2020届高三物理一轮复习学案：原子物理

2020届高三物理一轮复习学案：原子物理

教学目标

1．使学生加强明白得把握在卢瑟福核式结构学讲基础上的玻尔原子结构理论；能够对氢原子依照能级〔轨道〕定态跃迁知识解决相关咨询题。

2．通过氢原子的电子绕核旋转和能级跃迁与卫星绕地球旋转的类比和分析讨论，提高学生应用力、电、原子知识的综合分析能力，专门是加强从能量转化守恒观点动身分析解决咨询题的能力。

3．通过人类认识原子核组成的过程复习，使学生明确认识依靠于实践；科学的认识源于科学家们的科学实验与研究探究。从而培养学生的科学态度与探究精神。

4．把握衰变及原子核人工转变的规律——质量数守恒、核电荷数守恒。明确核力、结合能、平均结合能、质量亏损及爱因斯坦质能方程意义，并把握其应用——获得核能的途径〔裂变、聚变〕。

教学重点、难点分析

1．卢瑟福的核式结构学讲与玻尔的原子结构理论，作为重点难点知识。学生在明白得把握上的困难，一是不明确两种原子结构理论的区不与联系；二是对原子的定态和能级跃迁等知识的明白得认识不够透彻，以致分析解决相关咨询题时易混易错。

2．放射性元素衰变时，通常会同时放出α、β和γ三种射线，即α、β衰变核反应同时放出γ射线〔开释能量〕。 3．爱因斯坦质能方程△E=△mc 2，是开释原子核能的重要理论依据。在无光子辐射的情形下，核反应中开释的核能转化为生成新核与粒子的动能，此情形可用动量守恒与能量守恒运算核能。

教学过程设计 一、原子模型

1．汤姆生模型〔枣糕模型〕

1897年，英国人汤姆生研究阴极射线时发觉了电子。电子的发觉讲明原子是可分的。 2．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粒子穿过金箔后差不多上仍沿原先的方向前进，然而有少数α粒子发生了较大的偏转。这讲明原子的正电荷和质量一定集中在一个专门小的核上。

1911年英国人卢瑟福由α粒子散射实验提出：在原子的中心有一个专门小的核，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。

由α粒子散射实验的实验数据还能够估算出原子核大小的数量级是10-15m 。 3．玻尔模型〔引入量子理论，量子化确实是不连续性，整数n 叫量子数。〕

1913年丹麦人玻尔提出〝玻尔原子理论〞，20世纪20年代，海森堡等科学家提出〝量子力学的原子理论〞。

〔1〕玻尔的三条假设〔量子化〕 ①轨道量子化r n =n 2r 1r 1=0.53×10-10m ②能量量子化：2

1n E E n

E 1=-13.6e V

③原子在两个能级间跃迁时辐射或吸取光子的能量hν=E m -E n

〔2〕从高能级向低能级跃迁时开释出光子；从低能级向高能级跃迁时可能是吸取光子，也可能是由于碰撞〔用加热的方法，使分子热运动加剧；分子间的相互碰撞能够传递能量〕。原子从低能级向高能级跃迁时只能吸取一定频率的光子；而从某一能级到被电离能够吸取能量大于或等于电离能的任何频率的光子。〔如在基态，能够吸取E ≥13.6e V 的任何光子，所吸取的能量除用于电离外，都转化为电离出去的电子的动能〕。

〔3〕玻尔理论的局限性。由于引进了量子理论〔轨道量子化和能量量子化〕，玻尔理论成功地讲明了氢光谱的规律。但由于它保留了过多的经典物理理论〔牛顿第二定律、向心力、库仑力等〕，因此在讲明其他原子的光谱上都遇到专门大的困难。

实验基础

理论内容与模型

成功 困难

发觉电子

原子中正电荷平均分布，电子如枣镶嵌在

可讲

明一些原子受激发产生原子光谱的事实。

阴极射线〔电子〕在

电场〔或磁场〕中偏转，射到

阴极玻璃管发出荧光。

内。

α粒子散射性现象：

绝大多数过金原子

仍向前进，少数发生较大偏

转，极少数甚至反弹。

〔1〕原子中心有核，核外有电子绕核旋转。

〔2〕带正电原子核几乎集中原子全部质量，

带负电的电子质量专门小。〔3〕核带正电荷数与核

外带负电荷数相等。〔4〕电子绕核旋转的向心力即

核对它的为库仑引力。

圆满

讲明α散射，

可推算各元素

原子核带的正

电荷数，可估

量出原子核的

大小<10-14m

〔原子半径约

10-10m〕

据经典电磁

理论，有加速度的运

动电子应不断幅射电

磁波，能量不断减少，

原子发光应产生连续

光谱，最终电子落到

核上。但实际上原子

光谱为明线〔或吸取

光谱〕，原子也是稳

固的。

氢的原子光谱现象。

明线光谱为

〔1〕原子只能处于一系列不连续的能量状

态中，这些状态叫定态，各定态的能量值为能级。电

子虽绕核旋转，但不向外辐射能量，原子是稳固的。

〔2〕原子从一定态跃迁到另一定态，它辐射或吸取

一定频率〔或波长〕的光子，光子能量由两定态的能

量差决定，即

终

初

E

E

c

h

h-

=

=

λ

ν。〔3〕原子的不

同能量状态跟电子沿不同轨道相对应，原子定态不连

续，那么电子的轨道也不连续。

讲明

了卢瑟福核式

结构学讲困

难。圆满讲明

氢原子光谱的

规律。

讲明有两个

以上电子的复杂原子

光谱遇到困难。

复杂原子的光谱现

象

核外电子无确定轨道，电子在原子内各处显

现几率不同。

克服

了玻尔理论的

困难

不能给出原

子一个直图景。

【点拔2】对〝一个卫星围绕地球〞与〝一个电子围绕氢原子核〞卢瑟福结构模型进行类比分析。

地球引力场中的卫星所受地球的万有引力作为向心力。

r

v

m

r

mM

G

2

2

=〔h

R

r+

=地〕

原子核〔正电荷〕电场中的电子受核的库仑引力作为向心力。

r

v

m

r

e

k

2

2

2

=

〔1〕卫星、电子的围绕速度和动能与距离的关系：

)

(↓

↑?

=v

r

r

GM

v，)

(↓

↑?

=v

r

mr

k

e

v

)

(

2

↓

↑?

=k

k

E

r

r

GmM

E，)

(

2

2

↓

↑?

=

k

k

E

r

r

ke

E

〔2〕假设规定距地球和原子核无穷远时，卫星、电子势能为零： 地球的卫星：重力势能E P =0、动能E k =0；地球系统总能量〔机械能〕=0 电子：电势能ε=0、动能E K =0；原子系统总能量=0 环行的卫星与电子的动能、势能、系统的总能量： 卫星要克服大气阻力做功，损耗机械能转化为内能； ↓E 总=E p ↓+E k ↑〔E P 减少多，E k 增加少，E 总减少〕

围绕速度v 增大，高度h 〔r 〕降低，沿螺旋线最终坠入大气层烧毁或溅落于地球上； 据经典电磁理论，速度变化的电子要辐射电磁波能量，使它总能量减少； ↓E 总=ε↓+E k ↑〔ε减少多，E k 增加少，E 总减少〕

围绕速度v 增大，与核距离减小，辐射电磁波〔光〕的频率逐步增大，〔波长逐减〕为生成连续光谱，沿螺旋线最终落于核上；

〔3〕依照玻尔理论，氢原子的电子什么缘故最终不落在核上？什么缘故原子发光生成原子光谱？

电子在某一定态轨道上虽有加速度，但不辐射电磁波能量，因此电子可不能落到核上，原子是稳固的。这是因为宏观的经典电磁理论并不适用于微观电子的运动。

氢原子定态能量的减少，是由于高能级的激发态向低能级定态或基态跃迁，辐射一定能量光子造成。由于各定态有确定能量差，因此能生成有确定光子能量〔h v 〕或确定光波频率〔v 〕、波长〔v

c

=

λ〕的明线光谱或吸取光谱。 【例题1】氢原子基态能量E 1=-13.6eV ，电子绕核运动半径r 1=0.53×10-10m ．求氢原子处于n=4激发态时：〔1〕原子系统具有的能量？〔2〕电子在轨道上运动的动能？〔3〕电子具有的电势能？〔4〕向低能级跃迁辐射的光子频率最多有多少种？其中最低频率为多少〔保留两位有效数字〕？

解：〔1〕eV E E 85.042

14-==

〔2〕因为12

44r r =，42242

r v m r e k =，因此eV r ke mv E k 85.032211224===。

〔3〕因为E 4=E k4+ε4，因此ε4=E 4-E k4=-0.85-0.85=-1.7e V 。 〔4〕最多有六种：从n=4→3；3→2；2→1；4→2；4→1；3→1。

能级差最小的是n=4→n=3，所辐射的光子能量为：(eV)66.034=-==?E E h E ν， 最低频率：)Hz (106.114?=?=

h

E

ν 〖摸索〗氢原子基态能量E 1，氢原子在量子数为n 的激发态时，电子的动能和电势能各为多少？处于量子数为n 激发态的氢原子最多能辐射多少种频率的光谱线？

学生讨论：02

1<=

n E E n ，2

ε

=

=n kn E E ，n n E 2=ε，2

)

1(-=

n n N 。 【例题2】用光子能量为E 的单色光照耀容器中处于基态的氢原子。停止照耀后，发觉该容器内的氢能够开释出三种不同频率的光子，它们的频率由低到高依次为ν1、ν2、ν3，由此可知，开始用来照耀容器的单色光的光子能量能够表示为：①hν1；②hν3；③h 〔ν1+ν2〕；④h 〔ν1+ν2+ν3〕以上表示式中

A ．只有①③正确

B ．只有②正确

C ．只有②③正确

D ．只有④正确

解：该容器内的氢能够开释出三种不同频率的光子，讲明这时氢原子处于第三能级。依照玻尔理论应该有h ν3=E 3-E 1，h ν1=E 3-E 2，h ν2=E 2-E 1，可见h ν3=h ν1+h ν2=h 〔ν1+ν2〕，因此照耀光子能量能够表示为②或③，答案选C 。

4．光谱和光谱分析

〔1〕酷热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱。 〔2〕稀薄气体发光形成线状谱〔又叫明线光谱、原子光谱〕。

依照玻尔理论，不同原子的结构不同，能级不同，可能辐射的光子就有不同的波长。因此每种原子都有自己特定的线状谱，因此这些谱线也叫元素的特点谱线。

依照光谱鉴不物质和确定它的化学组成，这种方法叫做光谱分析。这种方法的优点是专门灵敏而且迅速。只要某种元素在物质中的含量达到10-10g ，就能够从光谱中发觉它的特点谱线。

二、天然放射现象 1．天然放射现象

1896年法国人贝克勒尔第一发觉了铀的放射性现象。随后居里夫妇发觉了有更强放射性的元素钋和镭。天然放射现象的发觉，讲明原子核是可分的。因为明白了三种射线的本质后，通过摸索分析即能确信：α粒子的质量、电性与电量与原子核外电子大不相同；β射线中的电子能量远大于核外电子的能量；γ射线能量也大于核外层电子受激辐射的X 射线能量。因此三种射线是由原子核发出的。

2．各种放射线的性质比较

种类

本质

质量〔u 〕 电荷〔e 〕 速度〔c 〕 电离性 贯穿性 α射线 氦核He 4

2

4 +2 0.1 最强 最弱，纸能挡住 β射线 电子e 0

1-

1/1840 -1 0.99 较强 较强，穿几mm 铝板 γ射线

光子

1

最弱

最强，穿几cm 铅版

放射性元素衰变时，通常会同时放出α、β和γ三种射线，即α、β衰变核反应同时放出γ射线〔开释能量〕。在某些专门情形下，某些放射性元素只放出α或只放出β射线。但任何情形下都可不能只放出γ射线，γ射线只能相伴α或β射线放出。

三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情形比较：

如〔1〕、〔2〕图所示，在匀强磁场和匀强电场中差不多上β比α的偏转大，γ不偏转；两图区不是：在磁场中偏转轨迹是圆弧，在电场中偏转轨迹是抛物线。〔3〕图中γ确信打在O 点；假如α也打在O 点，那么β必打在O 点下方；假如β也打在O 点，那么α必打在O 点下方。

【例题3】如下图，铅盒A 中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，那么以下讲法中正确的有

A ．打在图中A 、b 、c 三点的依次是α射线、γ射线和β射线

B ．α射线和β射线的轨迹是抛物线

C ．α射线和β射线的轨迹是圆弧

D ．假如在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场，那么屏上的亮斑可能只剩下b

解：由左手定那么可知粒子向右射出后，在匀强磁场中α粒子受的洛伦兹力向上，β粒子受的洛伦兹力向下，轨迹差不多上圆弧。由于α粒子速度约是光速的1/10，而β粒子速度接近光速，因此在同样的混合场中不可能都做直线运动〔假如一个打在b ，那么另一个必定打在b 点下方。〕此题选AC 。

【例题4】如下图，是利用放射线自动操纵铝板厚度的装置。假如放射源能放射出α、β、γ三种射线，而依照设计，该生产线压制的是3mm 厚的铝板，那么是三种射线中的____射线对操纵厚度起要紧作用。当探测接收器单位时刻内接收到的放射性粒子的个数超过标准值时，将会通过自动装置将M 、N 两个轧辊间的距离调___一些。

解：α射线不能穿过3mm 厚的铝板，γ射线又专门容易穿过3mm 厚的铝板，差不多不受铝板厚度的阻碍。而β射线刚好能穿透几毫米厚的铝板，因此厚度的微小变化会使穿过铝板的β射线的强度发生较明显变化，即是β射线对操纵厚度起要紧作用。假设超过标准值，讲明铝板太薄了，应该将两个轧辊间的距离调剂得大些。

三、核反应 1．核反应类型

〔1〕衰变：α衰变：He Y X M Z M Z 4242+→--〔核内He n 2H 2421011→+〕；如：e 4

22349023892H Th U +→

β衰变：e Y X M Z M Z 011-++→〔核内e H n 011110-+→〕；如：e Pa Th 012349123490-+→

+β衰变：e Y X M Z M Z 011+-+→〔核内e n H 011011+→〕；如：e Si P 0

130143015+→

γ衰变：原子核处于较高能级，辐射光子后跃迁到低能级。

〔2〕人工转变：H O He N 1117842147+→+〔1919年英国人卢瑟福发觉质子的核反应〕

n

C He Be 101264294+→+〔1932年英国人查德威克发觉中子的核反应〕

n

P He Al 1

03015422713+→+、e Si P 0

130143015+→〔1934年居里夫妇人工制造放射性同位素〕

〔3〕重核的裂变：n 3Kr Ba n U 1

09236141561023592++→+

在一定条件下〔超过临界体积〕，裂变反应会连续不断地进行下去，这确实是链式反应。

〔4〕轻核的聚变：n He H H 10423121+→+〔需要几百万度高温，因此又叫热核反应〕

所有核反应的反应前后都遵守：质量数守恒、电荷数守恒。〔注意：质量并不守恒。〕 2．半衰期

放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时刻叫半衰期。〔对大量原子核的统计规律〕运算式为：T t t N N ??

?

??=21

0。N 表

示核的个数，此式也能够演变成T

t

t m m ??? ??=210或T t

t n n ??

? ??=210，式中m 表示放射性物质的质量，n 表示单位时刻内放出的射线

粒子数。以上各式左边的量都表示时刻t 后剩余量。

半衰期由核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关。 3．放射性同位素的应用

〔1〕利用其射线：α射线电离性强，用于使空气电离，将静电泄出，从而排除有害静电。γ射线贯穿性强，可用于金属探伤、治疗恶性肿瘤。各种射线均可使DNA 发生突变，可用于生物工程，基因工程。

〔2〕作为示踪原子。用于研究农作物化肥需求情形，诊断甲状腺疾病的类型，研究生物大分子结构及其功能。 〔3〕进行考古研究。利用放射性同位素碳14，判定出土木质文物的产生年代。

一样都使用人工制造的放射性同位素〔种类齐全，各种元素都有人工制造的放射性同位。半衰期短，废料容易处理。可制成各种形状，强度容易操纵〕。

【例题5】近年来科学家在超重元素的探测方面取得了重大进展。科学家们在观看某两个重离子结合成超重元素的反应时，

发觉所生成的超重元素的核A Z X 通过6次α衰变后成为253

100Fm ，由此能够判定该超重元素的原子序数和质量数依次是

A ．124，259

B ．124，265

C ．112，265

D ．112，277

解：每次α衰变质量数减少4，电荷数减少2，因此该超重元素养量数应是277，电荷数应是112，选D 。 【例题6】完成以下核反应方程，并指出哪个是发觉质子的核反应方程，哪个是发觉中子的核反应方程。

〔1〕147N+1

0n→146C+_____ 〔2〕147N+42He→178O+_____ 〔3〕105B+10n→_____+4

2He

〔4〕94Be+42He→_____+10n 〔5〕5626Fe+21H→5727Co+_____

解：依照质量数守恒和电荷数守恒，能够判定：〔1〕11H ；〔2〕11H ，发觉质子的核反应方程；〔3〕73Li ；〔4〕126C ，发

觉中子的核反应方程；〔5〕1

0n 。

【例题7】一块含铀的矿石质量为M ，其中铀元素的质量为m 。铀发生一系列衰变，最终生成物为铅。铀的半衰期为T ，那么以下讲法中正确的有

A ．通过两个半衰期后这块矿石中差不多不再含有铀了

B ．通过两个半衰期后原先所含的铀元素的原子核有m /4发生了衰变

C ．通过三个半衰期后，其中铀元素的质量还剩m /8

D ．通过一个半衰期后该矿石的质量剩下M /2

解：通过两个半衰期后矿石中剩余的铀应该还有m /4，通过三个半衰期后还剩m /8。因为衰变产物大部分仍旧留在该矿石中，因此矿石质量没有太大的改变。此题选C 。

【例题8】关于放射性同位素应用的以下讲法中正确的有

A ．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到排除有害静电的目的

B ．利用γ射线的贯穿性能够为金属探伤，也能进行人体的透视

C ．用放射线照耀作物种子能使其DNA 发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种

D ．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格操纵剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害

解：利用放射线排除有害静电是利用放射线的电离性，使空气分子电离成为导体，将静电泄出。γ射线对人体细胞损害太大，不能用来进行人体透视。作物种子发生的DNA 突变不一定差不多上有益的，还要通过选择才能培养出优秀品种。用γ射线治疗肿瘤对人体确信有副作用，因此要科学地严格操纵剂量。此题选D 。

【例题9】K -介子衰变的方程为0ππK +→--，其中K -介子和π-介子带负的基元电荷，π0介子不带电。一个K -介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧A P ，衰变后产生的π-介子的轨迹为圆弧PB ，两轨迹在P 点相切，它们的半径R K -与R π-之比为2∶1。π0介子的轨迹未画出。由此可知π-介子的动量大小与π0介子的动量大小之比为

A ．1∶1

B ．1∶2

C ．1∶3

D ．1∶6

解：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式r =mv /qB ，K -介子和π-介子电荷量又相同，讲明它们的动量大小之比是2∶1，方向相反。由动量守恒得π0介子的动量大小是π-介子的三倍，方向与π-介子的速度方向相反。选C 。

4．氢原子中的电子云

关于宏观质点，只要明白它在某一时刻的位置和速度以及受力情形，就能够应用牛顿定律确定该质点运动的轨道，算出它在以后任意时刻的位置和速度。

对电子等微观粒子，牛顿定律已不再适用，因此不能用确定的坐标描述它们在原子中的位置。玻尔理论中讲的〝电子轨道〞实际上也是没有意义的。更加完全的量子理论认为，我们只能明白电子在原子核邻近各点显现的概率的大小。在不同的能量状态下，电子在各个位置显现的概率是不同的。假如用疏密不同的点子表示电子在各个位置显现的概率，画出图来，就像一片云雾一样，能够形象地称之为电子云。

5．激光的特性及其应用

一般光源〔如白炽灯〕发光时，灯丝中的每个原子在什么时候发光，原子在哪两个能级间跃迁，发出的光向哪个方向传播，差不多上不确定的。

激光是同种原子在同样的两个能级间发生跃迁生成的，其特性是：〔1〕是相干光。〔由因此相干光，因此和无线电波一样能够调制，因此能够用来传递信息。光纤通信确实是激光和光导纤维结合的产物。〕〔2〕平行度好。〔传播专门远距离之后仍能保持一定强度，因此能够用来精确测距。激光雷达不仅能测距，还能依照多普勒效应测出目标的速度，对目标进行跟踪。还能用于在VCD 或运算机光盘上读写数据。〕〔3〕亮度高。能在极小的空间和极短的时刻内集中专门大的能量。〔能够用来切割各种物质，焊接金属，在硬材料上打孔，利用激光作为手术刀切开皮肤做手术，焊接视网膜。利用激光产生的高温高压引起核聚变。〕

6．粒子物理学

到19世纪末，人们认识到物质由分子组成，分子由原子组成，原子由原子核和电子组成，原子核由质子和中子组成。 20世纪30年代以来，人们认识了正电子、μ子、K 介子、π介子等粒子。后来又发觉了各种粒子的反粒子〔质量相同而电荷及其它一些物理量相反〕。

现在差不多发觉的粒子达400多种，形成了粒子物理学。按照粒子物理理论，能够将粒子分成三大类：媒介子、轻子和强子，其中强子是由更差不多的粒子——夸克组成。从目前的观点看，媒介子、轻子和夸克是没有内部结构的〝点状〞粒子。

用粒子物理学能够较好地讲明宇宙的演化。 四、核能 1．核能

核子〔质子与中子〕之间小于2.0×10-15m 的距离时，所存在专门强的引力叫核子力，即核力。核核子结合成原子核时所开释的能〔或原子核分解成核子吸取的能〕，叫原子核的结合能，即核能。核子数

原子核的结合能

核子的平均结合能=

。

2．质量亏损

核子结合生成原子核，所生成的原子核的质量比生成它的核子的总质量要小些，这种现象叫做质量亏损。质量亏损△m=原先核子的总质量-原子核的质量。

3．质能方程

爱因斯坦的相对论指出：物体的能量和质量之间存在着紧密的联系，它们的关系是：E=mc 2，这确实是爱因斯坦的质能方程。

质能方程的另一个表达形式是：ΔE=Δmc 2。

以上两式中的各个物理量都必须采纳国际单位。在非国际单位里，能够用1u=931.5Me V 。它表示1原子质量单位的质量跟931.5Me V 的能量相对应。在有关核能的运算中，一定要依照和题解的要求明确所使用的单位制。

4．开释核能的途径

凡是开释核能的核反应都有质量亏损。核子组成不同的原子核时，平均每个核子的质量亏损是不同的，因此各种原子核中核子的平均质量不同。核子平均质量小的，每个核子平均放的能多。铁原子核中核子的平均质量最小，因此铁原子核最稳固。凡是由平均质量大的核，生成平均质量小的核的核反应差不多上开释核能的。

【例题10】一个氢原子的质量为1.6736×10-27kg ，一个锂原子的质量为11.6505×10-27kg ，一个氦原子的质量为6.6467×10-27kg 。一个锂核受到一个质子轰击变为2个α粒子，〔1〕写出核反应方程，并运算该反应开释的核能是多少？〔2〕1mg 锂原子发生如此的反应共开释多少核能？

解：〔1〕11H+73Li→242He 反应前一个氢原子和一个锂原子共有8个核外电子，反应后两个氦原子也是共有8个核外电子，

因此只要将一个氢原子和一个锂原子的总质量减去两个氦原子的质量，得到的恰好是反应前后核的质量亏损，电子质量自然消掉。由质能方程ΔE=Δmc 2得开释核能ΔE=2.76×10-12J 。

〔2〕1mg 锂原子含锂原子个数为10-6÷11.6505×10-27，每个锂原子对应的开释能量是2.76×10-12J ，因此共开释2.37×108J 核能。

【例题11】静止的氡核

222

86

Rn 放出α粒子后变成钋核

218

84Po ，α粒子动能为E α。假设衰变放出的能量全部变为反冲核和

α粒

子的动能，真空中的光速为c ，那么该反应中的质量亏损为

A ．

22184c E a ? B ．0 C ．2218222c E a ? D ．2

222218c E a

? 解：由于动量守恒，反冲核和α粒子的动量大小相等，由m

m p E K 1

22∝=，它们的动能之比为4∶218，因此衰变开释的总能量是

αE ?218

222

，由质能方程得质量亏损是2218222c E a ?。 【例题12】静止在匀强磁场中的一个105B 核俘获了一个速度为向v =7.3×104m/s 的中子而发生核反应，生成α粒子与一个新核。测得α粒子的速度为2×104m/s ，方向与反应前中子运动的方向相同，且与磁感线方向垂直。求：〔1〕写出核反应方程。〔2〕画出核反应生成的两个粒子的运动轨迹及旋转方向的示意图〔磁感线方向垂直于纸面向外〕。〔3〕求α粒子与新核轨道半径之比。〔4〕求α粒子与新核旋转周期之比。

解：〔1〕由质量数守恒和电荷数守恒得：105B+10n→42He+7

3Li

〔2〕由于α粒子和反冲核都带正电，由左手定那么知，它们旋转方向差不多上顺时针方向，示意图如图。

〔3〕由动量守恒能够求出反冲核的速度大小是103m/s 方向和α粒子的速度方向相反，由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式qB

mv

r =

可求得它们的半径之比是120∶7 〔4〕由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期公式qB m

T π2=可求得它们的周期之比是6∶7

5．核反应堆

目前的所有正式运行的核电站差不多上应用裂变发电的。

核反应堆的要紧组成是：

〔1〕核燃料。用浓缩铀〔能吸取慢中子的铀235占3%~4%〕。

〔2〕减速剂。用石墨或重水〔使裂变中产生的中子减速，以便被铀235吸取〕。

〔3〕操纵棒。用镉做成〔镉吸取中子的能力专门强〕。

〔4〕冷却剂。用水或液态钠〔把反应堆内的热量传输出去用于发电，同时使反应堆冷却，保证安全〕。〔5〕水泥防护层。用来屏蔽裂变产物放出的各种射线。

专题一专题二热学原子物理

专题一热学

液体表面张力的日常实例：吹泡泡，小昆虫在水面，荷叶上的水珠、不粘锅等

M N 4图铅柱钩码3 图固体分为晶体和非晶体，基本区别是是否有一定的熔点。 晶体分为单晶体和多晶体。单晶体具有各向异性和规则的外形特征。 晶体有：石英、食盐、萘，冰，各种金属、石墨，金刚石 非晶体：玻璃、沥青、石蜡、橡胶、松香 【高考真题】1、（10年广东）如图是密闭的气缸，外力推动活塞P 压缩气体，对缸内气体做功800J ，同时气体向外界放热200J ，缸内气体的 A ．温度升高，内能增加600J B ．温度升高，内能减少200J C ．温度降低，内能增加600J D ．温度降低，内能减少200J 2、（11年广东）如图3所示,两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来,下面的铅柱不脱落,主要原因是 A.铅分子做无规则热运动 B.铅柱受到大气压力作用 C.铅柱间存在万有引力作用 D.铅柱间存在分子引力作用 3、（11年广东）图4为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M 、N 两筒间密闭了一定质量的气体，M 可沿N 的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M 向下滑动的过程中 A.外界对气体做功，气体内能增大 B.外界对气体做功，气体内能减小 C.气体对外界做功，气体内能增大 D.气体对外界做功，气体内能减小 4、（12年广东）清晨 ，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成德水珠 ，这一物理过程中，水分子间的 A 引力消失 ，斥力增大 B 斥力消失，引力增大 C 引力、斥力都减小 D 引力、斥力都增大 5、（12年广东）.景颇族的祖先发明的点火器如图1所示，用牛角做套筒，木质推杆前端粘着艾绒。猛推推杆，艾绒即可点燃，对同内封闭的气体，再次压缩过程中 A.气体温度升高，压强不变 B.气体温度升高，压强变大 C.气体对外界做正功，其体内能增加 D.外界对气体做正功，气体内能减少 6、（13年广东 双选）图6为某同学设计的喷水装置，内部装有2L 水，上部密封1atm 的空气0.5L ，保持阀门关闭，再充入1atm 的空气0.1L ，设在所有过程中空气可看作理想气体，且温度不变，下列说法正确的有 A.充气后，密封气体压强增加 B.充气后，密封气体的分子平均动能增加 C.打开阀门后，密封气体对外界做正功 D.打开阀门后，不再充气也能把水喷光 7、（10年广东）如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量。设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气

原子物理学试题汇编

临沂师范学院物理系 原子物理学期末考试试题（A卷） 一、论述题25分，每小题5分） 1．夫朗克—赫兹实验的原理和结论。 1．原理：加速电子与处于基态的汞原子发生碰撞非弹性碰撞，使汞原子吸收电子转移的的能量跃迁到第一激发态。处第一激发态的汞原子返回基态时，发射2500埃的紫外光。（3分） 结论：证明汞原子能量是量子化的，即证明玻尔理论是正确的。（2分） 2．泡利不相容原理。 2．在费密子体系中不允许有两个或两个以上的费密子处于同一个量子态。（5分） 3．X射线标识谱是如何产生的 3．内壳层电子填充空位产生标识谱。（5分） 4．什么是原子核的放射性衰变举例说明之。 4．原子核自发地的发射 射线的现象称放射性衰变，（4分）例子（略）（1分） 5．为什么原子核的裂变和聚变能放出巨大能量 5．因为中等质量数的原子核的核子的平均结合能约为大于轻核或重核的核子的平均结合能，故轻核聚变及重核裂变时能放出巨大能

量。（5分） 二、（20分）写出钠原子基态的电子组态和原子态。如果价电子被激发到4s态，问向基态跃迁时可能会发出几条光谱线试画出能级跃迁图，并说明之。 二、（20分）（1）钠原子基态的电子组态1s22s22p63s；原子基态为2S1/2。（5分） （2）价电子被激发到4s态向基态跃迁时可发出4条谱线。（6分）（3）依据跃迁选择定则1 0, j 1,± = ? ± ?＝ l（3分）能级跃迁图为（6分） 三、（15 耦合时，（1）写出所有 可能的光谱项符号；（2）若置于磁场中，这一电子组态一共分裂出多少个能级（3）这些能级之间有多少可能的偶极辐射跃迁 三、（15分）（1）可能的原子态为 1P 1，1D 2， 1F 3； 3P 2，1，0， 3D 3，2，1， 3F 4，3，2。 （7分） （2）一共条60条能级。（5分） （3）同一电子组态形成的原子态之间没有电偶极辐射跃迁。（3分）

高三物理一轮复习导学案

2014届高三物理一轮复习导学案 第七章、恒定电流（1） 【课题】电流、电阻、电功及电功率 【目标】 1、理解电流、电阻概念，掌握欧姆定律和电阻定律； 2、了解电功及电功率的概念并会进行有关计算。 【导入】 一．电流、电阻、电阻定律 1、电流形成原因：电荷的定向移动形成电流． 2、电流强度：通过导体横截面的跟通过这些电量所用的的比值叫电流强度．I= 。由此可推出电流强度的微观表达式，即I=__________________。 3、电阻：导体对电流的阻碍作用叫电阻．电阻的定义式：__________________。 4、电阻定律：在温度不变的情况下导体的电阻跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比．电阻定律表达式__________________。【导疑】电阻率，由导体的导电性决定，电阻率与温度有关，纯金属的电阻率随温度的升高而增大；当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小到零，这种现象叫超导现象．导电性能介于导体和绝缘体之间的称为半导体。 二．欧姆定律 1、部分电路欧姆定律：导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟

它的电阻成反比．表达式：____________________________ 2、部分欧姆定律适用范围：电阻和电解液(纯电阻电路)．非纯电阻电路不适用。 三、电功及电功率 1、电功：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功；W=qU=IUt。这就是电路中电场力做功即电功的表达式。（适用于任何电路） 2、电功率：单位时间内电流所做的功；表达式：P=W/t=UI（对任何电路都适用） 3、焦耳定律：内容：电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比。表达式：Q=I2Rt 【说明】（1）对纯电阻电路（只含白炽灯、电炉等电热器的电路）中电流做功完全用于产生热，电能转化为内能，故电功W等于电热Q；这时W= Q=UIt=I2Rt 4、热功率：单位时间内的发热量。即P=Q/t=I2R ④ 【注意】②和④都是电流的功率的表达式，但物理意义不同。②对所有的电路都适用，而④式只适用于纯电阻电路，对非纯电阻电路（含有电动机、电解槽的电路）不适用。 关于非纯电阻电路中的能量转化，电能除了转化为内能外，还转化为机械能、化学能等。这时W》Q。即W=Q+E其它或P =P热+ P其 它、UI = I2R + P其它 【导研】 [例1]一根粗线均匀的金属导线，两端加上恒定电压U时，通过金属导线的电流强度为I，金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，仍给它两端加上恒定电压U，则此时（） A、通过金属导线的电流为I/2 B、通过金属导线的电流为I/4 C、自由电子定向移动的平均速率为v/2 D、自由电子定向移动

2020年高三物理高考一模试卷

2020年高三物理高考一模试卷 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、单选题 (共14题；共28分) 1. （2分）(2018·崇明模拟) 下列物理量单位关系正确的是（） A . 力的单位：kg·m/s B . 功的单位：kg·m2/s2 C . 压强单位： kg/m2 D . 电压单位：J·C 2. （2分）在物理学发展的过程中，某位科学家开创了以实验检验猜想和假设的科学方法，并用这种方法研究了落体运动的规律，这位科学家是（） A . 焦耳 B . 牛顿 C . 库仑 D . 伽利略 3. （2分）(2017·丰台模拟) 在商场中，为了节约能源，无人时，自动扶梯以较小的速度运行，当有顾客站到扶梯上时，扶梯先加速，后匀速将顾客从一楼运送到二楼．速度方向如图所示．若顾客与扶梯保持相对静止，下列说法正确的是（） A . 在加速阶段，顾客所受支持力大于顾客的重力 B . 在匀速阶段，顾客所受支持力大于顾客的重力

C . 在加速阶段，顾客所受摩擦力与速度方向相同 D . 在匀速阶段，顾客所受摩擦力与速度方向相同 4. （2分）如图所示，用一根长为L的细绳一端固定在O点，另一端悬挂质量为m的小球A，为使细绳与竖直方向夹300角且绷紧，小球处于静止，则需对小球施加的最小力等于（） A . B . C . D . 5. （2分） (2019高三上·吕梁月考) 地球同步卫星、赤道上的物体、近地卫星运动的线速度大小分别为 v1、v2、v3；角速度大小分别为、、；向心加速度大小分别为 a1、a2、a3；所受向心力大小分别为 F1、F2、F3。则下列关系一定不正确的是（） A . v3 >v1 >v2 B . < = C . a3 >a1 >a2 D . F3 >F1 >F2 6. （2分） (2019高三上·西安期中) 如图所示，总质量为M带有底座的足够宽框架直立在光滑水平面上，质量为m的小球通过细线悬挂于框架顶部O处，细线长为L，已知M>m，重力加速度为g，某时刻m获得一瞬时速度v0 ，当m第一次回到O点正下方时，细线拉力大小为（）

原子物理学试题ABC

原子物理学试题（A 卷） 一、选择题（每小题3分，共30分） 1．在同一α粒子源和散射靶的条件下观察到α粒子被散射在90°和60°角方向上单位立体角内的粒子数之比为： A ．4:1 B.2:2 C.1:4 D.1:8 2．欲使处于激发态的氢原子发出αH 线，则至少需提供多少能量（eV ）? A.13.6 B.12.09 C.10.2 D.3.4 3．已知锂原子光谱主线系最长波长为6707埃，辅线系线系限波长为3519埃，则Li 原子的电离电势为： A ．5.38V B.1.85V C.3.53V D.9.14V 4．试判断原子态：1s1s 3S 1,1s2p 3P 2,1s2p 1D 1, 2s2p 3P 2中下列哪组是完全存在的？ A. 1s1s 3S 1 1s2p 3P 2 2s2p 3P 2 B .1s2p 3P 2 1s2p 1D 1 C. 1s2p 3P 2 2s2p 3P 2 D.1s1s 3S 1 2s2p 3P 2 1s2p 1D 1 5．原子在6G 3/2状态,其有效磁矩为： A ． B μ3 15 ； B. 0； C. B μ25； D. B μ215- 6．氖原子的电子组态为1s 22s 22p 6,根据壳层结构可以判断氖原子基态为： Ａ.１Ｐ１； Ｂ.３Ｓ１； Ｃ .１Ｓ０； Ｄ.３ Ｐ０ . 7．原子发射伦琴射线标识谱的条件是： Ａ.原子外层电子被激发；Ｂ.原子外层电子被电离； Ｃ.原子内层电子被移走；Ｄ.原子中电子自旋―轨道作用很强。 8．设原子的两个价电子是p 电子和d 电子,在Ｌ－Ｓ耦合下可能的原子态有： A.4个 ； B.9个 ； C.12个 ； D.15个。 9．发生β+衰变的条件是 A.M (A,Z)＞M (A,Z －1)＋m e ; B.M (A,Z)＞M (A,Z ＋1)＋2m e ; C. M (A,Z)＞M (A,Z －1); D. M (A,Z)＞M (A,Z －1)＋2m e 10．既参与强相互作用，又参与电磁相互作用和弱相互作用的粒子只有： A.强子; B.重子和规范粒子; C.介子和轻子; D.介子和规范粒子 二、填空题（每题4分，共20分） 1．原子核式结构模型的提出是根据α粒子散射实验中α粒子的____________________。 2．夫—赫实验的结果表明___________________________________。 3．如果原子处于2P 1/2态,它的朗德因子g 值为___________。 4．85 36Kr 样品的原子核数N 0在18年中衰变到原来数目的1/3, 再过18年后幸存的原子核数为_________。 5．碳原子基态的电子组态和原子态分别是________________________。 三、（10分）用简要的语言叙述玻尔理论，并根据你的叙述导出氢原子基态能量表达式。 四、（15分）①已知：35.1=?s ,86.0=?p ,01.0=?d ,求钠原子的电离电势.

上海市长宁区2020届高三物理一模试卷(有答案)(加精)

第一学期高三物理教学质量检测试卷 物理试题 （满分100分答题时间60分钟） 一、选择题（每小题4个选项中只有1个正确选项，每题4分，共40分） 1．静电力恒量k的单位是（） （A）N·m2/kg2（B）N·m2/C2 （C）kg2/（N·m2）（D）C2/（N·m2） 2．物理学中，力的合成、力的分解、平均速度这三者所体现的共同的科学思维方法是（）（A）比值定义（B）控制变量 （C）等效替代（D）理想模型 3．如图所示，一定质量的气体，从状态I变化到状态II，其p-1/V 图像为过O点的倾斜直线，下述正确的是（） （A）密度不变（B）压强不变 （C）体积不变（D）温度不变 4．如图为某质点的振动图像，下列判断正确的是（） （A）质点的振幅为10cm （B）质点的周期为4s 1/V

（C）t＝4s时质点的速度为0 （D）t＝7s时质点的加速度为0 5．关于两个点电荷间相互作用的电场力，下列说法中正确的是（） （A）它们是一对作用力与反作用力 （B）电量大的点电荷受力大，电量小的点电荷受力小 （C）当两个点电荷间距离增大而电量保持不变时，这两个电场力的大小可能不变 （D）当第三个点电荷移近它们时，原来两电荷间相互作用的电场力的大小和方向会变化 6．如图，光滑的水平面上固定着一个半径在逐渐减小的螺旋形光滑水平轨 v 道。一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道，下列物理量中数值将减小的是（） （A）线速度（B）角速度（C）向心加速度（D）周期 7．如图所示，一只贮有空气的密闭烧瓶用玻璃管与水银气压计相连，气压计的两管内液面在同一水平面上。现降低烧瓶内空气的温度，同时上下移动气压计右管，使气压计左管的水银面保持在原来的水平面上，则气压计两管水银面的高度差Δh与烧瓶内气体降低的温度Δt（摄氏温标）之间变化关系的图像为（）

专题06+原子与原子物理之多项选择题

新题型2 原子与原子物理之多项选择题 （2016·天津卷）物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。下列说法符合事实的是 A．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论 B．查德威克用α粒子轰击14 7N获得反冲核17 8 O，发现了中子 C．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构D．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型

A ．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程 B ．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量 C ．玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律 D ．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长 2．现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。下列说法正确的是 A ．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大 B ．入射光的频率变高，饱和光电流变大 C ．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大学，科。网、 D ．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生 3．一静止的铝原子核2713Al 俘获一速度为71.010?m/s 的质子p 后，变为处于激发态的硅原子核28* 14Si ，下 列说法正确的是 A ．核反应方程为2728*1314p Al Si +→ B ．核反应方程过程中系统动量守恒 C ．核反应过程中系统能量不守恒 D ．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和 4．下列说法中正确的是 A ．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都在增加，同时辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 B ．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后 波长变短 C ．放射性元素原子核的半衰期长短与原子所处的化学状态和外部条件有关 D ．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的 5．以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是 A ．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，改用波长较长的光照射该金属可能 B ．氡222的半衰期为3.8天，则质量为4 g 的氡222经过7.6天还剩下1 g 的氡222 C ．玻尔理论解释了氢原子发射出来的光子其谱线为什么是不连续的 D ．重核裂变为几个中等质量的核，其平均核子质量会增加 6．氢原子的能级如图所示，现有处于4n =能级的大量氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是 A ．这些氢原子可能发出6种不同频率的光 B ．已知钾的逸出功为2.22eV ，则从3n =能级跃迁到2n =能级释放的光子可 以从金属钾的表面打出光电子 C ．氢原子从2n =能级跃迁到1n =能级释放的光子能量最小 D ．氢原子由4n =能级跃迁到3n =能级时，氢原子能量减小，电子动能增加

原子物理学09-10-2 A卷答案

2009—2010学年第2学期《原子物理学》试卷 答案及评分标准 专业班级 姓名 学号 开课系室应用物理系 考试日期2010年6月26日10:00-12:00

一、（共20分）电子、光子、相对论、波粒二象性等概念。 1、（本小题10分）若电子的动能和光子的能量等于电子的静止能量，求（1）电子的运动速度v 为多少倍光速c ，（2）电子的德布罗意波长 λe （nm ）（3）光的波长λγ（nm ），（4）电子与光子的动量之比。 答：（1）电子的动能2k 0E 0.511MeV m c ==总能量 220202MeV 511.0MeV 511.0mc c m c m E E k ==+=+=，得出02m m = …..2分 因为)1(/2 20c m m υ-=，所以电子运动速度2/3c =υ（或0.866c ） …..2分 （2）电子的德布罗意波长 nm 0014.0eV 10511.0732.1nm eV 124032 32//62 00=???== ? = ==c m hc c m h m h p h e υλ .…2分 （3）光的波长61240eV nm 0.0024nm 0.51110eV e c hc h λν ν?= = ==? …..2分 （4 ）电子与光子的动量之比 //e e e p h p h p p γ γγλλ=== …..2分 2、（本小题10分）在康普顿散射中，若入射光子的能量等于电子的静止能量，试求在散射 角度θ=120°方向探测散射光子的能量E γ'（MeV ），以及对应的反冲电子的动量e p （以电子的静止质量m 0和光速c 表示）。 答：入射光子的能量200/E hc m c νλ== ………… …1分 康普顿散射后波长改变量00(1cos )h m c λλλθ'?=-=- 散射光子的能量为： 02 00200///(1cos )1(1cos120)/2 0.40.511MeV 0.2044MeV 1(10.5)5 hc hc E hc h hc m c m c hc m c νλλλθλ''== =+ -+ -?= ==?=++ …… ………4分 电子获得的动能来源于光子能量的减少，电子动能2 2 2 0002/53/5m c m c m c -= ……2分 根据相对论效应：2 2 2 2 2 2 24 000(3/5)E m c m c c p m c =+=+ ……………2分 得电子的动量为0p c = ……………1分

高三物理一轮复习选修3-3全套学案

第1课时 分子动理论 内能 导学目标 1.掌握分子动理论的内容，并能应用分析有关问题.2.理解温度与温标概念，会换算摄氏温度与热力学温度.3.理解内能概念，掌握影响内能的因素． 一、分子动理论

1．请你通过一个日常生活中的扩散现象来说明：温度越高，分子运动越激烈． 2．请描述：当两个分子间的距离由小于r0逐渐增大，直至远大于r0时，分子间的引力如何变化？分子间的斥力如何变化？分子间引力与斥力的合力又如何变化？ [知识梳理] 1．物体是由____________组成的 (1)多数分子大小的数量级为________ m. (2)一般分子质量的数量级为________ kg. 2．分子永不停息地做无规则热运动 (1)扩散现象：相互接触的物体彼此进入对方的现象．温度越______，扩散越快． (2)布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的__________的永不停息地无规则运 动．布朗运动反映了________的无规则运动．颗粒越______，运动越明显；温度越______，运动越剧烈． 3．分子间存在着相互作用力 (1)分子间同时存在________和________，实际表现的分子力是它们的________． (2)引力和斥力都随着距离的增大而________，但斥力比引力变化得______． 思考：为什么微粒越小，布朗运动越明显？ 二、温度和温标 [基础导引] 天气预报某地某日的最高气温是27°C，它是多少开尔文？进行低温物理的研究时，热力学温度是2.5 K，它是多少摄氏度？ [知识梳理] 1．温度 温度在宏观上表示物体的________程度；在微观上是分子热运动的____________的标志． 2．两种温标 (1)比较摄氏温标和热力学温标：两种温标温度的零点不同，同一温度两种温标表示的数 值________，但它们表示的温度间隔是________的，即每一度的大小相同，Δt＝ΔT. (2)关系：T＝____________. 三、物体的内能 [基础导引] 1．有甲、乙两个分子，甲分子固定不动，乙分子由无穷远处逐渐向甲靠近，直到不再靠近为止，在这整个过程中，分子势能的变化情况是() A．不断增大B．不断减小 C．先增大后减小D．先减小后增大 2．氢气和氧气的质量、温度都相同，在不计分子势能的情况下，下列说法正确的是() A．氧气的内能较大B．氢气的内能较大 C．两者的内能相等D．氢气分子的平均速率较大

高三上学期一轮模拟物理试题Word版含答案

物理试题 一.选择题 14. 如图所示，重力为G 的风筝用轻细绳固定于地面上的P 点，风的作用力垂直作用于风筝表面AB ，风筝处于静止状态。若位于P 点处的拉力传感器测得绳子拉力大小为T ，绳与水平地面的夹角为 α。则风筝表面与水平面的夹角φ满足（ ） A ． cos tan sin T G T α?α= + B ． sin tan cos T G T α ?α=+ C ． sin tan cos G T T α?α+= D ． cos tan sin G T T α ?α += 15. 如图所示，用传送带给煤车装煤，平均每5 s 内有5000kg 的煤粉落于车上，由于传送带的速度很小，可认为煤粉竖直下落。要使车保持以0.5 m/s 的速度匀速前进，则对车应再施以向前的水平力的大小为（ ） A. 50N B. 250N C. 500N D.750N 16. 如图所示，两个相同材料制成的水平摩擦轮A 和B ，两轮半径 R A =2R B ，A 为主动轮。当A 匀速转动时，在A 轮边缘处放置的小木块 恰能相对静止在A 轮的边缘上，若将小木块放在B 轮上让其静止，木块离B 轮轴的最大距离为（ ） A. 8B R B. 2B R C. R B D. 4 B R 17. 如图所示，一个带正电荷q 、质量为m 的小球，从光滑绝缘斜面轨道的A 点由静止下滑，然后沿切线进入竖直面上半径为R 的光滑绝缘圆形轨道，恰能到达轨道的最高点B 。现在空间加一竖直向下的匀强电场，若仍从A 点由静止释放该小球（假设小球的电量q 在运动过程中保持不变，不计空气阻力），则( ) A ．小球一定不能到达B 点 B ．小球仍恰好能到达B 点 C ．小球一定能到达B 点，且在B 点对轨道有向上的压力 D ．小球能否到达B 点与所加的电场强度的大小有关 18. 已知某质点沿x 轴做直线运动的坐标随时间变化的关系为52n x t =+，其中x 的单位为m ，时间t 的单位为s ，则下列说法正确的是（ ）

原子物理学试题汇编

原子物理学试题汇编 1 临沂师范大学物理系 原子物理期末考试(卷一) (1)弗兰克-赫兹实验的原理和结论。 1.原理:加速电子与基态汞原子之间的碰撞非弹性碰撞，使汞原子吸收4.9电子伏特的电子转移能量并跃迁到第一激发态。当处于第一激发态的汞原子回到基态时，它会发出2500埃的紫外光。(3分) 结论:证明汞原子的能量是量子化的意味着证明玻尔的理论是正确的。(2分) 2.泡利不相容原理。 2.在费米子系统中，两个或更多的费米子不允许处于相同的量子态。(5分) 3.x光识别光谱是如何产生的？ 3.内壳中的电子填充空位产生识别光谱。(5分)4。什么是原子核的放射性衰变？举个例子。 4.原子核的自发发射？？？辐射现象称为放射性衰变，(4分)例(略)(1分) 5.为什么核裂变和核聚变会释放巨大的能量？ 5.因为中等质量数的原子核的平均结合能比轻或重原子核的平均结合能大约8.6兆电子伏，所以轻核聚变和重核裂变可以释放出大量的能量。

2 巨大的能量。(5分) 第二，(20分)写下钠原子基态的电子构型和原子态。如果价电子被激发到4s态，在跃迁到基态的过程中会发射出多少条谱线？试着画一个能级转换图并解释它。 (2)、(20分钟)(1)钠原子基态的电子组态1 s22s 22p 63s；原子基态是2S1/2。(5分) (2)当价电子被激发从4s态跃迁到基态时，它们可以发射4条谱线。(6分)(3分)根据过渡选择规则？l=？1，？j。0，？1 (3分) 能级跃迁图为(6分) 42S1/2 32P3/2 32P1/2 32S1/2 (3)、(15)对于电子构型3p4d，(1)当ls耦合时，写下所有可能的光谱项符号；(2)如果放在磁场中，这个电子构型会分裂成多少能级？(3)在这些能级之间有多少可能的偶极辐射跃迁？三，(15点)(1)可能的原子状态是 1 P1，1D2，1F 3；3P2，1，0，3D3，2，1，3F4，3，2 .(7 点数) (2)总共60个能级。(5分) (3)由相同电子构型形成的原子态之间没有偶极辐射跃迁。(3分) 2

高三物理一轮复习精品学案：动量守恒定律及“三类模型”问题

第2讲动量守恒定律及“三类模型”问题 一、动量守恒定律 1.内容 如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变. 2.表达式 (1)p＝p′，系统相互作用前总动量p等于相互作用后的总动量p′. (2)m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和. (3)Δp1＝－Δp2，相互作用的两个物体动量的变化量等大反向. (4)Δp＝0，系统总动量的增量为零. 3.适用条件 (1)理想守恒：不受外力或所受外力的合力为零. (2)近似守恒：系统内各物体间相互作用的内力远大于它所受到的外力. (3)某一方向守恒：如果系统在某一方向上所受外力的合力为零，则系统在这一方向上动量守恒.

自测 1关于系统动量守恒的条件，下列说法正确的是() A.只要系统内存在摩擦力，系统动量就不可能守恒 B.只要系统中有一个物体具有加速度，系统动量就不守恒 C.只要系统所受的合外力为零，系统动量就守恒 D.系统中所有物体的加速度为零时，系统的总动量不一定守恒 答案 C 二、碰撞、反冲、爆炸 1.碰撞 (1)定义：相对运动的物体相遇时，在极短的时间内它们的运动状态发生显著变化，这个过程就可称为碰撞. (2)特点：作用时间极短，内力(相互碰撞力)远大于外力，总动量守恒. (3)碰撞分类

①弹性碰撞：碰撞后系统的总动能没有损失. ②非弹性碰撞：碰撞后系统的总动能有损失. ③完全非弹性碰撞：碰撞后合为一体，机械能损失最大. 2.反冲 (1)定义：当物体的一部分以一定的速度离开物体时，剩余部分将获得一个反向冲量，这种现象叫反冲运动. (2)特点：系统内各物体间的相互作用的内力远大于系统受到的外力.实例：发射炮弹、爆竹爆炸、发射火箭等. (3)规律：遵从动量守恒定律. 3.爆炸问题 爆炸与碰撞类似，物体间的相互作用时间很短，作用力很大，且远大于系统所受的外力，所以系统动量守恒. 自测

上海市嘉定区2020高三物理一模试题(含解析)

上海市嘉定区2020届高三物理一模试题（含解析） 一、选择题（第1-8小题，每小题3分；第9-12小题，每小题3分，共40分，每小题只有个正确答案） 1．（3分）下列物理概念的提出用到了“等效替代”思想方法的是（）A．“瞬时速度”的概念B．“点电荷”的概念 C．“平均速度”的概念D．“电场强度”的概念 2．（3分）下列单位中，属于国际单位制基本单位的是（） A．千克B．牛顿C．伏特D．特斯拉 3．（3分）一个物体做匀速圆周运动，会发生变化的物理量是（） A．角速度B．线速度C．周期D．转速 4．（3分）一个物体在相互垂直的两个力F1、F2的作用下运动，运动过程中F1对物体做功﹣6J，F2对物体做功8J，则F1和F2的合力做功为（） A．2J B．6J C．10J D．14J 5．（3分）用细线将一块玻璃片水平地悬挂在弹簧测力计下端，并使玻璃片贴在水面上，如图所示。缓慢提起弹簧测力计，在玻璃片脱离水面的瞬间，弹簧测力计的示数大于玻璃片的重力，其主要原因是（） A．玻璃片分子做无规则热运动 B．玻璃片受到大气压力作用 C．玻璃片和水间存在万有引力作用 D．玻璃片分子与水分子间存在引力作用 6．（3分）如图所示，电源的电动势为1.5V，闭合电键后（） A．电源在1s内将1.5J的电能转变为化学能

B．电源在1s内将1.5J的化学能转变为电能 C．电路中每通过1C电荷量，电源把1.5J的电能转变为化学能 D．电路中每通过1C电荷量，电源把1.5J的化学能转变为电能 7．（3分）汽车在水平路面上沿直线匀速行驶，当它保持额定功率加速运动时（）A．牵引力增大，加速度增大 B．牵引力减小，加速度减小 C．牵引力不变，加速度不变 D．牵引力减小，加速度不变 8．（3分）如图，A、B为电场中一条电场线上的两点。一电荷量为2.0×10﹣7C的负电荷，从A运动到B，克服电场力做功4.0×10﹣5J．设A、B间的电势差为U AB，则（） A．电场方向为A→B；U AB＝200V B．电场方向为B→A；U AB＝﹣200V C．电场方向为A→B；U AB＝200V D．电场方向为B→A；U AB＝200V 9．（4分）一质量为2kg的物体，在绳的拉力作用下，以2m/s2的加速度由静止开始匀加速向上运动了1m。设物体重力势能的变化为△E p，绳的拉力对物体做功为W，则（）A．△E p＝20J，W F＝20J B．△E p＝20J，W F＝24J C．△E p＝﹣20J，W F＝20J D．△E p＝﹣20J，W F＝24J 10．（4分）一定质量的理想气体由状态A经过如图所示过程变到状态B此过程中气体的体积（） A．一直变小B．一直变大 C．先变小后变大D．先变大后变小 11．（4分）如图所示，一列简谐横波沿x轴负方向传播，实线为t1＝0时刻的波形图，虚线为t2＝0.25s时刻的波形图，则该波传播速度的大小可能为（）

11高考光学原子物理专题

一、原子的核式结构 卢瑟福根据α粒子散射实验观察到的实验现象推断出了原子的核式结构．α粒子散射实验的现象是：①绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进；②极少数α粒子则发生了较大的偏转甚至返回．注意，核式结构并没有指出原子核的组成． 二、波尔原子模型 玻尔理论的主要内容： 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：原子中的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hν＝E m －E n ． 3．“能量量子化假设”和“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． 三、原子核的衰变及三种射线的性质 1．α衰变与β衰变方程 α衰变：X A Z →42Y A Z --＋42He β衰变：X A Z →1Y A Z +＋01e - 2．α和β衰变次数的确定方法 先由质量数确定α衰变的次数，再由核电荷数守恒确定β衰变的次数． 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． 4．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． 5．规律：N ＝N 01()2 t T ． 6．三种射线 射线 α射线 β射线 γ射线 物质微粒 氦核 42He 电子01e - 光子γ 带电情况 带正电(2e ) 带负电(－e ) 不带电 速度 约为110 c 接近c c 贯穿本领 小(空气中飞行几厘米) 中(穿透几毫米厚的铝板) 大(穿透几厘米厚的铅板) 电离作用 强 次 弱 四、核能 1．爱因斯坦质能方程：E ＝mc 2． 2．核能的计算 (1)若Δm 以千克为单位，则： ΔE ＝Δmc 2． (2)若Δm 以原子的质量单位u 为单位，则： ΔE ＝Δm ×931.5 MeV ． 3．核能的获取途径 (1)重核裂变：例如 235 92U ＋10n →13654Xe ＋9038Sr ＋1010n (2)轻核聚变：例如 2 1H ＋31H →42He ＋10n 聚变的条件：物质应达到超高温(几百万度以上)状态，故聚变反应亦称热核反应． 二、考查衰变、裂变、聚变以及人工转变概念 ●例2 现有三个核反应： ①24 11Na →2412Mg ＋____； ②23592U ＋10n →14156Ba ＋9236Kr ＋____；③21H ＋31H →42He ＋____． 完成上述核反应方程，并判断下列说法正确的是( ) A ．①是裂变，②是β衰变，③是聚变

关于原子物理学试题

高校原子物理学试题 试卷 一、选择题 1.分别用１MeV的质子和氘核（所带电荷与质子相同，但质量是质子的两倍）射向金箔，它们与金箔原子核可能达到的最小距离之比为： Ａ.1/4; Ｂ.1/2; Ｃ.１; Ｄ.２. 2.处于激发态的氢原子向低能级跃适时，可能发出的谱总数为： A.4; B.6; C.10; D.12. 3.根据玻尔－索末菲理论，n=4时氢原子最扁椭圆轨道半长轴与半短轴之比为： A.1； B.2; C.3; D.4. 4.f电子的总角动量量子数j可能取值为： A.1/2，3/2; B.3/2，5/2; C.5/2，7/2; D.7/2，9/2. 5.碳原子（C，Z＝6）的基态谱项为 A.3P O ; B.3P 2 ; C.3S 1 ; D.1S O . 6.测定原子核电荷数Z的较精确的方法是利用 A.α粒子散射实验; B. x射线标识谱的莫塞莱定律; C.史特恩－盖拉赫实验； D.磁谱仪. 7.要使氢原子核发生热核反应，所需温度的数量级至少应为（K） A.107; B.105; C.1011; D.1015. 8.下面哪个粒子最容易穿过厚层物质？ A.中子； B.中微子； C.光子； D.α粒子 9.在（1）α粒子散射实验，（2）弗兰克－赫兹实验，（3）史特恩－盖拉实验，（4）反常塞曼效应中，证实电子存在自旋的有： A.（1），（2）; B.（3）,（4）; C.（2）,（4）; D.（1）,（3）. 10.论述甲：由于碱金属原子中，价电子与原子实相互作用，使得碱金属原子的能级对角量子数l的简并消除. 论述乙：原子中电子总角动量与原子核磁矩的相互作用，导致原子光谱精细结构. 下面判断正确的是： A.论述甲正确，论述乙错误; B.论述甲错误，论述乙正确; C.论述甲，乙都正确，二者无联系； D.论述甲，乙都正确，二者有联系. 二、填充题（每空2分，共20分） 1．氢原子赖曼系和普芳德系的第一条谱线波长之比为（）. 2．两次电离的锂原子的基态电离能是三次电离的铍离子的基态电离能的（）倍. 3．被电压100伏加速的电子的德布罗意波长为（）埃. 4．钠D 1 线是由跃迁（）产生的. 5．工作电压为50kV的X光机发出的X射线的连续谱最短波长为（）埃. 6．处于4D 3/2 态的原子的朗德因子g等于（）. 7．双原子分子固有振动频率为f，则其振动能级间隔为（）. 8．Co原子基态谱项为4F 9/2 ，测得Co原子基态中包含8个超精细结构成分，则Co核自旋I=（）. 9．母核A Z X衰变为子核Y的电子俘获过程表示（）。 10．按相互作用分类， 粒子属于（）类.

高三物理一轮复习 动能定理导学案

2012届高三物理一轮复习导学案 六、机械能（3） 动能定理 【导学目标】 1、正确理解动能的概念。 2、理解动能定理的推导与简单应用。 【知识要点】 一、动能 1、物体由于运动而具有的能叫动能，表达式：E k =_____________。 2、动能是______量，且恒为正值，在国际单位制中，能的单位是________。 3、动能是状态量，公式中的v 一般是指________速度。 二、动能定理 1、动能定理：作用在物体上的________________________等于物体____________，即w=_________________，动能定理反映了力对空间的积累效应。 2、注意：①动能定理可以由牛顿运动定律和运动学公式导出。②可以证明，作用在物体上的力无论是什么性质，即无论是变力还是恒力，无论物体作直线运动还是曲线运动，动能定理都适用。 3、动能定理最佳应用范围：动能定理主要用于解决变力做功、曲线运动、多过程动力学问题，对于未知加速度a 和时间t ，或不必求加速度a 和时间t 的动力学问题，一般用动能定理求解为最佳方案。 【典型剖析】 [例1] 在竖直平面内,一根光滑金属杆弯成如图所示形状,相应的曲线方程为y=2.5cos （kx+ 3 2 π）(单位: m),式中k=1 m -1 .将一光滑小环套在该金属杆上,并从x=0处以v 0=5 m/s 的初 速度沿杆向下运动,取重力加速度g=10 m/s 2 .则当小环运动到x= 3 m 时的速度大小v= m/s;该小环在x 轴方向最远能运动到x= m 处. [例2]如图所示，质量为m 的小球用长为L 的轻细线悬挂在天花板上，小球静止在平衡位置．现用一水平恒力F 向右拉小球，已知F=0．75mg ，问： （1）在恒定拉力F 作用下，细线拉过多大角度时小球速度最大?（2）小球的最大速度是多少? [例3]总质量为M 的列车，沿平直轨道作匀速直线运动，其末节质量为m 的车厢中途脱钩，待司机发觉时，机车已行驶了L 的距离，于是立即关闭油门撤去牵引力.设运动过程中阻力始终与质量成正比，机车的牵引力是恒定的.当列车的两部分都停止时，它们之间的距离是多少?

2020年上海市各区高三物理一模 基础知识专题汇编(含答案)(精校Word版)

上海市各区县2020届高三物理一模基础知识专题汇编 一、选择题 1.（2020嘉定一模第1题） 下列物理概念的提出用到了“等效替代”思想方法的是（ ） （A ）“瞬时速度”的概念 （B ）“点电荷”的概念 （C ）“平均速度”的概念 （D ）“电场强度”的概念 2.（2020嘉定一模第2题）下列单位中，属于国际单位制基本单位的是（ ） （A ）千克 （B ）牛顿 （C ）伏特 （D ）特斯拉 3.（2020奉贤一模第1题）下列物理量属于矢量的是（ ） （A ）电流强度 （B ）磁通量 （C ）电场强度 （D ） 电势差 4.（2020静安一模第1题）下面物理量及其对应的国际单位制单位符号，正确的是 （A ）力，kg （B ）磁感应强度，B （C ）电场强度，C/N （D ）功率，W 5.（2020虹口一模第2题）麦克斯韦认为：电荷的周围存在电场，当电荷加速运动时，会产生电磁波。受此启发，爱因斯坦认为：物体的周围存在引力场，当物体加速运动时，会辐射出引力波。爱因斯坦提出引力波的观点，采用了（ ） A ．类比法 B ．观察法 C ．外推法 D ．控制变量法 6.（2020虹口一模第3题）依据库仑定律F =k 122q q r ，恒量k 在国际单位制中用基本单位可以表示为 （ ） A ．N ·m 2/C 2 B ． C 2/m 2·N C ．N ·m 2/A 2 D ．kg ·m 3/(A 2·s 4) 7．（2020闵行一模第2题）通过对比点电荷的电场分布，均匀带电球体外部电场可视作电荷全部集中于球心的点电荷产生的电场，所采用的思想方法是（ ） （A ）等效 （B ）归纳 （C ）类比 （D ）演绎 8．（2020崇明一模第1题）物理算式3(s)×4(V)×2(A)计算的结果是（ ） A ．24N B ．24W C ．24C D ．24J 9．（2020浦东一模第1题）下列选项中属于物理模型的是（ ） （A ）电场 （B ）电阻 （C ）磁感线 （D ）元电荷

原子物理知识点总结全

原 子 物 理 一、卢瑟福的原子模型——核式结构 1.1897年,_________发现了电子.他还提出了原子的 ______________模型. 2.物理学家________用___粒子轰击金箔的实验叫 __________________。 3. 实验结果:绝大部分α粒子穿过金箔后________;少数α粒子发生了较大的偏转;极少数的α粒子甚至被____. 4. 实验的启示：绝大多数α粒子直线穿过，说明原子内部存在很大的空隙； 少数α粒子较大偏转，说明原子内部集中存 在着对 α粒子有斥力的正电荷； 极个别α粒子反弹，说明个别粒子正对着质量比 α粒子大很多的物体运动时，受到该物体很大的斥 力作用． 5.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核旋 转． 例1:在α粒子散射实验中,卢瑟福用α粒子轰击金箔,下列四个选项中哪一项属于实验得到的正确结果: A.α粒子穿过金箔时都不改变运动方向 B . 极少数α粒子穿过金箔时有较大的偏转 ,有的甚至被反 弹 C.绝大多数α粒子穿过金箔时有较大的 偏转 D. α粒子穿过金箔时都有较大的偏转. 例2:根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模 型。如图 1-1所示表示了 原子核式结构模型的 α粒子散射图景。图中实 线表示 α粒子的运动轨迹。其中一个 c α粒子在从a 运动到b 、再运动到c 的过程中（α粒子在b 点时距原子核最近），下 列判断正确的是 （ ） a b A ．α粒子的动能先增大后减小 原子核 B ．α粒子的电势能先增大后减小 C ．α粒子的加速度先变小后变大 α粒子 D ．电场力对α粒子先做正功后做负功 图1-1 二玻尔的原子模型 能级 1．玻尔提出假说的背景——原子的核式结构学说与经典物理学的矛盾：⑴按经典物理学理论，核外电子绕核运动时，要不断地辐射电磁波，电子能量减小，其轨道半径将不断减小，最终落于原子核上，即核式结构将是不稳定的，而事实上是稳定的．⑵电子绕核运动时辐射出的电磁波的频率应等于电子绕核运动的频率，由于电子轨道半径不断减小，发射出的电磁波的频率应是连续变化的，而事实上，原子辐射的电磁波的频率只是某些特定值。 为解决原子的核式结构模型与经典电磁理论之间的矛盾，玻尔提出了三点假设，后人称之为玻尔模型． 2．玻尔模型的主要内容： ⑴定态假说：原子只能处于一系列 __________的能量状态中，在 这些状态中原子是 _______的，电子虽然绕核运动， 但不向外辐射能量．这些状态叫做 ________． ⑵跃迁假说：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两定态的能量差决定，即________________. ⑶轨道假说：原子的不同能量状态对应于 ______子的不同轨道 .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．氢原子的能级公式和轨道 公式 原子各定态的能量值叫做原子的能级，对于氢原子，其能级 公式为 :______________； 对应的轨道公式为： r n n 2 r 1。其中n 称为量子数，只能取正.E1=-13.6eV ，r1=0.53×10-10m ．