高中物理原子物理试题教案资料

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高三物理第一轮复习教案13——原子物理

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。

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。

高考物理二轮复习原子和原子核教案

专题十三原子和原子核教案一．专题要点1．原子的结构①汤姆生模型(枣糕模型) 汤姆生发现电子，使人们认识到原子有复杂结构。

从而打开原子的大门.②卢瑟福的核式结构模型(行星式模型)卢瑟福α粒子散射实验装置,现象,从而总结出核式结构学说α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，实验现象：结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但是有少数α粒子发生了较大的偏转.这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。

卢瑟福由α粒子散射实验提出：在原子的中心有一个很小的核，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。

由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15m 。

（2．玻尔模型(引入量子理论，量子化就是不连续性，整数n 叫量子数)玻尔补充三条假设⑴定态--原子只能处于一系列不连续的能量状态(称为定态),电子虽然绕核运转,但不会向外辐射能量。

(本假设是针对原子稳定性提出的)⑵跃迁--原子从一种定态跃迁到另一种定态,要辐射(或吸收)一定频率的光子(其能量由两定态的能量差决定)(本假设针对线状谱提出) (终初E E h -=ν) 辐射(吸收)光子的能量为hf ＝E 初-E 末 ⑶能量和轨道量子化----定态不连续,能量和轨道也不连续;(即原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形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分布也是不连续的)3. 天然放射现象①天然放射现象的发现，使人们认识到原子核也有复杂结构核变化从贝克勒耳发现天然放射现象开始衰变(用电磁场研究)： ②各种放射线的性质比较4. 四种核反应类型(衰变,人工核转变,重核裂变,轻核骤变)⑴衰变： α衰变：e 422349023892H Th U +→(实质：核内Hen 2H 2421011→+)α衰变形成外切(同方向旋)， β衰变：e Pa Th 012349123490-+→(实质：核内的中子转变成了质子和中子e H n 011110-+→)β衰变形成内切(相反方向旋)，且大圆为α、β粒子径迹。

原子物理高中例题讲解教案

原子物理高中例题讲解教案
教案名称：原子物理高中例题讲解
教学目标：
1. 理解原子结构的基本概念。

2. 掌握原子结构相关的知识。

3. 能够解答与原子物理相关的高中考试题目。

教学重点：
1. 原子结构的基本组成。

2. 电子排布规律。

教学难点：
1. 原子结构的电子排布规律。

2. 掌握解题方法。

教学准备：
1. 教师准备PPT讲解材料。

2. 学生准备笔记本和笔。

教学过程：
1. 导入：通过引发学生的兴趣，简单介绍原子结构的基本概念，并提出例题让学生思考。

2. 讲解：教师利用PPT进行讲解原子的基本组成和电子排布规律，并介绍解题思路。

3. 实例分析：教师给学生提供一道例题，让学生独立思考并解答，同时解答过程中引导学生理解解题的方法和原理。

4. 拓展应用：教师给学生提供更多类似的例题，让学生独立解答，并帮助学生理解不同情况下的解题方法。

5. 总结归纳：教师根据解题过程总结出解题的关键点，并帮助学生整理相关的知识点。

教学反思：
通过这堂课的教学，学生通过实例的解答掌握了原子结构相关的知识，并能够独立解答相关的高中考试题目。

同时，学生也提高了解题的思维能力和逻辑分析能力。

在今后的教学中，可以通过更多实例训练来巩固学生的知识和能力。

〖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。

原子物理教案

原子物理（经典教案）难点剖析1、关于a 粒子散射实验（1）a 粒子散射实验的目的、设计及设计思想。

①目的：通过a 粒子散射的情况获取关于原子结构方面的信息。

②设计：在真空的环境中，使放射性元素钋放射出的a 粒子轰击金箔，然后透过显微镜观察用荧光屏接收到的a 粒子，通过轰击前后a 粒子运动情况的对比，来了解金原子的结构情况。

③设计思想：与某一个金原子发生作用前后的a 粒子运动情况的差异，必然带有该金原子结构特征的烙印。

搞清这一设计思想，就不难理解卢瑟福为什么选择了金箔做靶子（利用金的良好的延展性，使每个a 粒子在穿过金箔过程中尽可能只与某一个金原子发生作用）和为什么实验要在真空环境中进行（避免气体分子对a 粒子的运动产生影响）。

（2）a 粒子散射现象①绝大多数a 粒子几乎不发生偏转； ②少数a 粒子则发生了较大的偏转；③极少数a 粒子发生了大角度偏转（偏转角度超过90°有的甚至几乎达到180°）。

（3）a 粒子散射的简单解释。

首先，由于质量的悬殊便可判定，a 粒子的偏转不会是因为电子的影响，而只能是因为原子中除电子外的带正电的物质的作用而引起的；其次，原子中除电子外的带正电的物质不应是均匀分布的（否则对所有的a 粒子来说散射情况应该是一样的），而“绝大多数”“少数”和“极少数”a 粒子的行为的差异，充分地说明这部分带正电的物质只能高度地集中在在一个很小的区域内；再次，从这三部分行为不同的a 粒子数量的差别的统计，不难理解卢瑟福为什么能估算出这个区域的直径约为10-14m 。

2、原子的核式结构（1）核式结构的具体内容①原子的中心有一个很小的核；②原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在核内； ③带负电的电子在核外空间绕核旋转。

（2）核式结构的实验基础核式结构的提出，是建立在a 粒子散射实验的基础之上的。

或者说：卢瑟福为了解释a 粒子散射实验的现象，不得不对原子的结构问题得出核式结构的理论。

高中物理第二章原子结构单元复习教案教科版选修35

原子结构学习目标1. 巩固理解本章知识点2. 会利用本章知识及方法解决实际问题重点难点重点：掌握本章所涉及的物理方法难点：利用本章知识及方法解决实际问题教学设计【课堂学习】学习活动一：基本概念和基本规律问题1：电子的发现问题2：原子的核式结构模型。

问题3：光谱与光谱分析问题4：玻尔关于原子结构的理论学习活动二：有关a粒子散射实验的题型分析例1：对α粒子散射实验装置的描述，你认为正确的有（）A．实验器材有放射源、金箔、荧光屏、显微镜B．金箔的厚度对实验无影响C．如果不用金箔改用铝箔，就不会发生散射现象；D．实验装置放在空气中和真空中都可以正确答案为A。

金的延展性好，可以做的很薄，金的原子核的质量远远大于α粒子的质量，根据动量守恒定律可知，这样当α粒子与金核相碰撞时才能发生大角度散射，甚至被反向弹回，所以α粒子散射实验中选用的材料是金箔。

例2：卢瑟福的α粒子散射实验中，有极少数α粒子发生大角度偏转，其原因是（）A．原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B．正电荷在原子中是均匀分布的C．原子中存在着带负电的电子D．原子只能处于一系列不连续的能量状态中正确答案为A。

α粒子散射实验中，α粒子的大角度偏转是由于受到原子核内集中的正电荷的作用。

例3：在α粒子散射实验中，如果两个具有相同能量的α粒子，从不同大小的角度散射出来，则散射角度大的这个α粒子（）A．更接近原子核B．更远离原子核．C．受到一个以上的原子核作用D．受到原子核较大的冲量作用正确答案为A、D。

例4：图中的圆点代表α粒子散射实验中的原子核，带箭头的曲线代表α粒子的径迹，其中不可能发生的是：（）1 23v 3v 2 v 1400 400 400 200200600正确答案为C 。

根据α粒子散射实验可知，α粒子不可能与原子核相吸引，因为它们是同种电荷。

例5：根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹。

高中物理竞赛原子物理教案

高中物理竞赛原子物理教案教学内容：原子物理
教学目标：
1. 理解原子结构和原子核的基本概念；
2. 掌握原子核的组成和性质；
3. 熟练掌握原子核的稳定性和放射性研究方法；
4. 了解核反应和核能的应用。

教学重点：
1. 原子结构和原子核的组成；
2. 原子核的稳定性和放射性；
3. 核反应和核能的应用。

教学难点：
1. 掌握原子核的结构和性质；
2. 理解核反应的基本原理。

教学过程：
一、导入：介绍原子结构和原子核的基本概念。

二、讲解：原子核的组成和性质。

1. 原子核的结构和组成：质子、中子和电子；
2. 原子核的性质：电荷数、质量数、核反应等。

三、探究：原子核的稳定性和放射性。

1. 原子核的稳定性：结合能、核力等因素；
2. 放射性的种类和性质：α、β、γ辐射。

四、活动：实验测定原子核的放射性活度。

五、拓展：核反应和核能的应用。

1. 核反应的原理和种类；
2. 核能在能源领域的应用。

六、总结：回顾本节课的重点内容，核实学生的学习情况。

教学资源：
1. 教材：高中物理教科书；
2. 实验器材：放射性测量仪器；
3. 图表资料：有关原子物理的图片和实验数据。

教学评估：
1. 课堂随堂测试；
2. 学生课后练习；
3. 实验报告和讨论。

以上是关于高中物理竞赛原子物理教案范本，希望可以帮助到您的教学工作。

祝教学顺利！。

高中物理：《原子物理、新材料、能量》复习教案(新人教版选修3-5)

《原子物理、新材料、能量》［以下【】内文本使用了“书签”，更改格式时请注意。

］一、概述1、教学主线能量概念是物理学中一个非常重要的概念。

在《全日制义务教育物理课程标准》中，“能量”是内容标准的主题之一，“能量”作为主线之一，也贯穿在整套教材当中。

而能量守恒是自然界的基本规律之一，也是唯物主义基本观点。

所以本专题复习从物体尺度引入，以能量守恒为主干，抓住物质、能源与能量的关系，以点带面地将原子物理、新材料、机械能、内能、能源等知识有机地组织在一起，让学生形成知识网络，与此同时获得知识与能力的提高。

2、本专题在总复习中的地位及教学处理从“物质、运动和相互作用和能量”三大板块角度进行划分专题的中考总复习来说，本专题是最后一个专题，在教学中要求学生对知识有较为系统的掌握。

尽管本专题涉及到的交叉知识也较多，对学生应用知识解决问题的能力要求较高，但在有限的教学时间内不可能（也没必要）对电磁能、机械能及内能等知识重新再作一次全面的复习。

为解决这一矛盾，我们应当将相关知识的网络安排在教学设计中，有预见、有准备地在复习过程中做好教学反馈与调控，弥补学生可能出现的知识断链，提高复习效率。

二、学习任务分析（1）知识与技能○1通过实例认识能量及其存在的不同形式。

知道不同形式的能可以相互转化。

能简单描述各种各样的能量和我们生活的关系。

○2知道物质由分子、原子等微粒组成，知道原子核式模型。

○3了解生活中使用的各种能源，及使用这些能源的优点和可能带来的问题。

○4了解半导体、超导体的一些特点及其应用，了解纳米材料的应用和发展前景。

（2）过程与方法○1尝试从能量角度解释一些简单的自然现象。

○2尝试从原子的角度解释核能的获得过程。

（3）情感态度与价值观○1具有用能量守恒的观点分析事物的意识，认识不符合能量守恒的“事实”是不存在的。

○2了解世界和我国的能源状况，对于能源的利用有可持续发展的意识。

○3关心自己身边的能源消耗对环境的影响，增强环境保护意识。

(完整word版)高考物理二轮复习教案第十五章原子和原子核

第十五章原子和原子核知识网络：二、原子的核式结构1.原子的核式结构-（1）α粒子散射实验例1.根据卢瑟福的原子核式结构模型，下列说法正确的是()A.原子中的正电荷均匀分布在整个原子范围内B.原子的质量均匀分布在整个原子范围内C.原子中的正电荷和质量都均匀分布在整个原子范围内D.原子中的正电荷和几乎全部质量都集中在很小的区域范围内D例2（2011上海第2题）．卢瑟福利用粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是答案：D（2）波尔的基本假设a．轨道假设：核外电子轨道半径只能是一些分立的值。

b．定态假设：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。

C．跃迁假设：原子从一个定态向另一个定态跃迁时，要吸收或辐射一定频率的光子，该光子的能量等于这两个状态的能级差，即hv=E m－E n（m＞n）（3）氢原子的能量与电子运动半径的关系：a．电子运动半径r n=n2r1（n=1.2.3…）r1=0.53×10-10m，b．原子能量（动能+势能）E n=E1/n2，E1=-13.6eV原子结构：汤姆生模型卢瑟福模型波尔模型α粒子散射实验氢原子光谱原子的稳定性原子和原子核原子核天然放射性β衰变α衰变γ衰变人工转变质子的发现中子的发现原子核的组成，放射性同位素核能质能方程式重核裂变c ．电子的动能22k ke E r=（4）能级跃迁○1从低能级向高能级跃迁吸收能量的三种情况： a ．光照射发生跃迁，要满足的条件：hv=E m －E n （m ＞n ）b ．光照射发生使原子电离时，要满足的条件：hv ≥E m －E n （m ＞n ） c. 实物粒子碰撞发生跃迁，要满足的条件：2012m n mv E E -≥ （m ＞n ）对原子跃迁问题应把握以下几点原子跃迁条件只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间的跃迁的情况，对于光子和原子作用而使原子电离和实物离子与原子作用使原子激发的情况，则不受此条件限制。

高考原子物理专题复习用教案

年级：高复授课时间：2016.5 授课教师：科目：物理课题光电效应、波粒二象性教学目标1.知道什么是光电效应，理解光电效应的实验规律2.会利用光电效应方程计算逸出功、极限频率、最大初动能等物理量3.知道光的波粒二象性，知道物质波的概念教学重点与难点1.光电效应及光电效应方程2.光的波粒二象性教学过程一、光电效应1.光电效应现象光电效应：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子．2.光电效应规律用光电管研究光电效应的规律如图所示．(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应．(2)光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大，注意不是成正比．(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s．(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的大小与入射光的强度成正比．3.爱因斯坦光电效应方程(1)光子说：空间传播的光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子．光子的能量为ε＝hν，其中h是普朗克常量，其值为6.63×10－34 J·s.(2)爱因斯坦光电效应方程：E k＝hν－W0.其中hν：光子的能量；W0：逸出功，电子从金属中逸出所需做功的最小值，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功；E k：光电子的最大初动能．4.用图像表示光电效应方程(1)最大初动能E k与入射光频率ν的关系图线，如图所示．(2)由图线可以得到的物理量①极限频率（截止频率）：图线与ν轴交点的横坐标ν0；②逸出功：图线与E k轴交点的纵坐标的值W0＝E．③普朗克常量：图线的斜率k＝h．5.对光电效应规律的解释教学过程对应规律对规律的产生的解释存在极限频率ν0电子从金属表面逸出，首先必须克服金属原子核的引力做功W0，要使入射光子能量不小于W0，对应的频率ν0＝hW0，即极限频率光电子的最大初动能随着入射光频率的增大而增大，与入射光强度无关电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用做功，剩余部分转化为光电子的初动能，只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能，对于确定的金属，W0是一定的，故光电子的最大初动能只随入射光的频率增大而增大效应具有瞬时性光照射金属时，电子吸收一个光子的能量后，动能立即增大，不需要能量积累的过程光较强时饱和电流大光较强时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和电流较大二、光的波粒二象性与物质波1．光的波粒二象性：光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性．(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性．(2)光电效应说明光具有粒子性．(3)光既有波动性，又有粒子性，两者不是孤立的，而是有机的统一体，其表现规律为：①个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性．②频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，越不容易看到光的干涉和衍射现象，贯穿本领越强．③光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时，往往表现为粒子性．2．物质波(1)概率波光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波．(2)物质波任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长λ＝hp，p为运动物体的动量，h为普朗克常量.课后反思年级：高复授课时间：2015.05 授课教师：科目：物理课题原子结构教学目标1.了解原子的核式结构模型2.了解氢原子光谱的规律，会用玻尔理论解释氢原子光谱3.掌握氢原子的能级公式并能结合能级图求解原子的跃迁问题教学重点与难点3.玻尔的能级理论2.原子的能级跃迁问题教学过程一、原子的核式结构1.汤姆生的“枣糕”模型：1897年，英国物理学家汤姆生通过对阴极射线的研究发现了电子；1898年，汤姆生提出了原子的“枣糕”模型，他认为，原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中．2.卢瑟福的核式结构模型(1)α粒子散射实验的结果绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子发生了大角度偏转，极少数α粒子的偏转超过了90°，有的甚至被撞了回来，如图所示．(2)卢瑟福的原子核式结构模型在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的所有正电荷和几乎所有质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外绕核旋转．(3)原子核的尺度：原子核直径的数量级为10－15 m，原子直径的数量级约为10－10 m.二、氢原子光谱氢原子光谱是最早发现、研究的光谱线，这些光谱线可以用一个统一的公式表示：⎪⎭⎫⎝⎛-=nmR22111λ，式中m＝1,2,3,...,对每一个m，有n＝m+1，m+2，m+3...构成一个谱线系．注意：氢原子光谱是线状的、不连续的，波长只能是分立的值．三、玻尔理论1.玻尔原子模型(1)轨道假设：原子中的电子在库伦引力的作用下，绕原子核做圆周运动，电子绕核运动的可能轨道是不连续的．(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，具有不同的能量，电子轨道的不连续导致了原子能量的量子化，这些量子化的能量值叫做能级．原子只能处于一系列不连续的能量状态中，这些具有确定能量的稳定状态称为定态，其中能量最低的状教学过程态叫基态，其他能量较高（相对于基态）的状态叫激发态.在各个定态中，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量．(3)跃迁假设：原子从一个能量状态跃迁到另一个能量状态时要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hν＝|E末－E初|.(h是普朗克常量，ν是光子的频率)2.量子数：现代物理学认为原子的可能状态是不连续的，各状态可用正整数1,2,3，... 表示，叫做量子数，一般用n表示.3.氢原子的能级结构(1)氢原子的能级图(如图所示)(2)氢原子的轨道半径和能级公式①氢原子的半径公式：r n＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m.②氢原子的能级公式：E n＝1n2E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV.4.对氢原子能级跃迁的理解(1)氢原子从低能级向高能级跃迁，吸收一定能量的光子．只有当一个光子的能量满足hν＝E末－E初时，才能被某一个氢原子吸收，使氢原子从低能级E初向高能级E末跃迁，而当光子能量hν大于或小于E末－E初时都不能被氢原子吸收．(2)氢原子从高能级向低能级跃迁，以光子的形式向外辐射能量，所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差．量子数为n的氢原子辐射光子的可能频率的判定方法：如果是一个氢原子，向低能级跃迁时最多发出的光子数为n－1；如果是一群氢原子，向低能级跃迁时最多发出的光子数为C2n＝n(n－1)2．(3)当光子能量大于或等于13.6 eV时，也可以被氢原子吸收，使氢原子电离；当氢原子吸收的光子能量大于13.6 eV时，氢原子电离后，电子还具有一定的初动能．（光电效应）(4)原子还可以吸收外来实物粒子（例如自由电子）的能量而被激发，由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的差值，均可使原子发生能级跃迁．(5)跃迁时电子动能、原子势能、与原子能量的变化当电子的轨道半径减小时，电子受到原子核的库伦引力在变大，电子绕核做圆周运动的向教学过程心力也变大，电子速度变大，动能变大；同时，在电子的轨道半径减小的过程中，库伦引力做正功，原子的电势能减小；原子能量较小．反之，轨道半径增大时，电子动能减小，原子的电势能增大，原子能量增大．（类似于卫星变轨）例1：如图所示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光，下列说法正确的是(D)A．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光B．由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的光频率最小C．由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的光最容易表现出衍射现象D．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应练习：某光电管的阴极为金属钾制成的，它的逸出功为2.21 eV，如图所示是氢原子的能级图，一群处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射的光照射到该光电管的阴极上，这束光中能使金属钾发生光电效应的光谱线条数是(B)A．2条B．4条C．5条D．6条课后反思年级：高复授课时间：2015.05 授课教师：科目：物理课题原子核反应、核能教学目标1.掌握原子核的衰变、半衰期等知识2.知道裂变反应和聚变反应，并能根据质能方程求解核能问题教学重点与难点4.α衰变和β衰变5.重核裂变和轻核聚变教学过程一、天然放射现象、三种射线、原子核1.天然放射现象(1)天然放射现象元素自发地放出射线的现象，首先由贝克勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核还具有复杂的结构．(2)放射性和放射性元素物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性．具有放射性的元素叫放射性元素．2.三种射线的比较种类α射线β射线γ射线组成高速氦核流高速电子流光子流(高频电磁波)带电量2e －e 0质量4m p(m p＝1.67×10－27 kg)m p1 840静止质量为零符号42He0－1eγ速度0.1c 0.99c c 在电磁场中偏转偏转不偏转贯穿本领最弱，用纸能挡住较强，穿透几毫米的铝板最强，穿透几厘米的铅板对空气的电离作用很强较弱很弱3.原子核(1)原子核的组成①原子核由中子和质子组成，质子和中子统称为核子．②原子核的核电荷数＝质子数，原子核的质量数＝中子数＋质子数．③X元素原子核的符号为A Z X，其中A表示质量数，Z表示核电荷数．(2)同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子，因为在元素周期表中的位置相同，同位素具有相同的化学性质．教学过程二、核反应核反应虽然有成千上万，但根据其特点可分为四种基本类型：衰变、人工转变、重核裂变和轻核聚变．1.原子核的衰变：原子核放出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．(1)α衰变和β衰变确定衰变次数的方法：①设放射性元素A Z X经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素A′Z′Y，则表示该核反应的方程为：A Z X→A′Z′Y＋n42He＋m0－1e根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m②确定衰变次数，因为β衰变对质量数无影响，先由质量数的改变确定α衰变的次数，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数．(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．(3)半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，反映放射性元素衰变的快慢．①公式：N余＝N原(12)t/τ，m余＝m原(12)t/τ．式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期．②半衰期描述的大量放射性元素原子核所满足的统计规律，对单个或少量的原子核没有意义．③半衰期由核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理状态（如压强、温度等）或化学状态（如单质或化合物）无关．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．(1)卢瑟福发现质子：14N＋4He→17O＋1H衰变类型α衰变β衰变衰变方程A Z X→A－4Z－2Y＋42He A Z X→A Z＋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→42He 10n→11H＋0－1e 衰变规律电荷数守恒、质量数守恒教学过程(2)查德威克发现中子：94Be＋42He→126C＋10n(3)居里夫妇发现放射性同位素和正电子：2713Al＋42He→3015P＋10n 3015P→3014Si＋0＋1e3.重核裂变：重核分裂成中等质量的核的反应过程叫做裂变反应．如：23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n(1)链式反应：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应．只有当铀块足够大时，裂变产生的中子才有足够的概率打中某个铀核，使链式反应进行下去．通常把裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积．所以发生链式反应的条件是：裂变物质的体积大于临界体积．(2)裂变的应用：原子弹、核电站．4.轻核聚变：轻核结合成质量较大的核的反应过程叫做聚变反应．如：21H＋31H→42He＋10n(1)热核反应：因为核聚变需要在超高温的条件下才能发生，所以聚变反应又叫热核反应．(2)聚变的应用：氢弹；太阳内部发生的反应也是聚变反应．5.核反应类型及核反应方程的书写类型可控性核反应方程典例衰变α衰变自发23892U→23490Th＋42Heβ衰变自发23490Th→23491Pa＋0－1e 人工转变人工控制147N＋42He→178O＋11H(卢瑟福发现质子)94Be＋42He→126C＋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重核裂变比较容易进行人工控制23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n23592U＋10n→13654Xe＋9038Sr＋1010n 轻核聚变除氢弹外无法控制21H＋31H→42He＋10n三、核能1.核力：构成原子核的核子之间的作用力．其特点为短程强引力，作用范围为1.5×10-15m，只在相邻的核子间发生作用．2.核能：核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能．教学过程3.比结合能：原子核的结合能与核子数之比，叫做比结合能，也叫平均结合能．特点：①不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定．②中等大小的核，比结合能大，不论是核裂变还是核聚变，都是把大核或小核变为中等大小的核，释放出能量．2.质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程E＝mc2，说明物体的质量和能量之间存在着一定的关系，一个量的变化必然伴随着另一个量的变化．核子在结合成原子核时放出核能，因此，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm，这就是质量亏损．由质量亏损可求出释放的核能ΔE ＝Δmc2；反之，由核能也可以求出核反应过程的质量亏损．注意：爱因斯坦质能方程只是反映了质量和能量之间存在着一定的关系，在核反应中不可以说亏损的质量变成了能量！例1：(2012·广东理综·18)能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一．下列释放核能的反应方程，表述正确的有(AC)A．31H＋21H→42He＋10n是核聚变反应B．31H＋21H→42He＋10n是β衰变C．23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n是核裂变反应D．23592U＋10n→14054Xe＋9438Sr＋210n是α衰变例2：由于放射性元素23793Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现．已知23793Np经过一系列α衰变和β衰变后变成20983Bi，下列判断中正确的是(BC)A．20983Bi的原子核比23793Np的原子核少28个中子B．20983Bi的原子核比23793Np的原子核少18个中子C．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变D．衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变课后反思。

高考物理二轮复习专题15原子结构与原子核教学案(含解析)

专题15 原子结构与原子核本专题的内容主要是动量及其守恒定律和原子物理学部分．高考对本部分内容的唯一Ⅱ级要求是动量守恒定律．用动量守恒定律解决碰撞或原子核衰变类问题是近几年新课标地区的命题热点．高考对本部分内容考查的重点和热点有以下几个方向：①动量守恒定律及其应用；②原子的能级跃迁；③原子核的衰变规律；④核反应方程的书写；⑤质量亏损和核能的计算；⑥原子物理部分的物理学史和α、β、γ三种射线的特点及应用等．选修命题会涉及有关原子、原子核或量子理论、动量问题，且动量问题一般以计算题的形式，其它问题则以填空或选择性填空形式出现．一、原子结构模型特别提醒:(1)原子的跃过条件:hν＝E初－E终只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况．(2)至于实物粒子和原子碰撞情况,由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收,所以只要入射粒子的动能大于或等于原子某两定态能量之差,也可以使原子受激发而向较高能级跃迁.二、原子核的变化 1．几种变化方式的比较2.各种放射线性质的比较3.三种射线在电磁场中的偏转情况比较图13－1如图13－1所示，在匀强磁场和匀强电场中都是β比α的偏转大，γ不偏转；区别是：在磁场中偏转轨迹是圆弧，在电场中偏转轨迹是抛物线．如图13－1丙图中γ肯定打在O点；如果α也打在O点，则β必打在O点下方；如果β也打在O点，则α必打在O点下方．三、核力与质能方程的理解1．核力的特点(1)核力是强相互作用的一种表现，在它的作用范围内，核力远大于库仑力．(2)核力是短程力,作用范围在1.5×10－15 m之内.(3)每个核子只跟相邻的核子发生核力作用,这种性质称为核力的饱和性.2．质能方程E＝mc2的理解(1)质量数与质量是两个不同的概念.核反应中质量数、电荷数都守恒,但核反应中依然有质量亏损.(2)核反应中的质量亏损,并不是这部分质量消失或质量转化为能量,质量亏损也不是核子个数的减少,核反应中核子的个数是不变的.(3)质量亏损不是否定了质量守恒定律，生成的γ射线虽然静质量为零，但动质量不为零，且亏损的质量以能量的形式辐射出去．特别提醒：在核反应中，电荷数守恒，质量数守恒，质量不守恒，核反应中核能的大小取决于质量亏损的多少，即ΔE＝Δmc2.考点一原子结构氢原子光谱例1．2015·福建理综，30(1)，6分](难度★★))下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是( )A．γ射线是高速运动的电子流B．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D.21083 Bi的半衰期是5天，100克21083Bi经过10天后还剩下50克答案 B【变式探究】(2014·天津理综，6，6分)(难度★★)(多选)下列说法正确的是( )A．玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立B．可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施C．天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转D．观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同答案BD考点二天然放射现象核反应核能例2．(2015·北京理综，14，6分)(难度★★)下列核反应方程中，属于α衰变的是( )A.14 7N＋42He→17 8O＋11HB.238 92U→234 90Th＋42HeC.21H＋31H→42He＋10nD.234 90Th→234 91Pa＋0－1e解析α衰变是重核自发的发出α粒子的天然放射现象，其中α粒子是42He，所以B正确；A为人工转变,C为轻核的聚变，D是β衰变，故A、C、D皆错误．答案 B【变式探究】2014·新课标全国Ⅰ，35(1)，6分](难度★★)(多选)关于天然放射性，下列说法正确的是________．A．所有元素都可能发生衰变B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强E．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线解析原子序数大于或等于83的元素，都能发生衰变，而原子序数小于83 的部分元素能发生衰变，故A错；放射性元素的衰变是原子核内部结构的变化，与核外电子的得失及环境温度无关，故B、C项正确；在α、β、γ三种射线中，α、β为带电粒子，穿透本领较弱，γ射线不带电，具有较强的穿透本领，故D项正确；一个原子核不能同时发生α和β衰变，故E项错误．答案BCD1．2016·全国Ⅰ，35(1)，5分](多选)现用一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生．下列说法正确的是( )A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B．入射光的频率变高，饱和光电流变大C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生E．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关2．(2016·北京理综，13，6分)处于n＝3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有( ) A．1种 B．2种 C．3种 D．4种1．C n＝3能级的大量氢原子向低能级跃迁时，辐射光子可能为3→1，3→2，2→1，故种类为N＝C23＝3种，C正确．3．(2016·天津理综，6，6分)(多选)物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是( )A．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论B．查德威克用α粒子轰击14 7N获得反冲核17 8O，发现了中子C．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构D．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型1．AC 赫兹通过著名的电火花实验证实了电磁波的存在，并通过一系列实验证明了电磁波的波速为光速等麦克斯韦关于光的电磁理论，A正确．查德威克通过α粒子轰击铍核(94Be)获得碳核(126C) 的实验发现了中子，B错误．C项与事实相符是正确的．卢瑟福是根据α粒子的散射实验提出的原子核式结构模型，D 错误．4．2016·全国Ⅲ，35(1)，5分]一静止的铝原子核2713Al俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核2814Si*.下列说法正确的是( )A．核反应方程为p＋2713Al→2814Si*B．核反应过程中系统动量守恒C．核反应过程中系统能量不守恒D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和E．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度的方向一致5．2016·江苏物理，12C(1)]贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于放射性衰变的是( )A.146C→147N＋0－1eB.23592U＋10n→13153I＋9539Y＋210nC.21H＋31H→42He＋10nD.42He＋2713Al→3015P＋10n3．A 一个放射性原子核自发地放出一个粒子变成新的原子核的过程是原子核的衰变，A为原子核衰变，B为重核的裂变，C为轻核的聚变，D为原子核的人工转变，A正确．6．2016·全国Ⅱ，35(1)，5分]在下列描述核过程的方程中，属于α衰变的是________，属于β衰变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是________．(填正确答案标号)A.146C→147N＋0－1eB.3215P→3216S＋0－1eC.23892U→23490Th＋42HeD.147N＋42He→178O＋11HE.23592U＋10n→14054Xe＋9438Sr＋210nF.31H＋21H→42He＋10n【解析】α衰变是一种放射性衰变，α粒子(42He)会从原子核中射出，C项符合要求．β衰变是指自原子核内自发地放出一个电子(0－1e)，同时原子序数加1的过程，A、B两项符合要求．裂变是指一些质量非常大的原子核，像铀、钍和钚等在吸收一个中子后分裂成两个或更多质量较小的原子核，同时放出两个或三个中子和很大能量的过程，只有E项符合要求．聚变是指由两个轻原子核(一般是氘和氚)结合成较重原子(如氦)并放出大量能量的过程，F项符合要求．【答案】 C AB E F7．2016·江苏物理，12C(3)]几种金属的逸出功W 0见下表：由一束可见光照射上述金属的表面，请通过计算说明哪些能发生光电效应．已知该可见光的波长的范围为4.0×10－7～7.6×10－7m ，普朗克常数h ＝6.63×10－34 J·s.1．(2015·重庆理综，1，6分)(难度★★)图中曲线a 、b 、c 、d 为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里．以下判断可能正确的是( )A ．a 、b 为β粒子的径迹B ．a 、b 为γ粒子的径迹C ．c 、d 为α粒子的径迹D ．c 、d 为β粒子的径迹解析 γ粒子是不带电的光子，在磁场中不偏转，选项B 错误；α粒子为氦核带正电，由左手定则知向上偏转，选项A 、C 错误；β粒子是带负电的电子，应向下偏转，选项D 正确．答案 D2．2015·海南单科，17(1)，4分](难度★★★)氢原子基态的能量为E 1＝－13.6 eV. 大量氢原子处于某一激发态．由这些氢原子可能发出的所有的光子中，频率最大的光子能量为－0.96E 1，频率最小的光子的能量为______eV(保留2位有效数字)，这些光子可具有________种不同的频率．解析频率最大的光子能量为－0.96E 1，即E n －E 1＝－0.96E 1，则E n ＝E 1－0.96E 1＝(－13.6 eV)－0.96×(－13.6 eV)＝0.54 eV ，即n ＝5，从n ＝5能级开始跃迁,这些光子能发出的频率数n ＝5×（5－1）2＝10种．频率最小的光子是从n ＝5能级跃迁到n ＝4能级，其能量为E min ＝－0.54 eV －(－0.85 eV)＝0.31 eV.答案0.31 eV 103．(2015·广东理综,18，6分)(难度★★)(多选)科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：X＋Y→42He＋31H＋4.9 MeV 和21H＋31H→42He＋X＋17.6 MeV，下列表述正确的有( )A．X是中子B．Y的质子数是3，中子数是6C．两个核反应都没有质量亏损D．氘和氚的核反应是核聚变反应解析根据核反应中质量数和电荷数守恒，可知X是10X，所以为中子，A正确；Y应为63Y,所以Y的质子数为3，核子数为6，中子数为3，B错误；两核反应均有能量释放，根据爱因斯坦质能方程，两核反应都有质量亏损，C错误；由聚变反应概念知，D正确．答案AD4．(2015·天津理综,1，6分)(难度★★)物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上．下列说法正确的是( )A．天然放射现象说明原子核内部是有结构的B．电子的发现使人们认识到原子具有核式结构C．α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的D．密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的答案 A5．(2015·北京理综，17，6分)(难度★★)实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图，则( )A ．轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外B ．轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外C ．轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里D ．轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里解析静止的原子核发生β衰变，动量守恒，即MV ＝mv ，新核和电子在磁场中做匀速圆周运动,根据qvB ＝m v 2r 知r ＝mv qB ，即r ∝1q，故轨迹1是电子的，轨迹2是新核的，又由左手定则可知磁场的方向为垂直于纸面向里，所以只有选项D 正确．答案 D6．2015·山东理综,39(1)](难度★★)(多选)14C 发生放射性衰变成为14N ，半衰期约5700年．已知植物存活期间，其体内14C 与12C 的比例不变；生命活动结束后,14C 的比例持续减少．现通过测量得知，某古木样品中14C 的比例正好是现代植物所制样品的二分之一．下列说法正确的是( ) a ．该古木的年代距今约5700年 b ．12C 、13C 、14C 具有相同的中子数 c ．14C 衰变为14N 的过程中放出β射线d ．增加样品测量环境的压强将加速14C 的衰变答案 ac7．2015·江苏单科，12C(2)(3)](难度★★)(2)核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电，235 92U 是核电站常用的核燃料.235 92U 受一个中子轰击后裂变成144 56Ba 和8936Kr 两部分，并产生________个中子．要使链式反应发生，裂变物质的体积要________(选填“大于”或“小于”)它的临界体积．(3)取质子的质量m p ＝1.672 6×10－27kg ，中子的质量m n ＝1.674 9×10－27kg ， α粒子的质量m α＝6.646 7×10－27kg ，光速c ＝3.0×108 m/s.请计算α粒子的结合能．(计算结果保留两位有效数字)解析 (2)由质量数和电荷数守可知：23592U ＋10n→14456Ba ＋8936Kr ＋310n ，可见产生了3个中子，链式反应的一个条件是铀燃料的体积必须大于或等于临界体积． (3)根据爱因斯坦质能方程ΔE ＝Δmc 2，可求：ΔE ＝(2m p ＋2m n －m α)c 2＝ 4.3×10－12J.答案 (2)3 大于 (3)4.3×10－12J8．2015·海南单科，17(2)](难度★★)运动的原子核AZ X 放出α粒子后变成静止的原子核Y.已知X 、Y 和α粒子的质量分别是M 、m 1和m 2,真空中的光速为c ，α粒子的速度远小于光速．求反应后与反应前的总动能之差以及α粒子的动能．解析反应后由于存在质量亏损，所以反应前、后总动能之差等于质量亏损而释放出的能量，根据爱因斯坦质能方程可得12m 2v 2α－12Mv 2x ＝(M －m 1－m 2)c 2①反应过程中三个粒子组成的系统动量守恒，故有Mv x ＝m 2v α②联立①②可得12m 2v 2α＝M M －m 2(M －m 1－m 2)c 2.答案 (M －m 1－m 2)c 2MM －m 2(M －m 1－m 2)c 21.【物理——选修3－5]【2014·新课标全国卷Ⅰ】(1)关于天然放射性，下列说法正确的是________． A ．所有元素都可能发生衰变B ．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C ．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D ．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强E ．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线【答案】(1)BCD2．【2014·新课标Ⅱ卷】【物理——选修3－5](1)在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用．下列说法符合历史事实的是________．A ．密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B ．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核C ．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po )和镭(Ra )两种新元素D ．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子E ．汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷【答案】(1)ACE【解析】(1)密立根通过油滴实验测出了基本电荷的电量，A项正确；卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型，发现了原子中心有一个核，B、D两项错误；居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋和镭两种新元素，并因此获得了诺贝尔奖，C项正确；汤姆逊通过研究阴极射线，发现了电子，并测出了电子的比荷，E项正确．3.【2014·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)( )A．(m1＋m2－m3)c B．(m1－m2－m3)cC．(m1＋m2－m3)c2 D．(m1－m2－m3)c2【答案】C【解析】本题考查质能方程，ΔE＝Δmc2，其中Δm＝(m1＋m2－m3)，则ΔE＝(m1＋m2－m3)c2，C正确，A、B、D错误．4.【2014·全国卷】一中子与一质量数为A(A>1)的原子核发生弹性正碰．若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为( )A.A＋1A－1B.A－1A＋1C.4A（A＋1）2D.（A＋1）2（A－1）2【答案】A5.【2014·福建卷Ⅰ】(1)如图所示，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是________．(填选项前的字母)A．①表示γ射线，③表示α射线B．②表示β射线，③表示α射线C．④表示α射线，⑤表示γ射线D．⑤表示β射线，⑥表示α射线【答案】(1)C【解析】α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电．在匀强电场中，α射线与β射线分别在电场力的作用下发生偏转，α射线偏向负极板，β射线偏向正极板，γ射线不受电场力，不发生偏转；在磁场中，由左手定则可以判断α射线向左偏，β射线向右偏，γ射线不受洛伦兹力，不发生偏转．故C项正确．6.【2014·广东卷】在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是( )A．增大入射光的强度，光电流增大B．减小入射光的强度，光电效应现象消失C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大【答案】AD7.【2014·江苏卷】【选修3－5】(1)已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.44×1014Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的________．A．波长 B．频率 C．能量 D．动量(2)氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤．它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一．其衰变方程是22286Rn→21884Po＋________．已知22286Rn的半衰期约为3.8天，则约经过________天，16 g的22286Rn衰变后还剩1 g.【答案】(1)A【解析】两种金属的截止频率不同，则它们的逸出功也不同，由W＝hν0可知截止频率大的，逸出功也大．由E k ＝h ν－W 可知，用同样的单色光照射，钙逸出的光电子的最大初动能较小，由p ＝2mE k 知，其动量也较小，根据物质波p ＝h λ知，其波长较长．【答案】(2)42He(或α粒子) 15.2【解析】①根据核反应过程中电荷数守恒和质量数守恒可推得该反应的另一种生成物为42He.②根据m 余＝m 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T 知t T＝4，解得t ＝3.8×4＝15.2天． 8.【2014·山东卷】【物理35】 (1)氢原子能级如图所示，当氢原子从n ＝3跃迁到n ＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是________．(双选，填正确答案标号)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 nmb ．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【答案】(1)cd9.【2014·天津卷】下列说法正确的是( )A ．玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立B ．可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施C ．天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转D ．观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同【答案】BD【解析】本题是对玻尔理论、天然放射现象及多普勒效应等知识的考查，α粒子散射实验导致原子核式结构模型的建立，A 错误；紫外线可以使荧光物质发光，B 正确；天然放射现象中产生的γ射线在电场或磁场中不会发生偏转，C 错误；观察者和波源发生相对运动时，观察者接收到的频率就会发生改变，D 正确．10.【2014·浙江卷】 (2)玻尔氢原子模型成功解释了氢原子光谱的实验规律，氢原子能级图如图2所示，当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出频率为________Hz的光子．用该频率的光照射逸出功为2.25 eV的钾表面，产生的光电子的最大初动能为________eV.(电子电荷量e＝1.60×10－19C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)n E/eV∞ 06——————－0.385——————－0.544——————－0.853——————－1.512——————－3.401——————－13.60图2【答案】(2)6.2×1014Hz 0.3 eV【解析】(2)本题考查能级、光电效应方程等知识．由跃迁条件可知hν＝E4－E2＝(3.40－0.85 )eV＝4.08×10－19 J，解得辐射出的光子的频率为6.2×1014Hz，根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W，计算可得产生电子的最大初动能为0.3 eV.11.【2014·重庆卷】碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有( )A.m4B.m8C.m16D.m32。

高考物理一轮复习：第28讲《动量和原子物理》教案(含答案).资料

28动量和原子物理经典精讲高兴自测题一：如下图，把重物G压在纸带上，用一水平力慢慢拉动纸带，重物随着一同运动；若快速拉动纸带，纸带将会从重物下边抽出，，解说这些现象的正确说法是（）A.在缓拉动纸带时，重物和纸带间的摩擦力大B.在快速拉动时，纸带给重物的摩擦力小C.在慢慢拉动时，纸带给重物的冲量大D.在快速拉动时，纸带给重物的冲量小题二：如下图，质量为 m 的小滑块沿倾角为θ的斜面向上滑动，经过时间 t速度为零后又1下滑，经过时间 t回到斜面底端，滑块在运动过程遇到的摩擦力大小一直为 f ，在整个运动过2程中，重力对滑块的总冲量为()A.sin θ ·()B.sin θ ·( -t)mg t + t112mg2C.()D. 0mg t + t12题三：氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时，可能发生的状况有（）A、放出光子，电子动能减小，原子能量增添B、放出光子，电子动能增添，原子能量减少C、汲取光子，电子动能减小，原子能量增添D、汲取光子，电子动能增添，原子能量减小考点梳理与金题精讲动量——知识点及要求内容要求说明1.动量冲量动量定理Ⅱ动量定理和动量守恒定律的2.动量守恒定律Ⅱ应用只限于一维的状况3.动量知识和机械能知识的应用Ⅱ（包含碰撞、反冲、火箭）（动量守恒定律与功能相联合的题）一、基本知识和基本规律1、两个观点：冲量、动量（ 1）冲量： I = Ft( 单位： N ·s )①是力在时间的积累作用，成效是改改动量②矢量：恒力的冲量是沿力F 的方向，协力的冲量与动量的变化p 同方向③冲量是过程量，与一段时间t 相对应 ④注意：要指明是什么力的冲量（ 2）动量： p = mv （单位 kg ·m/s ）① p 是矢量。

方向与速度v 一致。

② p 是状态量： v 是刹时速度。

③ mv 与 1mv 2 的差别、联系：2mvkg ·m/s 矢量 p = I 合 p 0= f t差别：1 mv 2J 标量E k = W合E k0= f s2联系：都是状态量， E kp 2 或 p 2mE k2m题四：如下图，已知12m 、 M 、l 、q ，水平面圆滑。

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。

2024高考物理第十二章第2讲原子结构原子核教案鲁科版选修3_5

第2讲原子结构原子核学问排查原子结构1.电子的发觉：英国物理学家汤姆孙发觉了电子。

2.原子的核式结构(1)α粒子散射试验：1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的试验，试验结果表明，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大的偏转，有极少数α粒子偏转角超过了90°，有的甚至被原路弹回。

(如图1所示)图1(2)原子的核式结构模型：原子内部有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷以及几乎全部的质量都集中在原子核内，带负电的电子绕核运动。

氢原子光谱1.光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长绽开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱。

2.光谱分类3.氢原子光谱的试验规律：巴耳末系是氢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)。

4.光谱分析：利用每种原子都有自己的特征谱线可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分，且灵敏度很高。

在发觉和鉴别化学元素上有着重大的意义。

氢原子的能级、能级公式1.玻尔理论(1)定态：原子只能处于一系列能量不连续的状态中。

在这些状态中，原子是稳定的，电子虽然做加速运动，但并不向外辐射能量。

(2)跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或汲取肯定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差确定，即hν＝E m－E n。

(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s) (3)轨道：原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道，原子的能量状态是不连续的，电子不能在随意半径的轨道上运行。

2.氢原子的能级、能级公式(1)氢原子的能级能级图如图2所示图2(2)氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式：E n＝1n2E1(n＝1，2，3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6eV。

【配套K12】高三物理最新教案-高三物理原子物理复习教案

高三物理最新教案-高三物理原子物理复习教案第十四章原子物理一、原子模型1.汤姆生模型汤姆生发现了电子，使人们认识到原子有复杂结构。

2.卢瑟福的核式结构模型α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大的偏转。

这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。

卢瑟福α粒子散射实验提出：在原子的中心有一个很小的核，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。

α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15m。

3.玻尔模型 n E/eV ⑴玻尔的三条假设①轨道量子化rn=n2r1 r1=×10-10m ②能量量子化：EnE21n E1=-∞ 0 4 - 3 - E2 2 - E1 ③原子在两个能级间跃迁时辐射或吸收光子的能量hν=Em-EnE3 1 -氢原子的能级图⑵从高能级向低能级跃迁时放出光子；从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子，也可能是于碰撞。

原子从低能级向高能级跃迁时只能吸收一定频率的光子；而从某一能级到被电离可以吸收能量大于或等于电离能的任何频率的光子。

⑶玻尔理论的局限性。

于引进了量子理论，玻尔理论成功地解释了氢光谱的规律。

但于它保留了过多的经典物理理论，所以在解释其他原子的光谱上都遇到很大的困难。

例1. 用光子能量为E的单色光照射容器中处于基态的氢原子。

停止照射后，发现该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子，它们的频率低到高依次为ν1、ν2、ν3，此可知，开始用来照射容器的单色光的光子能量可以表示为：①hν1；②hν3；③h(ν1+ν2)；④h(ν1+ν2+ν3) 以上表示式中A.只有①③正确B.只有②正确C.只有②③正确D.只有④正确解：该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子，说明这时氢原子处于第三能级。

根据玻尔理论应该有hν3=E3- E1，hν1=E3- E2，hν2=E2- E1，可见hν3= hν1+ hν2= h(ν1+ν2)，所以照射光子能量可以表示为②或③，答案选C。

北京市高三物理二轮复习原子物理教学案

高考综合复习——原子物理● 知识网络考纲要求：知识点要求说明α粒子散射实验，原子的核式结构Ⅰ氢原子的能级结构，光子的发射和吸收Ⅱ氢原子的电子云Ⅰ原子核的组成，天然射放射现象，α射线、β射线、γ射线，衰变、半Ⅰ衰期原子核的人工转变，核反应方程，放射性同位素及其应用Ⅰ放射性污染和防护Ⅰ核能、质量亏损，爱因斯坦的质能方程Ⅱ重核的裂变，链式反应，核反应堆Ⅰ轻核的聚变，可控热核反应Ⅰ人类对物质结构的认识Ⅰ复习指导：本章所考查内容主要集中在原子的核式结构、玻尔理论、质能方程及核反应方程等知识点；题型以选择题和填空题形式出现。

考查范围和题型相对稳定，“考课本”，“不回避陈题”成了本章高考命题的最大特点。

本章复习应紧扣课本，突出原子核式结构理论、能级跃迁规律、核反应方程中质量数和核电荷数守恒、α衰变和β衰变的规律、质能方程等知识，且对α、β、γ等粒子的属性也应该有比较清晰的了解。

● 要点精析☆原子的核式结构：1．α粒子散射现象绝大多数α粒子穿过金箱后仍能沿原来方向前进，少数α粒子发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子偏转角超过了90°，有的甚至被弹回，偏转角几乎达到180°。

2．原子的核式结构卢瑟福对α粒子散射实验结果进行了分析，于1911年提出了原子的核式结构学说：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所有的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。

原子核所带的单位正电荷数等于核外的电子数。

原子的半径大约是10－10m，原子核的大小约为10－15 m～10－14m。

☆玻尔的原子模型：1．玻尔假说的内容：（1）轨道量子化：原子核外电子的可能轨道是某些分立的数值；（2）能量状态量子化：原子只能处于与轨道量子化对应的不连续的能量状态中，在这些状态中，原子是稳定的，不辐射能量；（3）跃迁假说：原子从一种定态向另一种定态跃迁时，吸收（或辐射）一定频率的光子，光子能量。

人教新课标选修3-5高中物理原子与原子核复习教案

原子和原子核（1）实验装置如图所示：如图所示，用α粒子轰击金箔，由于金原子中的带电微粒对α粒子有库仓力作用，一些α粒子穿过金箔后改变了运动方向，这种现象叫做α粒子散射.荧光屏可以沿着图中虚线转动，用来统计向不同方向散射的粒子数目.全部设备装在真空中.（2）实验结果：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了较大的偏转.（3）现象解释：认为原子中的全部正电荷和几乎所有质量都集中到一个很小的核上，由于核很小，大部分α粒子穿过金箔时都离核很远，受到的库仑力很小，它们的运动几乎不受影响.只有少数α粒子从原子核附近飞过，明显受到原子核的库仑力而发生大角度偏转.2.原子的核式结构模型内容：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质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外的空间运动.[说明] 核式结构模型的实验基础是α粒子散射实验，从α粒子散射的实验数据，估计原子核半径的数量级为10-14m～10-15m，而原子半径的数量级是10-10m.3.玻尔的原子模型内容：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.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，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.4.三种射线的比较○1α射线：是氦核（42He）流，速度约为光速的十分之一，在空气中射程几厘米，贯穿本领小，电离作用强.○2β射线：是高速的电子流，穿透本领较大，能穿透几毫米的铝板，电离作用较弱.○3γ射线：是高能光子流，贯穿本领强，能穿透几厘米铅板，电离作用小.[说明] 放射性元素有的原子核放出α射线，有的放出β射线，多余的能量以γ光子的形式射出.5.衰变定义：放射性元素的原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化称为衰变.衰变规律：电荷数和质量数都守恒.○1α衰变：M Z X→42--M Z Y+42He，α衰变的实质是某元素的原子核放出由两个质子和两个中子组成的粒子（即氦核）.○2β衰变：M Z X→M Z1+Y+01-e，β衰变的实质是某元素的原子核内的一个中子变为一个质子时放射出一个电子.○3γ衰变：γ衰变是伴随α衰变或β衰变同时发生的.γ衰变不改变原子核的电荷数和质量数.其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变时，产生的某些新核由于具有过多的能量（核处于激发态）而辐射出光子.[例3] 23892U衰变后22286Rn共发生了次α衰变和次β衰变.[解析] 根据衰变规律，Rn的质量数比U的质量数减少了238-222＝16，而天然放射只有α衰变才能使质量数减少，且每次α衰变减少质量数为4，故发生了16÷4＝4次α衰变.因每次α衰变核的电荷数减少2，故由于α衰变核的电荷数应减少4×2＝8.而Rn核的电荷数仅比U核少了92-86＝6，故说明发生了2次β衰变（即92-8+2＝86）.[答案] 发生了4次α衰变，2次β衰变.[评价] 在分析有关α、β衰变的问题时，应抓住每次α衰变质量数减4，电荷数减2和每次β衰变时质量数不变，电荷数加1这一衰变规律进行分析.6.半衰期定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间，叫这种元素的半衰期.[说明] （1）半衰期由放射性元素的原子核内部本身的因素决定的，跟原子所处的物理状态（如压强、温度等）或化学状态（如单质或化合物）无关.（2）半衰期只对大量原子核衰变才有意义，因为放射性元素的衰变规律是统计规律，对少数原子核衰变不再起作用.（3）确定衰变次数的方法：设放射性元素AZX经过n次α衰变m次β衰变后，变成稳定的新元素AZ ''Y，则表示核反应的方程为：AZX→AZ''Y+n42He +m01-e.根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程两式联立得：由此可见确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组.7.放射性同位素的应用（1）利用它的射线如利用钴60放出的很强的γ射线来检查金属内部有没有砂眼和裂纹，这叫γ射线探伤，利用放射线的贯穿本领了解物体的厚度和密度的关系，可以用放射性同位素来检查各种产品的厚度、密封容器中的液面高度，从而自动控制生产过程，再如利用α射线的电离作用，可以消除机器在运转中因摩擦而产生的有害静电，利用射线杀死体内的癌细胞等.（2）做示踪原子如在生物科学研究方面，同位素示踪技术起着十分重要的作用，在人工方法合成牛胰岛素的研制、验证方向、示踪原子起着重要的作用.在输油管线漏的检查和对植物生长的检测方面，示踪原子都起着重要作用.[例4] 如图18-6是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图.图18-6（1）请你简述自动控制的原理；（2）如果工厂生产的是厚度为1毫米的铝板，在α、β和γ三种射线中，你认为哪一种射线在铝板的厚度控制中起主要作用，为什么？[解析] （1）放射线具有穿透本领，如果向前运动的铝板的厚度有变化，则探测器接收到的放射线的强度就会随之变化，这种变化被转变为电信号输入到相应的装置，进而自动控制如上图中右侧的两个轮间的距离，使铝板的厚度恢复正常.（2）β射线起主要作用，因为α射线的贯穿本领很小，一张薄纸就能把它挡住，更穿不过1毫米的铝板；γ射线的贯穿本领非常强，能穿过几厘米的铅板，1毫米左右的铝板厚度发生变化时，透过铝板的射线强度变化不大；β射线的贯穿本领较强，能穿过几毫米的铝板，当铝板的厚度发生变化时，透过铝板的射线强度变化较大，探测器可明显地反应出这种变化，使自动化系统做出相应的反应.8.核能的计算（1）质能方程：爱因斯担的相对论指出，物体的质量和能量存在着密切联系，即E =mc 2.这就是爱因斯坦的质能方程.[说明] 质能方程告诉我们质量和能量之间存在着简单的正比关系.物体的能量增大了，质量也增大了；能量减小了，质量也减小.且核反应中释放的能量与质量亏损成正比：（2）核能：核反应中放出的能量称为核能. （3）核能的计算根据爱因斯坦质能方程，用核子结合成原子核时质量亏损（m ∆）的千克数乘以真空中光速的平方.即根据1原子质量单位（u ）相当于931.5MeV 能量，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以931.5MeV.即5.931⨯∆=∆m E MeV[例5] 已知氮核质量m N =14.00753u ，氧核质量m 0=17.00454u ，氦核质量m He =4.00387u ，质子质量00815.1=H m u ，试判断核反应：141N+42He →178O+11H是吸能反应，还是放能反应，能量变化多少？[解析] 先计算出质量亏损m ∆，然后由1u 相当于931.5MeV 能量代入计算即可. 反应前总质量01140.18=+He N m m u 反应后总质量01269.180=+H m m u因为反应中质量增加，所以此反应为吸能反应，所吸收能量为： =(18.01269-18.01140)×931.5 MeV =1.2 MeV[例6] 一个静止的23292U （原子质量为232.0372u ），放出一个α粒子（原子质量为4.00260u ）后，衰变成22890Th （原子质量为228.0287u ）.假设放出的结合能完全变成Th 核和α粒子的动能，试计算α粒子的动能.[剖析] 由质能方程可计算释放的核能，然后结合动量守恒和能量关系可求解. [解析] 反应中产生的质量亏损0059.0)(=+-=∆αm m m m Th U u反应中释放的核能：5.931⨯∆=∆m E MeV=5.5MeV在U 核衰变过程中的动量守恒、能量守恒，则解以上两式得：则α粒子的动能5.54228228⨯+=MeV=5.41MeV9.原子核的人工转变及其三大发现原子核的人工转变：用人工方法使一种原子核变成另一种原子核的变化. 原子核人工转变的三大发现： ○11919年卢瑟夫发现质子的核反应： 141N+42He →178O+11H○21932年查德威克发现中子的核反应： 94Be+42He →126C+10n○31934年约里奥·居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应： 2713Al+42He →3015P+10n3015P →3014Si+01+e练习题一、α粒子散射实验原子的核式结构原子核的组成1、（1997全国）卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是A A 、原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 B.正电荷在原子中是均匀分布的C 、原子中存在带负电的电子 D.原子只能处在一系列不连续的能量状态中２、(2005年上海物理)卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，核反应方程为H O N He 1117812742+→+．下列说法正确的是（）A C（原子核的组成，写出发现中子的核反应方程）Ａ、通过此实验发现了质子 B ．实验中利用了放射源放出的γ射线Ｃ、实验中利用了放射源放出的α射线D ．原子核在人工转变过程中，电荷数可能不守恒二、玻尔的原子模型能级３．如图所示为氢原子能级图，A 、B 、C 分别表示电子三种不同能级跃迁时放出的光子，以下叙述正确的是 ( )ＡＢＡ、频率最大的是ＢＢ、波长最长的是ＣＣ、频率最大的是ＡＤ、波长最长的是Ｂ４、(2005年理综②)图中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E . 处在n =4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出不同频率的光波．已知金属钾的逸出功为2.22eV. 在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有 CA ．二种B ．三种C ．四种D ．五种三、天然放射现象衰变、原子核人工转变、裂变和聚变５、（2001年高考试题）在下列四个方程中，x 1、x 2、x 3和x 4各代表某种粒子，以下判断中正确的是 AC①113854953810235923x Xe Sr n U ++→+ ②n He x H 1032221+→+ ③32349023892x Th U +→ ④42713422412x Al He Mg +→+A ．x 1是中子B ．x 2是质子C ．x 3是α粒子D ．x 4是氘核６．(2005年广东物理)下列说法不正确的是 D （原子核的几种核反应） A ．n He H H 10421111+→+是聚变 B ．n 2Sr Xe n U 109438140541023592++→+是裂变C ．He Rn Ra 422248623688+→是α衰变 D ．e Mg Na 0124122411-+→是裂变７、如图，在匀强磁场中的A 点，有一个静止的原子核，当它发生哪一种衰变时，射出的粒子以及新核的轨道才作如图的圆周运动，并确定它们环绕的方向，若两圆的半径之比是45∶1，这个放射性元素原子核的原子序数是多少？解：由动量守恒定律 MV+mv = 0 两者速度方向相反必须是同种电荷才能外切，所以是 α衰变。

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高中物理原子物理试题高中物理原子物理试题1、下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法不正确的是A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一B．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的C．图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型D．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性2、下列说法正确的是A．黑体辐射电磁波的情况不仅与温度有关，还与材料的种类及表面状况有关B．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C．的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短D．原子核内部某个质子转变为中子时，放出β射线3、仔细观察氢原子的光谱,发现它只有几条不连续的亮线,其原因是A.氢原子只有几个能级B.氢原子只能发出平行光C.氢原子有时发光,有时不发光D.氢原子辐射的光子的能量是不连续的,所以对应的光的频率也是不连续的4、下列叙述中不正确的是A.麦克斯韦提出了光的电磁说B.玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象C．在光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方D．宏观物体的物质波波长非常小，不易观察到它的波动性5、下列叙述中符合物理学史的有A．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子和质子的存在B．卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析，证实了原子是可以再分的C．巴尔末根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式D．玻尔提出的原子模型，彻底否定了卢瑟福的原子核式结构学说6、实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图．则A．轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外 B．轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外C．轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里 D．轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里7、下列说法正确的是A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应B．汤姆生发现电子，表明原子具有核式结构C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大8、下列说法正确的是A．增大压强不能改变原子核衰变的半衰期 B．某原子核经过一次a衰变后，核内质子数减少4个C．β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流 D．a射线的贯穿作用很强，可用来进行金属探伤9、下列说法正确的是A．汤姆孙发现电子，提出原子的核式结构模型 B．金属的逸出功随入射光的频率增大而增大C．核力存在于原子核内所有核子之间 D．核电站是利用重核裂变反应所释放的核能转化为电能10、用X粒子轰击铝27（Al），产生钠24（Na）和α粒子．钠24具有放射性，可以进行人体血液循环的示踪实验，达到医学诊断的目的，它衰变后变成镁24（Mg）．则下列正确的是A． X粒子是质子 B．钠24发生的是α衰变 C． X粒子是中子 D．钠24发生的衰变对人没有一点害处11、A、B两种放射性元素，原来都静止在同一匀强磁场，磁场方向如图所示，其中一个放出α粒子，另一个放出β粒子，α与β粒子的运动方向跟磁场方向垂直，图中a、B、c、d分别表示α粒子，β粒子以及两个剩余核的运动轨迹A．a为α粒子轨迹，c为β粒子轨迹 B．B为α粒子轨迹，d为β粒子轨迹C．B为α粒子轨迹，c为β粒子轨迹 D．a为α粒子轨迹，d为β粒子轨迹12、下列说法正确的是A．核反应方程92238U→90234U＋24He属于裂变 B．爱因斯坦提出了光子学说，成功解释了光电效应现象C．β衰变中产生的β射线是原子核外电子挣脱原子核束缚后形成的D．升高放射性物质的温度，可缩短其半衰期13、在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。

下列说法符合历史事实的是A.密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值B.贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，发现了原子中存在原子核C.费米从沥青铀矿中分离出了钋（P0）和镭(R a)两种新元素D.卢瑟福通过а粒子散射实验，证实了在原子核内存在质子14、用频率为的光照射某金属表面，逸出光电子的最大初动能为；若改用频率为的另一种光照射该金属表面，逸出光电子的最大初动能为。

已知普朗克常量为，则表达式是A．B．C．D．15、一个氢原子从n=2能级跃迁到n=3能级，则该氢原子A．吸收光子，能量增加 B．吸收光子，能量减少 C．放出光子，能量增加 D．放出光子，能量减少16、用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图．则这两种光A．照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大 B．b光的能量小C．a光的频率小 D．a光更不容易衍射17、在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示．则可判断出A．甲光的频率大于乙光的频率 B．乙光的波长大于丙光的波长C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能18、用不同频率的紫外光分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能E k随入射光频率变化的E k→v图。

已知钨的逸出功是3.28ev，锌的逸出功是3.34ev，若将两者的图象画在同一个E k→v坐标图中，用实线表示钨，虚线表示锌，则正确反映这一过程的图是下图中的19、氢原子中核外电子从第三能级跃迁到第二能级时,辐射出去的光照射在某种金属上恰能使其产生光电效应,那么处于第四能级的一群氢原子向低能级跃迁时辐射的各种频率的光中能使金属发生光电效应的有A.3种B.4种C.5种D.6种20、氢原子的能级如图，当氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时，辐射出光子a，当氢原子从n=3的能级跃迁到n=1的能级时，辐射出光子b，则下列判断正确的是（19.20.21.22四题共用图）A．光子a的能量大于光子b的能量 B．光子a的波长小于光子b的波长C．b光比a光更容易发生衍射现象 D．若a为可见光，则b 有可能为紫外线21、如图所示为氢原子的能级图，若用能量为10.5eV 的光子去照射一群处于基态的氢原子，则氢原子A．能跃迁到n=2 的激发态上去B．能跃迁到n=3 的激发态上去C．能跃迁到n=4 的激发态上去D．不能跃迁到任何一个激发态22、氢原子的能级如图所示，动能为12.95 eV的电子与处于基态的氢原子发生碰撞，忽略碰撞过程中氢原子的动能变化，且碰撞过程中没有其他能量损失，则电子碰撞氢原子后的动能不可能的是A．0.20 eV B．0.65 eV C．0.86eV D．2.75 eV23、在真空中，氢原子从能级A跃迁到能级B时，辐射出波长为λ1的光子；从能级A跃迁到能级C时，辐射出波长为λ2的光子。

若λ1＞λ2，真空中的光速为c，则氢原子从能级B跃迁到能级C时A. 将吸收光子，光子的波长为λ1λ2/（λ2-λ1）B. 将辐射光子，光子的波长为λ1λ2/（λ1-λ2）C. 将吸收光子，光子的频率为（λ1+λ2）c/λ1λ2D. 将辐射光子，光子的频率为（λ1+λ2）c/λ1λ224、原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为的光子，已知。

那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要A. 发出波长为的光子B. 发出波长为的光子C. 吸收波长为的光子D. 吸收波长为的光子25、（多选）下列说法正确的是A．比结合能越大，原子中核子结合的越牢固，原子核越稳定B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关C．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关D．大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光子26、（多选）北京时间2011年3月11日13时46分，在日本本州岛附近海域发生里氏9.0级强烈地震，地震和海啸引发福岛第一核电站放射性物质泄漏，其中放射性物质碘131的衰变方程为→+Y。

根据有关放射性知识，下列说法正确的是A．Y粒子为β粒子B．的半衰期大约是8天，若取4个碘原子核，经16天就可能剩下1个碘原子核了C．生成的处于激发态，放射γ射线。

γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强D．中有53个质子和131个核子E.如果放射性物质碘131处于化合态，可能对放射性会有影响27、（多选）下列说法正确的是A．Th经过6次α衰变和4次β衰变后成为稳定的原子核PbB．发现中子的核反应方程是Be+He→C+nC．20个U的原子核经过两个半衰期后剩下5个UD．一定强度的入射光照射某金属发生光电效应时，入射光的频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多E. 根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大28、（多选）如图所示，当一束一定强度某一频率的黄光照射到光电管阴极K上时，此时滑片P处于A、B中点，电流表中有电流通过，则A．若将滑动触头P向B端移动时，电流表读数有可能不变B．若用红外线照射阴极K时，电流表中一定没有电流通过C．若用一束强度相同的紫外线照射阴极K时，电流表读数不变D．若用一束强度更弱的紫外线照射阴极K时，出射光电子的最大初动能一定变大29、（多选）关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有A．U→Th+He是α衰变 B．N+He→O+H 是β衰变C．H+H→He +n 是轻核聚变 D．Se→Kr+He+ e 是重核裂变30、（多选）已知金属钙的逸出功为2.7eV，氢原子的能级图如图所示．一群氢原子处于量子数n=4能级状态，则A．氢原子可能辐射6种频率的光子 B．氢原子可能辐射5种频率的光子C．有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应 D．有4种频率的辐射光子能使钙发生光电效应31、（多选）如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34ev，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的规律认识正确的是A．用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应B．一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁所辐射的光中，有3种不同频率的光能使锌发生光电效应C．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eVD．用能量为10.21eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态E．用能量为14.0eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离32、（多选）如图所示是氢原子的能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出6种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n＝2能级跃迁时释放的光子，则A．6种光子中波长最长的是n＝4激发态跃迁到基态时产生的B．6种光子中有2种属于巴耳末系C．使n＝4能级的氢原子电离至少要0.85eV的能量D．若从n＝2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应，则从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子也一定能使该板发生光电效应E．在6种光子中，从n＝4能级跃迁到n＝1能级释放的光子康普顿效应最明显33、（多选）已知基态氢原子能量E1=-13.6eV，欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是A.用10.2eV的光子照射B.用11eV的光子照射C.用14eV的光子照射D.用11eV的电子碰撞参考答案1D 2B 3D 4B 5C 6D 7 D 8A 9D 10C 11 C(12) 12B(13)13 A(16) 14C(17) 15A(18) 16C(19) 17B(21) 18D(22)19C(23) 20D(24) 21D(26) 22B(28) 23B(29) 24B (30)24AB(11) 26AD(14) 27ABE(15) 28AD(20) 29AC(25) 30AC(27) 31BCE 32BCE 33ACD。