2027届新高考物理热点精准复习+原子结构　原子核

2027届新高考物理热点精准复习原子结构原子核索引考点1考点2课时跟踪练考点3考点4课程标准

1.知道原子的核式结构,了解氢原子光谱,掌握玻尔理论及能级跃迁规律。2.了解原子核的组成及核力的性质,了解半衰期及其统计意义。3.认识原子核的结合能,了解核裂变及核聚变,能根据质量数守恒、电荷数守恒写出核反应方程。01考点1原子结构和氢原子光谱1.原子结构(1)电子的发现:英国物理学家J.J.汤姆孙发现了电子。(2)α粒子散射实验:1909年,英国物理学家________和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验,实验发现绝大多数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,极少数α粒子偏转的角度甚至大于90°,也就是说它们几乎被“撞”了回来。(3)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,带负电的电子在核外空间绕核旋转。卢瑟福原来正电荷质量

波长亮线光带1.α粒子散射实验(1)实验装置(如图所示):α粒子源、金箔、显微镜和荧光屏。(2)实验现象①绝大多数的α粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的方向前进。②少数α粒子发生了大角度偏转。③极少数α粒子的偏转角度甚至大于90°,也就是说,它们几乎被“撞了回来”。(3)实验意义:卢瑟福通过α粒子散射实验,否定了J.J.汤姆孙的原子模型,建立了核式结构模型。2.原子的核式结构模型(1)α粒子散射实验结果分析①绝大多数α粒子沿直线穿过金箔,说明原子中绝大部分是空的。②少数α粒子发生较大角度偏转,反映了原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷。③极少数α粒子甚至被“撞了回来”,反映了个别α粒子正对着质量比α粒子大得多的物体运动时,受到该物体很大的斥力作用。(2)原子的核式结构模型:在原子的中心有一个很小的核,叫原子核,原子的所有正电荷和几乎所有质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外绕核旋转。3.氢原子光谱的特点在氢原子光谱图中的可见光区内,由右向左,相邻谱线间的距离越来越小,表现出明显的规律性。

1.在α粒子散射实验中,少数α粒子发生大角度偏转是由于它跟金原子中的电子发生了碰撞。()2.原子中绝大部分是空的,原子核很小。()3.核式结构模型是卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出的。()4.人们认识原子具有复杂结构是从英国物理学家J.J.汤姆孙研究阴极射线发现电子开始的。()√×√√(2025·浙江6月卷)一束α粒子撞击一静止的金原子核,它们的运动轨迹如图所示。图中虚线是以金原子核为圆心的圆。已知静电力常量k=9.0×109N·m2/C2,元电荷e=1.6×10-19C,金原子序数为79,不考虑α粒子间的相互作用,则(

)A.沿轨迹1运动的α粒子受到的库仑力先做正功,后做负功B.沿轨迹2运动的α粒子到达P时动能为零,电势能最大C.位于图中虚线圆周上的3个α粒子的电势能不相等D.若α粒子与金原子核距离为10-14m,则库仑力数量级为102N

02考点2玻尔理论能级跃迁1.玻尔理论(1)定态假设:电子只能处于一系列_______的能量状态中,在这些能量状态中电子绕核的运动是______的,电子虽然绕核运动,但并不产生电磁辐射。(2)跃迁假设:电子从能量较高的定态轨道(其能量记为En)跃迁到能量较低的定态轨道(能量记为Em,m<n)时,会放出能量为hν的光子,这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定,即hν=______

(h是普朗克常量,h=6.63×10-34

J·s)。不连续稳定En-Em(3)轨道量子化假设: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______________,因此电子的可能轨道也是_____________。不连续的不连续的

-13.61.跃迁条件(1)从低能级(m)高能级(n)：吸收能量,hν=En-Em。(2)从高能级(n)低能级(m)：放出能量,hν=En-Em。2.电离(1)电离态:n=∞,E=0。(2)基态→电离态:E吸>0-(-13.6eV)=13.6eV。(3)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。

1.电子吸收某种频率条件的光子时会从较低的能级跃迁到较高的能级。()2.电子能吸收任意频率的光子发生跃迁。()3.玻尔的原子理论模型可以很好地解释氦原子的光谱现象。()4.原子中电子的实际运动并不具有确定的轨道。()√××√(多选)如图所示为氢原子的能级图,下列说法正确的是(

)A.从n=3能级跃迁到n=2能级时,电子的动能会变大,电势能会减小B.一群处在量子数n=4的激发态的氢原子向低能级跃迁时,波长最短的光是从n=4向n=3跃迁时产生的C.一个处于n=6激发态的氢原子向基态跃迁时,最多可能发出5种不同频率的光子D.用能量为12eV的电子轰击处于基态的氢原子,不可能使氢原子发生能级跃迁

(2025·甘肃卷)利用电子与离子的碰撞可以研究离子的能级结构和辐射特性。He+离子相对基态的能级图(设基态能量为0)如图所示。用电子碰撞He+离子使其从基态激发到可能的激发态,若所用电子的能量为50eV,则He+离子辐射的光谱中,波长最长的谱线对应的跃迁为(

)A.n=4→n=3能级

B.n=4→n=2能级C.n=3→n=2能级

D.n=3→n=1能级

03考点3原子核的衰变及半衰期1.原子核的组成:原子核是由______和中子组成的,原子核的电荷数等于核内的________。2.天然放射现象放射性元素______地发出射线的现象,首先由____________发现。天然放射现象的发现,说明______具有复杂的结构。质子质子数自发贝克勒尔原子核3.三种射线的比较名称构成符号电荷量质量电离能力贯穿本领α射线______核+2e4u最______最______β射线______-e较强较强γ射线光子γ00最______最______氦强弱电子弱强4.原子核的衰变(1)衰变:原子核自发地放出α粒子或β粒子,变成另一种________的变化称为原子核的衰变。(2)原子核的衰变分为α衰变、β衰变。(3)γ射线:γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的。原子核

核内部自身的因素无关

α衰变β衰变衰变方程

衰变实质2个质子和2个中子结合成一个整体射出1个中子转化为1个质子和1个电子

2.α衰变、β衰变的比较

α衰变β衰变匀强磁场中轨迹形状

衰变规律电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒1.三种射线按穿透能力由强到弱的排列顺序是γ射线、β射线、α射线。()2.β衰变中的电子来源于原子核外电子。()3.发生β衰变时,新核的电荷数不变。()4.如果现在有100个某放射性元素的原子核,那么经过一个半衰期后还剩50个。()××√×(多选)科学家利用天然放射性元素的衰变规律,通过对目前发现的古老岩石中的铀含量来推算地球的年龄,铀238的相对含量随时间的变化规律如图所示,下列说法正确的是(

)

04考点4核反应及核能的计算1.核反应的四种类型类型可控性核反应方程典例衰变α衰变自发β衰变自发人工转变人工控制约里奥—居里夫妇发现放射性同位素,同时发现正电子

类型可控性核反应方程典例重核裂变容易控制轻核聚变现阶段很难控制

3.核力和核能(1)核力:原子核内部,________间所特有的相互作用力。(2)结合能:原子核是核子凭借核力结合在一起构成的,要把它们_______需要的能量,叫作原子的结合能,也叫核能。(3)比结合能:原子核的结合能与_________之比,叫作比结合能,也叫平均结合能。_________越大,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定。

核子分开核子数比结合能4.质量亏损凡是释放核能的核反应,反应后各原子核(新生核)及微观粒子的质量(即静止质量)之和_______,两者的差值就叫__________。5.质能方程(1)爱因斯坦得出物体的能量与它的质量的关系:__________。(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm,其对应减少的能量ΔE=__________。原子核分解成核子时要吸收一定的能量,相应的质量增加Δm,吸收的能量为ΔE=__________。变小质量亏损E=mc2Δmc2Δmc2核能的计算(1)根据爱因斯坦质能方程ΔE=Δmc2计算核能①ΔE=Δmc2中,若Δm的单位为“kg”,c的单位为“m/s”,则ΔE

的单位为“J”。②ΔE=Δmc2中,若Δm的单位为“u”,则可直接利用ΔE=Δm×931.5MeV/u计算,此时ΔE的单位为“MeV”,即1u=1.6605×10-27kg,相当于931.5MeV,这个结论可在计算中直接应用。(2)利用比结合能计算核