高三物理原子和原子核一轮复习教学案 新课标 人教版

1、江苏省盐城市时杨中学2007届高三物理原子和原子核一轮复习教学案2007-3-9第1课时 原子结构 能级【考试说明】【知识要点】 一原子结构 1. 1897年汤姆生发现电子，说明 （原子有复杂结构）。 提出原子结构“枣糕式”模型（带正电物质均匀分布，电子象枣糕镶嵌其中）。 2. 1911年卢瑟福、粒子散射实验 提出原子核式结构。 （2）核式结构学说 原子中心有一个原子核， 。 带负电的电子在核外空间绕核旋转。 原子核大小：10-1410-15m原子半径：10-10m 注： 3. 玻尔的原子模型 （1）卢瑟福核式结构缺陷，不能解释原子的稳定性、氢原子的线状光谱。 （2）1913年玻尔原子模型，在

2、核式结构基础上提出三条假设： 定态假设：原子只能处于 （能量量子化） 能级跃迁假设：原子从E1到E2，辐射（或吸收） 光子 轨道假设：电子的可能轨道分布 （轨道量子化） （3）具体实例氢原子模型 能量（能级）： 跃迁：EE *半径： *E1：电子在第1条轨道半径旋转时氢原子能量 （4）玻尔理论成功解释氢原子光谱，不能解释复杂原子光谱（5）玻尔理论的局限性。由于引进了量子理论（轨道量子化和能量量子化），玻尔理论成功地解释了氢光谱的规律。但由于它保留了过多的经典物理理论（牛顿第二定律、向心力、库仑力等），所以在解释其他原子的光谱上都遇到很大的困难。*4. 量子力学，电子云二放射现象 衰变 1. 天

3、然放射现象的发现，认识原子核具有复杂结构。 （1）贝克勒耳发现天然放射现象 计算： （3）半衰期：放射性元素的原子核 需要的时间。 半衰期由原子核内部因素决定，与外界条件，物质的物理、化学状态无关。（是放射性元素的固有属性） 是从大量原子核衰变中得出的统计规律，对个别的原子核衰变无实际意义。 2. 原子核的组成： （1）原子核的人工转变是研究原子核结构的开始。 （2）原子核组成：原子、中子。 *（3）核力：使核子结合成核的力，是一种强相互作用的短程力。一、热身训练1在卢瑟福的粒子散射实验中，有少数粒子发生大角度偏转，其原因是（ ） A.原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B.正电荷在

4、原子中是均匀分布的 C.原子中存在着带负电的电子 D.原子只能处于一系列不连续的能量状态中2关于粒子散射实验，下列说法中正确的是 （ ） A绝大多数粒子经过重金属箔后，发生了角度不太大的偏转 B粒子在接近原子核的过程中，动能减少，电势能减少 C粒子离开原子核的过程中，动能增大，电势能增大 D对粒子散射实验的数据进行分析，可以估算出原子核的大小3以下几个原子核反应中，X代表粒子的反应式是（ ）ABCD4氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论下述说法中正确的是（ ） A电子绕核旋转的半径增大 B.氢原子的能级增大C氢原子的电势能增大 D.氢原子的核外电子的速率增大5如图所示，为氢原子的能级图，若用能

5、量为10.5ev的光子去照射一群处于基态的氢原子，则氢原子( )A能跃迁到n=2的激发态上去 B能跃迁到n=3的激发态上去C能跃迁到n=4的激发态上去 D以上三种说法均不对6上题图示为氢原子的能级图，用光子能量为13.07ev的光子照射一群处在基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长的光有多少种（ ）A15 C4 B10 D1二、讲练平台1用光子能量为E的单色光照射容器中处于基态的氢原子。停止照射后，发现该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子，它们的频率由低到高依次为1、2、3，由此可知，开始用来照射容器的单色光的光子能量可以表示为：h1；h3；h(1+2)；h(1+2+3) 以上表示式

6、中 A.只有正确 B.只有正确 C.只有正确 D.只有正确 2如图给出氢原子最低的4个能级，在这些能级间跃迁所辐射的光子的频率最多有P种，其中最小频率为fmin，则（ ）A P 5 BP=6 Cfmin161014Hz。Dfmin151015 Hz3Th（钍）经过一系列和衰变，变成Pb（铅），下列说法正确的是（ ） A铅核比钍核少8个质子 B铅核比钍核少16个中子 C共经过4次衰变和6次衰变 D共经过6次衰变和4次衰变4铀（）经过、衰变形成稳定的铅（），问在这一变化过程中，共有多少中子转变为质子（ ） A6 ； B14； C22 ； D325如图所示，两个相切的圆表示一个静止原子核发生某种核变

7、化后，产生的两种运动粒子在匀强磁场中的运动轨迹，可能的是（ ）A. 原子核发生了衰变；B原子核发生了衰变 C原子核放出了一个正电子；D原子核放出了一个中子；6. 原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子，例如在某种条件下，铬原子的n2能级上的电子跃迁到n1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n4能级上的电子，使之能脱离原子，这一现象叫做俄歇效应，以这种方式脱式中n1，2，3表示不同能级，A是正的已知常数。上述俄歇电子的动能是（ ） （江苏高考题）7. 出来的粒子的速度方向与磁场方向垂直，其运动的轨道半径为R，则新核的（ ） A. 动能是粒子的4/（b-4）倍 B. 动能是

8、粒子的2/（a-2）倍 C. 半径是（b-4）R/4 D. 半径是2R/（a-2） 三、拓展提升8. 构成物质世界的基本粒子有许多都有对应的反粒子。例如质子对应的有反质子，电子对应的有反电子（正电子）等。反粒子与正粒子有完全相同的质量，却带有等量异种电荷，具有完全相反的电磁性质。物理学家推测，既然有反粒子存在，就可能有由反粒子组成的反物质存在，所以寻找反物质是当前科学家关心的科研热点之一。1998年6月，我国研制的阿尔法磁谱仪由“发现号”航天飞机搭载升空，寻找宇宙中反物质存在的证据。磁谱仪的核心部分如图所示，PQ、MN是两个平行板，它们之间存在一个匀强磁场区，磁场方向与两板平行，宇宙射线中的各

9、种粒子从板PQ中央的小孔O垂直PQ板进入匀强磁场区，在磁场中发生偏转并打在附有感光底片的板MN上，留下痕迹。 （1）已知PQ与MN之间的距离为a，匀强磁场的磁感强度为B，宇宙射线中的氢核的质量为m，带电量为e，以速度v从小孔O垂直PQ板进入磁谱仪的磁场区，请画出它进入磁场区后径迹的示意图，并求出氢核在磁场中运动的轨道半径； （2）求氢核在MN上留下的痕迹与正对O点的O点的距离b； （3）若宇宙射线中的反氢核和反氦核以相同的速度v进入磁谱仪的磁场区，它们在MN上留下的痕迹分别在什么位置？它们与O点的距离各多大？ 四、益智演练 1. 下列说法正确的是（ ） A. 衰变为要经过1次衰变和1次衰变 B

10、. 衰变为要经过1次衰变和1次衰变 C. 衰变为要经过6次衰变和4次衰变 D. 衰变为要经过4次衰变和4次衰变 2. （00春季招生，5）（4分）根据玻尔理论，某原子的电子从能量为E的轨道跃迁到能量为E的轨道，辐射出波长为的光，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则E等于（ ） A. B. C. D. 3. （00上海高考，2）（5分）关于、三种射线，下列说法中正确的是（ ） A. 射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最强 B. 射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力 C. 射线一般伴随着或射线产生，它的穿透能力最强 D. 射线是电磁波，它的穿透能力最弱 4. （0

11、2春季招生，19）（6分）氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值，它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时（ ） A. 氢原子的能量减小，电子的动能增加 B. 氢原子的能量增加，电子的动能增加 C. 氢原子的能量减小，电子的动能减小 D. 氢原子的能量增加，电子的动能减小 5. （西城区）理综（6分）近几年，我国北京、上海等地利用引进的“刀”成功地为几千名脑肿瘤患者做了手术。“刀”由计算机控制，利用的是射线的特性。手术时患者不必麻醉，手术时间短、创伤小，患者恢复快，因而“刀”被誉为“神刀”，关于射线的说法正确的是（ ） A. 它是由原子内层电

12、子受激发而产生的 B. 它具有很高的能量，它不属于电磁波 C. 它具有很强的贯穿本领，但它的电离作用却很弱 D. 它很容易发生衍射 6. （03全国高考，16）理综，5分下面列出的是一些核反应方程： 其中（ ） A. X是质子，Y是中子，Z是正电子 B. X是正电子，Y是质子，Z是中子 C. X是中子，Y是正电子，Z是质子 D. X是正电子，Y是中子，Z是质子 7. （04上海，2）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学说 B. 卢瑟福在粒子散射实验中发现了电子 C. 查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子 D. 爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说 8.

13、 （04豫、冀、鲁、浙、闽理综，14）本题中用大写字母代表原子核，E经衰变成为F，再经衰变成为G，再经衰变成为H，上述系列衰变可记为下式： 另一系列衰变如下： 已知P是F的同位素，则（ ） A. Q是G的同位素，R是H的同位素 B. R是E的同位素，S是F的同位素 C. R是G的同位素，S是H的同位素 D. Q是E的同位素，R是F的同位素 9. （04江苏，3）下列说法正确的是（ ） A. 射线与射线都是电磁波 B. 射线为原子的核外电子电离后形成的电子流 C. 用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期 D. 原子核经过衰变生成新核，则新核的质量总等于原核的质量 10.

14、（荆州）1994年11月9日欧洲的一个科学研究小组，在德国姆塔特用高能量的（）轰击铅核（）形成复合核，然后释放出一个中子和一定的能量，形成某种元素的同位素，该同位素的质子数和核子数分别是（ ）A. 82 207B. 28 61C. 110 269D. 109 270 11. （株洲）如图所示为氢原子的能级图，氢原子从n3的能级跃迁到n2的能级时辐射a光子；从n4的能级跃迁到n2的能级时，辐射光子b，下列说法正确的是（ ） A. a光子的能量比b光子的能量大 B. 在同种介质中a光的传播速度比b光小 C. 若a光不能使某金属发生光电效应，则B光一定不能使该金属发生光电效应 D. 在同一双缝干涉装

15、置中，用a光照射双缝得到的相邻干涉条纹的间距比用b光得到的相邻干涉纹间距要宽 12. （黄岗）（6分）如图所示为氢原子n1、2、3、4、5的各个能级的示意图。当光子能量为E的一束光照射容器中的氢（设氢原子处于n2的能级），氢原子吸收光子后，能发出频率为的六种光，且频率依次减小，则E等于（ ） A. B. C. D. 13. （03上海高考，9）（4分）卢瑟福通过_实验，发现了原子中间有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构模型。下面平面示意图中的四条线表示粒子运动的可能轨迹，在图中完成中间两条粒子的运动轨迹。参考答案http:/www.DearEDU.com一热身训练1解析：粒子散射实验中，

16、有少数粒子发生了较大偏转这说明了这些粒子受到很大的库伦力，施力物体应是体积甚小的带电实体。根据碰撞知识，我们知道只有质量非常小的轻球与质量非常大的物体发生碰撞时，较小的球才被弹回去，这说明被反弹回去的粒子碰上了质量比它大得多的物质实体，即集中了全部质量和正电荷的原子核答案：A2解析：“由于原子核很小，粒子十分接近它的机会很少，所以绝大多数粒子基本上仍按直线方向前进，只有极少数发生大角度的偏转”。故选项A错误。用极端法，设粒子在向重金属核射去，粒子接近核时，克服电场力做功其动能减小，势能增加；当粒子远离原子核时，电场力做功，其动能增加，势能减小，故选项B、C是错误的。答案：D3C4解析：氢原子辐

17、射出一个光子是由于绕核运转的电子由外层轨道向内层轨道跃迁产生的，即由高能级向低能级跃迁产生的。因此选项A、B、C都是错误的。 电子和氢原子核之间的库仑力是电子绕核转动的向心力，即所以ve 由于k、e、m都为定值，所以r减小时，v增大 答案：D5D6B二讲练平台3213211【分析与解答】：该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子，说明这时氢原子处于第三能级。根据玻尔理论应该有h3=E3- E1，h1=E3- E2，h2=E2- E1，可见h3= h1+ h2= h(1+2)，所以照射光子能量可以表示为或，答案选C。2解析：由图可知，氢原子在能级间跃迁最多有6种可能情况：43；32；21；42；

18、3l；41所以是多能辐射6种频率的光子 由 hE高E低可知，能级间能量差值越小辐射的光子频率越小，所以从第4能级向第3能级跃迁辐射的光子频率最小 （E4E3）h 161014 Hz 答案：BC3解析：由原子核符号的意义，很容易判定A、B是正确的 至于各种衰变的次数，由于衰变不会引起质量数的减少，故可先根据质量数的减少确定衰变的次数为：x=6次） 再结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判定衰变的次数y应满足： 2X y90 82= 8 所以y2x84（次） 即D也是正确的 答案：ABD4解析：衰变为，需经过 8 次衰变和 6次衰变，每经过一次衰变就会有一个中子转变为质子，同时放出一个电子，所以共有6个中子转化为质子 答案：A5 解析：两个相切的圆表示在相切点处是静止的原子核发生了衰变，由于无外力作用，动量守恒，说明原子核发生衰变后，新核与放出的粒子速度方向相反，若是它们带相同性质的电荷，则它们所受的洛伦兹力方向相反，则轨道应是外切圆，若它们所带电荷的性质不同，则它们的轨道应是内切圆图示的轨迹说明是放出了正电荷，所以可能是衰变或放出了一个正电子，故A、C两选项正确 点