教案3-5最终.docx
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1、【模块标题】原子物理【模块目标】目标1 识记能够记住原子物理基本概念易错点目标2 操作能够计算氢原子能级图的相关计算目标3 识别能够处理核反应方程式、计算核能目标4 识别能够处理光电效应的选择题【模块讲解】【常规讲解】1:基本概念易错点(2星)【板书整理】一、基本概念易错点1、JJ汤姆生:研究阴极射线发现电子,原子可以再分,提出枣糕模型;测量电子比荷2、密立根:油滴实验,测出电子电量3、卢瑟福:粒子散射实验,原子核式结构4、波尔:氢原子能级图5、贝克勒尔:天然放射现象,原子核有内部结构,可以再分6、和三种射线: 射线:氦核、带正电;射线:电子流、带负电;射线:光子流、电磁波 穿透性:;电离:7
2、、半衰期:与温度、浓度、压强均无关8、卢瑟福:发现质子;查德威克:发现种子;居里夫妇:发现放射性同位素易错点:原子再分vs原子核再分;阴极射线vs 射线【授课流程】步骤带着学生快速回顾板书中高频易错考点,可通过提问把所有考点过一遍,让学生把自己不熟悉的知识点记下来【参考讲解】我们首先复习原子物理的一些基本常识题,大家还记得电子是谁发现的么?是JJ汤姆生,他还做了什么事情呢?对,是枣糕模型。历史上发现电子之后,是谁利用哪个实验测出电子比荷呢?以此类推。写板书一、基本概念易错点1、JJ汤姆生:研究阴极射线发现电子,原子可以再分,提出枣糕模型;测量电子比荷2、密立根:油滴实验,测出电子电量3、卢瑟福
3、:粒子散射实验,原子核式结构4、波尔:氢原子能级图5、贝克勒尔:天然放射现象,原子核有内部结构,可以再分6、和三种射线: 射线:氦核、带正电;射线:电子流、带负电;射线:光子流、电磁波 穿透性:;电离:7、半衰期:与温度、浓度、压强均无关8、卢瑟福:发现质子;查德威克:发现种子;居里夫妇:发现放射性同位素易错点:原子再分vs原子核再分;阴极射线vs 射线配题逻辑:全国卷基本概念题乱序排放例题1. 【2014新课标II】在人类对微观世界进行探索的过程中,科学实验起到了非常重要的作用下列说法符合历史事实的是_A密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B贝克勒尔通过对天然放射现象的研究,发现了原子中存
4、在原子核C居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素D卢瑟福通过粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子E汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验,发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的,并测出了该粒子的比荷【讲解】ACE密立根通过油滴实验测出了基本电荷的电量,A项正确;卢瑟福通过粒子散射实验建立了原子核式结构模型,发现了原子中心有一个核,B、D两项错误;居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋和镭两种新元素,并因此获得了诺贝尔奖,C项正确;汤姆逊通过研究阴极射线,发现了电子,并测出了电子的比荷,E项正确练习1-1.【2011年天津】下列能揭示原子具有核式结构的实验是. 光电效应实验 B
5、. 伦琴射线的发现C. 粒子散射实验 D. 氢原子光谱的发现【讲解】C其中光电效应实验说明光具有粒子性,A选项错误;X射线(伦琴射线)的发现是19世纪末20世纪初物理学的三大发现(X射线1896年、放射线1896年、电子1897年)之一,这一发现标志着现代物理学的产生,B选项错误;氢原子光谱的发现解释了原子的稳定性以及原子光谱的分立特征,D选项错误;卢瑟福通过散射实现提出原子具有核式结构,C选项正确。练习1-2.【2015天津】物理学重视逻辑,崇尚理性,其理论总是建立在对事实观察的基础上,下列说法正确的是()A天然放射现象说明原子核内部是有结构的B电子的发现使人们认识到原子具有核式结构C粒子散
6、射实验的重要发现是电荷是量子化的D密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的【讲解】AA、天然放射现象是原子核发生衰变而产生的,说明原子核内部是有结构的,故A正确B、电子的发现使人们认识到原子具有复杂结构,但不能说明原子具有核式结构,故B错误C、粒子散射实验的重要发现是原子的核式结构,而不是电荷的量子化,故C错误D、密立根油滴实验测出了电子的电荷量,发现了电荷量的量子化,不明说明核外电子的轨道是不连续的,故D错误练习1-3.【2016天津】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
7、威克用粒子轰击 获得反冲核 ,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【讲解】ACA.根据物理学史可知,赫兹通过一系列实验,证实了麦克斯韦关于光的电磁理论;故A正确;B.查德威克用粒子轰击铍核,产生中子和碳12原子核,故B错误;C.贝克勒尔发现天然放射性现象,说明原子核有复杂结构;故C正确;D.卢瑟福通过对射线散射的研究提出了原子的核式结构模型;故D错误;故选:AC练习1-4.【2014上海】不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是. 原子中心有一个很小的原子核 B. 原子核是由质子和中子组成的C. 原子质量几乎全部
8、集中在原子核内D. 原子的正电荷全部集中在原子核内【讲解】B卢瑟福原子核式结构模型的是原子全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子内部一个很小的核上,带负电的电子绕原子核高速旋转,质量几乎忽略不计,所以可以得出选项ACD,对于原子核是由质子和中子组成的结论是涉及原子核的结构,与核式结构无关,核式结构说的是原子结构,不是原子核结构,选项B错练习1-5. 【2016上海】卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析,提出了原子内部存在()A电子B中子C质子D原子核【讲解】Da粒子散射实验现象为:绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,但有少数粒子发生了较大的偏转,并有极少数粒子的偏转超过90,有的甚至几乎达到
9、180而被反弹回来卢瑟福根据该实验现象提出了原子核式结构模型:原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外空间里绕着核旋转,故ABC错误,D正确。练习1-6.【2015上海】在粒子散射实验中,电子对粒子运动的影响可以忽略,这是因为与粒子相比,电子A电量太小 B速度太小 C体积太小 D质量太小【讲解】D在粒子散射实验中,由于电子的质量太小,电子的质量只有粒子的17300,它对粒子速度的大小和方向的影响就像灰尘对枪弹的影响,完全可以忽略。故D正确,A、B、C错误。练习1-7.【2017上海】由放射性元素放出的氦核流被称为()A阴极射线B射线C射线D射线【讲解】B天然放射性元素
10、衰变时能够放出的三种射线分别是射线,射线,射线,其中射线是氦核流,射线是电子流,射线是电磁波练习1-8.【2017上海】光子的能量与其()A频率成正比B波长成正比C速度成正比D速度平方成正比【讲解】A根据光子的能量的公式:E=h,可知,光子的能量与其频率成正比,与波长成反比,与速度无关故A正确,BCD错误练习1-9.【2017北京】2017年年初,我国研制的“大连光源”极紫外自由电子激光装置,发出了波长在100 nm(1 nm=10-9 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。大连光源因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。一个处于极紫外波段
11、的光子所具有的能量可以电离一个分子,但又不会把分子打碎。据此判断,能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量,真空光速)( )A B C D 【讲解】B能够电离一个分子的能量为E=hc=6.610343108/100109J=1.9810-18J,故B正确,A、C、D错误练习1-10.【2014新课标I】关于天然放射性,下列说法正确的是_A.所有元素都可能发生衰变B.放射性元素的半衰期与外界的温度无关C.放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D. 一个原子核在一次衰变中可同时放出、和三种射线E. 、和三种射线中,射线的穿透能力最强【讲解】BCEA、有些原子核不稳定,可以自发地衰变,但不是所
12、有元素都可能发生衰变,故A错误;B、放射性元素的半衰期由原子核决定,与外界的温度无关,故B正确;C、放射性元素的放射性与核外电子无关,故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性,故C正确;D、一个原子核在一次衰变中只能放出、和三种射线中的一种,故D错误;E、和三种射线,射线的穿透力最强,电离能力最弱,故E正确练习1-11.【2015新课标II】实物粒子和光都具有波粒二象性。下列事实中突出体现波动性的是_ A、电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样 B、射线在云室中穿过会留下清晰的径迹 C、人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构 D、人们利用电子显微镜观测物质的微观结构 E、光电效应实验中光电
13、子的最大初动能与入射角的频率有关,与入射光的强度无关【讲解】ACDA、干涉是波具有的特性,电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样,说明电子具有波动性,所以A正确;B、粒子在云室中受磁场力的作用,做的是圆周运动,与波动性无关C、可以利用慢中子衍射来研究晶体的结构,说明中子可以产生衍射现象,说明具有波动性,所以C正确;D、人们利用电子显微镜观测物质的微观结构,说明电子可以产生衍射现象,说明具有波动性,所以D正确;E、光电效应实验,根据光的电效应Ekm=h-W,可知,光电子的最大初动能与入射光的频率有关,与入射光的强度无关,只能体现粒子性,所以E错误;【常规讲解】2:氢原子能级图(4星)【板书整理
14、】二、氢原子能级图1、跃迁种类:大量vs一个2、跃迁能量: 判断:高低:放出能能量(光子);低高:吸收能量(光子) 能量计算:E=|Em-En| 【授课流程】步骤在黑板上画出能级图,讲解跃迁种类,区分一个和大量的不同,大量考的比较多步骤通过能级图讲解跃迁能量的判断和计算【参考讲解】电子在不同能级具有的能量是不同的,吸收光子则向更高的能级跃迁,从较高的能量状态向下跃迁则是释放光子。从高能级向低能级跃迁时有很多种可能性,但是单个光子只能实现其中一种可能性写板书二、氢原子能级图1、跃迁种类:大量vs一个2、跃迁能量: 判断:高低:放出能能量(光子);低高:吸收能量(光子) 能量计算:E=|Em-En
15、| 配题逻辑:跃迁种类-不同能级跃迁比较;结合其他知识例题1如图所示为氢原子的能级图,若用能量为12.75eV的光子去照射大量处于基态的氢原子,则( )A氢原子能从基态跃迁到n=4的激发态上去B有的氢原子能从基态跃迁到n=3的激发态上去C氢原子最多能发射3种波长不同的光D氢原子最多能发射6种波长不同的光【讲解】ADA、B氢原子的能级图得到,n=4的激发态与基态的能级差为 ,所以用能量为12.75eV的光子去照射大量处于基态的氢原子,氢原子能从基态跃迁到n=4的激发态上去故A正确,B错误C、D氢原子吸收光子的能量跃迁到n=4的激发态后,向低能级跃迁时,任意两个能级之间发生一次跃迁,共发射=6种波
16、长不同的光故C错误,D正确练习1-1【2018天津】氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线H、H、H和H,都是氢原子中电子从量子数n2的能级跃迁到n=2的能级时发出的光,它们在真空中的波长由长到短,可以判定()AH对应的前后能级之差最小B同一介质对H的折射率最大C同一介质中H的传播速度最大D用H照射某一金属能发生光电效应,则H也一定能【讲解】A题目已知H、H、H和H波长由长到短,可知频率HHHH,折射率HHHH,B选项错误。因频率小即为在光谱上跃迁的距离最短,前后能级之差最短,则H对应的前后能级之差最小,A选项正确。同一介质中,折射率越小,传播速度越小,则C错误。光电效应指,光线照射在金属表面时,
17、光的频率大于金属的截止频率时,金属中有电子逸出的现象,因频率H3的高能级的氢原子向n=3能级跃迁时,发出的光子能量最大为1.51eV,小于可见光的光子能量,A错误;在n=3的氢原子向n=2能级跃迁时,发出的光子能量是1.89eV,小于紫光的能量3.11eV,不是紫外线,B错误;在n=3能级的氢原子向n=1能级跃迁时,发出的光子能量是12.09eV,大于紫光的能量3.11eV,而红外线具有显著的热效应,C错误;处在n=3能级的氢原子要发生电离需要吸收大于1.51eV的能量,而可见光的光子能量的最小值大于1.51eV,所以所有可见光都能使它发生电离,D正确。答案D练习1-4氢原子的能级图如图所示,
18、大量处于n=3激发态的氢原子向基态跃迁过程所放出的光子中,只有一种光子不能使某金属A产生光电效应。则下列说法正确的是( )A不能使金属A产生光电效应的光子一定是从n=3激发态直接跃迁到基态时放出的B不能使金属A产生光电效应的光子一定是从n=2激发态直接跃迁到基态时放出的C从n=3激发态跃迁到n=2激发态时放出的光子一定不能使金属A产生光电效应D金属A逸出功一定小于1.89eV【讲解】CA、大量处于n=3激发态的氢原子向基态跃迁过程所放出的光子中,n=3跃迁到n=2辐射的光子频率最小,不能发生光电效应的即为该光子故A、B错误,C正确D、n=3跃迁到n=2辐射的光子能量为1.89eV,该光子不能使
19、金属A发生光电效应,所以金属A的逸出功一定大于1.89eV故D错误【常规讲解】3:原子核反应(5星)【板书整理】三、原子核反应1、方程式配平 质子数守恒 质量数守恒2、方程式识别 衰变:一变多 人工转变:X+He 裂变:U+n 裂变:反应物只有H3、衰变计算剩余质量: 轨迹判断:外内小新核;计算结合动量守恒 4、核能 结合能:把原子核内的核子分开所需要的能量 比结合能:结合能与核子数的比值,也叫平均结合能 计算:E =mc2【授课流程】步骤方程式的配平【参考讲解】核反应方程式最简单的考法是方程是的配平,这里只需要遵循两个原则,质子数守恒和质量数守恒,但要注意,这里方程式前后的质量是不守恒的。写
20、板书三、原子核反应1、方程式配平 质子数守恒 质量数守恒配题逻辑:例题稍难,练习较简单,快速过例题1. 【2018天津】国家大科学工程中国散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功,获得中子束流,可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台。下列核反应中放出的粒子为中子的是()A俘获一个粒子,产生并放出一个粒子B俘获一个粒子,产生 并放出一个粒子C 俘获一个质子,产生 并放出一个粒子D 俘获一个质子,产生并放出一个粒子【讲解】BA、新粒子的质量数为14+417=1,电荷数为:7+28=1,所以粒子为质子。故A错误;B、粒子的质量数为27+430=1,电荷数为:13+215=0
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