(北京专用)202x届高考物理一轮复习专题十六原子与原子核
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高考物理一轮复习专题训练—原子和原子核
高考物理一轮复习专题训练—原子和原子核一、原子结构1.原子的核式结构(1)1909～1911年，英籍物理学家卢瑟福进行了α粒子散射实验，提出了原子核式结构模型。
(2)α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞了回来”，如图1所示。
图1(3)原子的核式结构模型：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动。
2.氢原子光谱(1)光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱。
(2)光谱分类(3)氢原子光谱的实验规律：巴耳末系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝R(122－1n2)(n＝3，4，5，…，R是里德伯常量，R＝1.10×107m－1)。
(4)光谱分析：利用每种原子都有自己的特征谱线可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分，且灵敏度很高。
在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义。
3.玻尔理论(1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。
(2)跃迁：电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会放出能量为hν的光子，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝E m－E n。
(h 是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s)(3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应。
原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的。
4.氢原子的能级图，如图2所示图2【自测1】(2020·天津卷，1)在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。
下列图示的实验中导致发现原子具有核式结构的是()答案D解析发现原子具有核式结构的是卢瑟福的α粒子轰击金箔发生散射的实验，选项D正确。
北京专用版高考物理大一轮复习 专题十六 原子物理与原子核物理练习.docx
专题十六原子物理与原子核物理挖命题【考情探究】分析解读本专题内容是选修3-5模块的两个重要内容之一,由原来的选考内容改为必考内容,命题难度不大,但考点较多,主要包括光电效应、氢原子能级、氢原子光谱、原子结构和原子核。
复习时应注重四个问题:一是精读教材,熟练掌握教材内容,重视课后习题;二是重视与现代科技相联系的题目;三是把重点放在光电效应、氢原子能级跃迁规律、核反应方程的书写及结合能和质量亏损的计算上;四是动量守恒定律在核反应过程中的应用。
【真题典例】考点一原子物理1.卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析,提出了()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 答案 A2.许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的,因此光谱研究是探索原子结构的一条重要途径。
利用氢气放电管可以获得氢原子光谱,根据玻尔理论可以很好地解释氢原子光谱的产生机理。
已知氢原子的基态能量为E 1,激发态能量为E n =E1E 2,其中n=2,3,4,…。
1885年,巴耳末对当时已知的在可见光区的四条谱线做了分析,发现这些谱线的波长能够用一个公式表示,这个公式写做1E =R(122-1E 2),n=3,4,5,…。
式中R 叫做里德伯常量,这个公式称为巴耳末公式。
用h 表示普朗克常量,c 表示真空中的光速,则里德伯常量R 可以表示为( )A.-E 12EEB.E 12EEC.-E 1EED.E1EE答案 C 考点二 原子核3.用中子(01n)轰击铝27(1327Al),产生钠24(1124Na)和X,则X 是( ) A.电子 B.质子 C.正电子 D.α粒子 答案 D4.关于α、β、γ三种射线,下列说法正确的是( ) A.三种射线都带电 B.三种射线都是电磁波 C.α射线的电离能力最强 D.β射线的穿透能力最强 答案 C5.碳12的原子核是由6个质子和6个中子构成的,各质子之间存在着三种相互作用力,万有引力、库仑力和核力。
北京专用2020版高考物理大一轮复习专题十六原子物理与原子核物理练习20190323318.docx
A N俘获一个α粒子,产生 O并放出一个粒子
B Al俘获一个α粒子,产生 P并放出一个粒子
C B俘获一个质子,产生 Be并放出一个粒子
D Li俘获一个质子,产生 He并放出一个粒子
答案 B
4.(2017课标Ⅰ,17,6分)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应方程是: H→ n。已知 H的质量为2.0136u He的质量为3.0150u n的质量为1.0087u,1u=931MeV/c2。氘核聚变反应中释放的核能约为( )
3
物质观念
2018北京理综,13,6分
3
能量观念
核能的释放
2014北京理综,14,6分
4
个重要内容之一,由原来的选考内容改为必考内容,命题难度不大,但考点较多,主要包括光电效应、氢原子能级、氢原子光谱、原子结构和原子核。
复习时应注重四个问题:一是精读教材,熟练掌握教材内容,重视课后习题;二是重视与现代科技相联系的题目;三是把重点放在光电效应、氢原子能级跃迁规律、核反应方程的书写及结合能和质量亏损的计算上;四是动量守恒定律在核反应过程中的应用。
A.红、青—蓝B.黄、绿
C.红、紫D.青—蓝、紫
答案 A
2.1885年瑞士的中学教师巴耳末发现,氢原子光谱中可见光部分的四条谱线的波长可归纳成一个简单的经验公式 =R( - ),n为大于2的整数,R为里德伯常量。1913年,丹麦物理学家玻尔受到巴耳末公式的启发,同时还吸取了普朗克的量子假说、爱因斯坦的光子假说和卢瑟福的核式结构原子模型,提出了自己的原子理论。根据玻尔理论,推导出了氢原子光谱谱线的波长公式 =R( - ),m与n都是正整数,且n>m。当m取定一个数值时,不同数值的n得出的谱线属于同一个线系。如:
B Al俘获一个α粒子,产生 P并放出一个粒子
C B俘获一个质子,产生 Be并放出一个粒子
D Li俘获一个质子,产生 He并放出一个粒子
答案 B
4.(2017课标Ⅰ,17,6分)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应方程是: H→ n。已知 H的质量为2.0136u He的质量为3.0150u n的质量为1.0087u,1u=931MeV/c2。氘核聚变反应中释放的核能约为( )
3
物质观念
2018北京理综,13,6分
3
能量观念
核能的释放
2014北京理综,14,6分
4
个重要内容之一,由原来的选考内容改为必考内容,命题难度不大,但考点较多,主要包括光电效应、氢原子能级、氢原子光谱、原子结构和原子核。
复习时应注重四个问题:一是精读教材,熟练掌握教材内容,重视课后习题;二是重视与现代科技相联系的题目;三是把重点放在光电效应、氢原子能级跃迁规律、核反应方程的书写及结合能和质量亏损的计算上;四是动量守恒定律在核反应过程中的应用。
A.红、青—蓝B.黄、绿
C.红、紫D.青—蓝、紫
答案 A
2.1885年瑞士的中学教师巴耳末发现,氢原子光谱中可见光部分的四条谱线的波长可归纳成一个简单的经验公式 =R( - ),n为大于2的整数,R为里德伯常量。1913年,丹麦物理学家玻尔受到巴耳末公式的启发,同时还吸取了普朗克的量子假说、爱因斯坦的光子假说和卢瑟福的核式结构原子模型,提出了自己的原子理论。根据玻尔理论,推导出了氢原子光谱谱线的波长公式 =R( - ),m与n都是正整数,且n>m。当m取定一个数值时,不同数值的n得出的谱线属于同一个线系。如:
高考一轮物理总复习第章《原子与原子核》章末总结ppt课件
2.关于核反应 原子核的变化叫核反应，常见的核反应有：衰变、 人工转变、裂变和聚变等几种类型.不论是哪种类型的 核反应，都遵守质量数守恒和电荷数守恒，这是写核 反应方程的重要依据.但是，写核反应方程时，应以实 验事实为依据，而不能仅仅根据这两个守恒随意去写 实际上不存在的核反应. 需要特别注意的是，核反应通常是不可逆的，方 程中只能用箭头符号“→”来连接，并指示反应的方 向，而不能用“＝”连接核反应方程. 核反应过程通常伴有巨大的能量转化.释放核能 的主要途径有：重核的裂变和轻核的聚变.
D.改用频率大于 ν 的光照射，光电子的最大初动 能变大
【解析】增大入射光强度，单位时间内照射到单 位面积的光电子数增加，则光电流将增大，故选项 A 正确；光电效应是否发生取决于照射光的频率，而与 照射强度无关，故选项 B 错误.用频率为 ν 的光照射光 电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时， 若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应， 选项 C 错误；根据 hν－W 逸＝12mv2 可知，增加照射光 频率，光电子的最大初动能也增大，故选项 D 正确.
【答案】ABC
4.(2014 北京)质子、中子和氘核的质量分别为 m1、 m2 和 m3，当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放 的能量是(c 表示真空中的光速)( )
A.(m1＋m2－m3)c B.(m1－m2－m3)c C.(m1＋m2－m3)c2 D.(m1－m2－m3)c2
【解析】本题考查质能方程，对于Δm 的计算是 关键.
1.对原子核的认识 认识原子当中有个核是从α粒子散射实验开始的，卢 瑟福从α粒子散射现象中提出了原子的核式结构学说，指 出在原子中存在一个很小的核；卢瑟福利用α粒子轰击氮 核得到了质子，查德威克用实验证实在原子核中除了质子 外，还有中子，从而确定了原子核是由质子和中子组成的； 天然放射现象的发现又说明了原子核也有复杂的结构，而 且原子核还能够按照一定的规律发生变化.
2024版高考物理一轮复习教材基础练第十六章原子物理第3讲原子核教学课件
2
1
由题图可知从 = 3到 = 3113Sn恰好衰变了一半,根据半衰期的定义可知半衰期为T=182.4 d-67.3 d=115.1 d。
0
0
知识点103
教材素材变式原子核的衰变和半衰期
4. 两种放射性元素的半衰期分别为t0和2t0,在t=0时刻这两种元素的原子核总数为N,在t=2t0时刻,尚未衰变的原子
90 Th经过多次α衰变和β衰变,最终变成稳定的 82 Pb,则关于此衰变过程,下列说法正确的是
A.α衰变的次数为4次
B.β衰变的次数为6次
C.衰变过程中产生的α粒子比β粒子在空气中传播得近
D.某次衰变中,会同时放出一个α粒子和β粒子
答案
5.C 设此衰变过程经过m次α衰变和n次β衰变,则衰变方程为 23290 Th→
电。有关核反应,下列说法正确的是
A.目前核能发电利用的是核聚变,氢弹利用的是核裂变的链式反应原理
B.核潜艇的动力装置是核反应堆,核反应堆中用镉棒控制核裂变的反应速度
C.核电站反应堆中会发生链式反应,当铀块的体积小于临界体积时就会发生链式反应
D.原子核必须在超高温下才能发生聚变,说明核聚变过程需要吸收能量
0
14
6 C→X+−1 e。则下列说法正确的是
A.新核X比 14
6 C少了一个中子
B.被检测者发烧时会促使β衰变加快,导致检测不准
14
C.若有2个 14
6 C原子,则经过5 730年后就一定会有1个 6 C发生衰变
D.衰变产生的β粒子可能是来自药物化学反应中得失的电子
知识点103
教材素材变式原子核的衰变和半衰期
教材素材变式原子核的衰变和半衰期
2. 幽门螺杆菌很容易诱发肠胃疾病,临床上常用的检测方法之一是做碳14(614 C)呼气试验。被检测者口服含被标
北京专用高考物理总复习第十六章第2讲原子核物理精练含解析
第2讲原子核物理A组基础巩固1.(2018海淀零模)关于天然放射性,下列说法正确的是( )B.放射性元素的半衰期与外界的温度有关,温度越高半衰期越短D.机场、车站进行安检时,能发现箱内危险物品,是利用了α射线较强的穿透能力答案 C 天然放射现象说明原子核可分,A错;半衰期与外界温度无关,B错;机场、车站利用X射线穿透物品进行安检,D错误。
2.(2018东城一模)下列核反应方程中,属于核聚变的是( )A.92238U→90234Th+24HeB.90234Th→91234Pa+-10eC.12H+13H→24He+01nD.92235U+01n→56144Ba+3689Kr+301n答案 C A项属于α衰变,B项属于β衰变,D项属于核裂变。
3.(2018西城一模)下列核反应方程中,属于β衰变的是( )A.90234Th→91234Pa+-10eB.12H+13H→24He+01nC.92238U→90234Th+24HeD.714N+24He→817O+11H答案 A A是β衰变方程。
B是轻核聚变方程。
C是α衰变方程。
D是人工转变发现质子的方程。
4.(2018西城二模)碳12的原子核是由6个质子和6个中子构成的,各质子之间存在着三种相互作用力:万有引力、库仑力和核力。
这三种相互作用力的大小由弱到强的顺序是( )A.万有引力、库仑力、核力B.万有引力、核力、库仑力C.库仑力、万有引力、核力D.核力、万有引力、库仑力答案 A 质子带正电荷,中子不带电,因此,原子核中的粒子之间必须有一个强大的引力才能将它们结合在一起,否则质子间的库仑力会使原子核裂开,这个强大的引力不可能是万有引力,因为质子间的库仑力比万有引力大许多。
而能将原子核中的核子结合在一起的力是核力,核力比库仑力大。
5.(2018朝阳二模)关于α、β、γ三种射线,下列说法正确的是( )答案 C α射线是高速氦核流,β射线是高速电子流。
γ射线是电磁波。
(北京专用)高考物理总复习第十六章第2讲原子核物理课件
2.重核裂变
重核裂变是重核分裂成④
中等质量
的核的反应过程,如
:
2 9
3 2
5
1 0
136 54
U 9 0 38
n0
1 0
Xe
Sr+1
n。
由于中子的增值使裂变反应能持续地进行的过程称为⑤ 链式 反
应。发生链式反应的条件是:裂变物质的体积⑥ 大于或等于 临界
体积。
3.轻核聚变
轻核聚变是⑦
轻核
结合成⑧
负
弱
强
e
0.99c
γ射线
中
最弱
极强
光子
c
实质 氦核流 电子流 光子流
2.α衰变和β衰变的比较
衰变类型
α衰变
衰变方程
衰变实质
2个质子和2个中子结合成一个整体
β衰变 中子转化为质子和电子
衰变规律
电荷数守恒、质量数守恒
【情景素材·教师备用】 三种射线的穿透能力
1-1 (2015北京理综,14,6分)下列核反应方程中,属于α衰变的是
X YZA +1 ⑧
e0
1
3.半衰期:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。半衰期由
原子核内部的因素决定,跟原子所处的⑨ 物理 、化学状态无关。
二、原子核的人工转变和核能的释放
1.人工转变 一种原子核在其他粒子作用下变成另一种原子核的变化称为人工转
变。利用人工转变,人们发现了质子、中子,认识了原子结构。 重要的核反应方程式有:
质量较大
的核的反应过程,如
:
2 1
H
3 1
H
H42 e
n10 。
发生聚变反应的条件是:超高温(几百万摄氏度以上)——热核反应。
高考物理一轮复习专题训练：原子物理与原子核物理共67页
高考物理一轮复习专题训来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
•
27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
•
29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
•
30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
理与原子核物理
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
Thank you
•
27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
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29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
•
30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
理与原子核物理
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
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高考物理一轮复习课件原子和原子核
利用盖革-米勒计数器测量半衰期方法介绍
准备盖革-米勒计数器，了解其工作原理和使用方法。
将放射性物质样本放置在盖革-米勒计数器中，启动计 数器并记录实验数据。
选择合适的放射性物质样本，了解其半衰期和放射性特 性。
根据实验数据绘制放射性衰变曲线，计算半衰期并分析 结果。
结合生活实际，开展创新性课题研究活动建议
衰变过程中能量守恒定律应用
01
02
03
04
衰变过程中能量守恒定律指出 ，衰变前后系统的总能量保持
不变。
α衰变和β衰变都会释放能量 ，这些能量以射线的形式放出
。
γ衰变释放的能量以高能光子 的形式放出。
根据能量守恒定律，可以计算 衰变过程中释放的能量以及新
核的激发能等。
射线性质及其检测方法
射线具有穿透性、电离性和荧光性等性质。
原子光谱与激光原理
原子光谱
是由原子中的电子在能量变化时 所发射或吸收的一系列波长的光 所组成的光谱。每一种原子的光 谱都不同，遂称为特征光谱。
激光原理
光与物质的相互作用，实质上是 组成物质的微观粒子吸收或辐射 光子，同时改变自身运动状况的 表现。
CHAPTER 02
原子核组成与性质
原子核组成及同位素概念
原子核由质子和中子组成，质 子带正电，中子不带电。
同位素是指质子数相同而中子 数不同的核素，具有相同的化 学性质但不同的物理性质。
同位素在自然界中广泛存在， 如氢的同位素有氕、氘、氚三 种。
放射性衰变类型及规律
01
放射性衰变是指原子核自发地放出射线并转变为另一种核 素的过程。
02
常见的放射性衰变类型有α衰变、β衰变和γ衰变。
03
2025年高考物理一轮复习(新人教版)第16章第2讲 原子结构 原子核
判断 正误
1.三种射线按穿透能力由强到弱的排列顺序是γ射线、β射线、
α射线.( √ ) 2.β衰变中的电子来源于原子核外电子.( × ) 3.发生β衰变时，新核的电荷数不变.( × )
4.如果现在有100个某放射性元素的原子核，那么经过一个半衰
期后还剩50个.( × )
例 4 (2022·全国甲卷·17)两种放射性元素的半衰期分别为 t0 和 2t0，在 t
核反应及核能的计算
梳理 必备知识
1.核反应的四种类型
类型 衰 α衰变 变 β衰变
可控性 自发 自发
人工转变 人工控制
核反应方程典例 23982U→23940Th＋_42H__e_ 23940Th→23941Pa＋－01e 147N＋42He→ 178O ＋11H (卢瑟福发现质子) 42He＋94Be→126C＋10n (查德威克发现中子)
由于从n＝3跃迁到n＝4需要吸收的光子能量为 ΔE2＝1.51 eV－0.85 eV＝0.66 eV，所以用0.85 eV 的光子照射，不能使氢原子跃迁到n＝4激发态， 故D错误.
原子核的衰变及半衰期
梳理 必备知识
1.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 . 2.天然放射现象 放射性元素 自发 地发出射线的现象，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.
例2 (2022·重庆卷·6)如图为氢原子的能级示意图.已知蓝光光子的能量
范围为2.53～2.76 eV，紫光光子的能量范围为2.76～3.10 eV.若使处于基
态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，
则激发氢原子的光子能量为
A.10.20 eV
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高考物理 (北京市选考专用)
专题十六 原子与原子核
五年高考
考点一 原子结构
A组 自主命题·北京卷题组
1.(2016北京理综,13,6分)处于n=3能级的大量氢原子,向低能级跃迁时,辐射光的频率有 ( ) A.1种 B.2种 C.3种 D.4种 答案 C 处于能级为n的大量氢原子向低能级跃迁能辐射光的种类为C2n ,所以处于n=3能级 的大量氢原子向低能级跃迁,辐射光的频率有 C32=3种,故C项正确。 考查点 能级跃迁。 方法归纳 利用能级图,结合排列组合的知识,把氢原子从高能级向低能级跃迁释放光子种类 的规律总结明白,并不断强化。
r2 r
的动能Ek= ke2 ,即轨道半径越大,动能越小,故选项D正确。
2r
精品ppt
考点二 原子核物理
A组 自主命题·北京卷题组
1.(2018北京理综,13,6分)在核反应方程
4 2HeFra bibliotek174
N
187
O+X中,X表示的是
(
)
A.质子 B.中子
C.电子 D.α粒子
答案 A 本题考查核反应方程。由核反应中质量数和电荷数均守恒,可判断X为质子 11H,故 选项A正确。
(131 53
I)β衰变的方程是
(
)
A
.131
53
I
127 51
Sb
4 2
He
B
.131
53
I
131 54
Xe
0 1
e
C
.131
精品ppt
2.(2015北京理综,14,6分)下列核反应方程中,属于α衰变的是 ( )
A.174
N
4 2
He
187
O
11
H
C.12 H 13 H 42 He 10 n
B
.238
92
U
234 90
Th
42
He
D
.234
90
Th
234 91
Pa
01
e
答案 B A项属于原子核的人工转变,B项属于α衰变,C项属于聚变反应,D项属于β衰变。
精品ppt
答案 D 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应(核聚变反应),所以选项A错误。汤 姆孙发现电子,说明带负电的电子是原子的一部分,因此原子是可分的,并且应该有一定的结 构;又因为电子带负电,而原子呈电中性,所以原子中一定还有带正电的部分。在此后,由卢瑟 福通过α粒子散射实验,根据极少数α粒子几乎被反向弹回,而推断出原子的核式结构,因此选项 B错误。光照射到金属表面上时能否发生光电效应,取决于入射光的能量(E=hν),光的频率越 高(波长越短),其能量越大,越可能在金属表面发生光电效应。因此,一束光照射到某金属上不 能发生光电效应,是由于这束光的能量较小,即频率较小(波长较长),所以选项C错误。氢原子 的核外电子在从离核较近的轨道跃迁到离核较远的轨道过程中,需要吸收一定的能量,所以核 外电子离核越远,原子的总能量越大。设电子的质量为m,电荷量为e,其与原子核之间的距离 为r 时,电子绕核运动的速度大小为v ,则根据库仑定律和牛顿第二定律有 ke2 = mv2 ,所以电子
B.(m1-m2-m3)c D.(m1-m2-m3)c2
答案
C
此核反应方程为
1 1
H10
n12
H,根据爱因斯坦质能方程得ΔE=Δm·c2=(m1+m2-m3)c2,C正确。
考查点 质能方程。
思路点拨 质量亏损是反应物的总质量减去生成物的总质量。
5.(2011北京理综,13,6分)表示放射性元素碘131
思路点拨 衰变过程动量守恒;衰变后的粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力由洛伦 兹力提供。
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4.(2014北京理综,14,6分)质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3。当一个质子和一个中 子结合成氘核时,释放的能量是(c表示真空中的光速) ( )
A.(m1+m2-m3)c C.(m1+m2-m3)c2
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C组 教师专用题组
4.(2007北京理综,14,6分)下列说法正确的是 ( ) A.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应 B.汤姆孙发现电子,表明原子具有核式结构 C.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,是因为该束光的波长太短 D.按照玻尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减 小,原子总能量增加
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B组 统一命题·课标卷题组
3.(2019课标Ⅰ,14,6分)氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63 eV~ 3.10 eV的光为可见光。要使处于基态(n=1)的氢原子被激发后可辐射出可 见光光子,最少应给氢原子提供的能量为 ( ) A.12.09 eV B.10.20 eV C.1.89 eV D.1.51 eV
考查点 核反应方程。
思路点拨 α衰变是放出α粒子的过程。
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3.(2015北京理综,17,6分)实验观察到,静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变,衰变产生的 新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动,运动方向和轨迹示意如图。则 ( ) A.轨迹1是电子的,磁场方向垂直纸面向外 B.轨迹2是电子的,磁场方向垂直纸面向外 C.轨迹1是新核的,磁场方向垂直纸面向里 D.轨迹2是新核的,磁场方向垂直纸面向里
答案 D 由静止的原子核发生β衰变后产生的新核和电子做匀速圆周运动的方向相反及原
子核衰变前后动量守恒得meve-m核v核=0,粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径r=
mv qB
,因为qe<q核,
所以re>r核,故轨迹1是电子的,轨迹2是新核的,根据左手定则可判定磁场方向垂直纸面向里,故D
项正确。
考查点 衰变、动量守恒、匀速圆周运动。
答案 A 本题考查原子的能级跃迁问题,体现了模型建构的核心素养。 由题图数据分析可知,只有氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光子能量在可见光光子 能量范围内,所以处于基态(n=1)的氢原子最少也要跃迁到n=3能级,氢原子吸收的能量最少为 ΔE=E3-E1=12.09 eV,故选A。 易错警示 本题易错选C,没有注意到氢原子原本处于“基态(n=1)”。
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2.(2012北京理综,13,6分)一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级,该氢原子 ( ) A.放出光子,能量增加 B.放出光子,能量减少 C.吸收光子,能量增加 D.吸收光子,能量减少 答案 B 根据玻尔原子理论知,氢原子从高能级n=3向低能级n=2跃迁时,将以光子形式放出 能量,放出光子后原子能量减少,故B选项正确。
专题十六 原子与原子核
五年高考
考点一 原子结构
A组 自主命题·北京卷题组
1.(2016北京理综,13,6分)处于n=3能级的大量氢原子,向低能级跃迁时,辐射光的频率有 ( ) A.1种 B.2种 C.3种 D.4种 答案 C 处于能级为n的大量氢原子向低能级跃迁能辐射光的种类为C2n ,所以处于n=3能级 的大量氢原子向低能级跃迁,辐射光的频率有 C32=3种,故C项正确。 考查点 能级跃迁。 方法归纳 利用能级图,结合排列组合的知识,把氢原子从高能级向低能级跃迁释放光子种类 的规律总结明白,并不断强化。
r2 r
的动能Ek= ke2 ,即轨道半径越大,动能越小,故选项D正确。
2r
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考点二 原子核物理
A组 自主命题·北京卷题组
1.(2018北京理综,13,6分)在核反应方程
4 2HeFra bibliotek174
N
187
O+X中,X表示的是
(
)
A.质子 B.中子
C.电子 D.α粒子
答案 A 本题考查核反应方程。由核反应中质量数和电荷数均守恒,可判断X为质子 11H,故 选项A正确。
(131 53
I)β衰变的方程是
(
)
A
.131
53
I
127 51
Sb
4 2
He
B
.131
53
I
131 54
Xe
0 1
e
C
.131
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2.(2015北京理综,14,6分)下列核反应方程中,属于α衰变的是 ( )
A.174
N
4 2
He
187
O
11
H
C.12 H 13 H 42 He 10 n
B
.238
92
U
234 90
Th
42
He
D
.234
90
Th
234 91
Pa
01
e
答案 B A项属于原子核的人工转变,B项属于α衰变,C项属于聚变反应,D项属于β衰变。
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答案 D 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应(核聚变反应),所以选项A错误。汤 姆孙发现电子,说明带负电的电子是原子的一部分,因此原子是可分的,并且应该有一定的结 构;又因为电子带负电,而原子呈电中性,所以原子中一定还有带正电的部分。在此后,由卢瑟 福通过α粒子散射实验,根据极少数α粒子几乎被反向弹回,而推断出原子的核式结构,因此选项 B错误。光照射到金属表面上时能否发生光电效应,取决于入射光的能量(E=hν),光的频率越 高(波长越短),其能量越大,越可能在金属表面发生光电效应。因此,一束光照射到某金属上不 能发生光电效应,是由于这束光的能量较小,即频率较小(波长较长),所以选项C错误。氢原子 的核外电子在从离核较近的轨道跃迁到离核较远的轨道过程中,需要吸收一定的能量,所以核 外电子离核越远,原子的总能量越大。设电子的质量为m,电荷量为e,其与原子核之间的距离 为r 时,电子绕核运动的速度大小为v ,则根据库仑定律和牛顿第二定律有 ke2 = mv2 ,所以电子
B.(m1-m2-m3)c D.(m1-m2-m3)c2
答案
C
此核反应方程为
1 1
H10
n12
H,根据爱因斯坦质能方程得ΔE=Δm·c2=(m1+m2-m3)c2,C正确。
考查点 质能方程。
思路点拨 质量亏损是反应物的总质量减去生成物的总质量。
5.(2011北京理综,13,6分)表示放射性元素碘131
思路点拨 衰变过程动量守恒;衰变后的粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力由洛伦 兹力提供。
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4.(2014北京理综,14,6分)质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3。当一个质子和一个中 子结合成氘核时,释放的能量是(c表示真空中的光速) ( )
A.(m1+m2-m3)c C.(m1+m2-m3)c2
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C组 教师专用题组
4.(2007北京理综,14,6分)下列说法正确的是 ( ) A.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应 B.汤姆孙发现电子,表明原子具有核式结构 C.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,是因为该束光的波长太短 D.按照玻尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减 小,原子总能量增加
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B组 统一命题·课标卷题组
3.(2019课标Ⅰ,14,6分)氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63 eV~ 3.10 eV的光为可见光。要使处于基态(n=1)的氢原子被激发后可辐射出可 见光光子,最少应给氢原子提供的能量为 ( ) A.12.09 eV B.10.20 eV C.1.89 eV D.1.51 eV
考查点 核反应方程。
思路点拨 α衰变是放出α粒子的过程。
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3.(2015北京理综,17,6分)实验观察到,静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变,衰变产生的 新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动,运动方向和轨迹示意如图。则 ( ) A.轨迹1是电子的,磁场方向垂直纸面向外 B.轨迹2是电子的,磁场方向垂直纸面向外 C.轨迹1是新核的,磁场方向垂直纸面向里 D.轨迹2是新核的,磁场方向垂直纸面向里
答案 D 由静止的原子核发生β衰变后产生的新核和电子做匀速圆周运动的方向相反及原
子核衰变前后动量守恒得meve-m核v核=0,粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径r=
mv qB
,因为qe<q核,
所以re>r核,故轨迹1是电子的,轨迹2是新核的,根据左手定则可判定磁场方向垂直纸面向里,故D
项正确。
考查点 衰变、动量守恒、匀速圆周运动。
答案 A 本题考查原子的能级跃迁问题,体现了模型建构的核心素养。 由题图数据分析可知,只有氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光子能量在可见光光子 能量范围内,所以处于基态(n=1)的氢原子最少也要跃迁到n=3能级,氢原子吸收的能量最少为 ΔE=E3-E1=12.09 eV,故选A。 易错警示 本题易错选C,没有注意到氢原子原本处于“基态(n=1)”。
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2.(2012北京理综,13,6分)一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级,该氢原子 ( ) A.放出光子,能量增加 B.放出光子,能量减少 C.吸收光子,能量增加 D.吸收光子,能量减少 答案 B 根据玻尔原子理论知,氢原子从高能级n=3向低能级n=2跃迁时,将以光子形式放出 能量,放出光子后原子能量减少,故B选项正确。