(浙江選考)2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第12章 動(dòng)量守恒定律 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu)與原子核 第3講 原子結(jié)構(gòu) 原子核學(xué)案

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(浙江選考)2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第12章 動(dòng)量守恒定律 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu)與原子核 第3講 原子結(jié)構(gòu) 原子核學(xué)案_第1頁(yè)
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(浙江選考)2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第12章 動(dòng)量守恒定律 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu)與原子核 第3講 原子結(jié)構(gòu) 原子核學(xué)案_第3頁(yè)
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1、第3講原子結(jié)構(gòu)原子核知識(shí)排查原子結(jié)構(gòu)1.電子的發(fā)現(xiàn):英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子。2.美國(guó)物理學(xué)家密立根測(cè)出了電子的電荷量。3.湯姆孫原子模型湯姆孫于1898年提出了原子模型,他認(rèn)為原子是一個(gè)球體,正電荷彌漫性地均勻分布在整個(gè)球體內(nèi),電子鑲嵌其中。4.粒子散射實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)裝置:粒子源、金箔、放大鏡和熒光屏。(2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象絕大多數(shù)的粒子穿過(guò)金箔后,基本上仍沿原來(lái)的方向前進(jìn);少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn);極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)角度大于90,甚至有極個(gè)別粒子幾乎被“撞了回來(lái)”。(3)實(shí)驗(yàn)意義:盧瑟福通過(guò)粒子散射實(shí)驗(yàn),否定了湯姆孫的原子模型,建立了核式結(jié)構(gòu)模型。5.核式結(jié)構(gòu)模型1911年由盧瑟福提出,在原子中

2、心有一個(gè)很小的核,叫原子核。它集中了原子全部的正電荷和幾乎全部的質(zhì)量,電子在核外空間運(yùn)動(dòng)。6.原子核的電荷與尺度氫原子光譜1.光譜:用光柵或棱鏡可以把各種顏色的光按波長(zhǎng)展開(kāi),獲得光的波長(zhǎng)(頻率)和強(qiáng)度分布的記錄,即光譜。2.光譜分類(lèi)3.氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律:巴耳末系是氫光譜在可見(jiàn)光區(qū)的譜線,其波長(zhǎng)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(lái)鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分,且靈敏度很高。在發(fā)現(xiàn)和鑒別化學(xué)元素上有著重大的意義。5.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

3、核運(yùn)動(dòng),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(shí),它輻射或吸收一定頻率的光子,光子的能量由這兩個(gè)定態(tài)的能量差決定,即hEmEn。(h是普朗克常量,h6.631034 Js)(3)軌道:原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)。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。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(zhì)子和中子組成的,原子核的電荷數(shù)等于核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)。2.天然放射現(xiàn)象元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象,首先由貝克勒爾發(fā)現(xiàn)。天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),說(shuō)明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。3.放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù)(1)放射性

4、同位素:有天然放射性同位素和人工放射性同位素兩類(lèi),放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同。(2)應(yīng)用:消除靜電、工業(yè)探傷、做示蹤原子等。(3)防護(hù):防止放射性對(duì)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(chēng)為原子核的衰變。(2)分類(lèi)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(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間。半衰期由原子核內(nèi)部的因素決定,跟原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)。核力和核能1.核力原子核內(nèi)部,核子間所特有的相互作用力。2.核能(1)核子在結(jié)合成原子核時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量虧損m,其對(duì)應(yīng)的能量Emc2。(2)原子核分解成核子時(shí)要吸收

5、一定的能量,相應(yīng)的質(zhì)量增加m,吸收的能量為Emc2。裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)、裂變反應(yīng)堆 核反應(yīng)方程1.重核裂變(1)定義:質(zhì)量數(shù)較大的原子核受到高能粒子的轟擊而分裂成幾個(gè)質(zhì)量數(shù)較小的原子核的過(guò)程。(2)典型的裂變反應(yīng)方程:UnKrBa3n。(3)鏈?zhǔn)椒磻?yīng):重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過(guò)程。(4)臨界體積和臨界質(zhì)量:裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體積及其相應(yīng)的質(zhì)量。(5)裂變的應(yīng)用:原子彈、核反應(yīng)堆。(6)反應(yīng)堆構(gòu)造:核燃料、減速劑、鎘棒、防護(hù)層。2.輕核聚變(1)定義:兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的反應(yīng)過(guò)程。輕核聚變反應(yīng)必須在高溫下進(jìn)行,因此又叫熱核反應(yīng)。(2)典型的聚變反應(yīng)方程

6、:HHHen17.6 MeV小題速練1.思考判斷(1)原子中絕大部分是空的,原子核很小()(2)核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)是盧瑟福在粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出的()(3)氫原子光譜是由一條一條亮線組成的()(4)玻爾理論成功地解釋了氫原子光譜,也成功地解釋了氦原子光譜()(5)按照玻爾理論,核外電子均勻分布在各個(gè)不連續(xù)的軌道上()(6)人們認(rèn)識(shí)原子具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)是從英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫研究陰極射線發(fā)現(xiàn)電子開(kāi)始的()(7)人們認(rèn)識(shí)原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)是從盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子開(kāi)始的()(8)如果某放射性元素的原子核有100個(gè),經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期后還剩50個(gè)()(9)原子序數(shù)小于83的元素都沒(méi)有放射性()(10)射線是一種高能粒子

7、流,可以用來(lái)工業(yè)探傷()(11)原子核發(fā)生衰變時(shí)放出一個(gè)電子,說(shuō)明原子核內(nèi)有電子()(12)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程反映了物體的質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化()(13)核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒,也遵循電荷數(shù)守恒()(14)輕核聚變須達(dá)到幾百萬(wàn)攝氏度以上的高溫,自然界不存在輕核聚變()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)2.(多選)從粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果出發(fā)推出的結(jié)論,其中正確的是()A.金原子內(nèi)部大部分都是空的B.金原子是一個(gè)球體C.湯姆孫的原子模型不符合原子結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況D.原子核的半徑的數(shù)量級(jí)是1015 m解析粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,絕大

8、多數(shù)粒子穿過(guò)金箔后仍沿原來(lái)的方向前進(jìn),但有少數(shù)粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn),并有極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)角度超過(guò)90,有的甚至幾乎被反彈回來(lái),則從粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果出發(fā)推出的結(jié)論有金原子內(nèi)部大部分都是空的,湯姆孫的原子模型不符合原子結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況,原子核的半徑的數(shù)量級(jí)是1015 m,不能說(shuō)明金原子是球體,選項(xiàng)A、C、D正確。答案ACD3.在同位素氕、氘、氚的核內(nèi)具有相同的()A.核子數(shù)B.電子數(shù)C.中子數(shù) D.質(zhì)子數(shù)解析同位素是指在原子核中的質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的元素,故氕、氘、氚的核內(nèi)具有相同的質(zhì)子數(shù),選項(xiàng)D正確。答案D4.(多選)以下說(shuō)法中,屬于玻爾所提出的原子模型理論的是()A.原子處在具有一定能量

9、的定態(tài)中,雖然電子做圓周運(yùn)動(dòng),但不向外輻射能量B.原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng),而電子的可能軌道分布是不連續(xù)的C.電子從一個(gè)軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí),輻射(或吸收)一定頻率的光子D.電子躍遷時(shí)輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率解析原子處于稱(chēng)為定態(tài)的能量狀態(tài)時(shí),雖然電子做圓周運(yùn)動(dòng),但并不向外輻射能量,故A正確;原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng),而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的,故B正確;電子從一個(gè)軌道躍遷到另一軌道時(shí),輻射(或吸收)一定頻率的光子,故C正確;電子躍遷時(shí)輻射的光子的頻率等于能級(jí)差值,與電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率無(wú)關(guān),故D錯(cuò)誤。答案A

10、BC5.(多選)關(guān)于核衰變和核反應(yīng)的類(lèi)型,下列表述正確的是()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(lǐng)航?jīng)_刺卷)已知真空中的光速c3.0108 m/s,下列說(shuō)法正確的是()A.鉍210的半衰期是5天,經(jīng)過(guò)10天,32個(gè)鉍210衰變后還剩下8個(gè)B.用中子轟擊鈾核的核反應(yīng)方程為UnBaKr3n,屬于原子核的衰變C.若核反應(yīng)nHH釋放出2.2 MeV能量,該過(guò)程質(zhì)量虧損為3.91030 kgD.某原子核X吸收一個(gè)中子后,放出一個(gè)電子,最后分裂為兩個(gè)粒子,則A7,Z2解析半衰期是針對(duì)大量原子核的衰變行為的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,少數(shù)原子核

11、不適用此規(guī)律,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;UnBaKr3n是原子核的裂變,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)Emc2,可得m3.91030 kg,選項(xiàng)C正確;根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知A18,Z14,則A7,Z3,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案C氫原子能級(jí)及能級(jí)躍遷1.定態(tài)間的躍遷滿(mǎn)足能級(jí)差(1)從低能級(jí)(n小)高能級(jí)(n大)吸收能量。hEn大En?。?)從高能級(jí)(n大)低能級(jí)(n?。┓懦瞿芰俊En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(dòng)能。3.解答氫原子能級(jí)圖與原子躍遷問(wèn)題應(yīng)注意(1)能級(jí)之間發(fā)生躍遷

12、時(shí)放出(吸收)光子的頻率由hEmEn求得。若求波長(zhǎng)可由公式c求得。(2)一個(gè)氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為(n1)。(3)一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)的兩種求解方法用數(shù)學(xué)中的組合知識(shí)求解:NC。利用能級(jí)圖求解:在氫原子能級(jí)圖中將氫原子躍遷的各種可能情況一一畫(huà)出,然后相加。4.幾種躍遷情況說(shuō)明(1)原子躍遷條件hEmEn只適用于光子和原子作用而使原子在各定態(tài)之間躍遷的情況。(2)當(dāng)光子能量大于或等于13.6 eV時(shí),也可以被處于基態(tài)的氫原子吸收,使氫原子電離。當(dāng)處于基態(tài)的氫原子吸收的光子能量大于13.6 eV時(shí),氫原子電離后,電子具有一定的初動(dòng)能。(3)原子還可吸收外來(lái)實(shí)物粒子(例如

13、自由電子)的能量而被激發(fā)。由于實(shí)物粒子的動(dòng)能可全部或部分被原子吸收,所以只要入射粒子的能量大于或等于兩能級(jí)的能量差,就可以使原子受激發(fā)而向較高能級(jí)躍遷?!镜淅浚?0184月浙江選考)(多選)氫原子的能級(jí)圖如圖1所示,關(guān)于大量氫原子的能級(jí)躍遷,下列說(shuō)法正確的是(可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍為4.0107 m7.6107 m,普朗克常量h6.61034 Js,真空中的光速c3.0108 m/s)()圖1A.氫原子從高能級(jí)躍遷到基態(tài)時(shí),會(huì)輻射射線B.氫原子處在n4能級(jí)時(shí),會(huì)輻射可見(jiàn)光C.氫原子從高能級(jí)向n3能級(jí)躍遷時(shí),輻射的光具有顯著的熱效應(yīng)D.氫原子從高能級(jí)向n2能級(jí)躍遷時(shí),輻射的光在同一介質(zhì)中傳播速度最小

14、的光子能量為1.89 eV解析射線是原子核衰變時(shí)產(chǎn)生的高能電磁波,與核外電子無(wú)關(guān),故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出光子,根據(jù)Ehh,可得可見(jiàn)光光子的能量范圍為1.63 eV3.09 eV。從n4能級(jí)躍遷到n2能級(jí)E2.55 eV,處在可見(jiàn)光能量范圍內(nèi),故選項(xiàng)B正確;從高能級(jí)向n3能級(jí)躍遷輻射出最大能量為E1.51 eVb,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;同種介質(zhì)中a、b光的折射率nanb,設(shè)玻璃磚的厚度為d,入射角為i,折射角為r,則n,a、b光以相同的入射角入射時(shí),折射角rayb,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;波長(zhǎng)a0.86 MeV,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)動(dòng)量守恒定律可知中微子與鋰核(Li)的動(dòng)量之和等于反應(yīng)前電子的動(dòng)

15、量,但能量不等,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。答案AC1.(2017全國(guó)卷,17)大科學(xué)工程“人造太陽(yáng)”主要是將氘核聚變反應(yīng)釋放的能量用來(lái)發(fā)電。氘核聚變反應(yīng)方程是:HHHen。已知H的質(zhì)量為2.013 6 u,He的質(zhì)量為3.015 0 u,n的質(zhì)量為1.008 7 u,1 u931 MeV/c2。氘核聚變反應(yīng)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(jù)質(zhì)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(xiàng)B正確,A、C、D錯(cuò)誤。答案B2.現(xiàn)有兩動(dòng)能均為

16、E00.35 MeV的H在一條直線上相向運(yùn)動(dòng),兩個(gè)H發(fā)生對(duì)撞后能發(fā)生核反應(yīng),得到He和新粒子,且在核反應(yīng)過(guò)程中釋放的能量完全轉(zhuǎn)化為He和新粒子的動(dòng)能。已知H的質(zhì)量為2.014 1 u,He的質(zhì)量為3.016 0 u,新粒子的質(zhì)量為1.008 7 u,核反應(yīng)時(shí)質(zhì)量虧損1 u釋放的核能約為931 MeV(如果涉及計(jì)算,結(jié)果保留整數(shù))。則下列說(shuō)法正確的是()A.核反應(yīng)方程為HHHeHB.核反應(yīng)前后不滿(mǎn)足能量守恒定律C.新粒子的動(dòng)能約為3 MeVD.He的動(dòng)能約為4 MeV解析由核反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知HHHen,則新粒子為中子n,所以A錯(cuò)誤;核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量虧損,釋放能量,仍然滿(mǎn)足能量守

17、恒定律,B錯(cuò)誤;由題意可知E(2.014 1 u23.016 0 u1.008 7 u)931 MeV/u3.3 MeV,根據(jù)核反應(yīng)中系統(tǒng)的能量守恒有EkHeEkn2E0E,根據(jù)核反應(yīng)中系統(tǒng)的動(dòng)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(cuò)誤。答案C3.钚的放射性同位素Pu靜止時(shí)衰變?yōu)殁櫤思ぐl(fā)態(tài)U*和粒子,而鈾核激發(fā)態(tài)U*立即衰變?yōu)殁櫤薝,并放出能量為0.097 MeV的光子。已知:Pu、U和粒子的質(zhì)量分別為mPu239.052 1 u、mU235.043 9 u和m4.002 6 u,1 u的質(zhì)量相當(dāng)于931.5 MeV

18、的能量。(1)寫(xiě)出衰變方程;(2)已知衰變放出的光子的動(dòng)量可忽略,求粒子的動(dòng)能。解析(1)衰變方程為PuU*HeU*U或合起來(lái)有PuUHe(2)上述衰變過(guò)程的質(zhì)量虧損為mmPumUm放出的能量為Em931.5 MeV此能量是鈾核U的動(dòng)能EU、粒子的動(dòng)能E和光子的能量E之和,即EEUEE設(shè)衰變后的鈾核和粒子的速度分別為vU和v,則由動(dòng)量守恒有mUvUmv又由動(dòng)能的定義知EUmUv,Emv聯(lián)立解得E5.034 MeV答案(1)見(jiàn)解析(2)5.034 MeV活頁(yè)作業(yè)(時(shí)間:30分鐘)A組基礎(chǔ)過(guò)關(guān)1.(多選)如圖1為盧瑟福和他的同事們做粒子散射實(shí)驗(yàn)的裝置示意圖,熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中A、B、C

19、、D四個(gè)位置時(shí),關(guān)于觀察到的現(xiàn)象,下列說(shuō)法正確的是()圖1A.相同時(shí)間內(nèi)放在A位置時(shí)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多B.相同時(shí)間內(nèi)放在B位置時(shí)觀察到屏上的閃光次數(shù)只比放在A位置時(shí)稍微少些C.放在C,D位置時(shí)屏上觀察不到閃光D.放在D位置時(shí)屏上仍能觀察到一些閃光,但次數(shù)極少解析盧瑟福和他的同事們做粒子散射實(shí)驗(yàn)時(shí),得到以下結(jié)論:大部分粒子都能直接穿過(guò)金箔,個(gè)別的發(fā)生偏轉(zhuǎn),極少數(shù)發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn),故A、D正確,B、C錯(cuò)誤。答案AD2.根據(jù)玻爾理論,下列關(guān)于氫原子的論述正確的是()A.若氫原子由能量為En的定態(tài)向低能級(jí)躍遷,則氫原子要輻射的光子能量為hEnB.電子沿某一軌道繞核運(yùn)動(dòng),若圓周運(yùn)動(dòng)的頻率為,則其發(fā)

20、光的頻率也是C.一個(gè)氫原子中的電子從一個(gè)半徑為ra的軌道自發(fā)地直接躍遷到另一半徑為rb的軌道,已知rarb,則此過(guò)程原子要輻射某一頻率的光子D.氫原子吸收光子后,將從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷解析原子由能量為En的定態(tài)向低能級(jí)躍遷時(shí),輻射的光子能量等于能級(jí)差,與En不相等,故A錯(cuò)誤;電子沿某一軌道繞核運(yùn)動(dòng),處于某一定態(tài),不向外輻射能量,故B錯(cuò)誤;電子由半徑大的軌道躍遷到半徑小的軌道,能級(jí)降低,因而要輻射某一頻率的光子,故C正確;原子吸收光子后能量增加,能級(jí)升高,故D錯(cuò)誤。答案C3.重核裂變和輕核聚變是人類(lèi)利用原子能的兩種主要方法,下面有關(guān)它們的說(shuō)法正確的是()A.裂變和聚變的過(guò)程都有質(zhì)量虧損B.聚變過(guò)

21、程有質(zhì)量虧損,聚變過(guò)程質(zhì)量有所增加C.裂變過(guò)程質(zhì)量有所增加,聚變過(guò)程有質(zhì)量虧損D.裂變和聚變過(guò)程中質(zhì)量都有所增加解析重核裂變和輕核聚變都要釋放能量,也一定要發(fā)生質(zhì)量虧損,所以選項(xiàng)A正確。答案A4.如圖2所示為氫原子能級(jí)示意圖的一部分,則氫原子()圖2A.從n4能級(jí)躍遷到n3能級(jí)比從n3能級(jí)躍遷到n2能級(jí)輻射出電磁波的波長(zhǎng)長(zhǎng)B.從n5能級(jí)躍遷到n1能級(jí)比從n5能級(jí)躍遷到n4能級(jí)輻射出電磁波的速度大C.處于不同能級(jí)時(shí),核外電子在各處出現(xiàn)的概率是一樣的D.從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí),氫原子核一定向外放出能量解析由hEmEn和結(jié)合能級(jí)圖知A正確,B錯(cuò)誤;處于不同能級(jí)時(shí),核外電子在各處出現(xiàn)的概率不一樣,C錯(cuò)

22、誤;從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí),是氫原子向外放出能量,D錯(cuò)誤。答案A5.U經(jīng)過(guò)m次衰變和n次衰變,變成Pb,則()A.m7,n3 B.m7,n4C.m14,n9 D.m14,n18解析衰變過(guò)程滿(mǎn)足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒。寫(xiě)出核反應(yīng)方程:UPbmHene根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒列出方程2352074m,92822mn解得m7,n4,故選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤。答案B6.(多選)氘核、氚核、中子、氦核的質(zhì)量分別是m1、m2、m3和m4,如果氘核和氚核結(jié)合生成氦核,則下列說(shuō)法中正確的是()A.核反應(yīng)方程式為 HHHenB.這是一個(gè)裂變反應(yīng)C.核反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損mm1m2m3D.核反應(yīng)過(guò)程中釋

23、放的核能E(m1m2m3m4)c2解析由氘核和氚核的結(jié)合以及電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒可知選項(xiàng)A正確;該核反應(yīng)為聚變反應(yīng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;核反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損為mm1m2m3m4,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程可知核反應(yīng)過(guò)程中釋放的核能Emc2,可知選項(xiàng)D正確。答案AD7.某核反應(yīng)方程 HHHeX。已知H的質(zhì)量為2.013 6 u,H的質(zhì)量為3.018 0 u,He的質(zhì)量為 4.002 6 u,X的質(zhì)量為1.008 7 u。則下列說(shuō)法中正確的是()A.X是質(zhì)子,該反應(yīng)釋放能量B.X是中子,該反應(yīng)釋放能量C.X是質(zhì)子,該反應(yīng)吸收能量D.X是中子,該反應(yīng)吸收能量解析據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒,電荷數(shù)守恒可判定X為中子,核

24、反應(yīng)中有質(zhì)量虧損,則該反應(yīng)釋放能量,答案B正確。答案B8.(20174月浙江選考)(多選)下列說(shuō)法正確的是()A.、射線都是電磁波B.原子核中所有核子單獨(dú)存在時(shí),質(zhì)量總和大于該原子核的總質(zhì)量C.在LC振蕩電路中,電容器剛放電時(shí)電容器極板上電荷量最多,回路電流最小D.處于n4激發(fā)態(tài)的氫原子,共能輻射出四種不同頻率的光子解析射線是高速移動(dòng)的電子流,屬于實(shí)物波,不屬于電磁波,故A錯(cuò)誤;在核子結(jié)合成原子核過(guò)程中需要釋放出結(jié)合能,根據(jù)質(zhì)能方程Emc2,所以結(jié)合原子核過(guò)程中存在質(zhì)量損失,故B正確;LC振蕩電路中放電之前屬于充電過(guò)程,電場(chǎng)能逐漸增大,磁場(chǎng)能逐漸減小,回路電流逐漸減小,剛剛開(kāi)始放電時(shí)正好是電場(chǎng)

25、能最大,磁場(chǎng)能最小的時(shí)刻,所以回路電流此時(shí)最小,故C正確;處于n4激發(fā)態(tài)的氫原子能釋放出C6種頻率的光子,故D錯(cuò)誤。答案BC9.關(guān)于核聚變,以下說(shuō)法不正確的是()A.與裂變相比輕核聚變輻射極少,更為安全、清潔B.世界上已經(jīng)有利用核聚變能來(lái)發(fā)電的核電站C.要使輕核發(fā)生聚變,必須使它們的距離達(dá)到1015 m以?xún)?nèi),核力才能起作用D.地球聚變?nèi)剂系膬?chǔ)量十分豐富,從海水中可以提煉出大量核聚變所需的氘核解析與裂變相比,核聚變有下面的幾個(gè)優(yōu)勢(shì):(1)安全、清潔、輻射少;(2)核燃料儲(chǔ)量多;(3)核廢料易處理。但核聚變發(fā)電還沒(méi)有投入實(shí)際運(yùn)行。所以B項(xiàng)是不正確的。答案BB組能力提升10.(多選)氫原子能級(jí)圖如圖

26、3所示,當(dāng)氫原子從n3躍遷到n2的能級(jí)時(shí),輻射光的波長(zhǎng)為656 nm。下列判斷中,正確的是()圖3A.氫原子從n2躍遷到n1的能級(jí)時(shí),輻射光的波長(zhǎng)大于656 nmB.用波長(zhǎng)為325 nm的光照射,可使氫原子從n1躍遷到n2的能級(jí)C.一群處于n3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生3種譜線D.用波長(zhǎng)為633 nm的光照射,不能使氫原子從n2躍遷到n3的能級(jí)解析由E初E終hh可知,氫原子躍遷時(shí)始末能級(jí)差值越大,輻射的光子能量越高、波長(zhǎng)越短,由能級(jí)圖知E3E2E2E1,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由得121.6 nm23,則下列說(shuō)法正確的是()圖5A.B.123C.從n3能級(jí)躍遷到n2能級(jí),輻射出的光子頻率為1D

27、.輻射出頻率為1的光子后的氫原子的電勢(shì)能比輻射出頻率為2的光子后的氫原子的電勢(shì)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(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;從n3能級(jí)躍遷到n2能級(jí),輻射出的光子頻率為3,選項(xiàng)C錯(cuò)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(shì)能相同,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案B13.(20184月浙江選考)(多選)下列說(shuō)法正確的是()A.組成原子核的核子越多,原子核越穩(wěn)定B.92U衰變?yōu)?6Rn經(jīng)過(guò)4次衰變,2次衰變C.在LC振蕩電路中,當(dāng)電流最大時(shí),線圈兩端電勢(shì)差也最大D.在電子的單縫衍

28、射實(shí)驗(yàn)中,狹縫變窄,電子動(dòng)量的不確定量變大解析比結(jié)合能越大,表示原子核中核子結(jié)合得越牢靠,原子核越穩(wěn)定,故A錯(cuò)誤;92U衰變?yōu)?6Rn,質(zhì)量數(shù)減少16,電荷數(shù)減少6,由于原子核經(jīng)過(guò)一次衰變,質(zhì)子數(shù)減少2,質(zhì)量數(shù)減少4,經(jīng)過(guò)一次衰變,質(zhì)子數(shù)增加1,質(zhì)量數(shù)不變。所以衰變次數(shù)m4;衰變次數(shù)n2,所以B正確;當(dāng)線圈兩端電勢(shì)差最大時(shí),電流變化率最大,此時(shí)電流為0,故C錯(cuò)誤;在電子的單縫衍射實(shí)驗(yàn)中,狹縫越窄,屏上中央亮條紋越寬,即能更準(zhǔn)確地測(cè)得電子的位置。根據(jù)不確定性關(guān)系xp,電子動(dòng)量的不確定量變得更大,故D正確。答案BD14.(多選)圖6所示為氫原子能級(jí)圖,大量處于n4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)能輻射

29、出多種不同頻率的光,其中用從n4能級(jí)向n2能級(jí)躍遷時(shí)輻射的光照射圖7所示光電管的陰極K時(shí),電路中有光電流產(chǎn)生,則()A.若將滑片右移,電路中光電流增大B.若將電源極性反接,電路中可能有光電流產(chǎn)生C.若陰極K的逸出功為1.05 eV,則逸出的光電子最大初動(dòng)能為2.41019 JD.大量處于n4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射的光子中只有4種光子能使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)解析若將滑片右移,光電管兩端的電壓增大,但之前光電流是否達(dá)到飽和并不清楚,因此光電管兩端的電壓增大,光電流不一定增大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;將電源極性接反后,所加電壓阻礙光電子向陰極運(yùn)動(dòng),但若eUEkm,仍會(huì)有一定數(shù)量的光電子可到達(dá)陰極而形成光電流,選項(xiàng)B正確;若陰極K的逸出功為1.05 eV,由光電效應(yīng)方程知,逸出的光電子最大初動(dòng)能為EkmhW逸出0.85 eV(3.40 eV)1.05 eV1.5 eV2.41019 J,選項(xiàng)C正確;由于陰極K的逸出功未知,能使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)的光子種數(shù)無(wú)法確定,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案BC20

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