2010高考物理总复习名师学案--原子和原子核（23页WORD）
●考点指要
●复习导航
本章以人们认识微观世界的过程为线索，介绍了历史上著名的实验及根据实验得出的关于原子结构和原子核组成的基础知识.高考对该部分知识要求较低，但每年均有试题涉及.其中以原子能级、核反应方程和质能方程等命题频率较高.其次对物理学史、著名实验和重要的物理学理论等，近几年高考中也时有出现.其他知识点，试题呈交替出现情况.因此，对本章的复习应注意既突出重点，又不丢细节.
本章知识分成两个单元组织复习：(Ⅰ)原子结构.能级;(Ⅱ)原子核反应.核能.
第Ⅰ单元原子结构·能级
●知识聚焦
一、原子的核式结构
1.α粒子散射现象
绝大多数α粒子穿过金箔后仍能沿原来方向前进，少数α粒子发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子偏转角超过了90°，有的甚至被弹回，偏转角几乎达到180 °.
2.原子的核式结构
卢瑟福对α粒子散射实验结果进行了分析，于1911年提出了原子的核式结构学说：
在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎所有的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转.原子核所带的单位正电荷数等于核外的电子数.
原子的半径大约是10-10 m，原子核的大小约为10-15m～10-14 m.
二、玻尔的原子模型
1.玻尔假说提出的背景：经典电磁理论在解释原子结构时碰上了无法克服的困难，原子为什么是稳定的？原子光谱为什么不是连续光谱？玻尔假说的贡献，就是成功解释了经典理论无法解释的这些问题.玻尔假说的核心，是引入了量子化理论，从而找到了描绘微观世界的一条重要规律.
2.玻尔假说的内容：(1)轨道量子化：原子核外电子的可能轨道是某些分立的数值.
(2)能量状态量子化；原子只能处于与轨道量子化对应的不连续的能量状态中，在这些状态中，原子是稳定的，不辐射能量.
(3)跃迁假说：原子从一种能级向另一种能级跃迁时，吸收（或辐射）一定频率的光子，光子能量E=h ν=E2-E1.
三、氢原子能级
氢原子在各个能量状态下的能量值，叫做它的能级.最低的能级状态，即电子在离原子核最近的轨道上
运动的状态叫做基态，处于基态的原子最稳定.其他能级叫激发态.
四、原子光谱及应用
1.原子光谱：元素在稀薄气体状态下的光谱是分立的线状谱，由一些特定频率的波组成，又叫原子光谱.
2.原子光谱的应用：每种元素的原子光谱都有自己的一组特定谱线，应用光谱分析可以确定物质成分.
五、电子云
玻尔模型引入了量子化观点，但不完善.在量子力学中，核外电子并没有确定的轨道，玻尔的电子轨道，只不过是电子出现概率最大的地方.把电子的概率分布用图象表示时，用小黑点的稠密程度代表概率的大小，其结果如同电子在原子核周围形成云雾，称为“电子云”.
●疑难辨析
1.氢原子各定态的能量值，为电子绕核运动的动能E k 和电势能E p 的代数和.由E n ＝
2
1
n E 和E 1＝-13.6 eV 可知，氢原子各定态的能量值均为负值.因此，不能根据氢原子的能级公式E n ＝
21
n
E 得出氢原子各定态能量与n 2成反比的错误结论.
2.原子的跃迁条件：h ν＝E 初－E 终只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况，对于光子和原子作用而使原子电离，则不受此条件的限制.如基态氢原子的电离能为1
3.6 eV ，只要大于或等于13.6 eV 的光子都能被基态的氢原子吸收而发生电离，只不过入射光子的能量越大，原子电离后产生的自由电子的动能越大.
3.原子处于激发态是不稳定的，会自发地向基态或其他较低能级跃迁.由于这种自发跃迁的随机性，一个原子会有多种可能的跃迁.若是一群原子处于激发态，则各种可能跃迁都会发生，所以我们会同时得到该种原子的全部光谱线.
●典例剖析
［例1］在α粒子穿过金箔发生大角度散射的过程中，下列的哪些说法是正确的 A.α粒子一直受到金原子核的斥力作用 B.α粒子的动能不断减小 C.α粒子的电势能不断增大 D.α粒子发生散射，是与电子碰撞的结果
【解析】 α粒子一直受到原子核的斥力作用，动能先减小后增大，电势能先增大后减小.α粒子的质量M 远大于电子质量m ｅ（M ＝4×1837m e )，与电子相碰后运动状态基本保持不变.所以，应选答案A.
【思考】 (1)只有很少的一部分α粒子发生大角度散射的事实，说明了原子具有什么样的结构? (2)图15—1—1为该实验中金原子核和两个α粒子的径迹，哪幅图是正确的?
图15—1—1
(3)若将实验中的金箔改为铝箔，而其他条件不变，α粒子的散射角如何变化?
【思考提示】 （1）原子有一个很小的核. （2）A 图正确.
（3）同等情况的α粒子的散射角将变小.
【设计意图】 通过本例说明α粒子的散射规律.
［例2］已知氢原子基态的电子轨道半径为r 1＝0.53×10-10 m ，基态的能级值为E 1＝-13.6 eV .
(1)有一群氢原子处于量子数n =3的激发态.画一能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几条光谱线.
(2)计算这几条光谱线中最长的波长.
【解析】 (1)由于这群氢原子的自发跃迁辐射，会得到三条光谱线，如能级图15—1—2中所示.
(2)三条光谱线中波长最长的光子能量最小，发生跃迁的两个能级的能量差最小，根据氢原子能级的分布规律可知，氢原子一定是从n =3的能级跃迁到n =2的能级.设波长为λ，由
ｈλ
c ＝E 3－E 2
得λ＝19
8
342
3106.1)4
6.1396.13(1031063.6--??+-???=-E E hc m
＝6.58×10-7m
【说明】 (1)原子物理中的计算问题数据较为冗繁，运算很易出错.这里的计算问题在高考题中一般是以填空题的形式出现.所以在运算中一定既要细心又要有耐心才行，不然就可能因为最后结果有误而前功尽弃.
(2)注意公式中各量的单位，计算频率、波长时，能量单位“电子伏(eV)”要化成“焦(J)”.
【设计意图】 通过本例说明氢原子能级及利用该能级计算氢原子从一能级跃迁到另一能级时吸收或放出光子的能量、频率、波长的方法.
●反馈练习 ★夯实基础
1.对α粒子散射实验装置的描述
①主要实验器材有：放射源、金箔、荧光屏、显微镜 ②金箔的厚薄对实验无影响
③如果改用铝箔就不能发生散射现象 ④实验装置放在真空中 以上说法正确的是 A.①② B.③④ C.①④ D.②③
【解析】 α粒子散射实验是指用α粒子轰击很薄的金箔（或铝箔）物质层，通过观察α粒子穿过物质层后的偏转情况，获得原子结构的信息.为准确观察α粒子偏转情况，荧光屏和显微镜能够围绕金箔转动，且整个装置放在真空容器中.
【答案】 C
2.在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是 A.原子的绝大部分质量和全部正电荷集中在一个很小的核上 B.正电荷在原子中是均匀分布的 C.原子中存在着带负电的电子
D.原子只能处在一系列不连续的能量状态中
【解析】 由于原子的全部正电荷和绝大部分质量都集中在一个很小的核上，当α粒子穿过原子时，接近或正碰原子核的机会极少，所以只能有少数的α粒子发生大角度偏转.
【答案】 A
图15—1—2
3.氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，下列判断正确的是 A.电子绕核旋转的半径增大 B.电子的动能减少 C.氢原子的电势能增大 D.氢原子的能级减小
【解析】 氢原子辐射出一个光子是由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，故A 、C 错D 对.由ke 2/rn 2＝mvn 2/rn 得：E k n =
2
1
mvn 2=ke 2/2r n ，B 错. 【答案】 D
4.氢原子从第4能级跃迁到第2能级发出蓝光，那么，当氢原子从第5能级跃迁到第2能级应发出 A.Ｘ射线 B.红光 C.黄光 D.紫光 【解析】 由于E 5－E 2＞E 4－E 2，所以该光子的能量比蓝光的大. 【答案】 D
5.氢原子能级图的一部分如图15—1—3所示，a 、b 、c 分别表示氢原子在不同能级之间的三种跃迁途径，设在a 、b 、c 三种跃迁过程中，放出光子的能量和波长分别是E a 、E b 、E c 和λa 、λb 、λc ，则
①λb =λa +λc
②
c
a
b
λλλ1
1
1
+
=
③λb =λa ·λc ④E b =E a +E c
以上关系正确的是 A.①③ B.②④ C.只有① D.③④
【解析】 由玻尔理论知，E b =E a +E c , 又因为h
c
a
b
c
h
c
h c
λλλ+=得，
c
a b
λλλ1
1
1
+
=
.
故②④对，选B. 【答案】 B
6.用经典的电磁理论解释卢瑟福的原子核式结构，会产生的错误结论是：(1)_________，(2)_______.
【答案】 （1）原子应是不稳定的（2）原子光谱应为连续光谱 ★提升能力
7.玻尔模型给出氢原子核外电子的两个可能轨道的半径之比为r 1∶r 2＝1∶4，则两轨道上电子的周期之比T 1∶T 2＝______，线速度大小之比为______.
【解析】 电子绕核运动时应有
k 22
224T m r e π=·r ①
k r v m r
e 222=
②
图15—1—3
由①式可得T 1∶T 2＝1∶8，由②式可得 v 1∶v 2=2∶1
【答案】 1∶8 2∶1
8.欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是 ①用10.2 eV 的光子照射 ②用11 eV 的光子照射 ③用14 eV 的光子照射 ④用11 eV 的电子碰撞 A.①② B.②③ C.①③④ D.②③④
【解析】 由原子的跃迁条件知①对，基本氢原子的电离能为13.6 eV ，只要大于或等于13.6 eV 的光子都能被氢原子吸收而发生电离，只不过入射光子能量越大，原子电离后的自由电子的动能越大，故③对.对于入射粒子和原子碰撞情况，只要入射粒子的动能大于或等于原子某两定态能量之差，也可以使原子受激发而向较高能级跃迁，故④对,应选C.
【答案】 C
9.已知钠的极限频率为6.00×1014 Hz ，今用一群处于n ＝4的激发态的氢原子的发射光谱照射钠，试通过计算说明，氢光谱中有几条谱线可使钠发生光电效应?
【解析】 钠的逸出功W =h ν
=6.63×10-34×6.00×1014 J=2.49 eV 氢原子n =1至n =4的能级： n =1,E 1＝－13.6 eV
n =2,E 2＝
21
2
E ＝-3.4 eV n =3,E 3＝
21
E
E ＝-1.51 eV n =4,E 4＝
2
1
4E ＝-0.85 eV 由n =4，跃迁到n =1放出的光子的能量
E 4,1＝－0.85 eV －（－13.6）eV ＝12.75 eV ＞2.49 eV 同理，
E 3,1＝－1.51 eV －（－13.6）eV ＝12.09 eV ＞2.49 eV E 2,1＝－3.4 eV －（－13.6）eV ＝10.2 eV ＞2.49 eV E 4,2＝－0.85 eV －（－3.4）eV ＝2.55 eV ＞2.49 eV E 3,2＝－1.51 eV －（－3.4）eV ＝1.89 eV ＜2.49 eV E 4,3＝－0.85 eV －（－1.51）eV ＝0.66 eV ＜2.49 eV
所以，处于n =4的激发态的氢原子的光谱中，只有E 4,1、E 3,1、E 2,1、E 4,2四条谱线可使钠发生光电效应.
【答案】 有四条谱线可使钠发生光电效应
第Ⅱ单元 原子核反应·核能
●知识聚焦
核反应虽然有成千上万，但是根据其特点可分为四种基本类型：衰变、人工转变、轻核聚变和重核裂变.
一、衰变
原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变.放射性元素衰变时放出的射线共有三种：α射线、β
按照衰变时放出粒子不同又分为α衰变和β衰变，其核反应方程如：
23892 U →23490 Th ＋42He （α衰变）
23490
Th →23491 Pa ＋0
1-e （β衰变)
半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间.它表示放射性元素衰变的快慢.半衰期是由
核本身的因素决定的，与它所处的物理状态或化学状态无关.不同的放射性元素半衰期不同.
二、人工转变
原子核在其他粒子作用下变成另一种原子核的变化称为人工转变.利用原子核的人工转变，人们发现了质子、中子，认清了原子核的结构，并且制造了上千种放射性同位素，在工业、农业、医疗和科研的许多方面得到广泛的应用.著名的方程式如：
147N ＋42He →178
O ＋1
1H （卢瑟福，发现质子） 94
Be ＋42He →1266C ＋1
0U (查德威克，发现中子)
?????+→+→+-)
(e Si P n
P He Al 0
130143015103015422713发现正电子 三、重核裂变
重核裂变：是重核分裂成中等质量的核的反应过程.如：23592 U ＋10U →13654 54Xe ＋9038Sr ＋1010n.
由于中子的增值使裂变反应能持续地进行的过程称为链式反应.发生链式反应的条件是：裂变物质的体积＞临界体积.
裂变的应用：原子弹、原子反应堆. 四、轻核聚变
轻核聚变是轻核结合成质量较大的核的反应过程.如：2
1H ＋3
1H →4
2He ＋10U.
发生聚变反应的条件是：超高温(几百万度以上)——热核反应. 聚变的应用：氢弹、可控热核反应. 五、核能
1.核力：为核子间作用力.其特点为短程强引力：作用范围为
2.0×10-15 m ，只在相邻的核子间发生作用.
2.核能：核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能.
3.质能方程、质量亏损
爱因斯坦质能方程E＝mc2说明物体的质量和能量之间存在着一定的关系，一个量的变化必然伴随着另一个量的变化.核子在结合成原子核时放出核能，因此，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；反之，由核能也可求出核反应过程的质量亏损.
●疑难辨析
1.原子核既然是由质子和中子组成的，那么为什么还会从原子核里发射出α粒子、β粒子?实际上，发射出来的α粒子和β粒子仍是原子核内的质子和中子结合或转化而成的.α粒子是原子核内的2个质子和2个中子结合在一起发射出来的，β粒子是原子核内的中子转化为质子时产生并发射出来的.所以不能因为从原子核中发射出α粒子和β粒子就认为原子核也是由它们组成的.
2.质量数守恒和核电荷数守恒是我们书写核反应方程的重要依据，但要以核反应的事实为基础，不能仅仅根据该两条守恒定律随意书写事实上不存在的核反应方程.
另外，核反应通常是不可逆的，方程中只能用箭头“→”连接并指示反应方向，而不能用等号“＝”连接.
3.ΔΕ＝Δmc2是计算核能的常用方法.在具体应用中要注意单位制的统一及不同单位的换算.若质量单
另外，在无光子辐射的情况下，核反应中释放的核能转化为生成的新核和新粒子的动能.
因而在此情况下可应用力学原理——动量守恒和能量守恒来计算核能.
●典例剖析
［例1］232
90Th（钍）经过一系列α和β衰变，变成208
82
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α衰变和6次β衰变
D.共经过6次α衰变和4次β衰变
【解析】由于β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α衰变的次数为：
x=
4208
232
=6
再结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判定β衰变的次数y应满足：
2x-y=90-82=8
所以y=2x-8=4
即答案D是正确的.
【思考】（1）每发生一次α衰变或β衰变，生成的新核与衰变前的核相比在元素周期表中的位置如何变化？
（2）某种放射性元素发生β衰变后，其化学性质是否发生变化？
（3）如何利用磁场和电场确定α射线和β射线？
【思考提示】（1）发生一次α衰变，质子数减2，产生的新核在元素周期表中向前移两位.发生一次β衰变，质子数增1，产生的新核在元素周期表中向后移一位.
（2)发生β衰变后元素变成了另外一种元素，化学性质发生了变化.
(3)α射线垂直进入电场后沿着电场方向偏转，γ射线垂直进入电场后，逆着电场方向偏转.α射线、β射线垂直进入磁场后，可根据左手定则确定.
【设计意图】通过本例说明α衰变和β衰变的规律.
931.5 MeV——该结论亦可在计算中直接应用.
［例2］已知氘核质量为2.0136 u ，中子质量为1.0087 u ，32He 核的质量为3.0150 u. (1)写出两个氘核聚变成32He 的核反应方程.
(2)计算上述核反应中释放的核能.
(3)若两氘核以相等的动能0.35 MeV 做对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能 全部转化为机械能，则反应中生成的32He 核和中子的动能各是多少?
【解析】 应用质量数守恒和核电荷数守恒不难写出核反应方程为：21H ＋21H →32He ＋10n
由题给条件可求出质量亏损为：
Δm ＝2.0136 u ×2－（3.0150＋1.0087）u ＝0.0035 u
所以释放的核能为
ΔE ＝Δm c 2＝931.5×0.0035 MeV ＝3.26 MeV.
因为该反应中释放的核能全部转化为机械能——即转化为32He 核和中子的动能.
若设32He 核和中子的质量分别为m 1、m 2，速度分别为v 1、v 2，则由动量守恒及能的转化和守恒定律，得
m 1v 1－m 2v 2＝0
E k1＋E k2＝2E k0＋ΔE 解方程组，可得：
E k1＝
41
（2E k0＋ΔE ） ＝4
1
×（2×0.35＋3.26）MeV
＝0.99 MeV ， E k2＝4
3
（2E k0＋ΔE ） ＝
4
3
×（2×0.35＋3.26）MeV ＝2.97 MeV .
【说明】 本题是一个综合性的题目，它涉及到核反应方程的书写、核能的计算、动量守恒定律和能量守恒定律等内容，另外此类题目计算繁杂，单位换算也较多，运算过程应细心谨慎.
【设计意图】 通过本例说明综合应用质量方程及有关的力学规律分析计算原子核反应过程中的核能的方法.
●反馈练习 ★夯实基础
1.如图15—2—1所示，R 是一种放射性物质，虚线框内是匀强磁场B ，LL ′是一厚纸板，MM ′是荧光屏，实验时，发现在荧光屏O 、P 两处有亮斑，则此时磁场方向、到达O 点的射线、到达P 点的射线与实验相符的有
图15—2—1
【解析】 由左手定则知，A 、B 错.
【答案】 C
2.如图15—2—2所示，x 为一未知放射源，P 为薄铝箔，当x 放射源稳定时，计数器的计数率（单位时间内的接受射线的次数）稳定.现在将磁场移开，发现计数器的计数率没有什么变化，然后抽走P ，则计数器的计数率大幅上升，说明x 为
A.纯β粒子放射源
B.纯γ粒子放射源
C.α粒子和β粒子的混合放射源
D.α粒子和γ粒子的混合放射源 【答案】 D
3.联合国环境公署对科索沃地区的调查表明，北约对南联盟进行的轰炸中，大量使用了贫铀炸弹.贫铀是从金属中提炼铀235以后的副产品，其主要成分为铀238，贫铀炸弹贯穿力是常规炸弹的9倍，杀伤力极大，而且残留物可长期危害环境.下列关于其残留物长期危害环境的理由正确的是
①由于爆炸后的弹片存在放射性，对环境产生长期危害 ②爆炸后的弹片不会对人体产生危害 ③铀238的衰变速率很快 ④铀的半衰期很长
A.①②
B.③
C.①④
D.②④
【解析】 贫铀弹主要成分为铀238，是放射性元素，且半衰期长.故①、④对，选C. 【答案】 C
4.1938年美国的贝特和德国的魏扎克研究发现，太阳在高温和高速运动的条件下内部进行着热核反应.太阳里的这种热核反应现在已经能在地球上通过人工的方法来完成，那就是氢弹的制造.氢弹就是模仿太阳里热核反应制造的.其反应原理为：2
1H ＋3
1H →4
2He ＋10U ，使用氘(2
1H)和氚(3
1H)在极高的温度下使这两个氢原子核聚变成氦原子(4
2He)，并放出一个中子(10U)，同时产生数百倍于原子弹的能量
①氘和氚是质量数不同、质子数相同的氢的两种元素 ②通常所说的氢元素是指1
1H ③1
1H 、2
1H 、3
1H 是氢的三种同位素，是同一元素的三种原子 ④2
1H 与3
1H 的化学性质几乎完全相同
以上说法正确的是
图15—2—2
A.①②
B.①③
C.①④
D.②③④ 【解析】 同位素是指同一元素中质量数（中子数）不同的原子. 【答案】 D
5.一个原子核经一次α衰变和一次β衰变生成稳定的核Z ，其衰变过程为Z Y X e
f c
d a
b ?→??→?
β
α
，下面关系式中，正确的是
①a =e +4 ②c =e ③d =f -1 ④b =f +2 A.①②③ B.②③④ C.①③④
D.①②④
【解析】 α衰变：He Y X 42+?→?c
d a b α
,β衰变：e Z Y 0
1-+?→?e
f c d β
知，
a =e +4,c =e ,d =f -1,
b =f +1
【答案】 A
6.2000年8月12日，俄罗斯“库尔斯克”号多功能核动力潜艇在巴伦支海域遇难，艇上118名官兵全部葬身海底，消息传出后全世界为之震惊.该艇重达1.4×104 t ,长150 m ，属于949级（“奥斯卡级”），是对付编队航母的主要舰艇，是世界上最大的核潜艇之一.
（1）该潜艇的动力来源为 A.放射性元素衰变释放的能量
B.中子击中铀238的人工转变放出的能量
C.重核裂变释放的能量
D.轻核聚变释放的能量
(2)下式为核动力反应堆中的一个反应式，请完成该反应方程式：
23592 U ＋10n →14360
Nd+()()Zr+1
03n+0 18-e+ν (ν中为反中微子，质量和电荷数均为零）
【解析】 核反应方程遵守质量数，电荷数守恒. 【答案】 (1)C (2)9040Zr
7.关于核力，下列说法中正确的是
①原子核内每个核子只跟与它们相邻的核子间才有核力作用 ②核力既可能是引力，又可能是斥力 ③核力对核子做正功，原子核要释放核能
④原子核内的某一核子与其他核子间都有核力作用 A.①③ B.②④ C.①② D.③④
【解析】 核力是把原子核内各核子紧紧地拉在一起的引力，故②错.核力只在2.0×10-15m 短距离起作用，所以①对④错.核力结合成原子核时，核力对核子做正功，放出一定的能量，③对，选A.
【答案】 A
8.匀强磁场中有一个静止的氮核147N ，被与磁场方向垂直、速度为v 的α粒子击中形成复合核，然后沿相反方向释放出一个速度也为v 的质子，则 ①质子与反冲核的动能之比为17∶25 ②质子与反冲核的动量大小之比为1∶5 ③质子与反冲核的动量大小之比为8∶17
④质子与反冲核在磁场中旋转频率之比为17∶8 以上说法正确的是
A.①②
B.③④
C.①③
D.②④
【解析】
α粒子轰击147N 形成复合核，再释放一质子形成反冲核的过程中动量守恒，故②对，由
E k =m P 22知，①对，由T =Bq
m
π2知④错.
【答案】 A
9.图15—2—3所示为云室内用α粒子轰击氮核发现质子时拍摄的照片.则______是发生核反应前α粒
子的径迹，______是质子的径迹，______是新核的径迹；核反应方程为______.
图15—2—3
【解析】 由发现质子的核反应方程：147N+42He →17
8O+11H 知，α粒子碰后径迹不再存在，分叉前径
迹b 为α粒子碰前径迹.因氧核质量大，故其径迹短粗. 11H 质量小，故其径迹细长.所以a 为新核径迹，c 为质子径迹.
【答案】 b c a
4
2
H ｅ＋147N →11H ＋17
8O
10.如图15—2—4所示为卢瑟福用α粒子轰击氮原子核实验的示意图，容器C 中充进_______，F 为铝
箔，S 为荧光屏，M 为显微镜，通过显微镜，看到荧光屏上出现的闪光是______击中荧光屏产生的，容器中除了充入物质外，还有_______.
图15—2—4
【解析】 卢瑟福发现质子的核反应方程：
14
7 N+42
He →178 O+1
1H
【答案】 氮气 质子 放射性物质
★提升能力
11.现在科学家们正在设法探寻“反物质”.所谓“反物质”是由“反粒子”组成，“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和电量，但电荷的符号相反，例如正电子就是电子的“反粒子”.据此，若有反质
子存在，它的质量数应为_______，元电荷的电量是1.60× 10-19
C ，则反质子的带电量为_______.
【解析】 质子的质量数为1，带电量为1.6×10-19C,所以反质子的质量数为1，带电量也为1.6×10-19C,电性相反.
【答案】 1 1.60×10-19 C
12.铀核(23592 U)裂变生成钡（14156 Ba ）和氪（9236Kr ），已知23592 U 、14156 Ba 、92
36Kr 和中子的质量分别是
235.0439 u,140.9139 u,91.8973 u 和1.0087 u.
（1）写出铀裂变反应方程，并计算一个铀235裂变时放出的能量；
（2）我国秦山核电站功率为3×105kW ，假设铀235能够完全裂变，其中一半的核能转化为电能，以上述裂变反应来估算电站一年消耗多少铀235？
【解析】 （1）23592 U ＋10n →14156 Ba+9236Kr+310n,由质能方程：ΔE ＝Δmc 2
可计算出一个铀235裂变放出
能量为3.2×10-11 J.
（2）由
21M
m
N ×3.2×10-11 J=Pt , m =2.3×102 kg 【答案】 （1）23592 U ＋10n →14156 Ba+9236Kr+310n 3.2×10-11 J （2）2.3×102
kg
※
13.在暗室的真空装置中做如下实验：在竖直放置的平行金属板间的匀强电场中，有一个能产生α、β、γ三种射线源，从射线源射出的一束射线垂直于电场方向射入电场，如图15—2—5所示，在与射线源距离为H 高处，水平放置两张叠放着的、涂药面朝下的印像纸(比一般纸厚且
坚韧的涂有感光药的纸)，经射线照射一段时间后把两张印像纸显
影.
(1)上面的印像纸有几个暗斑?各是什么射线的痕迹?
(2)下面的印像纸显出一串三个暗斑，试估算中间暗斑与两边暗斑的
距离之比?
(3)若在此空间再加上与电场方向垂直的匀强磁场，一次使α射线不偏转，一次使β射线不偏转，则两次所加匀强磁场的磁感应强度之比是
多少?
(已知：m α=4 u,m β＝
1840
1ｕ，v α＝10c ，v β＝c )
【解析】 (1)2个暗斑，分别是β、γ射线的痕迹，因这两种射线穿透性强. (2)由h =v 0t s ＝2
1at 2
a =
m
qE 所以s α∶s β＝5∶84 (3)qBv =qE 所以
1
10==αββαv v B B 【答案】 （1）两个暗斑；分别是β、γ射线的痕迹（2）5∶84 (3)1
10
章末综合讲练 ●知识网络
图15—2—5
●高考试题
一、原子结构
1.（2003年新课程理科综合）下面列出的是一些核反应方程
31 15P→30
14
Si+X
9 4Be+2
1
H→10
5
B+Y
4 2He+4
2
He→7
3
Li+Z
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
【解析】由核反应方程中电荷数守恒和质量数守恒可知选项D正确.
【答案】D
2.（2001年上海高考）卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有
A.原子的中心有个核，叫原子核
B.原子的正电荷均匀分布在整个原子中
Ｃ.原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里
Ｄ.带负电的电子在核外绕着核旋转
【解析】卢瑟福原子核式结构理论的主要内容是：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都是集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕核旋转，故B错ACD 对.
【答案】ACD
3.(2001年全国高考)
按照玻尔理论，下列关于氢原子的论述正确的是
A.第m 个定态和第n 个定态的轨道半径r m 和r n 之比为r m ∶r n ＝m 2∶n 2
B.第m 个定态和第n 个定态的能量E m 和En 之比为E m ∶E n ＝n 2∶m 2
Ｃ.电子沿某一轨道绕核运动，若其圆周运动的频率是ν，则其发光频率也是ν Ｄ.若氢原子处于能量为E 的定态，则其发光频率为ν＝
h
E 【解析】 由氢原子核外电子轨道半径公式：r n =n 2r 1知，r m ∶r n =m 2∶n 2，A 正确.氢原子的能量公式：E n =
21h
E 1,所以E m ∶E n =n 2∶m 2
,B 正确，根据玻尔理论，只有核外电子发生能级跃迁时，才可能发射某一频率的光，所以CD 错.
【答案】 AB
4.(2002年广东、广西、河南高考）处于基态的一群氢原子受某种单色光的照射时，只发射波长为λ1、λ2、λ3的三种单色光，且λ1＞λ2＞λ3，则照射光的波长为
A.λ1
B.λ1+λ2+λ3
C.
3
23
2λλλλ+
D.
2
12
1λλλλ+
【答案】 D 二、原子核
5.(1999年全国高考)下列说法正确的是
A.22688 Ra 衰变为222
88 RU 要经过1次α衰变和1次β衰变 B.23892 U 衰变为23491 Pa 要经过1次α衰变和1次β衰变 C.23290 Th 衰变为20882 Ｐb 要经过6次α衰变和4次β衰变 D.23892 U 衰变为22286 RU 要经过4次α衰变和4次β衰变
【解析】 先根据质量数的变化规律确定α衰变的次数，然后再确定β衰变的 次数.
【答案】 C
6.（2002年全国高考）目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u 夸克和d 夸克的两类夸克组成.u 夸克带电量为
32e,d 夸克带电量为-3
1
e,e 为基元电荷.下列论断可能正确的是 A.质子由1个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成
B.质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成
C.质子由1个u 夸克和2个d 夸克组成，中子由2个u 夸克和1个d 夸克组成
D.质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和1个d 夸克组成 【答案】 B
7.（2002年上海高考）图15—1中P 为放在匀强电场中的天然放射源，其放
出的射线在电场的作用下分成 a 、b 、c 三束，以下判断正确的是
A.a 为α射线，b 为β射线
B.a 为β射线，b 为γ射线
C.b 为γ射线，c 为α射线
D.b为α射线，c为γ射线
【答案】BC
8.（1998年上海高考）下列核反应过程中正确的是
A.238
92U→234
90
Th＋2
1
H
B.9
4Be＋4
2
He→12
6
Ｃ＋1
U
C.234
90Th→234
90
Pa＋0
1-
e
Ｄ.31
15→30
14
Si＋0
1
e
【解析】根据核反应所遵从的规律质量守恒、电荷数守恒，可得正确答案应为B.
【答案】B
9.（2003年春季高考）下面是一核反应方程
2 1H+3
1
H→4
2
He+X
用c表示光速，则
A.X是质子，核反应放出的能量等于质子质量乘c2
B.X是中子，核反应放出的能量等于中子质量乘c2
C.X是质子，核反应放出的能量等于氘核与氚核的质量和减去氦核与质子的质量和，再乘c2
D.X是中子，核反应放出的能量等于氘核与氚核的质量和减去氦核与中子的质量和，再乘c2 【答案】D
10.（2002年上海高考）完成核反应方程：234
90Th→234
91
Pa+_______.
234 90Th衰变为234
91
Pa的半衰期是1.2 min，则64 g234
90
90Th经过6 min还有_______g 尚未衰变.
【答案】0
1-
e;2
11.(2001年全国高考)在下列四个方程中，x1、x2、x3和x4各代表某种粒子.
①235
92U＋1
→95
38
Sr＋138
54
Xe＋3x1
②2
1H＋x2→3
2
He＋1
U
③238
92U→234
90
Th＋x3
④24
12Mg＋4
2
He→27
13
Al＋x4
以下判断中正确的是
A.x1是中子
B.x2是质子
Ｃ.x3是α粒子Ｄ.x4是氘核
【解析】首先根据核电荷数守恒算出x1,x2,x3,x4的核电荷数分别为0、1、2、1，从而确定粒子的名称分别为中子、氢、氦、氢，然后再根据质量数守恒确定x1代表中子，x2代表氘核，x3代表α粒子，x4代表
质子，故A、C正确.
【答案】AC
12.(2000年全国高考)最近几年，原子核科学家在超重元素岛的探测方面取得重大进展.1996年科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核A
Z
Ｘ经过6次α衰变后的产物
是253
100
F m.由此，可以判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是
A.124、259
B.124、265
C.112、265
D.112、277
【解析】核反应方程遵守核电荷数守恒和质量数守恒，这个核反应方程是
A Z Ｘ→64
2
He＋253
100
F m
所以A＝6×4＋253＝277，
Z＝6×2＋100＝112
【答案】Ｄ
13.(2000年全国高考)裂变反应是目前核能利用中常用的反应.以原子核235
92
U为燃料的反应堆中，当
235
92
U俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为
235 92U + 1
n→139
54
Xe + 94
38
Sr +31
n
235.0439 1.0087 138.9178 93.9154
反应方程下方的数字是中子及有关原子的静止质量(以原子质量单位u为单位).已知1 ｕ的质量对应的能量为9.3×102MeV，此裂变反应释放出的能量是_______MeV.
【解析】裂变前后的质量亏损是
Δm＝（235.0439＋1.0087－138.9178－93.9154－3×1.0087）ｕ.
由质能方程E＝mc2有ΔE＝Δmc2，
ΔE＝Δm×9.3×102MeV＝1.8×102MeV
【答案】1.8×102
14.(2002年广东、广西、河南高考)如下一系列核反应是在恒星内部发生的，
p+12
6C→13
7
N
13 7N→13
6
C+e++ν
p+13
6C→14
7
N
p+14
7N→15
8
O
15 8O→15
7
N+e++ν
p+15
7N12
6
C+α
其中p为质子，α为α粒子，e+为正电子，ν为一种中微子.已知质子的质量为m p=1.672648×10-27 kg,α粒子的质量为mα=6.644929×10-27kg，正电子的质量为m e=9.11×10-31kg，中微子的质量可忽略不计，
真空中的光速c =3.00×108
m/s.试计算该系列核反应完成后释放的能量.
【解析】 为求出系列反应后释放的能量，将题中所给的诸核反应方程左右两侧分别相加，消去两侧相同的项，系列反应最终等效为
4p →a +2e ++2ν
设反应后释放的能量为Q ，根据质能关系和能量守恒得 4m p c 2=m αc 2+2m e c 2+Q , 代入数值可得 Q =3.95×10-12 J.
【答案】 3.95×10-12 J
15.（2001年理科综合）太阳现正处于主序星演化阶段.它主要是由电子和11H 、4
2He 等原子核组成，维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是2e ＋411H →42He ＋释放的核能，这些核能最后转化为
辐射能，根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的11H 核数目从现有数减少10%，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段.为了简化，假定目前太阳全部由电子和11H 核组成. (1)为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M ，已知地球半径R ＝6.4×106 m ，地球质量m ＝6.0×1024 kg ，月地中心的距离r ＝1.5×1011 m ，地球表面处的重力加速度g ＝ 10 m/s 2，1年约为3.2×107 s.试估算目前太阳的质量M .
(2)已知质子质量m p ＝1.6726×10-27 kg ，42He 质量m α＝6.6458×10-27
kg ，
电子质量m ｅ＝0.9×10-30 kg ，光速c ＝3×108 m/s.求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能.
(3)又知地球上与太阳光垂直的每平方米截面上，每秒通过的太阳辐射能W ＝1.35× 103 J ／m 2.试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命.(估算结果只要求一位有效数字.) 【解析】 （1）地球绕太阳的运动近似认为是圆周运动.
由G
r T
m r m M 2
2
)2(
π=太 M 太＝2
3
24GT
r π, 又因为g =
2
R Gm
所以M 太＝2
2324T gR m r π.M 太=2×1030
kg
(2)由ΔE ＝Δmc 2=（2m e ＋4m p －m α）c 2＝4.2×10-12 J (3)太阳中1
1H 减小10%放出总能量E ＝
p
e m m M 42%
10+?×ΔE 每秒太阳辐射的总能量E ′= 4πr 2×W
太阳保持在主序星阶段寿命t ＝
1
E E
t＝1010年
【答案】（1）2×1030 kg (2)ΔE=4.2×10-12 J (3)1010年
●素质能力过关检测
一、选择题（每小题中只有一个选项符合题目要求）
1.近几年，我国北京、上海、山东、洛阳、广州等地引进了十多台γ刀，治疗患者5000余例，效果极好，成为治疗脑肿瘤的最佳仪器，令人惊奇的是，用γ刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半小时内完成手术，无需住院，因而γ刀被誉为“神刀”.据报道，我国自己研制的旋式γ刀性能更好，即将进入各大医院为患者服务，问：γ刀治疗脑肿瘤主要是利用
①γ射线具有很强的贯穿本领
②γ射线具有很强的电离作用
③γ射线具有很高的能量
④γ射线能很容易绕过阻碍物到达目的地
A.①②③
B.②③
C.①③
D.②③④
【解析】根据γ射线的本质和性质来判定.
【答案】C
2.下列叙述中，符合物理学史实的是
A.汤姆生发现了电子，并由此提出了原子的核式结构学说
B.卢瑟福做了α粒子散射实验，并据此了解了原子核的组成
C.约里奥·居里夫人用α粒子轰击铝核，发现了中子和正电子
D.贝克勒耳首先发现了天然放射现象，揭开了人们认识、研究原子核结构的序幕
【解析】汤姆生发现了电子，提出了“枣糕式”原子模型，故A错.卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了“核式”原子结构模型.故B错.约里奥·居里夫人用α粒子轰击铝核，发现了人工放射性同位素，故C错.
【答案】D
3.氢原子从能级A跃迁到能级B吸收频率为ν1的光子，从能级A跃迁到能级C释放频率为ν2的光子，ν2＞ν1,则当它从能级C跃迁到能级B时
A.放出频率为ν2-ν1的光子
B.放出频率为ν2+ν1的光子
C.吸收频率为ν2-ν1的光子
D.吸收频率为ν2+ν1的光子
【答案】D
4.某原子核A经过一次β衰变形成原子核B，又经过一次α衰变形成原子核C，下列正确的是
A.核A的中子数比核C的中子数多3个
B.核A的中子数等于核B的中子数
C.核A的核子数比核C的核子数多3个
D.核B的质子数比核C的质子数多1个
【答案】A
5.同学们根据中学物理知识讨论“随着岁月的流逝，地球绕太阳公转的周期、日地
间的平均距离和地球接受太阳的辐射能的变化的趋势”的问题时，有下列结论，请你判断哪个结论正确
①太阳内部进行剧烈的热核反应，辐射大量光子，太阳质量应不断减小②日地间距离应不断增大，地球公转速度应不断减小，公转周期将不断增大③日地间距离应不断减小，地球公转速度应不断增大④地球表面单位面积平均接受的太阳辐射能将不断减小
A.①②③
B.①③④
C.①②④
D.②③④
【解析】 根据爱因斯坦的质能方程知道，太阳向外辐射能量，其质量一定减小，太阳与地球之间的引力将变小，太阳与地球之间的距离R 变大，由v =
R
GM 太
,T =太
GM R 3
24π知，v 变小，T 变大.若每秒太阳
辐射总能量为E ，则地球表面单位面积平均接受的太阳辐射能为
2
4R E
π. 【答案】 C 二、填空题
6.完成下列核反应方程，并说明反应类型：
(1)22286 Rn →218
84 Po+_______,属__________.
(2)31H+21H →_______10n,属______.
(3)2713Al+10
n →_______+11H,属_______. (4)
23592 U+10n →13954 Xe+95
38
Sr+_______,属_______.
【解析】 根据电荷数守恒和质量数守恒来完成核反应方程.核反应四种基本类型：衰变，人工转变，轻核聚变和重核裂变.
【答案】 （1）42He α衰变 （2）4
2He 轻核聚变 （3）2712Mg 人工转变 （4）210n 重核裂变
7.某原子序数为Z ，质量数为A 的原子核，若用m x 表示该原子核的质量，m p 表示质子的质量，m n 表示中子的质量，c 表示真空中的光速，则核子结合成该原子核时的质量亏损 Δm ＝_______，释放的核能ΔE ＝______；平均每个核子释放的核能为核子E ＝______.
【解析】 根据E ＝mc 2知，ΔE =Δmc 2来计算. 【答案】 Zm p ＋（A －Z ）m n -m x ； ［Zm p ＋（A －Z ）m n -m x ］c 2； ［Zm p ＋（A －Z ）m n -m x ］c 2/A
8.在匀强磁场中，一个原先静止的原子核，由于放射出一个粒子而得到一张∞字形径迹照片.经测定字形的两个圆半径之比为44∶1，则放射性元素的原子序数为_______.
【答案】 90
9.在匀强电场中逆电场线运动的铀核（23892 U ）速度减为零时发生α衰变.衰变时v α与电场线垂直，衰变后当α粒子沿E 的方向移动位移为ΔL 时，残核在与电场线平行的方向上位移ΔL ′为_____ΔL ，ΔL ′与ΔL 方向_________.
【解析】
23892 U →234
90 Th+42e(α衰变)、Th 和4
2He 在电场中做类平抛运动.根据a =
m
Eq
知： a Th ∶a α=90∶117
所以ΔL ′∶ΔL =90∶117,ΔL ′=117
90
ΔL . 【答案】
117
90
相同 三、计算题
10.为确定爱因斯坦质能联系方程ΔE ＝Δmc 2的正确性，设计了如下实验：用动能为E 1＝0.9 MeV 的
质子去轰击静止的锂核7
3Li ，生成两个α粒子，测得这两个α粒子的动能之和为E ＝19.9 MeV .
(1)写出该核反应方程.
(2)计算核反应过程中释放出的能量ΔE .
(3)通过计算说明ΔE ＝Δmc 2的正确性.(计算中质子、α粒子和锂核7
3Li 的质量分别取：m p ＝1.0073 u ，
m α＝4.0015 u ，m Li ＝7.0160 u)
【解析】 (1)11H ＋73Li →242He
(2)Δm =(1.0073+7.0160-2×4.0015)u=0.0203u ΔE ＝0.0203×931.5 MeV=18.9 MeV (3)反应前后系统总动能的增加为
E －E 1＝19.9 MeV-0.9 MeV=19.0 MeV
这与核反应释放的核能在误差允许范围内近似相等，说明ΔE =Δmc 2是正确的.
【答案】 （1）11H ＋7
3Li →242He ；
(2)18.9 MeV (3)略
11.一个静止的氮核147
N 俘获一个速度为2.3×107
m/s 的中子生成一个复核A ，A 又衰变成B 、Ｃ两个新核，设B 、C 的速度方向与中子速度方向相同，B 的质量是中子的11倍，速度是106 m/s ，B 、C 在同一匀强磁场中做圆周运动的半径比R B ∶R C ＝11∶30.求：
(1)C 核的速度大小；
(2)根据计算判断C 核是什么? (3)写出核反应方程式. 【解析】
(1)由动量守恒定律： M n v n =m B v B +m c v C
所以v C =
C
B
B n n m v m v m -
=4
1011103.267?-?m/s
=3×106 m/s
2016届高三物理第一轮复习教案（上集） 2016届高三第一轮复习1——直线运动……………………………………………………2016届高三第一轮复习2——力……………………………………………………………2016届高三第一轮复习3——共点力平衡………………………………………………2016届高三第一轮复习4——牛顿定律……………………………………………………2016届高三第一轮复习5——曲线运动……………………………………………………2016届高三第一轮复习6——万有引力定律及其应用……………………………………2016届高三第一轮复习7——机械能………………………………………………………2016届高三第一轮复习8——机械振动和机械波…………………………………………2016届高三第一轮复习9——电场…………………………………………………………2016届高三第一轮复习10——磁场………………………………………………………2016届高三第一轮复习11——恒定电流…………………………………………………… 2016届高三物理第一轮复习教案(下集) 2016届高三第一轮复习13——交变电流……………………………………………………2016届高三第一轮复习14——电磁感应……………………………………………………2016届高三第一轮复习15——电磁场和电磁波……………………………………………2016届高三第一轮复习16——分子动理论…………………………………………………2016届高三第一轮复习17——内能热和功………………………………………………2016届高三第一轮复习18——气体的状态参量……………………………………………2016届高三第一轮复习19——光的折射……………………………………………………2016届高三第一轮复习20——光的干涉……………………………………………………2016届高三第一轮复习21——光的偏振、激光……………………………………………2016届高三第一轮复习22——原子的核式结构玻尔理论天然放射现象……………2016届高三第一轮复习23——核反应核能质能方程……………………………………2016届高三第一轮复习24——力学实验……………………………………………………2016届高三第一轮复习25——电磁学实验…………………………………………………
高中物理-《原子结构》单元测试题 一、选择题 1．卢瑟福粒子散射实验的结果是 A．证明了质子的存在 B．证明了原子核是由质子和中子组成的 C．说明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上 D．说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动 2．英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔,发现了α粒子的散射现象。图中O 表示金原子核的位置,则能正确表示该实验中经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹的图是( ) 3．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．氢原子的能量增大 C．氢原子的电势能增大D．氢原子核外电子的速率增大 4．下列氢原子的线系中波长最短波进行比较,其值最大的是 ( ) A．巴耳末系B．莱曼系C．帕邢系D．布喇开系 5．关于光谱的产生,下列说法正确的是( ) A．正常发光的霓虹灯属稀薄气体发光,产生的是明线光谱 B．白光通过某种温度较低的蒸气后将产生吸收光谱 C．撒上食盐的酒精灯火焰发出的光是明线光谱 D．炽热高压气体发光产生的是明线光谱 6．仔细观察氢原子的光谱,发现它只有几条分离的不连续的亮线,其原因是( ) A．观察时氢原子有时发光,有时不发光 B．氢原子只能发出平行光 C．氢原子辐射的光子的能量是不连续的,所以对应的光的频率也是不连续的 D．氢原子发出的光互相干涉的结果 7．氢原子第三能级的能量为 ( ) A．－13.6eV B．－10.2eV C．－3.4eV D．－1.51eV 8．下列叙述中,符合玻尔氢原子的理论的是
1 2 3 4 5 ∞ ( ) A ．电子的可能轨道的分布只能是不连续的 B ．大量原子发光的光谱应该是包含一切频率的连续光谱 C ．电子绕核做加速运动,不向外辐射能量 D ．与地球附近的人造卫星相似,绕核运行,电子的轨道半径也要逐渐减小 9．氦原子被电离一个核外电子后,形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为E 1=－54.4 eV,氦离子能级的示意图如图所示。在具有下列能量的光子中,不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是 ( ) A ．40.8 eV B ．43.2 eV C ．51.0 eV D ．54.4 eV 10．μ子与氢原子核（质子）构成的原子称为μ氢原子,它在原子核物理的研究中有重要作用。图为μ氢原子的能级示意图。假定光子能量为E 的一束光照射容器中大量处于n =2能级的μ氢原子,μ氢原子吸收光子后,发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光,且频率依次增 大 , 则E 等 于 ( ) A ．h (ν3－ν1) B ．h (ν5＋ν6) C ．h ν3 D ．h ν4 11．已知氢原子基态能量为－13.6eV,下列说法中正确的有 ( ) A ．用波长为600nm 的光照射时,可使稳定的氢原子电离 B ．用光子能量为10.2eV 的光照射时,可能使处于基态的氢原子电离 C ．氢原子可能向外辐射出11eV 的光子 D ．氢原子可能吸收能量为1.89eV 的光子 12．红宝石激光器的工作物质红宝石含有铬离子的三氧化二铝晶体,利用其中的铬离子产生激光。铬离子的能级如图所示,E 1是基态,E 2是亚稳态,E 3是激发态,若以脉冲氙灯发出波长为λ1的绿光照射晶体,处于基态的铬离子受激发跃迁到E 3,然后自发跃迁到E 2,释放波长为λ2的光子,处于亚稳态E 2的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光,这种激光的波长为( ) A ．122 1λλλλ- B ．2121λλλλ- C ．2121λλλλ- D ．2 11 2λλλλ-
高中物理原子与原子核知识点总结 1.汤姆生模型(枣糕模型) （）发现电子，使人们认识到原子有复杂结构。从而打开人们认识原子的大门. 2.核式结构模型：（）通过α粒子散射实验,总结出核式结构学说。由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出（）大小的数量级是（）。 核式结构与经典的电磁理论发生矛盾：①原子是否稳定,②其发出的光谱是否连续 3.玻尔模型(引入量子理论，量子化就是不连续性，整数n叫量子数)玻尔补充三条假设 ⑴定态--原子只能处于一系列不连续的能量状态(称为定态),电子虽然绕核运转,但不会向外辐射能量。 ⑵跃迁--原子从一种定态跃迁到另一种定态,要辐射(或吸收)一定频率的光子(其能量由两定态的能量差决定)，辐射(吸收)光子的能量为（） 氢原子跃迁的光谱线问题[一群氢原子从n激发态原子跃迁到基态时可能辐射的光谱线条数为（）。 ⑶能量和轨道量子化----定态不连续,能量和轨道也不连续; 氢原子的激发态和基态的能量(最小)与核外电子轨道半径间的关系是:（） 【说明】氢原子跃迁 ① 轨道量子化r n=n2r1(n＝1,2.3…)r1=0.53×10-10m
能量量子化：E1=－13.6eV ② ③氢原子跃迁时应明确： 一个氢原子直接跃迁向高（低）能级跃迁，吸收（放出）光子 ( 某一频率光子 ) 一群氢原子各种可能跃迁向低（高）能级跃迁放出（吸收）光子 (一系列频率光子) ④氢原子吸收光子时——要么全部吸收光子能量，要么不吸收光子 A光子能量大于电子跃迁到无穷远处(电离)需要的能量时，该光子可被吸收。(即：光子和原子作用而使原子电离) B光子能量小于电子跃迁到无穷远处(电离)需要的能量时,则只有能量等于两个能级差的光子才能被吸收。 ⑤氢原子吸收外来电子能量时——可以部分吸收外来碰撞电子的能量因此，能量大于某两个能级差的电子均可被氢原子吸收，从而使氢原子跃迁。 ⑶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。
氢原子的能级图 n E /eV ∞ 0 1 -13.6 2 -3.4 3 4 -0.8 5 E 1 E 2 E 3 高考物理知识点总结24 原子、原子核 整个知识体系，可归结为：两模型(原子的核式结构模型、波尔原子模型)；六子(电子、质子、中子、正电子、α粒子、γ光子)；四变(衰变、人工转变、裂变、聚变)；两方程(核反应方程、质能方程)。 4条守恒定律(电荷数守恒、质量数守恒、能量守恒、动量守恒)贯串全章。 1.汤姆生模型(枣糕模型) 汤姆生发现电子，使人们认识到原子有复杂结构。从而打开原子的大门. 2.卢瑟福的核式结构模型(行星式模型)卢瑟福α粒子散射实验装置,现象,从而总结出核式结构学说 α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，实验现象：结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但是有少数α粒子发生了较大的偏转.这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。 卢瑟福由α粒子散射实验提出：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动。 由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15m 。 而核式结构又与经典的电磁理论发生矛盾：①原子是否稳定,②其发出的光谱是否连续 3.玻尔模型(引入量子理论，量子化就是不连续性，整数n 叫量子数)玻尔补充三条假设 ⑴定态--原子只能处于一系列不连续的能量状态(称为定态),电子虽然绕核运转,但不会向外辐射能量。 (本假设是针对原子稳定性提出的) ⑵跃迁--原子从一种定态跃迁到另一种定态,要辐射(或吸收)一定频率的光子(其能量由两定态的能量差决定)(本假设针对线状谱提出) (终初E E h -=ν) 辐射(吸收)光子的能量为hf ＝E 初-E 末 氢原子跃迁的光谱线问题[一群氢原子可能辐射的光谱线条数为()2 12-==n n C N n ]。 [ (大量)处于n 激发态原子跃迁到基态时的所有辐射方式] ⑶能量和轨道量子化----定态不连续,能量和轨道也不连续;(即原子的不同能量 状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应,原子的定态是不连续的,因此电子的可能轨道分布也是不连续的) (针对原子核式模型提出，是能级假设的补充) 氢原子的激发态和基态的能量(最小)与核外电子轨道半径间的关系是: 【说明】氢原子跃迁 ① 轨道量子化r n =n 2r 1(n ＝1,2.3…) r 1=0.53×10-10m 能量量子化：21n E E n = E 1=－13.6eV ②
高中物理考点归纳 一、考试目标与要求 高考物理在考查知识的同时注重考查能力，并把对能力的考查放在首要位置。通过考核知识及其运用来鉴别考生能力的高低，但不把某些知识与某种能力简单地对应起来。 目前，高考物理科要考核的能力主要包括以下几个方面： 1．理解能力理解物理概念、物理规律的确切含义，理解物理规律的适用条件，以及它们在简单情况下的应用；能够清楚认识概念和规律的表达形式（包括文字表述和数学表述）；能够鉴别关于概念和规律的似是而非的说法；理解相关知识的区别和联系。 2．推理能力能够根据已知的知识和物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断，并能把推理过程正确地表达出来。 3．分析综合能力能够独立地对所遇的问题进行具体分析、研究，弄清其中的物理状态、物理过程和物理情境，找出其中起重要作用的因素及有关条件；能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题，找出它们之间的联系；能够提出解决问题的方法，运用物理知识综合解决所遇到的问题。 4．应用数学处理物理问题的能力能够根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行推导和求解，并根据结果得出物理结论；必要时能运用几何图形、函数图像进行表达、分析。
5．实验能力能独立的完成附表2、附表3中所列的实验，能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论，对结论进行分析和评价；能发现问题、提出问题，并制定解决方案；能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题，包括简单的设计性实验。 二、考试范围与要求 要考查的物理知识包括力学、热学、电磁学、光学、原子物理学、原子核物理学等部分。考虑到课程标准中物理知识的安排和高校录取新生的基本要求，《考试大纲》把考试内容分为必考内容和选考内容两类，必考、选考内容各有4个模块，具体模块及内容见附表1。除必考内容外，考生还必须从4个选考模块中选择2个模块作为自己的考试内容，但不得同时选择模块2-2和3-3。必考和选考的知识内容见附表2和附表3。考虑到大学理工类招生的基本要求，各实验省区不得削减每个模块内的具体考试内容。 对各部分知识内容要求掌握的程度，在附表2、附表3中用数字Ⅰ、Ⅱ标出。Ⅰ、Ⅱ的含义如下： Ⅰ．对所列知识要知道其内容及含义，并能在有关问题中识别和直接使用，与课程标准中"了解"和"认识"相当。 Ⅱ．对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系，能够进行叙述和解释，并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用，与课程标准中"理解"和"应用"相当。
高中物理原子与原子核知识点总结(必修三) 载自：搜高考网https://www.doczj.com/doc/ca15630523.html, 原子、原子核这一章虽然不是重点,但是高考选择题也会涉及到,其实只要记住模型和方程式,就不会在做题上出错,下面的一些总结希望对大家有所帮助. 卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构学说,玻尔把量子说引入到核式结构模型之中,建立了以下三个假说为主要内容的玻尔理论.认识原子核的结构是从发现天然放射现象开始的,发现质子的核反应是认识原子核结构的突破点.裂变和聚变是获取核能的两个重要途径.裂变和聚变过程中释放的能量符合爱因斯坦质能方程。 整个知识体系，可归结为：两模型(原子的核式结构模型、波尔原子模型)；六子(电子、质子、中子、正电子、粒子、光子)；四变(衰变、人工转变、裂变、聚变)；两方程(核反应方程、质能方程)。 4条守恒定律(电荷数守恒、质量数守恒、能量守恒、动量守恒)贯串全章。 1.汤姆生模型(枣糕模型) 汤姆生发现电子，使人们认识到原子有复杂结构。从而打开原子的大门. 2.卢瑟福的核式结构模型(行星式模型)卢瑟福α粒子散射实验装置,现象,从而总结出核式结构学说 α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，实验现象：结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但是有少数α粒子发生了较大的偏转.这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。
卢瑟福由α粒子散射实验提出：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动。 由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15m。 而核式结构又与经典的电磁理论发生矛盾：①原子是否稳定,②其发出的光谱是否连续 3.玻尔模型(引入量子理论，量子化就是不连续性，整数n叫量子数)玻尔补充三条假设 ⑴定态--原子只能处于一系列不连续的能量状态(称为定态),电子虽然绕核运转,但不会向外辐射能量。 (本假设是针对原子稳定性提出的) ⑵跃迁--原子从一种定态跃迁到另一种定态,要辐射(或吸收)一定频率的光子(其能量由两定态的能量差决定)(本假设针对线状谱提出) ( ) 辐射(吸收)光子的能量为hf＝E初-E末 氢原子跃迁的光谱线问题[一群氢原子可能辐射的光谱线条数为 ]。
高中物理必背知识点原子和原子核公式 原子和原子核公式总结 1.粒子散射试验结果a)大多数的粒子不发生偏转;(b)少数 粒子发生了较大角度的偏转;(c)极少数粒子出现大角度的 偏转(甚至反弹回来) 2.原子核的大小：10-15～10-14m，原子的半径约10-10m(原子的核式结构) 3.光子的发射与吸收：原子发生定态跃迁时,要辐射(或吸收)一定频率的光子:h=E初-E末{能级跃迁｝ 4.原子核的组成：质子和中子(统称为核子)， {A=质量数=质子数+中子数，Z=电荷数=质子数=核外电子数=原子序数〔见第三册P63〕｝ 5.天然放射现象：射线(粒子是氦原子核)、射线(高速运动的电子流)、射线(波长极短的电磁波)、衰变与衰变、半衰期(有半数以上的原子核发生了衰变所用的时间)。射线是伴随射线和射线产生的〔见第三册P64〕 6.爱因斯坦的质能方程:E=mc2{E:能量(J)，m:质量(Kg)，c:光在真空中的速度｝ 7.核能的计算E=mc2{当m的单位用kg时，E的单位为J;当m用原子质量单位u时，算出的E单位为uc2;1uc2=931.5MeV｝〔见第三册P72〕。 注：
(1)常见的核反应方程(重核裂变、轻核聚变等核反应方程)要求掌握; (2)熟记常见粒子的质量数和电荷数; (3)质量数和电荷数守恒,依据实验事实,是正确书写核反应方程的关键; (4)其它相关内容:氢原子的能级结构〔见第三册P49〕/氢原子的电子云〔见第三册P53〕/放射性同位数及其应用、放射性污染和防护〔见第三册P69〕/重核裂变、链式反应、链式反应的条件、核反应堆〔见第三册P73〕/轻核聚变、可控热核反应〔见第三册P77〕/人类对物质结构的认识。 考生只要在全面复习的基础上，抓住重点、难点、易错点，各个击破，夯实基础，规范答题，一定会稳中求进，取得优异的成绩。为大家整理了高中物理必背知识点：原子和原子核公式
第三讲原子结构与原子核 ——课后自测诊断卷 1．[多选](2019·江苏七市三模)中微子是一种不带电、质量很小的粒子。早在1942年我国物理学家王淦昌首先提出证实中微子存在的实验方案。静止的铍核(74Be)可能从很靠近它的核外电子中俘获一个电子(动能忽略不计)形成一个新核并放出中微子，新核处于激发态，放出γ光子后回到基态。通过测量新核和γ光子的能量，可间接证明中微子的存在。则( ) A．产生的新核是锂核(73Li) B．反应过程吸收能量 C．中微子的动量与处于激发态新核的动量大小相等 D．中微子的动能与处于激发态新核的动能相等 解析：选AC 根据题意可知发生的核反应方程为74Be＋0－1e→73Li＋νe，所以产生的新核是锂核，反应过程放出能量，故A正确，B错误；根据动量守恒可知中微子的动量与处于激发态新核的动量大小相等，方向相反，故C正确；因为中微子的动量与处于激发态新核的动 量大小相等，质量不等，根据E k＝p2 2m ，可知中微子的动能与处于激发态新核的动能不相等， 故D错误。 2．[多选](2019·武汉质检)我国自主研发的钍基熔盐是瞄准未来20～30年后核能产业发展需求的第四代核反应堆，是一种液态燃料堆，使用钍铀核燃料循环，以氧化盐为冷却剂，将天然核燃料和可转化核燃料熔融于高温氯化盐中，携带核燃料在反应堆内部和外部进行循环。钍232不能直接使用，需要俘获一个中子后经过2次β衰变转化成铀233再使用，铀233的一种典型裂变方程是233 92U＋10n→142 56Ba＋8936Kr＋310n。已知铀233的结合能为E1、钡142的结合能为E2、氪89的结合能为E3，则( ) A．铀233比钍232少一个中子 B．铀233、钡142、氪89三个核中氪89的结合能最小，比结合能却最大 C．铀233、钡142、氪89三个核中铀233的结合能最大，比结合能也最大 D．铀233的裂变反应释放的能量为ΔE＝E1－E2－E3 解析：选AB 设钍核的电荷数为a，则钍232俘获一个中子后经过2次β衰变转化成铀233，则a＝92－2＝90，则钍232中含有中子数为232－90＝142，铀233含有中子数为233－92＝141，则铀233比钍232少一个中子，选项A正确；铀233、钡142、氪89三个核中氪89质量数最小，结合能最小，因核子数较小，则比结合能却最大，选项B正确，C错误；铀233的裂变反应中释放的能量等于生成物的结合能减去反应物的结合能，选项D错误。 3．[多选](2019·南京、盐城三模)下列对物理知识的理解正确的有( ) A．α射线的穿透能力较弱，用厚纸板就能挡住
高中物理知识点清单 第一章 运动的描述 第一节 描述运动的基本概念 一、质点、参考系 1．质点：用来代替物体的有质量的点．它是一种理想化模型． 2．参考系：为了研究物体的运动而选定用来作为参考的物体．参考系可以任意选取．通常以地面或相对于地面不动的物体为参考系来研究物体的运动． 二、位移和速度 1．位移和路程 (1)位移：描述物体位置的变化，用从初位置指向末位置的有向线段表示，是矢量． (2)路程是物体运动路径的长度，是标量． 2．速度 (1)平均速度：在变速运动中，物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值，即v ＝x t ，是矢量． (2)瞬时速度：运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度，是矢量． 3．速率和平均速率 (1)速率：瞬时速度的大小，是标量． (2)平均速率：路程与时间的比值，不一定等于平均速度的大小． 三、加速度 1．定义式：a ＝Δv Δt ；单位是m/s 2 . 2．物理意义：描述速度变化的快慢． 3．方向：与速度变化的方向相同． 考点一 对质点模型的理解 1．质点是一种理想化的物理模型，实际并不存在． 2．物体能否被看做质点是由所研究问题的性质决定的，并非依据物体自身大小来判断． 3．物体可被看做质点主要有三种情况： (1)多数情况下，平动的物体可看做质点． (2)当问题所涉及的空间位移远大于物体本身的大小时，可以看做质点． (3)有转动但转动可以忽略时，可把物体看做质点． 考点二 平均速度和瞬时速度 1．平均速度与瞬时速度的区别 平均速度与位移和时间有关，表示物体在某段位移或某段时间内的平均快慢程度；瞬时速度与位置或时刻有关，表示物体在某一位置或某一时刻的快慢程度． 2．平均速度与瞬时速度的联系 (1)瞬时速度是运动时间Δt →0时的平均速度． (2)对于匀速直线运动，瞬时速度与平均速度相等． 考点三 速度、速度变化量和加速度的关系
第十八章原子结构 新课标要求 1．内容标准 （1）了解人类探索原子结构的历史以及有关经典实验。 例1 用录像片或计算机模拟，演示α粒子散射实验。 （2）通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构。 例2 了解光谱分析在科学技术中的应用。 2．活动建议 观看有关原子结构的科普影片。 新课程学习 18．4 玻尔的原子模型 ★新课标要求 （一）知识与技能 1．了解玻尔原子理论的主要内容。 2．了解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念。 （二）过程与方法 通过玻尔理论的学习，进一步了解氢光谱的产生。 （三）情感、态度与价值观 培养我们对科学的探究精神，养成独立自主、勇于创新的精神。 ★教学重点 玻尔原子理论的基本假设。 ★教学难点 玻尔理论对氢光谱的解释。 ★教学方法
教师启发、引导，学生讨论、交流。 ★教学用具： 投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 （一）引入新课 复习提问： 1．α粒子散射实验的现象是什么？ 2．原子核式结构学说的内容是什么？ 3．卢瑟福原子核式结构学说与经典电磁理论的矛盾 教师：为了解决上述矛盾，丹麦物理学家玻尔，在1913年提出了自己的原子结构假说。 （二）进行新课 1．玻尔的原子理论 （1）能级（定态）假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。这些状态叫定态。（本假设是针对原子稳定性提出的）（2）跃迁假设：原子从一种定态（设能量为E n ）跃迁到另一种定态（设能量为E m ）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即 n m E E h -=ν（h 为普朗克恒量） （本假设针对线状谱提出） （3）轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。（针对原子核式模型提出，是能级假设的补充）2.玻尔根据经典电磁理论和牛顿力学计算出氢原子的电子的各条可
《原子核》知识梳理 【原子核的组成】 1．1919年卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现质子即氢原子核。 2．卢瑟福预想到原子内存在质量跟质子相等的不带电的中性粒子，即中子。查德威克经过研究，证明：用天α射线轰击铍时，会产生一种看不见的贯穿能力很强（10-20厘米的铅板）的不带电粒子，用其轰击石蜡时，竟能从石蜡中打出质子，此贯穿能力极强的射线即为设想中的中子。 3．质子和中子统称核子，原子核的电荷数等于其质子数，原子核的质量数等于其质子数与中子数的和。具有相同质子数的原子属于同一种元素；具有相同的质子数和不同的中子数的原子互称同位素。 【放射性元素的衰变】 1．天然放射现象 人类认识原子核有复杂结构和它的变化规律，是从天然放射现象开始的。 1896年贝克勒耳发现放射性，在他的建议下，玛丽·居里和皮埃尔·居里经过研究发现了新元素钋和镭。 用磁场来研究放射线的性质： α射线带正电，偏转较小，α粒子就是氦原子核，贯穿本领很小，电离作用很强，使底片感光作用很强 β射线带负电，偏转较大，是高速电子流，贯穿本领很强（几毫米的铝板），电离作用较弱； γ射线中电中性的，无偏转，是波长极短的电磁波，贯穿本领最强（几厘米的铅板），电离作用很小。 2．原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变。在衰变中电荷数和质量数都是守恒的（注意：质量并不守恒。）。 3.半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间。放射性元素衰变的快慢是由核内部本身的因素决定，与原子所处的物理状态或化学状态无关，它是对大量原子的统计规律。 【放射性的应用与防护】 1．放射性同位素的应用： 利用它的射线（贯穿本领、电离作用、物理和化学效应） 做示踪原子。 2．放射性同位素的防护：过量的射线对人体组织有破坏作用，这些破坏往往是对细胞核的破坏，因此，在使用放射性同位素时，必须注意人身安全，同时要放射性物质对空气、水源等的破坏。
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高中物理知识点总结 （注意：全篇带★需要牢记！） 一、力物体的平衡 1.力是物体对物体的作用，是物体发生形变和改变物体的运动状态（即产生加速度）的原因. 力是矢量。 2.重力（1）重力是由于地球对物体的吸引而产生的. ［注意］重力是由于地球的吸引而产生，但不能说重力就是地球的吸引力，重力是万有引力的一个分力. 但在地球表面附近，可以认为重力近似等于万有引力 （2）重力的大小:地球表面G=mg，离地面高h处G/=mg/，其中g/=[R/（R+h）]2g （3）重力的方向:竖直向下（不一定指向地心）。 （4）重心:物体的各部分所受重力合力的作用点，物体的重心不一定在物体上. 3.弹力（1）产生原因:由于发生弹性形变的物体有恢复形变的趋势而产生的. （2）产生条件:①直接接触;②有弹性形变. （3）弹力的方向:与物体形变的方向相反，弹力的受力物体是引起形变的物体，施力物体是发生形变的物体.在点面接触的情况下，垂直于面; 在两个曲面接触（相当于点接触）的情况下，垂直于过接触点的公切面. ①绳的拉力方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向，且一根轻绳上的张力大小处处相等. ②轻杆既可产生压力，又可产生拉力，且方向不一定沿杆. （4）弹力的大小:一般情况下应根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿定律来求解.弹簧弹力可由胡克定律来求解. ★胡克定律:在弹性限度内，弹簧弹力的大小和弹簧的形变量成正比，即F=kx.k为弹簧的劲度系数，它只与弹簧本身因素有关，单位是N/m. 4.摩擦力 （1）产生的条件:①相互接触的物体间存在压力;③接触面不光滑;③接触的物体之间有相对运动（滑动摩擦力）或相对运动的趋势（静摩擦力），这三点缺一不可. （2）摩擦力的方向:沿接触面切线方向，与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反，与物体运动的方向可以相同也可以相反. （3）判断静摩擦力方向的方法: ①假设法:首先假设两物体接触面光滑，这时若两物体不发生相对运动，则说明它们原来
高中物理-原子结构章末复习 【知识网络梳理】 【知识要点与方法指导】 一、重点、难点、方法 1．原子核式结构的提出与α粒子散射实验的关系 卢瑟福设计的α粒子散射实验是为了探究原子内电荷的分布,并非为了验证汤姆孙模型的正与误,他在做了α粒子散射实验后,根据实验现象的分析提出了原子的“核式结构”模型。 2．对氢原子能级跃迁的理解 （1）原子从低能级向高能级跃迁：吸收一定能量的光子,当一个光子的能量满足 hv E E =-末初时,才能被某一个原子吸收,使原子从低能级E 初向高能级E 末跃迁,而当光子能量hv 大于或小于E E -末初时都不能被原子吸收。 （2）原子从高能级向低能级跃迁,以光子的形式向外辐射能量,所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差。 （3）当光子能量大于或等于13.6eV 时,也可以被氢原子吸收,使氢原子电离；当氢原子吸收的光子能量大于13.6eV 。氢原子电离后,电子具有一定的初动能。 一群氢原子处于量子数为n 的激发态时,可能辐射出的光谱线条数为2 (1)2 n n n N C -= =。 （4）原子还可吸收外来实物粒子（例如自由电子）的能量而被激发,由于实物粒子的动能 原 子结构 ?? ? ? ? ? ??? ?? 电子的发现原子模型????? ????光谱光谱分析：用明线光谱和吸收光谱分析物质的化学组成 ?? ???吸收光谱发射光谱???连续谱 线状谱?? ?汤姆孙的发现：阴极射线为电子流 电子发现的意义：原子可以再分??????????? ???? 汤姆孙枣糕式模型卢瑟福核式结构模型玻尔原子结构模型氢原子光谱和光谱分析?? ???能量量子化轨道量子化能级跃迁
高中物理原子与原子核知识点总结(选修3－5) 原子、原子核这一章虽然不是重点,但是高考选择题也会涉及到,其实只要记住模型和方程式,就不会在做题上出错,下面的一些总结希望对同学们有所帮助. 一波粒二象性 1光电效应的研究思路 (1)两条线索： h为普朗克常数 h=6.63×34 10 J·S ν为光子频率 2．三个关系 (1)爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0。 (2)光电子的最大初动能E k可以利用光电管实验的方法测得，即E k＝eU c，其中U c是遏止电压。 (3)光电效应方程中的W0为逸出功，它与极限频率νc的关系是W0＝hνc。 3波粒二象性 波动性和粒子性的对立与统一 (1)大量光子易显示出波动性，而少量光子易显示出粒子性。 (2)波长长(频率低)的光波动性强，而波长短(频率高)的光粒子性强。 (3)光子说并未否定波动说，E＝hν＝hc λ 中，ν（频率）和λ就是波的概念。 光速C=λν (4)波和粒子在宏观世界是不能统一的，而在微观世界却是统一的。 3．物质波 (1)定义：任何运动着的物体都有一种波与之对应，这种波叫做物质波，也
叫德布罗意波。 (2)物质波的波长：λ＝h p ＝h mv ，h 是普朗克常量。 二 原子结构与原子核 （1）卢瑟福的核式结构模型 卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构学说,玻尔把量子说引入到核式结构模型之中,建立了以下三个假说为主要内容的玻尔理论.认识原子核的结构是从发现天然放射现象开始的,发现质子的核反应是认识原子核结构的突破点.裂变和聚变是获取核能的两个重要途径.裂变和聚变过程中释放的能量符合爱因斯坦质能方程。 整个知识体系，可归结为：两模型(原子的核式结构模型、波尔原子模型)；六子(电子、质子、中子、正电子、 粒子、 光子)；四变(衰变、人工转变、裂变、聚变)；两方程(核反应方程、质能方程)。 4条守恒定律(电荷数守恒、质量数守恒、能量守恒、动量守恒)贯串全章。 1.(1)电子的发现：1897年，英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子。电子的发现证明了原子是可再分的。 (2)汤姆孙原子模型：原子里面带正电荷的物质均匀分布在整个原子球体中，而带负电的电子镶嵌在球内。 2.卢瑟福的核式结构模型(行星式模型)卢瑟福α粒子散射实验装置,现象,从而总结出核式结构学说
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高中物理知识点总结大全 一、质点的运动（1）------直线运动 1）匀变速直线运动 1.平均速度V平＝s/t（定义式） 2.有用推论Vt2-Vo2＝2as 3.中间时刻速度Vt/2＝V平＝(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt＝Vo+at 5.中间位置速度Vs/2＝[(Vo2+Vt2)/2]1/2 6.位移s＝V平t＝Vot+at2/2＝Vt/2t 7.加速度a＝(Vt-Vo)/t ｛以Vo为正方向,a与Vo同向(加速)a>0；反向则aF2) 2.互成角度力的合成： F＝(F12+F22+2F1F2cosα)1/2（余弦定理）F1⊥F2时:F＝(F12+F22)1/2 3.合力大小范围：|F1-F2|≤F≤|F1+F2| 4.力的正交分Fx＝Fcosβ,Fy＝Fsinβ（β为合力与x轴之间的夹角tgβ＝Fy/Fx） 注： (1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则; （2）合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立; (3)除公式法外,也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图; (4)F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(α角)越大,合力越小; （5）同一直线上力的合成,可沿直线取正方向,用正负号表示力的方向,化简为代数运算. 四、动力学（运动和力） 1.牛顿第一运动定律(惯性定律）：物体具有惯性,总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止 2.牛顿第二运动定律：F合＝ma或a＝F合/ma{由合外力决定,与合外力方向一致} 3.牛顿第三运动定律：F＝-F′{负号表示方向相反,F、F′各自作用在对方,平衡力与作用力反作用力区别,实际应用：反冲运动} 4.共点力的平衡F合＝0,推广｛正交分解法、三力汇交原理｝ 5.超重：FN>G,失重：FNr｝ 3.受迫振动频率特点：f＝f驱动力 4.发生共振条件:f驱动力＝f固,A＝max,共振的防止和应用〔见第一册P175〕 5.机械波、横波、纵波〔见第二册P2〕 6.波速v＝s/t＝λf＝λ/T{波传播过程中,一个周期向前传播一个波长；波速大小由介质本身所决定} 7.声波的波速(在空气中）0℃：332m/s；20℃:344m/s；30℃:349m/s；(声波是纵波) 8.波发生明显衍射（波绕过障碍物或孔继续传播）条件：障碍物或孔的尺寸比波长小,或者相差不大 9.波的干涉条件：两列波频率相同(相差恒定、振幅相近、振动方向相同) 10.多普勒效应:由于波源与观测者间的相互运动,导致波源发射频率与接收频率不同｛相互接近,接收频率增大,反之,减小〔见第二册P21〕｝ 注： （1）物体的固有频率与振幅、驱动力频率无关,取决于振动系统本身；
第八章原子结构 一、电子的发现： （一）电子的发现： 1．电子是怎样发现的： 汤姆生用测定粒子的荷质比的方法发现了电子。 汤姆生发现阴极射线在电场和磁场中的偏转现象，根据偏转方向，确认阴极射线是带负电的粒子流。当他测定阴线射线粒子的荷质比时发现，不同物质做成的阴极发出的射极（粒子）都有相同的荷质比，这表明它们都能发射相同的带电粒子，因此这种带电粒子是构成物质的共同成份，这就是电子。 2．电子的发现对人类认识原子结构的重要性。 ①电子的发现使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有结构。 ②由于原子含有带负电的电子，从物质的电中性出发，推想到原子中还有带正电的部分，这就提出了进一步探索原子结构、探索原子模型的问题。 （二）汤姆生的原子模型（枣糕模型） 葡萄干面包模型 二、原子的核式结构的发现 （一）原子核式结构的发现： 1．什么叫散射实验？ 用各种粒子——x射线、电子和α粒子轰击很薄的物质层，通过观察这些粒子穿过物质层后的偏转情况，获得原子结构的信息，这种实验叫做散射实验。 2．为什么用α粒子的散射（实验）现象可以研究原子的结构？ 原子的结构非常紧密，用一般的方法无法探测它内部的结构，要认识原子的结构，需要用高速粒子对它进行轰击。 ①由于α粒子具有足够的能量可以接近原子的中心， ②α粒子可以使荧光物质发光，如果α粒子与其他粒子发生相互作用，改变了运动的方向，荧光屏便能够显示出它的方向变化。 3．α粒子散射装置 ①放射源（Pa“坡”）玛丽·居里的祖国波兰。 ②金箔：1μm，能透光，有3000多层原子厚。 ③荧光屏荧光屏和显微镜能够围绕金箔在一个 ④显微镜圆周上转动，从而可以观察到穿过金箔后 ⑤转动圆盘偏转角度不同的α粒子 4．实验过程：实验室建在地下，通道大拐角（防光进入）
重难点10 原子结构和原子核 【知识梳理】 一、氢原子光谱、氢原子的能级、能级公式 1．原子的核式结构 （1）电子的发现：英国物理学家汤姆孙发现了电子。 （2）α粒子散射实验：1909～1911年，英国物理学家卢瑟福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原来方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，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，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。 2．光谱 （1）光谱 用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长（频率）和强度分布的记录，即光谱。 （2）光谱分类 有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱。 有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱。 （3）氢原子光谱的实验规律 巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝R ???? 122－1n 2，（n ＝3,4,5，…），R 是里德伯常量，R ＝1.10×107 m －1，n 为量子数。 3．玻尔理论 （1）定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，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＝E m －E n 。（h 是普朗克常量，h ＝6.63× 10－34 J·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。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的。 4．氢原子的能级、能级公式 （1）氢原子的能级 能级图如图所示
高中物理知识点总结（经典版）
第一章、力 一、力F：物体对物体的作用。 1、单位：牛（N） 2、力的三要素：大小、方向、作用点。 3、物体间力的作用是相互的。即作用力与反作用力，但它们不在同一物体上，不是平衡力。作用力与 反作用力是同性质的力，有同时性。 二、力的分类： 1、按按性质分：重力G、弹力N、摩擦力f 按效果分：压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力。 按研究对象分：外力、内力。 2、重力G：由于受地球吸引而产生，竖直向下。G=mg 重心的位置与物体的质量分布与形状有关。质量均匀、形状规则的物体重心在几何中心上，不一定在物体上。 弹力：由于接触形变而产生，与形变方向相反或垂直接触面。F=k×Δx 摩擦力f：阻碍相对运动的力，方向与相对运动方向相反。 滑动摩擦力：f=μN（N不是G，μ表示接触面的粗糙程度，只与材料有关，与重力、压力无关。） 相同条件下，滚动摩擦<滑动摩擦。 静摩擦力：用二力平衡来计算。 用一水平力推一静止的物体并使它匀速直线运动，推力F与摩擦力f的关系如图所示。 力的合成与分解：遵循平行四边形定则。以分力F1、F2为邻边作平行四边形，合力F的大小和方向可用这两个邻边之间的对角线表示。 |F1-F2|≤F合≤F1+F2 F合2=F12+F22+ 2F1F2cosQ 平动平衡：共点力使物体保持匀速直线运动状态或静止状态。 解题方法：先受力分析，然后根据题意建立坐标 系，将不在坐标系上的力分解。如受力在三个以 内，可用力的合成。 利用平衡力来解题。 F x合力=0 F y合力=0 注：已知一个合力的大小与方向，当一个分力的 方向确定，另一个分力与这个分力垂直是最小 值。 转动平衡：物体保持静止或匀速转动状态。 解题方法：先受力分析，然后作出对应力的力臂（最长力臂是指转轴到力的作用点的直线距离）。分析正、负力矩。 利用力矩来解题：M合力矩=FL合力矩=0 或M正力矩= M负力矩 第二章、直线运动
高中物理-原子结构+练习 一、研究进程 汤姆孙（糟糕模型）→卢瑟福由α粒子散射实验（核式结构模型）→ 波尔量子化模型 →现代原子模型（电子云模型） 二、α 粒子散射实验 a 、实验装置的组成：放射源、金箔、荧光屏 b 、实验的结果： 绝大多数α 粒子基本上仍沿原来的方向前进, 少数 α 粒子(约占八千分之一)发生了大角度偏转, 甚至超过了90o 。 C 、卢瑟福核式结构模型内容： ①在原子的中心有一个很小的原子核, ②原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在原子核里, ③带负电的电子在核外空间里旋转。 原子直径的数量级为m 10 10-,而原子核直径的数量级约为m 1015-。 c 、卢瑟福对实验结果的解释 电子对α粒子的作用忽略不计。 因为原子核很小,大部分α粒子穿过原子时离原子核很远,受到较小的库仑斥力,运动几乎不改变方向。 极少数α粒子穿过原子时离原子核很近,因此受到很强的库仑斥力,发生大角度散射。 d 、核式结构的不足 认为原子寿命的极短；认为原子发射的光谱应该是连续的。 三、氢原子光谱 1、公式：)11(1 2 2n m R -=λ m=1、2、3……,对于每个m,n=m+1,m+2,m+3…… m=2时,对应巴尔末系,其中有四条可见光,一条红色光、一条是蓝靛光、 另外两条是紫光。
2、线状光谱：原子光谱（明线光谱）是线状光谱,比如霓虹灯发光。 3、吸收光谱（主要研究太阳光谱）：吸收光谱是连续光谱背景上出现不连续的暗线。 吸收谱既不是线状谱又不是带状光谱（连续光谱） 4、实验表明：每种原子都有自己的特征谱线。（明线光谱中的亮线与吸收光谱中的暗线相对应,只是通常在吸收光谱中的暗线比明线光谱中的两线要少一些） 5、光谱分析原理：根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成。 6、连续光谱（带状光谱）：炽热的固体、液体或高压气体的光谱是连续光谱。 三、波尔模型 1、电子轨道量子化r=n 2r 1 , r 1=0.053nm ——针对原子的核式结构模型提出。 电子绕核旋转可能的轨道是分立的。 2、原子能量状态量子化（定态）假设——针对原子稳定性提出。 电子在不同的轨道对应原子具有不同的能量。原子只能处于一系列 不连续的能量状态中,这些状态中原子是稳定的,电子虽然绕核旋转, 但不向外辐射能量,这些状态叫定态。 取氢原子电离时原子能量为0,用定积分求得E 1= -13.6ev. 21n E E n =,E 1 = —13.6ev 3、原子跃迁假设（针对原子的线状谱提出） 电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时,会放出光子。 电子吸收光子时会从能量较低的定态轨道跃迁到能量较高的轨道。末初E -E hv =。 注：电子只吸收或发射特定频率的光子完成原子内的跃迁。如果要使电子电离,光子的能量 与氢原子能量之和大于等于零即可。 4、局限性 保留了经典粒子的观念,把电子的运动仍然看成经典力学描述下轨道运动,没有彻底摆脱经典理论的框架。→无法解释较为复杂原子的光谱。 5、现代原子模型： 电子绕核运动形成一个带负电荷的云团,对于具有波粒二象性的微观粒子,在一个确定时刻其空间坐标与动量不能同时测准,这是德国物理学家海森堡在1927年提出的著名的测不准原理。