高考物理复习动量守恒定律波粒二象性原子结构基础课时2原子结构原子核选修市赛课公开课一等奖省名师

基础课时2原子结构原子核1/58[知识梳理]知识点一、原子核式结构、氢原子光谱、原子能级1.原子核式结构 (1)电子发觉：英国物理学家_______发觉了电子。 (2)α粒子散射试验：1909～1911年，英国物理学家_______和他助手进行了用α粒子轰击金箔试验，试验发觉绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿_____方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来。卢瑟福原来汤姆孙2/58 (3)原子核式结构模型：在原子中心有一个很小核，原子全部_______和几乎全部_____都集中在核里，带负电电子在核外空间绕核旋转。2.氢原子光谱 (1)光谱

用光栅或棱镜能够把光按波长展开，取得光_____(频率)和强度分布统计，即光谱。 (2)光谱分类

有些光谱是一条条_____，这么光谱叫做线状谱。

有光谱是连在一起_____，这么光谱叫做连续谱。正电荷质量波长亮线光带3/583.玻尔理论 (1)定态：原子只能处于一系列_______能量状态中，在这些能量状态中原子是_____，电子即使绕核运动，但并不向外辐射能量。 (2)跃迁：原子从一个定态跃迁到另一个定态时，它辐射或吸收一定频率光子，光子能量由这两个定态能量差决定，即hν＝________。(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s)不连续稳定Em－En4/58 (3)轨道：原子不一样能量状态跟电子在不一样圆周轨道绕核运动相对应。原子定态是_______，所以电子可能轨道也是________。4.氢原子能级、能级公式 (1)氢原子能级

能级图如图1所表示不连续不连续图15/58知识点二、原子核组成、原子核衰变、半衰期、

放射性同位素1.原子核组成：原子核是由_____和中子组成，原子核电荷数等于核内_______。质子质子数6/582.天然放射现象 (1)天然放射现象

元素_____地放出射线现象，首先由贝克勒尔发觉。天然放射现象发觉，说明_______含有复杂结构。 (2)放射性和放射性元素

物质发射某种看不见射线性质叫_______。含有放射性元素叫________元素。 (3)三种射线：放射性元素放射出射线共有三种，分别是______、_____、_____。 (4)放射性同位素应用与防护 ①放射性同位素：有_____放射性同位素和_____放射性同位素两类，放射性同位素化学性质相同。 ②应用：消除静电、工业探伤、作_________等。 ③防护：预防放射性对人体组织伤害。自发原子核放射性放射性线α射β射线γ射线天然人工示踪原子7/58原子核原子核(3)半衰期：放射性元素原子核有_____发生衰变所需时间。半衰期由原子核内部原因决定，跟原子所处____、__________无关。半数物理化学状态8/58知识点三、核力与结合能、质量亏损1.核力 (1)定义：

原子核内部，核子间所特有相互作用力。 (2)特点： ①核力是强相互作用一个表现； ②核力是短程力，作用范围在1.5×10－15m之内； ③每个核子只跟它相邻核子间才有核力作用。2.结合能

核子结合为原子核时_____能量或原子核分解为核子时_____能量，叫做原子核结合能，亦称核能。释放吸收9/583.比结合能 (1)定义：

原子核结合能与________之比，称做比结合能，也叫平均结合能。 (2)特点：

不一样原子核比结合能不一样，原子核比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越_____。4.质能方程、质量亏损

爱因斯坦质能方程E＝____，原子核质量必定比组成它核子质量和要小Δm，这就是质量亏损。由质量亏损可求出释放核能ΔE＝_____。核子数稳定mc2Δmc210/58知识点四、裂变反应和聚变反应、链式反应核反应方程1.重核裂变 (1)定义：质量数较大原子核受到高能粒子轰击而分裂成几个质量数较小原子核过程。(3)链式反应：由重核裂变产生_____使裂变反应一代接一代继续下去过程。(4)临界体积和临界质量：裂变物质能够发生_________最小体积及其对应质量。(5)裂变应用：_______、核反应堆。(6)反应堆结构：核燃料、减速剂、_____、防护层。链式反应原子弹镉棒中子11/582.轻核聚变 (1)定义：两轻核结合成_________核反应过程。轻核聚变反应必须在高温下进行，所以又叫_________。 (2)经典聚变反应方程：质量较大热核反应12/58[思索]以下说法是否正确，正确画“√”，错误画“×”。(1)α粒子散射试验说明了原子正电荷和绝大部分质量集中在一个很小核上。(

)(2)氢原子由能量为En定态向低能级跃迁时，氢原子辐射光子能量为hν＝En。(

)(3)氡半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就剩下一个原子核了。(

)(4)核反应遵照质量数守恒而不是质量守恒，同时遵照电荷数守恒。(

)(5)爱因斯坦质能方程反应了物体质量就是能量，它们之间能够相互转化。(

)答案(1)√

(2)×

(3)×

(4)√

(5)×13/58[诊疗自测]

1.(·天津理综，1)物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察基础上。以下说法正确是_____。 A.天然放射现象说明原子核内部是有结构 B.电子发觉使人们认识到原子含有核式结构 C.α粒子散射试验主要发觉是电荷是量子化 D.密立根油滴试验表明核外电子轨道是不连续

解析放射性现象中释放出了其它粒子，说明原子核内部含有一定结构，A正确；电子发觉使人们认识到：原子是能够分割，是由更小微粒组成，B错误；α粒子散射试验否定了汤姆逊提出枣糕式原子模型，建立了核式结构模型，C错误；密立根油滴试验测定了电子电荷量，D错误。A14/58解析α衰变是重核自发放出α粒子天然放射现象，其中α粒子是He，所以B正确；A为人工转变，C为轻核聚变，D是β衰变，故A、C、D皆错误。答案

B15/5816/58答案

AD17/584.如图2所表示为氢原子四个能级，其中E1为基态，若氢原子A处于激发态E2，氢原子B处于激发态E3，则以下说法正确是_____。图2A.原子A可能辐射出3种频率光子B.原子B可能辐射出3种频率光子C.原子A能够吸收原子B发出光子并跃迁到能级E4D.原子B能够吸收原子A发出光子并跃迁到能级E418/58解析原子A从激发态E2跃迁到E1，只辐射一个频率光子，A错误；原子B从激发态E3跃迁到基态E1可能辐射三种频率光子，B正确；由原子能级跃迁理论可知，原子A可能吸收原子B由E3跃迁到E2时放出光子并跃迁到E3，但不能跃迁到E4，C错误；A原子发出光子能量ΔE＝E2－E1大于E4－E3，故原子B不可能跃迁到能级E4，D错误。答案B19/58A.0.82MeV B.0.31MeVC.1.33MeV D.0.51MeV20/58解析最小质量对应着最小能量，中微子最小质量应为36.95691u＋0.00055u－36.95658u＝0.00088u，依据质能方程E＝mc2，可得中微子最小能量是E＝0.00088×931.5MeV＝0.820MeV，选项A正确。答案

A21/58考点一氢原子能级及能级跃迁1.定态间跃迁——满足能级差22/582.电离

电离态与电离能

电离态：n＝∞，E＝0

基态→电离态：E吸＝0－（－13.6eV）＝13.6eV电离能。 n＝2→电离态：E吸＝0－E2＝3.4eV

如吸收能量足够大，克服电离能后，取得自由电子还携带动能。23/58【例1】

[·海南单科，17（1）]氢原子基态能量为E1＝－13.6eV。大量氢原子处于某一激发态。由这些氢原子可能发出全部光子中，频率最大光子能量为－0.96E1，频率最小光子能量为

eV（保留两位有效数字），这些光子可含有

种不一样频率。答案

0.31

1024/5825/58【变式训练】1.[·山东理综，39(1)]氢原子能级如图3，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2能级时，辐射光波长为656nm。以下判断正确是_______。图326/58A.氢原子从n＝2跃迁到n＝1能级时，辐射光波长大于656nmB.用波长为325nm光照射，可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2能级C.一群处于n＝3能级上氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D.用波长为633nm光照射，不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3能级27/58答案CD28/58考点二原子核衰变及半衰期1.衰变规律及实质(1)α衰变和β衰变比较(2)γ射线：γ射线经常是伴伴随α衰变或β衰变同时产生。29/582.三种射线成份和性质30/5831/58【例2】

[·新课标全国卷Ⅰ，35(1)]关于天然放射性，以下说法正确是______。 A.全部元素都可能发生衰变 B.放射性元素半衰期与外界温度无关 C.放射性元素与别元素形成化合物时仍含有放射性 D.α、β和γ三种射线中，γ射线穿透能力最强 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32/58解析只有原子序号超出83元素才能发生衰变，选项A错误；半衰期由原子核内部结构决定，与外界温度无关，选项B正确；放射性来自于原子核内部，与其形成化合物无关，选项C正确；α、β、γ三种射线中，γ射线能量最高，穿透能力最强，选项D正确；一个原子核在一次衰变中要么是α衰变、要么是β衰变，同时伴随γ射线产生，选项E错误。答案BCD33/5834/5835/5836/58答案

D37/58考点三核反应方程及核反应类型核反应四种类型38/5839/58解析(1)D是查德威克发觉中子核反应方程，A是氢弹核反应方程，B是原子弹核反应方程。(2)由电荷数守恒和质量数守恒能够判定X质量数为140，电荷数为54，所以中子数为140－54＝86。(3)衰变是原子核自发地放出α粒子或β粒子反应，C是β衰变，D是人工控制原子核改变，属人工转变，裂变是重核吸收中子后分裂成几个中等质量核反应，B是裂变，聚变是几个轻核结合成较大质量核反应，A是聚变。答案

(1)D

B、A

(2)质量数为140，中子数为86(3)看法析40/58解析α衰变是放射出氦核天然放射现象，A正确；β衰变是放射出电子天然放射现象，而B项是发觉质子原子核人工转变，故B错误；C项是轻核聚变，D项是β衰变现象，故C正确，D错误。答案

AC41/58考点四质量亏损及核能计算1.核能 (1)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量也要对应降低，即ΔE＝Δmc2。(2)原子核分解成核子时要吸收一定能量，对应质量增加Δm，吸收能量为ΔE＝Δmc2。2.核能释放两种路径了解(1)使较重核分裂成中等大小核。(2)较小核结合成中等大小核，核子比结合能都会增加，都能够释放能量。42/5843/5844/58【变式训练】4.(·北京理综，14)质子、中子和氘核质量分别为m1、m2和m3，当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放能量是(c表示真空中光速)_______。 A.(m1＋m2－m3)c B.(m1－m2－m3)c C.(m1＋m2－m3)c2 D.(m1－m2－m3)c2

解析由质能方程知，该反应释放核能ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3)c2，故选项C正确。

答案C45/5846/58答案AC47/5848/58答案

B49/58答案B50/584.[·山东理综，39(1)]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百分比不变；生命活动结束后，14C百分比连续降低。现经过测量得知，某古木样品中14C百分比恰好是当代植物所制样品二分之一。以下说法正确是________。 A.该古木年代距今约5700年 B.12C、13C、14C含有相同中子数 C.14C衰变为14N过程中放出β射线D.增加样品测量环境压强将加速14C衰变51/58解析因古木样品中14C百分比恰好是当代植物所制样品二分之一，则可知经过时间为一个半衰期，即该古木年代距今约为5700年，选项A正确；12C、13C、14C含有相同质子数，因为质量数不一样，故中子数不一样，选项B错误；依据核反应方程可知，14C衰变为14N过程中放出电子，即发出β射线，选项C正确；外界环境不影响放射性元素半衰期，选项D错误。答案

AC52/585.(·江西南昌二中模拟)氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构氦离子。已知基态氦离子能量为E1＝－54.4eV，氦离子能级示意图如图4所表示。在含有以下能量粒子中，能被基态氦离子吸收而发生跃迁是___