2012高三总专题复习:原子物理

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1、2012高三专题复习原子物理原子的核式结构玻尔理论天然放射现象一、知识点梳理1、原子的核式结构(1)粒子散射实验结果:绝大多数粒子沿原方向前进,少数粒子发生较大偏转。(2)原子的核式结构模型: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全部的质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转.(3)原子核的大小:原子的半径大约是10-10米,原子核的半径大约为10-14米~10-15米.2、玻尔理论有三个要点:(1)原子只能处于一系列的不连续的能量状态中,在这些状态中原子是稳定的.电子虽然绕核旋

2、转,但并不向外辐射能量,这些状态叫定态.(2)原子从一种定态跃迁到另一定态时,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=E2-E1(3)原子的不同能量状态对应于电子沿不同圆形轨道运动.原子的定态是不连续的,因而电子的可能轨道是分立的.在玻尔模型中,原子的可能状态是不连续的,各状态对应的能量也是不连续的,这些不连续的能量值的能量值叫做能级。3、原子核的组成核力原子核是由质子和中子组成的.质子和中子统称为核子.将核子稳固地束缚在一起的力叫核力,这是一种很强的力,而且是短程力,只能在2.

3、0X10-15的距离内起作用,所以只有相邻的核子间才有核力作用.15.2-14、原子核的衰变(1)天然放射现象:有些元素自发地放射出看不见的射线,这种现 象叫天然放射现象.(2)放射性元素放射的射线有三种:、射线、射线,  这三种射线可以用磁场和电场加以区别,如图15.2-1所示(3)放射性元素的衰变:放射性元素放射出粒子或粒子后,衰变成新的原子核,原子核的这种变化称为衰变.ThPa+e衰变UTh+He衰变衰变规律:衰变中的电荷数和质量数都是守恒的.(4)半衰期:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间称为半衰

4、期.不同的放射性元素的半衰期是不同的,但对于确定的放射性元素,其半衰期是确定的.它由原子核的内部因素所决定,跟元素的化学状态、温度、压强等因素无关.(5)同位素:具有相同质子数,中子数不同的原子在元素周期表中处于同一位置,互称同位素。二、典型例题例1如图15-2-2所示为卢瑟福和他的同事们做a粒子散射实验装置的示意图,荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时,观察到的现象,下述说法中正确的是A.放在A位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B.放在B位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置

5、时稍少些15-2-2C.放在C、D位置时,屏上观察不到闪光D.放在D位置时,屏上仍能观察一些闪光,但次数极少[解析]根据α粒子散射现象,绝大多数粒子沿原方向前进,少数粒子发生较大偏转,本题应选择A、B、D[点评]本题考查学生是否掌握卢瑟福的α粒子散射实验结果。例2氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中()A.原子要吸收光子,电子的动能增大,原子的电势能增大,原子的能量增大B.原子要放出光子,电子的动能减小,原子的电势能减小,原子的能量也减小C.原子要吸收光子,电子的动能增大,原子的电势能减小,原

6、子的能量增大D.原子要吸收光子,电子的动能减小,原子的电势能增大,原子的能量增加[解析]根据玻尔理论,氢原子核外电子在离核越远的轨道上运动时,其能量越大,由能量公式En=(E1=-13.6eV)可知,电子从低轨道(量子数n小)向高轨道(n值较大)跃迁时,要吸收一定的能量的光子.故选项B可排除.氢原子核外电子绕核做圆周运动,其向心力由原子核对电子的库仑引力提供,即=,电子运动的动能Ek=mv2=.由此可知:电子离核越远,r越大时,则电子的动能就越小,故选项A、C均可排除.由于原子核带正电荷,电子带负电荷,事实上异性电

7、荷远离过程中需克服库仑引力做功,即库仑力对电子做负功,则原子系统的电势能将增大,系统的总能量增加,故选项D正确.[点评]考查对玻尔理论、库仑定律、圆周运动规律及电场力做功性质的综合运用的能力.例3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,其半衰期将减小B.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的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()衰变为铅核()的过程中,要经过8次α衰变和10次β衰变[解析]半衰期是由放射性元素原子核的内部因素所

8、决定,跟元素的化学状态、温度、压强等因素无关.A错;β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的,,B对;根据三种射线的物理性质,C对;U的质子数为92,中子数为146,Pb的质子数为82,中子数为124,因而铅核比铀核少10个质子,22个中子。注意到一次α衰变质量数减少4,故α衰变的次数为x==8次。再结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判定β衰变

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