“原子和原子核"考点聚焦
注重考查近代物理。是近几年高考命题的一个显著特点。命题者往往将这部分知识和现代科技进展联系起来一考查应试者采集信息、处理信息、综合应用知识解决问题的综合素质,体现了高考物理与时俱进、学以致用的鲜明时代特色。“原子和原子核考点”因而成为近几年高考的热点,现对本章考点导析,以期对2005年考生有所裨益。
1.与原子结构模型相关问题
[例1] (2001年上海物理卷)卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有 ( )
A.原子的中心有个核,叫原子核
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的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
解析:卢瑟福原子核式结构理论的主要内容是:在原子的中心有一个很小的核,叫原子核。原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里。带负电的电子在核外绕着核旋转。由此可知A、C、D选项正确。
2. 原子的能级跃迁问题
[例2](2004年江苏物理卷)若原子的某内层电子被电离形成空位,其它层的电子跃迁到该空位上时。会将多余的能量以电磁辐射的形式释放出去。此电磁辐射就是原子的特征X射线。内层空位的产生有多种机制。其中的一种称为内转换,即原子中处于激发态的核跃迁回基态时。将跃迁时释放的能量交给某一内层电子,使此内层电子电离而形成空位(被电离的电子称为内转换电子)。
的原子核从某一激发态回到基态时,可将能量交给内层电子(如K、L、M 层电子。K、L、M 标记原子中最靠近核的三个电子层)使其电离。实验测得从
原子的K、L、M 层电离出的电子的动能分别为EK=1.323MeV、ELl.399MeV、EM=l .4l 2MeV, 则可发射出特征射线的能量为 ( )
A.0.0l3MeV B.0.0l 7MeV
C.0.076MeV D.0.093 MleV
解析:由题分析可知,电离后产生的电子动能在数值上等于与原子所处的激发态能级对应,即EK=1.323MeV、ELl.399MeV、EM=l .4l 2MeV。当发生能级跃迁时。释放的X射线的能量可能EL-EK=0.076MeV 、 EM-EK=0.013MeV、EM-EL=0.089MeV 所以选项中A、C正确。
3.电磁场中的核衰变问题
(1)磁场中的衰变
静止核在磁场中自发衰变,其轨迹为两相切圆。α衰变两圆外切,β衰变两圆内切。根据r=mv/qB知,半径小的为新核,半径大的为α或β粒子。
①α衰变
【例3】 图1为静止的原子核在磁场中发生衰变后的轨迹。半径之比为45:l,两带电粒子回旋运动的动能之比为ll 7:2。求①两带电粒子的回旋周期之比;② 写出衰变方程。
解析:① 由两圆外切可知,此为α衰变,且大圆a为α粒子的径迹。再由

② 新核Z=90,A=234。所以衰变前Z=92,A=238,故核衰变方程为:
② β衰变
[例4](1994年上海卷)如图2所示,在匀强磁场中的A 点有一静止的原子核.它发生的是 衰变时,射出的粒子及新核做如图所示的轨迹的圆周运动。据此可以确定发生衰变后新核的运动方向向 ,若两圆半径之比为44:1.则这个放射性元素的原子序数是 。

解析:因为衰变前原子核静止,根据动量守恒定律,所以衰变后射出的粒子和新核的运动方向必定相反,如图2所示。又因为射出的粒子和新核衰变后向同侧偏转形成内切圆,所以开始运动时两粒子所受洛仑兹力的方向相同,而速度方向相反,因此射出的粒子和新核必定为异种电荷,即射出的粒子必定为β粒子由左手定则可知,新核的运动方向向右。设这个元素的原子序数为Z,衰变后β粒子半径为r1, 质量为m 1,速度大小为 v1,产生新核的半径为r2质量为m 2,速度大小为v2,根据动量守恒定律得:m 1v1-m 2v2=0
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代人数据,得Z=43
(2)电磁场中的衰变

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