2006年高考实用教案原子物理与核物理

2006年高考实用教案原子物理与核物理

复习要点

1、了解玻尔原子理论及原子的核式结构。

2、了解氢原子的能级，了解光的发射与吸收机理。

3、了解天然放射现象，熟悉三种天然放射线的特性。

4、了解核的组成，掌握核的衰变规律，理解半衰期概念，掌握核反应过程中的两个守恒定律。

5、了解同位素及放射性同位素的性质和作用，了解典型的核的人工转变。

6、了解爱因斯坦质能方程，会利用核反应中的质量亏损计算核能。

7、了解核裂变与核聚变。

二、难点剖析

1、关于a粒子散射实验

（1）a粒子散射实验的目的、设计及设计思想。

①目的：通过a粒子散射的情况获取关于原子结构方面的信息。

②设计：在真空的环境中，使放射性元素钋放射出的a粒子轰击金箔，然后透过显微镜观察用荧光屏接收到的a粒子，通过轰击前后a粒子运动情况的对比，来了解金原子的结构情况。

③设计思想：与某一个金原子发生作用前后的a粒子运动情况的差异，必然带有该金原子结构特征的烙印。搞清这一设计思想，就不难理解卢瑟福为什么选择了金箔做靶子（利用金的良好的延展性，使每个a粒子在穿过金箔过程中尽可能只与某一个金原子发生作用）和为什么实验要在真空环境中进行（避免气体分子对a粒子的运动产生影响）。

（2）a粒子散射现象

①绝大多数a粒子几乎不发生偏转；

②少数a粒子则发生了较大的偏转；

③极少数a粒子发生了大角度偏转（偏转角度超过90°有的甚至几乎达到180°）。

（3）a粒子散射的简单解释。

首先，由于质量的悬殊便可判定，a粒子的偏转不会是因为电子的影响，而只能是因为原子中除电子外的带正电的物质的作用而引起的；其次，原子中除电子外的带正电的物质不应是均匀分布的（否则对所有的a粒子来说散射情况应该是一样的），而“绝大多数”“少数”和“极少数”a粒子的行为的差异，充分地说明这部分带正电的物质只能高度地集中在在一个很小的区域内；再次，从这三部分行为不同的a粒子数量的差别的统计，不难理解卢瑟福为什么能估算出这个区域的直径约为10-14m。

2、原子的核式结构

（1）核式结构的具体内容

①原子的中心有一个很小的核；

②原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在核内；

③带负电的电子在核外空间绕核旋转。

（2）核式结构的实验基础

核式结构的提出，是建立在a粒子散射实验的基础之上的。或者说：卢瑟福为了解释a粒子散射实验的现象，不得不对原子的结构问题得出核式结构的理论。

3、玻尔的原子理论——三条假设

（1）“定态假设”：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中，电子虽做变速运动，但并不向外辐射电磁波，这样的相对稳定的状态称为定态。

定态假设实际上只是给经典的电磁理论限制了适用范围：原子中电子绕核转动处于定态时不受该理论的制约。

（2）“跃迁假设”：电子绕核转动处于定态时不辐射电磁波，但电子在两个不同定态间发

。

生跃迁时，却要辐射（吸收）电磁波（光子），其频率由两个定态的能量差值决定hv=E 2-E 1。

跃迁假设对发光（吸光）从微观（原子等级）上给出了解释。

（3）“轨道量子化假设”：由于能量状态的不连续，因此电子绕核转动的轨道半径也不能任意取值，必须满足

)3,2,1(2 ==

n nh mvr π

。

轨道量子化假设把量子观念引入原子理论，这是玻尔的原子理论之所以成功的根本原因。 4、氢原子能级及氢光谱 （1）氢原子能级 ①能级公式：)6.13(1112

eV E E n

E n -==

；

②半径公式：)53.0(112

A r r n r n ==。

（2）氢光谱

在氢光谱中，n=2,3,4,5,……向n=1跃迁发光形成赖曼线系；n=3,4,5,6向n=2跃进迁发光形成马尔末线系；n=4,5,6,7……向n=3跃迁发光形成帕邢线系；n=5,6,7,8……向n=4跃迁发光形成布喇开线系，其中只有马尔末线生活费的前4条谱线落在可见光区域内。

5、天然放射现象

（10天然放射现象中三种身线及其物质微粒的有关特性的比较。

（2）天然衰变中核的变化规律

在核的天然衰变中，核变化的最基本的规律是质量数守恒和电荷数守恒。 ①a 衰变：随着a 衰变，新核在元素周期表中位置向后移2位，即 He Y X M Z M

Z 4

242

+→

--

②β衰变：随着β衰变，新核在元素周期表中位置向前移1位，即

e Y X M Z M Z

11-++→。

③γ衰变：随着γ衰充数，变化的不是核的种类，而是核的能量状态。但一般情况下，γ衰变总是伴随a 衰变或β衰变进行的。

6、关于半衰期的几个问题

（1）定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间。 （2）意义：反映了核衰变过程的统计快慢程度。

（3）特征：只由核本身的因素所决定，而与原子所处的物理状态或化学状态无关。

（4）理解：搞清了对半衰期的如下错误．．认识，也就正确地理解了半衰期的真正含义。第一种错误认识是：N 0（大量）个放射性元素的核，经过一个半衰期T ，衰变了一半，再经过一个半衰期T ，全部衰变完。第二种错误认识是：若有4个放射性元素的核，经过一个半衰期T ，将衰变2个。事实上，N 0（大量）个某种放射性元素的核，经过时间t 后剩下的这种核的个数为

T

N N 1

021??

?

??= 而对于少量的核（如4个），是无法确定其衰变所需要的时间的。这实质上就是“半衰期

反映了核衰变过程的统计快慢程度”的含义。

7、原子核的人工转变和原子核的组成

用高速运动的粒子去轰击原子核，是揭开原子核内部奥秘的要本方法。轰击结果产生了另一种新核，其核反应方程的一般形式为

,'

'

y Y x X A Z A Z +→+ 其中X A Z 是靶核的符号，x 为入射粒子的符号，Y A Z '

'

是新生核的符号，y 是放射出的粒子的符号。 1919年卢瑟福首先做了用a 粒子轰击氮原子核的实验。在了解卢瑟福的实验装置、进行情况和得到的实验结果后，应该记住反应方程式

H O He N 1

117

814

214

7+→+，

这是人类第一次发现质子的核反应方程。另外，对1930年查德威克发现中子的实验装置、过程和结果也应有个基本的了解。值得指出的是，查德威克在对不可见粒子的判断中，运用了能量和动量守恒定律，科学地分析了实验结果，排除了γ射线的可能性，确定了是一种粒子——中子，发现中子的核反应方程

n C He Be 1

012

64

29

4+→+，

这同样是应该记住的。

8、核能

对这部分内容，应该注意以下几点：

（1）已经确定核力的主要特性有：（1）是一种很强的力（相比于其他的力），（2）是一种短程力。

（2）一定的质量m 总是跟一定的能量mc 2

对应。核子在结合成原子核时的总质量减少了，相应的总能量也要减少，根据能量守恒定律，减少的这部分能量不会凭空消失，它要在核子结合过程中释放出去。反过来，把原子核分裂成核子，总质量要增加，总能量也要增加，增加的这部分能量也不会凭空产生，要由外部来供给。能量总是守恒的，在原子核反应伴随有巨大的放能和吸能现象。

（3）核反应中释放或吸收的能量，可以根据反应物和生成物间的质量差用质能关系方程来计算。

（4）核反应中能量的吸、放，跟核力的作用有关。当核子结合成原子核时，核力要做功，所以放出能量。把原子核分裂成核子时，要克服核力做功，所以要由外界提供能量。 三、 典型例题

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

分析：解答此例要求熟悉核式结构对a 粒子散射现象的解释：

解答：由于电子与a 粒子质量的悬殊，所以可判断：使a 粒子偏转的不可能是带负电的电子；又由于只有极少数a 粒子发生大角度偏转，所以又可判断：原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的范围内。故选A 。

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 分析：注意到光子能量只能全部被吸收，而电子能量则可以部分被吸收。

解答：10.2eV 刚好是n=1、n=2的能极差，而11eV 不是，由玻尔政府知A 正确。基太氢原子也能吸收14eV 的光子而电离，电离后自由电子动能为0.4eV 。它也可吸收动能为11eV 的电子的部分能量(10.2eV)，剩余0.8eV 仍为原来电子所有。所以应选ACD 。

例3、设氢原子的基态能量为E 1。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________。

分析：了解玻尔的原子理论，掌握光子能量与光波长间关系，即可解得此例。

解答：根据玻尔原子理论知：氢原子核外电子从高能态跃迁到低能态时，应辐射出光子，而能级差即为光子能量

E 0=E-E 1

另外，光子能量E 0与光波长λ间的关系为

λ

hc

E =

0。

其中h 为普朗克常量，c 为真空中光速，由此可解得

()

1E E

hc

-=

λ

此例答案：辐射，

()

1E E

hc

-

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声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 、β粒子，B 垂直于纸面向外

D 、β粒子，B 垂直于纸面向内

图25-1 分析：了解天然放射现象中三种射线的基本属性，是分析此例的基础。

解答：由于a 粒子贯穿本领很弱，只能穿透几厘米空气，因此穿透厚纸板到达屏上P 点处不可能是a 粒子；由于γ粒子不带电，穿过B 区域不会发生偏转，因此到达P 点处的也不可能是γ粒子；由此可知，到达P 点处的必然是β粒子。又由于β粒子带的是负电，因此用左手定则便可判断B 的方向应该是垂直于纸面向内。所以应选D 。

例5、两种放射性元素的原子A a

c 和B b

d ，其半衰期分别为T 和T 2

1

。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

L

M

N

O

P

相等，则开始时两种核的质量之比为_________________。

分析：欲求解此例，必须正确理解半衰期的概念。 解答：此例考察的是半衰期的概念，可做如下分析：

若开始时两种核的个数分别为N 1和N 2，则经时间2T 后剩下的核的个数就分别为

14

1N 和

216

1N ，而此时两种核的质量相等，于是有

,16

14

121b N a N =

由此可得 N 1:N 2=b:4a 。

若开始时两种核的质量分别为m 1和m 2，则经时间2T 后剩下的核的质量就分别为

14

1m 和

216

1m ，而此时两种核的个数相等，于是有

b

m a

m 16421=

由此可得 b a m m 4::21=。

例6、静止的氮核N 14

7被速度是v 0的中子n 1

0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。

分析：注意到中子击中N 核并生成两个新核的过程中系统的动量守恒，核进入磁场做圆周运动时的半径公式，再结合题设条件中两个新核的动量比，动能比可解得此例。

解答：设甲、乙两核质量分别为m 甲，m 乙，电量分别为q 甲，q 乙。

由动量与动能关系k mE p 2=

和乙甲p p =可得

甲m ：乙m =乙k E ：甲k E =4：1。 又由Bq

p Bq

mv R =

=

可得

甲q ：乙q =乙R ：甲R =6：1

因为甲

m +乙m =15m 0，甲q +乙q =7e ，所以

甲

m =12m 0，乙m =3m 0，甲q =6e ，乙q =e 。

即甲为C 12

6，乙为H 3

1。

由动量守恒定律，可得

m 0v 0=甲

m 甲v +乙

乙v m =2甲

m

甲

m =24 m 0甲v

进而求得甲的速度24

0v v =

甲，乙的速度6

0v v =

乙。

核反应方程为 H C n N 3

112

61

014

7+→+。

单元检测

一、选择题

1、原子的核式结构学说是卢瑟福根据以下哪个实验现象提出的？（ ） A 、光电效应现象 B 、氢光谱实验

C 、a 粒子散射实验

D 、阴极射线的有关现象

2、根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后（ ） A 、原子的能量增加，电子的动能减少 B 、原子的能量增加，电子的动能增加 C 、原子的能量减少，电子的动能减少 D 、原子的能量减少，电子的动能增加

3、图25-2为氢原子n =1，2，3，4的各个能级示意图。处于n =4能量状态的氢原子，当它向较低能级发生跃迁时，发出的光子能量可能为（ ） n E/eV 4 ________________________ -0.85

3 ________________________ -1.51 2 ________________________ -3.4

1 ________________________ -13.6 图25-2

A 、2.55eV

B 、13.6eV

C 、12.75eV

D 、0.85eV

4、氢原子从n =4的激发态直接跃迁到n =2的激发态时，发出蓝色光，则当氢原子从n =5的激发态直接跃迁到n =2的激发态时，可能发出的是（ ） A 、红外线 B 、红光 C 、紫光 D 、γ射线

5、天然放射现象的发现揭示了（ ） A 、原子不可再分 B 、原子的核式结构

C 、原子核是可分的

D 、原子核由中子和质子组成

6、某放射性元素的原子核发生两次a 衰变和六次β衰变，关于它的原子核的变化，下列说法中正确的是（ ）

A 、中子数减小8

B 、质子数减小2

C 、质子数增加2

D 、核子数减小10 7、当一个中子和一个质子结合成氘核时，产生γ光子辐射，对这一实验事实，下列说法正确的是（ ）

A 、核子结合成原子核时，要放出一定的能量

B 、原子核分裂成核时，要放出一定的能量

C 、γ光子的质量为零，氘核的质量等于中子与质子的质量之和

D 、γ光子具有一定的能量，氘核的质量小于中子与质子的质量之和

8、新发现的一种放射性元素X ，它的氧化物X 2O 的半衰期为8天，X 2O 与F 能发生如下反应：2X 2O+2F 2===4XF+O 2，XF 的半衰期为（ ）

A 、2天

B 、4天

C 、8天

D 、16天

9、一群处于基态的氢原子吸收了某种单色光光子后，能够向外辐射三种频率的光，这三种

频率的光的光子能量人别为E 1、E 2、E 3，其间关系为E 1

A 、E=E 1

B 、E=E 2

C 、E=E 3

D 、E=

E 1+E 2

10、在原子核的人工转变中，用中子比用质子更容易击中原子核，这主要是因为中子（ ） A 、体积较小 B 、速度较大 C 、不带电荷 D 、能量较大 11、关于γ射线，下列说法中正确的是（ ） A 、是处于激发态的核的变化所发射的 B 、是原子的内层电子的跃迁所发射的 C 、是不带电的中子流

D 、是不带电的光子流

12、某放射性原子核A ，经一次a 衰成为B ，再经一次β衰变成为C ，则（ ） A 、原子核C 的中子数比A 少2 B 、原子核C 的质子数比A 少1 C 、原子核C 的中子数比B 少1 D 、原子核C 的质子数比B 少1

13、在匀强磁场里原来静止的放射性碳14原子，它所放射的粒子与反冲核的径迹是两个相切的圆，圆的半径之比为7：1，如图25—3所示，那么碳14的核衰变方程是（ ） A 、Be He C 10442146+→ B 、B e C 14

501146+→ C 、N e C 14

70

114

6+→- D 、B H C 12

52

114

6+→

14、最近几年，原子核科学家在超重元素岛的探测方面取得重大进展，1996年科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核X A

Z 经过6次a 衰变后的产物是Fm 253

100。由此，可以判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是（ ）

A 、124、259

B 、124、256

C 、112、265

D 、112、277 一、填充题

15、氢原子核外电子在第2条轨道和第3条轨道运动时，电子的动能之比E k2：E k3=______, 动量之比为p 2:p 3=_________，运动周期之比T 2：T 3=_________。

16、一个U235吸收一个中子后发生的反应是

n Sr Xe n U 1

0903813654

1

023592

10++→

+，放出的

能量为E 。U235核的质量为M ，中子的质量为m 0，Xe136核的质量为m 1，Sr90核的质量为m 2，真空中的光速C ，则释放的能量E=__________________。

17、一个铀235的原子核裂变时释放196MeV 的能量，1kg 铀235完全裂变释放的能量为 ____________MeV 。

18、U 232

92（原子量为232.0372）衰变为

Th 282

90

（原子量为228.0287）。释放出a 粒子（He

4

2的原子量为4.0026）。则核反应方程为_______，在衰变过程中释放的能量为____________。

三、计算题

19、氢原子的核外电子质量为m ，电量为e ，在离核最近的轨道上运动，轨道半径为r 1。 （1）电子运动的动能E k 是多少？ （2）电子绕核转动的频率f 是多少？

（3）氢原子核在电子轨道处产生的电场强度E 为多大？

20、一个中子以1.9×107m/s 的速度中一个静止的氮核N 14

7，并发生核反应，生成甲、乙两种新核，它们的运动方向与中子原来的运动方向相同，测得甲核质量是中子质量的11倍，速

度是1×106

m/s ，乙核垂直进入B=2T 的匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为R =0.2m ，已知中子

质量m =1.6×10-27kg ，e =1.6×10-19

C ，求乙核是何种原子核？并写出核反应方程。

21、用质子轰击锂核（Li ）生成两个a 粒子。已知质子质量M p =1.0078μ，锂核质量为

μ0160.7=Li

M

，质子的初动能是E 1=0.6MeV 。求：

（1）写出核反应方程式；

（2）核反应前后发生的质量亏损； （3）核反应过程中释放的能量△E ； （4）核反应释放的能量全部用来增加两个a 粒子的动能，则核反应后两个a 粒子具有总能量是多少？

参考答案

一、选择题

二、填空题

15、9：4，

2:3，33:22

16、（M-m 1-m 2-9m 0）C 2

17、5.0?1026

18、

Th He u 22890

4

223292

+

→,5.5MeV

三、计算题

19、（1）1

2

2r ke

E k =

（2）1

1

2mr k r e f π=

（3）2

1

r ke E =

20、是He B N n He 4

2115

14

71

042,+→

+

21、（1）E He He H Li ?++→+4

24

21

17

3 （2）u M

M

M

m p

Li

0186.022

=-+=?

（3）MeV E 33.17=? （4）MeV E 93.17=总

【整理】高中物理选修3-5原子物理高频考点必记清单

高中物理选修3-5原子物理高频考点必记清单 考点一：波粒二象性 一、物理学史： 1.普朗克能量子论观点：1900年德国物理学家普朗克提出，电磁波的发射和吸收是不连续的，而是一份一份的，每一份电磁波的能量νεh =。 2.爱因斯坦光子论：1905爱因斯坦提出，空间传播的光也是不连续的，而是一 份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频 成正比。即：νεh =. 3.赫兹最早发现了光电效应现象。 4. 德布罗意指出，实物粒子也具有波动性，这种波称为德布罗意波，也叫物质波。满足下列关系：P h h ==λεν，（P 为粒子动量） 二、物理现象 1.热辐射现象（了解）：任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电 磁波，并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。 这种由于物质中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象称为热 辐射。 2.光电效应现象：在光（包括不可见光）的照射下，从金属中发射出电子的现象。发射出的电子称为光电子。 3.康普顿效应（了解）：1923年，美国物理学家康普顿在研究x 射线通过实物物质发生散射的实验时，发现了一个新的 现象，即散射光中除了有原波长λ0的x 光外，还产生了波长λ>λ0 的x 光，其波长的增量随散射角的不同而变化。 这种现象称为康普顿效应(Compton Effect)。 三、物理规律

1.黑体辐射规律（了解）：黑体具有向四周辐射能量的本领，又有吸收外界辐射来的能量的本领（在任何温度下，全部吸收任何波长的辐射）。实验规律：（1）随着温度的升高，黑体的辐射强度都有增加； （2）随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动。（右图） 2光电效应规律（重点）：①任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生 光电效应，低于极限频率的光不能发生光电效应。 ②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大。 ③饱和光电流强度（反映单位时间发射出的光电子数的多少）与入射光强度成正比。 ④光电子的发射一般不超过10－9秒（光电效应的瞬时性）。 3.爱因斯坦光电效应方程（重点）：0W h E k -=ν。E k 是光电子的最大初动能，当E k =0 时，νc 为极限频率，νc =h W 0. 四、光的波粒二象性 物质波 康普顿效应和光电效应说明光具有粒子性，光的干涉和衍射等现象说明光具有波动性。因此光具有波粒二象性。 大量光子表现出的波动性强，少量光子表现出的粒子性强；频率高的光子表现出的粒子性强，频率低的光子表现出的波动性强。实物粒子也具有波动性，这种波称为德布罗意波，也叫物质波。满则下列关系：P h h ==λεν，。从光子的概念上看，光波是一种概率波。 考点二：原子结构

(完整版)高中物理经典选择题(包括解析答案)

物理 1.一中子与一质量数为A(A>1)的原子核发生弹性正碰。若碰前原子核静止,则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为( ) A. B. C. D. [解析] 1.设中子质量为m,则原子核的质量为Am。设碰撞前后中子的速度分别为v0、v1,碰后原子核的速度为v2,由弹性碰撞可得mv0=mv1+Amv2,m=m+Am,解得v1=v0,故=,A正确。 2.很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放,形成一很长的竖直圆筒。一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置,其下端与圆筒上端开口平齐。让条形磁铁从静止开始下落。条形磁铁在圆筒中的运动速率( ) A.均匀增大 B.先增大,后减小 C.逐渐增大,趋于不变 D.先增大,再减小,最后不变[解析] 2.对磁铁受力分析可知,磁铁重力不变,磁场力随速率的增大而增大,当重力等于磁场力时,磁铁匀速下落,所以选C。 3.(2014大纲全国，19，6分)一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动。当物块的初速度为v时, 上升的最大高度为H,如图所示;当物块的初速度为时,上升的最大高度记为h。重力加速度大小为g。物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为( )

A.tan θ和 B.tan θ和 C.tan θ和 D.tan θ和 [解析] 3.由动能定理有 -mgH-μmg cos θ=0-mv2 -mgh-μmg cos θ=0-m()2 解得μ=(-1)tan θ,h=,故D正确。 4.两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇。下列说法正确的是( ) A.波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1-A2| B.波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1+A2 C.波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移 D.波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅 [解析] 4.两列振动方向相同的相干波相遇叠加,在相遇区域内各质点仍做简谐运动,其振动位移在0到最大值之间,B、C项错误。在波峰与波谷相遇处质点振幅为两波振幅之差,在波峰与波峰相遇处质点振幅为两波振幅之和,故A、D项正确。

高考物理复习知识点原子物理.doc

高考物理复习精品知识点——原子物理 十七 原子物理 1. 卢瑟福的核式结构模型（行星式模型） α粒子散射实验： 是用α粒子轰击金箔， 结果是绝大多数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粒子发生了较大的偏转。这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。 卢瑟福由α粒子散射实验提出：在原子的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原子核里，带负电的电子在核外空间运动。 n ∞ 4 由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15 m 。3 E 2 2. 玻尔模型（引入量子理论，量子化就是不连续性，整数 n 叫量子数。） 2 E 1 E 3 1 氢原子的能 ⑴玻尔的三条假设（量子化） ①轨道量子化 r n n 2 r 1 r 1 =0.53 × -10 m = 10 ②能量量子化： E E 1 E 1=-13.6eV n n 2 ★③原子在两个能级间跃迁时辐射或吸收光子的能量 h ν =E m - E n ⑵从高能级向低能级跃迁时放出光子；从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子，也 可能是由于碰撞（用加热的方法，使分子热运动加剧，分子间的相互碰撞可以传递能量） 。 原子从低能级向高能级跃迁时只能吸收一定频率的光子；而从某一能级到被电离可以吸收 能量大于或等于电离能的任何频率的光子。 （如在基态，可以吸收 E ≥ 13.6eV 的任何光子， 所吸收的能量除用于电离外，都转化为电离出去的电子的动能） 。

2、天然放射现象 ⑴. 天然放射现象 ---- 天然放射现象的发现，使人们认识到原子核也有复杂结构。 ⑵ . 各种放射线的性质比较 种类本质 e）速度（c）电离贯穿性质量（u）电荷（ 性 α射线氦核4+20.1最强最弱，纸能挡住211 H 2 10 n42He β射线电子1/1840-1 0.99较强较强，穿几 mm 0 1 n 11 H 01 e 铝板 γ射线光子001最弱最强，穿几cm 铅版 3、核反应 ①核反应类型 ⑴衰变：α衰变：23892 U23490Th42H e（核内211H 201n42He） β衰变：23490Th23491Pa01e（核内01n11H01e） γ衰变：原子核处于较高能级，辐射光子后跃迁到低能级。 ⑵人工转变：147 N42He178O11H（发现质子的核反应）

原子物理学详解复习资料褚圣麟

第一章 原子的基本状况 1.1 若卢瑟福散射用的α粒子是放射性物质镭' C 放射的，其动能为6 7.6810?电子伏特。散射物质是原子序数79Z =的金箔。试问散射角150ο θ=所对应的瞄准距离b 多大？ 解：根据卢瑟福散射公式： 2 02 22 442K Mv ctg b b Ze Ze αθ πεπε== 得到： 21921501522 12619 079(1.6010) 3.97104(48.8510)(7.681010) Ze ctg ctg b K ο θαπεπ---??===??????米 式中2 12K Mv α=是α粒子的功能。 1.2已知散射角为θ的α粒子与散射核的最短距离为 2202 1 21 ()(1)4sin m Ze r Mv θ πε=+ ， 试问上题α粒子与散射的金原子核之间的最短距离m r 多大？ 解：将1.1题中各量代入m r 的表达式，得：2min 202 1 21 ()(1)4sin Ze r Mv θπε=+ 1929 619479(1.6010)1910(1)7.6810 1.6010sin 75ο --???=???+???14 3.0210-=?米 1.3 若用动能为1兆电子伏特的质子射向金箔。问质子与金箔。问质子与金箔原子核可 能达到的最小距离多大？又问如果用同样能量的氘核（氘核带一个e +电荷而质量是质子的两倍，是氢的一种同位素的原子核）代替质子，其与金箔原子核的最小距离多大？ 解：当入射粒子与靶核对心碰撞时，散射角为180ο 。当入射粒子的动能全部转化为两粒子间的势能时，两粒子间的作用距离最小。 根据上面的分析可得： 22 0min 124p Ze Mv K r πε==，故有：2min 04p Ze r K πε= 1929 13 619 79(1.6010)910 1.141010 1.6010 ---??=??=???米 由上式看出：min r 与入射粒子的质量无关，所以当用相同能量质量和相同电量得到核代替质子时，其与靶核的作用的最小距离仍为13 1.1410 -?米。

高中原子物理教程

一原子物理 自1897年发现电子并确认电子是原子的组成粒子以后，物理学的中心问题就是探索原子内部的奥秘，经过众多科学家的努力，逐步弄清了原子结构及其运动变化的规律并建立了描述分子、原子等微观系统运动规律的理论体系——量子力学。本章简单介绍一些关于原子和原子核的基本知识。 §1.1 原子 1．1．1、原子的核式结构 1897年，汤姆生通过对阴极射线的分析研究发现了电子，由此认识到原子也应该具有内部结构，而不是不可分的。1909年，卢瑟福和他的同事以α粒子轰击重金属箔，即α粒子的散射实验，发现绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数发生偏转，并且有极少数偏转角超过了90°，有的甚至被弹回，偏转几乎达到180°。 1911年，卢瑟福为解释上述实验结果而提出了原子的核式结构学说，这个学说的内容是：在原子的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原子核里，带负电的电子在核外的空间里软核旋转，根据α粒子散射的实验数据可估计出原子核的大小应在10-14nm以下。 1、1． 2、氢原子的玻尔理论 1、核式结论模型的局限性 通过实验建立起来的卢瑟福原子模型无疑是正确的，但它与经典论发生了严重的分歧。电子与核运动会产生与轨道旋转频率相同的电磁辐射，运动不停，辐射不止，原子能量单调减少，轨道半径缩短，旋转频率加快。由此可得两点结论： ①电子最终将落入核内，这表明原子是一个不稳定的系统；

②电子落入核内辐射频率连续变化的电磁波。原子是一个不稳定的系统显然与事实不符，实验所得原子光谱又为波长不连续分布的离散光谱。如此尖锐的矛盾，揭示着原子的运动不服从经典理论所表述的规律。 为解释原子的稳定性和原子光谱的离经叛道的离散性，玻尔于1913年以氢原子为研究对象提出了他的原子理论，虽然这是一个过渡性的理论，但为建立近代量子理论迈出了意义重大的一步。 2、玻尔理论的内容： 一、原子只能处于一条列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽做加速运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫定态。 二、原子从一种定态（设能量为E 2）跃迁到另一种定态（设能量为E 1）时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这种定态的能量差决定，即 γh =E 2-E 1 三、氢原子中电子轨道量子优化条件：氢原子中，电子运动轨道的圆半径r 和运动初速率v 需满足下述关系： π2h n rmv =，n=1、2…… 其中m 为电子质量，h 为普朗克常量，这一条件表明，电子绕核的轨道半径是不连续的，或者说轨道是量子化的，每一可取的轨道对应一个能级。 定态假设意味着原子是稳定的系统，跃迁假设解释了原子光谱的离散性，最后由氢原子中电子轨道量子化条件，可导出氢原子能级和氢原子的光谱结构。 氢原子的轨道能量即原子能量，为r e k mv E 2 221-= 因圆运动而有 2 2 2r e k r v m =

高中物理选修3-5经典例题

物理选修3-5动量典型例题 【例1】质量为0.1kg 的小球，以10m ／s 的速度水平撞击在竖直放置的厚钢板上，而后以7m ／s 的速度被反向弹回，设撞击的时间为0.01s ，并取撞击前钢球速度的方向为正方向，则钢球受到的平均作用力为（ ）． A ．30N B ．－30N C ．170N D ．－170N 【例2】质量为m 的钢球自高处落下，以速率1v 碰地，竖直向上弹回，碰撞时间极短离地的速率为2v ，在碰撞过程中，地面对钢球的冲量的方向和大小为（ ）． A ．向下，12()m v v - B ．向下，12()m v v + C ．向上，12()m v v - D ．向上，12()m v v + 【例3】质量为2m 的物体A ，以一定的速度沿光滑水平面运动，与一静止的物体B 碰撞后粘为一体继续运动，它们共同的速度为碰撞前A 的速度的2／3，则物体B 的质量为（ ）． A ．m B ．2m C ．3m D ． 2 3 m 【例4】一个不稳定的原子核，质量为M ，处于静止状态，当它以速度0v 释 放一个质量为m 的粒子后，则原子核剩余部分的速度为（ ）． A ．0 m v M m - B ． m v M - C ．0m v M m -- D ．0 m v M m - + 【例5】带有光滑圆弧轨道、质量为M 的滑车静止置于光滑水平面上,如图所示.一质量为m 的小球以速度v 0水平冲上滑车,当小球上滑再返回并脱离滑车时,有①小球一定水平向左做 平抛运动 ②小球可能水平向左做平抛运动 ③小球可能做自由落体运动 ④小球一定水平向右做平抛运动 以上说法正确的是( ) A.① B .②③ C.④ D.每种说法都不对 【例6】质量为m 的物体静止在足够大的水平面上，物体与桌面的动摩擦因数为μ，有一水平恒力作用于物体上，并使之加速前进，经1t 秒后去掉此恒力，求物体运动的总时间t ． 【例7】将质量为0.10kg 的小球从离地面20m 高处竖直向上抛出，抛出时 的初速度为15m ／s ，当小球落地时，求： （1）小球的动量； （2）小球从抛出至落地过程中的动量增量； （3）小球从抛出至落地过程中受到的重力的冲量． 【例8】气球质量为200kg ，载有质量为50kg 的人，静止在空中距地面20m 高的地方，气球下方悬根质量可忽略不计的绳子，此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面，为了安全到达地面，则这根绳长至少为多少米？（不计人的高度）

高中物理光、原子物理公式

光学、原子物理 三、光学 （一）几何光学 1、概念：光源、光线、光束、光速、实像、虚像、本影、半影。 2、规律：（1）光的直线传播规律：光在同一均匀介质中是沿直线传播的。 （2）光的独立传播规律：光在传播时，虽屡屡相交，但互不干扰，保持各自的规 律传播。 （3）光在两种介质交界面上的传播规律 ①光的反射定律：反射光线、入射光线和法线共面；反射光线和入射光线分居法线两 侧；反射角等于入射角。 ②光的析射定律： a 、折射光线、入射光线和法线共面；入射光线和折射光线分别位于法线的两侧； 入射角的正弦跟折射角的正弦之比是常数。即常数 =r i sin sin b 、r i n sin sin = 介质的折射率n ：光由真空（或空气）射入某中介质时，有，只 决定于介质的性质，叫介质的折射率。 c 、v c n = ： 设光在介质中的速度为 v ，则可见，任何介质的折射率大于1。 d 、两种介质比较，折射率大的叫光密介质，折射率小的叫光疏介质。 ③全反射：a 、光由光密介质射向光疏介质的交界面时，入射光线全部反射回光密介质中 的现象。 b 、发生全反射的条件：?光从光密介质射向光疏介质；?入射角等于临界角。

n C 1sin = 临界角C ④光路可逆原理：光线逆着反射光线或折射光线方向入射，将沿着原来的入射光线方向 反射或折射。 r i n sin sin ==v c =C sin 1=介 真λλ1≥ 折射率 5、常见的光学器件：（1）平面镜 （2）棱镜 （3）平行透明板 （二）光的本性 人类对光的本性的认识发展过程 （1）微粒说（牛顿） （2）波动说（惠更斯） ①λd L x =? : 光的干涉双缝干涉条纹宽度 (波长越长，条纹间隔越大) 应用：薄膜干涉——由薄膜前后表面反射的两列光波叠加而成，劈形薄膜干涉可产生平 行相间干涉条纹，检查平面，测量厚度，光学镜头上的镀膜。 ②光的衍射——单缝（或圆孔）衍射。 泊松亮斑 (波长越长，衍射越明显) （1） 电磁说（麦克斯韦）

原子物理学 历年高考题

高中物理学习材料 （灿若寒星**整理制作） 原子物理学 历年高考题 （99年）2．天然放射现象的发现揭示了（ C ） （A ）原子不可再分，（B ）原子的核式结构， （C ）原子核还可再分，（D ）原子核由质子和中子组成。 （00年）关于α、β、γ 三种射线，下列说法中正确的是 （ C ） （A ）α 射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最强， （B ）β 射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力， （C ）γ 射线一般伴随着α 或β 射线产生，它的穿透能力最强， （D ）γ 射线是电磁波，它的穿透能力最弱。 （01年）卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有 （ A 、C 、D ） （A ）原子的中心有个核，叫做原子核， （B ）原子的正电荷均匀分布在整个原子中， （C ）原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里， （D ）带负电的电子在核外绕着核旋转。 （02年） 图中P 为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作 用下分成a 、b 、c 三束，以下判断正确的是（ BC ） （A ）a 为α射线、b 为β射线， （B ）a 为β射线、b 为γ射线， （C ）b 为β射线、c 为γ射线， （D ）b 为α射线、c 为γ射线。 （03 年）在核反应方程42 He ＋14 7 N →17 8 O ＋（X ）的括弧中，X 所代表的粒子是（ A ） （A ）11 H ， （B ）2 1 H ， （C ） 0－1 e ， （D ）1 n 。 （03 年）卢瑟福通过＿＿＿α粒子散射＿＿＿＿＿＿＿＿实验，发现了原子中间有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构模型，右面平面示意图中的四条线表示α粒子运动的可能轨迹，在图中完成中间两条α粒子的运动轨迹。 （０４年）下列说法中正确的是C 、D （A ）玛丽·居里首先提出原子的核式结构学说. （B ）卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子. （C ）查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子. （D ）爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说. （０４年）利用扫描隧道显微镜（STM ）可以得到物质表面原子排列的图象，从而可以研究物质的构成 规律. 下面的照片是一些晶体材料表面的STM 图象，通过观察、比较，可以看到这些材料都是由 原子在空间排列而 ＋原子核 ＋ b － c a P

高中物理必修1知识点汇总(带经典例题)

高中物理必修1 运动学问题是力学部分的基础之一，在整个力学中的地位是非常重要的，本章是讲运动的初步概念，描述运动的位移、速度、加速度等，贯穿了几乎整个高中物理内容，尽管在前几年高考中单纯考运动学题目并不多，但力、电、磁综合问题往往渗透了对本章知识点的考察。近些年高考中图像问题频频出现，且要求较高，它属于数学方法在物理中应用的一个重要方面。 第一章运动的描述 专题一：描述物体运动的几个基本本概念 ◎知识梳理 1．机械运动：一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动，简称运动，它包括平动、转动和振动等形式。 2．参考系：被假定为不动的物体系。 对同一物体的运动，若所选的参考系不同，对其运动的描述就会不同，通常以地球为参考系研究物体的运动。 3．质点：用来代替物体的有质量的点。它是在研究物体的运动时，为使问题简化，而引入的理想模型。仅凭物体的大小不能视为质点的依据，如：公转的地球可视为质点，而比赛中旋转的乒乓球则不能视为质点。’ 物体可视为质点主要是以下三种情形： (1)物体平动时； (2)物体的位移远远大于物体本身的限度时； (3)只研究物体的平动，而不考虑其转动效果时。 4．时刻和时间 (1)时刻指的是某一瞬时，是时间轴上的一点，对应于位置、瞬时速度、动量、动能等状态量，通常说的“2秒末”，“速度达2m/s时”都是指时刻。 (2)时间是两时刻的间隔，是时间轴上的一段。对应位移、路程、冲量、功等过程量．通常说的“几秒内”“第几秒内”均是指时间。 5．位移和路程 (1)位移表示质点在空间的位置的变化，是矢量。位移用有向线段表示，位移的大小等于有向线段的长度，位移的方向由初位置指向末位置。当物体作直线运动时，可用带有正负号的数值表示位移，取正值时表示其方向与规定正方向一致，反之则相反。 (2)路程是质点在空间运动轨迹的长度，是标量。在确定的两位置间，物体的路程不是唯一的，它与质点的具体运动过程有关。 (3)位移与路程是在一定时间内发生的，是过程量，二者都与参考系的选取有关。一般情况下，位移的大小并不等于路程，只有当质点做单方向直线运动时，二者才相等。6．速度 （1）．速度：是描述物体运动方向和快慢的物理量。 （2）．瞬时速度：运动物体经过某一时刻或某一位置的速度，其大小叫速率。

高三物理原子物理复习(有答案)

原子物理 内容知识点 学习水平说明 物 质 原子的核式结构 A 物质的放射性Ａ 原子核的组成Ａ 重核的裂变链式反应 A 放射性元素的衰变 B 只要求写出简单的核反应方 程,不涉及衰变定律。 原子核的人工转变 B 核能的应用核电站Ａ 我国核工业发展 A 宇宙的基本结构 A 天体的演化 A 一．原子 1.１８97年英国物理学家汤姆生发现电子，说明原子是可分的。 2.英国物理学家卢瑟福做了用放射性元素放出的α粒子轰击金箔的实验。 α粒子散射实验结果:绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进，少数α粒子发生了较大的偏转，极少数α粒子的偏转超过了９0°，有的甚至几乎达到１8０°,象是被金箔弹了回来。 3．为了解释实验结果,卢瑟福提出了如下的原子的核式结构学说：在原子的中心有一个很小的核，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绕着核旋转。 原子的半径大约是10-10米,原子核的大小约为10-15～10－14米。 α粒子散射实验

【典型例题】 1．下面有关物理史实及物理现象的说法中,正确的是( AＤ) (A）卢瑟福的原子核式结构学说完全能解释α粒子散射现象 （B）麦克斯韦用实验的方法证实了电磁波的存在，并预言光是电磁波 (Ｃ）双缝干涉图样的中央明纹又宽又亮 （Ｄ)用紫光照射某金属表面能产生光电效应，那么用红光照射该金属也可能发生光电效应2．提出原子核式结构模型的科学家是( C） (A)汤姆生（B）玻尔(C)卢瑟福（Ｄ)查德威克 3．卢瑟福通过实验，发现了原子中间有一个 很小的核,并由此提出了原子的核式结构模型,右面平面示意图中的四条线表示α 粒子运动的可能轨迹，在图中完成中间两条α粒子的运动轨迹。 4．在卢瑟福的α粒子散射实验中,有少数α粒子发生大角度偏转,其原因是 ( A ) （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 5．卢瑟福α粒子散射实验的结果( C ） (A）证明了质子的存在 （B)证明了原子核是由质子和中子组成的 (C）说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上 （D）说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动 6．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析,提出（A） (A)原子的核式结构模型 （B)原子核内有中子存在 (C)电子是原子的组成部分 （D)原子核是由质子和中子组成的 7．卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有(ＡCD ） (A）原子的中心有个核，叫做原子核 (B）原子的正电荷均匀分布在整个原子中 （C)原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里 (Ｄ）带负电的电子在核外绕着核旋转 8．根据卢瑟福的原子核式结构模型，下列说法中正确的是（D ） （A）原子中的正电荷均匀分布在整个原子范围内 （B）原子中的质量均匀分布在整个原子范围内 (C）原子中的正电荷和质量都均匀分布在整个原子范围内 （D)原子中的正电荷和几乎全部质量都集中在很小的区域范围内 二．原子核 1．放射性元素的衰变（天然放射性)

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原子物理学习题解答

第一章 原子的基本状况 1.1 若卢瑟福散射用的α粒子是放射性物质镭C ' 放射的，其动能为 7.68 ?106 电子伏 特。散射物质是原子序数 Z = 79 的金箔。试问散射角θ = 150ο 所对应的瞄准距离b 多大？ 解：根据卢瑟福散射公式： M v 2 θ K α c o t = 4 π ε 0 b = 4 π ε 0 b 2 Z e 2 Z e 2 2 得到： Z e 2ct g θ 7 9 ? (1 .6 0 ? 1 01 9 ) 2 ct g 1 5 0ο - 1 5 b = 2 2 = = 3 .9 7 ? 1 0 ( 4π ? 8 .8 5 ? 1 0 - 1 2 ) ? (7 .6 8 ? 1 06 ? 1 0- 1 9 ) 米 4πε K 0 α 式中 K = 1 Mv 2 是α 粒子的功能。 α 2 1.2 已知散射角为θ 的α粒子与散射核的最短距离为 2 Z e 2 1 1 r m = ( 4 π ε ) ( 1 + ) ，试问上题α粒子与散射的金原子核 M v 2 s i n θ 2 之间的最短距离r m 多大？ 解：将 1.1 题中各量代入r m 的表达式，得： 1 2 Z e 2 1 = (1 + r m i n ( 4π ε Mv 2 ) ) s i n θ 0 2 - 1 9 2 4 ? 7 9 ? (1 .6 0 ? 1 0 ) 1 = 9 ? 1 0 9 ? ? (1 + ) 7 .6 8 ? 1 0 6 ? 1 .6 0 ? 1 0 - 1 9 sin 7 5ο = 3 .0 2 ? 1 0 - 1 4 米 1.3 若用动能为 1 兆电子伏特的质子射向金箔。问质子与金箔。问质子与金箔原子核可 能达到的最小距离多大？又问如果用同样能量的氘核（氘核带一个 +e 电荷而质量是质子的 两倍，是氢的一种同位素的原子核）代替质子，其与金箔原子核的最小距离多大？ 解：当入射粒子与靶核对心碰撞时，散射角为180ο 。当入射粒子的动能全部转化为两 粒子间的势能时，两粒子间的作用距离最小。 根据上面的分析可得： 2 2 1 Ze Z e M v 2 = K = ，故有： r = m i n p 2 4 πε 0 r m i n 4 π ε 0 K p 7 9 ? (1 . 6 0 ? 1 0 - 1 9 ) 2 = 1 . 1 4 ? 1 0 - 1 3 米 = 9 ? 1 0 9 ? 1 0 6 ? 1 . 6 0 ? 1 0 - 1 9

高中物理原子物理试题

高中物理原子物理试题 1、下列四幅图涉及到不同得物理知识,其中说法不正确得就是 A.图甲:普朗克通过研究黑体辐射提出能量子得概念,成为量子力学得奠基人之一 B.图乙:玻尔理论指出氢原子能级就是分立得,所以原子发射光子得频率就是不连续得 C.图丙:卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,提出了原子得核式结构模型 D.图丁:根据电子束通过铝箔后得衍射图样,可以说明电子具有粒子性 2、下列说法正确得就是 A.黑体辐射电磁波得情况不仅与温度有关,还与材料得种类及表面状况有关 B.在α、β、γ这三种射线中,γ射线得穿透能力最强,α射线得电离能力最强 C.得半衰期约为7亿年,随地球环境得变化,半衰期可能变短 D.原子核内部某个质子转变为中子时,放出β射线 3、仔细观察氢原子得光谱,发现它只有几条不连续得亮线,其原因就是 A、氢原子只有几个能级 B、氢原子只能发出平行光 C、氢原子有时发光,有时不发光 D、氢原子辐射得光子得能量就是不连续得,所以对应得光得频率也就是不连续得 4、下列叙述中不正确得就是 A、麦克斯韦提出了光得电磁说 B、玻尔建立了量子理论,成功解释了各种原子发光现象 C.在光得干涉现象中,干涉亮条纹部分就是光子到达几率大得地方 D.宏观物体得物质波波长非常小,不易观察到它得波动性 5、下列叙述中符合物理学史得有 A.汤姆孙通过研究阴极射线实验,发现了电子与质子得存在 B.卢瑟福通过对粒子散射实验现象得分析,证实了原子就是可以再分得 C.巴尔末根据氢原子光谱分析,总结出了氢原子光谱可见光区波长公式 D.玻尔提出得原子模型,彻底否定了卢瑟福得原子核式结构学说 6、实验观察到,静止在匀强磁场中A点得原子核发生β衰变,衰变产生得新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动,运动方向与轨迹示意如图.则 A.轨迹1就是电子得,磁场方向垂直纸面向外 B.轨迹2就是电子得,磁场方向垂直纸面向外 C.轨迹1就是新核得,磁场方向垂直纸面向里 D.轨迹2就是新核得,磁场方向垂直纸面向里 7、下列说法正确得就是 A.太阳辐射得能量主要来自太阳内部得核裂变反应 B.汤姆生发现电子,表明原子具有核式结构 C.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,就是因为该束光得波长太短 D.按照玻尔理论,氢原子核外电子从半径较小得轨道跃迁到半径较大得轨道时,电子得动能减小,原子总能量增大 8、下列说法正确得就是 A.增大压强不能改变原子核衰变得半衰期 B.某原子核经过一次a衰变后,核内质子数减少4个 C.β射线就是原子得核外电子电离后形成得电子流 D.a射线得贯穿作用很强,可用来进行金属探伤 9、下列说法正确得就是 A.汤姆孙发现电子,提出原子得核式结构模型 B.金属得逸出功随入射光得频率增大而增大 C.核力存在于原子核内所有核子之间 D.核电站就是利用重核裂变反应所释放得核能转化为电能 10、用X粒子轰击铝27(Al),产生钠24(Na)与α粒子.钠24具有放射性,可以进行人体血液循环得示踪实验, 达到医学诊断得目得,它衰变后变成镁24(Mg).则下列正确得就是 A. X粒子就是质子 B. 钠24发生得就是α衰变 C. X粒子就是中子 D. 钠24发生得衰变对人没有一点害处 11、A、B两种放射性元素,原来都静止在同一匀强磁场,磁场方向如图所示,其中 一个放出α粒子,另一个放出β粒子,α与β粒子得运动方向跟磁场方向垂直,图 中a、B、c、d分别表示α粒子,β粒子以及两个剩余核得运动轨迹 A.a为α粒子轨迹,c为β粒子轨迹 B.B为α粒子轨迹,d为β粒子轨迹 C.B为α粒子轨迹,c为β粒子轨迹 D.a为α粒子轨迹,d为β粒子轨迹

(完整word版)高考物理经典大题练习及答案

14．（7分）如图14所示，两平行金属导轨间的距离 L=0.40 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在 导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50 T、方向垂直于 导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势 E=4.5 V、内阻r=0.50 Ω的直流电源．现把一个质量m=0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒 与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接图14 触的两点间的电阻R0＝2.5 Ω,金属导轨电阻不计，g取 10 m/s2．已知sin 37°=0.60，cos 37°=0.80，求： （1）通过导体棒的电流； （2）导体棒受到的安培力大小； （3）导体棒受到的摩擦力 15．（7分）如图15所示，边长L=0.20m的正方形导线框ABCD 由粗细均匀的同种材料制成，正方形导线框每边的电阻R0＝1.0 Ω， 金属棒MN与正方形导线框的对角线长度恰好相等，金属棒MN的电 阻r=0.20 Ω．导线框放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度B＝0.50 T,方向垂直导线框所在平面向里．金属棒MN与导线框接触良好，且 与导线框的对角线BD垂直放置在导线框上，金属棒的中点始终在BD 连线上．若金属棒以v=4.0 m/s的速度向右匀速运动，当金属棒运动 至AC的位置时，求（计算结果保留两位有效数字）： 图15 （1）金属棒产生的电动势大小； （2）金属棒MN上通过的电流大小和方向； （3）导线框消耗的电功率． 16．（8分）如图16所示，正方形导线框abcd的质量为m、边长为l， 导线框的总电阻为R．导线框从垂直纸面向里的水平有界匀强磁场的上 方某处由静止自由下落，下落过程中，导线框始终在与磁场垂直的竖直 平面内，cd边保持水平．磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向 里，磁场上、下两个界面水平距离为l已．知cd边刚进入磁场时线框 恰好做匀速运动．重力加速度为g． （1）求cd边刚进入磁场时导线框的速度大小． （2）请证明：导线框的cd边在磁场中运动的任意瞬间，导线框克 服安培力做功的功率等于导线框消耗的电功率．图16 （3）求从导线框cd边刚进入磁场到ab边刚离开磁场的过程中，导 线框克服安培力所做的功． 17．（8分）图17（甲）为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n=100、电阻r=10 Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90 Ω，与R并联的交流电压表为理想电表．在t=0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量φ随时间t按图17（乙）所示正弦规律变化．求： （1）交流发电机产生的 电动势最大值；

原子物理学课后习题详解第6章(褚圣麟)

第六章 磁场中的原子 6.1 已知钒原子的基态是2/34F 。（1）问钒原子束在不均匀横向磁场中将分裂为几束？（2）求基态钒原子的有效磁矩。 解：（1）原子在不均匀的磁场中将受到力的作用，力的大小与原子磁矩（因而于角动量）在磁场方向的分量成正比。钒原子基态2/34F 之角动量量子数2/3=J ，角动量在磁场方向的分量的个数为412 3 212=+?=+J ，因此，基态钒原子束在不均匀横向磁场中将分裂为4束。 （2）J J P m e g 2=μ h h J J P J 2 15)1(= += 按LS 耦合：5 2 156)1(2)1()1()1(1==++++-++ =J J S S L L J J g B B J h m e μμμ7746.05 15 215252≈=???= ∴ 6.2 已知He 原子0111S P →跃迁的光谱线在磁场中分裂为三条光谱线，其间距 厘米/467.0~=?v ，试计算所用磁场的感应强度。 解：裂开后的谱线同原谱线的波数之差为： mc Be g m g m v πλλ4)(1'1~1122-=-=? 氦原子的两个价电子之间是LS 型耦合。对应11 P 原子态，1,0,12-=M ；1,1,0===J L S ， 对应01S 原子态，01=M ，211.0,0,0g g J L S =====。 mc Be v π4/)1,0,1(~-=? 又因谱线间距相等：厘米/467.04/~==?mc Be v π。 特斯拉。00.1467.04=?= ∴e mc B π 6.3 Li 漫线系的一条谱线)23(2/122/32P D →在弱磁场中将分裂成多少条谱线？试作出相应的能级跃迁图。

高考物理经典考题300道(10)

一、计算题(解答写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。本题包含55小题，每题？分，共？分) 1．如图所示，在光滑的水平面上，有两个质量都是M 的小车A 和B ，两车间用轻质弹簧相连，它们以共同的速度向右运动，另有一质量为 0M 的粘性物体，从高处自由下落，正好落 至A 车并与之粘合在一起，在此后的过程中，弹簧获得最大弹性势能为E ，试求A 、B 车开始匀速运动的初速度 0v 的大小． 解析：物体 0M 落到车A 上并与之共同前进，设其共同速度为1v ， 在水平方向动量守恒，有 100)(v M M M v += 所以 0 01v M M M v += 物体0M 与A 、B 车共同压缩弹簧，最后以共同速度前进，设共同速度为2v ，根据动量守 恒有 200)2(2v M M Mv += 所以 0222v M M M v += 当弹簧被压缩至最大而获得弹性势能为E ，根据能量守恒定律有： ()()202102202121221 Mv v M M v M M E ++=++ 解得 ()()002 0022M M M M MM E v ++= ． 2．如图所示，质量为M 的平板小车静止在光滑的水平地面上，小车左端放一个质量为m 的木块，车的右端固定一个轻质弹簧．现给木块一个水平向右的瞬时冲量I ，木块便沿小车向右滑行，在与弹簧相碰后又沿原路返回，并且恰好能到达小车的左端．试求： (1)木块返回到小车左端时小车的动能． (2)弹簧获得的最大弹性势能． 解：(1)选小车和木块为研究对象．由于m 受到冲量I 之后系统水平方向不受外力作用，系统动量守恒．则v m M I )(+=

(江苏专用)2019版高考物理大一轮复习 第12单元 原子物理作业手册

第12单元原子物理 课时作业(三十) 第30讲波粒二象性氢原子能级结构 时间 / 40分钟 基础巩固 1.[2017·湖南岳阳二模]关于原子物理问题,下列说法中正确的是() A.一群处于n=3激发态的氢原子向较低能级跃迁,最多可放出两种不同频率的光子 B.由于每种原子都有自己的特征谱线,故可以根据原子光谱来鉴别物质 C.实际上,原子中的电子没有确定的轨道,在空间各处出现的概率是一定的 D.α粒子散射实验揭示了原子的可能能量状态是不连续的 2.(多选)对光的认识,下列说法正确的是() A.个别光子的行为表现出粒子性 B.大量光子的行为表现出粒子性 C.光的波动性是光子本身的一种属性,不是光子之间的相互作用引起的 D.光表现出波动性时,就不具有粒子性了,光表现出粒子性时,就不再具有波动性了 3.[2017·安徽黄山模拟]在“光电效应”实验中,用某一单色光照到某金属表面时,没有光电子从金属表面逸出,下列说法中正确的是() 图K30-1 A.增大照射光的频率,就一定发生光电效应 B.增大照射光的强度,就一定发生光电效应 C.延长照射光照射时间,就一定发生光电效应 D.若照射光的频率大于该金属材料的极限频率,则能发生光电效应 4.(多选)[2017·成都二诊]光伏发电是利用光电效应原理来工作的.目前,人类提高光伏发电效率的途径主要有两个方面:一是改变光源体发光谱带的频率,从而改变产生光电效应的光谱宽度;二是改变被照射金属材料的成分,从而改变其逸出功.下列提高光伏发电效率的途径正确的是() A.减小光源体发光谱带的频率 B.增大光源体发光谱带的频率 C.增大金属材料的逸出功 D.减小金属材料的逸出功 5.氢光谱在可见光的区域内有4条谱线,按照在真空中波长由长到短的顺序,这4条谱线分别是Hα、 Hβ、Hγ和Hδ,它们都是氢原子的电子从量子数大于2的可能轨道上跃迁到量子数为2的轨道时所发出的光.下列判断错误的是() A.电子处于激发态时,Hα所对应的轨道量子数大 B.Hγ的光子能量大于Hβ的光子能量 C.对于同一种玻璃,4种光的折射率以Hα为最小 D.对同一种金属,若Hα能使它发生光电效应,则Hβ、Hγ、Hδ都可以使它发生光电效应 6.(多选)[2017·太原模拟] 20世纪初,爱因斯坦提出光子理论,使得光电效应现象得以完美解释.玻尔的氢原子模型也是在光子概念的启发下提出的.关于光电效应和氢原子模型,下列说法正确的是() A.光电效应实验中,照射光足够强就可以有光电流 B.若某金属的逸出功为W0,则该金属的截止频率为 C.保持照射光强度不变,增大照射光频率,在单位时间内逸出的光电子数将减少 D.氢原子由低能级向高能级跃迁时,吸收光子的能量可以稍大于两能级间能量差

原子物理学习题标准答案(褚圣麟)很详细

1．原子的基本状况 1.1解：根据卢瑟福散射公式： 2 02 22 442K Mv ctg b b Ze Ze αθ πεπε== 得到： 21921501522 12619 079(1.6010) 3.97104(48.8510)(7.681010) Ze ctg ctg b K ο θαπεπ---??===??????米 式中2 12K Mv α=是α粒子的功能。 1.2已知散射角为θ的α粒子与散射核的最短距离为 2202 1 21 ()(1)4sin m Ze r Mv θπε=+ ， 试问上题α粒子与散射的金原子核之间的最短距离m r 多大？ 解：将1.1题中各量代入m r 的表达式，得：2min 202 1 21 ()(1)4sin Ze r Mv θπε=+ 1929 619479(1.6010)1910(1)7.6810 1.6010sin 75 ο --???=???+???14 3.0210-=?米 1.3 若用动能为1兆电子伏特的质子射向金箔。问质子与金箔。问质子与金箔原子核可能达到的最 解：当入射粒子与靶核对心碰撞时，散射角为180ο。当入射粒子的动能全部转化为两粒子间的势能时，两粒子间的作用距离最小。 根据上面的分析可得： 22 0min 124p Ze Mv K r πε==，故有：2min 04p Ze r K πε= 192 9 13619 79(1.6010)910 1.141010 1.6010 ---??=??=???米 由上式看出：min r 与入射粒子的质量无关，所以当用相同能量质量和相同电量得到核代替质子时，其与靶核的作用的最小距离仍为131.1410-?米。

高中物理选修3-5原子物理选择题专项练习

高中物理选修3-5选择题集锦 一．选择题（共30小题） 1．（2014?上饶二模）下列说法正确的是（） A．在核反应堆中，为使快中子减速，在铀棒周围要放“慢化剂”，常用的慢化剂有石墨、重水和普通水 B．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减少，原子总能量增大C．当用蓝色光照射某金属表面时有电子逸出，则改用红光照射也一定会有电子逸出 D．核力是弱相互作用的一种表现，在原子核的尺度内，核力比库仑力大得多，其作用范围在1.5×l0﹣l0m E．原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ2 的光子，已知λ1＞λ2．那么原子从a能级状态跃迁到到c能级状态时将要吸收波长的光子2．（2014?江西二模）如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34ev，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是（） A．用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应 B．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出3种不同频率的光 C．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eV D．用能量为10.3eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 E．用能量为14．OeV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离 3．（2014?开封二模）下列描述中正确的是（） A．卢瑟福的原子核式结构学说能很好地解释α粒子散射实验事实 B．放射性元素发生β衰变时所释放的电子来源于原子的核外电子 C．氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，再向低能级跃迁时放出光子的频率一定等于入射光子的频率 D．分别用X射线和紫光照射同一金属表面都能发生光电效应，则用X射线照射时光电子的最大初动能较大 E． （钍）核衰变为（镤）核时，衰变前Th核质量大于衰变后Pa核与β粒子的总质量4．（2014?南昌模拟）人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数有如图所示的关系．下列关于原子结构和核反应的说法正确的是（） A．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要吸收能量 B．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能 C．已知原子核A裂变成原子核B和C时放出的γ射线能使某金属板逸出光电子，若增加γ射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大 D．在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度 E．在核反应堆的外面修建很厚的水泥层能防止放射线和放射性物质的泄漏 5．（2014?福建模拟）太阳内部持续不断地发生着热核反应，质量减少．核反应方程是，这个核反应释放出大量核能．已知质子、氦核、X的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c．下列说法中正确的是（）A． 方程中的X表示中子（） B． 方程中的X表示电子（） C．这个核反应中质量亏损△m=4m1﹣m2 D．这个核反应中释放的核能△E=（4m1﹣m2﹣2m3）c2