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2019-2020年高中物理 知識(shí)點(diǎn)歸納 新人教版選修3-5 一、動(dòng)量守恒定律 1、動(dòng)量：物體的質(zhì)量跟其速度的乘積, 叫做物體的動(dòng)量。動(dòng)量的表達(dá)式P = mv。單位是千克米 / 秒。動(dòng)量是矢量, 其方向就是瞬時(shí)速度的方向。因?yàn)樗俣仁窍鄬?duì)的, 所以動(dòng)量也是相對(duì)的。 2、動(dòng)量守恒定律：當(dāng)系統(tǒng)不受外力作用或所受合外力為零, 則系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒。動(dòng)量守恒定律根據(jù)實(shí)際情況有多種表達(dá)式, 一般常用，等號(hào)左右分別表示系統(tǒng)作用前后的總動(dòng)量。 m1v1+m2v2=m1v1 /+m2v2 / （規(guī)定正方向） △p1= -△p2 動(dòng)量守恒定律的條件：系統(tǒng)不受力、所受外力的矢量和為零或外力的作用遠(yuǎn)小于系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用力，即系統(tǒng)所受外力的矢量和為零。（碰撞、爆炸、反沖） 注意：某一方向動(dòng)量守恒的條件：系統(tǒng)所受外力矢量和不為零，但在某一方向上的力為零，則系統(tǒng)在這個(gè)方向上的動(dòng)量守恒。必須注意區(qū)別總動(dòng)量守恒與某一方向動(dòng)量守恒。 運(yùn)用動(dòng)量守恒定律要注意以下幾個(gè)問(wèn)題: ①動(dòng)量守恒定律一般是針對(duì)物體系的, 對(duì)單個(gè)物體談動(dòng)量守恒沒(méi)有意義。 ②對(duì)于某些特定的問(wèn)題, 例如碰撞、爆炸等, 系統(tǒng)在一個(gè)非常短的時(shí)間內(nèi), 系統(tǒng)內(nèi)部各物體相互作用力, 遠(yuǎn)比它們所受到外界作用力大, 就可以把這些物體看作一個(gè)所受合外力為零的系統(tǒng)處理, 在這一短暫時(shí)間內(nèi)遵循動(dòng)量守恒定律。 ③計(jì)算動(dòng)量時(shí)要涉及速度, 這時(shí)一個(gè)物體系內(nèi)各物體的速度必須是相對(duì)于同一慣性參照系的, 一般取地面為參照物。 ④動(dòng)量是矢量, 因此“系統(tǒng)總動(dòng)量”是指系統(tǒng)中所有物體動(dòng)量的矢量和, 而不是代數(shù)和。 ⑤動(dòng)量守恒定律也可以應(yīng)用于分動(dòng)量守恒的情況。有時(shí)雖然系統(tǒng)所受合外力不等于零, 但只要在某一方面上的合外力分量為零, 那么在這個(gè)方向上系統(tǒng)總動(dòng)量的分量是守恒的。 ⑥動(dòng)量守恒定律有廣泛的應(yīng)用范圍。只要系統(tǒng)不受外力或所受的合外力為零, 那么系統(tǒng)內(nèi)部各物體的相互作用, 不論是萬(wàn)有引力、彈力、摩擦力, 還是電力、磁力, 動(dòng)量守恒定律都適用。系統(tǒng)內(nèi)部各物體相互作用時(shí), 不論具有相同或相反的運(yùn)動(dòng)方向; 在相互作用時(shí)不論是否直接接觸; 在相互作用后不論是粘在一起, 還是分裂成碎塊, 動(dòng)量守恒定律也都適用。 3、碰撞：兩個(gè)物體相互作用時(shí)間極短, 作用力又很大, 其他作用相對(duì)很小, 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生顯著化的現(xiàn)象叫做碰撞。 以物體間碰撞形式區(qū)分, 可以分為“對(duì)心碰撞”(正碰) 和“非對(duì)心碰撞”, 而物體碰前后速度沿它們球心的連線(xiàn); 以物體碰撞前后兩物體總動(dòng)能是否變化區(qū)分, 可以分為:“彈性碰撞”。碰撞前后物體系總動(dòng)能守恒; “非彈性碰撞”, 完全非彈性碰撞是非彈性碰撞的特例, 這種碰撞, 物體在相碰后粘合在一起, 獲得共同速度，動(dòng)能損失最大。 各類(lèi)碰撞都遵守動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律, 不過(guò)在非彈性碰撞中, 有一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變成了其他形式能量, 因此動(dòng)能不守恒了。 特例1：如圖所示，在光滑的水平面上有兩物體和，其中靜止，m1以速度向m2運(yùn)動(dòng)并發(fā)生碰撞，設(shè)碰撞中機(jī)械能的損失可忽略不計(jì)。求兩物體的最終速度?！　? 兩物體碰撞，設(shè)碰撞后兩物體的速度分別為和，由動(dòng)量守恒有，　，由能量關(guān)系有， 解之可得： ， 這里又可有以下幾種情況： a． b． 質(zhì)量較大的物體向前運(yùn)動(dòng)。 c． d． 以原速率反彈回來(lái)，而質(zhì)量很大的物體幾乎不動(dòng)。例如橡皮球與墻壁的碰撞。 e． 速度幾乎不變，而質(zhì)量很小的物體獲得的速度是原來(lái)運(yùn)動(dòng)物體速度的2倍，這是原來(lái)靜止的物體通過(guò)碰撞可以獲得的最大速度。 4、驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律（實(shí)驗(yàn)探究） 【實(shí)驗(yàn)原理】 利用圖-1的裝置驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒，讓一個(gè)質(zhì)量較大的球從斜槽上滾下來(lái)，跟放在斜槽末端上的另一個(gè)質(zhì)量較小的球發(fā)生碰撞，兩球均做平拋運(yùn)動(dòng)．由于下落高度相同，從而導(dǎo)致飛行時(shí)間相等，我們用它們平拋射程的大小代替其速度．小球的質(zhì)量可以測(cè)出，速度也可間接地知道，如滿(mǎn)足動(dòng)量守恒式m1v1=m1v1＇+m2v2＇，則可驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律． 進(jìn)一步分析可以知道，如果一個(gè)質(zhì)量為m1，速度為v1的球與另一個(gè)質(zhì)量為m2，速度為v2的球相碰撞，碰撞后兩球的速度分別為v1＇和v2＇，則由動(dòng)量守恒定律有：m1v1+m2v2=m1v1＇+m2v2＇ 【實(shí)驗(yàn)器材】 兩個(gè)小球（大小相等，質(zhì)量不等）；斜槽；重錘線(xiàn)；白紙；復(fù)寫(xiě)紙；天平；刻度尺；圓規(guī)． 【實(shí)驗(yàn)步驟】 1.用天平分別稱(chēng)出兩個(gè)小球的質(zhì)量m1和m2； 2.按圖-2安裝好斜槽，注意使其末端切線(xiàn)水平，并在地面適當(dāng)?shù)奈恢梅派习准埡蛷?fù)寫(xiě)紙，并在白紙上記下重錘線(xiàn)所指的位置O點(diǎn). 3.首先在不放被碰小球的前提下，讓入射小球從斜槽上同一位置從靜止?jié)L下，重復(fù)數(shù)次，便可在復(fù)寫(xiě)紙上打出多個(gè)點(diǎn)，用圓規(guī)作出盡可能小的圓，將這些點(diǎn)包括在圓內(nèi)，則圓心就是不發(fā)生碰撞時(shí)入射小球的平均位置P點(diǎn)（圖2）； 4.將被碰小球放在斜槽末端上，使入射小球與被碰小球能發(fā)生正碰； 5.讓入射小球由某一定高度從靜止開(kāi)始滾下，重復(fù)數(shù)次，使兩球相碰，按照步驟(3)的辦法求出入球落地點(diǎn)的平均位置M和被碰小球落地點(diǎn)的平均位置N； 6.過(guò)ON在紙上做一條直線(xiàn)，測(cè)出OM、OP、ON的長(zhǎng)度； 7.將數(shù)據(jù)代入下列公式，驗(yàn)證公式兩邊數(shù)值是否相等（在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)）：m1OP=m1OM+m2ON 【注意事項(xiàng)】 1．“水平”和“正碰”是操作中應(yīng)盡量予以滿(mǎn)足的前提條件． 2．測(cè)定兩球速度的方法，是以它們做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移代表相應(yīng)的速度． 3．斜槽末端必須水平，檢驗(yàn)方法是將小球放在平軌道上任何位置，看其能否都保持靜止?fàn)顟B(tài)． 4．入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量． 5．入射球每次都必須從斜槽上同一位置由靜止開(kāi)始滾下．方法是在斜槽上的適當(dāng)高度處固定一檔板，小球靠著檔板后放手釋放小球． 6．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)桌、斜槽、記錄的白紙的位置要始終保持不變． 7．m1OP=m1OM+m2ON式中相同的量取相同的單位即可． 【誤差分析】 誤差來(lái)源于實(shí)驗(yàn)操作中，兩個(gè)小球沒(méi)有達(dá)到水平正碰，一是斜槽不夠水平，二是兩球球心不在同一水平面上，給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)誤差．每次靜止釋放入射小球的釋放點(diǎn)越高，兩球相碰時(shí)作用力就越大，動(dòng)量守恒的誤差就越?。畱?yīng)進(jìn)行多次碰撞，落點(diǎn)取平均位置來(lái)確定，以減小偶然誤差． 下列一些原因可能使實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差： 1．若兩球不能正碰，則誤差較大； 2．斜槽末端若不水平，則得不到準(zhǔn)確的平拋運(yùn)動(dòng)而造成誤差； 3．O、P、M、N各點(diǎn)定位不準(zhǔn)確帶來(lái)了誤差； 4．測(cè)量和作圖有偏差； 5．儀器和實(shí)驗(yàn)操作的重復(fù)性不好，使得每次做實(shí)驗(yàn)時(shí)不是統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)． 【典型例題】 例1某同學(xué)用如圖-3所示裝置通過(guò)半徑相同的A、B兩球的碰撞來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．圖中PQ是斜槽，QR為水平槽．實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開(kāi)始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡．重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡，再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開(kāi)始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡．重復(fù)這種操作10次．如圖-41中O點(diǎn)是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)．B球落點(diǎn)痕跡如圖-41所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對(duì)齊． （1）碰撞后B球的水平射程應(yīng)取為_(kāi)_______cm． （2）在以下選項(xiàng)中，哪些是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測(cè)量？答：_____（填選項(xiàng)號(hào)） A. 水平槽上未放B球時(shí)，測(cè)量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離 B. A球與B球碰撞后，測(cè)量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離 C. 測(cè)量A球或B球的直徑 D. 測(cè)量A球和B球的質(zhì)量（或兩球質(zhì)量之比） E. 測(cè)量G點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度 解析（1）如圖-4中畫(huà)出了B球的10個(gè)落點(diǎn)位置，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)取平均位置． 方法是：用最小的圓將所有點(diǎn)圈在里面，圓心位置即為落點(diǎn)平均位置，找準(zhǔn)平均位置，讀數(shù)時(shí)應(yīng)在刻度尺的最小刻度后面再估讀一位．答案為64.7cm（從64.2cm到65.2cm的范圍內(nèi)都正確） （2）本實(shí)驗(yàn)的裝置將教材上的實(shí)驗(yàn)裝置作了微小變化，把放被碰小球的支座去掉，而把被碰小球放在靠近槽末端的的地方，使得被碰小球B和入射小球A都從O點(diǎn)開(kāi)始做平拋運(yùn)動(dòng)，且兩球平拋時(shí)間相同，以平拋時(shí)間為時(shí)間單位，則平拋的水平距離在數(shù)值上等于平拋初速度．設(shè)A未碰B，平拋水平位移為sA；A、B相碰后，A、B兩球的水平位移分別為sA’、sB’，A、B質(zhì)量分別為mA、mB，則碰前A的動(dòng)量可寫(xiě)成mAsA，碰后A、B總動(dòng)量為mAsA’+mBsB’，要驗(yàn)證動(dòng)量是否守恒，即驗(yàn)證以上兩動(dòng)量是否相等，所以該實(shí)驗(yàn)應(yīng)測(cè)量的物理量有：mA、mB、sA、sA’、sB’．該題答案是ABD． 例2.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)，在小車(chē)A的前端黏有橡皮泥，設(shè)法使小車(chē)A做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，然后與原來(lái)靜止的小車(chē)B相碰并黏在一起，繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)計(jì)如圖-5所示： 在小車(chē)A的后面連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz，長(zhǎng)木板下墊著小木片用以平衡摩擦力． （1）若已得到打點(diǎn)紙帶如圖-6所示，并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離,在圖上標(biāo)出A為運(yùn)動(dòng)起始的點(diǎn)，則應(yīng)選_____段來(lái)計(jì)算A碰前的速度，應(yīng)選____段來(lái)計(jì)算A和B碰后的共同速度． （2）已測(cè)得小車(chē)A的質(zhì)量mA=0.4kg，小車(chē)B的質(zhì)量mB=0.20kg，則由以上結(jié)果可得碰前總動(dòng)量=____kgm/s，碰后總動(dòng)量=_____kgm/s． 解析 ①因?yàn)樾≤?chē)A與B碰撞前、后都做勻速運(yùn)動(dòng)，且碰后A與B粘合在一起，其共同速度比A原來(lái)的速度小．所以應(yīng)選點(diǎn)跡分布均勻且點(diǎn)距較大的BC段計(jì)算A的碰前速度，點(diǎn)間距小的DE段計(jì)算A和B碰后的共同速度． ②由圖可知，碰前A的速度和碰后AB的共同速度分別為 故碰撞前后的總動(dòng)量分別為： P=mAvA=0.40 1.05kg m/s=0.42kg m/s P＇=（mA+mB）vA＇=（0.40+0.20）0.695kgm/s=0.417kgm/s 注意其他方法，課本上還列舉了用氣墊導(dǎo)軌做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)例P4-P5 5、人船模型——兩個(gè)原來(lái)靜止的物體（人和船）發(fā)生相互作用時(shí)，不受其它外力，對(duì)這兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，動(dòng)量守恒，且任一時(shí)刻的總動(dòng)量均為零，由動(dòng)量守恒定律，有mv = MV （注意：幾何關(guān)系） 如圖1所示，靜水面上停有一小船，船長(zhǎng)L = 3米，質(zhì)量M = 120千克，一人從船頭走到船尾，人的質(zhì)量m = 60千克。那么，船移動(dòng)的距離為多少？（水的阻力可以忽略不計(jì)） 過(guò)程分析 當(dāng)人從船頭走到船尾，通過(guò)腳與船發(fā)生了作用（也可以認(rèn)為走動(dòng)過(guò)程就是人與船發(fā)生間歇性碰撞的過(guò)程）。選取人和船為研究對(duì)象，由于不計(jì)水的阻力，所以系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒。 解：設(shè)人從船頭走到船尾，船對(duì)地的就離為S，則人對(duì)地移動(dòng)了L - S，根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得 M S/t - m (L - S)/t = 0 解得 ：S = ML/(M + m) = 60*3/(120 + 60) = 1米 二、量子理論的建立 黑體和黑體輻射 1、量子理論的建立：1900年德國(guó)物理學(xué)家普朗克提出振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某個(gè)最小能量值ε的整數(shù)倍，這個(gè)不可再分的能量值ε叫做能量子ε= hν。h為普朗克常數(shù)（6.6310-34J.S）P28 普朗克的假設(shè)則認(rèn)為微觀(guān)粒子的能量是量子化的，或說(shuō)能量是分立的。P29 2、黑體：如果某種物體能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)電磁波而不發(fā)生反射，這種物體就是絕對(duì)黑體，簡(jiǎn)稱(chēng)黑體。 3、黑體輻射：黑體輻射的規(guī)律為：溫度越高各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加，同時(shí)，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)。（普朗克的能量子理論很好的解釋了這一現(xiàn)象）P28 三、光電效應(yīng) 光子說(shuō) 光電效應(yīng)方程 1、光電效應(yīng)（表明光子具有能量） （1）光的電磁說(shuō)使光的波動(dòng)理論發(fā)展到相當(dāng)完美的地步，但是它并不能解釋光電效應(yīng)的現(xiàn)象。在光（包括不可見(jiàn)光）的照射下從物體發(fā)射出電子的現(xiàn)象叫做光電效應(yīng)，發(fā)射出來(lái)的電子叫光電子。（實(shí)驗(yàn)圖在課本） （2）光電效應(yīng)的研究結(jié)果： P31：①存在飽和電流，這表明入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多； ②存在遏止電壓：使光電流減小到零的反向電壓； ③截止頻率：光電子的能量與入射光的頻率有關(guān)，而與入射光的強(qiáng)弱無(wú)關(guān)，當(dāng)入射光的頻率低于截止頻率時(shí)不能發(fā)生光電效應(yīng)； ④效應(yīng)具有瞬時(shí)性：光電子的發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的，一般不超過(guò)10-9s。（理解：P31 17.2-3圖） （波動(dòng)說(shuō)在光電效應(yīng)上遇到的困難：波動(dòng)說(shuō)認(rèn)為光的能量即光的強(qiáng)度是由光波的振幅決定的與光的頻率無(wú)關(guān)。所以波動(dòng)說(shuō)對(duì)解釋上述實(shí)驗(yàn)規(guī)律中的①②③條都遇到困難） 2、光子說(shuō)：光本身就是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成的，頻率為ν的光的能量子為E=h。這些能量子被成為光子。其中h為普郎克常量h=6.6310－34JS 3、①I(mǎi)—U曲線(xiàn)稱(chēng)為光電管的伏安特性曲線(xiàn)。 加反向電壓可求光電子初動(dòng)能：對(duì)圖中的兩電極K和A加反向電壓，則其間的反向電場(chǎng)將對(duì)光電子起減速作用，反向電壓越大，光電流就越小，當(dāng)反向電壓達(dá)到某一數(shù)值Uc時(shí)，（滿(mǎn)足： ）光電流降到零，如圖所示。此時(shí)Uc稱(chēng)為遏止電壓。 U/V I/A O Uc2 Uc1 1 2 3 圖 ②愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程: （畫(huà)出圖像） （Ek是光電子的 ；是 ） 當(dāng)時(shí)，橫截距：= ，為 ，縱截距： 圖像中斜率意義: 圖 當(dāng)光電管上的反向電壓達(dá)到截止電壓U時(shí)光電流I為零，此時(shí)，方程式可改寫(xiě)成： （畫(huà)出圖像） 當(dāng)時(shí)，橫截距：= ，為 ，縱截距： 圖像中斜率意義: 四、光的波粒二象性 物質(zhì)波 概率波 1、光的波粒二象性：干涉、衍射和偏振以無(wú)可辯駁的事實(shí)表明光是一種波；光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)又用無(wú)可辯駁的事實(shí)表明光是一種粒子，由于光既有波動(dòng)性，又有粒子性，只能認(rèn)為光具有波粒二象性。但不可把光當(dāng)成宏觀(guān)觀(guān)念中的波，也不可把光當(dāng)成宏觀(guān)觀(guān)念中的粒子。少量的光子表現(xiàn)出粒子性，大量光子運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為波動(dòng)性；光在傳播時(shí)顯示波動(dòng)性，與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)，往往顯示粒子性；頻率小波長(zhǎng)大的波動(dòng)性顯著，頻率大波長(zhǎng)小的粒子性顯著。（P41 電子干涉條紋對(duì)概率波的驗(yàn)證） 2、光子的能量E=h，光子的動(dòng)量p=h/λ表示式也可以看出，光的波動(dòng)性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的粒子能量和動(dòng)量的計(jì)算式中都含有表示波的特征的物理量——頻率和波長(zhǎng)λ。 3、物質(zhì)波：1924年德布羅意（法）提出，實(shí)物粒子和光子一樣具有波動(dòng)性，任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體都有一種與之對(duì)應(yīng)的波，波長(zhǎng)λ=h / p，這種波叫物質(zhì)波，也叫德布羅意波。（P38 物質(zhì)波的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：電子的衍射圖樣；電子顯微鏡的分辨率為何遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于光學(xué)顯微鏡） 4、概率波：從光子的概念上看，光波是一種概率波。 五、原子核式模型機(jī)構(gòu) 1、1897年湯姆生（英）對(duì)陰極射線(xiàn)進(jìn)行了一系列的研究發(fā)現(xiàn)了電子，提出原子的棗糕模型，揭開(kāi)了研究原子結(jié)構(gòu)的序幕。（誰(shuí)發(fā)現(xiàn)了陰極射線(xiàn)？） 2、1909年起英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福做了α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)，即α粒子散射實(shí)驗(yàn)得到出乎意料的結(jié)果：絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)，少數(shù)α粒子卻發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)，并且有極少數(shù)α粒子偏轉(zhuǎn)角超過(guò)了90，有的甚至被彈回，偏轉(zhuǎn)角幾乎達(dá)到180。（P53 圖18.2-3） 3、盧瑟福在1911年提出原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)：在原子的中心有一個(gè)很小的核 ，叫做原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn)。這個(gè)學(xué)說(shuō)，可很好地解釋?duì)亮Ｗ由⑸鋵?shí)驗(yàn)結(jié)果，α粒子散射實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)還可以估計(jì)原子核的大?。〝?shù)量級(jí)為10-15m）和原子核的正電荷數(shù)。原子序數(shù)=核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)。 六、氫原子的光譜 1、光譜的種類(lèi)：（1）發(fā)射光譜：物質(zhì)發(fā)光直接產(chǎn)生的光譜。熾熱的固體、液體及高溫高壓氣體發(fā)光產(chǎn)生連續(xù)光譜；稀薄氣體發(fā)光產(chǎn)生線(xiàn)狀譜，不同元素的線(xiàn)狀譜線(xiàn)不同，又稱(chēng)特征譜線(xiàn)。 （2）吸收光譜：連續(xù)譜線(xiàn)中某些頻率的光被稀薄氣體吸收后產(chǎn)生的光譜，元素能發(fā)射出何種頻率的光，就相應(yīng)能吸收何種頻率的光，因此吸收光譜也可作元素的特征譜線(xiàn)。 2、氫原子的光譜是線(xiàn)狀的（這些亮線(xiàn)稱(chēng)為原子的特征譜線(xiàn)），即輻射波長(zhǎng)是分立的。 3、基爾霍夫開(kāi)創(chuàng)了光譜分析的方法：利用元素的特征譜線(xiàn)（線(xiàn)狀譜或吸收光譜）鑒別物質(zhì)的分析方法。 七、原子的能級(jí) 1、盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)跟經(jīng)典的電磁理論發(fā)生矛盾（矛盾為：a、原子是不穩(wěn)定的；b、原子光譜是連續(xù)譜），1913年玻爾（丹麥）在其基礎(chǔ)上，把普朗克的量子理論運(yùn)用到原子系統(tǒng)上，提出玻爾理論。 2、玻爾理論的假設(shè)： （1）定態(tài)假設(shè)：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量，這些狀態(tài)叫做定態(tài)。氫原子的各個(gè)定態(tài)的能量值，叫做它的能級(jí)。原子處于最低能級(jí)時(shí)電子在離核最近的軌道上運(yùn)動(dòng)，這種定態(tài)叫做基態(tài)；原子處于較高能級(jí)時(shí)電子在離核較遠(yuǎn)的軌道上運(yùn)動(dòng)的這些定態(tài)叫做激發(fā)態(tài)。 （2）軌道量子化假設(shè)：原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿不同的圓形軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)。原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道的分布也是不連續(xù)的。 （3）頻率條件（躍遷假設(shè)）：原子從一種定態(tài)（設(shè)能量為En）躍遷到另一種定態(tài)（設(shè)能量為Em）時(shí)，它輻射（或吸收）一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差決定，即 h = En - Em，（能級(jí)圖見(jiàn)3-5第58頁(yè)） 3、玻爾計(jì)算公式：rn =n2 r1 , En = E1/n2 (n=1,2,3)r1 =0.5310-10 m , E1 = -13.6eV ,分別代表第一條（即離核最近的）可能軌道的半徑和電子在這條軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量。（選定離核無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能為零，電子從離核無(wú)限遠(yuǎn)處移到任一軌道上，都是電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少，所以在任一軌道上，電子的電勢(shì)能都是負(fù)值，而且離核越近，電勢(shì)能越小。） 4、從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)放出光子；從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷時(shí)可能是吸收光子，也可能是由于碰撞（用加熱的方法，使分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，分子間的相互碰撞可以傳遞能量）。原子從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷時(shí)只能吸收一定頻率的光子；而從某一能級(jí)到被電離可以吸收能量大于或等于電離能的任何頻率的光子。 5、一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時(shí)，在躍遷到基態(tài)的過(guò)程中可能輻射出的光譜線(xiàn)條數(shù)為N=。 6、玻爾模型的成功之處在于它引入了量子概念（提出了能級(jí)和躍遷的概念，能解釋氣體導(dǎo)電時(shí)發(fā)光的機(jī)理、氫原子的線(xiàn)狀譜），局限之處在于它過(guò)多地保留了經(jīng)典理論（經(jīng)典粒子、軌道等），無(wú)法解釋復(fù)雜原子的光譜。 7、現(xiàn)代量子理論認(rèn)為電子的軌道只能用電子云來(lái)描述。 8、光譜測(cè)量發(fā)現(xiàn)原子光譜是線(xiàn)狀譜和夫蘭克—赫茲實(shí)驗(yàn)證實(shí)了原子能量的量子化（即原子中分立能級(jí)的存在） 八、原子核的組成 1、1919年盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子即氫原子核。核反應(yīng)方程： 2、盧瑟福預(yù)想到原子內(nèi)存在質(zhì)量跟質(zhì)子相等的不帶電的中性粒子，即中子。查德威克經(jīng)過(guò)研究，證明：用天α射線(xiàn)轟擊鈹時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一種看不見(jiàn)的貫穿能力很強(qiáng)（10-20厘米的鉛板）的不帶電粒子，用其轟擊石蠟時(shí)，竟能從石蠟中打出質(zhì)子，此貫穿能力極強(qiáng)的射線(xiàn)即為設(shè)想中的中子。核反應(yīng)方程 3、質(zhì)子和中子統(tǒng)稱(chēng)核子，原子核的電荷數(shù)等于其質(zhì)子數(shù)，原子核的質(zhì)量數(shù)等于其質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)的和。具有相同質(zhì)子數(shù)的原子屬于同一種元素；具有相同的質(zhì)子數(shù)和不同的中子數(shù)的原子互稱(chēng)同位素。 4、天然放射現(xiàn)象 （1）人類(lèi)認(rèn)識(shí)原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu)和它的變化規(guī)律，是從天然放射現(xiàn)象開(kāi)始的。 （2）1896年貝克勒耳發(fā)現(xiàn)放射性，在他的建議下，瑪麗居里和皮埃爾居里經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)了新元素釙和鐳。 （3）用磁場(chǎng)來(lái)研究放射線(xiàn)的性質(zhì)（圖見(jiàn)3-5第65頁(yè)）： ①α射線(xiàn)帶正電，偏轉(zhuǎn)較小，α粒子就是氦原子核，貫穿本領(lǐng)很小，電離作用很強(qiáng)，使底片感光作用很強(qiáng)；②β射線(xiàn)帶負(fù)電，偏轉(zhuǎn)較大，是高速電子流，貫穿本領(lǐng)很強(qiáng)（幾毫米的鋁板），電離作用較弱；③γ射線(xiàn)中電中性的，無(wú)偏轉(zhuǎn)，是波長(zhǎng)極短的電磁波，貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)（幾厘米的鉛板），電離作用很小。 九、原子核的衰變 半衰期 1、原子核由于放出某種粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓凶鲈雍说乃プ冸姾蓴?shù)和質(zhì)量數(shù)守恒 。在衰變中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都是守恒的（注意：質(zhì)量并不守恒。）。γ射線(xiàn)是伴隨α射線(xiàn)或β射線(xiàn)產(chǎn)生的，沒(méi)有單獨(dú)的γ衰變（γ衰變：原子核處于較高能級(jí)，輻射光子后躍遷到低能級(jí)。）。α衰變舉 例β衰變舉例 類(lèi) 型 衰變方程 規(guī) 律 衰 變 新 核：電荷數(shù)減少2 質(zhì)量數(shù)減少4 衰 變 新 核：電荷數(shù)增加 質(zhì)量數(shù)不變 在β衰變中新核子數(shù)多一個(gè)，而質(zhì)量數(shù)不變是由于反映中有一個(gè)中子變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，即：，弱相互互作用是引起衰變的原因。 2、半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時(shí)間。放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部本身的因素決定，與原子所處的物理狀態(tài)或化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)，它是對(duì)大量原子的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。 十、放射性的應(yīng)用與防護(hù) 放射性同位素 1934年，約里奧居里和伊麗芙居里 發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)α粒子轟擊的鋁片中含有放射性磷 1.與天然的放射性物質(zhì)相比，人造放射性同位素： 1、放射強(qiáng)度容易控制 2、可以制成各種需要的形狀 3、半衰期更短 4、放射性廢料容易處理 2.放射性同位素的應(yīng)用 （一）利用它的射線(xiàn) A、由于γ射線(xiàn)貫穿本領(lǐng)強(qiáng)，可以用來(lái)γ射線(xiàn)檢查金屬內(nèi)部有沒(méi)有砂眼或裂紋，所用的設(shè)備叫γ射線(xiàn)探傷儀． B、利用射線(xiàn)的穿透本領(lǐng)與物質(zhì)厚度密度的關(guān)系，來(lái)檢查各種產(chǎn)品的厚度和密封容器中液體的高度等，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制 C、利用射線(xiàn)使空氣電離而把空氣變成導(dǎo)電氣體，以消除化纖、紡織品上的靜電 D、利用射線(xiàn)照射植物，引起植物變異而培育良種，也可以利用它殺菌、治病等 （二）作為示蹤原子：用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生物研究等. 棉花在結(jié)桃、開(kāi)花的時(shí)候需要較多的磷肥，把磷肥噴在棉花葉子上，磷肥也能被吸收．但是，什么時(shí)候的吸收率最高、磷在作物體內(nèi)能存留多長(zhǎng)時(shí)間、磷在作物體內(nèi)的分布情況等，用通常的方法很難研究．如果用磷的放射性同位素制成肥料噴在棉花葉面上，然后每隔一定時(shí)間用探測(cè)器測(cè)量棉株各部位的放射性強(qiáng)度，上面的問(wèn)題就很容易解決． 用碘的同位素檢測(cè)甲狀腺疾病。 十一、核力與結(jié)合能 質(zhì)量虧損 1、核力：能夠把核中的各種核子聯(lián)系在一起的強(qiáng)大的力叫做核力． （1）核力是四種相互作用中的強(qiáng)相互作用（強(qiáng)力）的一種表現(xiàn)。 (2) 核力是短程力。約在 10-15m量級(jí)時(shí)起作用，距離大于0.810-15m時(shí)為引力, 距離超過(guò)1.510-15m時(shí)核力幾乎消失，距離小于0.810-15m時(shí)為斥力。 （3）核力具有飽和性。核子只對(duì)相鄰的少數(shù)核子產(chǎn)生較強(qiáng)的引力，而不是與核內(nèi)所有核子發(fā)生作用。 （4） 核力具有電荷無(wú)關(guān)性。對(duì)給定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，核力與核子電荷無(wú)關(guān)。 核子結(jié)合為原子核時(shí)釋放的能量或原子核分解為核子時(shí)吸收的能量叫原子核的結(jié)合能，亦稱(chēng)核能。 2、比結(jié)合能：結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱(chēng)做為比結(jié)合能。也叫平均結(jié)合能。比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定。 3、質(zhì)量虧損：原子分解為核子時(shí)，質(zhì)量增加；核子結(jié)合成原子核時(shí)，質(zhì)量減少。原子核的質(zhì)量小于組成原子核的核子的質(zhì)量之和，叫做質(zhì)量虧損 愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程：E=mc2，式中c是真空中的光速，m是物體的質(zhì)量，E是物體的能量。 核子在結(jié)合成原子核時(shí)出現(xiàn)的質(zhì)量虧損Δm，正表明它們?cè)诨ハ嘟Y(jié)合過(guò)程中放出了能量ΔE=Δmc2，常用單位: Dm用“u(原子質(zhì)量單位)” 1u=1.66056610-27kg ，1uc2=931.5MeV (表示1u 的質(zhì)量變化相當(dāng)于931.5Me V的能量改變，此結(jié)論在計(jì)算中可直接應(yīng)用) 核子組成不同的原子核時(shí)，平均每個(gè)核子的質(zhì)量虧損是不同的，所以各種原子核中核子的平均質(zhì)量不同。核子平均質(zhì)量小的，每個(gè)核子平均放的能多。鐵原子核中核子的平均質(zhì)量最小，所以鐵原子核最穩(wěn)定。凡是由平均質(zhì)量大的核，生成平均質(zhì)量小的核的核反應(yīng)都是釋放核能的。 十二、核反應(yīng)方程 1.熟記一些實(shí)驗(yàn)事實(shí)的核反應(yīng)方程式。 （1）盧瑟福用α粒子轟擊氦核打出質(zhì)子： （2）貝克勒耳和瑪麗 居里夫人發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象： α衰變： ， β衰變 ： （3） 查德威克用α粒子轟擊鈹核打出中子： （4） 伊麗芙居里發(fā)現(xiàn)正電子： ， （5） 輕核聚變： （6） 重核聚變： 2.熟記一些粒子的符號(hào):粒子（）、質(zhì)子（）、中子（）、電子（）、氘核（） 氚核（） 3.注意在核反應(yīng)方程式中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)是守恒的。 十三、重核的裂變 輕核的聚變 釋放核能的途徑——裂變和聚變 （1）裂變反應(yīng)： ①裂變：重核在一定條件下轉(zhuǎn)變成兩個(gè)中等質(zhì)量的核的反應(yīng)，叫做原子核的裂變反應(yīng)。 例如： ②鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：在裂變反應(yīng)用產(chǎn)生的中子，再被其他鈾核浮獲使反應(yīng)繼續(xù)下去。 鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件： 1、裂變物質(zhì)的體積，超過(guò)臨界體積 2、有中子進(jìn)入裂變物質(zhì) （2）聚變反應(yīng)： ①聚變反應(yīng)：輕的原子核聚合成較重的原子核的反應(yīng)，稱(chēng)為聚變反應(yīng)。 例如： ②平均每個(gè)核子放出3Mev的能量, ③聚變反應(yīng)的條件；幾百萬(wàn)攝氏度的高溫 選修3-5鞏固訓(xùn)練 動(dòng)量守恒定律 1．如圖所示，光滑水平面上靜止著一輛質(zhì)量為M的小車(chē)，小車(chē)上帶有一光滑的、半徑為R的圓弧軌道．現(xiàn)有一質(zhì)量為m的光滑小球從軌道的上端由靜止開(kāi)始釋放，下列說(shuō)法中正確的是 ( ) A．小球下滑過(guò)程中，小車(chē)和小球組成的系統(tǒng)總動(dòng)量守恒 B．小球下滑過(guò)程中，小車(chē)和小球組成的系統(tǒng)總動(dòng)量不守恒 C．小球下滑過(guò)程中，在水平方向上小車(chē)和小球組成的系統(tǒng)總動(dòng)量守恒 D．小球下滑過(guò)程中，小車(chē)和小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 光電效應(yīng) 光子說(shuō) 光電效應(yīng)方程 2．利用光子說(shuō)對(duì)光電效應(yīng)的解釋?zhuān)铝姓f(shuō)法正確的是( ) A．金屬表面的一個(gè)電子只能吸收一個(gè)光子 B．電子吸收光子后一定能從金屬表面逸出，成為光電子 C．金屬表面的一個(gè)電子吸收若干個(gè)光子，積累了足夠的能量才能從金屬表面逸出 D．無(wú)論光子能量大小如何，電子吸收光子并積累了能量后，總能逸出成為光電子 3．光電效應(yīng)的規(guī)律中，經(jīng)典波動(dòng)理論不能解釋的有 ( ) A.入射光的頻率必須大于被照射金屬的極限頻率時(shí)才能產(chǎn)生光電效應(yīng) B.光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大 C.入射光照射到金屬上時(shí)，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的，一般不超過(guò)10—9s D.當(dāng)入射光頻率大于極限頻率時(shí)，光電子數(shù)目與入射光強(qiáng)度成正比 4．如圖所示，電路中所有元件完好，但光照射到光電管上，靈敏電流計(jì)中沒(méi)有電流通過(guò)，其原因可能是 ( ) A．入射光太弱 B．入射光波長(zhǎng)太長(zhǎng) C．光照時(shí)間短 D．電源正負(fù)極接反 5．用不同頻率的紫外線(xiàn)分別照射鎢和鋅的表面而產(chǎn)生光電效應(yīng)，可得到光電子最大初動(dòng)能Ek隨入射光頻率v變化的Ek—v圖象，已知鎢的逸出功是3．28eV，鋅的逸出功是3．34eV，若將兩者的圖象分別用實(shí)線(xiàn)與虛線(xiàn)畫(huà)在同一個(gè)Ek—v圖上，則下圖中正確的是 ( ) 6．用綠光照射金屬鉀時(shí)恰能發(fā)生光電效應(yīng)，在下列情況下仍能發(fā)生光電效應(yīng)的是 ( ) A．用紅光照射金屬鉀，而且不斷增加光的強(qiáng)度 B．用較弱的紫外線(xiàn)照射金屬鉀 C．用黃光照射金屬鉀，且照射時(shí)間很長(zhǎng) D．只要入射光的波長(zhǎng)小于綠光的波長(zhǎng)，就可發(fā)生光電效應(yīng) 7．已知某金屬表面接受波長(zhǎng)為λ和2λ的單色光照射時(shí)，釋放出光電子的最大初動(dòng)能分別為30 eV和10 eV，求能使此種金屬表面產(chǎn)生光電效應(yīng)的入射光的極限波長(zhǎng)為多少？(λ為未知量) 光的波粒二象性 物質(zhì)波 概率波 8．在歷史上，最早證明了德布羅意波存在的實(shí)驗(yàn)是 ( ) A．弱光衍射實(shí)驗(yàn) B．電予束在晶體上的衍射實(shí)驗(yàn) C．弱光干涉實(shí)驗(yàn) D．以上都不正確 9．關(guān)于物質(zhì)波以下說(shuō)法正確的是 ( ) A．實(shí)物粒子具有粒子性，在任何條件下都不可能表現(xiàn)出波動(dòng)性 B．宏觀(guān)物體不存在對(duì)應(yīng)波的波長(zhǎng) C．電子在任何條件下都能表現(xiàn)出波動(dòng)性 D．微觀(guān)粒子在一定條件下能表現(xiàn)出波動(dòng)性 原子核式模型 10．對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的描述，你認(rèn)為正確的有： （　　　 ） A．實(shí)驗(yàn)器材有放射源、金箔、熒光屏、顯微鏡； B．金箔的厚度對(duì)實(shí)驗(yàn)無(wú)影響；C．如果不用金箔改用鋁箔，就不會(huì)發(fā)生散射現(xiàn)象； D．實(shí)驗(yàn)裝置放在空氣中和真空中都可以。 11、盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果（ ） A、證明了質(zhì)子的存在 B、證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的 C、說(shuō)明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核上 D、說(shuō)明原子中的電子只能在某些不連續(xù)的軌道上運(yùn)動(dòng) 12、盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)第一次顯示了（ ） A、質(zhì)子比電子重 B、質(zhì)子的全部正電荷都集中在原子核里 C、α粒子是帶正電的 D、可以用人的方法產(chǎn)生放射性現(xiàn)象 氫原子的光譜 13、關(guān)于光譜，下列說(shuō)法中正確的是( ) A、熾熱的液體發(fā)射連續(xù)光譜 B、明線(xiàn)光譜和暗線(xiàn)光譜都可以對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分析 C、太陽(yáng)光譜中的暗線(xiàn)，說(shuō)明太陽(yáng)中缺少與這些暗線(xiàn)相對(duì)應(yīng)的元素 D、發(fā)射光譜一定是連續(xù)光譜 14、對(duì)于原子光譜，下列說(shuō)法正確是（ ） A、原子光譜是不連續(xù)的 B、由于原子都是由原子核和電子組成的，所以各種原子的光譜是相同的 C、各種原子的原子結(jié)構(gòu)不同，所以各種原子的光譜也是不同的 D、分析物質(zhì)發(fā)光體的光譜，可以鑒別物質(zhì)中含那種元素 15、太陽(yáng)光譜中有許多暗線(xiàn)，他們對(duì)應(yīng)著某些元素的特征譜線(xiàn)，產(chǎn)生這些暗線(xiàn)是由于（ ） A、太陽(yáng)表面大氣中缺少相應(yīng)的元素 B、太陽(yáng)內(nèi)部缺少相應(yīng)的元素 C、太陽(yáng)表面大氣層中存在著相應(yīng)元素 D、太陽(yáng)內(nèi)部存在相應(yīng)元素 16、光譜分析所用的光譜是（ ） A、連續(xù)光譜 B、明線(xiàn)光譜C、太陽(yáng)光譜 D、以上都可以 原子的能級(jí) 17．氫原子放出一個(gè)光子后，根據(jù)玻爾理論，氫原子的( ) A．核外電子的電勢(shì)能增大 B．核外電子的動(dòng)能增大 C．核外電子的轉(zhuǎn)動(dòng)周期變大 D．氫原子的能量增大 18．對(duì)玻爾理論的評(píng)論和議論，正確的是（　　） 　　A．玻爾理論的成功，說(shuō)明經(jīng)典電磁理論不適用于原子系統(tǒng)，也說(shuō)明了電磁理論不適用于電子運(yùn)動(dòng) 　　B．玻爾理論成功地解釋了氫原子光譜的規(guī)律，為量子力學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ) 　　C．玻爾理論的成功之處是引入量子觀(guān)念 D．玻爾理論的成功之處，是它保留了經(jīng)典理論中的一些觀(guān)點(diǎn)，如電子軌道的概念 原子核的組成 19．(xx年大慶模擬)下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 ( ) A．天然放射現(xiàn)象說(shuō)明原子核內(nèi)部具有復(fù)雜結(jié)構(gòu) B．α粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明原子核內(nèi)部具有復(fù)雜結(jié)構(gòu) C．發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程是N+HeO+H D．玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論是在盧瑟福核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)上引進(jìn)了量子理論 20．β衰變中所放出的電子，來(lái)自[ ] A．原子核外內(nèi)層電子 B．原子核內(nèi)所含電子 　　C．原子核內(nèi)中子衰變?yōu)橘|(zhì)子放出的電子 　　D．原子核內(nèi)質(zhì)子衰變?yōu)橹凶臃懦龅碾娮? 21．一個(gè)钚的同位素Pu的原子核靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．某時(shí)刻該原子核垂直于磁場(chǎng)方向放射出一個(gè)α粒子，變成鈾的同位素，同時(shí)輻射出能量為E＝0.09 MeV的光子．已知钚原子核的質(zhì)量M0＝238.999655 u，α粒子的質(zhì)量m＝4.001509 u，反沖核的質(zhì)量M＝234.993470 u．取1 uc2＝931 MeV. (1)寫(xiě)出衰變的核反應(yīng)方程． (2)α粒子和反沖核的動(dòng)能各是多少？ (3)畫(huà)出α粒子和反沖核在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖． 放射性的應(yīng)用與防護(hù) 放射性同位素 22．放射性元素的衰變時(shí)遵守兩個(gè)守恒：分別為_(kāi)___________守恒，____________守恒。 23．放射性元素衰變時(shí)放射出的射線(xiàn)有____________、____________和____________，其中____________不帶電，____________帶正電，____________帶負(fù)電。 24．放射性同位素主要應(yīng)用它的__________________，以及作為_(kāi)_______________。 25．寫(xiě)出下列核反應(yīng)方程，并注明對(duì)應(yīng)的人名： 發(fā)現(xiàn)質(zhì)子：_______________________________________，________________； 發(fā)現(xiàn)中子：_______________________________________，________________； 發(fā)現(xiàn)正電子：_____________________________________，________________。 26．關(guān)于放射性同位素，下列說(shuō)法正確的是 ( ) A．放射性同位素與放射性元素一樣，都具有一定的半衰期，衰變規(guī)律一樣 B．放射性同位素衰變可以生成另一種新元素 C．放射性同位素只能是天然衰變時(shí)產(chǎn)生的，不能用人工方法測(cè)得 D．以上說(shuō)法都不對(duì) 27．關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是 ( ) A．作為示蹤原子是利用了放射性同位素貫穿能力很強(qiáng)的性質(zhì) B．作為示蹤原子是利用了放射性同位素的射線(xiàn)可以被儀器探測(cè)到的特點(diǎn) C．γ射線(xiàn)探傷是利用了γ射線(xiàn)貫穿能力很強(qiáng)的性質(zhì) D．γ射線(xiàn)探傷是利用了γ射線(xiàn)電離能力很強(qiáng)的性質(zhì) 28．下列應(yīng)用中把放射性同位素作為示蹤原子的是 ( ) A．利用鉆60治療腫瘤等疾病 B．射線(xiàn)探傷 C．利用含有放射性碘131的油，檢測(cè)地下輸油管的漏油情況 D．把含有放射性同位素的肥料施給農(nóng)作物用以檢測(cè)其吸收養(yǎng)分的情況 29．對(duì)放射性的應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是 ( ) A．放射線(xiàn)能殺傷癌細(xì)胞或阻止癌細(xì)胞分裂，所以人體可以經(jīng)常照射 B．對(duì)放射性的肥料，要裝入特制的容器并埋入深地層進(jìn)行處理 C．射線(xiàn)探傷儀中的放射源必須存放在特制容器里，而不能隨意放置 D．對(duì)可能產(chǎn)生放射性污染的場(chǎng)所或物品進(jìn)行檢測(cè)是很有必要的 30．帶電的檢測(cè)器在放射線(xiàn)的照射下電荷會(huì)很快消失，其原因是 ( ) A．射線(xiàn)的貫穿作用 B．射線(xiàn)的電離作用 C．射線(xiàn)的物理化學(xué)作用 D．以上均不正確 核力與結(jié)合能 質(zhì)量虧損 31．組成原子核的核子之間有很強(qiáng)的___________，使核子能夠克服庫(kù)侖斥力而緊密地結(jié)合在一起，這種力稱(chēng)為_(kāi)__________，它是一種強(qiáng)相互作用力。 32．自然界中原子序數(shù)較___________的原子核，其質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)大致相等；但原子序數(shù)較___________的原子核，中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多，越重的元素，兩者的差越大。 33．核子結(jié)合在一起時(shí)放出的能量或原子核分解成核子時(shí)吸收的能量稱(chēng)為原子核的____________，它與核子數(shù)的比值叫________________。在結(jié)合或分解過(guò)程中，反應(yīng)物與生成物的質(zhì)量之差叫______________。 34．已知氮核的質(zhì)量為14.00735u，氧核的質(zhì)量為17.00454u，氦核的質(zhì)量為4.00387u，質(zhì)子的質(zhì)量為1.00815u，則核反應(yīng)N＋He →O＋H是____________（填“釋能”“吸能”）反應(yīng)，能量變化了________________J。 35．已知質(zhì)子質(zhì)量mH、中子質(zhì)量mn、電子質(zhì)量me，碳12原子質(zhì)量M，則碳12原子核比結(jié)合能__________________________________________. 36．下列關(guān)于核反應(yīng)的說(shuō)法正確的是 ( ) A．愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程說(shuō)明了物體質(zhì)量就是能量，它們之間可以相互轉(zhuǎn)化 B．由質(zhì)能方程可知，能量與質(zhì)量之間存在著正比關(guān)系，可以用物體的質(zhì)量作為它所含有的能量的量度 C．核反應(yīng)中發(fā)現(xiàn)的“質(zhì)量虧損”是消失的質(zhì)量轉(zhuǎn)化成的 D．因在核反應(yīng)中產(chǎn)生能量，有質(zhì)量的轉(zhuǎn)化，所以系統(tǒng)只有質(zhì)量數(shù)守恒，系統(tǒng)的的總能量不守恒 重核的裂變 輕核的聚變 37．重核被中子轟擊后分裂成兩個(gè)質(zhì)量差不多的新原子核的過(guò)程叫_______________，反應(yīng)釋放出的中子又轟擊另一個(gè)重核……這樣的反應(yīng)一次接一次地進(jìn)行下去，這樣的過(guò)程叫________________，通常把此過(guò)程中的最小體積叫做它的___________體積，相應(yīng)的質(zhì)量叫___________質(zhì)量。 38．原子核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)也可以在人工控制下進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)了____________的可控釋放。實(shí)驗(yàn)可控的條件是控制引起鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的____________的數(shù)目，方法是在核反應(yīng)堆的___________之間插入一些鎘棒，鎘具有吸收___________的能力，當(dāng)將鎘棒插得深一些時(shí)，就能更多的_________________，從而使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度慢下來(lái)，這種鎘棒也叫_____________。 39．把兩個(gè)質(zhì)量較________的原子核結(jié)合成質(zhì)量較________的原子核的過(guò)程叫_______________，由于這種反應(yīng)需要在幾百萬(wàn)度的高溫下進(jìn)行，所以也叫_________________。 40．輕核聚變與重核裂變相比有更多的優(yōu)點(diǎn)，第一，輕核聚變產(chǎn)能效率較________；第二，地球上核聚變?nèi)剂系膬?chǔ)量______________；第三，核聚變更____________、更清潔?？茖W(xué)家設(shè)想的受控?zé)岷朔磻?yīng)有兩種方案：即______________和_______________。 41．下列核反應(yīng)中屬于輕核聚變的是 ( ) A． H＋ H → He＋ n B． Th → Pa+ e C． Be + He → C+ n D． U → Th+ H 42．關(guān)于輕核聚變，下列說(shuō)法正確的是 ( ) A．兩個(gè)輕核聚變?yōu)橹械荣|(zhì)量的原子核時(shí)釋放出能量 B．同樣質(zhì)量的物體發(fā)生聚變時(shí)放出的能量比同樣質(zhì)量的物質(zhì)裂變時(shí)釋放的能量大很多 C．聚變反應(yīng)的條件是聚變物質(zhì)的體積達(dá)到臨界體積 D．發(fā)生聚變反應(yīng)時(shí)的原子核必須有足夠大的動(dòng)能