《 备考指南 物理 》课件-第14章 第2讲

原子与原子核第十四章第2讲原子结构原子核栏目导航01知识梳理查漏03配套训练02题点

各个击破知识梳理查漏11．电子的发现：英国物理学家__________发现了电子．卢瑟福核式结构模型汤姆孙知识一卢瑟福原来(2)原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的________和几乎全部______都集中在核里，带负电的______在核外空间绕核旋转．正电荷质量电子【自测1】如图所示是卢瑟福的α粒子散射实验装置．在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点．下列说法正确的是 (

)A．该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B．该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性C．α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转D．绝大多数的α粒子发生大角度偏转【答案】A1．光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱．2．光谱分类氢原子光谱知识二【自测2】(2021年沈阳期末)太阳的连续光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线．产生这些暗线是由于 (

)A．太阳表面大气层中缺少相应的元素B．太阳内部缺少相应的元素C．太阳表面大气层中存在着相应的元素D．太阳内部存在着相应的元素【答案】C【解析】太阳光谱是太阳内部发出的光在经过太阳大气的时候，被太阳大气层中的某些元素吸收而产生的，是一种吸收光谱．所以太阳光的光谱中有许多暗线．它们对应着太阳大气层中的某些元素的特征谱线．故C正确，A、B、D错误．1．玻尔理论(1)定态：原子只能处于一系列________的能量状态中，在这些能量状态中原子是______的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量．(2)跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝__________.(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s)(3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应．原子的定态是____________的，因此电子的可能轨道也是__________的．玻尔原子模型不连续知识三稳定Em－En不连续不连续3．氢原子的半径公式：rn＝________(n＝1,2,3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10m.－13.6n2r14．氢原子的能级图【自测3】(2020年北京卷)下图是氢原子能级示意图．现有大量氢原子处于n＝3能级上．下列说法正确的是 (

)A．这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子B．从n＝3能级跃迁到n＝1能级比跃迁到n＝2能级辐射的光子频率低C．从n＝3能级跃迁到n＝4能级需吸收0.66eV的能量D．n＝3能级的氢原子电离至少需要吸收13.6eV的能量【答案】C【解析】大量氢原子处于3能级，跃迁到1能级最多可辐射出C＝3种不同频率的光子，A错误．根据能级图可知从3能级跃迁到1能级辐射的光子能量为(13.6－1.51)eV＝12.09eV，从3能级跃迁到2能级辐射的光子能量为(3.4－1.51)eV＝1.89eV，比较可知B错误．根据能级图可知从3能级跃迁到4能级需要吸收的能量为(1.51－0.85)eV＝0.66eV，C正确．根据能级图可知氢原子处于3能级的能量为－1.51eV，故要使其电离至少需要吸收1.51eV的能量，D错误．1．天然放射现象(1)天然放射现象：元素自发地放出射线的现象．首先被贝克勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构．(2)放射性和放射性元素：物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性．具有放射性的元素叫放射性元素．(3)三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是α射线、β射线、________.天然放射现象和原子核γ射线知识四2．原子核(1)原子核的组成①原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为________．②原子核的核电荷数＝质子数，原子核的质量数＝________数＋中子数．(2)同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子，在元素周期表中的位置相同．同位素具有相同的化学性质．核子质子5．核力(1)定义：原子核内部核子间所特有的相互作用力．(2)特点：①核力是强相互作用的一种表现．②核力是短程力，作用范围在1.5×10－15m之内．③每个核子只跟它的相邻核子间才有核力作用．6．核能(1)结合能：核子结合为原子核时放出的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫作原子核的结合能，亦称核能．(2)比结合能①定义：原子核的结合能与核子数之比，称作比结合能，也叫________________．平均结合能②特点：不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定．根据爱因斯坦质能方程E＝mc2，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm，这就是质量亏损．由质量亏损可求出释放的核能ΔE＝________.Δmc2裂变聚变8．核反应(1)遵守的规律：电荷数守恒、__________守恒．(2)反应类型：衰变、人工转变、重核裂变、轻核聚变．质量数【自测4】放射性元素衰变时放出的三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是 (

)A．α射线，β射线，γ射线 B．γ射线，β射线，α射线C．γ射线，α射线，β射线 D．β射线，α射线，γ射线【答案】B【解析】穿透能力最强的是γ射线，β射线次之，α射线最弱，故B正确．题点各个击破2命题点一玻尔理论和能级跃迁[自修掌握类]2．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.激发态→电离态：E吸>0－En＝|En|.若吸收能量足够大，克服电离能后，获得自由的电子还携带动能．例1

(2019年全国卷Ⅰ)氢原子能级示意图如图所示．光子能量在1.63～3.10eV的光为可见光．要使处于基态(n＝1)的氢原子被激发后辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为 (

)A．12.09eV B．10.20eV C．1.89eV D．1.51eV【答案】A【解析】因为可见光光子的能量范围是1.63～3.10eV，所以处于基态的氢原子至少要被激发到n＝3能级，要给氢原子提供的能量最少为E＝(－1.51＋13.60)eV＝12.09eV，A正确．1．(2021年郑州质检)下图为氢原子能级示意图．下列有关说法正确的是 (

)A．处于基态的氢原子吸收10.5eV的光子后能跃迁至n＝2能级B．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出3种不同频率的光C．若用从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光照射某金属恰好发生光电效应，则用从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光照射该金属一定能发生光电效应D．用n＝4能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为6.41eV【答案】D【解析】处于基态的氢原子吸收10.2eV的光子后能跃迁至n＝2能级，不能吸收10.5eV能量的光子，故A错误．大量处于n＝4能级的氢原子最多可以辐射出C＝6种不同频率的光子，故B错误．从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光子的能量大于从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光子的能量，则用从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光照射该金属时一定不能发生光电效应，故C错误．处于n＝4能级的氢原子跃迁到n＝1能级辐射出的光子的能量为E＝E4－E1＝－0.85eV－(－13.6eV)＝12.75eV.根据光电效应方程，照射逸出功为6.34eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为Ek＝E－W0＝12.75eV－6.34eV＝6.41eV，故D正确．2．(多选)下图为氢原子能级图．现有大量氢原子从n＝4能级发生跃迁，产生一些不同频率的光．让这些光照射一个逸出功为2.29eV的钠光电管，以下说法正确的是 (

)A．这些氢原子可能发出6种不同频率的光B．能够让钠光电管产生光电效应现象的有4种光子C．光电管发出的光电子与原子核发生β衰变时飞出的电子都是来源于原子核内部D．钠光电管在这些光照射下发出的光电子再次轰击处于基态的氢原子可以使氢原子跃迁到n＝3能级【答案】AB【解析】大量氢原子从n＝4的能级跃迁能产生C＝6种不同频率的光，A正确．其中能让钠光电管发生光电效应现象的有4种光子，即为从n＝2到n＝1、从n＝3到n＝1、从n＝4到n＝1、从n＝4到n＝2辐射的光子，B正确．光电子来源于金属中的核外自由电子，β衰变的电子来自于核内，C错误．氢原子从n＝4能级向n＝1能级跃迁，放出的光子能量最大，当照射钠光电管时放出能量为E＝(13.6－0.85－2.29)eV＝10.46eV的光电子，而氢原子从n＝1能级跃迁到n＝3能级需要吸收的能量为E′＝(13.6－1.51)eV＝12.09eV，因10.46eV<12.09eV，故不能实现跃迁，D错误．1．衰变规律及实质(1)α衰变、β衰变的比较命题点二原子核的衰变及半衰期[自修掌握类](2)γ射线：γ射线经常伴随着α衰变或β衰变同时产生．其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量(原子核处于激发态)而辐射出光子．【答案】B1．(2021年湖南卷)核废料具有很强的放射性，需要妥善处理．下列说法正确的是 (

)A．放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽B．原子核衰变时电荷数守恒，质量数不守恒C．改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期D．过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害【答案】D【解析】放射性元素的半衰期是大量的放射性元素衰变的统计规律，对少量的个别的原子核无意义，则放射性元素完全衰变殆尽的说法错误，故A错误．原子核衰变时满足电荷数守恒，质量数守恒，故B错误．放射性元素的半衰期是由原子核的自身结构决定的，而与物理环境如压力、温度或浓度无关，与化学状态无关，故C错误．过量放射性辐射包含大量的射线，对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害，故D正确．【答案】C【答案】A1．核反应的四种类型命题点三核反应及核反应类型[自修掌握类]【答案】AC【答案】CD【解析】①是α衰变，②是β衰变，均有能量放出，故A错误．③是人工核转变，故B错误．③式是人类第一次实现原子核转变的方程，故C正确．利用激光引发可控的④式核聚变是正在尝试的技术之一，故D正确．【答案】C【解析】根据核反应的质量数和电荷数守恒可知A反应中的X质量数为4，电荷数为2，为α粒子，核反应类型为α衰变，A错误．B反应中的Y质量数为1，电荷数为0，为中子，核反应类型为轻核聚变，B错误．C反应中的K质量数总数为10，电荷数为0，则K为10个中子，核反应类型为重核裂变，C正确．D反应中的Z质量数为1，电荷数为1，为质子，核反应类型为人工核转变，D错误．3．(2020年全国卷Ⅰ)氚核H发生β衰变成为氦核He.假设含氚材料中H发生β衰变产生的电子可以全部定向移动，在3.2×10