高考物理状元谋略 十一 原子物理.doc

原子物理 原子物理主要介绍了人类认识微观世界、逐步揭示物质世界本质的过程,其内容与生活实际、工农业生产、现代高科技等有密切联系.该部分内容较多,为便于记忆,提高复习效果,现将该部分知识归纳为“一、二、三、四、五”,即“一”个重要的实验、“二”类光谱、“三”种模型、“四”种核反应、“五”大发现.复习时要侧重对基本知识的梳理和记忆，强化对基本概念和规律的理解，提高对典型问题的综合分析能力。一、考点：(1)原子的能级跃迁；(2)原子核的衰变规律；(3)核反应方程的书写；(4)质量亏损和核能的计算；(5)三种射线的特点及应用；(6)光电效应问题的规律及应用等。二、专题一 “一”个重要的实验:粒子散射实验1.粒子散射实验的现象 (1)大多数粒子穿过金箔后仍能沿原来的方向前进;(2)少数粒子发生较大偏转;(3)极少数粒子偏转超过90,有的甚至几乎达到180.2.粒子散射实验的结论根据粒子散射实验中粒子的大角度散射现象,否定了汤姆孙提出的枣糕模型,提出了原子的核式结构学说.三、专题二 “二”类光谱四、专题三 “三”种模型1.汤姆孙模型(枣糕模型)汤姆孙认为原子是一个球体,正电荷均匀分布在整个球体内,电子镶嵌在其中.2.卢瑟福的核式结构模型(行星式模型) 卢瑟福由粒子散射实验提出: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.3.玻尔模型 (1)玻尔三条假设原子定态,轨道量子化.能量量子化.能级跃迁. (2)跃迁过程中能量的转化 原子从低能级到高能级,吸收光子,电子轨道半径变大,电子动能减小,电势能增大,总能量增加,即动能的减小量小于电势能的增加量;反之,则辐射光子,电子轨道半径变小,电子动能增大,电势能减小,总能量减小,即动能的增大量小于电势能的减小量.(3)发生跃迁的条件 原子若是吸收光子的能量而被激发,则光子的能量必须正好等于两能级的能量差,否则不被吸收.除非原子发生电离,可以吸收能量大于电离能的光子.原子可全部或部分吸收实物粒子的能量而发生跃迁,只要入射粒子的能量大于或等于两能级差即可.五 、专题四 “四”种核反应 核反应中应满足质量数守恒和电荷数守恒.1.衰变 衰变规律: 衰变规律: 衰变:原子核处于较高能级,辐射光子后跃迁 到低能级.2.人工转变 (卢瑟福发现质子) (查德威克发现中子) (.约里奥居里和约里奥居里发现了人工放射性)3.重核的裂变 核反应中由于质量亏损而释放的能量: e=mc2.4.轻核的聚变加热到几百万摄氏度的高温.所以又叫热核反应,在宇宙中时刻进行着热核反应.六：专题五 “五”大发现1.电子的发现 英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的研究发现电子.2.天然放射现象的发现 1896年贝克勒尔发现天然放射现象,说明原子核具有复杂的结构.射线中含有、射线. (1)、射线的性质 (2)半衰期: 3.质子的发现 卢瑟福发现质子,核反应方程式是:4.中子的发现 查德威克发现中子,核反应方程式是:5.人工放射性的发现 .约里奥居里和约里奥居里发现了人 工放射性.七、例题赏析：1. (2015,广州卷）科学家使用核反应获取氚,再利用氘和氚核反应获得能量,核反应方程分别为:和,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2. (2015,福建卷）(1)下列有关原子结构和原子核的认识,其中正确的是_.(填选项前的字母)a. 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.的半衰期是5天,100克经过10天后还剩下50克(2)如图,两滑块a、b在光滑水平面上沿同一直线相向运动,滑块a的质量为m,速度大小为2v0,方向向右,滑块b的质量为2m,速度大小为v0,方向向左,两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是_.(填选项前的字母)a.a和b都向左运动b.a和b都向右运动c.a静止,b向右运动d.a向左运动,b向右运动3(2013江苏省质检)热辐射是指所有物体在一定的温度下都要向外辐射电磁波的现象辐射强度指垂直于电磁波方向的单位面积在单位时间内所接收到的辐射能量在研究同一物体于不同温度下向外辐射的电磁波的波长与其辐射强度的关系时，得到如图所示的图线：图中横轴表示电磁波的波长，纵轴m表示物体在不同温度下辐射电磁波的强度，则由m图线可知，同一物体在不同温度下，将：()a向外辐射相同波长的电磁波的辐射强度相同b向外辐射的电磁波的波长范围是相同的c向外辐射的最大辐射强度随温度升高而减小d向外辐射的最大辐射强度的电磁波的波长随温度升高向短波方向偏移4一个氢原子从n3能级跃迁到n2能级，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5(多选题)(2013河南名校质检)已知金属钙的逸出功为2.7 ev，氢原子的能级图如图所示一群氢原子处于量子数n4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6【重庆市第八中学2017届高三上学期第一次适应性考试】（5分）下列说法正确的是 . (填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分)a.放射性元素的半衰期与元素所处环境的温度有关b.、三种射线中，射线的穿透能力最强c.放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性d.卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为e.质子、中子、粒子的质量分别为m1、m2、m3，那么质子和中子结合成一个粒子，所释放的核能为7.【淮北一中20162017学年度高三第三次月考】下列说法正确的是 （）a光电效应揭示了光的粒子性，而康普顿效应从动量方面进一步揭示了光的粒子性b卢瑟福通过粒子散射实验，提出了原子的核式结构学说c核反应方程中的为质子d一个氢原子处在n=4的能级，由较高能级跃迁到较低能级时，最多可以发出3种频率的光8(多选题)(2013江苏苏南四校联考)下列说法正确的是()a比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定释放核能b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c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d射线的速度接近光速，普通一张白纸就可挡住9(多选题)(2013广东省十校联考)右图是某金属在光的照射下，光电子最大初动能ek与入射光频率的关系图象，由图象可知：()a该金属的逸出功等于eb该金属的逸出功等于h0c入射光的频率为20时，产生的光电子的最大初动能为2ed入射光的频率为0时，产生的光电子的最大初动能为e10. 关于原子核中的核力与结合能，下列说法中正确的是（）a核力是短程力，作用范围在1015m内，核力比库仑力大得多b原子核中，质子与质子间有核力，质子和中子间没有核力c结合能是指核子构成原子核时而具有的能量d比结合能越大，表示原子核中的核子结合得越牢固11. 铁的比结合能比铀核的比结合能大，下列关于它们的说法正确的是（）a铁的结合能大于铀核的结合能b铁核比铀核稳定c铀核发生核变化变成铁核要放出能量d铀核发生核变化变成铁核质量要亏损八、例题赏析答案1答案见二维码2答案见二维码3答案d4答案b解析：本题考查玻尔原子模型中跃迁假设，意在考查学生的理解能力氢原子从高能级向低能级跃迁时，将以辐射光子的形式向外放出能量，故b正确5答案ac解析因为一群氢原子能产生的光谱线种类为6种，而在这6种中，从4、3、2跃迁到1的发光能量都大于已知金属钙的逸出功2.7 ev，都能使钙发生光电效应，而辐射的其他光子的能量都小于金属钙的逸出功2.7 ev，都不能使钙发生光电效应，因此只有3种a、c正确6【答案】bcd考点：考查天然放射现象、核反应、质能方程7【答案】abd【解析】光电效应、康普顿效应都揭示了光的粒子性故a正确; 卢瑟福通过粒子散射实验，提出了原子的核式结构学说故b正确核反应方程: 中，x的质量数：m=9+412=1，电荷数：z=4+26=0，所以x为中子故c错误；个氢原子处在n=4的能级，由较高能级跃迁到较低能级时，最多可以发出43，32，和21三种种频率的光故d正确 所以abd正确，c错误。考点：氢原子的能级公式和跃迁、光电效应、裂变反应和聚变反应8答案ac解析比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定释放核能，选项a正确；一定强度的入射光照射某金属发生光电效应时，入射光的强度越高，单位时间内逸出的光电子数就越多，而入射光的频率越高，则逸出的光电子的初动能越大，选项b错误；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