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江苏省灌南高级中学2012届高三一轮复习导学案:人教版选修3-5


选修 3-5 第十六章
学习内容
考点 1.动量定理 一

动量守恒定律

动量守恒定律

学习目标

考点 2.动量守恒定律及应用 考点 3. 验证动量守恒定律

学习重点 学习难点

动量定理 动量定理

动量守恒定律

动量守恒定律









自主空间

一.先学后教 自学质疑
1.动量: (1)定义 (2)表达式 (3)矢标性 (4)与动能的区别和联系 2.冲量: (1)定义 (2)表达式 (3 ) 矢标性 3..动量定理: (1)内容: (2)表达式 (3)合外力冲量与动量变化量的关系: 4.动量守恒定律 (1)内容 (2)表达式

二.合作探究

交流展示

考点 1:动量定理 例 1.质量为 m 的小球,从沙坑上方自由下落,经过时间 t1 到达 沙坑表面,又经过时间 t2 停在沙坑里。求:

1

(1)沙对小球的平均阻力 F; (2)小球在沙坑里下落过程所受的总冲量 I。 【变式训练 1】质量为 m=1kg 的小球由高 h1=0.45m 处自由下落, 到水平地面后,反跳的最大高度为 h2=0.2m,从小 球下落到反跳到高点经历的时间为 Δt=0.6s ,取

g=10m/s2 。求:小球撞击地面过程球对地面的平均
压力的大小 F。

考点 2:动量守恒定律及应用 例 2. 在光滑水平面上,甲、乙两物体的质量分别为 m1、m2, 它们沿一条直线相向运动, 其中甲物体运动速度 v1 的大 小是 6m/s,乙物体运动速度 v2 的大小是 2m/s.已知两 物体碰撞后各自沿着原方向的反方向运动, 速度 v 的大 小都是 4m/s.求甲乙两物体的质量之比.

【变式训练 2】如图,质量为 500g 的铜块静止于光滑水平面上,一颗 质量为 50g 的子弹以 300m/s 的水平速度撞到铜块后, 又以 100m/s 的水平速度弹回, 则铜块被撞后的速度为 多大?

考点 3.:验证动量守恒定律 在《探究碰撞中的不变量》实验中,某同学采用如图所示的装 置进行实验。把两个小球用等长的细线悬挂于同一点,让 B 球静止, 拉起 A 球,由静止释放后使它们相碰,碰后粘在一起。实验过程中除 了要测量 A 球被拉起的角度 θ1, 及它们碰后摆起的最大角度 θ2。 还需 要测量 (写出物理量的名称与符号) 才能验证碰撞

中的动量守恒,用测量的物理量表示动量守恒满足的关系式是

2

三.迁移运用

当堂达标

1.质量为 m 的钢球自高处落下,以速率 v1 碰地,竖直向上弹回, 碰撞时间极短,离地的速率为 v2。在碰撞过程中,地面对钢球 的冲量方向和大小为 A.向下,m(v1-v2 ) C.向上,m(v1-v2 ) ( ) B.向下,m(v1+v2 ) D.向上,m(v1+v2 )

2.以初速度 20m/s 竖直向上抛出一个质量为 0.5kg 的物体,不计
空气阻力,取 10m/s2. g 则抛出后第 1s 末物体的动量为______kg· m/s, 抛出后第 3s 末物体的动量为____kg· m/s,抛出 3s 内该物体的动 量变化量是_____kg· m/s.(设向上为正方向) 3. 一个质点受到外力的作用,若作用前后的动量分别为 p、 p ' , 动量的变化量为 ?p ,速度的变化量为 ?v ,动能的变化量为
?E k .则下列说法正确的是



A. p ? ? p 是不可能的
'

B. ?p 垂直于 p 是可能的 C. ?p 垂直于 ?v 是可能的 D. ?p ? 0 , ?E k ? 0 是可能的 4.如图所示,初动能为 Ek0 的 A、B 两物体,在光滑的水平面上相 向运动,碰撞后粘合在一起以共同速度运动。已知它们的质量 分别为 mA 和 mB。求碰撞后 A、B 两物体的速度大小和碰撞过程 中损失的动能。

A

B

5.场强为 E、方向竖直向上的匀强电场中有两小球 A、B,它们的 质量分别为 m1、m2,电量分别为 q1、 q2.A、B 两球由静止 释放,重力加速度为 g,则小球 A 和B组成的系统动量守恒应 满足的关系式为 .

四.复习巩固 当堂小结 五.布置作业
3

课后反思

4

第十七章 波粒二象性
学习内容 学习目标 学习重点 学习难点 学法指导

波粒二象性
考点 1.普朗克能量子假说 黑体和黑体辐射 考点 2.光电效应 康普顿效应 考点 3.光的波粒二象性 物质波 概率波 光电效应 光电效应 感受以实验为基础的科学方法,以便进一步理解光电效应及其实验规律

不确定性关系

导 一、先学后教







自主空间

自学质疑

1.黑体辐射的实验规律 2.什么是光电效应? 3.光电效应方程: 4.光电效应有哪些规律? 5.什么是康普顿效应? 6.光子的动量 P= 7.光的本性 8.哪些实验说明光具有粒子性?

二.合作探究

交流展示
黑体和黑体辐射

考点 1:普朗克能量子假说

例 1.下列关于近代物理知识说法中正确的是( ) A.光电效应显示了光的粒子性 B.随着温度的升高,一方面各种波长的辐射强度都有所增 加, 另一方面, 辐射强度的极大值向波长较长的方向移 动 C.康普顿效应进一步证实了光的波动性 D. 为了解释黑体辐射规律, 普朗克提出电磁辐射的能量是 量子化的 考点 2:光电效应 康普顿效应
5

例 2.如图所示是使用光电管的原理图。 当频率为 v 的可见光照射到阴极 K 上时, 电流表中有电流通过. 1. 当变阻器的滑动端 P 向 ???动 时 ( 填 “ 左 ” 或 滑 “右”),通过电流表的电流 将会减小。 2. 当 电 流 表 电 流 刚 减 小 到 零时, 电压表的读数为 U, 则光电子的最大初动能 为???? (已知电子电荷量为 e). 3.如果不改变入射光的频率,而增加入射光的强度,则光 电子的最大初动能将_______ (填“增加”、“减小”或“不变”). 【变式训练 2】研究光电效应时,用不同频率的紫外线照射金属锌, 得到光电子最大初动能 Ek 随入射光频率变化的 Ek——υ 图像,应是下列四个图中的_____________

Ek 0 Ek 0

Ek 0 Ek 0

A

υ

B

υ

C

υ

D

υ

考点 3:光的波粒二象性 物质波 概率波 不确定性关系 例 3.下列实验中,深入地揭示了光的粒子性一面的 有 .

6

三.迁移运用

当堂达标

1.频率为 v 的光子,具有的能量为 h?、动量为 h?/c.将这个光 子打在处于静止状态的电子上, 光子将偏离原运动方向, 这种 现象称为光子的散射,下列关于光子散射的说法正确的是 ( ) A.光子改变原来的运动方向,且传播速度变小 B.光子由于在与电子碰撞中获得能量,因而频率增高 C.由于受到电子碰撞,散射后的光子波长大于入射光子的波 长 D.由于受到电子碰撞,散射后的光子频率小于入射光子的频 率 2.入射光照射到某金属表面上发生光电效应,若入射光的强度减 弱,而频率不变,那么( ) A.从光照至金属便面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显 增加 B.逸出的光电子的最大初动能将减小 C.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目减少 D.有可能不发生光电效应 3.已知铝的逸出功为 W 0,现用波长为 λ 的光照射铝的表面,使之 产生光电效应.已知普朗克常量为 h,真空中光速为 c,求: ① 光电子的最大初动能. ② 若射出的具有最大初动能的光电子与一静止的电子发生正碰, 则碰撞中两电子电势能增加的最大值是多少? 4. (1)研究光电效应电路如图所示.用频率相同、强度不同的 光分别照射密封真空管的钠极板(阴极 K) ,钠极板发射出的 光电子被 阳极 A 吸收,在电路中形成光电流.下列光电流 I 与 A、K 之间的电压 U AK 的关系图象中,正确的是 ▲ .

(2)钠金属中的电子吸收光子的能量,从金属表面逸出,这 就是光电子. 光电子从金属表面逸出的过程中, 其动量的大小 ▲ (选填“增大”、“减小”或“不变”),原因是___▲ ____. (3)已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为-3.40eV 和 -1.51eV ,金属钠的截 止频 率为 5.53 ?10 Hz , 普朗克 常量
14

h= 6.63 ?10?34 J ?s.请通过计算判断,氢原子从第二激发态跃
迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板, 能否发生光电 效应.
7

四.复习巩固 当堂小结 五.布置作业 课后反思:

第十八章
学习内容


原子结构
原子结构

考点 1.汤姆孙研究阴极射线发现电子的实验及理论推导。

学习目标

考点 2.知道 ? 粒子散射实验的实验方法和实验现象,及原子核式结构模型的主 要内容。

学习重点 学习难点 学法指导

汤姆孙原子结构模型和卢瑟福原子核式结构模型对 ? 粒子散射现象的分析。

? 粒子散射现象的原理和具体应用。
学生通过阅读课本自主复习

导 一.先学后教







自主空间

自学质疑

1、一直以来人们都认为_____________是构成物质的最小粒子,直到 1897 年物理学家____________发现了带_________电的____________,从 此打破了原子不可再分的神话. 2、电离:(1)条件:在_______中,气体能够被电离而导电。(2) 实质:气体分子中的正、负电荷被_______,气体中出现了_______ 电荷。 3、气体放电:(1)通常大气中分子的_____很大,电离后的自由电 荷运动时会与空气分子碰撞,正负电荷重新______,所以难以形 成稳定的气体_____电流。(2)阴极射线:稀薄气体导电可以看 到______放电现象。将玻璃管内的气体压强降到约 0.1Pa 以下,也 就是管内成为通常所说的_______, 这时虽看不到辉光, 但在阳极 上钻一个小孔后,在孔外的玻璃管壁上可看到______,其实质是 由于玻璃受到_______发出的某种射线的撞击而引起, 这种射线叫 做_______ 4、阴极射线带_________电,它实际上就是____________________.
8

5、 卢瑟福通过__________________实验提出了著名的______________模型。 实验结果:实验发现,α 粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的 方向前进,但有_______α 粒子(约占八千分之一)发生了大角度 偏 转 , 偏 转 的 角 度 甚 至 _______900 , 也 就 是 说 它 们 几 乎 被 ______________。 6、两种模型对 α 粒子散射现象的解释? 7、 原子是由带_______电的___________和带_______电和___________组成的. 原子核的大小:实验确定的原子核半径 R 的数量级为______m, 而整个原子半径的数量级是 10-10m,可见原子内部是十分“空旷” 的。

二.合作探究

交流展示

考点 1:发现电子的实验理论 例 1. 一只阴极射线管, 左侧不断有电子射出, 若在管的正下方, 放一通电直导线 AB 时,发现射线径迹向下偏,则: ( ) A.导线中的电流由 A 流向 B B.导线中的电流由 B 流向 A C.若要使电子束的径迹往上偏,可以通过改变 AB 中的电 流方向来实现 D.电子束的径迹与 AB 中的电流方向无关 例 2.下列说法正确的是( ) A.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 例 3.如图所示,有一电子(电荷量为 e)经电压为 U0 的电场加 速后,进入两块间距为 d,电压为 U 的平行金属板间,若 电子从两板正中间垂直电场方向射入, 且正好能穿过电场, 求:金属板 AB 的长度?

A - v0 U0
+





-B

+

+

+

考点 2:原子的核式结构 例 1. 卢瑟福提出了原子的核式结构模型, 这一模型建立的基础
9

是( ) A. ? 粒子的散射实验 B.对阴极射线的研究 C. 天然放射性现象的发现 D.质子的发现

A

B

例 2.在 α 粒子散射实验中, 并没有考虑电子对粒子偏转角度的影 响,这是因为( ) A.电子体积很小,以致 α 粒子碰不到它 B.电子质量远比比 α 粒子小,所以它对 α 粒子运动到影响 极其微小 C.α 粒子使各个电子碰撞的效果 相互抵消 D.电子在核外均匀分布,所以 α 粒子受电子作用的合外力为 零 例 3.如图所示,在 α 粒子散射实验中,α 粒子穿过某一金属原子核附近的示 意图,A、B、C 分别位于两个等势面 上,则以下说法中正确的是( ) A.α 粒子在 A 处的速度比 B 处的速度小 B.α 粒子在 B 处的动能最大,电势能最小 C.α 粒子在 A、C 两处的速度大小相等 D.α 粒子在 B 处的速度比在 C 处的速度要小 例 4.二十世纪初,为了研究物质的 内部结构,物理学家做了大量 的实验,揭示了原子内部的结 构, 发现了电子、 中子和质子, 右图是( )
D C B 放射源 金箔 荧光屏 显微镜 A

A. 卢 瑟 福 的 ? 粒 子 散 射 实 验 装置 B.卢瑟福发现质子的实验装置 C.汤姆逊发现电子的实验装置 D.查德威克发现中子的实验装置

三.迁移运用

当堂达标

1.对阴极射线管的认识,下列说法错误的是( ) A.阴极射线管是用来观察电子束运动轨迹的装置 B.借助阴极射线管我们可以看到每个电子的运动轨迹
10

C.阴极射线管内部抽成真空 D.阴极射线管工作时,它的阴极和阳极之间存在强电场

2.卢瑟福的原子核式结构学说可以解决的问题是 ( A.解释 α 粒子散射现象 B.用 α 粒子散射的实验数据估算原子核的大小 C.结合经典电磁理论,解释原子的稳定性 D.结合经典电磁理论,解释氢原子光谱 3.α 粒子散射实验中,使 α 粒子散射的原因是( A.α 粒子与原子核外电子碰撞 B.α 粒子与原子核发生接触碰撞 C.α 粒子发生明显衍射 D.α 粒子与原子核的库仑斥力作用 )



4.在原子物理学中,下面一些说法正确的是( ) A.汤姆逊发现了电子,使人们想到了原子核具有复杂结构 B.当氢原子的核外电子由距核较近的轨道跃迁至较远的轨道 时,原子要吸收光子电子的动能减小,点势能增加 C.重核裂变过程中有质量亏损,轻核聚变过程中质量有所增 加 D.在电磁波中红外线比紫外线的波动性更显著 5.下列现象中,与原子核内部变化有关的是 ( A.粒子散射 B.光电效应 C.天然放射现象 D.原子发光现象 )

6.卢瑟福通过 α 粒子散射实验,判断出原子的中心有一个很小的 核, 并由此提出了原子的核式结构。 如图所示的平面示意图中, ① 两条实线表示 α 粒子运动的轨迹,则沿③ 、② 所示方向射向原 子核的 α 粒子可能的运动轨迹为虚线中的( ) A.轨迹 a B.轨迹 b C.轨迹 c D.轨迹 d 7.根据粒子散射实验,卢瑟福提出了原子的核式结构模型。图中 虚线表示原子核所形成的电场的等势线, 实线表示一个粒子的 运动轨迹,在粒子从 a 运动到 b,再运动到 c 的过程中,下列 说法中正确的是( ) A.动能先增大,后减小

11

B.电势能选减小,后增大 C.电场力先做负功,后做 正功,总功为零 D.加速度先变小,后变大

四.复习巩固 五.布置作业 课后反思:

当堂小结

学习内容

二 氢原子光谱及玻尔的原子模型 考点 1. 了解光谱的定义和分类, 了解能级、 能量量子化以及基态、 激发态的概 念。

学习目标

考点 2. 能用理论简单解释氢原子模型,氢原子的能级结构和辐射(吸 收)规律,了解玻尔模型的不足之处及其原因。

学习重点 学习难点 学法指导

1、光谱、能级、能量量子化以及基态、激发态的概念 2、氢原子的能级结构和辐射(吸收)规律 氢原子的能级结构和辐射(吸收)规律 学生通过阅读课本自主复习

导 一.先学后教







自主空间

自学质疑

1. 光谱: 用光栅或棱镜可以把光按_______展开, 获得光的波长 (频 率)成分和_______分布的记录,即光谱。 2.氢原子光谱的分类和特点?

3.巴耳末公式的形式为____________,式中的____________称 为里德伯常量.对于氢原子,实验测得的值为 ____________m-1 , 巴 耳 末 公 式 确 定 的 这 一 组 谱 线 称 为 ____________.
12

4.玻尔原子理论的要点: ① 轨道的量子化?能量的量子化? ② 几个概念能级(能级公式)、定态、基态、激发态、跃迁、 轨道、频率条件? ③ 卢瑟福原子模型与玻尔原子模型的相同点和不同点? ④ 氢原子的辐射(或吸收)的规律? ⑤ 跃迁时电子的动能、原子势能与原子能量的变化?

二.合作探究

交流展示

考点 1。光谱的概念和分类及几个概念的理解 例 1.有关氢原子光谱的说法正确的是( ) A.氢原子的发射光谱是连续谱 B.氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光 C.氢原子光谱说明氢原子能级是分立的 D.氢原子光谱的频率与氢原子能级的能量差无关 例 2.下列关于光谱的说法正确的是 ( ) A.炽热固体、液体和高压气体发出的光谱是连续光谱 B. 各种原子的线状谱中的明线和它的吸引谱中的暗线必定 一一对应 C.气体发出的光只能产生线状光谱 D. 甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质 的吸收光谱 考点 2:氢原子的能级结构和辐射(吸收)规律 例 1.按照玻尔理论,下列关于氢原子的论述中正确的是( ) A.第 m 个定态和第 n 个定态的轨道半径 rm 和 rn 之比为 rm: rn=m2:n2 B.第 m 个定态和第 n 个定态的能量 Em 和 En 之比为 Em:En=n2 : m2 C.电子沿某一轨道绕核运动,若其圆周运动的频率是 ν,则其 发光频率也是 ν D.若氢原子处于能量为 E 的定态,则其发光频率为 v=E/h

例 2.用频率为 v0 的光照射大量处于基态的氢原子,在所发射的

13

光谱中仅能观测到频率分别为 v1、v2、v3 的三条谱线,且

v3>v2>v1 ,则_______.(填入正确选项前的字母)
A. v0<v1 C. v0 ? v1 ? v2 ? v3 B.
放射源 金箔 荧光屏 显微镜 A D C B

D.

1 1 1 ? ? v1 v2 v3

例 3.氦氖激光器能产生三种波长的激光,其中两种波长分别为

?1 =0.6328?m, ?2 =3.39?m,已知波长为 ?1 的激光是氖原子在
能级间隔为 ?E1 =1.96eV 的两个能级之间跃迁产生的。用

?E2 表示产生波长为
则 ΔE2 的近似值为( A.10.50eV

?2 的激光所对应的跃迁的能级间隔,
) C.0.53eV D.0.36eV

B.0.98eV

例 4.氢原子的部分能级如图所示。已知可见光的光子能量在 1.62eV 到 3.11eV 之间。由此可推知, 氢原子( )

A. 从高能级向 n=1 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=2 能级跃迁时发 出的光均为可见光 C. 从高能级向 n=3 能级跃迁时发 出的光的频率比可见光的高 D. 从 n=3 能级向 n=2 能级跃迁时发出的光为可见光

三.迁移运用

当堂达标

1.氢原子能级如图所示,一群原处于 n=4 能级的氢原子回到 n =1 的状态过程中( )

A.放出三种频率不同的光子

14

B.放出六种频率不同的光子 C. 放出的光子的最大能量为其 12 . 75ev , 最小能量是 0.66eV D.放出的光能够使逸出功为 13 . 0eV 的金属发生光电效应

2.根据玻尔理论,在氢原子中,量子数 n 越大,则 ( ) A.电子轨道半径越小 C.原子能量越大 B.核外电子运动速度越大 D.电势能越小

3.原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时,有可能不发射光 子.例如在某种条件下,铬原子的 n = 2 能级上的电子跃迁 到 n = 1 能级上时并不发射光子, 而是将相应的能量转交给 n = 4 能级上的电子,使之能脱离原子,这一现象叫做俄歇效 应,以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子,已知铬原 子的能级公式可简化表示为

En ? ? A / n 2 ,式中 n=l,2,

3,… 表示不同能级,A 是正的已知常数,上述俄歇电子的 动能是 ( )

3A A. / 16

7 B. A / 16

11A / 16 C.

13A / 16 D.

4.如图所示,大量氢原子处于能级 n=4 的激发态,当它们向各较 低能级跃迁时,对于多种可能的跃迁,下面说法中正确的是 ( ) A.最多只能放出 4 种不同频率的光子 B.从 n=4 能级跃迁到 n=1 能级放出的光子波长最长 C.从 n=4 能级跃迁到 n=1 能级放出的光子频率最高 D.从 n=4 能 n E/eV 级跃迁到 0 -0.85 n =3 能级 ∞ 4 -1.51 3 放出的光 2 -3.4 子波长等 于从 n =2 能级跃迁 -13.6 1 到 n=1 能 级放出的光子波长

15

5.已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为-3.40 eV,金 属钠的截止频率为 5.53× 1014Hz,普朗克常量 h=6.63× 10-34 J· s.请通过计算判断,氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态 过程中发出的光照射金属钠板,能否发生光电效应.?

6.氢原子处于基态时,原子能量 E1= -13.6eV,已知电子电量 e =1.6× 10-19C,电子质量 m=0.91× 10-30kg,氢的核外电子的第 一条可能轨道的半径为 r1=0.53× 10-10m. (1)若要使处于 n=2 的氢原子电离,至少要用频率多大的电磁 波照射氢原子? (2) 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=2 的激发态时,核外电子运动的等效电流多大?

(3)若已知钠的极限频率为 6.00×1014Hz,今用一群处于 n=4 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?

四.复习巩固 五.布置作业 课后反思:

当堂小结

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第十九章 原子核
学习内容 学习目标
一 原子核

考点 1.原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期。 考点 2.核反应方程,放射性同位素的应用。 1.原子核的衰变、半衰期。 2.核反应方程。 放射性元素的半衰期定义的理解和公式的应用,及放射性同位素的应用。 学生通过阅读课本自主复习

学习重点 学习难点 学法指导

导 一.先学后教







自主空间

自学质疑

考点 1:原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期。 1.三种射线的本质特征 1)α 射线: 2)β 射线: 3)γ 射线: 2.原子核是由 3.核电荷数= 组成,即由 = =
17

。 。 。 和 组成。 。

4.质量数= 5.原子核的衰变:. 1)衰变规律:

=



。 。 β 衰变:
234

2)衰变方程:α 衰变:
两个重要的衰变方程: 92 U ? 90
238



?

238 92

Th?234Pa ? 90

6.放射性元素的半衰期: 1)定义 2)公式:N 余= 。M 余= 。 。

考点 2:放射性同位素的应用,核反应方程。 (2)通过阅读课本了解探测射线的方法和仪器。

(3)举例说出放射性同位素的应用。

(4)核反应方程的规律: 完成下列核反应方程: (1) 90 Hh→ 91 Pa+ (2) 10 B+ 2 He→ 13 N+ 5 7 (3) 13 Al+ 1 n→ 0 (4) 1 e+ ?1 e→ (5) 1 H→
1 0
0 4



234

234

27

+ 2 He

4

+1 e

0

(5)原子核的人工转变: 1)卢瑟福发现质子的方程: 2)查德威克发现中子的方程: 。 。

二.合作探究

交流展示

考点 1:放射性、原子核的衰变(衰变方程) 、半衰期。

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例 1.下列现象中,与原子核内部变化有关是( A.α 粒子散射 B.光电效应 C.天然放射现象 D.原子发光现象



例 2.放射性元素衰变时放出三种射线,按穿透能力由强到弱的 排列顺序是( ) A. α 射线,γ 射线,β 射线 B.γ 射线,β 射线,α 射线, C. β 射线,α 射线,γ 射线 D.β 射线,γ 射线,α 射线 例3.若元素A的半衰期为4天,元素B的半衰期为5天,则相同质量的A 和B,经过20天后,剩下的质量之比m A:mB为( A.30∶ 31 C。1∶ 2 B。31∶ 30 D。2∶ 1 )

例 4.甲、乙两种放射性元素质量相等,半衰期之比为 3:2,下 列说法中正确的是( A.甲的衰变速率较大 B. 经过某一相等的时间衰变后, 甲乙剩余质量之比可为 2: 1 C.只要适当改变条件,二者的半衰期可以相同 D.经过某一相等的时间衰变后,甲乙剩余的质量之比可为 1:1 考点 2:核反应方程。 例 1. 天 然 放 射 性 元 素
239 94

)

Pu 经 过

次? 变和 衰 。 (填入铅的三

次? 衰变, 最后变成铅的同位素 种同位素
206 82

Pb、

放射源

金箔

荧光屏 显微镜 A

Pb、

D C

B

208 82 Pb

中的一种)

例 2.在下列 4 个核反应方程中,x 表示质子的是( A. 30 P ? 30 Si+x 15 14 C. 13 Al+ 0 n ?
27 1 27 12



B. 238 U ? 234 Th+x 92 92

Mg+x D. 27 Al+ 4 He ? 30 P+x 13 2 15

例 3.铝箔被 α 粒子轰击后发生了以下核反应: Al+ 2 He→ 0 n. X+ 下 23
27
4

1

列判断正确的是( A. 0 n 是质子
1

) B. 0 n 是中子
1

19

C.X 是 14 Si 的同位素
28

31 D.X 是 15 P

的同位素

三.迁移运用

当堂达标


1.关于天然放射现象,叙述正确的是(

A.若使放射性物质的温度升高,其半衰期将减少 B.β 衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的 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( 238U )衰变为铅核( 206U )的过程中,要经过 92 82 8 次 α 衰变和 10 次 β 衰变

2. 元 素 x 是 A 的 同 位 素 , 分 别 进 行 下 列 衰 变 :
? ?? R ?? S 则下面正确的是: ?? X ?? P ?? Q A ? ?? ??

(

) A.Q 和 S 不是同位素 B.X 和 R 的原子序数相同 C.X 和 R 的质量数相同 D.R 的质子数多于前述任何元素

3.放射性同位素针 232 经 αβ 衰变会生成氧,其衰变方程为
232 90 Th 220 ? 80 Rn+xα+yβ,其中(

)

A.x=1,y=3 C.x=3,y=1 4.
238 92

B.x=2,y=3 D.x=3,y=2

U 放射性衰变有多种可能途径,其中一种途径是先变成
而 83 , Bi , 210 Bi 可以经一次衰变变成 210 X(X 代表某种元素) a
b

210 83

也可以经一次衰变变成 81Ti ,

210 a

b X 和 81Ti 最后变成 206 Pb , 82

衰变路径如图所示,则可知图中(

)

20

A:过程① β 衰变,过程③ α 衰变;过程② α 衰变,过程 是 是 是 ④ β 衰变 是 B:过程① β 衰变,过程③ α 衰变;过程② β 衰变,过程 是 是 是 ④ α 衰变 是 C:过程① α 衰变,过程③ β 衰变;过程② α 衰变,过程 是 是 是 ④ β 衰变 是 D:过程① α 衰变,过程③ β 衰变;过程② β 衰变,过程 是 是 是 ④ α 衰变 是 5.某放射性元素经过 m 次 α 衰变和 n 次 β 衰变, 变成一种新原子 核, 新原子核比原来的原子序数减小 。

用 种 子 轰 击 铝 27 , 产 生 钠 24 , 这 个 核 反 应 方 程 是 ,钠 24 是句有放射性的,衰变后变 。

成镁 24,这个核反应方程是

6、在垂直于纸面的匀强磁场中,有一原来静止的原子核,该核 衰变后,放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹 分别如图 16-2 所示中 a 、 由图可以判定( b, ). A.该核反生的是 α 衰变 B.该核发生的是 β 衰变 C.磁场方向一定垂直纸面向里 D.磁场方向向里还是向外无法判定

四.复习巩固 五.布置作业 课后反思:

当堂小结

学习内容 学习目标
考点 1.结合能、质能方程。



原子核

考点 2.裂变反应和聚变反应、裂变反应堆,放射性的防护。 1.结合能、质量亏损。 2.裂变反应和聚变反应。 质量亏损,裂变反应和聚变反应。

学习重点 学习难点

21

学法指导

学生通过阅读课本自主复习

导 一.先学后教







自主空间

自学质疑

考点 1.结合能、质能方程 1.原子核的结合能 克服核力做功, 使原子核分解为单个核子时 或若干个核子在核力作用下结合成原子核时 叫做原子核的结合能。简称核能。 2.核能的计算: 根据爱因斯坦质能方程 , 各物理量的含义: 。 的能量, 的能量,

考点 2.裂变反应和聚变反应 1.获得核能的途径 1)重核的裂变: 方程: 2)轻核的聚变: 方程: 2,.聚变与裂变相比的优点?

。 。 。 。

二.合作探究

交流展示

考点 1:结合能、质能方程 例 1. 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 m1、m2、m3,普 朗克常量 为 h,真空中的光速 为 c 。下列说法正确的 是 ( )
放射源 金箔 荧光屏

A.核反应方程是 1 H+ 0 n ? H+γ
1 1
显微镜 A D B C

B.聚变反应中的质量亏损 ?m ? m 1+m2-m1 C.辐射出的 γ 光子的能量 E=(m3-m1-m2 )c

22

D.γ 光子的波长 ? ?

h (m1 ? m2 ? m 3 )c 2

例 2.历史上第一次利用加速器实现的核反应,是用加速后动能 为 0.5MeV 的质子 1 H 轰击静止的 X, 生成两个动能均为 8.9MeV 的 2 He.(1MeV=1.6×-13J)
4

1

① 上述核反应方程为___________。 ② 质量亏损为_______________kg。

1 3 4 例 3.在核反应 0 n ? X ? 1 H ? 2 He ? ?E 过程中,X 是未知核。

由核反应知识可以确定 X 核为



。 0 n 、 核、 H 若 X 1
1 3

4 和 2 He 的静止质量分别为 m1、mx、m3 和 m4,则 ?E 的值为



。 分) (4

例 4.太阳正处于主序星演化阶段,它主要是由电子、质子和氦 核等原子核组成, 维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应, 核 反 应方 程 是 41 H ?4 He ? 21 e ? 释 放的 核能 , 已知 1 2 0

m p ? 1.6726?10 ?27 kg, m a ? 6.6458?10 ?27 kg, m e ? 0.9 ?10 ?30 kg, C ? 3 ?10 8 m / s
,求每次核聚变反应所释放的能量.

考点 2:裂变反应和聚变反应 例 1. 科学家发现在月球上含有丰富的 2 He (氦 3) 。它是一种
3

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 2 He ? 2 He ? 21 H ? 2 He 。 关于 2 He 聚变
3 3 1 4
3

下列表述正确的是( )
23

A.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
3 D.目前核电站都采用 2 He 聚变反应发电

例 2.下列说法正确的是(



1 4 A. 15 N ? 1 H ? 12C ? 2 He 是 ? 衰变方程 7 6 3 B. 1 H? 2 H ? 2 He? ? 是核聚变反应方程 1 1 4 C. 238 U ? 234 Th? 2 He 是核裂变反应方程 92 90 1 D. 4 He? 27 Al ? 30 P? 0 n 是原子核的人工转变方程 2 13 15

例 3.裂变反应是目前核能利用中常用的反应.以原子核 235 U 为 92 燃料的反应堆中,当 235 U 俘获—个慢中子后发生的裂变反 92 应可以有多种方式,其中一种可表示为 235 U 92
139 54

+

1 0

n



Xe

+

94 38

Sr

+3 0 n 138.9178 93.9154

1

235.0439

1.0087

反应方程下方的数字是中子及有关原子的静止质量(以原 子质量单位 u 为单位).已知 lu 的质量对应的能量为 9.3×102 MeV,此裂变反应释放出的能量是 MeV.

三.迁移运用

当堂达标
)

1.关于原子反应堆,下面哪种说法是错误的 (

A.铀棒是核燃料,裂变时释放核能 B.镉棒的作用是控制反应堆的功率 C.石墨的作用是吸收中子 D.冷却剂的作用是控制反应堆的温度和输出内能

2.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
4 1 1 6 2 H ? k 2 He ? d 1 H ? 2 0 n ? 43.15MeV ,由平衡条件可知 1

24



) B. k=2, d=2 D. k=2, d=3

A. k=1, d=4 C. k=1, d=6

3.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 万有引力、库伦力和核力,则 3 种力从大到小的排列顺序是 ( ) B.万有引力、库伦力、核力 D.核力、库伦力、万有引力

A.核力、万有引力、库伦力 C.库伦力、核力、万有引力

4. 中 子 和 质 子 结 合 成 氘 核 时 , 质 量 亏 损 △ , 相 应 的 能 量 m △ =△ 2=2.2MeV 是氘核的结合能。下列说法正确的是( E mc )

A.用能量小于 2.2MeV 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 2.2MeV 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 C.用能量大于 2.2MeV 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 D.用能量大于 2.2MeV 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,它们的动能之和不为零 5.如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数 Z 的关系图象, 下 列说法中,正确的是( ) A. 若 D、E 能结合成 F,结合过程一定要释放能量 B. 若 D、E 能结合成 F,结合过程一定要吸收能量 C. 若 A 能分裂成 B、C,分裂过程一定要释放能量 D. 若 A 能分裂成 B、C,分裂过程一定要吸收能量 6.一个高能 ? 光子, 经过重核附近时与原子核场作用, 能产生一 对正负电子,请完成相应的反应方程: ? → .

已 知 电 子 质 量 m1=9.1x10-31kg , 光 在 真 空 中 的 传 播 速 度 为

c=3×108m/s,则 ? 光亏的能量至少为

四.复习巩固 五.布置作业

当堂小结

25

课后反思:

26


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