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高考二轮复习物理学案(13)原子和原子核.doc

高考二轮复习物理学案(13)原子和原子核.doc

上传者: 光光一缕阳光 2012-04-16 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《高考二轮复习物理学案(13)原子和原子核doc》,可适用于高中教育领域,主题内容包含高考资源网(ksucom)您身边的高考专家专题十三原子和原子核学案.典例精析wwwksucom题型(波尔的跃迁理论)氦氖激光器能产生三种波长的激光其符等。

高考资源网(ksucom)您身边的高考专家专题十三原子和原子核学案.典例精析wwwksucom题型(波尔的跃迁理论)氦氖激光器能产生三种波长的激光其中两种波长分别为=µm=µm已知波长为的激光是氖原子在能级间隔为=eV的两个wwwksucom能级之间跃迁产生的。用表示产生波长为的激光所对应的跃迁的能级间隔则的近似值为()A.eVB.eVC.eVD.eVwwwksucom解析:根据,可知当当时,连立可知。wwwksucom题型(氢原子能级图在波尔理论中的应用)氢原子的部分能级如图所示。已知可见光的光wwwksucom子能量在eV到eV之间。由此可推知,氢原子()A从高能级向n=能级跃迁时了出的光的波长比可见光的短B从高能级向n=能级跃迁时发出的光均为可见光C从高能级向n=能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D从n=能级向n=能级跃迁时发出的光为可见光解析:从高能级向n=的能级跃迁的过程中辐射出的最小光子能量为ev,不在eV到eV之间,A正确已知可见光子能量在eV到eV之间从高能级向n=能级跃迁时发出的光的能量evB错从高能级向n=能级跃迁时发出的光的频率只有能量大于ev的光的频率才比可见光高,C错从n=到n=的过程中释放的光的能量等于ev介于到之间,所以是可见光D对wwwksucom题型(现象意义)下列现象中与原子核内部变化有关的是()A.粒子散射现象B.天然放射现象C.光电效应现象D.原子发光现象解析:α粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核并没有涉及到核内部的变化故A项错误天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出α粒子或电子从而发生α衰变wwwksucom或β衰变故B项正确光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出没有涉及到原子核的变化故C项错误原子发光是原子跃迁形成的也没有涉及到原子核的变化故D项错误。题型(三种射线的特性)放射性元素衰变时放出三种射线按穿透能wwwksucom力由强到弱的排列顺序是()A.(射线(射线(射线B.(射线(射线(射线C.(射线(射线(射线D.(射线(射线(射线wwwksucom解析:由于三种射线的能量不同所以贯穿能力最强的是(射线(射线次之(射线最弱故正确答案选B。wwwksucom题型(轻核聚变)科学家发现在月球上含有丰富的(氦)。它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料其参与的一种核聚变反应的方程式为。关于聚变下列表述正确的是()wwwksucomA.聚变反应不会释放能量B聚变反应产生了新的原子核C.聚变反应没有质量亏损D目前核电站都采用聚变反应发电解析:聚变反应时将质量较小的轻核聚变成质量较大的核聚变过程会有质量亏损要放出大量的能量。但目前核电站都采用采用铀核的裂变反应。因此B正确。wwwksucom题型(核反应方程)原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源。当氖等离子体被加热到适当高温时氖核参与的几种聚变反应可能发生放出能量这几种反应的总效果可以表示为由平衡条件可知()Ak=,d=Bk=,d=Ck=,d=Dk=,d=解析:由质量数守恒和电荷数守恒分别有解得 k=d=。正确wwwksucom选项为B。题型(四种反应的区分)下列说法正确的是()wwwksucomA是衰变方程wwwksucomB是核聚变反应方程C是核裂变反应方程D是原子核的人工转变方程解析:A选项中在质子的轰击下发生的核反应属于人工转变A错C选项是α衰变wwwksucom不是裂变C错。题型(几种力的比较)氮原子核由两个质子与两个中子组成这两个质子之间存在着万有wwwksucom引力、库伦力和核力则种力从大到小的排列顺序是()A.核力、万有引力、库伦力B.万有引力、库伦力、核力C.库伦力、核力、万有引力D.核力、库伦力、万有引力解析:核力是强力它能将核子束缚在原子核内。万有引力最弱研究核子间相互作用时万wwwksucom有引力可以忽略。题型(核能的利用)水(包括海水)是未来的“煤炭”能从根本上解决人类能源问题。这是指(填“氢能”、“核能”、“氢能和核能”)和利用。请说明理由。wwwksucom解析:核能:因为海水中含有大量核聚变的材料氘通过核聚变能够释放大量的核能。核能和氢能:因为海水中含有大量核聚变的材料氘通过核聚变能够释放大量的核能。氢能有便于储存与运输的优点也可以为解决能源问题做出贡献wwwksucom题型(原子核)三个原子核X、Y、ZX核放出一个正电子后变为Y核Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个个氦(He),则下面说法正确的是()AX核比Z核多一个原子wwwksucomBX核比Z核少一个中子CX核的质量数比Z核质量数大DX核与Z核的总电荷是Y核电荷的倍wwwksucom解析:设原子核X的质量数为x电荷数为y依题意写出核反应方程根据质量数守恒和电荷数守恒可得原子核Y的质量数为x电荷数为y原子核Z的质量数为x电荷数为y。由此可得X核的质子(y)比Z核的质子(y)多个A错由此可得X核的中子(xy)比Z核的中子(xy)多个B错X核的质量数(x)比Z核的质量数(x)多个C对wwwksucomX核与Z核的总电荷(y)是Y核电荷(y)的倍D对。题型(结合能、能量守恒定律)中子和质子结合成氘核时质量亏损为相应的能量 MeV是氘核的结合能。下列说法正确的是()wwwksucomA用能量小于MeV的光子照射静止氘核时氘核不能分解为一个质子和一个中子B用能量等于MeV的光子照射静止氘核时氘核可能分解为一个质子和一个中子它们的动能之和为零wwwksucomC用能量大于MeV的光子照射静止氘核时氘核可能分解为一个质子和一个中子它们的动能之和为零wwwksucomD用能量大于MeV的光子照射静止氘核时氘核不能分解为一个质子和一个中子它们的动能之和不为零解析:只有静止氘核吸收光子能量大于其结合能时才能分解为一个质子和一个中子故Awwwksucom项正确B项错误根据能量守恒定律光子能量大于氘核结合题则多余的能量以核子动能形式呈现故C项错D项正确。题型(半衰期)放射性元素的原子核在(衰变或(衰变生成新原子核时往往会同时伴随wwwksucom着辐射。已知A、B两种放射性元素的半衰期分别为T和Tt=T(T时间后测得这两种放射性元素的质量相等那么它们原来的质量之比mA:mB=。γ解析:放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时往往以γ光子的形式释放能wwwksucom量即伴随γ辐射根据半衰期的定义经过t=TT时间后剩下的放射性元素的质量相同则EQF(mA,T)=EQF(mB,T)故mA:mB=T:Twwwksucom、专题突破针对典型精析的例题题型训练以下习题。在下列个核反应方程中x表示质子的是()(A)(B)wwwksucom(C)(D)点拨:此题考查核反应方程。由核反应方程的质量数和电荷数守恒可得各个选项中的x分别wwwksucom为正电子、α粒子、质子、中子。wwwksucomwwwksucom下列实验中深入地揭示了光的粒子性一面的有()点拨:此题考查对各种现象的理解。()A为康普顿散射B为光电效应康普顿散射和光电wwwksucom效应都深入揭示了光的粒子性C为粒子散射不是光子揭示了原子的核式结构模型。D为光的折射揭示了氢原子能级的不连续wwwksucom约里奥居里夫妇因发现人工放射性而获得了年的诺贝尔化学奖他们发现的放射wwwksucom性元素衰变成的同时放出另一种粒子这种粒子是是的同位素wwwksucom被广泛应用于生物示踪技术mg随时间衰变的关系如图所示请估计mg的经多少天的衰变后还剩mg?点拨:此题考查半衰期。由核反应过程中电荷数和质量数守恒可写出核反应方程:可知这种粒子是正电子。由图象可知的半衰期为天的衰变后还剩EMBEDEquation经历了个半衰期所以为天。wwwksucom放射性同位素针经αβ衰变会生成氧其衰变方程为ThEMBEDEquationDSMTRnxαyβ其中DAx=,y=Bx=,y=wwwksucomCx=,y=Dx=,y=点拨:本题考查放射性元素衰变的有关知识本题为较容易的题目。由衰变方程:,由质量数守恒和电荷数守恒得:=x,=xy可解得:wwwksucomx=、y=。下列说法正确的是AwwwksucomA.γ射线在电场和磁场中都不会发生偏转B.β射线比α射线更容易使气体电离C.太阳辐射的能量主要来源于重核裂变D.核反应堆产生的能量来自轻核聚变wwwksucom点拨:γ射线中的γ光子不带电故在电场与磁场中都不会发生偏转A正确α粒子的特点是电离能力很强B错太阳辐射的能量主要来源于轻核的聚变C错核反应堆产生的能量是来自于重核的裂变D错.、学法导航复习指导:回归课本夯实基础仔细看书把书本中的知识点掌握到位wwwksucom练习为主提升技能做各种类型的习题在做题中强化知识整理归纳举一反三对易错知识点、易错题反复巩固关于半衰期以下说法正确的是  A.同种放射性元素在化合物中的半衰期比单质中长。wwwksucom  B.升高温度可以使半衰期缩短  C.氡的半衰期为天若有四个氡原子核经过天就只剩下一个  D.氡的半衰期为天克氡原子核经过天就只剩下克【错解分析】错解:每经过天就有半数的氡核发生衰变经过两个半衰期即天后wwwksucom只剩下四分之一的氡故选CD。  放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间是一种统计规律半衰期对某一个或某几个原子核来说是无意义的。“上述”解法忽视了这一事实故错选了C。【正确解答】  考虑到放射性元素衰变的快慢是跟原子所处的物理状态或化学状态无关又考虑到半衰wwwksucom期是一种统计规律即给定的四个氡核是否马上衰变会受到各种偶然因素的支配。因此正确答案只有D。wwwksucom钍经过次α衰变和次β衰变后变成一种稳定的元素。这种元素是什么?它的原子量是多少?它的原子序数是多少?【错解分析】wwwksucom    何况反应的次序也不是先进行次α衰变再进行次β衰变所以此解法是错误的。wwwksucom【正确解答】次α衰变和次β衰变总的效果使原子量和原子序数变化为原子量==原子序数=()=  wwwksucom:wwwksucom  ()求电子在基态轨道上运动时的动能。  ()有一群氢原子处于量子数n=的激发态。画一能级图在图-上用箭头标明这些wwwksucom氢原子能发出哪几条光谱线。  ()计算这几条光谱线中波长最短的一条的波长。(其中静电力恒量K=NmC电子电量e=C普朗克恒量h=Js真空中光速c=ms)。wwwksucom【错解分析】错解:()电子在基态轨道中运动时量子数n=其动能为  wwwksucom  ()作能级图如图可能发出两条光谱线。  ()由于能级差最小的两能级间跃迁产生的光谱线波长越短所以(EE)时所产生的光谱wwwksucom线为所求其中  wwwksucom  ()动能的计算错误主要是不理解能级的能量值的物理意义因而把wwwksucom道上的能量它包括电势能EP和动能EK。计算表明EP=EK所以E=EP+EK=EKEK=E=leV。虽然错解中数值表明正确但理解是错误的。  ()错解中的图对能级图的基本要求不清楚。  ()不少学生把能级图上表示能级间能量差的长度线看成与谱线波长成正比了。【正确解答】(l)设电子的质量为m电子在基态轨道上的速率为v根据牛顿第wwwksucom     wwwksucom  ()当氢原子从量子数n=的能级跃迁到较低能级时可以得到条光谱线。如图所示。wwwksucom  ()与波长最短的一条光谱线对应的能级差为EE。  wwwksucom、专题综合(核反应方程质能方程物质波)在衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。中微wwwksucom子的性质十分特别因此在实验中很难探测。年莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统利用中微子与水中的核反应间接地证实了中微子的存在。()中微子与水中的发生核反应产生中子()和正电子()即中微子wwwksucom可以判定中微子的质量数和电荷数分别是。(填写选项前的字母)(A)和(B)和(C)和(D)和()上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇与电子形成几乎静止的整体后可以转变为两个光子()即。已知正电子和电子的质量都为㎏反应wwwksucom中产生的每个光子的能量约为J。正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子原因是。()试通过分析比较具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。wwwksucom解:()发生核反应前后粒子的质量数和核电荷数均不变据此可知中微子的质量数和电荷数分都是A项正确。()产生的能量是由于质量亏损。两个电子转变为两个光子之后质量变为零由wwwksucom故一个光子的能量为带入数据得=J。正电子与水中的电子相遇与电子形成几乎静止的整体故系统总动量为零故如果只产生一个光子是不可能的因为此过程遵循动量守恒。wwwksucom.(核反应方程质量亏损质能方程光子物质波公式)一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核同时辐射一个光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为m、m、m,普朗克常量wwwksucom为h,真空中的光速为c。下列说法正确的是BA核反应方程是HnHB聚变反应中的质量亏损mmwwwksucomC辐射出的光子的能量E=(mmm)cwwwksucomD光子的波长解:核反应方程是HnEMBEDEquationDSMTH辐射出的光子的能量E=(mm)c光子的波长wwwksucom。(玻尔理论电流定义)氢原子处于基态时原子能量E=eV已知电子电量e=C电子质量m=kg氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为r=mwwwksucom()若要使处于n=的氢原子电离至少要用频率多大的电磁波照射氢原子?()氢原子核外电子的绕核运动可等效为一环形电流则氢原子处于n=的激发态时核外wwwksucom电子运动的等效电流多大?()若已知钠的极限频率为Hz今用一群处于n=的激发态的氢原子发射的光谱照射钠试通过计算说明有几条谱线可使钠发生光电效应?解:()要使处于n=的氢原子电离照射光光子的能量应能使电子从第能级跃迁到无限wwwksucom远处最小频率的电磁波的光子能量应为:得Hz()氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动库伦力作向心力有其中根据电流强度的定义由得wwwksucom将数据代入得A()由于钠的极限频率为Hz则使钠发生光电效应的光子的能量至少为eV=eVwwwksucom一群处于n=的激发态的氢原子发射的光子要使钠发生光电效应应使跃迁时两能级的差所以在六条光谱线中有、、、四条谱线可使钠发生光电效应。wwwksucom(核反应方程质能方程动量守恒定律能量守恒)一个静止的铀核(原子质量为u)放出一个α粒子(原子质量为u)后衰变成钍核(原子质量为u)。(已知:原子质量单位u=kgu相当于MeV)()写出核衰变反应方程wwwksucom()算出该核衰变反应中释放出的核能()假设反应中释放出的核能全部转化为钍核和α粒子的动能则钍核获得的动能有多大?wwwksucom解:()(分)()质量亏损m=u(分)E=mc=MeV=MeV(分)()系统动量守恒钍核和α粒子的动量大小相等即(分)wwwksucom(分)(分)所以钍核获得的动能(分)wwwksucomwwwksucomPAGEwwwksucom版权所有高考资源网unknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknown

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