高三一轮原子

原子物理知识内容

要求

说明

89．电子的发现。电子比荷的测定90．

α粒子散射实验。原子的核式结构91．氢原子的能级结构。光子的发射和吸收。氢原子的电子云92．原子核的组成。天然放射现象。

α射线、

β射线、

γ射线。衰变。半衰期93．原子核的人工转变。核反应方程。放射性同位素及其应用。人类对物质结构的认识

94．放射性污染和防护95．核能。质量亏损。爱因斯坦的质能方程96．重核的裂变。链式反应。核反应堆97．轻核的聚变。可控热核反应IIIIIIII2014考试说明(2014)14.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．B．C．D．（2012）13、一个氢旅子从n=3能级跃迁到n=2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（2011）13．表示放射性元素碘131（

）β衰变的方程是

A．B．

C．D．（2010）15.太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少。太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近A.1036kg B.1018kg C.1013kg D.109kg（2009）14．下列现象中，与原子核内部变化有关的是A．粒子散射现象B．天然放射现象C．光电效应现象D．原子发光现象（2008）14．一个质子与一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射出一个光子。已知质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c，下列说法中正确的是 （ ）（A）核反应方程是（B）聚变反应中的质量亏损（C）辐射出的g光子的能量（D）g光子的波长l＝(2007)14．下列说法正确的是DA．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(2006)13．目前核电站利用的核反应是（）A．裂变，核燃料为铀B．聚变，核燃料为铀C．裂变，核燃料为氘D．聚变，核燃料为氘(2005)16.为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005年定为“国际物理年”。对于爱因斯坦提出的质能方程E=mc2，下列说法中不正确的是A.E=mc2表明物体具有的能量与其质量成正比B.根据ΔE＝Δmc2可计算核反应的能量C.一个质子和一个中子结合成一个氘核时释放能量，表明此过程出现了质量亏损D.E=mc2中的E是发生核反应中释放的核能（2004）．氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为E1＝－54.4eV，氦离子能级的示意图如图所示。在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是

A40.8eVE5-------------------------0B43.2eVE4————————-3.4eVC51.0eVE3————————-6.0eVD54.4eVE2————————-13.6eV

E1————————-54.4eV原子物理汤姆孙电子发现小居里夫妇发现人工放射性同位素核能原子结构原子核卢瑟福a粒子散射实验原子核式结构玻尔氢原子模型光谱贝克勒尔天然放射线查德威克发现中子人工转变卢瑟福发现质子原子核的组成重核裂变（链式反应）轻核聚变（热核反应）原子物理知识结构原子可分原子核可分（衰变）三种射线半衰期1.原子结构科学进程——原子结构的建立和修正解释α粒子散射实验枣糕模型（汤姆孙）核式结构（卢瑟福）能级理论（玻尔）氢原子光谱电子的发现（阴极射线）电子的发现1、汤姆孙的实验2、卢瑟福：α粒子散射实验实验的结果：绝大多数α

粒子基本上仍沿原来的方向前进。少数

α

粒子发生了大角度偏转，甚至超过了90o。卢瑟福对实验结果的解释核式结构模型（核半径数量级10-15m）光谱的产生：分光镜光谱的分类钠蒸汽发光白光通过低温钠蒸汽光谱及光谱分析每种元素的明线光谱或吸收光谱都是不一样的.所以利用物质产生的明线光谱或吸收光谱可鉴定物质的成份，这就是光谱分析。光谱发射光谱吸收光谱连续光谱明线光谱炽热物体发出的光通过温度较低的气体炽热的固体、液体或高压气体稀薄气体发光太阳光谱是什么光谱？说明哪里的成分？例题.下列关于光谱说法正确的是（）炽热的固体、液体发出的是连续光谱气体发出的是明线光谱利用太阳光谱的暗线可以判断太阳的组成成份利用明线光谱和暗线光谱都可以分析物质的组成成份

AD原子光谱和波尔理论的联系因为能级是不连续的，所以原子谱线是不连续的。3、玻尔的原子模型轨道量子化与定态原子能量量子化玻尔的原子模型频率条件吸收光子(单击)放出光子(单击)吸收光子放出光子根据波尔理论，氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时，可能发生的情况有：A、放出光子，电子动能减小，原子能量增加；B、放出光子，电子动能增加，原子能量减少；C、吸收光子，电子动能减小，原子能量增加；D、吸收光子，电子动能增加，原子能量减小。例.如图给出了氢原子的最低的四个能级,氢原子在这些能级之间跃迁,所辐射的光子的频率最多几种?其中最小频率是多少?最小波长又是多少?1234-13.6eV-3.4eV-1.51eV-0.85eV(1)6种(2)最小频率对应能级差最小(3)最小波长对应最大能量λ=9.75×10-8m目的： 能根据能级图画出辐射光子的多种可能，并能根据能级差判断出光子波长的大小例题2（2004北京）氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为E1=－54.4eV，氦离子能级的示意图如图所示。在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是A40.8eVB43.2eVC51.0eVD54.4eVB目的：不符合hv=E初-E终的光子是不能被吸收的例题3.现有1200个氢原子被激发到量子数为4的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是多少？假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的1/(n-1)。

A．2200B．2000C．1200D．24001234120040060012004006002200例题：处于基态的的氢原子在某单色光的照射下,只能发出频率为ν1﹑ν2﹑ν3的三种频率的光，且ν1<ν2<ν3

，则该照射光的光子的能量为C目的：利用能级图帮助学生理解吸收光子和辐射光子的关系波尔模型的局限性：电子云2.原子核天然放射现象原子核的结构核力和结合能质子的发现中子的发现射线的特点衰变的本质半衰期裂变聚变放射性同位素的应用带电性氦核流穿透能力构成速度实质名称正强弱C/10电离能力负弱强0.99C电子流中最弱极强光子C光子流1、天然放射射线及特点衰变的本质1为什么说射线都来自于从原子核内部？实验发现，如果一种元素具有放射性，那么，无论它是以单质存在，还是以化合物形式存在，都具有放射性。放射性的强度也不受温度，外界压强的影响。由于元素的化学性质决定于原子核外的电子，这就说明射线与这些电子无关，也就是说，射线来自原子核。这说明原子核内部是有结构的。衰变的本质2α衰变β衰变：在发生α衰变和β衰变时，使新核处于能量较高的激发态，这时它就要向低能级跃迁，能量就以γ光子形式向外辐射出来。原子核衰变过程，电荷数、质量数守恒。实质半衰期放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间碳14测年技术例.（07上海）一置于铅盒中的放射源发射的、和射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔后，铝箔后的空间有一匀强电场。进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图所示，则图中的射线a为_____射线，射线b为_____射线。

例：一个原子核经过2次α衰变和3次β衰变后变成稳定的原子核。其中a、c的关系a=___________，b、d的关系是b=_______。例：在匀强磁场中的A点，有一个静止的原子核，当它发生

衰变时，射出的粒子及新核的运动轨迹如图所示。在A点发生衰变时，新核的运动方向是

。衰变后，新核按

时针方向沿图中的轨道

运动。若两圆的半径之比为44:1,那末衰变前原子核内的质子数为

。ⅠⅡA关于半衰期，以下说法正确的是：A．同种放射性元素在化合物中的半衰期比单质中长。B．升高温度可以使半衰期缩短。C．氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子核，经过7.6天就只剩下一个。D．氡的半衰期为3.8天，4克氡原子核，经过7.6天就只剩下1克。

核反应的类型人工核反应天然放射性衰变质子的发现中子的发现

人工放射性同位素轻核的聚变重核的裂变人教版教科版人教版答案：BD2、人工放射性的应用和防护人工放射性同位素的特点放射强度容易控制制成需要的各种形状半衰期短，放射性废料容易处理应用和防护示踪原子射线测厚放射治疗育种抑菌（一）核力

1.原子核由质子和中子组成，质子间存在斥力，核又很稳定。核内存在克服库仑斥力把核子紧紧地拉在一起的力叫做核力。2.核力的特征①核力是强作用力②核力是短程力③核力是特殊力相邻核子之间才有作用。3、核力和结合能由于核子间存在着强大的核力，所以核子结合成原子核或分解为核子时，要放出或吸收能量，这就是原子核的结合能。类比：要使基态氢原子电离，可以让氢原子吸收光子等途径使它得到13.6ev的能量，叫做氢原子的电离能。（二）结合能比结合能：结合能和核子数之比。比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。（三）爱因斯坦质能方程E=mc2

E=m

c2(2)核反应中的质量亏损与释放出的能量对应。(1)物体具有的能量跟它的质量有简单的正比关系。碳原子质量的1/12叫做原子质量单位，用u表示。由质能方程可知：1u=1.66ⅹ10-27kg，相当于931MeV（四）质量亏损轻核的聚变、重核的裂变都会发生质量亏损，释放核能。4、聚变和裂变一．重核的裂变链式反应临界体积:能够发生链式反应的铀块的最小体积核反应堆铀棒：天然铀或浓缩铀组成减速剂：石墨或重水、普通水作用：裂变产生的速度很大的中子跟这些物质相碰后，速度很慢，变成容易被铀235吸收的慢中子控制棒：镉棒作用：镉棒吸收中子的能力很强，通过棒的深、浅吸收中子，控制反应速度。核反应堆二、轻核的聚变热核反应应用：太阳释放的能量主要来自热核反应氢弹可控热核反应（05北京）为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005。年定为“国际物理年"。对于爱因斯坦提出的质能方程E=mc2，下列说法中不正确的是A．E=mc2表明物体具有的能量与其质量成正比B．根据ΔE=Δmc2可以计算核反应中释放的核能C．一个中子和一个质子结合成氘核时，释放出核能，表明此过程中出现了质量亏损D．E=mc2中的E是发生核反应中释放的核能D（08北京）14．一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个光子γ。已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3,普朗克常量为h,真空中的光速为c。下列说法正确的是B例：一个铀核衰变为钍核时释放出一个α粒子，已知铀核质量m1=3.853131×10-25kg，钍核质量m2=3.786567×10-25kg，α粒子的质量m3=6.64672×10-27kg，在这个衰变过程中释放出的能量是多少？（保留两位有效数字）解析：铀核衰变成钍核时的质量亏损Δm=m1－

(m2+m3)=（3.853131－3.786567－0.0664672）×10-25=9.6×10-30kg所释放的能量根据爱因斯坦质能方程：ΔE=Δmc2=9.6×10-30×(3×108)2=8.7×10-13J根据ΔE=Δmc2计算核能例：假设两个氘核在