开拓视野，领会方法，渗透科学思想和科学精神，物理学向微观和宇观两个领域的研究其实是统一的思想，物理学的完整、和谐美在这里得到了体现。
物理学研究最大与最小对象的两个分支-------宇宙学和粒子物理学奇妙地衔接在一起，犹如一条怪蟒咬住自己的尾巴。
让同学们考好物理，更喜欢物理，不仅在中学时学习物理，更为学生终生学习物理奠定基础。
一、玻尔的原子模型1、内容：玻尔认为，围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值，这种现象叫轨道量子化；不同的轨道对应着不同的状态，在这些状态中，尽管电子做变速运动，却不辐射能量，因此这些状态是稳定的；原子在不同的状态中具有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的2、理解要点：玻尔的原子模型是以假说的形式提出来的，包括以下三方面的内容：①轨道假设：即轨道是量子化的，只能是某些分立的值②定态假设：即不同的轨道对应着不同的能量状态，这些状态中原子是稳定的，不向外辐射能量 ③跃迁假设：原子在不同的状态具有不同的能量，③从一个定态向另一个定态跃迁时要辐射或吸收一定频率的光子，该光子的能量，等于这两个状态的能级差n m E E hv -=氢原子各定态的能量值为电子绕核运动的动能E 和电势能E n m E E hv -=N 0N 102()n N N =42Hec 2计算能量或质量亏损。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
原子的核式结构玻尔理论天然放射现象一、知识点梳理1、原子的核式结构（1）α粒子散射实验结果：绝大多数α粒子沿原方向前进，少数α粒子发生较大偏转。
（2）原子的核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转．（3）原子核的大小：原子的半径大约是10-10米，原子核的半径大约为10-14米～10-15米．2、玻尔理论有三个要点：(1)原子只能处于一系列的不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的．电子虽然绕核旋转，但并不向外辐射能量，这些状态叫定态．(2)原子从一种定态跃迁到另一定态时，它辐射(或吸收)一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定．即h ν=E 2-E 1 (3)原子的不同能量状态对应于电子沿不同圆形轨道运动．原子的定态是不连续 的，因而电子的可能轨道是分立的．在玻尔模型中，原子的可能状态是不连续的，各状态对应的能量也是不连续的，这些不连续的能量值的能量值叫做能级。
3、原子核的组成 核力原子核是由质子和中子组成的．质子和中子统称为核子．将核子稳固地束缚在一起的力叫核力，这是一种很强的力，而且是短程力，只能在2．0X10-15的距离内起作用，所以只有相邻的核子间才有核力作用．4、原子核的衰变（1）天然放射现象：有些元素自发地放射出看不见的射线，这种现象叫天然放射现象．（2这三种射线可以用磁场和电场加以区别，如图15.2-1 所示 （3）放射性元素的衰变：放射性元素放射出α粒子或β粒子后，衰变成新的原子核，原子核的这种变化称为衰变．衰变规律：衰变中的电荷数和质量数都是守恒的．(4)半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间称为半衰期．不同的放射15-2-2 性元素的半衰期是不同的，但对于确定的放射性元素，其半衰期是确定的．它由原子核的内部因素所决定，跟元素的化学状态、温度、压强等因素无关．（5）同位素：具有相同质子数，中子数不同的原子在元素周期表中处于同一位置，互称同位素。
二、典型例题例1 如图15-2-2所示为卢瑟福和他的同事们做α 粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A 、B 、C 、D 四个位置时，观察到的现象，下述说法中正确的是A ．放在A 位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B ．放在B 位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置时稍少些C ．放在C 、D 位置时，屏上观察不到闪光D ．放在D 位置时，屏上仍能观察一些闪光，但次数极少[解析] 根据α粒子散射现象，绝大多数α粒子沿原方向前进，少数α粒子发生较大偏转，本题应选择A 、B 、D[点评]本题考查学生是否掌握卢瑟福的α粒子散射实验结果。
例2 氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中 ( )A ．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量增大B ．原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小C ．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量增大D ．原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大，原子的能量增加[解析] 根据玻尔理论，氢原子核外电子在离核越远的轨道上运动时，其能量越大， 由能量公式En=21n E （E 1=-13．6 eV ）可知，电子从低轨道(量子数n 小)向高轨道(n 值较大)跃迁时，要吸收一定的能量的光子．故选项B 可排除．氢原子核外电子绕核做圆周运动，其向心力由原子核对电子的库仑引力提供，即 22rke =r m v 2，电子运动的动能E k =21mv 2=r ke 22．由此可知：电子离核越远，r 越大时，则电子的动能就越小，故选项A 、C 均可排除．由于原子核带正电荷，电子带负电荷，事实上异性电荷远离过程中需克服库仑引力做功，即库仑力对电子做负功，则原子系统的电势能将增大，系统的总能量增加，故选项D 正确．[点评] 考查对玻尔理论、库仑定律、圆周运动规律及电场力做功性质的综合运用的能力． 例3关于天然放射现象，以下叙述正确的是（）A ．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小B ．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的C ．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强D ．铀核(23892U )衰变为铅核(20682Pb )的过程中，要经过8次α衰变和10次β衰变[解析]半衰期是由放射性元素原子核的内部因素所决定，跟元素的化学状态、温度、压强等因素无关．A 错；β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的，e H n 011110-+→，B 对；根据三种射线的物理性质，C 对；23892U 的质子数为92，中子数为146，20682Pb 的质子数为82，中子数为124，因而铅核比铀核少10个质子，22个中子。
注意到一次α衰变质量数减少4，故α衰变的次数为x= 4206238-=8次。
再结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判定β衰变的次数y 应满足 2x-y+82＝92， y ＝2x-10=6次。
故本题正确答案为B 、C 。
[点评]1 本题考查α衰变、β衰变的规律及质量数，质子数、中子数之间的关系。
2 β衰变放出的电子并不是由核外电子跃迁出来的，而是从核中衰变产生的。
例4、如图15-2-3K -介子衰变的方程为0ππK +→--，其中K -介子和π-介子带负的基元电荷，π0介子不带电。
一个K -介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP ，衰变后产生的π-介子的轨迹为圆弧PB ，两轨迹在P 点相切，它们的半径R K-与R π-之比为2∶1。
π0介子的轨迹未画出。
由此可知π-介子的动量大小与π0介子的动量大小之比为 A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶6[解析] 根据题意，分别计算出带电粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径。
根据动量的定义，分别求出两个介子的动量大小，再从图中确定两个介子动量的方向，最后运用动量守恒，计算出0π粒子的动量大小。
qv K B=m K k K R v 2，R K =,2qB p B qv v m K K K K =R qB p -=ππ，12=-πp p K ，p K =-p -π+p 0π，p -=ππp 30。
正确选项为（C ） [点评] 这题以基本粒子的衰变为情景，涉及带电粒子在磁场中运动规律和动量守恒等知识点，是一道综合性题目。
带电粒子在磁场中受到洛伦磁力作用，该力的方向与粒子的速度方向垂直，因此，带电粒子作圆周运动。
根据动量守恒，基本粒子衰变前后的总动量不变，但计算过程要主注意动量的方向问题。
例5若原子的某内层电子被电离形成空位，其它的电子跃迁到该空位上时，会将多余的能量以电磁辐射的形式释放出来，此电磁辐射就是原子的特征X 射线。
内层空位的产生有多种机制，其中的一种称为内转换，即原子中处于激发态的核跃迁回基态时，将跃迁时释放的能量交给某一内层电子，使此内层电子电离而形成空位（被电离的电子称为内转换电子）。
OP214K - π- A P的原子核从某一激发态回到基态时，可将能量E 0=1.416MeV 交给内层电子(如K 、L 、M 层电子，K 、L 、M 标记原子中最靠近核的三个电子层)使其电离。
实验测得从O P 214原子的K 、L 、M 层电离出的动能分别为E K =1.323MeV 、E L =1.399MeV 、E M =1.412MeV.则可能发射的特征X 射的能量为A 0.013MeVB 0.017MeVC 0.076MeVD 0.093MeV[解析]电子电离后的动能等于吸收的能量减去电子原来所处的能级的能量，所以原子核的K 层的能量为0．093MeV ，原子核的L 层的能量为0．017MeV ，原子核的M 层的能量为0．004MeV 。
所以可能发射的特征X 射的能量为0．076MeV 、0．087MeV 、0．013MeV 。
故正确为A 、C[点评]这是一道信息题要求学生能把题中所给的知识与已学知识有机结合。
学生首先要弄清电子的电离能、动能与吸收能量的关系。
三、过关测试1、用a 、b 两束单色光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的屏上得到图示的干涉图样，其中甲图是a 光照射时形成的，乙图是b 光照射时形成的。
则关于a 、b 两束单色光，下述正确的是BA ．a 光光子的能量较大B ．在水中a 光传播的速度较大C ．若用a 光照射某金属时不能打出光电子，则用b 光照射该金属时一定打不出光电子D ．若a 光是氢原子从n ＝4的能级向n ＝2的能级跃迁时产生的，则b 光可能是氢原子从n ＝3的能级向n ＝2的能级跃迁时产生的2、德国物理学家弗兰克林和赫兹进行过气体原子激发的实验研究。
如图（1）他们在一只阴极射线管中充了要考察的汞蒸气。
极射发出的电子受阴极K 和栅极R 之间的电压U R 加速，。
电子到达栅极R 时，电场做功eU R 。
此后电子通过栅极R 和阳极A 之间的减速电压U A 。
通过阳极的电流如图（2）所示，随着加建电压增大，阳极电流在短时间内也增大。
但是到达一个特定的电压值U R 后．观察到电流突然减小。
在这个电压值上，电于的能量刚好能够激发和它们碰撞的原子。
参加碰撞的电子交出其能量，速度减小，因此刻达不了阳极．阳极电流减小。
eU R 即为基态气体原于的激发能。
得到汞原子的各条能级比基态高以下能量值：4.88eV , 6.68eV, 8.78eV , 10.32eV(此为汞原子的电离能)。
若一个能量为7.97eV 电子进入汞蒸气后测量它的能量大约是A. 4.88eVC. 2.35eV 或7.97eVD.1.29eV 或3.09eV 或7.97eV D(2)3、某原子核的衰变过程是A −→−βB −→−αC ，下述说法中正确的是， A ．核C 比核B 的中子数少2 B ．核C 比核A 的质量数少5C ．原子核为A 的中性原子的电子数比原子核为B 的中性原子的电子数多2D ．核C 比核A 的质子数少14、原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子．例如在某种条件下，铬原子的n=2能级上的电子跃迁到n=1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给 n=4能级上的电子，使之能脱离原子，这一现象叫做俄歇效应．以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子．已知铬原子的能级公式可简化表示为En=-2n A ，式中n=1，2，3…表示不同能级，A 是正的已知常数．上述俄歇电子的动能是(A)163A (B)167A (C)1611A (D)1613A 5、 地球的年龄到底有多大，科学家利用天然放射性元素的衰变规律，通过对目前发现最古老的岩石中铀和铅含量来推算。