步步高高中物理从原子核到夸克章末总结沪科选修

会计学1步步高高中物理从原子核到夸克章末总结沪科选修章末总结第1页/共33页网络构建区第2页/共33页从原子核到夸克原子核的组成：核子质子中子放射现象三种射线：α射线、β射线、γ射线衰变法则α衰变β衰变衰变规律：质量数、

守恒半衰期定义决定因素电荷数第3页/共33页从原子核到夸克探测射线的方法计数器云室乳胶照相放射性的应用和防护应用防护利用它的射线作为示踪原子粒子物理与宇宙的起源第4页/共33页专题整合区一、识记物理学史二、半衰期及衰变次数的计算三、原子核物理与动量、能量相结合的综合问题第5页/共33页一、识记物理学史近代核物理的探索和发现从根本上把人们对物质世界的认识推进到了微观领域．因此对物理学史的考查也常从这里开始，如电子的发现、核式结构模型的建立、质子、中子的发现，是高考考查的重点和热点．第6页/共33页现总结如下：1．汤姆生电子的发现[第一大发现]→原子可以再分→汤姆生→“枣糕”式原子模型．2．卢瑟福(1)α粒子散射实验[第二大发现]→否定了汤姆生原子模型→卢瑟福原子模型(核式结构)→打开原子物理大门，初步建立了原子结构的正确图景，跟经典的电磁理论发生了矛盾．(2)α粒子轰击氮原子核→发现了质子[第三大发现]．第7页/共33页3．玻尔(1)核外电子绕核运动．(2)原子光谱不连续→玻尔原子模型(能量量子化，能级跃迁假设，轨道量子化)[第四大发现]→成功解释了氢光谱的规律，不能解释比较复杂的原子．第8页/共33页4．贝可勒尔天然放射现象[第五大发现]→原子核有复杂结构．第9页/共33页例1

下列说法中正确的是(

)A．玛丽·居里首先提出原子的核式结构模型B．卢瑟福在α粒子散射实验中发现了质子C．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子D．贝可勒尔发现原子核有复杂结构解析卢瑟福在α粒子散射实验中提出原子的核式结构模型，所以A、B错．据物理学史可知C、D正确．CD返回第10页/共33页二、半衰期及衰变次数的计算第11页/共33页二、半衰期及衰变次数的计算(2)根据α衰变和β衰变(β衰变质量数不变)直接求解．第12页/共33页例2

图1第13页/共33页解析

答案B返回第14页/共33页1．核反应过程中满足四个守恒：质量数守恒、电荷数守恒、动量守恒、能量守恒．2．核反应过程若在磁场中发生，粒子在匀强磁场中可能做匀速圆周运动，衰变后的新核和放出的粒子(α粒子、β粒子)形成外切圆或内切圆．三、原子核物理与动量、能量相结合的综合问题第15页/共33页例3

足够强的匀强磁场中有一个原来静止的氡核

Rn，它放射出一个α粒子后变为Po核．假设放出的α粒子运动方向与磁场方向垂直，求：(1)α粒子与Po核在匀强磁场中的轨迹圆的半径之比，并定性画出它们在磁场中运动轨迹的示意图．22286第16页/共33页解析

答案2228621884第17页/共33页(2)α粒子与Po核两次相遇的时间间隔与α粒子运动周期的关系；(设质子和中子质量相等)解析

即109Tα＝84TPo，这样，α粒子转109圈，Po核转84圈，两者才相遇．所以α粒子与Po核两次相遇的时间间隔Δt＝109Tα.答案

Δt＝109Tα

第18页/共33页(3)若某种放射性元素在匀强磁场中垂直磁场方向发生β衰变，则β粒子和反冲核在磁场中运动轨迹的示意图与上述α衰变运动轨迹示意图有何不同？第19页/共33页解析若放射性元素在匀强磁场中垂直磁场方向发生β衰变，则β粒子和反冲衰变过程仍符合动量守恒定律，它们也在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，但由于β粒子带负电，反冲核带正电，衰变时它们两个运动方向相反，但受的洛伦兹力方向相同，所以它们的轨迹圆是内切的，且β粒子的轨迹半径大于反冲核的轨迹半径，其运动轨迹的示意图如图乙所示．答案

见解析图返回第20页/共33页自我检测区12345第21页/共33页1．一块含铀的矿石质量为M，其中铀元素的质量为m.那么下列说法中正确的是(

)A．经过两个半衰期后，这块矿石中基本不再含有铀了B．经过两个半衰期后，原来所含的铀元素的原子核有m/4发

生了衰变C．经过三个半衰期后，其中铀元素的质量还剩m/8D．经过一个半衰期后，该矿石的质量剩下M/212345第22页/共33页解析经过两个半衰期后，铀元素的质量还剩m/4，A、B项均错误；经过三个半衰期后，铀元素还剩m/8，C项正确；铀衰变后，铀核变成了新的原子核，故D项错误．答案C12345第23页/共33页2．科学家经过实验发现α粒子(氦核)、p(质子)及n(中子)这3种粒子中，中子的穿透能力最强，质子次之，α粒子最弱．某同学对影响粒子穿透能力的因素提出了如下假设，合理的假设是(

)A．穿透能力一定与粒子是否带电有关B．穿透能力可能与粒子质量大小有关C．穿透能力一定与粒子所带电荷量有关D．穿透能力一定与质量大小无关，与粒子是否带电和所带电荷

量有关12345第24页/共33页解析从题中所给条件来看，α粒子和质子都带电，并且α粒子带电多于质子，其穿透能力是中子、质子、α粒子依次减弱，故穿透能力一定与带电荷量有关，而质子和中子的质量接近，但穿透能力不同，故穿透能力可能与质量无关，也可能与质量有关，故选A、B、C.答案ABC12345第25页/共33页12345图2第26页/共33页12345解析①是β衰变，②是α衰变，因此a＝84，b＝206，U经过10次β衰变和8次α衰变可变成质量数为206，电荷数为86的元素．答案AB第27页/共33页12345解析

2第28页/共33页5．静止的镭核(Ra)发生α衰变生成氡核(Rn)，如果衰变中放出的能量都转化为α粒子和氡核的动能，则：(1)写出衰变方程；12345解析

答案

第29页/共33页(2)求α粒子与氡核的动能之比；12345解析

第30页/共33页12345(3)若α粒子与氡核的运动方向与匀强磁场的方向垂直，画出轨迹示意图，并计算轨道半径之比．解析因为它们在匀强磁