選修3-5：原子物理 Microsoft W

1、第三部分第三部分 量子論初步量子論初步 一、一、 考綱要求考綱要求 級別考試內(nèi)容 光譜和光譜分析、光的波粒二象性、物質(zhì)波、 氫原子的電子云 光電效應(yīng)、光子、愛因斯坦光電效應(yīng)方程；氫 原子的能級結(jié)構(gòu)、光子的發(fā)射和吸收 復(fù)習(xí)目標(biāo)復(fù)習(xí)目標(biāo) l理解光電效應(yīng)中極限頻率的概念及其與光的電磁理論的矛 盾 2知道光電效應(yīng)的瞬時(shí)性及其與光的電磁理論的矛盾 3理解光子說及其對光電效應(yīng)的解釋 4理解愛因斯坦光電效應(yīng)方程并會(huì)用來解決簡單問題 5了解事物的連續(xù)性與分立性是相對的 6了解光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性 7了解光是一種概率波 8理解玻爾關(guān)于軌道量子化的概念，充分認(rèn)識(shí)玻爾關(guān)于軌道 半徑不可能取任意值的論斷 9理

2、解能級的概念和原子發(fā)射與吸收光子的頻率與能級差的 關(guān)系 10知道原子光譜為什么是一些分立的值知道原子光譜的一 些應(yīng)用 11知道實(shí)物粒子和光子一樣具有波粒二象性 12知道德布羅意波長和粒子動(dòng)量的關(guān)系 13了解牛頓力學(xué)的局限性 二、自我回顧二、自我回顧 1光電效應(yīng)：在光照射下，物體 的現(xiàn)象， 叫做光電效應(yīng)。發(fā)射出來的電子叫 。 2光電效應(yīng)規(guī)律 （1）任何一種金屬都有一個(gè) ，入射光的頻率必 須 這個(gè)頻率，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)。 （2）光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是 完成的，不超過s 9 10 （3）光電子的最大初動(dòng)能隨入射光的頻率的 . ，與入射光的強(qiáng)度 。 （4）當(dāng)入射光的頻率 極限頻率時(shí)，光電流的強(qiáng)度與入 射

3、光的強(qiáng)度 。 3光子說：在空間傳播的光不是連續(xù)的，而是 ， 每一份叫做一個(gè) ，光子的能量E跟頻率v成 ， 即 。 光強(qiáng)反映了 。 4使電子脫離某種金屬所做的功的 ，叫做這種金 屬的逸出功。愛因斯坦光電效應(yīng)方程：用 表示逸出功， 表示動(dòng)能最大的光電子所具有的動(dòng)能， 表示 入射光子的能量。則有： 。這就是愛因斯坦 光電效應(yīng)方程。 5光到底是什么？光是一種 ，同時(shí)也是一種 ，光具有 。光的波動(dòng)性和粒子性是統(tǒng)一的。只有 從波粒二象性出發(fā)，才能說明光的各種行為。為什么說光是一 種概率波？光在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的 的大?。ǜ怕剩?，可 以用 規(guī)律來描述。課本圖 21-3 所示的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明 了什么？為什么說光子

4、說并不否認(rèn)光的電磁說？ 6.理解波粒二象性 （1）大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示 ，個(gè)別光子 產(chǎn)生的效果往往顯示 。 （2）光子和電子、質(zhì)子等實(shí)物粒子一樣，具有能量和動(dòng)量。 和其他物質(zhì)相互作用時(shí) 起主導(dǎo)作用； （3 在光的傳播過程中 起主導(dǎo)作用。 （3）頻率低、波長長的光 顯著；頻率高、波長 短的光 顯著。 （4）光子的能量與其對應(yīng)的頻率成正比，而頻率是反映波動(dòng) 特征的物理量。因此hE 揭示了光的粒子性和波動(dòng)性之間 的密切聯(lián)系。 7丹麥物理學(xué)家波爾于 1913 年提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說， 他認(rèn)為，圍繞原子核運(yùn)動(dòng)的電子軌道半徑_, 這種現(xiàn)象叫做軌道量子化。 8能級：原子的可能狀態(tài)是不連續(xù)的，因此各

5、狀態(tài)對應(yīng)的能 量也是 ，這些不連續(xù)的 叫做能級。 光子發(fā)射與吸收光子的頻率與能級差的關(guān)系 9用 m E和 n E（nm ）表示原子的始末兩個(gè)能級，用 表示發(fā)射光子的頻率，則有 。 一個(gè)處于kn 能級的氫原子自發(fā)躍遷時(shí)輻射的光子數(shù)最多 有 個(gè)；一群處于kn 能級的氫原子自發(fā)躍遷時(shí)輻射 的光子數(shù)最多有 種。 10稀薄氣體通電后發(fā)的光，經(jīng)過分光鏡后是分立的幾條線， 這種 叫做原子光譜。每種元素光譜中的譜線分布都 與其它元素 ，通過 可知發(fā)光的是什么元素，這叫 光譜分析。利用光譜分析可以確定樣品中包含哪些元素，還能 確定遙遠(yuǎn)星球上的物質(zhì)成分。 11實(shí)物粒子和光子一樣具有 。 12任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，

6、都有一種波與它對應(yīng)，波長 ，這種波叫 ，也叫德布羅意波。物質(zhì)波也是 。 13為什么宏觀物體很難觀察到它的波動(dòng)性？ 牛頓力學(xué)的局限性：只適用于 的物體，而不適 用于 的物體。 典題解析典題解析 知識(shí)點(diǎn)一：光電效應(yīng)、光子知識(shí)點(diǎn)一：光電效應(yīng)、光子 【例 1】.(2006 四川卷)現(xiàn)有 a、b、c 三束單色光，其波長關(guān) 系為abc。用 b 光束照射某種金屬時(shí)，恰能發(fā)生 光電效應(yīng)。若分別有 a 光束和 c 光束照射該金屬，則可以斷定 （ ） A.a 光束照射時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng) B.c 光束照射時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng) C.a 光束照射時(shí)，釋放出的光電子數(shù)目最多 D.c 光束照射時(shí)，釋放出的光電子的最大初動(dòng)

7、能最小 解析：用 b 光束照射金屬， 該頻率等于極限頻率，恰好發(fā)生光電效應(yīng)。因?yàn)楣馐?a 的頻率 小于該極限頻率，不能發(fā)生光電效應(yīng)，A 選項(xiàng)正確。光束 c 的 頻率大于該極限頻率，能發(fā)生光電效應(yīng)，B 選項(xiàng)錯(cuò)誤。光電子 數(shù)目由光強(qiáng)來決定，不知三束光的光強(qiáng)，無法確定釋放出的光 電子數(shù)，C 選項(xiàng)錯(cuò)誤。由光電效應(yīng)方程，c 頻率最大，金屬的逸出功一定，則 c 光照射時(shí)，釋放出的光電 子動(dòng)能最大，D 選項(xiàng)錯(cuò)誤。所以 A 選項(xiàng)正確。 【例 2】. (2004 全國卷)下表給出了一些金屬材料的逸出功。 材 料銫鈣鎂鈹鈦 逸出功 （1019 J） 3.04.35.96.26.6 現(xiàn)用波長為 400 nm 的單色

8、光照射上述材料，能產(chǎn)生光電效應(yīng) 的材料最多有幾種（普朗克常量 h=6.61034 Js，光速 c=3.0108 m/s）（ ） A.2 種 B.3 種 C.4 種 D.5 種 解析 ：要發(fā)生光電效應(yīng)，則入射光的能量大于金屬的逸出功， 由題可算出波長為 400nm 的光的能量為 E=h 0 =hc/=4.9510-10焦耳，大于銫和鈣的逸出功。所以 A 正確 【例 3】.（2006 年全國理綜，19）已知能使某金屬產(chǎn)生 光電效應(yīng)的極限頻率為 0 ， ( ) A當(dāng)用頻率為 0 2的單色光照射該金屬時(shí)，一定能產(chǎn)生光電 子 B當(dāng)用頻率為 0 2的單色光照射該金屬時(shí)，所產(chǎn)生的光電子 的最大初動(dòng)能為 0

9、h C當(dāng)照射光的頻率大于 0 時(shí)，若增大，則逸出功增大 D當(dāng)照射光的頻率大于 0 時(shí)，若增大一倍，則光電子的 最大初動(dòng)能也增大一倍 提示：提示： （1） 最大初動(dòng)能跟入射光子的頻率有什么關(guān)系？成正比嗎？ （2） 逸出功由入射光決定還是由金屬本身性質(zhì)決定？ 解析：解析：入射光的頻率大于金屬的極限頻率，照射該金屬時(shí)一定 能發(fā)生光電效應(yīng)，A正確； 金屬的逸出功為 0 hW ，又根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程 Whmv 2 2 1 ，當(dāng)入射光的頻率為 0 2時(shí)，其光電子的最 大初動(dòng)能為 000 2 2 2 1 hhhmv，所以B正確； 若當(dāng)入射光的頻率由 0 2增大一倍變?yōu)?0 4時(shí)，其光電 子的最大初動(dòng)能

10、為 000 2 34 2 1 hhhmv，顯然不是 隨著增大一倍，D錯(cuò)誤； 逸出功是金屬本身對金屬內(nèi)電子的一種束縛本領(lǐng)的體現(xiàn)， 與入射光的頻率無關(guān)，C錯(cuò)誤。 綜上所述A、B正確。 【例 4】.已知一束可見光 a 是由 m、n、p 三種單色光組成的。 檢測發(fā)現(xiàn)三種單色光中，n、p 兩種色光的頻率都大于 m 色光； n 色光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，而 p 色光不能使該金屬發(fā)生 光電效應(yīng)。那么，光束 a 通過三棱鏡的情況是 解析：解析：由題意可知 m 光的頻率最小，那么棱鏡對它的折射率最 小，則偏向角應(yīng)最小，它應(yīng)處于三條折射光的最上方；由知 n 光能使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，而 p 光則不能，說明 n 光

11、的頻率大 于 p 光的頻率，故三條折射光自上而下排列順序應(yīng)為 m、p、n，那么 A 正確 知識(shí)點(diǎn)二：光的波粒二象性知識(shí)點(diǎn)二：光的波粒二象性 【例 5】.下列關(guān)于光的波粒二象性的說法中正確的是 A、光的波動(dòng)性和粒子性是相互矛盾的，不能統(tǒng)一 B、在衍射現(xiàn)象中，暗條紋的地方是光子永遠(yuǎn)不能到達(dá)的地方 C、大量光子表現(xiàn)出的波動(dòng)性強(qiáng)，少量光子表現(xiàn)出的粒子性強(qiáng) D、頻率低的光子表現(xiàn)出的粒子性強(qiáng)，頻率高的光子表現(xiàn)出的 波動(dòng)性強(qiáng) 解析；根據(jù)光的概率波的概念：對于一個(gè)光子通過單縫 落在何處是不可確定的，但概率最大的是落在中央亮紋處，可 達(dá) 95%以上，當(dāng)然也可能落在其它亮紋處或暗紋處，故 B 錯(cuò) 光的波粒二象性的

12、理論和實(shí)驗(yàn)表明，大量光子的行為表現(xiàn)出波 動(dòng)性。個(gè)別光子的行為表現(xiàn)出粒子性，C 正確。光的波長越長， 頻率越低，衍射性越好，即波動(dòng)性越明顯；光的波長越短，頻 率越高，其光子的能量越大，個(gè)別或少數(shù)光子的作用就能夠引 起接受裝置的反應(yīng)，所以其粒子性就越顯著，所以 D 錯(cuò) 答 案：C 【例 6】.在單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，中央亮紋的光強(qiáng)占從單縫射入 的整個(gè)光強(qiáng)的 95%以上，假設(shè)現(xiàn)在只讓一個(gè)光子通過單縫，那 么該光子 （ ） A 一定落在中央亮紋處 B B 一定落在亮紋處 C C 可能落在暗紋處 D D 落在中央亮條紋處的可能性最大 解析；根據(jù)光的概率波的概念：對于一個(gè)光子通過單縫落在何 處是不可確定的，但概

13、率最大的是落在中央亮紋處，可達(dá) 95% 以上，當(dāng)然也可能落在其它亮紋處或暗紋處，但落在暗紋處的 概率極小，故 CD 正確。 知識(shí)點(diǎn)三：氫原子的能級結(jié)構(gòu)知識(shí)點(diǎn)三：氫原子的能級結(jié)構(gòu) 【例 7】.(2007 廣東卷）圖 1 所示為氫原子的四個(gè)能級，其 中 E1為基態(tài)，若氫原子 A 處于激發(fā)態(tài) E2，氫原子 B 處于激發(fā) 態(tài) E3，則下列說法正確的是 A.原子 A 可能輻射出 3 種頻 率的光子 B.原子 B 可能輻射出 3 種頻 率的光子 C.原子 A 能夠吸收原子 B 發(fā) 出的光子并躍遷到能級 E4 D.原子 B 能夠吸收原子 A 發(fā)出的光子并躍遷到能級 E4 解析：氫原子 A 由激發(fā)態(tài) E2向低

14、能級躍遷只能輻射 1 種頻率 的光子，故 A 錯(cuò). 氫原子 B 處于 n=3 的激發(fā)態(tài)，其向低能級躍遷能輻射 31，32，21 的三種頻率的光子，故 B 正確. 由氫原子能級的量子性，吸收光子必須滿足 h=E2E1，故 C、D 錯(cuò)誤. 因此本題的答案是 B 選項(xiàng) 【例 8】.（06 全國春季）氫原子的能級是氫原子處于各個(gè)定 態(tài)時(shí)的能量值，它包括氫原子系統(tǒng)的電勢能和電子在軌道上運(yùn) 動(dòng)的動(dòng)能，氫原子的電子由外層軌道躍遷到內(nèi)層軌道時(shí)， （ ） A 氫原子的能量減小，電子的動(dòng)能增加 B 氫原子的能量增加，電子的動(dòng)能增加 C 氫原子的能量減小，電子的動(dòng)能減小 D 氫原子的能量增加，電子的動(dòng)能減小 解析：

15、根據(jù)電子繞核運(yùn)動(dòng)的規(guī)律： 22 ev km rr 可得： 2 2 1 22 ke mv r ?？梢?r 越小動(dòng)能越大。同時(shí)電子由外層軌道躍 遷到內(nèi)層軌道時(shí)，向外輻射電磁波，故有能量損失，因而 A 正 確。 【例 9】.（2007 天津卷）下 圖為氫原子能級的示意圖，現(xiàn) 有大量的氫原子處于 n=4 的激 發(fā)態(tài)，當(dāng)向低能級躍遷時(shí)輻射 出若干不同頻率的光。關(guān)于這 些光下列說法正確的是 A.最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的光 是由 n=4 能級躍遷到 n=1 能級產(chǎn)生的 B.頻率最小的光是由 n=2 能級躍遷到 n=1 能級產(chǎn)生的 C.這些氫原子總共可輻射出 3 種不同頻率的光 D.用 n=2 能級躍遷到 n=

16、1 能級輻射出的光照射逸出功為 6.34eV 的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng) 解析：由 h= hc =E，故 = E hc 。故由 n=4 躍遷到 n=1 能級產(chǎn)生的光子能量最大，波長最短，所以該光子最不容易發(fā) 生衍射現(xiàn)象，所以 A 項(xiàng)錯(cuò)誤； 因由 n=2 能級躍遷到 n=1 能級產(chǎn)生的光子能量小于由 n=4 躍遷 到 n=1 產(chǎn)生光子的能量，故其頻率不是最小，所以 B 項(xiàng)錯(cuò)誤； 大量的氫原子由 n=4 的激發(fā)態(tài)向低能級躍遷，可能躍遷輻射出 6 種不同頻率的光子。故 C 項(xiàng)錯(cuò)誤。 由 n=2 能級躍遷到 n=1 能級輻射出光子的能量 E=-3.4-（- 13.6）=10.2（eV） 。因 E W 逸=

17、6.34eV。故 D 項(xiàng)正確。 【例 10】.（2007 全國，19）用大量具有一定能量的電子轟 擊大量處于基態(tài)的氫原子，觀測到了一定數(shù)目的光譜線。調(diào)高 電子的能量再次進(jìn)行觀測，發(fā)現(xiàn)光譜線的數(shù) 0.54 13.60 3.40 1.50 0.85 0.38 0.28 1 2 3 4 5 6 7 nE/eV 目原來增加了 5 條。用n 表示兩次觀測中最高激發(fā)態(tài)的 量子數(shù) n 之差，E 表示調(diào)高后電子的能量。根據(jù)氫原子的能級 圖可以判斷，n 和 E 的可能值為（ ） An1，13.22 eVE13.32 eV Bn2，13.22 eVE13.32 eV Cn1，12.75 eVE13.06 eV D

18、n2，12.72 eVE13.06 eV 解析: 存在兩種可能,第一種 n=2 到 n=4,由于是電子轟擊,所 以電子的能量必須滿足 13.6-0.85E13.6-0.54,故 D 選項(xiàng)正 確;第二種可能是 n=5 到 n=6,電子能量必須滿足 13.6- 0.38E1。已知普朗克常量 h、電子質(zhì)量 m 和電子 電荷量 e，電子的初速度不計(jì)，則顯微鏡工作時(shí)電子的加速電 壓應(yīng)為 A B C D 解析：由德布羅意波長 = meu h mE h p h K 22 ，即 meu h n d 2 ，U= 2 22 2med hn ，D 選項(xiàng)正確。 基礎(chǔ)練習(xí)基礎(chǔ)練習(xí) 知識(shí)點(diǎn)一：光電效應(yīng)規(guī)律知識(shí)點(diǎn)一：光電效

19、應(yīng)規(guī)律 1.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的裝置如圖所示，則下面說法中正確的是（ ） A.用紫外光照射鋅板， 驗(yàn)電器指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn) B.用紅色光照射鋅板， 驗(yàn)電器指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn) C.鋅板帶的是負(fù)電荷 D.使驗(yàn)電器指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是正電荷 2.某種金屬在單色光照射下發(fā)射出光電子，這光電子的最大初 動(dòng)能（） A.隨照射光強(qiáng)度的增大而增大 B.隨照射光頻率的增大而增大 C.隨照射光波長的增大而增大 D 與照射光的照射時(shí)間無關(guān) 3.下面說法正確的是（ ） A.光子射到金屬表面時(shí)，可能有電子發(fā)出 B.光子射到金屬表面時(shí)，一定有電子發(fā)出 C.電子轟擊金屬表面時(shí)，可能有光子發(fā)出 D.電子轟擊金屬表面時(shí)，一定沒有光子發(fā)出 4用一

20、束綠光照射某金屬，能發(fā)生光電效應(yīng)，現(xiàn)將入射光改 變，再照射這種金屬，下列說法正確的是（ ） A、把這束綠光遮住一半，則可能不發(fā)生光電效應(yīng) B、把這束綠光遮住一半，則逸出的光電子數(shù)將減少 C、若改用一束紅光照射，則可能不產(chǎn)生光電效應(yīng) D、若改用一束藍(lán)光照射，則逸出光電子的最大初動(dòng)能將增大 5 在做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，某金屬被光照射發(fā)生了光電效應(yīng)，實(shí) 驗(yàn)測出光電子的最大初動(dòng)能為 Ek 與入射光的頻率 的關(guān)系圖 象如圖所示，由實(shí)驗(yàn)圖線可求出（ ） A 該金屬的逸出功 B 該金屬的極限頻率和極限波 長 C 普朗克常量 D 單位時(shí)間內(nèi)逸出的電子數(shù) 6 如圖所示,光線 a 和 b 平行,它們從 不同點(diǎn)射入長方

21、體形玻璃磚,但從同 一點(diǎn)射出,則 ( ) A、a 光頻率大于 b 光頻率 B、a 光波長小于 b 光波長 C、做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，同樣條件下用 a 光比用 b 光得到的條 紋間距大 D、若用 b 光照射某金屬剛好能發(fā)生光電效應(yīng)，則用 a 光照射 時(shí)也能發(fā)生光電效應(yīng)。 7分別用波長為 和 4 3 的單色光照射同一金屬板,發(fā)出 的光電子的最大初動(dòng)能之比為 1:2,以 h 表示普朗克常量,c 表示真空中的光速,則此金屬板的逸出功為( ( ):): A. 1 2 hc B. 2 3 hc C. 3 4 hc D. 4 5 h c 8 （07 四川卷）兩種單色光 a 和 b，a 光照射某金屬時(shí)有光電 子逸

22、出，b 光照射該金屬時(shí)沒有光電子逸出，則( ) A在真空中，a 光的傳播速度較大 B在水中，a 光的波長較小 C在真空中，b 光光子能量較大 D在水中，b 光的折射率較小 9、某光電管的陰極由金屬鉀制成，它的逸出功為 2.21eV，用 波長為 2.510-7m 的紫外線照射陰極，已知真空中光速為 3.0108m/s，元電荷為 1.610-19C，普朗克常量為 6.6310- 34J s，求得鉀的極限頻率和該光電管發(fā)射的光電子的最大動(dòng) 能應(yīng)分別是（ ） A5.31014HZ，2.2J B5.31014HZ，4.410-19J C3.31033HZ，2.2J D3.31033HZ，4.410-19

23、J 10不同頻率的紫外光分別照射鎢和鋅的表面而發(fā)生光電效應(yīng)， 可得到光電子的最大初動(dòng)能 Ek 隨入射光頻率 變化的 Ek- 圖象。已知鎢的逸出功是 3.28eV，鋅的逸出功是 3.34eV，若 將二者的圖線畫在同一坐標(biāo)中，以實(shí)線表示鎢、虛線表示鋅， 則下圖中能正確反映以上關(guān)系的是（ ） 11已知金屬鋅發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能 EK跟入射光的頻率的關(guān)系圖象 如圖中的直線 1 所示。某種單 色光照射到金屬鋅的表面時(shí)， 產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為 E1。若該單色光照射到另一金 屬表面時(shí)產(chǎn)生的光電子的最大 初動(dòng)能 E2，E22，則另一波長可能是 （ ） A12 B12 C 12 12 D

24、 12 12 9 . （2007 重慶卷）可見光光子的能量在 1.61 eV3.10 eV 范圍內(nèi).若氫原子從高能級躍遷到量子數(shù)為 n 的低能級的譜線 中有可見光，根據(jù)氫原子能級圖可判斷 n 為( ) A.1 B.2 C.3 D.4 知識(shí)點(diǎn)四：物質(zhì)波知識(shí)點(diǎn)四：物質(zhì)波 1 電子顯微鏡的最高分辨率高達(dá) 0.2nm，如果有人制造出質(zhì)子 顯微鏡，在加速到相同速度情況下，質(zhì)子顯微鏡的最高分辨率 將（ ） A小于 0.2nm B大于 0.2nm C等于 0.2nm D以上說法均不正確 2.在中子衍射技術(shù)中，常利用熱中子研究晶體的結(jié)構(gòu)，因?yàn)闊?中子的德布羅意波長與晶體中原子間距相近。已知中子質(zhì)量 m=1.6

25、710-27kg，普朗克常量 h=6.6310-34Js，可以估 算德布羅意波長 =1.8210-10m 的熱中子動(dòng)能的數(shù)量級為 （A）10-17J （B）10-19J （C）10-21J （D）10-24J 能力提升能力提升 1.(2003 江蘇卷)用某種單色光照射某種金屬表面，發(fā)生光電 效應(yīng).現(xiàn)將該單色光的光強(qiáng)減弱，則（） A.光電子的最大初動(dòng)能不變 B.光電子的最大初動(dòng)能減少 C.單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)減少 D.可能不發(fā)生光電效應(yīng) 2 下列有關(guān)光的光的波粒二象性的說法中，正確的是（ ） A 有的光是波，有的光是粒子 B 光子與電子是同樣一種粒子 C 光的波長越長，其波動(dòng)性越顯著；波長越

26、短，其粒子性越顯 著 D 大量光子的行為往往顯示出粒子性 3、 （2007 江蘇，7）現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為，光和實(shí)物粒子都具有波 粒二象性。下列事實(shí)中突出體現(xiàn)波動(dòng)性的是（ ） A一定頻率的光照射到鋅板上，光的強(qiáng)度越大，單位時(shí)間內(nèi) 鋅板上發(fā)射的光電子就越多 B肥皂液是無色的，吹出的肥皂泡卻是彩色的 C質(zhì)量為 103 kg、速度為 102 m/s 的小球，其德布羅意波 長約為 1023 m，不過我們能清晰地觀測到小球運(yùn)動(dòng)的軌跡 D人們常利用熱中子研究晶體的結(jié)構(gòu)，因?yàn)闊嶂凶拥牡虏剂_ 意波長一晶體中原子間距大致相同 4 在單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，中央亮紋的光強(qiáng)占從單縫射入的整個(gè)光 強(qiáng)的 95%以上，假設(shè)現(xiàn)在只讓一個(gè)

27、光子通過單縫，那么該光子 （ ） A 一定落在中央亮紋處 B 一定落在亮紋處 C 可能落在暗紋處 D 落在中央亮條紋處的可能性最大 5倫琴射線管中電子的加速電壓為 80103V，則產(chǎn)生的倫琴 射線的能量肯定不可能是 （ ） A3102eV B4103eV C1104eV D9104eV 6.有關(guān)紅、藍(lán)兩束單色光，下列說法正確的是（） A.在空氣中的波長紅藍(lán) B.在水中的光速 v 紅v 藍(lán) C.在同一介質(zhì)中的折射率 n 紅n 藍(lán) D.藍(lán)光光子的能量大于紅光光子的能量 7、 （2007 江蘇，4） 子與氫原子核（質(zhì)子）構(gòu)成的原子稱為 氫原子，它在原子核物理的研究中有重要作用。圖為 氫 原子的能級示

28、意圖。假定光子能量為 E 的一束光照射容器中大 量處于 n2 能級的 氫原子， 氫原子吸收光子后，發(fā)出 頻率為 1、2、3、4、5、和 6的光，且頻率依次增 大，則 E 等于 （ ） Ah（31 ） Bh（56） Ch3 Dh4 8.人眼對綠光最為敏感。正常人的眼睛接收到波長為 530 nm 的綠光時(shí)，只要每秒有 6 個(gè)綠光的光子射入瞳孔，眼睛就能察 覺。普朗克常量為 6.631034 Js，光速為 3.0108 m/s， 則人眼能察覺到綠光時(shí)所接收到的最小功率是（） A.2.31018 W B.3.81019 W C.7.01048 W D.1.21048 W 9在 X 射線管中，由陰極發(fā)射

29、的電子被加速后打到陽極，會(huì) 產(chǎn)生包括 X 光在內(nèi)的各種能量的光子，其中光子能量的最大值 等于電子的動(dòng)能。已知陽極與陰極之間的電勢差 U、普朗克常 數(shù) h、電子電量 e 和光速 c，則可知該 X 射線管發(fā)出的 X 光的 ( ) A最短波長為 euh c B最長波長為 h eu c C最小頻率為 h eu D最大頻率為 h eu 10.氦原子被電離一個(gè)核外電子，形成類氫結(jié)構(gòu)的氦離子。已 知基態(tài)的氦離子能量為 E1=54.4 eV，氦離子能級的示意圖 如下所示。在具有下列能量的光子中，不能被基態(tài)氦離子吸收 而發(fā)生躍遷的是（） A.40.8 eV B.43.2 eV C.51.0 eV D.54.4

30、eV 11.氫原子從第 2 能級躍遷到第 1 能級過程中的能量變化，有 下列說法：電子的動(dòng)能一定增大；原子系統(tǒng)的電勢能一定 減??；電子動(dòng)能的增加量一定等于系統(tǒng)電勢能的減少量； 電子動(dòng)能的增加量一定小于系統(tǒng)電勢能的減少量。以上說法中 正確的有 A.只有 B.只有 C.只有 D.只有 12、某同學(xué)采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝 置來研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。當(dāng)用某單 色光照射光電管的陰極 K 時(shí)，會(huì)發(fā) 生光電效應(yīng)現(xiàn)象。閉合開關(guān) S，在陽 極 A 和陰極 K 之間加上反向電壓， 通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片逐漸增 大電壓，直至電流計(jì)中電流恰為零，此電壓表的電壓值 U 稱為 反向截止電壓，根據(jù)反向截止電壓，可以計(jì)算到光電子

31、的最大 初動(dòng)能 EKm現(xiàn)分別用頻率為 v1和 v2單色光照射陰極，測量 到反向截止電壓分別為 U1和 U2，設(shè)電子質(zhì)量為 m，電荷量為 e，則下列關(guān)系式中不正確的是 （ ） A頻率為 v1 的光照射時(shí)光電子的最大初速度 m eU v 1 2 B陰極 K 金屬的逸出功 11 eUhvW C陰極 K 金屬的極限頻率 21 2112 0 UU vUvU v D普朗克常量 21 21 )( vv UUe h 13研究光電效應(yīng)規(guī)律的 裝置如圖所示，以頻率為 的光照射光電管陰極 K 時(shí)，有光電子產(chǎn)生，由 于光電管 K、A 間加的是 反向電壓，光電子從陰極 K 發(fā)射后將向陽極 A 作減 速運(yùn)動(dòng)。光電流 i

32、由圖 中電流計(jì) G 測出，反向電 壓 U 由電壓表 V 測出。當(dāng)電流計(jì)示數(shù)為零時(shí)，電壓表的示數(shù) 稱為反向截止電壓 U0。在下列表示光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的圖象中， 錯(cuò)誤的是（ ） 14、為了觀察晶體的原子排列，可以采用下列方法： （1）用到分辨率比光學(xué)顯微鏡更高的電子顯微鏡成像（由于 電子的物質(zhì)波的波長很短，能防止發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，因此電 子顯微鏡的分辨率高） ；（2）利用 X 射線或中子束得到晶體的 衍射圖樣，進(jìn)而分析出晶體的原子排列。則下列分析中正確的 是 （ ） A電子顯微鏡所利用的電子物質(zhì)波的波長比原子尺寸小得 多 B電子顯微鏡中電子束運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)很小 C要獲得晶體的 X 射線衍射圖樣，X

33、射線波長要遠(yuǎn)小于原 子的尺寸 D中子的物質(zhì)波的波長可以與原子尺寸相當(dāng) 15根據(jù)量子理論，光子的能量 E 和動(dòng)量 p 之間的關(guān)系式為 E=pc，其中 c 表示光速，由于光子有動(dòng)量，照到物體表面的光 子被物體吸收或反射時(shí)都會(huì)對物體產(chǎn)生壓強(qiáng)，這就是光壓， 用 I 表示 （1）一臺(tái)二氧化碳?xì)怏w激光器發(fā)出的激光，功率為 P0 0， 射出的光束的橫截面積為 S0 0，當(dāng)它垂直照到物體表面并被物體 全部反射時(shí)，激光對物體表面的壓力為 F=2pN，其中 p 表示 光子的動(dòng)量，N 表示單位時(shí)間內(nèi)激光器射出的光子數(shù)，試用 P0 0 和 S0 0表示該光束對物體產(chǎn)生的光壓 I。 （2）有人設(shè)想在宇宙探測器中用光為動(dòng)

34、力推動(dòng)探測器加 速，探測器上安裝有面積極大，反射率極高的薄膜，并讓它正 對太陽，已知太陽光照射薄膜時(shí)每平方米面積上的輻射功率為 P1 1=1.35kW，探測器和薄膜的總質(zhì)量為 m=100kg，薄膜面積為 S=4104 4m2 2求此時(shí)探測器的加速度 a 的大??？ 基礎(chǔ)練習(xí)答案基礎(chǔ)練習(xí)答案 知識(shí)點(diǎn)一：光電效應(yīng)規(guī)律知識(shí)點(diǎn)一：光電效應(yīng)規(guī)律 1 1 ADAD 2 2 BDBD 3 3 ACAC 4 4 BCDBCD 5ABC5ABC 6 6 C C 7 7 B B 8 8 BDBD 9 9 B B 1010 B B 11A11A 12A12A 1313 (a(a，51051013 13) ) 知識(shí)點(diǎn)二

35、：光的波粒二象性知識(shí)點(diǎn)二：光的波粒二象性 1 1 BCDBCD 2 2 D D 3 3 ABAB 知識(shí)點(diǎn)三：氫原子的能級結(jié)構(gòu)知識(shí)點(diǎn)三：氫原子的能級結(jié)構(gòu) 1 1 C C 2 2 B B 3 3 B B 4A4A 5 5 C C 6 6 C C 7 7 D D 8 8 CDCD 9 9 B B 知識(shí)點(diǎn)四：物質(zhì)波知識(shí)點(diǎn)四：物質(zhì)波 1 1 B B 2 2 C C 能力提升答案：能力提升答案： 1 1 ACAC 2 2 C C 3 3 BDBD 4 4 CDCD 5 5 D D 6 6 D D 7 7 C C 8 8 A A 9 9 D D 1010 B B 1111 D D 1212 C C 1313

36、 B B 1414 ADAD 1515 （1 1）設(shè)題設(shè)激光器單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)為）設(shè)題設(shè)激光器單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)為 N N，每個(gè)，每個(gè) 光子的能量為光子的能量為 E E，則激光器的功率可表示為，則激光器的功率可表示為 P P0 0=NE=NE，得，得 E=PE=P0 0/N/N 由題給信息可知，激光對物體表面的壓力為由題給信息可知，激光對物體表面的壓力為 F=2NpF=2Np 由光壓的定義及光子能量與動(dòng)量的關(guān)系有由光壓的定義及光子能量與動(dòng)量的關(guān)系有 I=F/SI=F/S0 0 ,p=E/c,p=E/c 聯(lián)立以上幾式得聯(lián)立以上幾式得 I=2PI=2P0 0/(cS/(cS0 0) )

37、（2 2）由（）由（1 1）的結(jié)論可知太陽對薄膜產(chǎn)生的光壓為）的結(jié)論可知太陽對薄膜產(chǎn)生的光壓為 I=2P1/(cS)=21.3510I=2P1/(cS)=21.35103 3/(310/(3108 81)Pa=9101)Pa=910-6 -6Pa Pa 探測器受到的總光壓為探測器受到的總光壓為 F=ISF=IS 以探測器為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得以探測器為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得 a=F/m=IS/m=910a=F/m=IS/m=910-6 -6410 4104 4/100/100 m/sm/s2 2=3.610=3.610-3 -3 m/s m/s2 2 第四部分第四部分 原子核原子

38、核 一一 、考綱要求、考綱要求 級別考試內(nèi)容 粒子散射實(shí)驗(yàn)、原子的核式結(jié)構(gòu)，原子核的 組成、天然放射現(xiàn)象、射線、射線、射 線、衰變、半衰期，原子核的人工轉(zhuǎn)變、核反 應(yīng)方程、放射性同位素及其應(yīng)用、放射性的污 染和防護(hù)，重核的裂變、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、核反應(yīng)堆， 輕核的聚變、可控?zé)岷朔磻?yīng)，人類對物質(zhì)結(jié)構(gòu) 的認(rèn)識(shí) 核能、質(zhì)量虧損、愛因斯坦的質(zhì)能方程 復(fù)習(xí)目標(biāo)復(fù)習(xí)目標(biāo) 1知道 a 粒子散射實(shí)驗(yàn) 2知道原子的核式結(jié)構(gòu)模型的主要內(nèi)容，理解模型提出的主 要思想 3知道原子核的組成，知道核子和同位素的概念 4了解天然放射現(xiàn)象及其規(guī)律，知道天然放射現(xiàn)象的原因是 核的衰變 5知道三種射線的本質(zhì)，以及如何利用磁場區(qū)分它們 6

39、知道 衰變和 衰變，知道衰變規(guī)律 7了解半衰期的概念 8知道什么是人工和天然放射性同位素 9了解放射性同位素的特點(diǎn)及應(yīng)用 10知道原子核的人工轉(zhuǎn)變，知道核能的概念 11知道愛因斯坦的質(zhì)能方程，知道質(zhì)量虧損的概念 12會(huì)根據(jù)質(zhì)能方程和質(zhì)量虧損的概念計(jì)算核反應(yīng)中釋放的核 能 13知道重核的裂變和鏈?zhǔn)椒磻?yīng) 14知道什么是聚變 15知道核反應(yīng)堆和核電站 16了解聚變反應(yīng)的特點(diǎn)，知道可控?zé)岷朔磻?yīng) 二、自我回顧二、自我回顧 1粒子散射實(shí)驗(yàn)：用射線照射金箔， 粒子穿過金 箔后基本上 的方向前進(jìn)， 粒子發(fā) 生較大的 。 2原子的核式結(jié)構(gòu)模型：在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫 做 ，原子的全部 和幾乎全部的 都集

40、 中在原子核里，帶負(fù)電的電子在 的空間運(yùn)動(dòng)。 3原子核是由 和 組成的，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為 ，原子的電荷數(shù) 質(zhì)子數(shù)。 相同 而 不同的原子，在元素周期表中處于同一位置，互稱 同位素。 4元素 放出射線的現(xiàn)象叫做天然放射現(xiàn)象。原子核 衰變時(shí) 和 都守恒。原子核具有內(nèi)部結(jié)構(gòu) 的依據(jù)是什么？人類認(rèn)識(shí)原子核的結(jié)構(gòu)是從 開始的。 5放射性物質(zhì)放出的射線有三種： 、 和 _。 三種射線的區(qū)別 種類 射線 射線 射線 組成 帶電荷量 質(zhì)量 在 電磁場中 穿透本領(lǐng) 對空氣的 電離作用 在空氣中 的軌跡 通過膠片 6衰變及其規(guī)律：原子核放出 或 后，變成 的原子核，成為原子核的衰變。放出 粒子，稱為 ； 衰變方程

41、為_;放出 粒子，稱為 ,衰 變方程為_. 7放射性元素的原子核有 發(fā)生衰變所需的 ，叫做這種元素的半衰期。放射性元素衰變的快慢是僅由 決定的，跟原子所處的物理或化學(xué)狀態(tài)無關(guān)。 8放射性同位素：有些 具有放射性，叫做放射性 同位素。 9和天然同位素相比，人工放射性同位素的放射強(qiáng)度比較 ，可以制成各種所需的 ，半衰期 ，廢 料容易處理。 放射性同位素的應(yīng)用：一是利用它的 ，如 射線 探傷，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，消除靜電，殺菌治病等。二是作為 原子。 10核反應(yīng)：核物理學(xué)中，原子核在其他粒子轟擊下產(chǎn)生 的過程叫核反應(yīng)。原子核的 就是一種核反應(yīng)。 1919 年，盧瑟福用 粒子轟擊氮原子核，產(chǎn)生了氧的一 種同

42、位素 和 。第一次實(shí)現(xiàn)了 ， 就是這樣發(fā)現(xiàn)的。 發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為： 發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為： 在核反應(yīng)中， 和 都守恒。 核能：核反應(yīng)中釋放的能量叫做核能。 11愛因斯坦的相對論提出，物體的能量和質(zhì)量之間存在著密 切的聯(lián)系，它們之間的關(guān)系是 . 12質(zhì)量虧損：組成原子核的核子的總質(zhì)量與原子核的 。 13核物理中把重核分裂成質(zhì)量 的核，而釋放出 的反應(yīng)，稱為裂變；把輕核結(jié)合成質(zhì)量 的核，而釋放出 的反應(yīng)，稱為聚變。 14重核裂變時(shí)，釋放出 23 個(gè)中子，這些中子又引起了 重核裂變，這樣裂變就會(huì) 進(jìn)行下去，這稱為鏈?zhǔn)椒?應(yīng)。 15反應(yīng)堆中，減速劑和控制棒的作用是什么？ 16要使輕核發(fā)生聚變應(yīng)

43、滿足什么條件？用什么方法能使大量 原子核獲得足夠的動(dòng)能來發(fā)生聚變呢？ 反應(yīng)又叫 熱核反應(yīng)，熱核反應(yīng)一旦發(fā)生，就 外界給它能 量，靠自身產(chǎn)生的熱可使反應(yīng)進(jìn)行下去。 典題解析典題解析 知識(shí)點(diǎn)一：原子核式結(jié)構(gòu)、原子核知識(shí)點(diǎn)一：原子核式結(jié)構(gòu)、原子核 【例 1】 （2006 上海物理）盧瑟夫通過對粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果 的分析，提出 （ ） A 原子的核式結(jié)構(gòu)模型 B 原子內(nèi)有中子存在 C 電子是原子的組成部分 D 原子核是由質(zhì)子和中子組成的 解析：盧瑟夫粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果是絕大多數(shù)粒子穿過金 箔后仍沿原方向前進(jìn)，但有少數(shù)粒子發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)。粒 子散射實(shí)驗(yàn)只發(fā)現(xiàn)原子可以再分，但并不涉及原子核內(nèi)的結(jié)構(gòu)。 正確答案

44、AC 知識(shí)點(diǎn)二：天然放射現(xiàn)象、衰變知識(shí)點(diǎn)二：天然放射現(xiàn)象、衰變 【例 2】：本題中用大寫字母代表原子核。E經(jīng)衰變成為 F，再經(jīng)衰變成為G，再經(jīng)衰變成為H。上述系列衰變可 記為下式： 另一系列衰變?nèi)缦拢?已知P是F的同位素，則 （ ） AQ是G的同位素，R是H的同位素 BR是E的同位素，S是F的同位素 CR是G的同位素，S是H的同位素 DQ是E的同位素，R是F的同位素 解析：解析：設(shè)E的核電荷數(shù)為Z，則F的核電荷數(shù)為（Z-2） ，G的 核電荷數(shù)為（ P Q R S E F G H 放射源 金箔 熒光屏 顯微鏡 A B C D Z-1） ，H的核電荷數(shù)為（Z-3） ；又P是F的同位素。故P與F 的

45、核電荷數(shù)相同，亦為（Z-2） ，而Q的核電荷數(shù)為（Z-1） ，R 的核電荷數(shù)為Z，S的核電荷數(shù)為（Z-2） ；所以Q和G是同位 素，R和E是同位素，S、F和P是同位素。應(yīng)選 B。 【例 3】：(2007 上海卷) )U 衰變?yōu)镽n 要經(jīng)過m次衰 變和n次衰變，則m，n分別為（B） （A）2，4。 （B）4，2。C）4，6。 （D）16，6。 解析：根據(jù)電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒，又因衰變放出 He，衰變放出 0 1 e，所以，衰變次數(shù)為（238-222） /4=4; 衰變次數(shù)為 2*4- -(92 86)=2,故選 B 【例 4】靜止在勻強(qiáng)磁場中的一個(gè)10 5 B 核俘獲了一個(gè)速度為向 v =7.

46、3104m/s 的中子而發(fā)生核反應(yīng)，生成 粒子與一個(gè)新 核。測得 粒子的速度為 2104 m/s，方向與反應(yīng)前中子運(yùn) 動(dòng)的方向相同，且與磁感線方向垂直。 求：寫出核反應(yīng)方程。畫出核反應(yīng) 生成的兩個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡及旋轉(zhuǎn)方向 的示意圖（磁感線方向垂直于紙面向外） 。求 粒子與新核軌道半徑之比。 求 粒子與新核旋轉(zhuǎn)周期之比。 解析：解析：（1）由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒 得： 10 5 B+1 0n 4 2He+ 7 3 Li （2）由于 粒子和反沖核都帶正電，由左手定則知， 它們旋轉(zhuǎn)方向都是順時(shí)針方向，示意圖如右。 （3）由動(dòng)量守恒可以求出反沖核的速度大小是 103m/s 方向和 粒子的速度方向相反

47、，由帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑公式 qB mv r 可求得它們的半徑之比是 1207 （4）由帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期公 式 qB m T 2 可求得它們的周期之比是 67 知識(shí)點(diǎn)三：核反應(yīng)和核能知識(shí)點(diǎn)三：核反應(yīng)和核能 【例 5】.（2007 四川卷）某核反應(yīng)方程為 +X。已知的質(zhì)量為 2.0136 u，的 質(zhì)量為 3.0180 u，的質(zhì)量為 4.0026 u，X 的質(zhì)量為 1.0087 u。則下列說法中正確的是 A.X 是質(zhì)子，該反應(yīng)釋放能量 B.X 是中子，該反應(yīng)釋放能量 C.X 是質(zhì)子，該反應(yīng)吸收能量 D.X 是中子，該反應(yīng)吸收能量 解析：由質(zhì)量數(shù)守恒知

48、X 的核子 數(shù)為 A=2+34=1;由電荷數(shù)守恒知 X 核的質(zhì)子數(shù) Z=1+12=0， 由此可得 X 是中子；由題目給出的已知條件，可算出反應(yīng)后的 質(zhì)量虧損 m=（2.0136+3.0184.00261.0087）u=0.0203u,由 于反應(yīng)過程存在質(zhì)量虧損，因此該反應(yīng)必定釋放能量。故選 B 【例 6】（006 年，江蘇，18）天文學(xué)家測得銀河系中氦的含量 約為 25%。有關(guān)研究表明，宇宙中氦生成的途徑有兩條：一是 在宇宙誕生后 3 分鐘左右生成的；二是在宇宙演化到恒星誕生 后，由恒星內(nèi)部的氫核聚變反應(yīng)生成的。 （1）把氫核聚變反應(yīng)就簡化為 4 個(gè)氫核（）聚變成氦核 （He） ，同時(shí)放出 2

49、 個(gè)正電子（ e）和 2 個(gè)中微子（Ve） ， 請寫出該氫核聚變反應(yīng)的方程，并計(jì)算一次反應(yīng)釋放的能量。 （2）研究表明，銀河系的年齡約為 t=3.810s，每秒鐘銀 河系產(chǎn)生的能量約為 110J（即 P=110J/s） ?，F(xiàn)假定 該能量全部來自上述氫核聚變反應(yīng)，試估算銀河系中氦的含量 （最后結(jié)果保留一位有效數(shù)字） 。 （3）根據(jù)你的估算結(jié)果，對銀河系中氦的主要生成途徑做出 判斷。 （可能用到數(shù)據(jù)：銀河系質(zhì)量約為 M=310kg，原子質(zhì)量單 位 1u=1.6610kg，1u 相當(dāng)于 1.510J 的能量，電子 質(zhì)量 m=0.0005u，氦核質(zhì)量 ma=4.0026u，氫和質(zhì)量 mp=1.0078

50、u，中微子 ve 質(zhì)量為零） 。 解析：解析：（1）41 1H 4 2He+2 0 1e=2ve m=4mpmme E=mc2=4.141012J （2）m= E pt m=6.11039kg 氦的含量 M m 41 39 103 101 . 6 2 （3）由估算結(jié)果可知， 2遠(yuǎn)小于 25的實(shí)際值，所以銀河系中的氦主要是 宇宙誕生后不久生成的。 基礎(chǔ)練習(xí)基礎(chǔ)練習(xí) 知識(shí)點(diǎn)一：原子核式結(jié)構(gòu)、原子核知識(shí)點(diǎn)一：原子核式結(jié)構(gòu)、原子核 1下列有關(guān)盧瑟夫粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)論正確的（ ） A 證明了質(zhì)子的存在 B 證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的 C 說明了原子的全部正電荷和幾乎全部的質(zhì)量都集中在一個(gè)很 小的核

51、上 D 說明原子中的電子只能在某些不連續(xù)的軌道上運(yùn)動(dòng) 2、下圖為盧瑟福和他的同事們做 粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的示意 圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的 A、B、C、D 四個(gè)位 置時(shí)，觀察到的現(xiàn)象，下述說法中正確的是（ ） A、放在A位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多 B、放在B 位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)只比A 位置時(shí)稍少些 C、放在C、D 位置時(shí)，屏上觀察不到閃光 D、放在D 位置時(shí)，屏上仍能觀察一些閃光，但次數(shù)極少 3盧瑟福通過對粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，提出( ) A原子的中心有一個(gè)核，稱為原子核 B原子的正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里 C電子是原子的組成部分 D帶負(fù)

52、電的電子繞著原子核旋轉(zhuǎn) 4根據(jù) 粒子散射實(shí)驗(yàn)，盧瑟福提出了原 子的核式結(jié)構(gòu)模型圖中虛線表示原子核所 形成的電場的等勢線，實(shí)線表示一個(gè) 粒 子的運(yùn)動(dòng)軌跡在 粒子從 a 運(yùn)動(dòng)到 b、 再運(yùn)動(dòng)到 c 的過程中，下列說法中正確的是 （ ） (A)動(dòng)能先增大，后減小 (B)電勢能先減小，后增大 (C)電場力先做負(fù)功，后做正功，總功等于零 (D)加速度先變小，后變大 知識(shí)點(diǎn)二：天然放射現(xiàn)象、衰變知識(shí)點(diǎn)二：天然放射現(xiàn)象、衰變 1 （2002 上海）圖中 P 為放在勻強(qiáng)電場中的天然放射源， 其放出的射線在電場的作用下分成 A、B、C 三束，以下判斷正確的是 A a 為 射線、b 為射線 B a 為射線、b 為

53、射線 C b 為射線、c 為 射線 D b 為 射線、c 為射線 2 （2007 年四川）關(guān)于天然放射現(xiàn)象，下列說法正確的是 （ ） A放射性元素的原子核內(nèi)的核子有半數(shù)發(fā)生變化所需的時(shí)間 就是半衰期 B放射性物質(zhì)放出的射線中，粒子動(dòng)能很大，因此貫穿物 質(zhì)的本領(lǐng)很強(qiáng) C當(dāng)放射性元素的原子的核外電子具有較高能量時(shí)，將發(fā)生 衰變 D放射性的原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核從高能級向低能級 躍遷時(shí)，輻射出射線我 3.（2004 江蘇卷）下列說法正確的是（ ） A. 射線與 射線都是電磁波 B. 射線為原子的核外電子電離后形成的電子流 C.用加溫、加壓或改變其化學(xué)狀態(tài)的方法都不能改變原子核衰 變的半衰期 D.

54、原子核經(jīng)過衰變生成新核,則新核的質(zhì)量總等于原核的質(zhì)量 4.（2008 重慶卷）放射性同位素針 232 經(jīng) 衰變會(huì)生成氧， 其衰變方程為 232 90 Th 220 80 Rn+x+y，其中( ) A.x=1,y=3B.x=2,y=3 C.x=3,y1D.x=3,y=2 5 （2006 全國卷）某原子核 X A Z 吸收一個(gè)中子后，放出一個(gè) 電子，分裂為兩個(gè) 粒子。由此可知( ) A A=7，Z=3 B. A=7，z=4 C.A=8， Z=3 D. A=8，Z=4 6(2003 江蘇)鈾裂變的產(chǎn)物之一氦 90（ Kr 90 36 ）是不穩(wěn)定的， 它經(jīng)過一系列衰變最終成為穩(wěn)定的鋯 90（ Zr 9

55、0 40 ） ，這些衰變 是( )（ B ） A1 次衰變，6 次衰變 B4 次衰變 C2 次衰變D2 次衰變，2 次衰變 7.( 2008 天津卷)一個(gè)氡核 Rn 222 86 衰變成釙核 Po 218 84 并放出一 個(gè)粒子，其半衰期為 3.8 天。1 g 氡經(jīng)過 7.6 天衰變掉氡 的質(zhì)量，以及 Rn 222 86 衰變成 Po 218 84 的過程放出的粒子是( ) A.0.25g， 粒子B.0.75g， 粒子 C.0.25g， 粒子D.0.75g， 粒子 8.（2006 重慶卷）14C 是一種半衰期為 5730 年的放射性同位 素。若考古工作者探測到某古木中 14C 的含量為原來的

56、1/4， 則該古樹死亡時(shí)間距今大約 （ ） A.22920 年 B.11460 年 C.5730 年 D.2865 年 9、在足夠大的勻強(qiáng)磁場中一粒靜止的鈉同位素 發(fā)生衰變， Na 釋放出的粒子運(yùn)動(dòng)方向與磁場垂直，現(xiàn)在探測到新核與放出粒 子的運(yùn)動(dòng)軌跡均為圓，如圖所示，則下列判斷正確的是（ ） A新核要沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn) B發(fā)生的是 衰變 C軌跡 1 是新核的軌跡 D新核是 Mg 10、 （2007 廣東） “軌道電子俘獲”也是放射性同位素衰變的 一種形式，它是指原子核（稱為母核）俘獲一個(gè)核外電子，其 內(nèi)部一個(gè)質(zhì)子變?yōu)橹凶?，從而變成一個(gè)新核（稱為子核） ，并 且放出一個(gè)中微子的過程，中微子的質(zhì)量極

57、小，不帶電，很難 被探測到，人們最早是通過子核的反沖而間接證明中微子的存 在的關(guān)于一個(gè)靜止的母核發(fā)生“軌道電子俘獲” ，衰變?yōu)樽?核并放出中微子，下面的說法中不正確的是（ ） A子核的動(dòng)量與中微子的動(dòng)量相同 B母核的電荷數(shù)小于子核的電荷數(shù) C母核的質(zhì)量數(shù)等于子核的質(zhì)量數(shù) D子核的動(dòng)能大于中微子的動(dòng)能 1111、06 廣東卷據(jù)新華社報(bào)道，由我國自行設(shè)計(jì)、研制的世 界第一套全超導(dǎo)核聚變實(shí)驗(yàn)裝置（又稱“人造太陽” ）已完成 了首次工程調(diào)試。下列關(guān)于“人造太陽”的說法正確的是( ) A “人造太陽”的核反應(yīng)方程是nHeHH 1 0 4 2 3 1 2 1 B “人造太陽”的核反應(yīng)方程是nKrBanU

58、1 0 92 36 141 56 1 0 235 92 3 C “人造太陽”釋放的能量大小的計(jì)算公式是 2 mcE D “人造太陽”核能大小的計(jì)算公式是 2 2 1 mcE 知識(shí)點(diǎn)三：核反應(yīng)和核能知識(shí)點(diǎn)三：核反應(yīng)和核能 1.（2008 北京卷）一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子聚變結(jié)合成一個(gè)氘 核，同時(shí)輻射一個(gè)光子。已知質(zhì)子、中子、氘核的質(zhì)量 分別為 m1、m2、m3,普朗克常量為 h,真空中的光速為 c。下 列說法正確的是( ) A.核反應(yīng)方程是 1 1H+ 1 0n 3 1H+ B.聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損m m 1+m2-m3 C.輻射出的光子的能量 E=(m3-m1-m2)c2 D. 光子的波長 2 12

59、3 () h mmmc 2.一個(gè)U 235 92 原子核在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應(yīng)， 其裂變方程為 NSrXNU 1 0 94 38 1 0 235 92 2 ，則下列敘述正確 的是( ) A X 原子核中含有 86 個(gè)中子 B X 原子核中含有 141 個(gè)核子 C因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量，根據(jù) E=mc2，所以生成物的總質(zhì)量數(shù) 增加 D因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以生成物的總質(zhì) 量數(shù)減少 3 （2008 全國）中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核時(shí)，質(zhì)量虧損為m， 相應(yīng)的能量Emc22.2 MeV 是氘核的結(jié)合能。下列 說法正確的是( ) A用能量小于 2.2MeV 的光子照射靜止氘核時(shí)，氘核不能分解 為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子 B用能量等于 2.2 Mev 的光子照射靜止氘核時(shí)，氘核可能分 解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子，它們的動(dòng)能之和為零 C用能量大于 2.2MeV 的光子照射靜止氘核時(shí)，氘核可能分解 為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子，它們的動(dòng)能之和為零 D用能借大于 2.2MeV 的光子照射靜止氘核時(shí)，氘核可能分解 為一個(gè)質(zhì) r 和一個(gè)中子，它們的動(dòng)能之和不為零 4、太陽的能量來自下面的反應(yīng)：四個(gè)質(zhì)子（氫核）聚變成一 個(gè)粒子，同時(shí)發(fā)射兩個(gè)正電子和兩個(gè)沒有靜止質(zhì)量的中微 子。已知粒子的質(zhì)量為ma，