（浙江選考）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第12章 動(dòng)量守恒定律 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu)與原子核 第3講 原子結(jié)構(gòu) 原子核課件.ppt

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1、第3講原子結(jié)構(gòu)原子核,知識(shí)排查,原子結(jié)構(gòu),1.電子的發(fā)現(xiàn)：英國(guó)物理學(xué)家________發(fā)現(xiàn)了電子。 2.美國(guó)物理學(xué)家________測(cè)出了電子的電荷量。 3.湯姆孫原子模型 湯姆孫于1898年提出了原子模型，他認(rèn)為原子是一個(gè)________，________彌漫性地均勻分布在整個(gè)球體內(nèi)， ________鑲嵌其中。,湯姆孫,密立根,球體,正電荷,電子,4.粒子散射實(shí)驗(yàn),（1）實(shí)驗(yàn)裝置：粒子源、______、放大鏡和________。 （2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 絕大多數(shù)的粒子穿過(guò)金箔后，基本上___________的方向前進(jìn)； 少數(shù)粒子發(fā)生了________偏轉(zhuǎn)； 極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)角度________，甚

2、至有極個(gè)別粒子幾乎被“撞了回來(lái)”。 （3）實(shí)驗(yàn)意義：盧瑟福通過(guò)粒子散射實(shí)驗(yàn)，否定了湯姆孫的原子模型，建立了_________模型。,大于90,金箔,熒光屏,仍沿原來(lái),大角度,核式結(jié)構(gòu),5.核式結(jié)構(gòu)模型 1911年由盧瑟福提出，在原子中心有一個(gè)很小的核，叫________。它集中了原子全部的________和幾乎全部的________， ________在核外空間運(yùn)動(dòng)。 6.原子核的電荷與尺度,原子核,正電荷,質(zhì)量,電子,電子數(shù),質(zhì)子和中子,質(zhì)子,10-10 m,10-15 m,1.光譜：用光柵或棱鏡可以把各種顏色的光按波長(zhǎng)展開(kāi)，獲得光的______(頻率)和強(qiáng)度分布的記錄，即光譜。 2.光譜分

3、類(lèi),氫原子光譜,波長(zhǎng),連續(xù),吸收,特征,4.光譜分析：利用每種原子都有自己的___________可以用來(lái)鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分，且靈敏度很高。在發(fā)現(xiàn)和鑒別化學(xué)元素上有著重大的意義。,特征譜線(xiàn),5.理爾理論,(1)定態(tài)：原子只能處于一系列________的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中原子是_____的，電子雖然繞核運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量。 (2)躍遷：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩個(gè)定態(tài)的能量差決定，即h__________。(h是普朗克常量，h6.631034 Js) (3)軌道：原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)。

4、原子的定態(tài)是________的，因此電子的可能軌道也是________的。,EmEn,不連續(xù),穩(wěn)定,不連續(xù),不連續(xù),1.原子核的組成：原子核是由________和中子組成的，原子核的電荷數(shù)等于核內(nèi)的________。 2.天然放射現(xiàn)象 元素______地放出射線(xiàn)的現(xiàn)象，首先由__________發(fā)現(xiàn)。天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明原子核具有________的結(jié)構(gòu)。 3.放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù) (1)放射性同位素：有________放射性同位素和________放射性同位素兩類(lèi)，放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同。 (2)應(yīng)用：消除靜電、工業(yè)探傷、做__________等。 (3)防護(hù)：防止放射性對(duì)人體組織

5、的傷害。,原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期、放射性同位素,質(zhì)子,質(zhì)子數(shù),自發(fā),貝克勒爾,復(fù)雜,天然,人工,示蹤原子,4.原子核的衰變,(1)衰變：原子核放出粒子或粒子，變成另一種________的變化稱(chēng)為_(kāi)_______的衰變。 (2)分類(lèi),原子核,原子核,(3)半衰期：放射性元素的原子核有______發(fā)生衰變所需的時(shí)間。半衰期由原子核內(nèi)部的因素決定，跟原子所處的______ 、 __________無(wú)關(guān)。,半數(shù),物理,化學(xué)狀態(tài),1.核力 原子核內(nèi)部，_________所特有的相互作用力。 2.核能 (1)核子在結(jié)合成原子核時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量虧損m，其對(duì)應(yīng)的能量E_____。 (2)原子核分

6、解成核子時(shí)要吸收一定的能量，相應(yīng)的質(zhì)量增加m，吸收的能量為E______。,核力和核能,mc2,mc2,核子間,1.重核裂變 (1)定義：質(zhì)量數(shù)較大的原子核受到高能粒子的轟擊而分裂成幾個(gè)質(zhì)量數(shù)較小的原子核的過(guò)程。 (2)典型的裂變反應(yīng)方程：,裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)、裂變反應(yīng)堆 核反應(yīng)方程,(3)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：重核裂變產(chǎn)生的______使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過(guò)程。 (4)臨界體積和臨界質(zhì)量：裂變物質(zhì)能夠發(fā)生___________的最小體積及其相應(yīng)的質(zhì)量。 (5)裂變的應(yīng)用： ________、核反應(yīng)堆。 (6)反應(yīng)堆構(gòu)造：核燃料、減速劑、 ______、防護(hù)層。,中子,鏈?zhǔn)椒磻?yīng),原子彈,鎘棒,2

7、.輕核聚變,(1)定義：兩個(gè)輕核結(jié)合成____________的核的反應(yīng)過(guò)程。輕核聚變反應(yīng)必須在高溫下進(jìn)行，因此又叫____________ 。 (2)典型的聚變反應(yīng)方程：,質(zhì)量較大,熱核反應(yīng),小題速練,1.思考判斷 (1)原子中絕大部分是空的，原子核很小() (2)核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)是盧瑟福在粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出的() (3)氫原子光譜是由一條一條亮線(xiàn)組成的() (4)玻爾理論成功地解釋了氫原子光譜，也成功地解釋了氦原子光譜() (5)按照玻爾理論，核外電子均勻分布在各個(gè)不連續(xù)的軌道上() (6)人們認(rèn)識(shí)原子具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)是從英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫研究陰極射線(xiàn)發(fā)現(xiàn)電子開(kāi)始的() (7)人們認(rèn)識(shí)原子核

8、具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)是從盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子開(kāi)始的() (8)如果某放射性元素的原子核有100個(gè)，經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期后還剩50個(gè)(),(9)原子序數(shù)小于83的元素都沒(méi)有放射性() (10)射線(xiàn)是一種高能粒子流，可以用來(lái)工業(yè)探傷() (11)原子核發(fā)生衰變時(shí)放出一個(gè)電子，說(shuō)明原子核內(nèi)有電子() (12)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程反映了物體的質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化() (13)核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，也遵循電荷數(shù)守恒() (14)輕核聚變須達(dá)到幾百萬(wàn)攝氏度以上的高溫，自然界不存在輕核聚變() 答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9) (10)(11)(12)(13)(14),2.(多選)從粒子散

9、射實(shí)驗(yàn)結(jié)果出發(fā)推出的結(jié)論，其中正確的是() A.金原子內(nèi)部大部分都是空的 B.金原子是一個(gè)球體 C.湯姆孫的原子模型不符合原子結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況 D.原子核的半徑的數(shù)量級(jí)是1015 m,解析粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，絕大多數(shù)粒子穿過(guò)金箔后仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)，但有少數(shù)粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)，并有極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)角度超過(guò)90，有的甚至幾乎被反彈回來(lái)，則從粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果出發(fā)推出的結(jié)論有金原子內(nèi)部大部分都是空的，湯姆孫的原子模型不符合原子結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，原子核的半徑的數(shù)量級(jí)是1015 m，不能說(shuō)明金原子是球體，選項(xiàng)A、C、D正確。 答案ACD,3.在同位素氕、氘、氚的核內(nèi)具有相同的() A.核子數(shù)B.電子

10、數(shù) C.中子數(shù) D.質(zhì)子數(shù) 解析同位素是指在原子核中的質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的元素，故氕、氘、氚的核內(nèi)具有相同的質(zhì)子數(shù)，選項(xiàng)D正確。 答案D,4.(多選)以下說(shuō)法中，屬于玻爾所提出的原子模型理論的是() A.原子處在具有一定能量的定態(tài)中，雖然電子做圓周運(yùn)動(dòng)，但不向外輻射能量 B.原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)，而電子的可能軌道分布是不連續(xù)的 C.電子從一個(gè)軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí)，輻射(或吸收)一定頻率的光子 D.電子躍遷時(shí)輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率,解析原子處于稱(chēng)為定態(tài)的能量狀態(tài)時(shí)，雖然電子做圓周運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量，故A正確；原子的不同能量狀態(tài)與電

11、子沿不同的圓軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)，而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的，故B正確；電子從一個(gè)軌道躍遷到另一軌道時(shí)，輻射(或吸收)一定頻率的光子，故C正確；電子躍遷時(shí)輻射的光子的頻率等于能級(jí)差值，與電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤。 答案ABC,5.(多選)關(guān)于核衰變和核反應(yīng)的類(lèi)型，下列表述正確的是(),答案AC,答案C,氫原子能級(jí)及能級(jí)躍遷,1.定態(tài)間的躍遷滿(mǎn)足能級(jí)差,2.電離 電離態(tài)：n，E0 基態(tài)電離態(tài)：E吸0（13.6 eV）13.6 eV電離能。 n2電離態(tài)：E吸0E23.4 eV 如吸收能量足夠大，克服電離能后，獲得自由的電子還攜帶動(dòng)能。 3.解答氫原子能級(jí)圖與原子躍遷問(wèn)題應(yīng)注意 （

12、1）能級(jí)之間發(fā)生躍遷時(shí)放出（吸收）光子的頻率由hEmEn求得。若求波長(zhǎng)可由公式c求得。 （2）一個(gè)氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線(xiàn)條數(shù)最多為（n1）。 （3）一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線(xiàn)條數(shù)的兩種求解方法,4.幾種躍遷情況說(shuō)明 （1）原子躍遷條件hEmEn只適用于光子和原子作用而使原子在各定態(tài)之間躍遷的情況。 （2）當(dāng)光子能量大于或等于13.6 eV時(shí)，也可以被處于基態(tài)的氫原子吸收，使氫原子電離。當(dāng)處于基態(tài)的氫原子吸收的光子能量大于13.6 eV時(shí)，氫原子電離后，電子具有一定的初動(dòng)能。 （3）原子還可吸收外來(lái)實(shí)物粒子（例如自由電子）的能量而被激發(fā)。由于實(shí)物粒子的動(dòng)能可全部或部分被原子吸收，所以只要

13、入射粒子的能量大于或等于兩能級(jí)的能量差，就可以使原子受激發(fā)而向較高能級(jí)躍遷。,【典例】（20184月浙江選考）（多選）氫原子的能級(jí)圖如圖1所示，關(guān)于大量氫原子的能級(jí)躍遷，下列說(shuō)法正確的是（可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍為4.0107 m7.6107 m，普朗克常量h6.61034 Js，真空中的光速c3.0108 m/s）（）,A.氫原子從高能級(jí)躍遷到基態(tài)時(shí)，會(huì)輻射射線(xiàn) B.氫原子處在n4能級(jí)時(shí)，會(huì)輻射可見(jiàn)光 C.氫原子從高能級(jí)向n3能級(jí)躍遷時(shí)，輻射的光具有顯著的熱效應(yīng) D.氫原子從高能級(jí)向n2能級(jí)躍遷時(shí)，輻射的光在同一介質(zhì)中傳播速度最小的光子能量為1.89 eV,圖1,答案BC,1.（201610月浙江選

14、考）（多選）如圖2為氫原子能級(jí)圖，氫原子中的電子從n5能級(jí)躍遷到n2能級(jí)可產(chǎn)生a光；從n4能級(jí)躍遷到n2能級(jí)可產(chǎn)生b光。a光和b光的波長(zhǎng)分別為a和b，照射到逸出功為2.29 eV的金屬鈉表面均可產(chǎn)生光電效應(yīng)，遏止電壓分別為Ua和Ub。則（）,A.ab B.UaUb C.a光的光子能量為2.86 eV D.b光產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能Ek0.26 eV,圖2,答案BCD,2.（多選）氫原子從n6能級(jí)躍遷到n2能級(jí)時(shí)輻射出頻率為1的光子，從n5能級(jí)躍遷到n2能級(jí)時(shí)輻射出頻率為2的光子。下列說(shuō)法中，正確的是（） A.頻率為1的光子的能量較大 B.頻率為1的光子的動(dòng)量較大 C.做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，頻率為1

15、的光產(chǎn)生的條紋間距較大 D.做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，頻率為1的光產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能較大,答案ABD,答案BD,1.衰變規(guī)律及實(shí)質(zhì),（1）衰變和衰變的比較,放射性元素的衰變,（2）射線(xiàn)：射線(xiàn)經(jīng)常是伴隨著衰變或衰變同時(shí)產(chǎn)生的。,2.三種射線(xiàn)的成分和性質(zhì),3.半衰期的理解,答案B,1.（多選）關(guān)于天然放射性，下列說(shuō)法正確的是（） A.所有元素都可能發(fā)生衰變 B.放射性元素的半衰期與外界的溫度無(wú)關(guān) C.放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性 D.、和三種射線(xiàn)中，射線(xiàn)的穿透能力最強(qiáng),解析原子序號(hào)大于等于83的元素都能發(fā)生衰變，原子序數(shù)小于83的有的也能發(fā)生衰變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；半衰期由原子核內(nèi)部的結(jié)構(gòu)

16、決定，與外界溫度無(wú)關(guān)，選項(xiàng)B正確；放射性來(lái)自于原子核內(nèi)部，與其形成的化合物無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C正確；、、三種射線(xiàn)中，射線(xiàn)能量最高，穿透能力最強(qiáng)，選項(xiàng)D正確。 答案BCD,解析由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得：2382224m，92862mn，聯(lián)立解得：m4，n2。 答案B,答案B,1.核反應(yīng)的四種類(lèi)型,核裂變、核聚變,2.書(shū)寫(xiě)核反應(yīng)方程時(shí)應(yīng)注意,（1）必須遵守電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒規(guī)律。 （2）核反應(yīng)方程中的箭頭（）表示核反應(yīng)進(jìn)行的方向，不能把箭頭寫(xiě)成等號(hào)。,答案BD,答案A,答案AD,1.質(zhì)能方程的三個(gè)易錯(cuò)點(diǎn),（1）質(zhì)量虧損并不是質(zhì)量消失，只是靜止質(zhì)量變成了運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量； （2）質(zhì)量虧損也不是核子個(gè)數(shù)的減少

17、，核反應(yīng)中核子個(gè)數(shù)是不變的； （3）質(zhì)量和能量這兩個(gè)量并不可以相互轉(zhuǎn)化，只是這兩個(gè)量在數(shù)值上有聯(lián)系。,核能的計(jì)算,2.核能的計(jì)算方法,（1）根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程列式計(jì)算：即Emc2（m的單位：kg）。 （2）根據(jù)1 u相當(dāng)于931.5 MeV，則Em931.5 MeV（m的單位：u，1 u1.660 61027 kg）。 （3）核反應(yīng)遵守動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律，因此我們可以結(jié)合動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律來(lái)計(jì)算核能。,答案AC,解析根據(jù)質(zhì)能方程，釋放的核能Emc2，m2mHmHemn0.003 5 u，則E0.003 5931 MeV3.258 5 MeV3.3 MeV，故選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤。 答案B,答案C,解析（1）衰變方程為,（2）上述衰變過(guò)程的質(zhì)量虧損為mmPumUm 放出的能量為Em931.5 MeV,設(shè)衰變后的鈾核和粒子的速度分別為vU和v，則由動(dòng)量守恒有mUvUmv,聯(lián)立解得E5.034 MeV 答案（1）見(jiàn)解析（2）5.034 MeV,