高考物理一輪復(fù)習(xí)選修3動(dòng)量守恒定律波粒二象性原子結(jié)構(gòu)和原子核第3講原子結(jié)構(gòu)和原子核ppt課件

《高考物理一輪復(fù)習(xí)選修3動(dòng)量守恒定律波粒二象性原子結(jié)構(gòu)和原子核第3講原子結(jié)構(gòu)和原子核ppt課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理一輪復(fù)習(xí)選修3動(dòng)量守恒定律波粒二象性原子結(jié)構(gòu)和原子核第3講原子結(jié)構(gòu)和原子核ppt課件（77頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第3講 原子結(jié)構(gòu) 原子核,原子物理知識(shí)結(jié)構(gòu),1原子的核式結(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)粒子散射實(shí)驗(yàn)：19091911年，英國(guó)物理學(xué)家_和他的助手進(jìn)行了用粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)粒子穿過(guò)金箔后基本上仍沿_方向前進(jìn)，但有少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90，也就是說(shuō)它們幾乎被“撞”了回來(lái),氫原子光譜 氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)、能級(jí)公式 (考綱要求 ),湯姆孫,盧瑟福,原來(lái),(3)原子的核式結(jié)構(gòu)模型：在原子中心有一個(gè)很小的核，原子全部的 和幾乎全部 都集中在核里，帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn) 2光譜 (1)光譜 用光柵或棱鏡可以把光按波長(zhǎng)展開(kāi)，獲得光的 (頻率)和強(qiáng)度分布的記錄，即光譜,正電荷,質(zhì)量,波長(zhǎng),亮線 或暗線,光帶,3玻爾理論 (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),不連續(xù),穩(wěn)定,EmEn,(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)原子的定態(tài)是 的，因此電子的可能軌道也是 的 4氫原子的能級(jí)、能級(jí)公式 (1)氫原子的能級(jí) 能級(jí)圖如圖31所示,不連續(xù),不連續(xù),圖31,判斷正誤，正確的劃“”，錯(cuò)誤的劃“” (1)盧瑟福做粒子散射實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)粒子絕大多數(shù)穿過(guò)只有少數(shù)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn) ( ) (2)粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上 ( ) (3)氫原子由能量為En的定態(tài)向低能級(jí)躍遷時(shí)，氫原子輻射的光子能量為hEn. (4)氫原子吸收光子后，將從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷( ) 答案 (1) (2) (3) (4),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 (1)天然放射現(xiàn)象 元素 地放出射線的現(xiàn)象，首先由貝可勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明 具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu),原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期 放射性同位素 (考綱要求 ),質(zhì)子,質(zhì)子數(shù),自發(fā),原子核,(2)放射性和放射性元素 物質(zhì)發(fā)射某種看不見(jiàn)的射線的性質(zhì)叫 具有放射性的元素叫 元素 (3)三種射線：放射性元素放射出的射線共有三種，分別是_、 、 (4)放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù) 放射性同位素：有 放射性同位素和 放射性同位素兩類，放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同 應(yīng)用：消除靜電、工業(yè)探傷、作 等 防護(hù)：防止放射性對(duì)人體組織的傷害,放射性,放射性,射線,射線,射線,天然,人工,示蹤原子,原子核,原子核,半數(shù),物理,化學(xué)狀態(tài),1. 核力 (1)定義： 原子核內(nèi)部，核子間所特有的相互作用力 (2)特點(diǎn)： 核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)； 核力是短程力，作用范圍在1.51015m之內(nèi)； 每個(gè)核子只跟它的相鄰核子間才有核力作用,核力、結(jié)合能、質(zhì)量虧損 (考綱要求 ),2結(jié)合能 核子結(jié)合為原子核時(shí) 的能量或原子核分解為核子時(shí)_的能量，叫做原子核的結(jié)合能，亦稱核能 3比結(jié)合能 (1)定義： 原子核的結(jié)合能與 之比，稱做比結(jié)合能，也叫平均結(jié)合能,釋放,吸收,核子數(shù),(2)特點(diǎn)： 不同原子核的比結(jié)合能不同，原子核的比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越 4質(zhì)能方程、質(zhì)量虧損 愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程E ，原子核的質(zhì)量必然比組成它的核子的質(zhì)量和要小m，這就是質(zhì)量虧損由質(zhì)量虧損可求出釋放的核能E .,穩(wěn)定,mc2,mc2,裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)、裂變反應(yīng)堆核反應(yīng)方程 (考綱要求 ),大于等于,3,質(zhì)量較大,熱核反應(yīng),2核反應(yīng)的四種類型,判斷正誤，正確的劃“”，錯(cuò)誤的劃“” (1)發(fā)生衰變時(shí)，新核的核電荷數(shù)不變 ( ) (2)核力是弱相互作用，作用力很小 ( ) (3)氡的半衰期為3.8天，若取4個(gè)氡原子核，經(jīng)7.6天后就剩下一個(gè)原子核了 ( ) (4)核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒；遵循電荷數(shù)守恒 ( ) (5)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程反映了物體的質(zhì)量就是能量，它們之間可以相互轉(zhuǎn)化 ( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5),射線的危害和防護(hù) (考綱要求 ),12013福建理綜，30(1)在盧瑟福粒子散射實(shí)驗(yàn)中，金箔中的原子核可以看作靜止不動(dòng)，下列各圖畫(huà)出的是其中兩個(gè)粒子經(jīng)歷金箔散射過(guò)程的徑跡，其中正確的是_(填選圖下方的字母),基礎(chǔ)自測(cè),解析 金箔中的原子核與粒子都帶正電，粒子接近原子核過(guò)程中受到斥力而不是引力作用，A、D錯(cuò)誤；由原子核對(duì)粒子的斥力作用，及物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件，知曲線軌跡的凹側(cè)應(yīng)指向受力一方，選項(xiàng)B錯(cuò)、C對(duì) 答案 C,2對(duì)于原子光譜，下列說(shuō)法正確的是 ( ) A原子光譜是不連續(xù)的 B由于原子都是由原子核和電子組成的，所以各種原子的原子光譜是相同的 C各種原子的原子結(jié)構(gòu)不同，所以各種原子的原子光譜也不相同 D分析物質(zhì)發(fā)光的光譜，可以鑒別物質(zhì)中含哪些元素,解析 原子光譜為線狀譜，選項(xiàng)A正確；各種原子都有自己的特征譜線，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確；根據(jù)各種原子的特征譜線進(jìn)行光譜分析可鑒別物質(zhì)的組成，選項(xiàng)D正確 答案 ACD,3根據(jù)玻爾理論，下列說(shuō)法正確的是 ( ) A電子繞核運(yùn)動(dòng)有加速度，就要向外輻射電磁波 B處于定態(tài)的原子，其電子繞核運(yùn)動(dòng)，但它并不向外輻射能量 C原子內(nèi)電子的可能軌道是不連續(xù)的 D原子能級(jí)躍遷時(shí)，輻射或吸收光子的能量取決于兩個(gè)軌道的能量差,解析 根據(jù)玻爾理論，電子繞核運(yùn)動(dòng)有加速度，但并不向外輻射能量，也不會(huì)向外輻射電磁波，故A錯(cuò)誤，B正確玻爾理論中的第二條假設(shè)，就是電子繞核運(yùn)動(dòng)可能的軌道半徑是量子化的，不連續(xù)的，C正確原子在發(fā)生能級(jí)躍遷時(shí)，要放出或吸收一定頻率的光子，光子能量取決于兩個(gè)能級(jí)之差，故D正確 答案 BCD,4在存放放射性元素時(shí)，若把放射性元素置于大量水中；密封于鉛盒中；與輕核元素結(jié)合成化合物則 ( ) A措施可減緩放射性元素衰變 B措施可減緩放射性元素衰變 C措施可減緩放射性元素衰變 D上述措施均無(wú)法減緩放射性元素衰變 解析 放射性元素的衰變快慢由其原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定，與外界因素?zé)o關(guān)，所以A、B、C錯(cuò)誤，D正確 答案 D,5太陽(yáng)因核聚變釋放出巨大的能量，同時(shí)其質(zhì)量不斷減少太陽(yáng)每秒鐘輻射出的能量約為41026J，根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程，太陽(yáng)每秒鐘減少的質(zhì)量最接近( ) A1036 kg B1018 kg C1013 kg D109 kg,解析 核反應(yīng)類型分四種，方程特點(diǎn)各有不同，衰變方程的左邊只有一個(gè)原子核，右邊出現(xiàn)或粒子聚變方程的左邊是兩個(gè)輕核反應(yīng)，右邊是中等原子核裂變方程的左邊是重核與中子反應(yīng)，右邊是中等原子核人工核轉(zhuǎn)變方程的左邊是氦核與常見(jiàn)元素的原子核反應(yīng)，右邊也是常見(jiàn)元素的原子核，由此可知B、D兩選項(xiàng)正確 答案 BD,1能級(jí)圖中相關(guān)量意義的說(shuō)明,熱點(diǎn)一 氫原子能級(jí)及能級(jí)躍遷,2. 定態(tài)間的躍遷滿足能級(jí)差 n小n大吸收能量 hEn大En小 n大n小放出能量 hEn大En小,3電離 電離態(tài)與電離能 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,【典例1】2013江蘇單科，12C(2)根據(jù)玻爾原子結(jié)構(gòu)理論，氦離子(He)的能級(jí)圖如圖32所示電子處在n3軌道上比處在n5軌道上離氦核的距離_(選填“近”或“遠(yuǎn)”)當(dāng)大量He處在n4的激發(fā)態(tài)時(shí)，由于躍遷所發(fā)射的譜線有_條,圖32,答案 近 6,【跟蹤短訓(xùn)】 1已知金屬鈣的逸出功為2.7 eV，氫原子的能級(jí)圖如圖33所示，一群氫原子處于量子數(shù)為n4的能級(jí)狀態(tài)，則下列說(shuō)法中正確的是 ( ),圖33,A氫原子可能輻射6種頻率的光子 B氫原子可能輻射5種頻率的光子 C有3種頻率的輻射光子能使鈣發(fā)生光電效應(yīng) D有4種頻率的輻射光子能使鈣發(fā)生光電效應(yīng) 解析 從n4能級(jí)躍遷可能產(chǎn)生的光子為6種；若產(chǎn)生光電效應(yīng)，則光子的能量需要大于2.7 eV，此時(shí)只有第4能級(jí)躍遷到第1能級(jí)、第3能級(jí)躍遷到第1能級(jí)、第2能級(jí)躍遷到第1能級(jí)，這3種頻率的光子能使鈣發(fā)生光電效應(yīng) 答案 AC,1衰變規(guī)律及實(shí)質(zhì) (1)衰變和衰變的比較,熱點(diǎn)二 原子核的衰變及半衰期,(2)射線：射線經(jīng)常是伴隨著衰變或衰變同時(shí)產(chǎn)生的 2衰變次數(shù)的確定方法 因?yàn)樗プ儗?duì)質(zhì)量數(shù)無(wú)影響，可先由質(zhì)量數(shù)的改變確定衰變的次數(shù)，然后再根據(jù)衰變規(guī)律確定衰變的次數(shù),解析 設(shè)原子核衰變過(guò)程中發(fā)生了n次衰變，m次衰變，由核衰變規(guī)律及衰變前后質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒得4n238206,2nm9282，解得n8，m6，故A正確 答案 A,熱點(diǎn)三 核反應(yīng)方程及核反應(yīng)類型的判斷,解析 根據(jù)核反應(yīng)中的質(zhì)量數(shù)守恒可知，ab的質(zhì)量數(shù)應(yīng)為23512234，質(zhì)子數(shù)應(yīng)為92，A項(xiàng)中的質(zhì)量數(shù)為14093233，B項(xiàng)中質(zhì)量數(shù)是14192233，C項(xiàng)中質(zhì)量數(shù)為14193234，質(zhì)子數(shù)為563894，D項(xiàng)中質(zhì)量數(shù)為14094234，質(zhì)子數(shù)為543892，綜上可知，答案為D. 答案 D,反思總結(jié) 對(duì)書(shū)寫(xiě)核反應(yīng)方程式的理解 (1)核反應(yīng)過(guò)程一般都是不可逆的，所以核反應(yīng)方程只能用單向箭頭連接并表示反應(yīng)方向，不能用等號(hào)連接 (2)核反應(yīng)的生成物一定要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，不能憑空只依據(jù)兩個(gè)守恒規(guī)律杜撰出生成物來(lái)寫(xiě)核反應(yīng)方程 (3)核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，核反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)前后的總質(zhì)量一般會(huì)發(fā)生變化 (4)核反應(yīng)遵循電荷數(shù)守恒,解析 衰變時(shí)釋放出電子( 01e)，衰變時(shí)釋放出氦原子核(He)，可知選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤；選項(xiàng)A中一個(gè)氚核和一個(gè)氘核結(jié)合成一個(gè)氦核并釋放出一個(gè)中子是典型的核聚變反應(yīng)；選項(xiàng)C中一個(gè)U 235原子核吸收一個(gè)中子，生成一個(gè)Ba原子核和一個(gè)Kr原子核并釋放出三個(gè)中子是核裂變反應(yīng)，A、C正確 答案 AC,熱點(diǎn)四 質(zhì)量虧損及核能的計(jì)算 1核能 (1)核子在結(jié)合成原子核時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量虧損m，其能量也要相應(yīng)減少，即Emc2. (2)原子核分解成核子時(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Emc2.,2核能釋放的兩種途徑的理解 (1)使較重的核分裂成中等大小的核 (2)較小的核結(jié)合成中等大小的核，核子的比結(jié)合能都會(huì)增加，都可以釋放能量,反思總結(jié) 解有關(guān)核能問(wèn)題的技巧 (1)根據(jù)質(zhì)量虧損計(jì)算：Emc2及1 u相當(dāng)于931.5 MeV. (2)根據(jù)能量守恒和動(dòng)量守恒計(jì)算 (3)在計(jì)算具有宏觀質(zhì)量的物質(zhì)中所有原子核發(fā)生核反應(yīng)所釋放能量時(shí)用阿伏加德羅常數(shù)來(lái)計(jì)算核能,附：對(duì)應(yīng)高考題組 1(2013天津理綜，1)下列說(shuō)法正確的是 ( ) A原子核發(fā)生衰變時(shí)要遵守電荷守恒和質(zhì)量守恒的規(guī)律 B射線、射線、射線都是高速運(yùn)動(dòng)的帶電粒子流 C氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷只能輻射特定頻率的光子 D發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的動(dòng)能只與入射光的強(qiáng)度有關(guān),解析 原子核發(fā)生衰變時(shí)有質(zhì)量虧損，質(zhì)量不守恒，選項(xiàng)A錯(cuò)射線是光子流，不是帶電粒子流，選項(xiàng)B錯(cuò)氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷，輻射的光子能量hEmEn，即只能輻射特定頻率的光子，C項(xiàng)正確光電效應(yīng)的光電子動(dòng)能EkhW，只與入射光頻率有關(guān)，而與入射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)，D項(xiàng)錯(cuò)誤 答案 C,2(2012北京理綜，13)一個(gè)氫原子從n3能級(jí)躍遷到n2能級(jí)，該氫原子 ( ) A放出光子，能量增加 B放出光子，能量減少 C吸收光子，能量增加 D吸收光子，能量減少 解析 根據(jù)玻爾原子理論知，氫原子從高能級(jí)n3向低能級(jí)n2躍遷時(shí)，將以光子形式放出能量，放出光子后原子能量減少，故B選項(xiàng)正確 答案 B,3(2012天津理綜，1)下列說(shuō)法正確的是 ( ) A采用物理或化學(xué)方法可以有效地改變放射性元素的半衰期 B由玻爾理論知道氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)會(huì)放出光子 C從高空對(duì)地面進(jìn)行遙感攝影是利用紫外線良好的穿透能力 D原子核所含核子單獨(dú)存在時(shí)的總質(zhì)量小于該原子核的質(zhì)量,解析 放射性元素的半衰期由元素的原子核來(lái)決定，與元素以單質(zhì)或化合物的形式存在無(wú)關(guān)，與壓強(qiáng)、溫度無(wú)關(guān)，即與化學(xué)、物理狀態(tài)無(wú)關(guān)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤由玻爾理論可知，氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)的過(guò)程放出光子，B項(xiàng)正確從高空對(duì)地面進(jìn)行遙感攝影是利用紅外線良好的穿透能力，C項(xiàng)錯(cuò)誤核子結(jié)合成原子核放出核能，因此核子單獨(dú)存在時(shí)的總質(zhì)量大于結(jié)合成原子核時(shí)核的質(zhì)量，D項(xiàng)錯(cuò)誤 答案 B,答案 B,解析 射線是氦核流，A錯(cuò)誤.n表示的是中子，B錯(cuò)誤由光電效應(yīng)方程EkmhW知Ekm與成線性關(guān)系，C錯(cuò)誤玻爾的量子化原子模型的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)一是原子的穩(wěn)定性，二是原子光譜的分立特征，故D正確 答案 D,答案 C,7(2012四川理綜，17)如圖所示為氫原子能級(jí)示意圖的一部分，則氫原子 ( ),A從n4能級(jí)躍遷到n3能級(jí)比從n3能級(jí)躍遷到n2能級(jí)輻射出電磁波的波長(zhǎng)長(zhǎng) B從n5能級(jí)躍遷到n1能級(jí)比從n5能級(jí)躍遷到n4能級(jí)輻射出電磁波的速度大 C處于不同能級(jí)時(shí)，核外電子在各處出現(xiàn)的概率是一樣的 D從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，氫原子核一定向外放出能量,解析 因?yàn)镋4E30.66 eVE3E21.89 eV，根據(jù)c和hEmEn得，從n4能級(jí)躍遷到n3能級(jí)比從n3能級(jí)躍遷到n2能級(jí)輻射出電磁波的波長(zhǎng)長(zhǎng)，選項(xiàng)A正確；電磁波在真空中的傳播速度都相等，與光子的頻率無(wú)關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；氫原子的核外電子處于不同能級(jí)時(shí)在各處出現(xiàn)的概率是不同的，能級(jí)越低，在靠近原子核較近的地方出現(xiàn)概率越大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；氫原子從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)時(shí)，是氫原子核外的電子從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)時(shí)向外放出的能量，選項(xiàng)D錯(cuò)誤 答案 A,8(2012江蘇，12C)如圖所示是某原子的能級(jí)圖，a、b、c為原子躍遷所發(fā)出的三種波長(zhǎng)的光在下列該原子光譜的各選項(xiàng)中，譜線從左向右的波長(zhǎng)依次增大，則正確的是 ( ),答案 C,