您的浏览器Javascript被禁用,需开启后体验完整功能, 请单击此处查询如何开启
网页 资讯 视频 图片 知道 贴吧 采购 地图 一分大发PK10-3分大发PK10-5分大发PK10 |

专题十二 动量、原子物理(选修3-5)

445人阅读|99次下载

专题十二 动量、原子物理(选修3-5)。专题十二动量、原子物理(选修3 专题十二动量、原子物理(选修3-5) 抓 基 础 探 技 法 研 考 向 提 能 力 [备考方向要明了 备考方向要明了] 备考方向要明了 ①碰撞中的动量守


专题十二动量、原子物理(选修3 专题十二动量、原子物理(选修3-5) 抓 基 础 探 技 法 研 考 向 提 能 力 [备考方向要明了 备考方向要明了] 备考方向要明了 ①碰撞中的动量守恒问题;②光电效应的有关计算问题; 碰撞中的动量守恒问题; 光电效应的有关计算问题; 原子跃迁过程辐射或吸收光子能量的计算问题; 主要问题 ③原子跃迁过程辐射或吸收光子能量的计算问题;④核反 应方程的书写和计算;⑤核能的计算问题 应方程的书写和计算; ①动量守恒定律;②光电效应;③原子能级跃迁;④原子 动量守恒定律; 光电效应; 原子能级跃迁; 主要考点 核的衰变和人工转变; 核的衰变和人工转变;⑤核能 ①动量守恒定律的应用方法;②光电效应规律;③原子核 动量守恒定律的应用方法; 光电效应规律; 主要方法 衰变规律 抓住动量守恒定律和原子核两条主线, 抓住动量守恒定律和原子核两条主线,并对质能 主要 方程、玻尔理论以及光电效应等关键点适度深入 方程、 策略 复习 一、动量守恒定律 1.动量守恒的条件 . (1)系统不受外力或系统所受外力的矢量和为零。 系统不受外力或系统所受外力的矢量和为零。 系统不受外力或系统所受外力的矢量和为零 (2)系统所受的外力的矢量和虽不为零,但比内力小得多时, 系统所受的外力的矢量和虽不为零,但比内力小得多时, 系统所受的外力的矢量和虽不为零 可以忽略不计,如碰撞问题中的摩擦力、爆炸过程中的 可以忽略不计,如碰撞问题中的摩擦力、 重力等。 重力等。 (3)系统所受外力的矢量和虽不为零,但在某个方向上合力的 系统所受外力的矢量和虽不为零, 系统所受外力的矢量和虽不为零 分量为零,则在该方向上系统的动量守恒。 分量为零,则在该方向上系统的动量守恒。 2.动量守恒定律的三种表达形式 . (1)p=p′ = (2)?p1=- 2 =-?p (3)m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′ + 3.动量守恒定律的“四性 .动量守恒定律的 四性 四性” (1)矢量性:动量守恒定律表达式是矢量方程,在解题时应 矢量性:动量守恒定律表达式是矢量方程, 矢量性 规定正方向。 规定正方向。 (2)参考系的同一性:定律表达式中的所有速度应相对同一 参考系的同一性: 参考系的同一性 参考系,一般以地面为参考系。 参考系,一般以地面为参考系。 (3)瞬时性:定律中的初态动量是相互作用前同一时刻的瞬 瞬时性: 瞬时性 时值,末态动量对应相互作用后同一时刻的瞬时值。 时值,末态动量对应相互作用后同一时刻的瞬时值。 (4)普适性:它不仅适用于两个物体所组成的系统,也适用 普适性:它不仅适用于两个物体所组成的系统, 普适性 于多个物体组成的系统; 于多个物体组成的系统;不仅适用于宏观物体组成的系 统,也适用于微观粒子组成的系统。 也适用于微观粒子组成的系统。 4.碰撞的种类 . (1)动量守恒 动量守恒 弹性碰撞 (2)碰撞前后总动能相等 碰撞前后总动能相等 (1)动量守恒 动量守恒 非弹性碰撞 (2)动能有损失 动能有损失 (1)碰后两物体合为一体 碰后两物体合为一体 完全非弹性碰撞 (2)动量守恒 动量守恒 (3)动能损失最大 动能损失最大 二、能级跃迁 1.氢原子能级图的理解 . (1)能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态 能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态——定态。氢 定态。 能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态 定态 原子可以有无穷多个定态。 原子可以有无穷多个定态。 (2)横线左端的数字 横线左端的数字“1,2,3…”表示量子数。 表示量子数。 横线左端的数字 表示量子数 (3)横线右端的数字 -13.6,- 横线右端的数字“- ,-3.4…”表示氢原子各定态的能 横线右端的数字 ,- 表示氢原子各定态的能 量值(能级 。量子数n= 的定态能量值最小 的定态能量值最小, 量值 能级)。量子数 =1的定态能量值最小,这个状态叫 能级 做基态,量子数越大,能量值越大,这些状态叫激发态。 做基态,量子数越大,能量值越大,这些状态叫激发态。 (4)相邻横线间的距离不相等,表示相邻的能级差不等,量子 相邻横线间的距离不相等,表示相邻的能级差不等, 相邻横线间的距离不相等 数越大,相邻的能级差越小。 数越大,相邻的能级差越小。 (5)带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级的跃迁。 带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级的跃迁。 带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级的跃迁 2.跃迁分析 . (1)自发跃迁:高能级→低能级。释放能量,发出光子。 自发跃迁:高能级→低能级。释放能量,发出光子。 自发跃迁 ?E E高-E低 光子的频率 ν:ν= h = h : = (2)受激跃迁:低能级→高能级,吸收能量。 受激跃迁:低能级→高能级,吸收能量。 受激跃迁 ①光照 吸收光子 :光子的能量必恰等于能级差 hν=?E 光照(吸收光子 吸收光子): = 碰撞、加热等:只要入射粒子能量大于或等于能级差即可。 ②碰撞、加热等:只要入射粒子能量大于或等于能级差即可。E ≥?E。 。 大于电离能的光子可被吸收将原子电离。 ③大于电离能的光子可被吸收将原子电离。 (3)一群氢原子处于量子数为 n 的激发态时, 一群氢原子处于量子数为 的激发态时, 可能辐射出的光谱线条数: 可能辐射出的光谱线条数: n(n-1) ( - ) 2 N=Cn= 。 = 2 外 三、原子核的衰变、核能 原子核的衰变、 1.原子核的衰变 . 衰变类型 衰变方程 α 衰变 A ― A-4 +4 Z X―→Z-2 Y+2He β 衰变 A ― A + 0 Z X―→Z+1Y+-1e 2 个质子和 2 个中 中子转化为质子 子结合成一整体 衰变实质 射出 1 21H+20n―→4He ― 2 1 + 1 ― 1 + 0 0n―→1H+-1e 和电子 衰变规律 电荷数守恒、 电荷数守恒、质量数守恒 2.核能 . (1)原子核的结合能:克服核力做功,使原子核分解为单个核 原子核的结合能:克服核力做功, 原子核的结合能 子时吸收的能量, 子时吸收的能量,或若干单个核子在核力的作用下结合成 原子核时放出的能量。 原子核时放出的能量。 (2)质量亏损:组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差。 质量亏损:组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差。 质量亏损 注意质量数与质量是两个不同的概念。 注意质量数与质量是两个不同的概念。 (3)质能方程:E=mc2,即一定的能量和一定的质量相联系, 质能方程: = 即一定的能量和一定的质量相联系, 质能方程 物体的总能量和它的质量成正比。 物体的总能量和它的质量成正比。 (1)质量和能量是物质的两个重要属性,二者在量值上的 质量和能量是物质的两个重要属性, 质量和能量是物质的两个重要属性 联系决不等同于这两个量可以相互转变。 联系决不等同于这两个量可以相互转变。 (2)原子核反应时,质量亏损是静止质量的减少,减少的 原子核反应时,质量亏损是静止质量的减少, 原子核反应时 静止质量转化为和辐射能量相联系的运动质量(γ光子 静止质量转化为和辐射能量相联系的运动质量 光子 的动质量), 的动质量 ,并不是减少的这部分质量消失或质量转 化为能量。 化为能量。 四、光电效应及光电效应方程 1.光电效应的实验规律 . (1)任何一种金属都有一个极限频率,入射光的频率必须大 任何一种金属都有一个极限频率, 任何一种金属都有一个极限频率 于这个频率,才能产生光电效应。 于这个频率,才能产生光电效应。 (2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随入射光 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与入射光的强度无关 的频率增大而增大。 的频率增大而增大。 (3)入射光照射到金属板上时,光电子的发射几乎是瞬时的, 入射光照射到金属板上时,光电子的发射几乎是瞬时的, 入射光照射到金属板上时 一般不会超过10 一般不会超过 -9 s。 。 (4)当入射光的频率大于极限频率时,光电流的强度与入射 当入射光的频率大于极限频率时, 当入射光的频率大于极限频率时 光的强度成正比。 光的强度成正比。 2.光电效应方程 . (1)光电子的最大初动能跟入射光子的能量 hν 和逸出功 W 的关系为 光电子的最大初动能跟入射光子的能量 1 2 mv =hν-W。 - 。 2 W (2)极限频率 ν0= h 。 极限频率 (1)方法一:由于β衰变不改变质量数,故可以先由质量数 方法一:由于 衰变不改变质量数 衰变不改变质量数, 方法一 守恒确定α衰变的次数,再根据电荷数守恒确定 衰变 守恒确定 衰变的次数,再根据电荷数守恒确定β衰变 衰变的次数 的次数。 的次数。 (2)方法二:设α衰变次数为 ,β衰变次数为 ,根据质量 方法二: 衰变次数为x, 衰变次数为 衰变次数为y, 方法二 衰变次数为 数和核电荷数守恒列方程求解。 数和核电荷数守恒列方程求解。 1.238U 放射性衰变有多种可能途径, 其中一种途径是先变成210Bi, 210 而 92 放射性衰变有多种可能途径, 83 , 83 Bi 可以经一次衰变变成210X(X 代表某种元素 ,也可以经过一次衰 代表某种元素), a b b 变变成81Ti,210X 和81Ti 最后都变成206Pb,衰变路径如图 12-1 所 , a , - 82 示,则图中 ( ) A.a=82,b=211 . = , = B.①是 β 衰变,②是 α 衰变 . 衰变, C.①是 α 衰变,②是 β 衰变 . 衰变, b D.81Ti 经过一次 α 衰变变成206Pb 82 解析:本题考查 衰变和 衰变的规律, 衰变和β衰变的规律 解析:本题考查α衰变和 衰变的规律,解答的关键是弄清 衰变和β衰变过程中质量数和电荷数的变化情况 楚α衰变和 衰变过程中质量数和电荷数的变化情况,从题 衰变和 衰变过程中质量数和电荷数的变化情况, 目中可知a=84,b=206,故A错,B对,C、D错。 目中可知 = , = , 错 对 、 错 答案: 答案: B (1)根据爱因斯坦的质能方程,用核子结合成原子核时质量亏 根据爱因斯坦的质能方程, 根据爱因斯坦的质能方程 的千克数乘以真空中光速(c= × 的平方, 损(?m)的千克数乘以真空中光速 =3×108 m/s)的平方, 的千克数乘以真空中光速 的平方 焦耳)。 即:?E=?mc2(焦耳 。 = 焦耳 (2)根据 原子质量单位(u)相当于 根据1原子质量单位 相当于931.5兆电子伏 兆电子伏(MeV)能量, 能量, 根据 原子质量单位 相当于 兆电子伏 能量 用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位乘以 931.5 MeV,即?E=?m×931.5 MeV。 , = × 。 (3)若核反应所释放的核能全部转化为生成物 新核和新粒子 若核反应所释放的核能全部转化为生成物(新核和新粒子 若核反应所释放的核能全部转化为生成物 新核和新粒子) 的动能而无γ光子辐射,则可应用动量守恒定律、 的动能而无 光子辐射,则可应用动量守恒定律、能量守 光子辐射 恒定律计算核能。 恒定律计算核能。 [特别提醒 特别提醒] 特别提醒 应用?E= 求核能时, 应用 =?mc2求核能时,要注意题目中给 定的核反应前后各粒子的质量单位及题目结果要求的单位。 定的核反应前后各粒子的质量单位及题目结果要求的单位。 2.镭(Ra)是历史上第一个被分离出来的放射性元素,已知226Ra 能 . 是历史上第一个被分离出来的放射性元素, 是历史上第一个被分离出来的放射性元素 88 自发地放出 α 粒子而变成新核 Rn,已知226Ra 的质量为 M1= , 88 3.7533×10-25 kg,新核 Rn 的质量为 M2=3.6867×10-25 kg,α × , × , - - - 粒子的质量为 m=6.6466×10 27 kg, = × , 现有一个静止的226Ra 核发 88 - 衰变, 粒子的速度为 生 α 衰变,衰变后 α 粒子的速度为 3.68×105 m/s,求(计算结果 × , 计算结果 保留两位有效数字): 保留两位有效数字 : (1)写出该核反应的方程; 写出该核反应的方程; 写出该核反应的方程 (2)此反应过程中放出的能量; 此反应过程中放出的能量; 此反应过程中放出的能量 (3)反应后新核 Rn 的速度是多大? 反应后新核 的速度是多大? 解析:本题是一道综合题,考查了核反应方程的书写、 解析:本题是一道综合题,考查了核反应方程的书写、质能方程及 动量守恒定律。 动量守恒定律。 (1)核反应方程为226Ra→4He+222Rn 核反应方程为 88 →2 + 86 (2)由质能方程得 ?E=?mc2=(M1-M2-m)c2≈1.2×10-12 J 由质能方程得 = × - (3)根据动量守恒定律有 M2v2-mv=0① 根据动量守恒定律有 = ① 所以 v2=mv/M2≈6.6×103 m/s② ② 答案: 见解析 答案: (1)见解析 (2)1.2×10-12 J × (3)6.6×103 m/s × 1.几个概念 几个概念 (1)光电子:在光电效应中,被光从金属中“打”出的电子。 光电子:在光电效应中,被光从金属中 打 出的电子 出的电子。 光电子 (2)光电流:光电子形成的电流。 光电流:光电子形成的电流。 光电流 (3)饱和光电流:在一定频率与强度的光照射下的最大光电流, 饱和光电流:在一定频率与强度的光照射下的最大光电流, 饱和光电流 不再随电压的升高而增大。 不再随电压的升高而增大。 (4)入射光的强度:是指单位时间内入射到金属表面上的总能量。在 入射光的强度:是指单位时间内入射到金属表面上的总能量。 入射光的强度 入射光频率不变的情况下, 入射光频率不变的情况下,光强度正比于单位时间内射到金属单位 面积上的光子数。但若换不同频率的光照射,即使光的强度相同, 面积上的光子数。但若换不同频率的光照射,即使光的强度相同, 单位时间内照射到金属表面的光子数也不相同, 单位时间内照射到金属表面的光子数也不相同,因而从金属表面逸 出的光电子数也不相同。 出的光电子数也不相同。用公式表示为: 为入射频率 入射光强度 用公式表示为:(ν 为入射频率)入射光强度 入射光子数× 入射光子数×hν = 。 单位时间 2.掌握两条线索,明确各概念间的对应关系 .掌握两条线索, 由上图可知两条线索:一是光的频率线, 由上图可知两条线索:一是光的频率线,二是光的强 度线。两条对应关系是: 度线。两条对应关系是: (1)光强―→光子数目多―→发射光电子多―→光电流大 光强―→光子数目多―→发射光电子多―→光电流大 光强―→光子数目多―→发射光电子多―→ (2)光子频率高―→光子能量大―→产生光电子的最大初 光子频率高―→光子能量大―→产生光电子的最大初 光子频率高―→光子能量大―→ 动能大 [特别提醒 特别提醒] 特别提醒 (1)在解光电效应的习题时,应注意明确是光电流还是饱 在解光电效应的习题时, 在解光电效应的习题时 和光电流。 和光电流。 (2)对于入射光的强度一般指频率不变时,因此常理解为 对于入射光的强度一般指频率不变时, 对于入射光的强度一般指频率不变时 入射光子的数目。 入射光子的数目。 3.在光电效应实验中,下列结果正确的是 .在光电效应实验中, ( ) A.当光照时间增大为原来的两倍时,光电流强度也 .当光照时间增大为原来的两倍时, 增大为原来的两倍 B.当入射光频率增大为原来的两倍时,光电子的最 .当入射光频率增大为原来的两倍时, 大初动能也增大为原来的两倍 C.当入射光的波长增大为原来的两倍时,可能不产 .当入射光的波长增大为原来的两倍时, 生光电效应 D.当入射光的强度增大为原来的两倍时,单位时间 .当入射光的强度增大为原来的两倍时, 内发射光电子的数量也增大为原来的两倍 解析:光电流强度决定于单位时间内的光电子数, 解析:光电流强度决定于单位时间内的光电子数,与时间 无关;光电子的最大初动能随频率的增大而增大, 无关;光电子的最大初动能随频率的增大而增大,但是两 者并不成正比例关系;入射光的波长增大为原来的两倍, 者并不成正比例关系;入射光的波长增大为原来的两倍, 则频率为原来的1/2,可能低于极限频率;光频率一定时 则频率为原来的 ,可能低于极限频率; 光的强度决定于单位时间内的光子数, 光的强度决定于单位时间内的光子数,所以单位时间内的 光电子数(光电流 与光强成正比 答案为C、 。 光电子数 光电流)与光强成正比。答案为 、D。 光电流 与光强成正比。 答案: 答案: CD [命题视角 命题视角1] 命题视角 (2011·新课标全国卷 如图 -2, 新课标全国卷)如图 新课标全国卷 如图12- , A、B、C三个木块的质量均为 ,置 、 、 三个木块的质量均为 三个木块的质量均为m, 图12-2 - 于光滑的水平桌面上, 、 之间有一轻质弹簧 之间有一轻质弹簧, 于光滑的水平桌面上,B、C之间有一轻质弹簧,弹簧的 两端与木块接触而不固连。 两端与木块接触而不固连。将弹簧压紧到不能再压缩时 用细线把B和 紧连 使弹簧不能伸展,以至于B、 可 紧连, 用细线把 和C紧连,使弹簧不能伸展,以至于 、C可 视为一个整体。 以初速v 的连线方向朝B运动 视为一个整体。现A以初速 0沿B、C的连线方向朝 运动, 以初速 、 的连线方向朝 运动, 相碰并粘合在一起, 与B相碰并粘合在一起,以后细线突然断开,弹簧伸展, 相碰并粘合在一起 以后细线突然断开,弹簧伸展, 从而使C与 、 分离 已知C离开弹簧后的速度恰为 分离。 离开弹簧后的速度恰为v 从而使 与A、B分离。已知 离开弹簧后的速度恰为 0。 求弹簧释放的势能。 求弹簧释放的势能。 [规范解题 设碰后 A、B 和 C 的共同速度的大小为 v,由动量守恒 规范解题] 规范解题 、 , 得 3mv=mv0① = 设 C 离开弹簧时,A、B 的速度大小为 v1,由动量守恒得 离开弹簧时, 、 3mv=2mv1+mv0② = 设弹簧的弹性势能为 Ep,从细线断开到 C 与弹簧分开的过程中机械 能守恒, 能守恒,有 1 1 1 2 2 (3m)v +Ep= (2m)v1 + mv0 2③ 2 2 2 1 ①②③式得弹簧所释放的势能为 由①②③式得弹簧所释放的势能为 Ep=3mv0 2 1 [答案 答案] 答案 3mv0 2 [命题视角 命题视角2] 命题视角 质量分别为3m和 的两个物体 的两个物体, 质量分别为 和m的两个物体,用一 根细线相连, 根细线相连,中间夹着一个被压缩的轻质 弹簧,整个系统原来在光滑水平地面上以 弹簧, 图12-3 - 速度v0向右匀速运动,如图12-3所示。后来细线断裂,质量 速度 向右匀速运动,如图 - 所示。后来细线断裂, 所示 的物体离开弹簧时的速度变为2v 为m的物体离开弹簧时的速度变为 0。求弹簧在这个过程中 的物体离开弹簧时的速度变为 做的总功。 做的总功。 [自主尝试 设 3m 的物体离开弹簧时的速度为 v′,根据动 自主尝试] 自主尝试 ′ 量守恒定律, 量守恒定律,有 (3m+m)v0=m·2v0+3mv′ + ′ 2 得 v′= v0 ′ 3 根据动能定理, 根据动能定理,弹簧对两个物体做的功分别为 1 1 3 2 2 W1= m(2v0) - mv0 = mv0 2 2 2 2 ?2 ? 1 1 W2= ·3m·?3v0?2- ·3m·v0 2 2 2 ? ? 5 =-6mv0 2 2 弹簧做的总功:W=W1+W2= mv0 2。 弹簧做的总功: = 3 2 [答案 答案] 答案 3mv0 2 [冲关锦囊 冲关锦囊] 冲关锦囊 应用动量守恒定律解题的步骤 (1)选取研究系统和研究过程。 选取研究系统和研究过程。 选取研究系统和研究过程 (2)分析系统的受力情况,判断系统动量是否守恒。 分析系统的受力情况,判断系统动量是否守恒。 分析系统的受力情况 (3)规定正方向,确定系统初末状态的动量。 规定正方向,确定系统初末状态的动量。 规定正方向 (4)根据动量守恒定律列方程求解。 根据动量守恒定律列方程求解。 根据动量守恒定律列方程求解 [命题视角 命题视角1] 命题视角 氢原子的能级如图12- 所示 所示, 氢原子的能级如图 -4所示,已知 可见光的光子能量范围约为1.62 eV~3.11 可见光的光子能量范围约为 ~ eV,则: , (1)若用任意频率的紫外线照射处于 =3 若用任意频率的紫外线照射处于n= 若用任意频率的紫外线照射处于 能级的氢原子,氢原子能否电离? 能级的氢原子,氢原子能否电离? 图12-4 - (2)大量氢原子从高能级向 能级跃迁时,发出的光具有显著 大量氢原子从高能级向n能级跃迁时 大量氢原子从高能级向 能级跃迁时, 的热效应, 至少等于多少? 的热效应,则n至少等于多少? 至少等于多少 (3)在能级图上画出大量处于 =4能级的氢原子向低能级跃 在能级图上画出大量处于n= 能级的氢原子向低能级跃 在能级图上画出大量处于 迁时发出的可能的光谱线。 迁时发出的可能的光谱线。 [规范解题 规范解题] 规范解题 (1)可见光能量范围为 可见光能量范围为1.62 eV~3.11 eV,紫 可见光能量范围为 ~ , 外线的光子能量一定大于3.11 eV,而处于 =3激发态的 外线的光子能量一定大于 ,而处于n= 激发态的 氢原子发生电离需要的能量大于等于1.51 eV,所以任意 氢原子发生电离需要的能量大于等于 , 频率的紫外线均可使n= 激发态的氢原子电离 激发态的氢原子电离。 频率的紫外线均可使 =3激发态的氢原子电离。 (2)发出的光具有显著的热效应,其光子能量E<1.62 eV, 发出的光具有显著的热效应,其光子能量 < 发出的光具有显著的热效应 , 由能级图可知, 至少等于3。 由能级图可知,n≥3,即n至少等于 。 , 至少等于 (3)大量氢原子从 n=4 能级跃迁时可能发出 C2=6 种光子,其谱线如 大量氢原子从 = 种光子, 4 图 12-5 所示。 - 所示。 图 12-5 - [答案 (1)能电离 答案] 答案 能电离 (2)3 (3)图见规范解题 图见规范解题 [命题视角 命题视角2] 命题视角 氢原子的部分能级如图12- 所示 所示, 氢原子的部分能级如图 -6所示,已 知可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之 知可见光的光子能量在 到 之 间。由此可推知,氢原子 由此可推知, ( ) A.从高能级向n=1能级跃迁时发出的光 .从高能级向 = 能级跃迁时发出的光 的波长比可见光的短 图12-6 - B.从高能级向n=2能级跃迁时发出的光均为可见光 .从高能级向 = 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 .从高能级向 = 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 =2能级跃迁时发出的光为可见光 . 能级向n= 能级跃迁时发出的光为可见光 = 能级向 [自主尝试 自主尝试] 自主尝试 从高能级向n= 能级跃迁时光子能量 能级跃迁时光子能量E≥E2-E1 从高能级向 =1能级跃迁时光子能量 正确。 =10.2 eV,A正确。从高能级向 =2能级跃迁时发出的光子 , 正确 从高能级向n= 能级跃迁时发出的光子 能量E 能量 3-E2≤ E≤ -E2,即1.89 eV≤ E ≤ 3.40 eV,可见 ≤ ≤ , 有一部分光处于紫外线区域,B错误。从高能级向 =3能级 错误。 有一部分光处于紫外线区域, 错误 从高能级向n= 能级 跃迁时,光子能量最高 =- =-E 跃迁时,光子能量最高E=- 3=1.51 eV,比可见光光子能 , 量小, 错误 错误。 能级向n= 能级跃迁时光子能量 能级跃迁时光子能量E= 量小,C错误。从n=3能级向 =2能级跃迁时光子能量 = = 能级向 E3-E2=1.89 eV,D正确。故选 。 正确。 , 正确 故选AD。 [冲关锦囊 冲关锦囊] 冲关锦囊 氢原子能级跃迁问题的解题技巧 (1)每个氢原子每次跃迁能吸收或辐射一个特定频率的光子。 每个氢原子每次跃迁能吸收或辐射一个特定频率的光子。 每个氢原子每次跃迁能吸收或辐射一个特定频率的光子 比如吸收能量时,如果光子的能量足够大, 比如吸收能量时,如果光子的能量足够大,则吸收后一 定发生电离;如果光子能量恰好满足量子化的条件, 定发生电离;如果光子能量恰好满足量子化的条件,则 刚好全部被吸收; 刚好全部被吸收;如果光子能量吸收后不足以产生跃迁 或电离,则这种光子不会被吸收。 或电离,则这种光子不会被吸收。 (2)一群原子和一个原子在处理问题的时候是有区别的,氢原 一群原子和一个原子在处理问题的时候是有区别的, 一群原子和一个原子在处理问题的时候是有区别的 子核外只有一个电子, 子核外只有一个电子,这个电子在某个时刻只能处在某 一个可能的轨道上,在某段时间内, 一个可能的轨道上,在某段时间内,由某一轨道跃迁到 另一个轨道时,可能的情况只有一种, 另一个轨道时,可能的情况只有一种,但是如果有大量 的氢原子,这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况 的氢原子, 出现了。 出现了。 (3)计算氢原子能级跃迁放出或吸收光子的频率和波长时,要 计算氢原子能级跃迁放出或吸收光子的频率和波长时, 计算氢原子能级跃迁放出或吸收光子的频率和波长时 注意能级的能量值均为负值,且单位应为 注意能级的能量值均为负值,且单位应为“eV”,计算时 , 需要换算成“J”。 。 需要换算成 [命题视角 命题视角1] 命题视角 (2011·海南高考 海南高考)2011年3月11日,日本发生九级大地震, 海南高考 年 月 日 日本发生九级大地震, 造成福岛核电站严重的核泄漏事故。 造成福岛核电站严重的核泄漏事故。在泄漏的污染物中含有 131I和137Cs两种放射性核素,它们通过一系列衰变产生对人 两种放射性核素, 和 两种放射性核素 体有危害的辐射。在下列四个式子中, 体有危害的辐射。在下列四个式子中,有两个能分别反映 131I和137Cs的衰变过程,它们分别是________和________(填 和 的衰变过程,它们分别是 和 填 的衰变过程 入正确选项前的字母)。 和 入正确选项前的字母 。131I和137Cs原子核中的中子数分别是 原子核中的中子数分别是 ________和________。 和 。 A.X1→137Ba+0n . +1 56 C.X3→137Ba+-01e . + 56 B.X2→131Xe+-01e . + 54 D.X4→131Xe+1p . +1 54 [规范解题 衰变的种类有 α 衰变和 β 衰变两类,衰变中放出的粒 规范解题] 衰变两类, 规范解题 子是氦核或电子而不会是质子或中子, 子是氦核或电子而不会是质子或中子,故 A、D 错误,或从质量数 、 错误, 守恒可知 X1、X4 的质量数分别是 138、132,故他们不会是 、 , 137 131 I和 Cs 的衰变。 的衰变。 由质量数守恒和电荷数守恒可知 X2、X3 分别是131I、137Cs,而中子 , 53 、 55 数等于质量数与核电荷数的差值, 数等于质量数与核电荷数的差值,故他们的中子数分别为 78、82。 、 。 [答案 B 答案] 答案 C 78 82 [命题视角 命题视角2] 命题视角 用中子轰击锂核(3 发生核反应 生成氚核和 α 粒子, 发生核反应, 粒子, 用中子轰击锂核 6Li)发生核反应, 并放出 4.8 MeV 的能量。 的能量。 (1)写出核反应方程; 写出核反应方程; 写出核反应方程 (2)求出质量亏损; 求出质量亏损; 求出质量亏损 (3)若中子与锂核是以等值反向的动量相碰,则 α 粒子和氚核的动能 若中子与锂核是以等值反向的动量相碰, 若中子与锂核是以等值反向的动量相碰 之比是多少? 之比是多少? (4)α 粒子的动能有多大? 粒子的动能有多大? [自主尝试 自主尝试] 自主尝试 (1)核反应方程为: 核反应方程为: 核反应方程为 MeV。 。 6 +1 ― 3 +4 + 3Li+0n―→1H+2He+4.8 (2)根据质能方程 根据质能方程 ?E=?m×931.5 MeV 有: = × 4.8 ?m= = u≈0.0052u。 。 931.5 ≈ (3)当中子与锂核以等值反向的动量相碰时, 当中子与锂核以等值反向的动量相碰时, m 当中子与锂核以等值反向的动量相碰时 由动量守恒定侓得: αvα 由动量守恒定侓 +mHvH=0,则 , (mαvα)2 (mHvH)2 Eα∶EH= 2mα ∶ 2mH =mH∶mα=3∶4 ∶ (4)α 粒子的动能为: 粒子的动能为: 3 3 Eα= ?E= ×4.8 MeV≈2.06 MeV。 ≈ 。 7 =7 1 [答案 (1)6Li+0n―→3H+4He+4.8 MeV 答案] 答案 + 3 + ― 1 +2 (2)0.0052u (3)3∶4 ∶ (4)2.06 MeV [冲关锦囊 冲关锦囊] 冲关锦囊 解决核反应方程及核能问题的方法 (1)要掌握核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒的规律; 要掌握核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒的规律; 要掌握核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒的规律 (2)要熟悉和掌握教材中出现的主要核反应方程式,并知道 要熟悉和掌握教材中出现的主要核反应方程式, 要熟悉和掌握教材中出现的主要核反应方程式 其意义; 其意义; (3)要熟记常见的基本粒子的符号,如质子、中子、α粒子等; 要熟记常见的基本粒子的符号,如质子、中子、 粒子等 粒子等; 要熟记常见的基本粒子的符号 (4)进行核能计算时要注意单位的对应,若?m用千克作单位, 进行核能计算时要注意单位的对应, 用千克作单位, 进行核能计算时要注意单位的对应 用千克作单位 用焦耳作单位; 作单位, 则?E用焦耳作单位;若?m用u作单位,则?E用电子伏 用焦耳作单位 用 作单位 用电子伏 作单位,并且 对应 对应931.5 MeV。 作单位,并且1 u对应 。

文档贡献者

lxc8886

贡献于2012-03-28

喜欢此文档的还喜欢