《高考物理总复习原子物理与核物理 人教 (2)（通用）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理总复习原子物理与核物理 人教 (2)（通用）（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2006年高考物理总复习原子物理与核物理,1.粒子散射现象,绝大多数粒子穿过金箔后仍能沿原来方向前进，少数粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数粒子偏转角超过了900,有的甚至被弹回，偏转角几乎达到1800,卢瑟福的原子的核式结构学说（1911年）卢瑟福,在原子的中央有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转,原子核的人工转变,1质子的发现,1)原子核的人工转变,是指为了了解原子核的组成，人们有目的的用高速粒子去轰击某些元素的原子核，使其产生的新粒子。目的是了解原子核的内部结构和粒子的本质及特点,2)粒子轰击氮原子核的实验,19
2、19年，卢瑟福做了用粒子轰击氮原子核的实验，第一次实现了原子核的人工转变，有了很重要的发现,实验结论：实验表明，闪光一定是粒子击中氮核后产生的新粒子透过铝箔引起的,质子的发现,粒子,铝箔,荧光屏,阀门,氮气,显微镜,质量数A,中子数,质子数Z,核外电子数,原子序数,核电核数,练习： 1、在 粒子散射实验中，观察到 粒子穿过金箔后（ ） A、都偏离了原来的方向 B、大多数粒子偏离了原来的方向 C、只有少数粒子偏离了原来的运动的方向 D、最大的偏角几乎达到1800,CD,2、 粒子散射实验说明了：（ ） A、原子核由质子和中子组成 B、原子内部大部分是空的 C、电子是原子的组成部分 D、原子中的正
3、电荷集中在一个很小 的范围内,BD,3、在粒子散射实验中,使少数粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对粒子的: （ ） A万有引力 B磁场力 C库仑力 D核力,C,4、关于卢瑟福原子的核式结构模型的内容,下述说法正确的是,A原子是一个质量分布均匀的球体 B原子的质量几乎全部集中在很小的核内 C原子的全部正电荷都集中在原子核内 D原子核是由中子和质子组成的,BC,5、氢的三种同位素：氕 H 氘 氚 则（ ） A、它们的质子数相等 B、它们的核外电子数相等 C、它们的核子数相等 D、它们的中子数相等,AB,第二节 天然放射现象,新课教学,一、天然放射现象,某些元素能自发地放出射线的现象叫做天然放 射
4、现象。这些元素称为放射性元素,1、天然放射现象是贝克勒尔发现的,2、天然放射现象的发现说明了原子核还可以 再分，还具有较为复杂结构,3、放射线的种类和性质,射线高速的粒子流，粒子是氦原子核，速 度 约为光速1/10，贯穿能力最弱，电离能力最强,射线高速的电子流，粒子是速度接近光速的 负电子，贯穿能力稍强，电离能力稍弱,射线能量很高的电磁波，粒子是波长极短的 光子, 贯穿能力最强,电离能力最弱,4、三种射线的来源,粒子是核内两个质子和两个中子抱成团一起射出,粒子是原子核内的中子转化成质子时放出的,射线经常是伴随射线和射线产生的,三种射线的性质和实质,二、衰变,原子核放出射线后变成新的原子核,1.
5、 衰变种类,衰变、 衰变,2、衰变规律,衰变,质量数-4,电荷数-2,衰变,质量数不变,电荷数+1,原子核衰变时电荷数和质量都守恒,例1、质子、中子发现的方程,3、 半衰期T,放射性元素的原子核有半数发生衰变 所需的时间,1、半衰期短的元素衰变得快，放射性较强,2、半衰期只与元素本身有关,与所处的物理、 化学状态及周围环境、温度等都无关,3、计算公式,三、应用举例,4.适用范围,例6、用中子轰击氮14，产生碳14，碳14具有放射性，它放出一个粒子后衰变成氮，其核反应方程式为；,例7、如图图示，x为未知放射源，将强磁场M移开，计数器所测得的计数率保持不变，然后将薄铝片L移开，则计数率大幅度上升，
6、x为 （ ） A. 纯放射源 B. 纯放射源 C. 及的混合放射源 D. 及的混合放射源,解：将强磁场M移开，计数器所测得的计数率保持不变，说明射线不带电，应为射线,射线可以穿透几毫米的铝板，将薄铝片L移开，则计数率大幅度上升，说明不是射线,所以x 应为和的混合放射源,D,例8、两个放射性元素样品A、B，当A有15/16的原子核发生衰变时，B恰好有63/64的原子核发生衰变，求A和B的半衰期之比TA ：TB为多少,解：设这段时间为t ，由题知，A有1/16未发生衰变， B有1/64未发生衰变， 由衰变规律得,t/TA=4 t/TB=6,TA ：TB =3 : 2,例9、关于元素放射性的半衰期下
7、述正确的( ) A.放射性试样的总质量减半所需的时间 B.放射性核的个数衰减到一半所需的时间 C.加温,加压时半衰期不变 D.与其它物质组成化合物时半衰期将变化,核反应 质能方程,相当于,核子在结合成原子核时，质量有亏损，要放出能量。 反之，原子核分解成核子时要吸收能量,例1.由核子结合成原子核时 ( ) 核的质量总是小于组成它的核子的质量和 B. 原子核的质量应该等于组成它的核子的质量和 C. 核子结合成原子核时要放出能量 D. 核子结合成原子核时要吸收能量,A C,一个质子和一个中子结合氘核时,产生 光子, 由此可见 ( ) A.氘核的质量等于质子和中子的质量之和 B.氘核的质量小于质子和
8、中子的质量之和 C.核子结合成原子核时会释放核能 D.原子核分解成核子时会释放核能,B C,例2,例3、关于质能方程E=mc2,下述错误的是 （,A. 质能方程是爱因斯坦最先得出的 该方程表明物体的质量和能量可以相互转化 C. 该方程表明物体的能量跟它的质量成正比 D. 该方程既适用于微观粒子,也适合宏观物体,B,2000年高考试题,解：m=0.1933u,E=931.50.1933=1.8 102 MeV,1.8 102,2002年广东高考,5.如下一系列核反应是在恒星内部发生的,其中p为质子，为粒子，e+ 为正电子，为一种中微子。已知质子的质量为mp =1.67264810 -27kg，
9、粒子的质量为m=6.64492910 -27kg，正电子的质量为me=9.1110-31kg，中微子的质量可忽略不计。真空中的光速c=3108 m/s。试计算该系列核反应完成后释放的能量,解,将六个方程式相加，得到,E= mc2 =(4m p m - 2me )c 2,代入数字，经计算得到,E=3.9510-12 J,热核反应的优点,1）热核反应释放的能量比裂变大得多,2）反应后的废物较易处理,3）原料易得,静止在匀强磁场中的 原子核，俘获一个速度为7.7104 m/s 的中子而发生核反应放出粒子后变成一个新原子核，已知中子速度方向与磁场方向垂直，测得粒子速度为：2104m/s，方向与中子速度
10、方向相同，求： （1）生成的新核是什么？写出核反应方程式。 （2）生成的新核的速度大小和方向。 （3）若粒子与新核间相互作用不计，则二者在磁场中运动轨道半径之比及周期之比各为多少,解,1）写出核反应方程式,生成的新核是氚核,例2,2）由动量守恒定律 mn vn=m v +mH vH,vn= 7.7104 m/s v = 2104m/s,V H =( mn vn- m v )/ mH,( 17.7104 - 4 2104 ) 3,- 1.0103 m/s,方向与中子方向相反,3）由 r=mv/qB mv/q,r : rH = mv/q ： mHvH/qH =（42 2） : （30.1）= 40
11、: 3,T=2m/qB m/q,T : TH=4/2 : 3/1=2: 3,0=mUvU-mv (1,由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式得,RU =mU vU/qUB,R =m v/qB （2,由(1) (2) 得 RU / R = q /qU=2/92=1/46,例3,2）核反应中释放的核能为,E=mc2=(238.999655 - 234.99347 - 4.001509)931.5 =4.356MeV,由能的转化和守恒定律知,EkU+E k=E - 0.09 = 4.266MeV,pU=p,由EK=1/2mv2 =p 2/2m,EKU / EK=m /mU=4/235,粒子的
12、动能为,EK = (EkU+E k ) mU (m +mU ) = 4.266 235 239 = 4.195(MeV,04年广东5,中子n、质子p、氘核D的质量分别为 现用光子能量为E的射线照射静止氘核使之分解，反应的方程为 若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是 （,C,1下列说法中正确的是（ ） A质子与中子的质量不等，但质量数相等 B两个质子间，不管距离如何，核力总是大于 库仑力 C同一种元素的原子核有相同的质量数，但中 子数可以不同 D除万有引力外，两个中子之间不存在其它相 互作用力,A,03年江苏高考1,1992年 三南,太阳辐射能量主要来自太阳内部的 A. 化学反应
13、B. 放射性衰变 C. 裂变反应 D. 热核反应,D,正、负电子相遇时湮灭,同时产生一对光子,反应方程式为_,若正负电子质量都为m,普朗克常数为h,则所产生的光子频率为_,例1、在卢瑟福的a粒子散射实验中，有极少数a粒子发生大角度偏转，其原因是（ ） A、原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 B、正电荷在原子中是均匀分布的 C、原子中存在着带负电的电子 D、原子只能处于一系列不连续的能量状态中,A,ACD,例2、对于基态氢原子，下列说法正确的是（ ） A、它能吸收10.2eV的光子 B、它能吸收11eV的光子 C、它能吸收14eV的光子 D、它能吸收具有11eV动能的电子的部分动能,
14、辐射,例3、设氢原子的基态能量为E1。某激发态的能量为E，则当氢原子从这一激发态跃迁到基态时，所_-（填“辐射”或“吸收”）的光子在真空中的波长为_,hc/(E-E1,D,例4：如图25-1所示，R为放射源，虚线范围内有垂直于纸面的磁场B，LL为厚纸板，MN为荧光屏，今在屏上P点处发现亮斑，则到达P点处的放射性物质微粒和虚线范围内B的方向分别为（ ） A、a粒子，B垂直于纸面向外 B、a粒子，B垂直于纸面向内 C、粒子，B垂直于纸面向外 D、粒子，B垂直于纸面向内,例5、两种放射性元素的原子 ac A和 bd B，其半衰期分别为T和1/2T。若经过2T后两种元素的核的质量相等，则开始时两种核的个数之比为_；若经过2T后两种核的个数相等，则开始时两种核的质量之比为_,N1:N2=b:4a,m1:m2=a:4b,例6、静止的氮核被速度是v0的10n中子击中生成甲、乙两核。已知甲、乙两核的速度方向同碰撞前中子的速度方向一致，甲、乙两核动量之比为1：1，动能之比为1：4，它们沿垂直磁场方向进入匀强磁场做圆周运动，其半径之比为1：6。问：甲、乙各是什么核？速度各是多大？写出该反应方程,甲为126 C，乙为31 H
