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第一章动量守恒研究新课标要求（1）探究物体弹性碰撞的一些特点，知道弹性碰撞和非弹性碰撞；（2）通过实验，理解动量和动量守恒定律，能用动量守恒定律定量分析一维碰撞问题，知道动量守恒定律的普遍意义；例1：火箭的发射利用了反冲现象。
例2：收集资料，了解中子是怎样发现的。
讨论动量守恒定律在其中的作用。
（3）通过物理学中的守恒定律，体会自然界的和谐与统一。
第二节动量和动量定理三维教学目标1、知识与技能：知道动量定理的适用条件和适用范围；2、过程与方法：在理解动量定理的确切含义的基础上正确区分动量改变量与冲量；3、情感、态度与价值观：培养逻辑思维能力，会应用动量定理分析计算有关问题。
教学重点：动量、冲量的概念和动量定理。
教学难点：动量的变化。
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。
1、动量及其变化（1）动量的定义：物体的质量与速度的乘积，称为(物体的)动量。
记为p=mv 单位：kg·m/s读作“千克米每秒”。
理解要点：①状态量：动量包含了“参与运动的物质”与“运动速度”两方面的信息，反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态，具有瞬时性。
大家知道，速度也是个状态量，但它是个运动学概念，只反映运动的快慢和方向，而运动，归根结底是物质的运动，没有了物质便没有运动.显然地，动量包含了“参与运动的物质”和“运动速度”两方面的信息，更能从本质上揭示物体的运动状态，是一个动力学概念。
②矢量性：动量的方向与速度方向一致。
综上所述：我们用动量来描述运动物体所能产生的机械效果强弱以及这个效果发生的方向，动量的大小等于质量和速度的乘积，动量的方向与速度方向一致。
（2）动量的变化量：1、定义：若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p和p′，则称：△p= p′－p为物体在该过程中的动量变化。
2、指出：动量变化△p是矢量。
方向与速度变化量△v相同。
一维情况下：Δp=mΔυ= mυ2- mΔυ 1 矢量差例1：一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一个坚硬的障碍物后被弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的动量有没有变化？变化了多少？2、动量定理（1）内容：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化（2）公式：Ft ＝m'v－mv ＝'p－p让学生来分析此公式中各量的意义：其中F是物体所受合外力，mv是初动量，m'v是末动量，t是物体从初动量变化到末动量所需时间，也是合外力F作用的时间。
3放射性的应用、危害与防护[学习目标] 1.知道放射性的应用及放射性应用的形式.2.知道放射性的危害及对放射性的防护方法.一、放射性的应用放射性的应用主要表现在以下三个方面：一是利用射线的电离作用、穿透能力等特征,二是作为示踪原子,三是利用衰变特性.(1)利用射线的特性①α射线：α射线带电,利用其能量大、电离作用强的特性可制成静电消除器等.②β射线：利用β射线可穿过薄物或经薄物反射时,由透射或反射后的衰减程度来测量薄物的厚度或密度.③γ射线：由于γ射线穿透能力极强,可以利用γ射线探伤,也可以用于生物变异,在医学上可以用于肿瘤的治疗等.(2)作为示踪原子在某种元素里掺进一些该元素的放射性同位素,同位素和该元素经历的过程相同.用仪器探测出放射性同位素放出的射线,就可查明这种元素的行踪.(3)利用衰变特性C的放射性判断遗物的年代.在考古学中应用146二、放射性的危害与防护1.放射性污染的主要来源在自然界中,存在于人体身边的放射性来源众多,包括天然的和人工产生的.前者主要由两部分组成：一是来自地壳表面的天然放射性元素以及空气中氡等产生的放射线；二是来自空间的宇宙射线.人工放射线的来源主要是医疗、核动力以及核武器试验中的放射线.2.放射线对人体组织造成的伤害,主要是由于射线对原子和分子产生作用,这种作用将导致细胞损伤,甚至破坏人体DNA的分子结构.3.放射性的防护其基本方法有：(1)距离防护；(2)时间防护；(3)屏蔽防护；(4)仪器监测.[即学即用]判断下列说法的正误.(1)α射线和β射线都能用来消除静电.(×)(2)在技术上常用β射线穿过薄板后的衰减程度来测定薄板的厚度.(√)(3)β射线、γ射线都可以用来探视金属制品中的砂眼.(×)(4)医学上的放疗利用的是γ射线对癌细胞的杀伤作用.(√)(5)衰变和原子核的人工转变均满足质量数守恒和电荷数守恒.(√)(6)医学上利用射线进行放射治疗时,要控制好放射的剂量.(√)一、放射性同位素及其应用1.放射性同位素：具有放射性的同位素.分类：(1)天然放射性同位素.(2)人工放射性同位素.2.人工放射性同位素的发现(1)1934年,约里奥—居里夫妇发现经过α粒子轰击的铝片中含有放射性磷3015P.(2)发现磷同位素的方程42He＋2713Al―→3015P＋10n.3.人工放射性同位素的优点(1)资源丰富,应用广泛.(2)放射强度容易控制,可以制成各种所需的形状,废料容易处理.(3)现在凡是用到射线时,用的都是人工放射性同位素,而不用天然放射性物质.4.放射性同位素的主要作用(1)工业部门使用射线测厚度——利用γ射线的穿透特性.(2)农业应用——γ射线使种子的遗传基因发生变异,杀死使食物腐败的细菌、抑制蔬菜发芽、延长保存期等.(3)做示踪原子——利用放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质.(4)医学上——利用γ射线的高能量治疗癌症.例1正电子发射型计算机断层显像(PET)的基本原理是：将放射性同位素15O注入人体,参与人体的代谢过程.15O在人体内衰变放出正电子,与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子,被探测器探测到,经计算机处理后产生清晰的图像.根据PET原理,回答下列问题：(1)写出15O的衰变和正负电子湮灭的方程式.①________________________________________________________________________.②________________________________________________________________________.(2)将放射性同位素15O注入人体,15O的主要用途是()A.利用它的射线B.作为示踪原子C.参与人体的代谢过程D.有氧呼吸(3)PET中所选的放射性同位素的半衰期应__________.(填“长”“短”或“长短均可”)答案(1)①158O →157N＋0+1e②0+1e＋0-1e→2γ(2)B(3)短解析(1)由题意得①158O→157N＋0+1e,②0＋1e＋0－1e→2γ.(2)将放射性同位素15O注入人体后,由于它能放出正电子,并能与人体内的负电子产生一对光子,从而被探测器探测到,所以它的用途是作为示踪原子,B正确.(3)根据同位素的用途,为了减小对人体的伤害,半衰期应该短.针对训练1(多选)下列应用是把放射性同位素作为示踪原子的有()A.γ射线探伤仪B.利用含有放射性碘131的油,检测地下输油管的漏油情况C.利用钴60治疗肿瘤等疾病D.把含有放射性元素的肥料施给农作物,用检测放射性的办法确定放射性元素在农作物内转移和分布情况,找出合理施肥的规律答案BD二、放射性的污染与防护例2核能是一种高效的能源.(1)在核电站中,为了防止放射性物质泄漏,核反应堆有三道防护屏障：燃料包壳、压力壳和安全壳如图1甲所示.结合图乙可知,安全壳应当选用的材料是________.图1(2)核反应堆中的核废料具有很强的放射性,目前常用的处理方法是将其装入特制的容器中,然后()A.沉入海底B.放至沙漠C.运到月球D.深埋地下(3)图丙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章,通过照相底片被射线感光的区域,可以判断工作人员受到何种辐射,当胸章上1 mm铝片和3 mm铝片下的照相底片被感光,而铅片下的照相底片未被感光时,结合图丙分析可知工作人员受到了________射线的辐射；当所有照相底片被感光时,工作人员受到了________射线的辐射.答案(1)混凝土(2)D(3)βγ针对训练2(多选)联合国环境规划署对科索沃地区的调查表明,北约对南联盟的轰炸中,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,而且残留物会长期危害环境,下列关于残留物长期危害环境的理由,正确的是()A.爆炸后的弹片存在放射性,对环境产生长期危害B.爆炸后的弹片不会对人体产生危害C.铀235的衰变速度很快D.铀238的半衰期很长答案AD1.(放射性同位素)(多选)有关放射性同位素3015P的下列说法,正确的是()A.3015P与4014X互为同位素B.3015P与其同位素有相同的化学性质C.用3015P制成化合物后它的半衰期变长D.3015P能释放正电子,可用作示踪原子,观察磷肥对植物的影响答案BD解析同位素具有相同的质子数,不同的质量数,故A错；同位素具有相同的化学性质,故B对；半衰期与物理状态、化学状态无关,故C错；3015P为放射性同位素,可用作示踪原子,故D对. 2.(放射性同位素的应用)用人工方法得到放射性同位素,这是一个很重要的发现,天然的放射性同位素不过40多种,而今天人工制造的放射性同位素已达1 000多种,每种元素都有放射性同位素.放射性同位素在工业、农业、医疗卫生和科学研究的许多方面得到了广泛的应用.(1)带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失.其原因是()A.射线的贯穿作用B.射线的电离作用C.射线的物理、化学作用D.以上三个选项都不是(2)图2是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图.如果工厂生产的是厚度为1毫米的铝板,在α、β、γ三种射线中,你认为对铝板的厚度控制起主要作用的是__________射线.图2(3)在我国首先用人工方法合成牛胰岛素时,需要证明人工合成的牛胰岛素结晶跟天然牛胰岛素的结晶是同一种物质,为此曾采用放射性同位素14C做________.答案(1)B(2)β(3)示踪原子一、选择题考点一放射性同位素的应用1.(多选)关于放射性同位素,以下说法正确的是()A.放射性同位素与放射性元素一样,都具有一定的半衰期,衰变规律一样B.放射性同位素衰变可生成另一种新元素C.放射性同位素只能是天然衰变时产生的,不能用人工方法制得D.以上说法均不对答案AB解析放射性同位素也具有放射性,半衰期也不受物理和化学因素的影响,衰变后形成新的原子核,选项A、B正确；大部分放射性同位素都是人工转变后获得的,C、D错误.2.在工业生产中,某些金属材料内部出现的裂痕是无法直接观察到的,如果不能够发现它们,可能会给生产带来极大的危害.自从发现放射线后,则可以利用放射线进行探测,这是利用了()A.原子核在α衰变中产生的42HeB.β射线的带电性质C.γ射线的穿透本领D.放射性元素的示踪本领答案 C解析γ射线的穿透本领较强,可以用来进行金属探伤,故正确答案为C.3.关于放射性同位素的应用,下列说法中正确的有()A.放射性改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电,从而达到消除有害静电的目的B.利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤,也能进行人体的透视C.利用γ射线照射作物种子使其DNA发生变异,其结果一定是更优秀的品种D.用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量,以免对人体正常组织造成太大的伤害答案 D解析利用放射线消除有害静电是利用放射线的电离性,使空气分子电离成为导体,将静电消除.γ射线对人体细胞伤害太大,不能用来进行人体透视.作物种子发生的DNA突变不一定都是有益的,还要经过筛选才能培育出优良品种.用γ射线治疗肿瘤对人体肯定有副作用,因此要科学地控制剂量.4.(多选)放射性同位素钴60能放出较强的γ射线,其强度容易控制,这使得γ射线得到广泛应用.下列选项中,属于γ射线的应用的是()A.医学上制成γ刀,无需开颅即可治疗脑肿瘤B.机器运转时常产生很多静电,用γ射线照射机器可将电荷导入大地C.铝加工厂将接收到的γ射线信号输入计算机,可对薄铝板的厚度进行自动控制D.用γ射线照射草莓、荔枝等水果,可延长保存期答案AD解析γ射线的电离作用很弱,不能使空气电离成为导体,B错误；γ射线的穿透能力很强,薄铝板的厚度变化时,接收到的信号强度变化很小,不能控制铝板厚度,C错误.5.(多选)近几年,我国北京、上海、山东、洛阳、广州等地从国外引进了十多台γ刀,治疗患者5 000余例,效果极好,成为治疗脑肿瘤的最佳仪器,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”.γ刀治疗脑肿瘤主要是利用()A.γ射线具有很强的贯穿本领B.γ射线具有很强的电离作用C.γ射线具有很高的能量D.γ射线能很容易地绕过阻碍物答案AC解析γ射线是一种波长很短的电磁波,具有较高的能量,它的贯穿本领很强,甚至可以穿透几厘米厚的铅板,但它的电离作用很小.γ刀治疗肿瘤时,通常是同时用多束γ射线,使它们穿透脑颅和健康区域在病灶处会聚,利用γ射线的高能量杀死肿瘤细胞.故选项A、C正确.6.某校学生在进行社会综合实践活动时,收集列出了一些放射性同位素的半衰期和可供利用的射线(见下表),并总结出它们的几种用途.根据上表请你分析判断下面结论正确的是()A.塑料公司生产聚乙烯薄膜,方法是让较厚的聚乙烯膜通过轧辊后变薄,利用α射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀B.钴60的半衰期为5年,若取4个钴60原子核,经10年后就一定剩下一个原子核C.把放射性元素钋210掺杂到其他稳定元素中,放射性元素的半衰期变短D.用锝99可以作示踪原子,用来诊断人体内的器官是否正常.方法是给被检查者注射或口服附有放射性同位素的元素的某些物质,当这些物质的一部分到达要检查的器官时,可根据放射性同位素的射线情况分析器官正常与否答案 D解析因为α射线不能穿透薄膜,无法测量薄膜的厚度,所以A错误；半衰期是对大量原子核的统计规律,对少数原子核不适用,且与元素所处的物理、化学状态无关,B、C错误；检查时,要在人体外探测到体内辐射出来的射线,而又不能让放射性物质长期留在体内,所以应选取锝99作为放射源,D正确.考点二作为示踪原子7.医学界通过14C标记的C60发现一种C60的羧酸衍生物,在特定条件下可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖,则14C的用途是()A.示踪原子B.电离作用C.催化作用D.贯穿作用答案 A解析用14C标记C60来查明元素的行踪,发现可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖,因此14C的作用是做示踪原子,故选项A正确.8.(多选)放射性同位素被用作示踪原子,主要是因为()A.放射性同位素不改变其化学性质B.放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多C.半衰期与元素所处的物理、化学状态无关D.放射性同位素容易制造答案ABC9.(多选)关于放射性同位素的应用,下列说法中正确的是()A.利用γ射线使空气电离,把静电荷消除B.利用α射线照射植物的种子,使产量显著增加C.利用γ射线来治肺癌、食道癌D.利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同,作为示踪原子答案CD10.(1)1992年1月初,美国前总统老布什应邀访日,在欢迎宴会上,突然发病昏厥.日本政府将他急送回国,回国后医生用123I进行诊断,通过体内跟踪,迅速查出病因.这是利用了123I所放出的()A.热量B.α射线C.β射线D.γ射线(2)美国医生使用123I对老布什诊断,使其很快恢复健康.可知123I的特性是()A.半衰期长,并可迅速从体内消除B.半衰期长,并可缓慢从体内消除C.半衰期短,并可迅速从体内消除D.半衰期短,并可缓慢从体内消除答案(1)D(2)C解析(1)在α射线、β射线、γ射线中,γ射线穿透本领最大.(2)123I的半衰期较短,可以迅速从体内消除,不至于因为长时间辐射而对身体造成损害.二、非选择题11.(放射性同位素的应用)1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒,并由吴健雄用6027Co的衰变来验证,其核反应方程是6027Co→A Z Ni＋0－1e＋νe.其中νe是反中微子,它的电荷量为零,静止质量可认为是零.(1)在上述衰变方程中,衰变产物A Z Ni的质量数A是________,核电荷数Z是________.(2)在衰变前6027Co核静止,根据云室照片可以看出,衰变产物Ni和0－1e的运动径迹不在一条直线上,如果认为衰变产物只有Ni和0－1e,那么衰变过程将违背________守恒定律.(3)6027Co是典型的γ放射源,可用于作物诱变育种.我国应用该方法培育出了许多农作物新品种,如棉花高产品种“鲁棉1号”,年种植面积曾达到3 000多万亩,在我国自己培育的棉花品种中栽培面积最大.γ射线处理作物后主要引起________,从而产生可遗传的变异.答案(1)6028(2)动量(3)基因突变解析(1)根据质量数和电荷数守恒,核反应方程为：6027Co→6028Ni＋0－1e＋νe,由此得出A＝60,Z＝28.(2)衰变过程遵循动量守恒定律.原来静止的核动量为零,分裂成两个粒子后,这两个粒子的动量和应该还是零,则两粒子径迹必在同一直线上.现在发现Ni和0－1e的运动径迹不在同一直线上,如果认为衰变产物只有Ni和0－1e,就一定会违背动量守恒定律.(3)用γ射线照射种子,会使种子的遗传基因发生突变,有可能成为新的优良品种.12.(放射性同位素)1934年,约里奥—居里夫妇在用α粒子轰击铝箔时,除了测到预料中的中子外,还探测到了正电子.正电子的质量跟电子的质量相同,带一个单位的正电荷,跟电子的电性正好相反,是电子的反粒子.更意外的是,拿走α放射源以后,铝箔虽不再发射中子,但仍然继续发射正电子,而且这种放射性也有一定的半衰期.原来,铝箔被α粒子击中后发生了如下反应：2713Al ＋42He→3015P＋10n,这里的3015P就是一种人工放射性同位素,正电子就是它衰变过程中放射出来的.(1)写出放射性同位素3015P放出正电子的核反应方程；(2)放射性同位素3015P放出正电子的衰变称为正β衰变,我们知道原子核内只有中子和质子,那么正β衰变中的正电子从何而来？答案(1)3015P→3014Si＋0＋1e(2)正电子是原子核内的一个质子转换成一个中子放出的解析(1)核反应方程为3015P→3014Si＋0+1e.(2)原子核内只有质子和中子,没有电子,也没有正电子,正β衰变是原子核内的一个质子转换成一个中子,同时放出正电子,核反应方程为11H→10n＋0+1e.。
3光谱氢原子光谱[学习目标] 1.知道什么是光谱,能说出连续谱和线状谱的区别.2.能记住氢原子光谱的实验规律.3.了解光谱分析在科技与生活中的应用.一、光谱与光谱的几种类型1.光谱(1)光谱：复色光通过棱镜分光后,分解为一系列单色光,而且按波长长短的顺序排列成一条光带,称为光谱.(2)光谱线：每一波长的单色光在光谱中形成一条亮线,称为光谱线.2.光谱的类型(1)发射光谱①连续谱：连续分布着的包含着由波长连续分布的各种色光的光谱.②明线光谱：在光谱中出现的由一些彩色亮线组成的光谱,每一条亮线称为光谱线.不同原子的明线光谱是不同的.③发射光谱：连续谱和明线光谱都是由发光物质直接产生的光谱,所以也称为发射光谱.(2)吸收光谱：让高温光源发出的白光通过温度较低的钠的蒸气,在连续谱的背景下有一些暗线,这是由于高温钠盐产生的蒸气吸收了白光中的一些特定频率的光而形成的谱线,称为吸收光谱.(3)原子光谱：①线状谱：同一原子的发射光谱和吸收光谱都是分立的谱线,称为线状谱.②原子光谱：同一种原子的发射和吸收的线状谱位置相同,不同原子的线状谱位置不同(填“相同”或“不同”),说明不同原子的发光频率不同,这样的谱线称为原子光谱.二、光谱分析的应用1.光谱分析：由于原子发光的频率只与原子结构有关,因此可以把某种原子的光谱当作该原子的“指纹”,用来鉴别物质的化学组成中是否存在这种原子,含量的多少等,这种方法叫做光谱分析.2.光谱分析的特点：极为灵敏,它可以在不破坏、不接触研究对象的情况下,获取其内部信息.3.光谱分析的应用：利用光谱分析,可以发现许多元素,比如准确推测出了太阳的元素组成；在医学、食品检测等方面也有重要应用.三、氢原子光谱1.广义巴尔末公式：1λ＝R H (1m 2－1n 2)(m ＝1,2,3…；n ＝m ＋1,m ＋2,m ＋3…),其中R H 叫做里德伯常量.2.1895年,里德伯将巴尔末公式写为1λ＝R H (122－1n 2)(n ＝3,4,5,6…). [即学即用] 判断下列说法的正误.(1)各种原子的发射光谱都是线状谱,并且只能发出几种特定频率的光.( √ )(2)可以利用光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分.( √ )(3)巴尔末公式中的n 既可以取整数也可以取小数.( × )(4)在紫外区和红外区发现了一些新的氢原子谱线系,如赖曼系、帕邢系、布喇开系,也符合巴尔末公式的简洁和优美.( √ )一、光谱和光谱分析[导学探究] 如图1所示,使用分光镜,分组进行下面的活动.图1活动1：让白炽灯发出的强光通过一个狭缝进入分光镜,记录观察到的现象.活动2：在暗室中点燃酒精灯,在火焰上撒一些钠盐,使用分光镜观察火焰,记录观察到的现象. 活动3：用弧光灯发出的白光,照射钠蒸气(在酒精灯的灯芯上撒上一些钠盐,钠盐受热分解产生钠蒸气),用分光镜观察通过钠蒸气后的强光,记录观察到的现象.在以上三个活动中,你所观察到的光谱有什么不同？答案 在活动1中,观察到的是连续彩色光带,这种光谱称为连续谱,它是由波长连续分布的光组成的.在活动2中,可以观察到在光谱中出现一些彩色亮线.在活动3中,可以观察到在连续的彩色背景下有一些暗线.[知识深化]1.光谱的分类光谱⎩⎨⎧ 发射光谱⎩⎪⎨⎪⎧ 连续谱线状谱吸收光谱2.几种光谱的比较3.太阳光谱(1)太阳光谱的特点：在连续谱的背景上出现一些不连续的暗线,是一种吸收光谱.(2)对太阳光谱的解释：阳光中含有各种颜色的光,但当阳光透过太阳的高层大气射向地球时,太阳高层大气中含有的元素会吸收它自己特征谱线的光,然后再向四面八方发射出去,到达地球的这些谱线看起来就暗了,这就形成了明亮背景下的暗线.4.原子光谱：对于同一种原子,线状谱的位置相同,不同原子的谱线位置不同,这样的谱线叫原子光谱,它只决定于原子的内部结构,也称为原子的特征谱线.5.光谱分析可用于光谱分析的光谱：明线光谱和吸收光谱.例1 (多选)下列关于光谱和光谱分析的说法中,正确的是( )A.太阳光谱和白炽灯光谱都是线状谱B.煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱C.进行光谱分析时,可以用线状谱,不能用连续谱D.我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分答案 BC解析 太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续谱经过太阳大气层时产生的吸收光谱,正是太阳发出的光谱被太阳大气层中存在的对应元素吸收所致,白炽灯发出的是连续谱,选项A 错误；月球本身不会发光,靠反射太阳光才能使我们看到它,所以不能通过光谱分析鉴别月球的物质成分,选项D 错误；光谱分析只能是线状谱或吸收光谱,连续谱是不能用来进行光谱分析的,选项C 正确；煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱,选项B 正确. 针对训练1 关于光谱,下列说法正确的是( )A.一切光源发出的光谱都是连续谱B.一切光源发出的光谱都是线状谱C.稀薄气体发出的光谱是线状谱D.做光谱分析时,利用连续谱和线状谱都可以鉴别物质和确定物质的组成成分答案 C解析 物体发光的发射光谱分为连续谱和线状谱,A 、B 错；做光谱分析可使用吸收光谱,也可以使用线状谱,D 错,C 对.二、氢原子光谱的实验规律及应用1.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.2.巴尔末公式(1)巴尔末对氢原子光谱的谱线进行研究得到了公式：1λ＝R H (122－1n 2)(n ＝3,4,5,…),该公式称为巴尔末公式.(2)巴尔末公式说明氢原子光谱的波长只能取分立值,不能取连续值.巴尔末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状谱,即辐射波长的分立特征.3.其他谱线：除了巴尔末系,氢原子光谱在红外区和紫外区的其他谱线,也都满足与巴尔末公式类似的关系式.例2 (多选)下列关于巴尔末公式1λ＝R H (122－1n 2)的理解,正确的是( ) A.此公式是巴尔末在研究氢原子光谱特征时发现的B.公式中n 可取任意值,故氢原子光谱是连续谱C.公式中n 只能取大于或等于3的整数值,故氢原子光谱是线状谱D.公式不但适用于氢原子光谱的分析,也适用于其他原子光谱的分析答案 AC解析 此公式是巴尔末在研究氢原子光谱在可见光区的四条谱线中得到的,只适用于氢原子光谱的分析,A 对,D 错；公式中n 只能取大于等于3的整数,λ不能连续取值,故氢原子光谱是线状谱,B 错,C 对.针对训练2 氢原子光谱巴尔末系最小波长与最大波长之比为( )A.59B.49C.79D.29答案 A解析 由巴尔末公式1λ＝R H ⎝⎛⎭⎫122－1n 2,n ＝3,4,5,… 当n →∞时,有最小波长λ1,1λ1＝R H 122, 当n ＝3时,有最大波长λ2,1λ2＝R H ⎝⎛⎭⎫122－132, 得λ1λ2＝59.1.(原子光谱的产生)(多选)下列光谱中属于原子光谱的是( )A.太阳光谱B.放电管中稀薄汞蒸气产生的光谱C.白炽灯的光谱D.酒精灯中燃烧的钠蒸气所产生的光谱答案 BD解析 放电管中稀薄汞蒸气产生的光谱、酒精灯中燃烧的钠蒸气产生的光谱分别是由汞蒸气、钠蒸气发光产生的,均是原子光谱,故选项B 、D 对.2.(光谱的理解)(多选)关于光谱,下列说法中正确的是( )A.炽热的液体发射连续谱B.线状谱和吸收光谱都可以对物质进行光谱分析C.太阳光谱中的暗线说明太阳中缺少与这些暗线相对应的元素D.发射光谱一定是连续谱答案 AB解析 炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续谱,故A 正确；线状谱和吸收光谱都可以用来进行光谱分析,B 正确；太阳光谱中的暗线说明太阳大气中含有与这些暗线相对应的元素,C 错误；发射光谱分为连续谱和线状谱,D 错误.3.(光谱分析)利用光谱分析的方法能够鉴别物质和确定物质的组成成分,关于光谱分析下列说法正确的是( )A.利用高温物体的连续谱就可鉴别其组成成分B.利用物质的线状谱就可鉴别其组成成分C.高温物体发出的光通过物质后的光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分D.同一种物质的线状谱与吸收光谱上的暗线由于光谱的不同,它们没有关系答案 B解析由于高温物体的光谱包括了各种频率的光,与其组成成分无关,A错误；某种物质发光的线状谱中的亮线是与某种原子发出的某频率的光有关,通过这些亮线与原子的特征谱线对照,即可确定物质的组成成分,B正确；高温物体发出的光通过物质后某些频率的光被吸收而形成暗线,这些暗线由所经过的物质决定,C错误；某种物质发出某种频率的光,当光通过这种物质时它也会吸收这种频率的光,因此线状谱中的亮线与吸收光谱中的暗线相对应,D错误.4.(氢原子光谱的实验规律)(多选)巴尔末通过对氢原子光谱的研究总结出巴尔末公式1λ＝R H(122－1n2),n＝3,4,5,…对此,下列说法正确的是()A.巴尔末依据核式结构理论总结出巴尔末公式B.巴尔末公式反映了氢原子发光的连续性C.巴尔末依据氢原子光谱的分析总结出巴尔末公式D.巴尔末公式反映了氢原子发光的分立性,其波长的分立值并不是人为规定的答案CD解析巴尔末公式是根据氢原子光谱总结出来的.氢原子光谱的不连续性反映了氢原子发光的分立性,即辐射波长的分立特征,选项C、D正确.考点一光谱和光谱分析1.(多选)下列物质中产生线状谱的是()A.炽热的钢水B.发光的日光灯管C.点燃的蜡烛D.极光答案BD解析炽热的钢水、点燃的蜡烛能产生连续谱,发光的日光灯管能产生水银蒸气的线状谱,极光是宇宙射线激发的气体发光,能产生线状谱.选项B、D正确.2.太阳的连续谱中有许多暗线,它们对应着某些元素的特征谱线.产生这些暗线的原因是()A.太阳表面大气层中缺少相应的元素B.太阳内部缺少相应的元素C.太阳表面大气层中存在着相应的元素D.太阳内部存在着相应的元素答案 C解析太阳内部进行着激烈的热核反应,它发出的连续谱经过温度比较低的太阳大气层时产生吸收光谱,我们通过对太阳光谱中暗线的分析,把它跟各种原子的特征谱线对照,就知道太阳大气层中含有氢、氮、氦、碳、镁、硅、钙、钠等几十种元素.因此正确答案为C.3.对原子光谱,下列说法错误的是()A.原子光谱是不连续的B.由于原子都是由原子核和电子组成的,所以各种原子的原子光谱是相同的C.各种原子的原子结构不同,所以各种原子的原子光谱也不相同D.分析物质发光的光谱可以鉴别物质中含哪些元素答案 B解析原子光谱为线状谱,A正确；各种原子都有自己的特征谱线,B错误,C正确；据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成,D正确.4.(多选)下列关于光谱的说法正确的是()A.连续谱就是由连续发光的物体产生的光谱,线状谱是线状光源产生的光谱B.通过对连续谱的光谱分析,可鉴定物质成分C.连续谱包括一切波长的光,线状谱只包括某些特定波长的光D.通过对线状谱的明线光谱分析或吸收光谱的暗线分析,可鉴定物质成分答案CD解析连续谱是指光谱由连续分布的一切波长的光组成的,而不是指光源是连续的.连续谱是由炽热固体、液体及高压气体发光产生的,线状谱是指光谱是由一些不连续的亮线组成的,由稀薄气体或金属蒸气所发出的光产生,而不是指光源是线状的,A错,C对；光谱分析是根据不同原子都有自己的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分的方法,连续谱含有一切波长的光,不是原子的特征谱线,不能用来进行光谱分析,而线状谱和吸收光谱都是原子自身的特征谱线,所以可以用来进行光谱分析,鉴定物质成分,其优点是灵敏度高,在发现和鉴定元素上有着重大的意义,B错,D对.5.如图1甲所示的a、b、c、d为四种元素的特征谱线,图乙是某矿物的线状谱,通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为()图1A.a元素B.b元素C.c元素D.d元素答案 B解析 由矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行对照,b 元素的谱线在该线状谱中不存在,故B 正确.与几个元素的特征谱线不对应的线说明该矿物中还有其他元素.6.(多选)下列关于光谱的说法正确的是( )A.炽热固体、液体和高压气体发出的光形成连续谱B.各种原子的线状谱中的亮线和它的吸收光谱中的暗线是一一对应的C.气体发出的光只能产生线状谱D.甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质的吸收光谱答案 AB解析 吸收光谱中的暗线与线状谱中的亮线是一一对应的,所以B 正确.炽热的固体、液体和高压气体发光形成连续谱,稀薄气体发光形成线状谱,故A 正确,C 错误.甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气后,得到的是乙物质的吸收光谱,D 错误.考点二 氢原子光谱的实验规律7.下列对氢原子光谱实验规律的认识中,正确的是( )A.因为氢原子核外只有一个电子,所以氢原子只能产生一种波长的光B.氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线C.氢原子产生的光谱是一系列亮度不连续的谱线D.氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱有关答案 B解析 氢原子光谱是线状谱,波长是一系列不连续的、分立的特征谱线,并不是只含有一种波长的光,也不是亮度不连续的谱线,B 对,A 、C 错；氢原子光谱是氢原子的特征谱线,只要是氢原子发出的光的光谱就相同,与放电管的放电强弱无关,D 错.8.氢原子光谱的巴尔末系中波长最长的光波的光子能量为E 1,其次为E 2,则E 1E 2为( ) A.2027 B.2720 C.23 D.32答案 A解析 由1λ＝R H ⎝⎛⎭⎫122－1n 2得：当n ＝3时, 波长最长,1λ1＝R H ⎝⎛⎭⎫122－132, 当n ＝4时,波长次之,1λ2＝R H ⎝⎛⎭⎫122－142, 解得：λ1λ2＝2720,由E ＝h c λ得：E 1E 2＝λ2λ1＝2027.9.(多选)关于经典电磁理论与氢原子光谱之间的关系,下列说法正确的是()A.经典电磁理论很容易解释原子的稳定性B.根据经典电磁理论,电子绕原子核转动时,电子会不断释放能量,最后被吸附到原子核上C.根据经典电磁理论,原子光谱应该是连续的D.氢原子光谱彻底否定了经典电磁理论答案BC解析根据经典电磁理论：电子绕原子核转动时,电子会不断释放能量,最后被吸附到原子核上,原子不应该是稳定的,并且发射的光谱应该是连续的.氢原子光谱并没有完全否定经典电磁理论,而是引入了新的概念.故正确答案为B、C.。
章末总结一、对核反应方程及类型的理解1.核反应的四种类型2.核反应方程式的书写(1)熟记常见基本粒子的符号是正确书写核反应方程的基础.如质子(11H)、中子(10n)、α粒子(42He)、β粒子(0－1e)、正电子( 0+1e)、氘核(21H)、氚核(31H)等.(2)掌握核反应方程遵循的规律是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据,由于核反应不可逆,所以书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向. (3)核反应过程中质量数守恒,电荷数守恒.例1 (多选)能源是社会发展的基础,发展核能是解决能源问题的途径之一.下列释放核能的反应方程中,表述正确的是( )A.42He ＋2713Al ―→3015P ＋10n 是原子核的人工转变B.31H ＋11H ―→42He ＋γ是核聚变反应C.19 9F ＋11H ―→16 8O ＋42He 是α衰变 D.235 92U ＋10n ―→9038Sr ＋136 54Xe ＋1010n 是裂变反应答案 ABD解析 A 是原子核的人工转变的反应方程式；B 是聚变的核反应方程式；C 并不是α衰变,而是人工转变,衰变是自发进行的,不受外界因素的影响；D 是裂变的核反应方程式.故A 、B 、D 正确.针对训练1 在下列四个核反应方程式中,X 表示中子的是______,属于原子核的人工转变的是________.A.14 7N ＋42He ―→17 8O ＋XB.2713Al ＋42He ―→3015P ＋XC.21H ＋31H ―→42He ＋XD.235 92U ＋X ―→9038Sr ＋136 54Xe ＋10X答案 BCD AB解析 不管是什么类型的核反应,都遵守电荷数守恒和质量数守恒,对A,未知粒子的质量数为14＋4－17＝1,电荷数为7＋2－8＝1,即未知粒子是质子(11H)；对B,未知粒子的质量数为27＋4－30＝1,电荷数为13＋2－15＝0,所以X 是中子(10n)；对C,未知粒子的质量数为2＋3－4＝1,电荷数为：1＋1－2＝0,X 也是中子(10n)；对D,未知粒子质量数为235－90－1369＝1,电荷数为38＋54－92＝0,X 也是中子(10n),故方程中X 是中子的核反应为B 、C 、D,其中A 、B 为原子核的人工转变.二、半衰期及衰变次数的计算1.半衰期：大量放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间. 计算公式：N 余＝N 原(12)n 或m 余＝m 原(12)n ,其中n ＝tT 1/2,T 1/2为半衰期.2.确定衰变次数的方法(1)A Z X →A ′Z ′Y ＋n 42He ＋m－1e根据质量数、电荷数守恒得 A ＝A ′＋4n Z ＝Z ′＋2n －m两式联立求解得α衰变次数n 和β衰变次数m . (2)根据α衰变和β衰变(β衰变质量数不变)直接求解. 例2 (多选)关于天然放射现象,以下叙述正确的是( ) A.若使放射性物质的温度升高,其半衰期将变长B.β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的C.在α、β、γ这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,α射线的电离能力最强D.铀核(238 92U)衰变为铅核(206 82Pb)的过程中,要经过8次α衰变和6次β衰变答案 CD解析 半衰期的时间与元素的物理状态无关,若使某放射性物质的温度升高,其半衰期不变,故A 错误；β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生的,故B 错误；在α、β、γ这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,α射线的电离能力最强,故C 正确；铀核(238 92U)衰变为铅核(206 82Pb)的过程中,每经过一次α衰变质子数少2,质量数少4；而每经过一次β衰变质子数增加1,质量数不变；由质量数和核电荷数守恒,可知要经过8次α衰变和6次β衰变,故D 正确.针对训练2 放射性元素238 92U 衰变有多种可能途径,其中一种途径是先变成210 83Bi,而210 83Bi 可以经一次衰变变成210 a X(X 代表某种元素),也可以经一次衰变变成 b 81Tl,210 a X 和 b 81Tl 最后都变成206 82Pb,衰变路径如图1所示.则( )图1A.a ＝82,b ＝211B.210 83Bi ―→210 a X 是β衰变,210 83Bi ―→ b 81Tl 是α衰变C.210 83Bi ―→210 a X 是α衰变,210 83Bi ―→ b 81Tl 是β衰变D.b81Tl经过一次α衰变变成20682Pb答案 B解析由21083Bi―→210a X,质量数不变,说明发生的是β衰变,同时知a＝84.由21083Bi―→b81Tl,核电荷数减2,说明发生的是α衰变,同时知b＝206,故20681Tl―→20682Pb发生了一次β衰变.故选B.三、核能的计算1.利用质能方程来计算核能(1)根据核反应方程,计算核反应前与核反应后的质量亏损Δm.(2)根据爱因斯坦质能方程E＝mc2或ΔE＝Δmc2计算核能.方程ΔE＝Δmc2中若Δm的单位用“kg”、c的单位用“m/s”,则ΔE的单位为“J”；若Δm的单位用“u”,可直接用质量与能量的关系式推算ΔE,此时ΔE的单位为“兆电子伏(MeV)”,即 1 u＝1.66×10－27kg,相当于931.5 MeV,即原子质量单位1 u对应的能量为931.5 MeV,这个结论可在计算中直接应用.2.利用平均结合能来计算核能原子核的结合能＝核子的平均结合能×核子数.核反应中反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差,就是该次核反应所释放(或吸收)的核能.例3已知氘核的平均结合能为1.1 MeV,氦核的平均结合能为7.1 MeV,则两个氘核结合成一个氦核时()A.释放出4.9 MeV的能量B.释放出6.0 MeV的能量C.释放出24.0 MeV的能量D.吸收4.9 MeV的能量答案 C解析依据题意可写出两个氘核结合成一个氦核的核反应方程为21H＋21H→42He,因氘核的平均结合能为 1.1 MeV,氦核的平均结合能为7.1 MeV,故释放的核能为ΔE＝4×7.1 MeV－2×2×1.1 MeV＝24.0 MeV,故选C.例4用中子轰击锂核(63Li)发生核反应,生成氚核(31H)和α粒子,并放出4.8 MeV的能量.已知1 u相当于931.5 MeV的能量.(1)写出核反应方程；(2)求出质量亏损；(3)若中子和锂核是以等大反向的动量相碰,且核反应释放的能量全部转化为新生核的动能,则氚核和α粒子的动能比是多少？答案(1)63Li＋10n→31H＋42He＋4.8 MeV(2)0.005 2 u(3)4∶3解析(1)核反应方程为63Li＋10n→31H＋42He＋4.8 MeV.(2)依据ΔE ＝Δmc 2得,Δm ＝4.8931.5u ≈0.005 2 u.(3)根据题意有m 氚v 氚＋m αv α＝0,由上式及动能E k ＝p 22m ,可得它们的动能之比为E k 氚∶E kα＝p 22m 氚∶p 22m α＝m α∶m 氚＝4∶3.。
