1、高三物理复习 原子物理第 1 页 共 14 页原子物理内容 知识点 学习水平 说明原子的核式结构 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原子核的人工转变 B只要求写出简单的核反应方程，不涉及衰变定律。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物质天体的演化 A一原子11897 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 粒子轰击金箔的实验。 粒子散射实验结果：绝大多数 粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进，少数 粒子发生了较大的偏转，极少数 粒子的偏转超过了 90，有的甚至几乎达到 180，象是被
2、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 1010 米，原子核的大小约为 1015 10 14 米。 粒子散射实验高三物理复习 原子物理第 2 页 共 14 页【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 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
3、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粒子运动的可能轨迹，在图中完成中间两条粒子的运动轨迹。4 在卢瑟福的 粒子散射实验中，有少数 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 卢瑟福粒子散射实验的结果（ C ）（A）证明了质子的存在（B）证明
4、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 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
5、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）1896 年，贝克勒耳发现了天然放射现象。高三物理复习 原子物理第 3 页 共 14 页原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变。衰变过程遵循质量数守恒、电荷数守恒的规律。 衰变放射性元素放出 粒子的衰变叫做 衰变，例如：。HeThU4239028 衰变的规律是新核质量数减少 4，电荷数减少 2，新核在元素周期表中的位置向前移两位。 衰变的本质是原子核中的 2 个质子和
6、2 个中子转变为 1 个 粒子，即：2 H2 n He1042 衰变放射性元素放出 粒子的衰变叫做 衰变，例如：。ePaTh0123490 衰变的规律是新核的质量数不变，电荷数增加 1，新核在元素周期表中的位置向后移一位。 衰变的本质是原子核中的 1 个中子转变为 1 个质子和一个电子，即：n H e001 辐射放射性元素的原子核在发生 衰变或 衰变时产生的新核有的具有过多的能量 ,这时它就会辐射出 光子。因此， 射线是伴随 射线 射线产生的。、 、 射线的本质和性质由下表列出名称 本质 带电量 静止质量 速度 性质 射线 氦核流 2 6.6410-27kg（4u） 约 c110 贯穿能力较差
7、， 电离能力强 射线 电子流 1 9.11031 kg 接近 c 贯穿能力较强， 电离能力次之 射线 光子流 0 0 c 贯穿能力最强， 电离能力最弱【典型例题】9 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10关于、三种射线，下列说法中正确的是（ C ）（A）射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最强（B）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）射线一般们随着 或射线产生，它的穿透能力量强（D）射线是电磁波，它的穿透能力最弱11 下列说法正确的是（C ）（A）射线与射线都是电磁波（B）射
8、线为原子的核外电子电离后形成的电子流（C）用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期高三物理复习 原子物理第 4 页 共 14 页（D）原子核经过衰变生成新核，则新核的质量总等于原核的质量12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为射线、b为 射线 （B）a 为 射线、b为 射线（C）b为 射线、 c为射线 （D ）b为射线、c为 射线13 一置于铅盒中的放射源发射出的 、 和 射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后的空间有一匀强电场。进入电场后，射线变为 a、b 两束，射线 a
9、沿原来方向行进，射线b 发生了偏转，如图所示则图中的射线 a 为 射线，射线b 为 射线。，14图中R是一种放射性物质，它能放出 、 、 三种射线，虚线框内是竖直方向的匀强电场，LL是纸板，MM是荧光屏，实验时发现在荧光屏上只有O、P两点处有亮斑。下列说法正确的是 ( BC )（A）电场方向竖直向下，到 O点的是射线（B）电场方向竖直向上，到O点的是射线（C）电场方向竖直向上，到P点的是射线（D）电场方向竖直向下，到 P 点的是 射线15 现在，科学家们正在设法探寻“反物质” 。所谓“反物质”是由“反粒子”构成的。 “反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电量，但电荷的符号相反。据此，
10、若有反粒子，它的质量数为 ，电荷数为 。4，216 （钍）经过一系列 和 衰变，成为 （铅） ， （ ABD ）Th2390 Pb208（A）铅核比钍核少8个质子（ B）铅核比钍核少16个中子（C）共经过4次衰变和6次衰变（D ）共经过6次 衰变和4次衰变17 放射性元素 Th经过 次衰变和 次 衰变成为稳定元素 Pb。6，42390 20818 天然放射性元素 Th（钍）经过一系形 衰变和衰变之后，变成 Pb（铅） 。下列论断中正确的82是（ BD ）（A）铅核比钍核少24个中子 （B）铅核比钍核少8个质子（C）衰变过程中共有4次衰变和8次衰变（D ）衰变过程中共有 6次衰变和4次衰变19
11、U衰变为 Ra要经过m次衰变和n次衰变，则m，n分别为（ B ）239286（A）2，4 （B）4，2 （C）4，6 （D）16，620 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经过6次衰变后的产物是 Fm。由此，可AZ 25310在判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是（D ）（A）124，259 （B）124，265 （C）112，265 （D）112，27721铀裂变的产物之一氪90（ Kr）是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90（ Zr） ，这些9036 904衰变是（
12、 B ）（A）1次衰变，6次衰变 （B）4 次衰变（C）2次 衰变 （D ）2次衰变，2次衰变高三物理复习 原子物理第 5 页 共 14 页22下列说法正确的是（BC ）（A） Ra衰变为 Rn要经过 1次 衰变和1次衰变（B） U衰变为 Pa要经过1次衰变和1次 衰变268286 23892349（C） Th衰变为 Pb要经过6次衰变和4次衰变（D） U 衰变为 Rn 要经过4次衰变和4次 衰39002 286变23本题中用大写字母代表原子核。E经 衰变成为F ，再经 衰变成为G，再经衰变成为H。上述系列衰变可记为下式： G 另一系列衰变如下： SRQP已知P是F的同位素，则（ B ）（A）
13、Q是G的同位素，R是H 的同位素（B ）R是E的同位素，S是F的同位素（C）R是G的同位素， S是H的同位素（D）Q 是E的同位素， R是F的同位素2半衰期半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间。放射性元素衰变的快慢是由核内部本身的因素决定的，而跟原子所处的物理状态和化学状态无关。mm 0Tt21【典型例题】24 完成核反应方程： Th Pa 。2349091Th变为 Pa的半衰期是12分钟，则64克 Th经过60分钟还有 克尚未衰变。 e，22349023491 23490 0125 若元素A的半衰期为4天，元素B的半衰期为5天，则相同质量的A和B，经过20天后，剩下的质量之比m
14、 A：m B为（ ）（A）30：31 （B）31：30 （C）1：2 （D ）2：126放射性同位素 Na的样品经过6小时后还剩1/8没有衰变，它的半衰期是（ A ）241（A）2小时 （B）1.5小时 （C ）1.17小时 （D ）0.75小时27 （1990上海）设某放射性同位素A 的半衰期为T，另一种放射性同位素B的半衰期为T/2。在初始时刻，A的原子核数目为N 0，B的原子核数目为4N 0，则（ B ）（A）经过时间T，A、B的原子核数目都等于 N0/2（B）经过时间2T，A、B的原子核数目都等于N 0/4（C）经过时间3T，A、B的原子核数目都等于 N0/8（D）经过时间4T，A、B
15、的原子核数目都等于N 0/1628 氡222衰变为钋218的半衰期为3.8天。20克氡222经7.6天后还剩下（D ）（A）10克 （B）5克 （C）2.6克 （D）1.25克29 放射性元素铋 210 的半衰期是 5 天。10 克的铋 210 经过 10 天后还剩下 克。2.530 14C是一种半衰期为 5730年的放射性同位素，若考古工作者探测到某古木中 14C的含量为原来的1/4，则该古树死亡时间距今大约（ B ）（A）22920年 （B）11460 年 （C ）5730年 （ D）2865年31放射性元素的原子核在 衰变或 衰变生成新原子核时，往往会同时伴随着 辐射。已知A、B 两种放
16、射性元素的半衰期分别为 T1 和 T2，t T 1T2 时间后测得这两种放射性元素的质量相等，那高三物理复习 原子物理第 6 页 共 14 页么它们原来的质量之比 mAm B 。，2T 2T 13原子核的人工转变用人工方法使原子核发生变化叫做原子核的人工转变。一般可利用天然放射性元素所放出的高速粒子去轰击其他元素的原子核，使原子核发生变化。（1）质子的发现（英国卢瑟福） HOeN178427（2）中子的发现（查得威克） nCHeB102649【典型例题】32下列说法中正确的是（ CD ）（A）玛丽居里首先提出原子的核式结构（B）卢瑟福在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
17、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33卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，核反应方程为 ，下列说法中正HONe178142确的是（ AC ）（A）通过此实验发现了质子（B）实验中利用了放射源放出的射线（C）实验中利用了放射源放出的 射线（D）原子核在人工转变过程中，电荷数可能不守恒高三物理复习 原子物理第 7 页 共 14 页341919 年卢瑟福通过如图所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现 。图中 A 为放射源发出的 粒子，B 为 气。完成该实验的下列核反应方程 O 。质子， ，氮， H N O H178 42178135如图所示为查德
18、威克实验示意图，天然放射性元素钋（Po）放出的 射线轰击铍核时产生粒子流A，用粒子流 A 轰击石腊时会打出粒子流 B，则（ A ） 。（A）A 是中子，B 是质子（B ）A 是质子，B 是中子（C）A 是 射线，B 是中子（D ）A 是中子，B 是 射线36 在核反应方程 He N O（X ）的括弧中， X所代表的粒子是（ 42178A）（A） H （B） H （C） e （D ） n121011037 在下列的四个方程中，x 1、x 2、x 3和x 4各代表某种粒子 U n Sr Xe3x 1 Hx 2 He n2359109538141310 U Thx 3 Mg He Alx 48242
19、473以下判断正确的是（AC ）（A）x 1是中子 （B）x 2是质子 （C）x 3是 粒子 （D）x 4是氘核38 某原子核 X吸收一个中子后，放出一个电子，分裂为两个粒子。由此可知（A ）Z（A）A7，Z3 （B）A7，Z4 （C ）A 8，Z3 （D）A8，Z439 （1997全国）在下列核反应方程中，x代表质子的方程是 （BC ）（A） Al He Px（ B） N He Ox213430151742178（C） H nx （D） Hx He n031040 下列核反应或核衰变方程中，符号“X ”表示中子的是（ AC ）（A） Be He CX （B） N He OX94216 147
20、2178（C） Hg n Pt2 HX （D） U NpX080781394原子核的组成原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子。核子之间存在相互吸引的核力。原子核的电荷数就等于它的质子数，也就是原子序数。中子数则是核的质量数和核电荷数之差。具有相同质子数和不同中子数的原子互称同位素。例如氢原子的同位素“氘” 和“氚” 。H2131【典型例题】41 下列说法中正确的是（A ）高三物理复习 原子物理第 8 页 共 14 页（A）质子与中子的质量不等，但质量数相等（B）两个质子间，不管距离如何，核力总是大于库仑力（C）同一种元素的原子核有相同的质量数，但中子数可以不同（D）除万有引力外，两个中
21、子之间不存在其它相互作用力42 目前普通认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成。u夸克带电量为2e/3，d夸克带电量为e/3，e 为基元电荷。下列论断可能正确的是（ B ）（A）质子由1个u夸克和1个 d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成（B）质子由2个u夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成（C）质子由1个u夸克和2个d 夸克组成，中子由2个u夸克和1个d夸克组成（D）质子由2个u夸克和1个 d夸克组成，中子由1个u夸克和1个d夸克组成三宇宙与天体演化1地球和月亮（1）地球是半径为 6378km、质量为 6.01024kg 的行星，它以 30km/
22、s 的平均速度绕太阳公转，并且又在自转。（2）月球：半径约为地球的 、质量约为地球的 ，是地球的一颗卫星。月球的表面有许多环形山、13.7 181高地和月海。月球也在自转，月球对地球潮汐（朝夕）的影响较大。2太阳和行星（1）太阳是一颗自己能发光、发热的气态星球（称为恒星） ，直径约为 1.4106km、总质量约为 2 1030kg。太阳内部正在进行由氢聚合成氦的热核反应，释放出大量的能量，太阳每秒钟辐射的能量达到 41026J。（2）太阳系有九大行星，水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星。在太阳的引力作用下，各行星几乎在一个平面内绕太阳公转，距离太阳越近的行星，公转速度越
23、大，周期越小。3银河系和河外星系（1）星系：星系是由宇宙中一大群恒星、大量气体和尘埃组成的物质系统，宇宙中的星系估计达 1000亿个以上，银河系就是其中的一个。银河系以外的星系称为河外星系。星系的形状大致可以分为：旋涡星系、椭圆星系和不规则星系。（2）银河系：是一种旋涡星系，太阳系现在正处于其中一条旋臂的边缘，从侧面看去银河系像一个圆盘，直径大约为 10 万光年(1y)。4宇宙（1）所有的空间及其中的万物称为宇宙。我们观察遥远天体就等于在观察宇宙的过去，就可以研究天体的演化。（2）每个星系都在与其他星系远离，距离越远的星系退行的速度越大，这意味着宇宙在膨胀，根据这一现象，推算出宇宙在 100
24、亿200 亿年前由高温、高密度状态发生了一次大爆炸，形成了现在的宇宙。5恒星的种类（1）根据体积分类：超巨星、巨星、中型星、白矮星、中子星。（2）根据温度分类：根据观察到的恒星的颜色可以确定它们表面的温度。（3）根据亮度分类：恒星的亮度与恒星的体积、温度以及它们到地球的距离有关。我们根据地球上所见到的星体的亮度来划分等第称为视星等。6恒星的演化（1）诞生：宇宙中的星云在引力作用下不断收缩，形成原恒星，继续收缩，引力能转变为内能，其内部温度升高引发了核反应，形成恒星。（2）存在期：质量大的恒星寿命反而较短。高三物理复习 原子物理第 9 页 共 14 页（3）死亡期：恒星燃料耗尽后其核心不再释放能
25、量，核心开始收缩，而外部开始膨胀，于是恒星就变成一颗红色的巨星或超巨星。若其外层部分漂流进太空中，留下的蓝白色的恒星内核就变成一颗白矮星；若巨星或超巨星突然发生爆炸，形成超新星，外层物质继续扩散到太空中，成为星云的组成部分，而后这些星云会收缩成为一颗新的恒星。【典型例题】43如图所示为拍到的月食照片，这一现象很好地说明了 ，如图所示为北极星附近的星星长时间曝光的照片，它又很好地说明了 。44太阳系有 大行星，它们在太阳的引力作用下，几乎在 内绕太阳公转，距离太阳越近的行星，公转速度越 。45从地球上看月球，总是看到相同的一些月海，这是因为（d ） 。（A）月球总是以同一个面对着地球（B）月球没
26、有自转（C）月球自转周期与地球自转周期相同（D）月球自转周期与月球绕地球公转的周期相同46太阳中蕴藏着大量 元素，它内部正进行着剧烈的 ，释放出大量的能量。47太阳系的内行星有 、 、 、 和 ，外行星有 、 、 、 和 。48仙女座星系是人们能用肉眼看到的最遥远的天体，距地球约 200 万光年，但由于光速有限，你看到来自那里的光线，实际上已经在太空中行进了 年，因此观察遥远的天体就等于在观察 。宇宙很大，所以计算天体间的距离时常用 作为单位，它等于 m。49一颗恒星的寿命取决于它的质量，质量大的恒星虽然可以燃烧的核燃料较多，但它 ，所以寿命 。试利用图估算，一颗质量为太阳 2 倍的恒星的寿命
27、约为 。50关于恒星的演化，以下说法中正确的是（ ） 。（A）星云在引力作用下不断收缩，内部温度升高引发了核反应，恒星就形成了（B）恒星燃料耗尽后外层开始膨胀，变成巨星或超巨星（C）小恒星燃料耗尽后会收缩成密度极高的白矮星（D）超巨星爆炸后外层物质会扩散到太空中成为星云，内部物质形成新的恒星1、卢瑟福利用 粒子轰击金箔的诗眼研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是（ ）高三物理复习 原子物理第 10 页 共 14 页【正确选项】D2当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时 C(A)锌板带负电 (B)有正离子从锌板逸出(C)有电子从锌板逸出 (D)锌板会吸附空气中的正离子3白光通过双缝后产
28、生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的 D(A)传播速度不同 (B)强度不同 (C)振动方向不同 (D)频率不同7在一个 原子核衰变为一个 原子核的过程中，发生 衰变的次数为 A2389U2068Pb(A)6 次 (B)10 次 (C)22 次 (D)32 次9小行星绕恒星运动，恒星均匀地向四周辐射能量，质量缓慢减小，可认为小行星在绕恒星运动一周的过程中近似做圆周运动。则经过足够长的时间后，小行星运动的 A(A)半径变大 (B)速率变大 (C)角速度变大 (D)加速度变大1、下列电磁波中，波长最长的是 A(A)无线电波 (B)红外线 (C)紫外线 (D) 射线2、核反应方程 中的 X 表示 D(A)质子 (B)电子 (C)光子 (D)中子3、不熊用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是(A)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)原子质量几乎全部集中在原子核内(D)原子的正电荷全部集中在原子核内5、链式反应中，重核裂变时放出的可以使裂变不断进行下去的粒子是 B(A)质子 (B)中子 (C) 粒子 (D) 粒子6、在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是 C(A)光电效应是瞬时发生的 (B)所有金属都存在极限颇率(C)光电流随着入射光增强而变大 (D)入射光频率越大，光电子最大初动能越大1X 射线 B
