2019版高考物理總復習 第十二章 波粒二象性 原子結構和原子核 基礎課2 原子結構 原子核學案

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1、基礎課2原子結構原子核知識排查原子結構1.電子的發(fā)現：英國物理學家湯姆孫發(fā)現了電子。2.原子的核式結構(1)粒子散射實驗：19091911年，英國物理學家盧瑟福和他的助手進行了用粒子轟擊金箔的實驗，實驗發(fā)現絕大多數粒子穿過金箔后基本上仍沿原來方向前進，但有少數粒子發(fā)生了大角度偏轉，偏轉的角度甚至大于90，也就是說它們幾乎被“撞”了回來。(如圖1所示)圖1(2)原子的核式結構模型：在原子中心有一個很小的核，原子全部的正電荷和幾乎全部質量都集中在核里，帶負電的電子在核外空間繞核旋轉。氫原子光譜1.光譜：用光柵或棱鏡可以把各種顏色的光按波長展開，獲得光的波長(頻率)和強度分布的記錄，即光譜。2.光譜

2、分類3.氫原子光譜的實驗規(guī)律：巴耳末系是氫光譜在可見光區(qū)的譜線，其波長公式R，(n3，4，5，R是里德伯常量，R1.10107 m1)。4.光譜分析：利用每種原子都有自己的特征譜線可以用來鑒別物質和確定物質的組成成分，且靈敏度很高。在發(fā)現和鑒別化學元素上有著重大的意義。氫原子的能級、能級公式1.理爾理論(1)定態(tài)：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運動，但并不向外輻射能量。(2)躍遷：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩個定態(tài)的能量差決定，即hEmEn。(h是普朗克常量，h6.631034 Js)(3)軌道

3、：原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運動相對應。原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的。2.氫原子的能級、能級公式(1)氫原子的能級能級圖如圖2所示圖2(2)氫原子的能級和軌道半徑氫原子的能級公式：EnE1 (n1，2，3，)，其中E1為基態(tài)能量，其數值為E113.6 eV。氫原子的半徑公式：rnn2r1 (n1，2，3，)，其中r1為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑，其數值為r10.531010 m。原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期、放射性同位素1.原子核的組成：原子核是由質子和中子組成的，原子核的電荷數等于核內的質子數。2.天然放射現象元素自發(fā)地放出射線的現象，首先

4、由貝克勒爾發(fā)現。天然放射現象的發(fā)現，說明原子核具有復雜的結構。3.放射性同位素的應用與防護(1)放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素兩類，放射性同位素的化學性質相同。(2)應用：消除靜電、工業(yè)探傷、做示蹤原子等。(3)防護：防止放射性對人體組織的傷害。4.原子核的衰變(1)衰變：原子核放出粒子或粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變。(2)分類衰變：XYHe如：UThHe；衰變：XYe如：ThPae；(3)半衰期：放射性元素的原子核有半數發(fā)生衰變所需的時間。半衰期由原子核內部的因素決定，跟原子所處的物理、化學狀態(tài)無關。核力和核能1.核力原子核內部，核子間所特有的相互作用力。

5、2.核能(1)核子在結合成原子核時出現質量虧損m，其對應的能量Emc2。(2)原子核分解成核子時要吸收一定的能量，相應的質量增加m，吸收的能量為Emc2。裂變反應和聚變反應、裂變反應堆 核反應方程1.重核裂變(1)定義：質量數較大的原子核受到高能粒子的轟擊而分裂成幾個質量數較小的原子核的過程。(2)典型的裂變反應方程：UnKrBa3n。(3)鏈式反應：重核裂變產生的中子使裂變反應一代接一代繼續(xù)下去的過程。(4)臨界體積和臨界質量：裂變物質能夠發(fā)生鏈式反應的最小體積及其相應的質量。(5)裂變的應用：原子彈、核反應堆。(6)反應堆構造：核燃料、減速劑、鎘棒、防護層。2.輕核聚變(1)定義：兩個輕核

6、結合成質量較大的核的反應過程。輕核聚變反應必須在高溫下進行，因此又叫熱核反應。(2)典型的聚變反應方程：HHHen17.6 MeV小題速練1.(多選)從粒子散射實驗結果出發(fā)推出的結論，其中正確的是()A.金原子內部大部分都是空的B.金原子是一個球體C.湯姆孫的原子模型不符合原子結構的實際情況D.原子核的半徑的數量級是1015 m解析粒子散射實驗結果表明，絕大多數粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進，但有少數粒子發(fā)生了較大角度的偏轉，并有極少數粒子的偏轉角度超過90，有的甚至幾乎被反彈回來，則從粒子散射實驗結果出發(fā)推出的結論有金原子內部大部分都是空的，湯姆孫的原子模型不符合原子結構的實際情況，原子核

7、的半徑的數量級是1015 m，不能說明金原子是球體，選項A、C、D正確。答案ACD2.(2018湖南衡陽模擬)下列有關氫原子光譜的說法正確的是()A.氫原子的發(fā)射光譜是連續(xù)譜B.氫原子光譜說明氫原子只發(fā)出特定頻率的光C.氫原子光譜說明氫原子能量是連續(xù)的D.氫原子光譜線的頻率與氫原子能級的能量差無關解析由于氫原子發(fā)射的光子的能量EEnEmE1E1E1，所以發(fā)射的光子的能量值E是不連續(xù)的，只能是一些特定頻率的譜線，故選項A錯誤，B正確；由于氫原子的軌道是不連續(xù)的，根據玻爾原子理論知氫原子的能級也是不連續(xù)的，即是分立的，故選項C錯誤；當氫原子從較高軌道第n能級躍遷到較低軌道第m能級時，發(fā)射的光子的能

8、量為EEnEmh，顯然n、m的取值不同，發(fā)射光子的頻率就不同，故氫原子光譜線的頻率與氫原子能級的能量差有關，選項D錯誤。答案B3.(2017上海單科)由放射性元素放出的氦核流被稱為()A.陰極射線B.射線C.射線 D.射線解析本題考查天然放射現象。在天然放射現象中，放出、三種射線，其中射線屬于氦核流，選項B正確。答案B4.(2017上海單科)在同位素氫、氘、氚的核內具有相同的()A.核子數 B.電子數C.中子數 D.質子數解析本題考查對同位素的認識。同位素是指在原子核中的質子數相同而中子數不同的元素，故氫、氘、氚的核內具有相同的質子數，選項D正確。答案D5.(多選)關于核衰變和核反應的類型，下

9、列表述正確的是()A.UThHe是衰變B.NHeOH是衰變C.HHHen是輕核聚變D.SeKr2e是重核裂變答案AC6.(2018高考領航沖刺卷)已知真空中的光速c3.0108 m/s，下列說法正確的是()A.鉍210的半衰期是5天，經過10天，32個鉍210衰變后還剩下8個B.用中子轟擊鈾核的核反應方程為UnBaKr3n，屬于原子核的衰變C.若核反應nHH釋放出2.2 MeV能量，該過程質量虧損為3.91030 kgD.某原子核X吸收一個中子后，放出一個電子，最后分裂為兩個粒子，則A7，Z2解析半衰期是針對大量原子核的衰變行為的統計規(guī)律，少數原子核不適用此規(guī)律，選項A錯誤；UnBaKr3n是

10、原子核的裂變，選項B錯誤；根據Emc2，可得m3.91030 kg，選項C正確；根據質量數和電荷數守恒可知A18，Z14，則A7，Z3，選項D錯誤。答案C7.根據所給圖片結合課本相關知識，下列說法正確的是()圖3A.圖3甲是電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣，證明電子具有粒子性B.圖乙是利用不同氣體制成的五顏六色的霓虹燈，原因是各種氣體原子的能級不同，躍遷時發(fā)射光子的能量不同，光子的頻率不同C.圖丙是工業(yè)上使用的用射線檢測金屬板厚度的裝置，在、三種射線中，最有可能使用的射線是射線D.圖丁是原子核的比結合能與質量數A的關系圖象，由圖可知中等大小的核的比結合能最大，即(核反應中)平均每個核子的質量虧損最小

11、解析題圖甲是電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣，證明電子具有波動性，選項A錯誤；題圖乙是利用不同氣體制成的五顏六色的霓虹燈，原因是各種氣體原子的能級不同，躍遷時發(fā)射光子的能量不同，光子的頻率不同，選項B正確；題圖丙是工業(yè)上使用的用射線檢測金屬板厚度的裝置，在、三種射線中，由于射線穿透能力最強，最有可能使用的射線是射線，選項C錯誤；題圖丁是原子核的比結合能與質量數A的關系圖象，可知中等大小的核的比結合能最大，即在核子結合成原子核時平均每個核子釋放的能量最大，平均每個核子的質量虧損最大，選項D錯誤。答案B原子的核式結構玻爾理論1.定態(tài)間的躍遷滿足能級差(1)從低能級(n小)高能級(n大)吸收能量。hEn大

12、En小(2)從高能級(n大)低能級(n小)放出能量。hEn大En小2電離電離態(tài)：n，E0基態(tài)電離態(tài)：E吸0(13.6 eV)13.6 eV電離能。n2電離態(tài)：E吸0E23.4 eV如吸收能量足夠大，克服電離能后，獲得自由的電子還攜帶動能。1.一個氫原子從n3能級躍遷到n2能級，該氫原子 ()A.放出光子，能量增加 B.放出光子，能量減少C.吸收光子，能量增加 D.吸收光子，能量減少解析 氫原子從高能級向低能級躍遷時，放出光子，能量減少，故選項B正確，A、C、D錯誤。答案B2.如圖4所示為氫原子的能級圖，圖中a、b、c、d對應氫原子的四次躍遷，已知可見光光子的能量范圍為1.613.10 eV，關

13、于四次躍遷，下列說法正確的是()圖4A.經歷a躍遷，氫原子吸收的光子能量為0.66 eVB.經歷b躍遷，氫原子的軌道半徑增大，原子核外電子的動能增大C.經歷c躍遷，氫原子放出的光子是可見光光子D.經歷d躍遷后，再用可見光照射躍遷后的氫原子，可使氫原子發(fā)生電離解析經歷a躍遷，氫原子從高能級向低能級躍遷時輻射出的光子的能量為0.66 eV，選項A錯誤；經歷b躍遷，氫原子吸收能量，軌道半徑增大，但核外電子的動能會減小，選項B錯誤；經歷c躍遷，氫原子輻射出的光子的能量為0.97 eV，則該光子不是可見光光子，選項C錯誤；經歷d躍遷后，躍遷后的氫原子的電離能為1.51 eV，因此用可見光光子照射可使其電

14、離，選項D正確。答案D3.(2018北京東城區(qū)一模)如圖5是氫原子的能級圖。一個氫原子從n4的能級向低能級躍遷，則以下判斷正確的是()圖5A.該氫原子最多可輻射出6種不同頻率的光子B.該氫原子躍遷到基態(tài)時需要吸收12.75 eV的能量C.該氫原子只有吸收0.85 eV的光子時才能電離D.該氫原子向低能級躍遷時，向外輻射的光子的能量是特定值解析本題研究的是單個氫原子，單個處于n能級的氫原子向低能級躍遷時最多可輻射出n1條不同頻率的光子，故該氫原子向低能級躍遷時最多可輻射出3種不同頻率的光子，選項A錯誤；該氫原子躍遷到基態(tài)時需要釋放0.85 eV(13.6 eV)12.75 eV的能量，選項B錯誤

15、；只要吸收的光子的能量大于0.85 eV，該氫原子就能電離，選項C錯誤；氫原子向低能級躍遷時，向外輻射的光子的能量等于兩能級的能量差，此能量差為一特定值，選項D正確。答案D解答氫原子能級圖與原子躍遷問題應注意(1)能級之間發(fā)生躍遷時放出(吸收)光子的頻率由hEmEn求得。若求波長可由公式c求得。(2)一個氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數最多為(n1)。(3)一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數的兩種求解方法。用數學中的組合知識求解：NC。利用能級圖求解：在氫原子能級圖中將氫原子躍遷的各種可能情況一一畫出，然后相加。原子核的衰變、半衰期1.衰變規(guī)律及實質(1)衰變和衰變的比較衰變類型衰變衰變衰變方程

16、XYHeXYe衰變實質2個質子和2個中子結合成一個整體射出中子轉化為質子和電子2H2nHenHe勻強磁場中軌跡形狀衰變規(guī)律電荷數守恒、質量數守恒(2)射線：射線經常是伴隨著衰變或衰變同時產生的。2.三種射線的成分和性質名稱構成符號電荷量質量電離能力貫穿本領射線氦核He2e4 u最強最弱射線電子ee u較強較強射線光子00最弱最強3.半衰期的理解半衰期的公式：N余N原，m余m原。式中N原、m原表示衰變前的放射性元素的原子數和質量，N余、m余表示衰變后尚未發(fā)生衰變的放射性元素的原子數和質量，t表示衰變時間，表示半衰期。1.(多選)關于天然放射性，下列說法正確的是()A.所有元素都可能發(fā)生衰變B.放

17、射性元素的半衰期與外界的溫度無關C.放射性元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性D.、和三種射線中，射線的穿透能力最強解析原子序號大于等于83的元素都能發(fā)生衰變，原子序數小于83的有的也能發(fā)生衰變，選項A錯誤；半衰期由原子核內部的結構決定，與外界溫度無關，選項B正確；放射性來自于原子核內部，與其形成的化合物無關，選項C正確；、三種射線中，射線能量最高，穿透能力最強，選項D正確。答案BCD2.(2017全國卷，15)一靜止的鈾核放出一個粒子衰變成釷核，衰變方程為UThHe，下列說法正確的是()A.衰變后釷核的動能等于粒子的動能B.衰變后釷核的動量大小等于粒子的動量大小C.鈾核的半衰期等于其放出一

18、個粒子所經歷的時間D.衰變后粒子與釷核的質量之和等于衰變前鈾核的質量解析靜止的鈾核在衰變過程中，滿足動量守恒的條件，根據動量守恒定律得pThp0，即釷核的動量和粒 子的動量大小相等，方向相反，選項B正確；根據Ek可知，選項A錯誤；半衰期的定義是統計規(guī)律，對于一個粒子不適用，選項C錯誤；鈾核在衰變過程中，伴隨著一定的能量放出，即衰變過程中有一定的質量虧損，故衰變后粒子與釷核的質量之和小于衰變前鈾核的質量，選項D錯誤。答案B3.某核電站遭受嚴重破壞，產生了嚴重的核泄漏，從核電站周圍一定范圍內的空氣中和核電站排出的廢水中分別檢測出了放射性物質碘131和钚239，嚴重危及了人們的生命安全。已知該核電站

19、采用的是重水反應堆，用U(鈾)吸收中子后生成Pu(钚)，碘131的半衰期為8天，下列說法正確的是()A.排出的廢水中的钚239是鈾核裂變的生成物B.若U吸收中子后變成U，U很不穩(wěn)定，則經過2次衰變后變成PuC.核電站的核廢料可直接堆放在露天垃圾場D.碘131的半衰期只有8天，因此16天后會全部消失解析裂變是重核生成幾個中等質量原子核的過程，鈾238的質量數比钚239的小，因此钚不是鈾核裂變的生成物，選項A錯誤；發(fā)生衰變時質量數不發(fā)生改變，根據電荷數守恒可知U發(fā)生2次衰變后變成Pu，選項B正確；核電站的核廢料中具有很多的放射性物質，不可以直接堆在露天垃圾場，選項C錯誤；碘131的半衰期是8天，它

20、是一個統計規(guī)律，大量的碘131在8天后會剩一半，16天后會剩四分之一，因此選項D錯誤。答案B4.(2018湖北省襄陽市調研)(多選)靜止在勻強磁場中的U核發(fā)生衰變，產生一個未知粒子X，它們在磁場中的運動徑跡如圖6所示，下列說法正確的是()圖6A.該核反應方程為UXHeB.粒子和粒子X在磁場中做圓周運動時轉動方向相同C.軌跡1、2分別是粒子、X粒子的運動徑跡D.粒子、X粒子運動徑跡半徑之比為451解析顯然選項A中核反應方程正確，A正確；U核靜止，根據動量守恒可知粒子和X新核速度方向相反，又都帶正電，則轉動方向相同，選項B正確；根據動量守恒可知粒子和X新核的動量大小p相等，由帶電粒子在磁場中運動半

21、徑公式R可知軌道半徑R與其所帶電荷量成反比，半徑之比為451，選項C錯誤，D正確。答案ABD核反應方程與核能的計算1.核反應的四種類型類型可控性核反應方程典例衰變衰變自發(fā)UThHe衰變自發(fā)ThPae人工轉變人工控制NHeOH(盧瑟福發(fā)現質子)HeBeCn(查德威克發(fā)現中子)AlHePn約里奧居里夫婦發(fā)現放射性同位素，同時發(fā)現正電子PSie重核裂變比較容易進行人工控制UnBaKr3nUnXeSr10n輕核聚變很難控制HHHen2.核能的計算方法(1)根據Emc2計算時，m的單位是“kg”，c的單位是“m/s”，E的單位是“J”。(2)根據Em931.5 MeV計算時，m的單位是“u”，E的單位是

22、“MeV”。(3)根據核子比結合能來計算核能：原子核的結合能核子比結合能核子數。1.(2018山西省重點中學聯考)四個核反應方程分別為：UnSrXe10n；UThHe；LinHeH4.9 MeV；HHHen17.6 MeV。下列說法正確的是()A.都是重核鈾的同位素的核反應，故都是重核的裂變反應B.反應前都有一個中子，故都是原子核的人工轉變C.生成物中都有氦核，故都是衰變反應D.比放出的能量少，說明比質量虧損得少解析是重核的裂變反應，是衰變反應，選項A錯誤；是原子核的人工轉變，是輕核的聚變反應，選項B、C錯誤；比放出的能量少，根據愛因斯坦質能方程可知，比質量虧損得少，故選項D正確。答案D2.2

23、017江蘇單科，12C(1)(多選)原子核的比結合能曲線如圖7所示。根據該曲線，下列判斷正確的有()圖7A.He核的結合能約為14 MeVB.He核比Li核更穩(wěn)定C.兩個H核結合成He核時釋放能量D.92U核中核子的平均結合能比Kr核中的大解析由圖象可知He核的結合能約為28 MeV，選項A錯誤；He核比Li核的比結合能大，故He核比Li核穩(wěn)定，選項B正確；兩個H核結合成He核時比結合能增大，釋放能量，選項C正確； U的平均結合能比Kr核中的小，選項D錯誤。答案BC3.(2017全國卷，17)大科學工程“人造太陽”主要是將氘核聚變反應釋放的能量用來發(fā)電。氘核聚變反應方程是：HHHen。已知H的

24、質量為2.013 6 u，He的質量為3.015 0 u，n的質量為1.008 7 u，1 u931 MeV/c2。氘核聚變反應中釋放的核能約為()A.3.7 MeV B.3.3 MeVC.2.7 MeV D.0.93 MeV解析根據質能方程，釋放的核能Emc2，m2mHmHemn0.003 5 u，則E0.003 5931 MeV3.258 5 MeV3.3 MeV，故選項B正確，A、C、D錯誤。答案B4.現有兩動能均為E00.35 MeV的H在一條直線上相向運動，兩個H發(fā)生對撞后能發(fā)生核反應，得到He和新粒子，且在核反應過程中釋放的能量完全轉化為He和新粒子的動能。已知H的質量為2.014

25、 1 u，He的質量為3.016 0 u，新粒子的質量為1.008 7 u，核反應時質量虧損1 u釋放的核能約為931 MeV(如果涉及計算，結果保留整數)。則下列說法正確的是()A.核反應方程為HHHeHB.核反應前后不滿足能量守恒定律C.新粒子的動能約為3 MeVD.He的動能約為4 MeV解析由核反應過程中的質量數和電荷數守恒可知HHHen，則新粒子為中子n，所以A錯誤；核反應過程中質量虧損，釋放能量，虧損的質量轉變?yōu)槟芰浚匀粷M足能量守恒定律，B錯誤；由題意可知E(2.014 1 u23.016 0 u1.008 7 u)931 MeV/u3.3 MeV，根據核反應中系統的能量守恒有E

26、kHeEkn2E0E，根據核反應中系統的動量守恒有pHepn0，由Ek，可知，解得EkHe(2E0E)1 MeV，Ekn(2E0E)3 MeV，所以C正確，D錯誤。答案C活頁作業(yè)(時間：30分鐘)A級：保分練1.(2017天津理綜，1)我國自主研發(fā)制造的國際熱核聚變核心部件在國際上率先通過權威機構認證，這是我國對國際熱核聚變項目的重大貢獻。下列核反應方程中屬于聚變反應的是()圖1A.HHHenB.NHeOHC.HeAlPnD.UnBaKr3n解析HHHen是一個氘核與一個氚核結合成一個氦核，同時放出一個中子，屬于聚變反應，故A正確；7NHe8OH是盧瑟福發(fā)現質子的核反應方程，是人類第一次實現的

27、原子核的人工轉變，屬于人工核反應，故B錯誤；HeAlPn是約里奧居里夫婦用粒子轟擊鋁片時發(fā)現了放射性磷(磷30)，同時發(fā)現中子的核反應方程，屬于人工核反應，故C錯誤；92Un56BaKr3n是一種典型的鈾核裂變，屬于裂變反應，故D錯誤。答案A2.(2016江蘇單科)貝克勒爾在120年前首先發(fā)現了天然放射現象，如今原子核的放射性在眾多領域中有著廣泛應用。下列屬于放射性衰變的是()A.CNeB.UnIY2nC.HHHenD.HeAlPn解析A屬于衰變，B屬于裂變，C是聚變，D是原子核的人工轉變，故選項A正確。答案A3.(多選)下圖中有四幅圖片，涉及有關物理學發(fā)展歷史的四個重大發(fā)現，則下列有關說法正

28、確的是()A.甲圖片與居里夫人有關B.乙圖片所反映的現象是貝克勒爾最先發(fā)現的C.丙圖片是法拉第研究陰極射線并發(fā)現電子的裝置D.丁圖片與愛因斯坦的質能方程有關解析結合教材史料，應用物理規(guī)律。甲圖片為倫琴發(fā)現X射線后，照射的倫琴夫人手的照片，與居里夫人無關，故選項A錯誤；乙圖片中反映的天然放射性現象是貝克勒爾最先發(fā)現的，故選項B正確；丙圖片的現象是法拉第研究電磁感應規(guī)律時的裝置，與陰極射線及電子的發(fā)現無關，故選項C錯誤；原子彈的能量來源于核能，與愛因斯坦的質能方程Emc2有關，故選項D正確。答案BD4.(2018河北省兩校模擬)下列說法正確的是()A.用能量等于氘核結合能的光子照射靜止的氘核，可使

29、氘核分解為一個質子和一個中子B.質子和中子結合成原子核時不一定有質量虧損，但一定釋放出能量C.原子核的結合能越大，原子核越穩(wěn)定D.重核裂變前后質量數守恒，但質量一定減小解析質子和中子結合成氘核前，需要有很大的動能，才能使它們的距離達到能夠結合的程度，所以要使靜止的氘核分解為質子和中子，除了要給它補充由于質量虧損釋放的能量外，還需要給它們分離時所需的動能，選項A錯誤；質子和中子結合成原子核時一定有質量虧損，根據愛因斯坦質能方程知，有能量放出，選項B錯誤；原子核的比結合能越大，原子核越穩(wěn)定，選項C錯誤；重核裂變過程遵循質量數和電荷數守恒，但裂變過程會釋放出巨大的能量，由愛因斯坦質能方程可知，一定有

30、質量虧損，選項D正確。答案D5.(2017貴州貴陽模擬)如圖2所示為氫原子的能級圖，現讓一束單色光照射到一群處于基態(tài)的氫原子上，受激的氫原子能自發(fā)地發(fā)出6種不同頻率的光，則照射氫原子的單色光的光子能量為()圖2A.13.6 eV B.3.4 eVC.12.75 eV D.14.45 eV解析由題意有6，得n4，即能發(fā)出6種頻率的光的氫原子一定是從基態(tài)躍遷到n4能級的激發(fā)態(tài)，則照射氫原子的單色光的光子能量為E0.85 eV(13.6 eV)12.75 eV，故選項C正確。答案C6. (多選)氫原子能級如圖3，當氫原子從n3躍遷到n2的能級時，輻射光的波長為656 nm。以下判斷正確的是()圖3A

31、.氫原子從n2躍遷到n1的能級時，輻射光的波長大于656 nmB.用波長為325 nm的光照射，可使氫原子從n1躍遷到n2的能級C.一群處于n3能級上的氫原子向低能級躍遷時最多產生3種譜線D.用波長為633 nm的光照射，不能使氫原子從n2躍遷到n3的能級解析根據氫原子的能級圖和能級躍遷規(guī)律，當氫原子從n2能級躍遷到n1能級時，輻射光的波長一定小于656 nm，因此選項A錯誤；根據發(fā)生躍遷只能吸收和輻射一定頻率的光子，可知選項B錯誤，D正確；一群處于n3能級上的氫原子向低能級躍遷時可以產生3種頻率的光子，所以選項C正確。答案CD7.在勻強磁場中，有一個原來靜止的C原子核，它放出的粒子與反沖核的

32、徑跡是兩個相內切的圓，圓的直徑之比為71，那么碳14的衰變方程為()A.CeB B.CHeBeC.CHB D.CeN解析由動量守恒定律可知，放出的粒子與反沖核動量大小相等、方向相反，由在磁場中兩圓徑跡內切可知，反沖核帶正電，放出的粒子帶負電，由兩圓直徑之比為71和R可知，反沖核的電量是粒子的7倍，故只有選項D正確。答案D8.(2018青海省西寧市四校聯考)如圖4所示為查德威克發(fā)現中子的實驗示意圖，利用釙(Po)衰變放出的粒子轟擊鈹(Be)，產生的粒子P能將石蠟中的質子打出來。下列說法正確的是()圖4A.粒子是氦原子B.粒子Q的穿透能力比粒子P的強C.釙的衰變方程為PoPbHeD.粒子轟擊鈹的核

33、反應方程為HeBeCn解析粒子是氦原子核，選項A錯誤；粒子P是中子，粒子Q是質子，由于質子帶正電，當質子射入物質時，受到的庫侖力作用會阻礙質子的運動，而中子不帶電，不受庫侖力作用，所以選項B錯誤；在釙衰變中，根據質量數守恒知產生的是Pb，并非Pb，選項C錯誤；HeBeCn是查德威克發(fā)現中子的核反應方程，選項D正確。答案D9.(2018江蘇南京模擬)Th釷具有放射性，它能放出一個新的粒子而變?yōu)镻a鏷，同時伴隨有射線產生，其方程為ThPax，釷的半衰期為24天。則下列說法正確的是()A.x為質子B.x是釷核中的一個中子轉化成一個質子時產生的C.Th的比結合能比Pa的比結合能大D.1 g釷Th經過1

34、20天后還剩0.2 gTh解析根據電荷數和質量數守恒知釷核衰變過程中放出了一個電子，即x為電子，故選項A錯誤；衰變的實質是衰變時釋放的電子是由核內一個中子轉化成一個質子時產生的，故選項B正確；釷的比結合能比鏷的比結合能小，故選項C錯誤；釷的半衰期為24天，1 gTh 經過120天后，發(fā)生5次衰變，最后還剩0.031 25 g Th，故選項D錯誤。答案B10.(2018四川成都七中診測)下列實驗室中，深入地揭示了光的粒子性一面的有()解析X射線被石墨散射后部分波長變大，這是康普頓效應，說明光具有粒子性，故選項A正確；衍射圖樣說明光具有波動性，故選項B錯誤；粒子散射實驗，說明原子具有核式結構，故選

35、項C錯誤；氫原子發(fā)射的光經三棱鏡分光后，呈現線狀光譜，與光的粒子性無關，故選項D錯誤。答案AB級：拔高練11.(多選)太陽的能量來源是輕核的聚變，太陽中存在的主要元素是氫，核聚變反應可以看作是4個氫核(H)結合成1個氦核同時放出2個正電子。下表中列出了部分粒子的質量(取1 u1026 kg)粒子名稱質子(p)粒子正電子(e)中子(n)質量/u1.007 34.001 50.000 551.008 7以下說法正確的是()A.核反應方程為4HHe2eB.4個氫核結合成1個氦核時的質量虧損約為0.026 6 kgC.4個氫核結合成1個氦核時的質量虧損約為4.431029 kgD.聚變反應過程中釋放的

36、能量約為4.01012 J解析由核反應的質量數守恒及電荷數守恒得4HHe2e，故選項A正確；反應中的質量虧損為m4mpm2me(41.007 34.001 520.000 55) u0.026 6 u4.431029 kg，故選項C正確，B錯誤；由質能方程得Emc24.431029(3108)2 J41012 J，故選項D正確。答案ACD12.如圖5所示為氫原子的能級圖，當一群氫原子從n3能級向低能級躍遷時，共輻射出三種不同頻率的光子，光子的頻率分別為1、2、3，且123，則下列說法正確的是()圖5A.B.123C.從n3能級躍遷到n2能級，輻射出的光子頻率為1D.輻射出頻率為1的光子后的氫原

37、子的電勢能比輻射出頻率為2的光子后的氫原子的電勢能大解析由題意及玻爾理論可知，E3E1h1，E2E1h2，E3E2h3，因此有h1h2h3，即123，選項A錯誤，B正確；從n3能級躍遷到n2能級，輻射出的光子頻率為3，選項C錯誤；輻射出的頻率為1的光子后的氫原子處于基態(tài)，輻射出頻率為2的光子后氫原子也處于基態(tài)，因此氫原子的電勢能相同，選項D錯誤。答案B13.如圖6所示為氫原子能級圖，氫原子中的電子從n4能級躍遷到n1能級可產生a光；從n3能級躍遷到n1能級可產生b光，a光和b光的波長分別為a和b，a、b兩光照射逸出功為4.5 eV的金屬鎢表面均可產生光電效應，遏止電壓分別為Ua和Ub，則()圖

38、6A.abB.UaUbC.a光的光子能量為12.55 eVD.b光照射金屬鎢產生的光電子的最大初動能Ekb7.59 eV解析氫原子中的電子從n4能級躍遷到n1能級產生a光，a光的光子能量haEaE4E112.75 eV，氫原子中的電子從n3能級躍遷到n1能級產生b光，b光的光子能量hbEbE3E112.09 eV，a光的光子能量高，則a光的頻率大，波長小，即aUb，選項B錯誤；EkbhbW07.59 eV，選項D正確。答案D14.(多選)一個靜止的放射性原子核處于勻強磁場中，由于發(fā)生了衰變而在磁場中形成如圖7所示的兩個圓形徑跡，兩圓半徑之比為116，下列判斷正確的是()圖7A.該原子核發(fā)生了衰

39、變B.反沖原子核在小圓上逆時針運動C.原來靜止的核，其原子序數為15D.放射性的粒子與反沖核運動周期相同解析衰變后產生的新核即反沖核及放射的帶電粒子在勻強磁場中均做勻速圓周運動，軌道半徑r，因反沖核與放射的粒子動量守恒，而反沖核電荷量較大，所以其半徑較小，并且反沖核帶正電荷，由左手定則可以判定反沖核在小圓上做逆時針運動，在大圓上運動的放射粒子在衰變處由動量守恒可知其向上運動，選項B正確；且順時針旋轉，由左手定則可以判定一定帶負電荷。因此，這個衰變?yōu)樗プ?，放出的粒子為電子，衰變方程為ABe，選項A錯誤；由兩圓的半徑之比為116可知，B核的核電荷數為16。原來的放射性原子核的核電荷數為15，其原子序數為15。即A為P(磷)核，B為S(硫)核，選項C正確；由周期公式T可知，因電子與反沖核的比荷不同，它們在勻強磁場中做勻速圓周運動的周期不相同，反沖核的周期較大，選項D錯誤。答案BC21