高中物理高考复习选修3-5《原子结构、原子核》精品课件核心考点典型题(整理推荐)

高二物理选修3-5-18.2-原子的核式结构模型ppt课件.ppt

金箔——作为靶子，厚度1μm, 重叠了 3000层左右的金原子。
荧光屏——ห้องสมุดไป่ตู้粒子打在上面发出闪光。
显微镜——通过显微镜观察闪光，且可360°转动观察不同角度α粒子的到达情况。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
四、原子核的尺度与电荷
根据卢瑟福的原子核式模型和α粒子散射的实验数据，可以推算出各种元素原子核的电荷数，还可以估计出原子核的大小。
1）原子的半径约为1010m、原子核半径约是 10-15m，原子核的体积只占原子的体积的十万分之一。
【课堂练习】
1、在用α粒子轰击金箔的实验中，卢瑟福观察到的α粒子的运动情况是（ B ） A、全部α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进
B、绝大多数α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，少数发生较大偏转，极少数甚至被弹回
C、少数α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，绝大多数发生较大偏转，甚至被弹回
卢瑟福根据他的导师汤姆生模型估测实验结果：
1、电子质量很小，对 α 粒子的运动方向不会发生明显影响；
2、由于正电荷均匀分布，α粒子所受库仑力也很小，故α粒子偏转角度不会很大．
α粒子散射实验
病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程

2014届高考物理一轮复习课件(考纲解读+考点探究+高分技巧)：选修3-5 第2讲原子结构原子核(84张ppt)

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【知识存盘】一、原子的核式结构
1．电子的发现：英国物理学家
汤姆孙发现了电子．
2．α粒子散射实验：1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数 α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但有少
数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也
【知识存盘】
1．核力
核子间的作用力．核力是短程强引力，作用范围在的核子间发生作用． 1.5×10－15 m之内，只在相邻 2．核能核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核
子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能．
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3．质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程E＝ mc2 ，原子核的质量必然比组
的元素叫
是 α射线
放射性
元素．
、 γ射线
(3)三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别、 β射线．
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(4)放射性同位素的应用与防护 ①放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射
性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同．
②应用：消除静电、工业探伤、作示踪原子
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14 N＋4He→17O＋1H 7 2 8 1
(卢瑟福发现质子)
4 9 12 1 2He＋4Be→ 6 C＋0n
人工转变
人工控制
(查德威克发现中子)
27 Al＋4He→30P＋1n 13 2 15 0

人教版高中物理选修3-5知识点整理及重点题型梳理] 原子结构

人教版高中物理选修3-5知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习原子结构【学习目标】1．知道电子是怎样发现的；2．知道电子的发现对人类探索原子结构的重大意义； 3．了解汤姆孙发现电子的研究方法． 4．知道α粒子散射实验；5．明确原子核式结构模型的主要内容； 6．理解原子核式结构提出的主要思想．【要点梳理】要点诠释：要点一、原子结构 1．阴极射线（1）气体的导电特点：通常情况下，气体是不导电的，但在强电场中，气体能够被电离而导电．平时我们在空气中看到的放电火花，就是气体电离导电的结果．在研究气体放电时一般都用玻璃管中的稀薄气体，导电时可以看到发光放电现象．（2）1858年德国物理学家普里克发现了阴极射线．①产生：在研究气体导电的玻璃管内有阴、阳两极．当两极间加一定电压时，阴极便发出一种射线，这种射线为阴极射线．②阴极射线的特点：碰到荧光物质能使其发光． 2．汤姆孙发现电子（1）从1890年起英国物理学家汤姆孙开始了对阴极射线的一系列实验研究．（2）汤姆孙利用电场和磁场能使带电的运动粒子发生偏转的原理检测了阴极射线的带电性质，并定量地测定了阴极射线粒子的比荷（带电粒子的电荷量与其质量之比，即e m）．（3）1897年汤姆孙发现了电子（阴极射线是高速电子流）．电子的电量()191.602177334910C e =⨯－，电子的质量319.109389710kg m =⨯－，电子的比荷111.758810C/kg em=⨯．电子的质量约为氢原子质量的1 1836．3．汤姆孙对阴极射线的研究（1）阴极射线电性的发现．为了研究阴极射线的带电性质，他设计了如图所示装置．从阴极发出的阴极射线，经过与阳极相连的小孔，射到管壁上，产生荧光斑点；用磁铁使射线偏转，进入集电圆筒；用静电计检测的结果表明，收集到的是负电荷．（2）测定阴极射线粒子的比荷．4．密立根实验美国物理学家密立根在1910年通过著名的“油滴实验”简练精确地测定了电子的电量密立根实验更重要的发现是：电荷是量子化的，即任何电荷只能是元电荷e的整数倍．5．电子发现的意义以前人们认为物质由分子组成，分子由原子组成，原子是不可再分的最小微粒．现在人们发现了各种物质里都有电子，而且电子的质量比最轻的氢原子质量小得多，这说明电子是原子的组成部分．电子是带负电，而原子是电中性的，可见原子内还有带正电的物质，这些带正电的物质和带负电的电子如何构成原子呢？电子的发现大大激发了人们研究原子内部结构的热情，拉开了人们研究原子结构的序幕．6．19世纪末物理学的三大发现对阴极射线的研究，引发了19世纪末物理学的三大发现：（1）1895年伦琴发现了X射线；（2）1896年贝克勒尔发现了天然放射性；（3）1897年汤姆孙发现了电子．要点二、原子的核式结构模型1．汤姆孙的原子模型“枣糕模型”．“葡萄干布丁模型”（如图所示）．“葡萄干面包模型”．汤姆孙的原子模型是在发现电子的基础上建立起来的，汤姆孙认为，原子是一个球体，正电荷均匀分布在球内，电子像枣糕里的枣子一样，镶嵌在原子里面，所以汤姆孙的原子模型也叫枣糕式原子结构模型．【注意】汤姆孙的原子结构模型虽然能解释一些实验事实，但这一模型很快就被新的实验事实——仅粒子散射实验所否定．2．α粒子散射实验1909～1911年卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔的实验，获得了重要的发现．（1）实验装置（如图所示）由放射源、金箔、荧光屏等组成．特别提示：①整个实验过程在真空中进行． ②金箔很薄，α粒子（42He 核）很容易穿过．（2）实验现象与结果．绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大角度的偏转，极少数α粒子偏转角超过90︒，有的几乎达到180︒，沿原路返回．仅粒子散射实验令卢瑟福万分惊奇．按照汤姆孙的原子结构模型：带正电的物质均匀分布，带负电的电子质量比α粒子的质量小得多．α粒子碰到电子就像子弹碰到一粒尘埃一样，其运动方向不会发生什么改变．但实验结果出现了像一枚炮弹碰到一层薄薄的卫生纸被反弹回来这一不可思议的现象．卢瑟福通过分析，否定了汤姆孙的原子结构模型，提出了核式结构模型．3．原子的核式结构卢瑟福依据α粒子散射实验的结果，提出了原子的核式结构：在原子中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转．4．原子核的电荷与尺度由不同原子对α粒子散射的实验数据可以确定各种元素原子核的电荷．又由于原子是电中性的，可以推算出原子内含有的电子数．结果发现各种元素的原子核的电荷数，即原子内的电子数非常接近于它们的原子序数，这说明元素周期表中的各种元素是按原子中的电子数来排列的．原子核的半径无法直接测量，一般通过其他粒子与核的相互作用来确定，α粒子散射是估算核半径最简单的方法．对于一般的原子核半径数量级为1510m －，整个原子半径的数量级是1010m －，两者相差十万倍之多，可见原子内部是十分“空旷”的． 5．解题依据和方法（1）解答与本节知识有关的试题，必须以两个实验现象和发现的实际为基础，应明确以下几点： ①汤姆孙发现了电子，说明原子是可分的，电子是原子的组成部分．②卢瑟福“α粒子散射实验”现象说明：原子中绝大部分是空的，原子的绝大部分质量和全部正电荷都集中在一个很小的核上．（2）根据原子的核式结构，结合前面所掌握的动能、电势能、库仑定律及能量守恒定律等知识，是综合分析解决d 粒子靠近原子核过程中，有关功、能的变化，加速度，速度的变化所必备的知识基础和应掌握的方法．6．对α粒子散射实验的理解如果按照汤姆孙的“枣糕”原子模型，α粒子如果从原子之间或原子的中心轴线穿过时，它受到周围的正负电荷作用的库仑力是平衡的，α粒子不产生偏转；如果α粒子偏离原子的中心轴线穿过，两侧电荷作用的库仑力相当大一部分被抵消，α粒子偏转很小；如果α粒子正对着电子射来，质量远小于α粒子的电子不可能使α粒子发生明显偏转，更不可能使它反弹．所以α粒子的散射实验结果否定了汤姆孙的原子模型．按卢瑟福的原子模型（核式结构），当α粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核的斥力很小，仅粒子就像穿过“一片空地”一样，无遮无挡，运动方向改变极少，由于原子核很小，这种机会就很多，所以绝大多数α粒子不产生偏转；只有当α粒子十分接近原子核穿过时，才受到很大的库仑斥力，偏转角才很大，而这种机会很少；如果α粒子几乎正对着原子核射来，偏转角就几乎达到180︒，这种机会极少．如图所示．卢瑟福根据α粒子散射实验，不仪建立了原子的核式结构，还估算出了原子核的大小．220121(1)4sin 2m Ze r Mv θπε=⋅+（θ为散射角）．原子核的商径数量级在1510m －．原子直径数量级大约是1010m －，所以原子核半径只相当于原子半径的十万分之一．原子的核式结构初步建立了原子结构的正确图景，但跟经典的电磁理论发生了矛盾．（见玻尔的原子模型）7．原子结构的探索历史（1）发现原子核式结构的过程．实验和发现说明了什么电子的发现说明原子有复杂结构α粒子散射实验说明汤姆孙（枣糕式）原子模型不符合实际，卢瑟福重新建立原子的核式结构模型（2）原子的核式结构与原子的枣糕式结构的根本区别．核式结构枣糕式结构原子内部是非常空旷的，正电荷集中在一个很小的核里原子是充满了正电荷的球体电子绕核高速旋转电子均匀嵌在原子球体内【典型例题】类型一、原子结构例1．关于阴极射线的本质，下列说法正确的是（）． A ．阴极射线本质是氢原子 B ．阴极射线本质是电磁波 C ．阴极射线本质是电子 D ．阴极射线本质是X 射线【思路点拨】阴极射线基本性质．【答案】C【解析】阴极射线是原子受激发射出的电子，关于阴极射线是电磁波、X 射线都是在研究阴极射线过程中的一些假设，是错误的．【总结升华】对阴极射线基本性质的了解是解题的依据．举一反三:【变式】如图所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线将（）．A ．向纸内偏转B ．向纸外偏转C ．向下偏转D ．向上偏转【答案】D【解析】本题综合考查电流产生的磁场、左手定则和阴极射线的产生和性质．由题目条件不难判断阴极射线所在处磁场垂直纸面向外，电子从负极射出，由左手定则可判定阴极射线（电子）向上偏转．【总结升华】注意阴极射线（电子）从电源的负极射出，用左手定则判断其受力方向时四指的指向和射线的运动方向相反．例2．汤姆孙用来测定电子的比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图所示．真空管内的阴极K 发出的电子（不计初速、重力和电子间的相互作用）经加速电压加速后，穿过A ＇中心的小孔沿中心轴1O O 的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P 和P ＇间的区域．当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O 点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U 后，亮点偏离到O ＇点（O ＇点与O 点的竖直间距为d ，水平间距可忽略不计）．此时，在P 和P ＇间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场．调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B 时，亮点重新回到O 点．已知极板水平方向的长度为1L ，极板间距为b ，极板右端到荧光屏的距离为2L （如图所示）．（1）求打在荧光屏O 点的电子速度的大小．（2）推导出电子的比荷的表达式．【答案】（1）UBb（2）2121(/2)Ud B bL L L +【解析】（1）当电子受到的电场力与洛伦兹力平衡时，电子做匀速直线运动，亮点重新回到中心O点，设电子的速度为v ，则evB eE =，得E v B =，即U v Bb =．（2）当极板间仅有偏转电场时，电子以速度v 进入后，竖直方向做匀加速运动，加速度为eUa mb =．电子在水平方向做匀速运动，在电场内的运动时间11L t v=。

物理3-5：3.1原子核结构课件(鲁科版选修3-5)

原子核的发现意义：揭示了原子的内部结构，为研究物质的基本粒子奠定了基础。
放射性现象
放射性现象的发现者：贝克勒尔
放射性现象的发现过程：贝克勒尔在研究铀矿时，发现铀盐能够自发地放出射线，这一现象被称为放射性。
放射性现象的发现意义：揭示了原子核具有不稳定性，能够自发地放出射线，为研究原子核的结构和性质提供了重要手段。
原子核的衰变
原子核的衰变类型
α衰变、β衰变、γ衰变等。
原子核的衰变规律
半衰期、衰变常数等。
原子核的衰变意义
揭示了原子核内部的不稳定性，是研究原子核结构和性质的重要手段之一。
02
原子核的结构
原子核的组成
01
02
03
04
原子核由质子和中子组成。
的数量不同。
或吸收。
聚变反应通常释放巨大能量，如太阳通过热核聚变产生能量
。
裂变反应同样释放能量，如铀 235的裂变产生大量热能。
衰变反应通常释放射线，同时伴随能量释放。
原子核反应的应用
01
02
03
04
核能发电
利用铀235等重核裂变产生热能，驱动蒸汽轮机发电。
核武器
利用重核裂变或轻核聚变产生巨大能量和破坏力。
原子核中的质子数决定了元素的种类。
原子核的力
原子核内的质子和中子之间通过强相互作用力结合在一起。
这种力是一种短程力，作用范围在10^-15米左右。
强相互作用力在原子核中的作用远大于电磁力，是维持原子核稳定的重要因素。
原子核的大小和形状
原子核的大小通常在10^-15米到10^-12米之间。
定了同位素。
原子核的稳定性
原子核的稳定性取决于质子和中子的数量以及它们之间的相互作用力。

人教版高中物理选修3-5 第十九章原子核课后习题讲解课件(共19张PPT)

5、存在射线危险的地方，常能看到知19.4-4所示的标志。你在什么地方见过这个标志?为了保护人身安全，在有这样的标志的场所，应汪意什么?
解：
在医院的放射室看到过这个标志，一般情况要远离这些地方。特殊情况下要在医生的指导下进出这些场所。
19.5核力与结合能
课后习题讲解
问题与练习解答：
1、从以下几个方面比较核反应与化学反应的相同和相异之处。
解：（1）23490Th → 23088Ra＋42He
（2）6629Cu →6227Co ＋42He
4、23892U(鼬核)衰变为22286Rn(冬核)要经过几次α衰变，几次β衰变?
解：设经过x次衰变，y次衰变
23892U →22286Rn ＋x42He ＋y0-1e
238＝222＋4x
x＝4
所以需要的铀235的克数为：
m

E 8.2 1010
1.15102 kg
19.7核聚变
课后习题讲解
问题与练习解答：
1、什么是核聚变?聚变过中的能量转化有什么持点? 解：两个氢核结合成质量较大的核，这样的核反应叫做核聚变。聚变发生时需要提供巨大的能量，但反应中放出的能量比提供的能量大得多。
解：威尔逊云室可以观察离子的径迹，知道粒子的性质；把云室放在磁场中，还可以知道离子所带电荷的正负，但是不能用来计数。盖革一米勒计数器只能用来计数，不能区分射线的种类。
19.4放射性的应用与防护
课后习题讲解
问题与练习解答：
1、原子核的人工转变与放射性无素的农变有什么区別?
解：原子核的人工转变是指核在其它粒子的轰击下变成新核的过程，而放射性元素的衰变是指核自动转化成新核的变化过程。

选修3-5原子结构-原子核(精品课件)

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③轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应．原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的． 3．氢原子的能级、能级公式 (1)氢原子的能级 ①能级图如图1－3－2所示
图1－3－2
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②能级图中相关量意义的说明
相关量
表示意义
子和一个质子．由此可知
( )．
A．A＝2，Z＝1
B．A＝2，Z＝2
C．A＝3，Z＝3
D．A＝3，Z＝2
解析该核反应的方程式为：AZX＋21H→42He＋11H，由质量数和电荷数守恒得：A＝4＋1－2＝3.Z＝2＋1－1＝2，故正确答案为 D.
答案 D
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3．氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存
能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态——定态
横线左端的数字 “1,2,3…”
横线右端的数字 “－13.6，3.40…”
表示量子数表示氢原子的能级
相邻横线间的距离
表示相邻的能级差，量子数越大相邻的能级差越小
带箭头的竖线
表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁的条件为hν＝Em－En
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(卢瑟福发现质子)
24He＋94Be―→162C＋01n
(查德威克发现中子)
2173Al＋42He―→3105P＋01n
约里奥·居里夫妇发现放射性同位素，
3105P―→3104Si＋＋01e 同时发现正电子
29352U＋01n―→15446Ba＋8396Kr＋310n 29352U＋01n―→15364Xe＋9308Sr＋1010n
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精品】高中物理原子与原子核知识点总结(选修3-5)

精品】高中物理原子与原子核知识点总结(选修3-5)高中物理原子与原子核知识点总结虽然原子、原子核这一章不是重点，但是高考选择题也会涉及到。

只要记住模型和方程式，就不会在做题上出错。

下面总结的内容希望对同学们有所帮助。

一、波粒二象性1.光电效应的研究思路1)两条线索：h为普朗克常数h=6.63×10J·S，ν为光子频率。

2)三个关系：①爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W。

②光电子的最大初动能Ek可以利用光电管实验的方法测得，即Ek=eUc，其中Uc是遏止电压。

③光电效应方程中的W为逸出功，它与极限频率νc的关系是W=hνc。

2.波粒二象性波动性和粒子性的对立与统一。

1)大量光子易显示出波动性，而少量光子易显示出粒子性。

2)波长长(频率低)的光波动性强，而波长短(频率高)的光粒子性强。

3)光子说并未否定波动说，E=hν=C/λ。

4)波和粒子在宏观世界是不能统一的，而在微观世界却是统一的。

3.物质波1)定义：任何运动着的物体都有一种波与之对应，这种波叫做物质波，也叫德布罗意波。

2)物质波的波长：λ=h/p，h是普朗克常量。

二、原子核结构1.电子的发现1897年，英国物理学家XXX通过对阴极射线的研究发现了电子。

电子的发现证明了原子是可再分的。

2.XXX的核式结构模型XXX根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构学说，XXX把量子说引入到核式结构模型之中，建立了以下三个假说为主要内容的玻尔理论。

认识原子核的结构是从发现天然放射现象开始的，发现质子的核反应是认识原子核结构的突破点。

裂变和聚变是获取核能的两个重要途径。

裂变和聚变过程中释放的能量符合爱因斯坦质能方程。

整个知识体系，可归结为：两模型(原子的核式结构模型、波尔原子模型)；六子(电子、质子、中子、正电子、粒子、光子)；四变(衰变、人工转变、裂变、聚变)；两方程(核反应方程、质能方程)。

4条守恒定律(电荷数守恒、质量数守恒、能量守恒、动量守恒)贯串全章。

高考物理总复习 3原子结构原子核课件新人教版选修3-5

2．玻尔的原子模型(玻尔假说内容)
(1)定态量子化假设：
原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽绕核运动，但并不向外辐射能量，
这些状态叫定态．
(2)辐射频率条件假设：原子从一种定态(设能量为E初)跃迁到另一种定态(设能量为E终)时．它辐射(或吸收)一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即hν＝E初－E终．
三、玻尔的原子模型
1．原子的核式结构与经典电磁理论的矛盾．第一点：原子是否稳定
按经典的电磁理论，做加速运动的电荷，应该辐射电磁
波，其能量是应该减少，电子的运行轨道半径应减小，于是电子将沿螺旋线的轨道落入原子核，即原子应是不稳定的．实际上原子是稳定的．
第二点：原子光谱
按经典的电磁理论，随着电子运行轨道半径的不断变化，电子辐射电磁波的频率也要不断变化，这种大量的原子
符号
带电量
质量
穿透能力
电离作用
传播速度
【解析】
实验结果是：离金原子核远的α粒子偏转角度
小，离金原子核近的α粒子偏转角度大，正对金原子核的α粒子被返回，故A、B、C项错误，D项正确．
【答案】
D
本题源于教科书，考查α粒子散射实验的
【学法指导】重视．
结果，对于类似基础知识要熟练掌握，虽不难．复习时也要
3．原子的核式结构模型
(1)内容：
原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球内，而电子却像枣糕里的枣子那样镶嵌在原子里面，电子在平衡位置附
近振动而发出一定频率的光．历史上称这是一个充满错误的
成功，它肯定了原子有结构，认为光谱是来自原子内部的信息，给以后的原子研究指明了方向．
二、α粒子散射实验

教科版物理选修3-5第三节原子核单元复习(共15张PPT)

301n
（二）半衰期的计算 1．半衰期T：
大量放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间
2．计算公式：m
m0
.(
1 2
)
t T
例2：如图所示为某种放射性元素的衰变规律(
n n0
纵坐标表示任
意时刻放射性元素的原子数与t＝0时的原子数之比)，则该放
射性元素的半衰期是__1_8_0_天(一个月按30天计算)．在从某古
迹中发掘出来的木材中，所含 14C的比例是正在生长的植物中
的80%，放射性14C 的半衰期是5700年，根据图像可以推算，
该古迹距今约__1_9_0_0_年．
n
n0
(
1 2
t
)T
半衰期是6个月，即为180天
变式：氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的
呼吸系统造成辐射损伤．它是世界卫生组织公布的主要环
α粒子与反冲粒子的运动轨迹是外切圆 ××××
× ×R1 × × R2
×××× ××××
变式2：已知氘核的平均结合能为1.1MeV，氦核的平均结合能为7.1MeV，则两个氘核结合成一个氦核时 C
A．释放4.9MeV的能量 B．释放6.0MeV的能量 C．释放24.0MeV的能量 D．吸收4.9MeV的能量
(1) 写出核反应方程；
(2) 求出质量亏损；
(3) 若中子和锂核是以等大反向的动量相碰，则氚核和α粒子的动能比是多少？α粒子的动能是多大？
变式1：如图所示，两个相切的圆表示一个静止的原子核发
生某种核反应后产生的两种粒子在匀强磁场中的运动轨迹，
可以判定 A A. 原子核只可能发生β衰变
R mv qB
B. 原子核可能发生α衰变或β衰变 C. 原子核放出一个正电子 D. 原子核放出一个中子

人教版高中物理选修3-5知识点整理及重点题型梳理] 原子结构

人教版高中物理选修3-5知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习原子结构【学习目标】1．知道电子是怎样发现的；2．知道电子的发现对人类探索原子结构的重大意义； 3．了解汤姆孙发现电子的研究方法． 4．知道α粒子散射实验；5．明确原子核式结构模型的主要内容； 6．理解原子核式结构提出的主要思想．【要点梳理】要点诠释：要点一、原子结构 1．阴极射线（1）气体的导电特点：通常情况下，气体是不导电的，但在强电场中，气体能够被电离而导电．平时我们在空气中看到的放电火花，就是气体电离导电的结果．在研究气体放电时一般都用玻璃管中的稀薄气体，导电时可以看到发光放电现象．（2）1858年德国物理学家普里克发现了阴极射线．①产生：在研究气体导电的玻璃管内有阴、阳两极．当两极间加一定电压时，阴极便发出一种射线，这种射线为阴极射线．②阴极射线的特点：碰到荧光物质能使其发光． 2．汤姆孙发现电子（1）从1890年起英国物理学家汤姆孙开始了对阴极射线的一系列实验研究．（2）汤姆孙利用电场和磁场能使带电的运动粒子发生偏转的原理检测了阴极射线的带电性质，并定量地测定了阴极射线粒子的比荷（带电粒子的电荷量与其质量之比，即e m）．（3）1897年汤姆孙发现了电子（阴极射线是高速电子流）．电子的电量()191.602177334910C e =⨯－，电子的质量319.109389710kg m =⨯－，电子的比荷111.758810C/kg em=⨯．电子的质量约为氢原子质量的1 1836．3．汤姆孙对阴极射线的研究（1）阴极射线电性的发现．为了研究阴极射线的带电性质，他设计了如图所示装置．从阴极发出的阴极射线，经过与阳极相连的小孔，射到管壁上，产生荧光斑点；用磁铁使射线偏转，进入集电圆筒；用静电计检测的结果表明，收集到的是负电荷．（2）测定阴极射线粒子的比荷．4．密立根实验美国物理学家密立根在1910年通过著名的“油滴实验”简练精确地测定了电子的电量密立根实验更重要的发现是：电荷是量子化的，即任何电荷只能是元电荷e的整数倍．5．电子发现的意义以前人们认为物质由分子组成，分子由原子组成，原子是不可再分的最小微粒．现在人们发现了各种物质里都有电子，而且电子的质量比最轻的氢原子质量小得多，这说明电子是原子的组成部分．电子是带负电，而原子是电中性的，可见原子内还有带正电的物质，这些带正电的物质和带负电的电子如何构成原子呢？电子的发现大大激发了人们研究原子内部结构的热情，拉开了人们研究原子结构的序幕．6．19世纪末物理学的三大发现对阴极射线的研究，引发了19世纪末物理学的三大发现：（1）1895年伦琴发现了X射线；（2）1896年贝克勒尔发现了天然放射性；（3）1897年汤姆孙发现了电子．要点二、原子的核式结构模型1．汤姆孙的原子模型“枣糕模型”．“葡萄干布丁模型”（如图所示）．“葡萄干面包模型”．汤姆孙的原子模型是在发现电子的基础上建立起来的，汤姆孙认为，原子是一个球体，正电荷均匀分布在球内，电子像枣糕里的枣子一样，镶嵌在原子里面，所以汤姆孙的原子模型也叫枣糕式原子结构模型．【注意】汤姆孙的原子结构模型虽然能解释一些实验事实，但这一模型很快就被新的实验事实——仅粒子散射实验所否定．2．α粒子散射实验1909～1911年卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔的实验，获得了重要的发现．（1）实验装置（如图所示）由放射源、金箔、荧光屏等组成．特别提示：①整个实验过程在真空中进行． ②金箔很薄，α粒子（42He 核）很容易穿过．（2）实验现象与结果．绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大角度的偏转，极少数α粒子偏转角超过90︒，有的几乎达到180︒，沿原路返回．仅粒子散射实验令卢瑟福万分惊奇．按照汤姆孙的原子结构模型：带正电的物质均匀分布，带负电的电子质量比α粒子的质量小得多．α粒子碰到电子就像子弹碰到一粒尘埃一样，其运动方向不会发生什么改变．但实验结果出现了像一枚炮弹碰到一层薄薄的卫生纸被反弹回来这一不可思议的现象．卢瑟福通过分析，否定了汤姆孙的原子结构模型，提出了核式结构模型．3．原子的核式结构卢瑟福依据α粒子散射实验的结果，提出了原子的核式结构：在原子中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转．4．原子核的电荷与尺度由不同原子对α粒子散射的实验数据可以确定各种元素原子核的电荷．又由于原子是电中性的，可以推算出原子内含有的电子数．结果发现各种元素的原子核的电荷数，即原子内的电子数非常接近于它们的原子序数，这说明元素周期表中的各种元素是按原子中的电子数来排列的．原子核的半径无法直接测量，一般通过其他粒子与核的相互作用来确定，α粒子散射是估算核半径最简单的方法．对于一般的原子核半径数量级为1510m －，整个原子半径的数量级是1010m －，两者相差十万倍之多，可见原子内部是十分“空旷”的． 5．解题依据和方法（1）解答与本节知识有关的试题，必须以两个实验现象和发现的实际为基础，应明确以下几点： ①汤姆孙发现了电子，说明原子是可分的，电子是原子的组成部分．②卢瑟福“α粒子散射实验”现象说明：原子中绝大部分是空的，原子的绝大部分质量和全部正电荷都集中在一个很小的核上．（2）根据原子的核式结构，结合前面所掌握的动能、电势能、库仑定律及能量守恒定律等知识，是综合分析解决d 粒子靠近原子核过程中，有关功、能的变化，加速度，速度的变化所必备的知识基础和应掌握的方法．6．对α粒子散射实验的理解如果按照汤姆孙的“枣糕”原子模型，α粒子如果从原子之间或原子的中心轴线穿过时，它受到周围的正负电荷作用的库仑力是平衡的，α粒子不产生偏转；如果α粒子偏离原子的中心轴线穿过，两侧电荷作用的库仑力相当大一部分被抵消，α粒子偏转很小；如果α粒子正对着电子射来，质量远小于α粒子的电子不可能使α粒子发生明显偏转，更不可能使它反弹．所以α粒子的散射实验结果否定了汤姆孙的原子模型．按卢瑟福的原子模型（核式结构），当α粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核的斥力很小，仅粒子就像穿过“一片空地”一样，无遮无挡，运动方向改变极少，由于原子核很小，这种机会就很多，所以绝大多数α粒子不产生偏转；只有当α粒子十分接近原子核穿过时，才受到很大的库仑斥力，偏转角才很大，而这种机会很少；如果α粒子几乎正对着原子核射来，偏转角就几乎达到180︒，这种机会极少．如图所示．卢瑟福根据α粒子散射实验，不仪建立了原子的核式结构，还估算出了原子核的大小．220121(1)4sin 2m Ze r Mv θπε=⋅+（θ为散射角）．原子核的商径数量级在1510m －．原子直径数量级大约是1010m －，所以原子核半径只相当于原子半径的十万分之一．原子的核式结构初步建立了原子结构的正确图景，但跟经典的电磁理论发生了矛盾．（见玻尔的原子模型）7．原子结构的探索历史（1）发现原子核式结构的过程．实验和发现说明了什么电子的发现说明原子有复杂结构α粒子散射实验说明汤姆孙（枣糕式）原子模型不符合实际，卢瑟福重新建立原子的核式结构模型（2）原子的核式结构与原子的枣糕式结构的根本区别．核式结构枣糕式结构原子内部是非常空旷的，正电荷集中在一个很小的核里原子是充满了正电荷的球体电子绕核高速旋转电子均匀嵌在原子球体内【典型例题】类型一、原子结构例1．关于阴极射线的本质，下列说法正确的是（）． A ．阴极射线本质是氢原子 B ．阴极射线本质是电磁波 C ．阴极射线本质是电子 D ．阴极射线本质是X 射线【思路点拨】阴极射线基本性质．【答案】C【解析】阴极射线是原子受激发射出的电子，关于阴极射线是电磁波、X 射线都是在研究阴极射线过程中的一些假设，是错误的．【总结升华】对阴极射线基本性质的了解是解题的依据．举一反三:【变式】如图所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线将（）．A ．向纸内偏转B ．向纸外偏转C ．向下偏转D ．向上偏转【答案】D【解析】本题综合考查电流产生的磁场、左手定则和阴极射线的产生和性质．由题目条件不难判断阴极射线所在处磁场垂直纸面向外，电子从负极射出，由左手定则可判定阴极射线（电子）向上偏转．【总结升华】注意阴极射线（电子）从电源的负极射出，用左手定则判断其受力方向时四指的指向和射线的运动方向相反．例2．汤姆孙用来测定电子的比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图所示．真空管内的阴极K 发出的电子（不计初速、重力和电子间的相互作用）经加速电压加速后，穿过A ＇中心的小孔沿中心轴1O O 的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P 和P ＇间的区域．当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O 点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U 后，亮点偏离到O ＇点（O ＇点与O 点的竖直间距为d ，水平间距可忽略不计）．此时，在P 和P ＇间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场．调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B 时，亮点重新回到O 点．已知极板水平方向的长度为1L ，极板间距为b ，极板右端到荧光屏的距离为2L （如图所示）．（1）求打在荧光屏O 点的电子速度的大小．（2）推导出电子的比荷的表达式．【答案】（1）UBb（2）2121(/2)Ud B bL L L +【解析】（1）当电子受到的电场力与洛伦兹力平衡时，电子做匀速直线运动，亮点重新回到中心O点，设电子的速度为v ，则evB eE =，得E v B =，即U v Bb =．（2）当极板间仅有偏转电场时，电子以速度v 进入后，竖直方向做匀加速运动，加速度为eUa mb =．电子在水平方向做匀速运动，在电场内的运动时间11L t v=。

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