全優(yōu)粵教版物理選修3-5課件2019 1 16課件第4章 第1、2節(jié)

1、物理選修3-5配粵教版物理選修3-5配粵教版第一節(jié)走進(jìn)原子核第二節(jié)放射性元素的衰變物理選修3-5配粵教版1大量氫原子從n5的激發(fā)態(tài)向低能級躍遷時，產(chǎn)生的光譜線條數(shù)是(A4條C8條【答案】D)B6條D10條n(n1)25(51)2【解析】N10 條物理選修3-5配粵教版2 一個氫原子處于第3 能級時， 外面射來一個波長為6.63107 m的光子，下列說法中正確的是()A. 氫原子不吸收這個光子，光子穿過氫原子B. 氫原子被電離，電離后的電子的動能約為0.36 eV C氫原子被電離，電離后電子的動能為零D氫原子吸收光子，但不電離【答案】B【解析】如果外來光子能量大于氫原子的電離能量，則剩余能量轉(zhuǎn)化

2、為電子的動能物理選修3-5配粵教版3氦氖激光器能產(chǎn)生三種波長的激光，其中兩種波長分別為10.6328m，23.39m，已知波長為1的激光是氖原子在能級間隔為E1 1.96eV的兩個能級之間躍遷產(chǎn)生的用E2 表示產(chǎn)生波長為2 的激光所對應(yīng)的躍遷的能級間隔，則E2的近似值為(A10.50 eVC0.53 eV【答案】D)B0.98 eVD0.36 eV物理選修3-5配粵教版【解析】本題考查玻爾的原子躍遷理論根據(jù) Eh，c，可知當(dāng) E11.96 eV，0.632 8 m，當(dāng) 3.39 m 時聯(lián)立可知 E20.36 eV，故選 D.物理選修3-5配粵教版4氫原子的核外電子從距核較近的軌道上躍遷到距核較

3、遠(yuǎn)的軌道過程中()A. 原子要吸收光子，電子的動能增大，原子的電勢能增大，原子的能量增大B. 原子要放出光子，電子的動能減少，原子的電勢能減 少，原子的能量也減少C. 原子要吸收光子，電子的動能增大，原子的電勢能減 少，原子的能量增大D. 原子要吸收光子，電子的動能減少，原子的電勢能增 大，原子的能量增加【答案】D物理選修3-5配粵教版mv2ke21，Ek2mv2【解析】由庫侖定律提供向心力，即 r2 rke2 2r ，由此可知電子離核越遠(yuǎn) r 越大，則電子的動能越小，故A、C 錯誤；因 r 增大過程中庫侖力做負(fù)功，故電勢能增加，B錯；再結(jié)合玻爾理論和原子的能級公式可知，D 正確物理選修3-5

4、配粵教版一、天然放射現(xiàn)象1天然放射現(xiàn)象自發(fā)地放出射線物質(zhì)能的現(xiàn)象叫天然放射現(xiàn)象2. 放射性物體放射出射線的性質(zhì)稱為3. 放射性元素放射性放射性元素具有放射性的元素稱為大于83原子序數(shù)的所有元素，都能自發(fā)地發(fā)出射線，原子序數(shù)小于等于83的元素，有的也能放出射線物理選修3-5配粵教版二、原子核的組成1質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)： 盧瑟福用粒子轟擊 氮原子核獲得了質(zhì)子查德威克2中子的發(fā)現(xiàn)：盧瑟福的學(xué)生證實(shí)了 中子的存在通過實(shí)驗(yàn)質(zhì)子中子3原子核的組成：由們統(tǒng)稱為 核子和組成，因此它物理選修3-5配粵教版質(zhì)子數(shù)4原子核的電荷數(shù)：等于原子核的即原子的 原子序數(shù)5原子核的質(zhì)量數(shù)：等于 質(zhì)子數(shù)和中子數(shù) 的總和6原子核的符號：

5、AX 其中 X 為元素符號，A 為原子核的Z，Z 為原子核的質(zhì)量數(shù)電荷數(shù)物理選修3-5配粵教版三、放射線的本質(zhì)1. 射線種類：放射性物質(zhì)發(fā)出的射線有三種，分別為 射線、 射線、 射線.2. 放射線的本質(zhì)氦原子核粒子流，符號為He，(1)射線是高速運(yùn)動的射出時的速度可達(dá)0.1c.01e_，射出電子流，符號為(2)射線是高速運(yùn)動的時速率可達(dá)0.9c.電磁波(3)射線是波長很短的物理選修3-5配粵教版四、原子核的衰變1衰變放射性元素的原子核放出某種粒子后變成新的原子核的變化2衰變方程M44Y He (1)衰變的一般方程為X衰，每發(fā)生一次 Z22變，新元素與原元素相比較，核電荷數(shù)減2，質(zhì)量數(shù)減4.M0

6、 MYe(2)衰變的一般方程為X，每發(fā)生一次Z11衰變，新元素與原元素相比較，核電荷數(shù)加1，質(zhì)量數(shù)不變物理選修3-5配粵教版3射線射線是伴隨衰變、衰變 同時產(chǎn)生的，射線不改變原子核的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)物理選修3-5配粵教版五、核反應(yīng)方程1核反應(yīng)：原子核在其他粒子的轟擊下生成的過程新原子核放出或吸收2. 反應(yīng)能：核反應(yīng)過程中3. 核反應(yīng)方程的能量(1)盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程：14N4He17O1H7281(2)查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)過程：12C1n944Be2He.60守恒4核反應(yīng)規(guī)律：質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)物理選修3-5配粵教版六、半衰期1定義：放射性元素的原子核數(shù)目因衰變減少到原來的 一半所經(jīng)過

7、的時間1tm022公式：m，m0表示放射性元素衰變前的質(zhì)量，m為經(jīng)過時間t后剩余的放射性元素的質(zhì)量物理選修3-5配粵教版某種放射性元素的半衰期為4小時，那么是否10個該元素的原子核經(jīng)過4個小時后還剩5個呢？【答案】不對半衰期是大量原子核發(fā)生衰變的統(tǒng)計規(guī) 律，少數(shù)原子核并不一定符合此規(guī)律物理選修3-5配粵教版原子核的組成原子核是由質(zhì)子和中子組成的質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子，質(zhì)子帶一個單位的正電荷，中子不帶電質(zhì)子和中子質(zhì)量幾乎 相等，都等于一個質(zhì)量單位1原子核中的兩個整數(shù)(1)質(zhì)量數(shù)A：等于質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和，即核子數(shù) (2)電荷數(shù)Z：等于質(zhì)子數(shù)物理選修3-5配粵教版2原子核中的兩個等式(1)核電荷數(shù)(

8、Z)質(zhì)子數(shù)元素的原子序數(shù)核外電子數(shù) (2)質(zhì)量數(shù)(A)核子數(shù)質(zhì)子數(shù)中子數(shù)3原子核的符號(1)原子核符號的通式：AXZ式中，X 為元素符號，A 為原子核的質(zhì)量數(shù)，Z 為原子核的核電荷數(shù)如常見的碳原子核的質(zhì)量數(shù)為 12，質(zhì)子數(shù)為 6，則可表示為12C，還可表示為 12C、碳12、碳 12 等6物理選修3-5配粵教版(2)各粒子的符號 粒子(即氦核)：4He；2質(zhì)子(即氫核)：1H 或1P；11中子：1n；0電子： 0e. 1物理選修3-5配粵教版例1 已知鐳的原子序數(shù)是88，原子核質(zhì)量數(shù)是226.試問：(1)鐳核中有幾個質(zhì)子？幾個中子？ (2)鐳核所帶的電荷量是多少？(3)若鐳原子呈中性，它核外有

9、幾個電子？(4)228Ra 是鐳的一種同位素，讓226Ra 核和228Ra 核以相同速888888度垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場中，它們運(yùn)動的軌道半徑之比是多少？物理選修3-5配粵教版解析：原子序數(shù)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)、中性原子的核外電子數(shù)都是相等的原子核的質(zhì)量數(shù)等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和由此可得：(1) 鐳核中的質(zhì)子數(shù)等于其原子序數(shù)，故質(zhì)子數(shù)為 88，中子數(shù) N 等于原子核的質(zhì)量數(shù) A 與質(zhì)子數(shù) Z 之差，即NAZ22688138.(2) 鐳核所帶電荷量：QZe881.61019 C1.411017 C物理選修3-5配粵教版(3) 核外電子數(shù)等于核電荷數(shù)，故核外電子數(shù)為 88.(4

10、) 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動的向心力由洛v2mv倫茲力提供，故有qvBm r ，則r qB，兩種同位素具有相同的核電荷數(shù)，但質(zhì)量數(shù)不同，故r226226113228114.r228答案：(1)質(zhì)子數(shù)為 88 中子數(shù)為 138113(2)1.411017 C (3)88 (4)114物理選修3-5配粵教版【題后反思】核電荷數(shù)與原子核的電荷量是不同的，組成原子核的質(zhì)子的電荷量都是相同的，所以原子核的電荷量一定是質(zhì)子電荷量的整數(shù)倍，我們把核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)叫核電荷數(shù)，而這些質(zhì)子所帶電荷量的總和才是原子核的電荷量物理選修3-5配粵教版1(2019 年株洲名校期中)一個234Pa 原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)、

11、91中子數(shù)、核子數(shù)分別為( )A91 個，91 個，234 個 C91 個，143 個，234 個 【答案】CB143 個，91 個，234 個D234 個，91 個，143 個【解析】原子核是由質(zhì)子和中子組成的，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子.234Pa 的原子序數(shù)為 91，即質(zhì)子數(shù)為 91，核子數(shù)為 234，91中子數(shù)等于核子數(shù)減去質(zhì)子數(shù)，即為 23491143，故A、B、D 錯誤C 正確，物理選修3-5配粵教版三種射線的比較1用電場或磁場分離、射線用勻強(qiáng)電場分離時，射線偏離較小，射線偏離較大， 射線不偏離，如圖甲所示；用勻強(qiáng)磁場分離時，射線偏轉(zhuǎn)半徑較大，射線偏轉(zhuǎn)半徑較小，射線不偏轉(zhuǎn)，如圖乙所示甲

12、乙物理選修3-5配粵教版2、射線性質(zhì)、特征比較種 類 射線 射線 射線組 成高速氦核流高速電子流光子流(高頻電磁波)帶電荷量2ee0質(zhì) 量4mpmp 1.671027 kgmp1 840靜止質(zhì)量為零速 度0.1c0.90cc在電場或磁場中偏 轉(zhuǎn)與 射線反向偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)貫穿本領(lǐng)最弱用紙能擋住較強(qiáng)穿透幾毫米的鋁板最強(qiáng)穿透幾厘米的鉛板電離作用很 強(qiáng)較 弱很 弱物理選修3-5配粵教版例2將、三種射線分別射入勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，下圖表示射線偏轉(zhuǎn)情況中正確的是()物理選修3-5配粵教版解析：帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，其半徑為rmvBq，將其數(shù)據(jù)代入，則 粒子與 粒子的半徑之比為vrmq 4 0.1c1

13、371.71rmvq 10.99c21 840.由此可見，A 項正確，B 項錯誤物理選修3-5配粵教版帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場，設(shè)初速度為 v0，垂直電場線方向位移為 x，沿電場線方向位移為 y，則有qEx21 qE2xv t，yt ，消去 t 可得 y.202m2mv0對某一確定的 x 值，、 粒子沿電場線偏轉(zhuǎn)距離之比為 1yq m v2(0.99c)21 8402 137.5.v2(0.1c)2yq m14由此可見，C 項錯誤，D 項正確答案：AD【題后反思】明確 射線、 射線及 射線的本質(zhì)特征，并能準(zhǔn)確判斷它們在電場和磁場中的受力情況物理選修3-5配粵教版2(多選)目前，在居室裝修中經(jīng)常

14、用到花崗巖、大理石等裝飾材料，這些材料都不同程度地含有放射性元素，下列有關(guān)放射性元素的說法中，正確的是()A.射線與射線一樣都是電磁波，但穿透本領(lǐng)遠(yuǎn)比射線弱B. 氡的半衰期為3.8天，4個氡原子核經(jīng)過7.6天后就一定只剩下1個氡原子核C. U衰變成Pb要經(jīng)過8次衰變和6次衰變D. 放射性元素發(fā)生衰變時所釋放的電子是原子核內(nèi)的中 子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時產(chǎn)生的物理選修3-5配粵教版【答案】CD【解析】 射線的實(shí)質(zhì)是電子流， 射線的實(shí)質(zhì)是電磁波， 射線的穿透本領(lǐng)比較強(qiáng)，故 A 錯誤；半衰期對大量的原子核適用，對少量的原子核不適用，故 B 錯誤；因?yàn)?衰變的質(zhì)量238206數(shù)不變，所以 衰變的次數(shù) n8，在

15、衰變的過程41610中電荷數(shù)總共減少 16，則 衰變的次數(shù) m6，所以1選項 C 正確； 衰變時，原子核中的一個中子，轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€質(zhì)子和一個電子，電子以 射線的形式釋放出來，所以選項 D 正確.物理選修3-5配粵教版核反應(yīng)與核反應(yīng)方程1核反應(yīng)的定義原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程叫做核反應(yīng)人類第一次實(shí)現(xiàn)的原子核的人工轉(zhuǎn)變的核反應(yīng)方程：14N74He17O1H.2812人工轉(zhuǎn)變與衰變的比較(1) 原子核的人工轉(zhuǎn)變，就是一種核反應(yīng)，是其他粒子與原 子核相碰撞的結(jié)果，而衰變是原子核的自發(fā)變化，它不受物理化學(xué)狀態(tài)的影響(2) 人工轉(zhuǎn)變與衰變過程一樣，在發(fā)生的過程中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒；反應(yīng)前

16、后粒子總動量守恒物理選修3-5配粵教版3核反應(yīng)方程用原子核的符號來表示核反應(yīng)前后各原子核變化情況的式 子稱為核反應(yīng)方程一般用下列通式表示：iTIR.i表示為入射粒子，T為靶原子核，R為生成的原子核，I為出射粒子物理選修3-5配粵教版例 3 完成下列核反應(yīng)方程：(1)14N1n146C .70(2)14N4He178O .72(3)105B1n 4He.02(4)9Be4He 1n.420(5)56Fe2H57Co .26127物理選修3-5配粵教版解析：對于(1)，未知粒子的質(zhì)量數(shù)：14114x，x1.電荷數(shù)：706y，y1，可知未知粒子為1H.1對于(2)，未知粒子的質(zhì)量數(shù)為 14417x，

17、x1.電荷數(shù)：728y，y1，可知未知粒子為1H.1對于(3)，未知粒子的質(zhì)量數(shù)為 1014x，x7.電荷數(shù)：502y，y3，可知未知粒子為7Li.3同樣的方法可分析(4)和(5)未知粒子分別為12C、1n.60答案：(1)1H (2)1H (3)7Li (4)12C (5)1n11360物理選修3-5配粵教版【題后反思】(1)核反應(yīng)過程一般都不是可逆的，所以核反應(yīng)方程只能用單向箭頭表示反應(yīng)方向，不能用等號連接(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)兩個守恒求出生成物來寫核反應(yīng)方程(3) 核反應(yīng)中遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，核反應(yīng)過程中反應(yīng)前后的總質(zhì)量一般會發(fā)生變化(4) 當(dāng)

18、放射性物質(zhì)發(fā)生連續(xù)衰變時，原子核中有的發(fā)生衰變，有的發(fā)生衰變，同時伴隨著輻射，這時可連續(xù)放出三種射線物理選修3-5配粵教版3在核反應(yīng)方程式235U1n90Sr136XekX 中( )9203854AX 是中子，k9BX 是中子，k10CX 是質(zhì)子，k9DX 是質(zhì)子，k10【答案】B 物理選修3-5配粵教版【解析】設(shè) X 的電荷數(shù)是 Z，質(zhì)量數(shù)是 A，根據(jù)題設(shè)核反應(yīng)的關(guān)系式，由電荷數(shù)守恒得 9203854kZ， 解得 kZ0.又依質(zhì)量數(shù)守恒得235190136kA，解得 kA10.綜合解得 k0，Z0，可知 X 是中子；A1，k10，可知選項 B 正確物理選修3-5配粵教版半衰期1. 定義：放射

19、性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時間2. 計算公式1tN 剩N0衰變剩下的原子核數(shù)，21tm 剩m0衰變剩下的質(zhì)量2物理選修3-5配粵教版3意義：(1)半衰期反映放射性元素衰變的速率，每種放射性元素都有一定的半衰期，如226Ra變?yōu)?22Rn的半衰期為88861.6103 年；238U 變?yōu)?34Th 的半衰期為 4.5109 年半衰期由9290自身的因素決定，與物理(溫度、壓強(qiáng)等)或化學(xué)狀態(tài)(單質(zhì)、化合物)無關(guān)(2)半衰期是放射性元素原子核有50%發(fā)生衰變所需要的時間，這是一種統(tǒng)計規(guī)律，對單個原子核是沒有意義的物理選修3-5配粵教版例4關(guān)于半衰期，以下說法正確的是()A. 同種放射性元素在化合物