高中物理粵教版（2019）选择性必修第三册 第五章 原子与原子核 原子与原子核单元复习课 教案

第五章《原子与原子核》单元复习教学设计
〖课标要求〗
1.了解人类探索原子及其结构的历史。知道原子的核式结构模型。通过对氢原子的光谱
分析，了解原子的能级结构。
2.了解原子核的组成合核力的性质。知道四种基本相互作用。能根据质量数守恒和电荷
数守恒写出核反应方程。
3.了解放射性和原子核的衰变。知道半衰期及其统计意义。了解放射性同位素的应用，
知道放射线的危害与防护。
4.认识原子核的结合能，了解核裂变反应和核聚变反应。关注核技术应用对人类生活和
社会发展的影响。
〖高考考查点〗
1.广东卷
考试年份
考查知识点
氢原子能级
核反应
2019 年高考
2020 年高考
2021 年高考
核反应 半衰期
考查形式：选择题
高考考查的重点问题集中在氢原子能级与能级跃迁、衰变与半衰期、核反应与结合能。
2.2021 年全国各地高考试卷
高考地区
考查知识点
上海 2021 高考
北京 2021 高考
β粒子来源、α粒子散射实验、半衰期
人工核反应
1
湖北 2021 高考
核裂变、聚变
湖南 2021 高考
河北 2021 高考
放射性
同位素、半衰期
〖单元复习策略〗
1.针对广东省的高考评价要求，全面掌握原子结构和原子核的问题；
2.重点掌握原子的能级、跃迁问题和原子核的人工核反应问题；
3.关注其它的边角细节知识；
4.强化理解和解决真实情境中的原子和原子核问题。
〖单元复习教学过程〗
一、本章概述
二、知识要点及例题分析
1.原子结构问题分析
2
要点 1:对原子核式结构模型的理解
（1）α粒子散射实验现象:α粒子通过金箔时,绝大多数不发生偏转,仍沿原来的方向前进；
少数发生较大的偏转,极少数偏转角超过 90°；有的甚至被弹回,偏转角几乎达到 180°。
（2）核式结构模型: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里绕着核旋转。
要点 2:玻尔原子模型
（1）轨道假设：即轨道是量子化的,只能是某些分立的值;
（2）定态假设：即不同的轨道对应着不同的能量状态,这些状态中原子是稳定的,不向
外辐射能量;
（3）跃迁假设：即原子在不同的状态下具有不同的能量,从一个定态向另一个定态跃迁
时要辐射或吸收一定频率的光子,该光子的能量,等于这两个定态的能量差,即 hν=Em-En。
注意点：
1.跃迁条件：hν=Em-En 只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况。
2.能量变化：当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子电势能减小，电子动能增大，
原子总能量减小；反之，轨道半径增大时，原子电势能增大，电子动能减小，原子总能量增
大。
3.光谱线条数：一个处于 n 能级的氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n－1)；一
n（n－1）
群处于 n 能级的氢原子跃迁发出可能的光谱线条数 N＝Cn
2
＝
(还可以利用能级图求
2
解)。
典型例题 1
1.氢原子辐射出一个光子后 (
)
A.电子绕核旋转半径增大
C.氢原子的电势能增大
B.电子的动能增大
D.原子的能量增大
解析：根据玻尔理论可知,氢原子辐射光子后,应从离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨
道。跃迁过程中,电场力对电子做正功,故电势能减小。根据经典物理理论可知,电子绕核做
3
匀速圆周运动的向心力为核对电子的库仑力,即 ke /r
2
2
=mv /r,则 E =mv
2
/2=ke /2r,电子的轨
2 2
k
道半径减小,其动能增大。由能量转化和守恒定律可知,氢原子放出光子,辐射能量,所以原子
总能量减少。故 B 正确。
典型例题 2
2.（多选）氢原子能级如图,当氢原子从 n=3 跃迁到 n=2 的能级时,辐射光的波长为 656
nm。以下判断正确的是（
）
A.氢原子从 n=2 跃迁到 n=1 的能级时,辐射光的波长大于 656 nm
B.用波长为 325 nm 的光照射,可使氢原子从 n=1 跃迁到 n=2 的能级
C.一群处于 n=3 能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生 3 种谱线
D.用波长为 633 nm 的光照射,不能使氢原子从 n=2 跃迁到 n=3 的能级
4
要点 1:天然放射现象
（1）天然放射现象
元素自发地放出射线的现象，首先由贝克勒尔发现。天然放射现象的发现，说明原子核
具有复杂的结构。
（2）原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的质子
数。
（3）三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是α射线、β射线、γ射线。
要点 2:衰变与半衰期
（4）半衰期
放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间,叫做这种元素的半衰期。
①半衰期是由放射性元素的原子核内部本身的因素决定的,跟原子所处的物理状态(如
压强、温度等)或化学状态(如单质或化合物)无关。
②半衰期只对大量原子核衰变才有意义,因为放射性元素的衰变规律是统计规律,对少
数原子核衰变不起作用。
典型例题 3
3（多选）.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.α、β和γ三种射线中,α射线的穿透能力最强
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典型例题 4
要点 1:核力与结合能
（1）核力:核力是原子核内部核子间所特有的相互作用力。核力是强相互作用的一种表
现；核力是短程力，作用范围在 0.5×10－15m—2.0×10－15m 之内。
（2）结合能:核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时需要吸收的能量，
叫做原子核的结合能，亦称核能。
（3）比结合能:原子核的结合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均结合能。不同
原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核
越稳定。
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要点 2:裂变与聚变
典型例题 5
解析：根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可得，X 原子核中含有 92 个质子，
235 个核子，则中子数为 235－92＝143(个)，选项 A 错误；半衰期是大量原子核衰变时的统
计规律，100 个 Pu 经过 24100 年后不一定还剩余 50 个，选项 B 错误；由于衰变时释放巨大
能量，衰变过程总质量减少，选项 C 错误；衰变发出的γ射线是波长很短的光子，具有很强
的穿透能力，选项 D 正确。
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三、本章总结
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