1、第31講PART 31原子和原子核教材知識梳理考點互動探究教師備用習題教材知識梳理盧瑟福線狀n2r1教材知識梳理質子電子質子核內教材知識梳理重核輕核教材知識梳理【辨別明理】 (1)原子中絕大部分是空的,原子核很小.()(2)核式結構模型是盧瑟福在粒子散射實驗的基礎上提出的. ()(3)氫原子光譜是由一條一條亮線組成的.()(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不連續的軌道上.()(6)人們認識原子具有復雜結構是從英國物理學家湯姆孫研究陰極射線發現電子開始的. ()教材知識梳理(7)人們認識原子核具有復雜結構是從盧瑟福發現質

2、子開始的.()(8)如果某放射性元素的原子核有100個,經過一個半衰期后還剩50個.()(9)質能方程表明在一定條件下,質量可以轉化為能量.()教材知識梳理答案 (1)()(2)()(3)()(4)()(5)() (6)()(7)()(8)()(9)()考點一原子的核式結構考點互動探究1.粒子散射實驗19091911年,英國物理學家盧瑟福和他的助手進行了用粒子轟擊金箔的實驗,實驗發現絕大多數粒子穿過金箔后基本上仍沿原來方向前進,但有少數粒子發生了大角度偏轉,偏轉的角度甚至大于90,也就是說它們幾乎被“撞”了回來.圖31-1考點互動探究2.原子的核式結構模型在原子中心有一個很小的核,原子全部的正

3、電荷和幾乎全部質量都集中在核里,帶負電的電子在核外空間繞核旋轉.考點互動探究例1 如圖31-2所示是盧瑟福的粒子散射實驗裝置.在一個小鉛盒里放有少量的放射性元素釙,它發出的粒子從鉛盒的小孔射出,形成很細的一束射線,射到金箔上,最后打在熒光屏上產生閃爍的光點.下列說法正確的是()A.該實驗是盧瑟福建立原子核式結構模型的重要依據B.該實驗證實了湯姆孫原子模型的正確性C.粒子與原子中的電子碰撞會發生大角度偏轉D.絕大多數的粒子發生大角度偏轉圖31-2考點互動探究答案 A解析 盧瑟福根據粒子散射實驗,提出了原子核式結構模型,選項A正確;盧瑟福提出了原子核式結構模型的假設,從而否定了湯姆孫原子模型的正確

4、性,B錯誤;電子質量太小,對粒子的影響不大,選項C錯誤;絕大多數粒子穿過金箔后,幾乎仍沿原方向前進,D錯誤.考點互動探究變式題1 在粒子散射實驗中,電子對粒子運動的影響可以忽略.這是因為與粒子相比,電子的 ()A.電荷量太小B.速度太小C.體積太小D.質量太小答案D考點互動探究變式題2 2015安徽卷 如圖31-3所示是粒子(氦原子核)被重金屬原子核散射的運動軌跡,M、N、P、Q是軌跡上的四點,在散射過程中可以認為重金屬原子核靜止不動.圖中所標出的粒子在各點處的加速度方向正確的是 ()A.M點 B.N點C.P點 D.Q點圖31-3考點互動探究答案 C解析 首先明確粒子和重金屬原子核均帶正電荷,

5、相互排斥,且作用力在二者連線上,再由牛頓第二定律知,被散射的粒子的加速度由重金屬原子核的斥力產生,所以圖中加速度方向標示正確的僅有P點,故C正確.考點二玻爾理論和氫原子能級結構考點互動探究(1)氫原子從高能級(能量為E1)向低能級(能量為E2)躍遷,輻射的光子能量h=E1-E2;反之,原子從低能級吸收光子能量h,則向高能級躍遷,h=E1-E2.輻射或吸收的光子能量一定等于原子的能級差.考點互動探究考點互動探究考點互動探究例2 (多選)如圖31-4所示是氫原子的能級圖,一群氫原子處于n=3能級,下列說法中正確的是()A.這群氫原子躍遷時能夠發出3種不同頻率的光子B.這群氫原子發出的光子中,能量最

6、大為10.2 eVC.從n=3能級躍遷到n=2能級時發出的光波長最大D.這群氫原子能夠吸收任意光子的能量而向更高能級躍遷圖31-4考點互動探究答案 AC考點互動探究變式題1 圖31-5甲為氫原子的能級圖,圖乙為氫原子的光譜圖.已知譜線b是氫原子從n=5的能級直接躍遷到n=2的能級時發出的光譜線,則譜線a可能是氫原子 ()圖31-5乙考點互動探究A.從n=2的能級躍遷到n=1的能級時發出的光譜線B.從n=3的能級直接躍遷到n=1的能級時發出的光譜線C.從n=4的能級直接躍遷到n=1的能級時發出的光譜線D.從n=4的能級直接躍遷到n=2的能級時發出的光譜線考點互動探究答案 D考點互動探究變式題2

7、2018浙江金華十校聯考 如圖31-6所示是氫原子的能級圖.處于基態的氫原子被某外來單色光激發后躍遷到n=5能級,然后發出光線.已知普朗克常量h=6.6310-34 Js,則()A.該外來單色光的能量為12.75 eVB.該氫原子發射的所有譜線中,最長的波長為4000 nmC.該氫原子發射的所有譜線中,最短波長的光子動量為6.9710-27 kgm/sD.該氫原子發射的光照射逸出功為3.34 eV的金屬鋅,光電子最大初動能約為9.72 eV圖31-6考點互動探究答案 BCD考點互動探究 要點總結氫原子能級圖與氫原子躍遷問題的解答技巧(1)能級之間發生躍遷時放出的光子頻率是不連續的.(2)能級之

8、間發生躍遷時放出(吸收)光子的頻率由h=Em-En求得,而波長可由公式c=求得.(3)一個氫原子躍遷發出可能的光譜線條數最多為(n-1)條.(4)一群氫原子躍遷發出可能的光譜線條數的兩種求解方法:考點互動探究考點三原子核的衰變及射線考點互動探究1.衰變規律及實質(1)衰變、衰變的比較考點互動探究考點互動探究考點互動探究考點互動探究考點互動探究答案 B考點互動探究變式題 一個靜止的鈾核放在勻強磁場中,它發生一次衰變后變為釷核,粒子和釷核都在勻強磁場中做勻速圓周運動.某同學作出如圖31-7所示的運動徑跡示意圖,以下判斷正確的是() A.1是粒子的徑跡,2是釷核的徑跡B.1是釷核的徑跡,2是粒子的徑

9、跡C.3是粒子的徑跡,4是釷核的徑跡D.3是釷核的徑跡,4是粒子的徑跡圖31-7考點互動探究答案 B考點互動探究例4 2018寧波中學模擬 如圖31-8所示是盧瑟福設計的一個實驗:他在鉛塊上鉆了一個小孔,孔內放入一點鐳,使射線只能從這個小孔里發出,隨后他將射線引入磁場中,發現射線立即分成三股,他把三束射線分別命名為 射線、射線、射線.基于對這三種射線的深入分析,盧瑟福獲得了1907年的諾貝爾獎.以下對這三束射線描述準確的是()A. 射線的穿透能力最弱,容易被物體吸收B. 射線在真空中的運動速度是光速C. 射線本質上是波長極短的電磁波,電離能力極強D. 射線帶負電,是來自鐳原子的核外電子圖31-

10、8考點互動探究答案 A考點互動探究變式題 在很多裝飾材料中都不同程度地含有放射性元素.下列說法正確的是 ()A.射線、射線和射線都是電磁波B.在、三種射線中,射線的電離能力最強C.氡的半衰期為3.8天,4個氡原子核經過7.6天后一定只剩下1個氡原子核D.放射性元素發生衰變時所釋放的電子是原子核內的中子轉化為質子時產生的考點互動探究答案 D考點互動探究 要點總結三種射線的比較種類射線射線射線組成高速氦核流高速電子流光子流(高頻電磁波)帶電荷量2e-e0考點互動探究考點四核反應類型及核能計算考點互動探究1.核反應的四種類型考點互動探究考點互動探究2.核能的計算方法(1)根據E=mc2計算時,m的單

11、位是kg,c的單位是m/s,E的單位是J.(2)根據E=m931.5 MeV計算時,m的單位是u,E的單位是MeV.(3)根據核子比結合能來計算核能:原子核的結合能=核子的比結合能核子數.核反應前系統內所有原子核的總結合能與反應后生成的所有新核的總結合能之差,就是該核反應所釋放(或吸收)的核能.考點互動探究考點互動探究答案 CABEF考點互動探究變式題 2017天津卷 我國自主研發制造的國際熱核聚變核心部件在國際上率先通過權威機構認證,這是我國對國際熱核聚變項目的重大貢獻.下列核反應方程中屬于聚變反應的是()圖31-9考點互動探究答案 A考點互動探究考點互動探究答案 B考點互動探究圖31-10

12、考點互動探究答案 BC考點互動探究考點互動探究答案 (1)吸收能量1.20 MeV(2)1.8106 m/s考點互動探究 要點總結教師備用習題1.根據圖所給圖片,結合課本相關知識,下列說法正確的是()教師備用習題A.圖甲是電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣,證明電子具有粒子性B.圖乙是利用不同氣體制成的五顏六色的霓虹燈,原因是各種氣體原子的能級不同,躍遷時發射光子的能量不同,光子的頻率不同C.圖丙是工業上使用的用射線檢測金屬板厚度的裝置,在、三種射線中,最有可能使用的射線是射線D.圖丁是原子核的比結合能與質量數A的關系圖像,由圖可知中等大小的核的比結合能最大,即(核反應中)平均每個核子的質量虧損最小教

13、師備用習題答案 B解析 圖甲是電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣,證明電子具有波動性,選項A錯誤;圖乙是利用不同氣體制成的五顏六色的霓虹燈,原因是各種氣體原子的能級不同,躍遷時發射光子的能量不同,光子的頻率不同,選項B正確;圖丙是工業上使用的用射線檢測金屬板厚度的裝置,在、三種射線中,由于射線穿透能力最強,最有可能使用的射線是射線,選項C錯誤;圖丁是原子核的比結合能與質量數A的關系圖像,可知中等大小的核的比結合能最大,即在核子結合成原子核時平均每個核子釋放的能量最大,平均每個核子的質量虧損最大,選項D錯誤.教師備用習題教師備用習題答案 B教師備用習題教師備用習題答案 A教師備用習題教師備用習題答案 B教師備用習題教師備用習題答案 D教師備用習題教師備用習題答案 AC教師備用習題7.如圖所示為氫原子的能級