1、專題十六 原子物理專題十六原子物理主干知識整合專題十六 主干知識整合 一、原子模型與玻爾假設(shè)1盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型(1)粒子散射實(shí)驗(yàn)：用粒子轟擊金箔，絕大多數(shù)粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進(jìn)，但是有少數(shù)粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)(2)盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型：在原子的中心有一個很小的核，叫原子核，原子的全部_和幾乎全部_都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間運(yùn)動由粒子散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還可以估算出原子核大小的數(shù)量級是1015 m.正電荷質(zhì)量專題十六 主干知識整合 2玻爾模型(1)玻爾的三條假設(shè)(量子化)軌道量子化(不連續(xù))；能量量子化；原子在兩個能級間躍遷時輻射或吸收光子的能量hEmEn. (2)關(guān)于能

2、級躍遷公式hEmEn只適用于光子和原子作用而使原子在各能級之間躍遷的情況，即原子只吸收能量值等于其某兩個能級之差的光子；若光子作用于原子使原子電離，則只需要入射光子能量大于或等于原子所處定態(tài)的電離能即可；專題十六 主干知識整合 對于實(shí)物粒子與原子作用而使原子激發(fā)的情況(如高速電子流打擊任何固體表面產(chǎn)生倫琴射線)，就不受上述第條的限制，即實(shí)物粒子與原子碰撞時，由于實(shí)物粒子的動能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的動能大于或等于原子某兩能級之差，都有可能使原子受激發(fā)而向高能級躍遷或發(fā)生電離二、關(guān)于核反應(yīng)與核能1天然放射現(xiàn)象(1)兩種衰變：衰變、衰變(2)三種放射線性質(zhì)比較專題十六 主干知識

3、整合 種類本質(zhì)質(zhì)量(u)電荷(e)速度(c)電離能力貫穿能力射線氦核420.1最強(qiáng)最弱，紙能擋住射線電子10.99較強(qiáng)較強(qiáng)，穿透幾毫米鋁板射線光子001最弱最強(qiáng)，穿透幾厘米鉛板專題十六 主干知識整合 (3)半衰期：計算式NtN0(Nt表示t時刻沒有發(fā)生衰變的原子核數(shù)量，N0表示初始數(shù)量)；半衰期由核內(nèi)部本身的因素決定，跟原子所處的_、_狀態(tài)無關(guān)；半衰期是對大數(shù)量原子核而言的，對少量原子核不適用2各種核反應(yīng)(1)核反應(yīng)類型：衰變(自發(fā)放出射線)、_、_、_.(2)所有核反應(yīng)遵從的規(guī)律：質(zhì)量數(shù)守恒(質(zhì)量并不守恒)、電荷數(shù)守恒、動量守恒物理化學(xué)人工轉(zhuǎn)變重核裂變輕核聚變專題十六 主干知識整合 3核能(

4、1)核反應(yīng)中放出的能叫核能(2)核能源于核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損(3)質(zhì)能方程：愛因斯坦的相對論指出：物體的能量和質(zhì)量之間存在著密切的聯(lián)系，它們的關(guān)系是Emc2；質(zhì)能方程的另一個表達(dá)形式是Emc2.(4)愛因斯坦質(zhì)能方程揭示了核反應(yīng)中核能與質(zhì)量變化的關(guān)系，把質(zhì)量和能量統(tǒng)一了起來要點(diǎn)熱點(diǎn)探究專題十六 要點(diǎn)熱點(diǎn)探究探究點(diǎn)一關(guān)于能級躍遷問題能級躍遷問題是高考在本專題命題的熱點(diǎn)，出題幾率很大，對此類問題的分析首先要理解氫原子核外電子躍遷規(guī)律，然后能把躍遷理論遷移到其他原子躍遷問題上，及時畫出能級圖是解題的關(guān)鍵專題十六 要點(diǎn)熱點(diǎn)探究例1圖4161為氫原子的能級示意圖，一群氫原子處于n3的激發(fā)態(tài)，在向較低能級躍

5、遷的過程中向外發(fā)出光子，用這些光子照射逸出功為2.49 eV的金屬鈉，下列說法中正確的是()專題十六 要點(diǎn)熱點(diǎn)探究A這群氫原子能輻射出三種頻率不同的光，其中從n3躍遷到n2所發(fā)出的光波長最短B這群氫原子在輻射光子的過程中電子繞核運(yùn)動的動能減小，原子的電勢能增大C金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為11.11 eVD金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為9.60 eV【點(diǎn)撥】本題涉及能級躍遷、光電效應(yīng)，注意愛因斯坦光電效應(yīng)方程的準(zhǔn)確應(yīng)用專題十六 要點(diǎn)熱點(diǎn)探究例1D【解析】氫原子從n3躍遷到n2時輻射的光子能量最小，波長最大，選項(xiàng)A錯誤；氫原子能量包括核外電子的動能和原子的電勢能，氫原子從高能級

6、到低能級，能量減小，電子從遠(yuǎn)軌道到近軌道，電子動能增大，所以原子的電勢能減小，選項(xiàng)B錯誤；氫原子向低能級躍遷輻射光子能量最大為hE3E112.09 eV，由EkhW9.60 eV，選項(xiàng)C錯誤、D正確專題十六 要點(diǎn)熱點(diǎn)探究【點(diǎn)評】關(guān)于能級躍遷需要熟練掌握的基本技能和規(guī)律主要有以下幾點(diǎn)：能畫出或讀懂氫原子能級圖或其他原子能級圖；記住氫原子各能級值(EnE113.6 eV)并準(zhǔn)確計算能級躍遷過程中吸收或釋放的能量；涉及吸收或放出光子種類(或波長、頻率)的分析(N)；其他類氫原子結(jié)構(gòu)的躍遷問題以此類推專題十六 要點(diǎn)熱點(diǎn)探究如圖4162所示為氫原子的能級圖，一群處于某一能量狀態(tài)的氫原子向低能態(tài)躍遷時最多

7、可輻射3種不同頻率的光子，則處于該能量狀態(tài)的氫原子可以吸收下列哪些能量的光子后被電離()A10.2 eVB0.85 eVC0.66 eVD3.4 eV變式題專題十六 要點(diǎn)熱點(diǎn)探究例1變式題AD【解析】“最多可輻射3種不同頻率的光子”表明原子處于n3的能量狀態(tài)，只要被吸收光子的能量大于或等于1.51 eV，即可使氫原子電離，故A、D正確專題十六 要點(diǎn)熱點(diǎn)探究探究點(diǎn)二核反應(yīng)與核能問題核反應(yīng)與核能問題涉及考點(diǎn)較多，屬于考點(diǎn)并列型小綜合選擇題主要圍繞核反應(yīng)類型、核反應(yīng)方程、核能等考點(diǎn)命題專題十六 要點(diǎn)熱點(diǎn)探究例2 2011年3 月11 日，日本近海發(fā)生了9.0 級地震，引發(fā)海嘯與核泄漏危機(jī)，大量放射性

8、物質(zhì)外泄放射性物質(zhì)銫(137Cs)和碘(131I)進(jìn)入大氣，該地區(qū)水源、空氣和生活環(huán)境受到放射性污染下列說法正確的是()A放射性物質(zhì)需裝入特制的容器，深埋地下或海底B鈾核裂變的一種可能核反應(yīng)是C放射性碘(131I)發(fā)生的衰變方程為D.裂變形式有多種，每種裂變產(chǎn)物不同且質(zhì)量虧損也不同，但釋放的能量一定相同專題十六 要點(diǎn)熱點(diǎn)探究【點(diǎn)撥】本題考查核反應(yīng)與核能的分析例2AC【解析】核反應(yīng)堆中的廢料具有很強(qiáng)的放射性，放射性物質(zhì)具有一定的穿透能力，采用能夠阻止或吸收輻射的物質(zhì)作為容器并深埋，可以減少或避免放射性物質(zhì)對環(huán)境的污染，選項(xiàng)A正確；核反應(yīng)滿足質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒，可知選項(xiàng)B錯誤、C正確；由愛因斯

9、坦質(zhì)能方程可知，質(zhì)量虧損不同則釋放的核能也不相同，選項(xiàng)D錯誤專題十六 要點(diǎn)熱點(diǎn)探究【點(diǎn)評】關(guān)于核反應(yīng)與核能問題需要熟練掌握的基本技能和規(guī)律主要有以下幾點(diǎn)：能夠判別各種核反應(yīng)并正確書寫其核反應(yīng)方程；能根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒進(jìn)行質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)的計算，以此推斷反應(yīng)前后某個未知元素；能準(zhǔn)確進(jìn)行核能的計算(方法一：通過愛因斯坦質(zhì)能方程計算，注意統(tǒng)一成國際單位；方法二：應(yīng)用1 u931.5 MeV計算；方法三：通過能量轉(zhuǎn)化與守恒定律求解)；能分析衰變過程涉及動量、能量的綜合題專題十六 要點(diǎn)熱點(diǎn)探究 2010全國卷 原子核經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍死^而經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍嗽俳?jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍朔派湫运プ?/p>

10、、和依次為()A衰變、衰變和衰變B衰變、衰變和衰變C衰變、衰變和衰變D衰變、衰變和衰變變式題專題十六 要點(diǎn)熱點(diǎn)探究例2變式題A【解析】質(zhì)量數(shù)少4，電荷數(shù)少2，說明為衰變；質(zhì)子數(shù)加1，說明為衰變，中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子；質(zhì)子數(shù)加1，說明為衰變，中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子專題十六 要點(diǎn)熱點(diǎn)探究探究點(diǎn)三光學(xué)與原子物理綜合題原子通過能級躍遷吸收或釋放光子，可以和幾何光學(xué)、物理光學(xué)建立有機(jī)聯(lián)系，是天然的命題結(jié)合點(diǎn)，在此出光學(xué)與原子物理相綜合的問題幾率很大，在備考復(fù)習(xí)中應(yīng)加大此類問題的訓(xùn)練力度專題十六 要點(diǎn)熱點(diǎn)探究例3氫原子能級如圖4163所示，氫原子發(fā)出的a、b兩種頻率的光用同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，分別得到如圖4164甲、

11、乙所示干涉圖樣若a光是由能級n5向n2躍遷時發(fā)出的，則b光可能是()專題十六 要點(diǎn)熱點(diǎn)探究A從能級n3向n2躍遷時發(fā)出的B從能級n4向n2躍遷時發(fā)出的C從能級n6向n2躍遷時發(fā)出的D從能級n6向n3躍遷時發(fā)出的【點(diǎn)撥】(1)雙縫干涉條紋寬度的大小由哪些因素決定？(2)光的波長與光子能量間的關(guān)系如何？專題十六 要點(diǎn)熱點(diǎn)探究例3C【解析】由圖樣可知，乙圖條紋間距小于甲圖條紋間距，由x可知，a光的波長較長，b光的波長短，原子發(fā)生能級躍遷的過程中，hEnE2，代入數(shù)據(jù)可得h2.86 eV，甲圖中n5，乙圖中n5，且h2.86 eV，故選項(xiàng)C正確【點(diǎn)評】量子理論是光學(xué)與原子物理相聯(lián)系的理論基礎(chǔ)，而各種色

12、光光學(xué)參量的比較規(guī)律(詳見本書第14講例3后面的點(diǎn)評)則是解決光學(xué)與原子物理綜合題的沖關(guān)秘訣專題十六 要點(diǎn)熱點(diǎn)探究下面的敘述正確的是()A光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)證明光具有粒子性B衰變所釋放的電子是原子核外的電子電離形成的C在、這三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)，射線的電離能力最強(qiáng)D重核的裂變和輕核的聚變過程都有質(zhì)量虧損，都向外界放出核能變式題專題十六 要點(diǎn)熱點(diǎn)探究例3變式題ACD【解析】光具有波粒二象性，光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)證明光具有粒子性；衰變所釋放的電子是原子核中的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子而形成的；在、這三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力最強(qiáng)的是帶電最多的射線；重核的裂變和輕核的聚變過程都向

13、外界放出核能，是因?yàn)槎加匈|(zhì)量虧損造成的.專題十六 教師備用習(xí)題教師備用習(xí)題1.近段時間，朝鮮的“核危機(jī)”引起了全世界的矚目，其焦點(diǎn)問題就是朝鮮核電站采用的是輕水堆還是重水堆因?yàn)橹厮押穗娬驹诎l(fā)電的同時還可以產(chǎn)生出供研制核專題十六 教師備用習(xí)題【解析】C元素Z為質(zhì)子數(shù)，A為質(zhì)量數(shù)，中子數(shù)NAZ，可得的中子數(shù)比的中子數(shù)多2，質(zhì)子數(shù)少2，選項(xiàng)A、B均錯誤；衰變?yōu)榈乃プ兇螖?shù)有下列關(guān)系：由于衰變質(zhì)量數(shù)不變，先求衰變的次數(shù)N0，衰變的次數(shù)NZ2Z12N，解得：N2，選項(xiàng)C正確、D錯誤【備選理由】本題重點(diǎn)考查原子核的衰變規(guī)律，并結(jié)合在核電站項(xiàng)目中的應(yīng)用讓學(xué)生做到理論聯(lián)系實(shí)際專題十六 教師備用習(xí)題2太陽內(nèi)部持

14、續(xù)不斷地發(fā)生著熱核反應(yīng)， 質(zhì)量減少核反應(yīng)方程是這個核反應(yīng)釋放出大量核能已知質(zhì)子、氦核、X的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，真空中的光速為c.下列說法中正確的是()A方程中的X表示中子()B方程中的X表示電子()C這個核反應(yīng)中質(zhì)量虧損m4m1m2D這個核反應(yīng)中釋放的核能E(4m1m22m3)c2專題十六 教師備用習(xí)題【解析】D核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可知X表示正電子()，選項(xiàng)A、B均錯；質(zhì)量虧損m4m1m22m3，輕核聚變釋放核能E(4m1m22m3)c2，選項(xiàng)C錯誤、D正確【備選理由】本題重點(diǎn)考查核反應(yīng)過程中的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，并要求學(xué)生能準(zhǔn)確進(jìn)行核能計算，尤其是質(zhì)量虧損量m的確定專

15、題十六 教師備用習(xí)題3下列關(guān)于核電站的說法中不正確的是()A.核反應(yīng)過程中電荷數(shù)守恒B.核反應(yīng)過程中質(zhì)量和質(zhì)量數(shù)都發(fā)生了虧損C.在核反應(yīng)堆中利用控制棒吸收中子使中子的數(shù)目減少來控制核裂變反應(yīng)的速度D.核電站的能量轉(zhuǎn)換過程是：通過核反應(yīng)堆將核能轉(zhuǎn)化為熱能，再通過汽輪機(jī)將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，最后通過發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能專題十六 教師備用習(xí)題【解析】B核反應(yīng)中遵守質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，但反應(yīng)前后有質(zhì)量虧損，從而釋放核能，選項(xiàng)A正確、B錯誤；選項(xiàng)C、D說法正確【備選理由】本題重點(diǎn)介紹核電站的工作原理、核反應(yīng)速度的控制、核能的利用過程等考點(diǎn)，通過一個選擇題幾乎涉及了核電站的所有重要環(huán)節(jié)，有利于學(xué)生對

16、該部分內(nèi)容的鞏固9、靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、雨中黃葉樹，燈下白頭人。2022/10/162022/10/162022/10/1610/16/2022 1:57:54 AM11、以我獨(dú)沈久，愧君相見頻。2022/10/162022/10/162022/10/16Oct-2216-Oct-2212、故人江海別，幾度隔山川。2022/10/162022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202213、乍見翻疑夢，相悲各問年。2022/10/162022/10/162022

17、/10/162022/10/1610/16/202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。16 十月 20222022/10/162022/10/162022/10/1615、比不了得就不比，得不到的就不要。十月 222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、行動出成果，工作出財富。2022/10/162022/10/1616 October 202217、做前，能夠環(huán)視四周；做時，你只能或者最好沿著以腳為起點(diǎn)的射線向前。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/169、沒有失敗，只有暫時停止成功！。2022/10/1620

18、22/10/16Sunday, October 16, 202210、很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。2022/10/162022/10/162022/10/1610/16/2022 1:57:54 AM11、成功就是日復(fù)一日那一點(diǎn)點(diǎn)小小努力的積累。2022/10/162022/10/162022/10/16Oct-2216-Oct-2212、世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。2022/10/162022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202213、不知香積寺，數(shù)里入云峰。2022/10/162022/10/162

19、022/10/162022/10/1610/16/202214、意志堅強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。16 十月 20222022/10/162022/10/162022/10/1615、楚塞三湘接，荊門九派通。十月 222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、少年十五二十時，步行奪得胡馬騎。2022/10/162022/10/1616 October 202217、空山新雨后，天氣晚來秋。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/169、楊柳散和風(fēng)，青山澹吾慮。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。2022/10/162022/10/162022/10/1610/16/2022 1:57:54