2020版高考北京物理大一轮精准复习练习：专题十六原子物理与原子核物理含解析

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】

破考点

【考点集训】

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A

2.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E1,激发态能量为

E n=,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=R(-),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.-

B.

C.-

D.

答案C

考点二原子核

3.用中子n)轰击铝27Al),产生钠24Na)和X,则X是()

A.电子

B.质子

C.正电子

D.α粒子

答案D

4.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C

5.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

6.一个氘核与一个氚核结合成一个氦核同时放出中子,释放1

7.6 MeV的能量。已知氘核、氚核、氦核和中子的质量分别为m1、m2、m3和m4。下列说法正确的是()

A.该核反应方程是H H He+n

B.该核反应中的核燃料是当前核电站采用的核燃料

C.m1+m2 >m3+m4

D.该核反应可以在常温下进行

答案C

7.下列说法中正确的是()

A.放射性元素的半衰期随温度的升高而变短

B.β射线是原子被电离后核外电子形成的电子流

C.同种元素的两种同位素具有相同的核子数

D.大量处于n=2能级的氢原子自发跃迁发光时只能发出一种频率的光

答案D

8核反应方程U n Ba+Kr+n表示中子轰击U原子核可能发生的一种核反应,该核反应释放出的核能为

ΔE。关于这个核反应,下列说法中正确的是()

A.该反应属于核聚变

B Ba中的X为146

C Ba中含有56个中子

D.该反应的质量亏损为

答案D

9.图为一放射源发出的α、β、γ射线进入同一匀强磁场(磁场未画出)中的径迹。表中列出了三种射线的本质和特性。由此可知()

种类本质质量(u)电荷量(e)速度(c)

α射线氦核流4+20.1

β射线电子流1/1 840-10.99

γ射线光子流001

A.磁场方向垂直纸面向里,a为α射线,b为β射线

B.磁场方向垂直纸面向里,a为β射线,b为α射线

C.磁场方向垂直纸面向外,a为β射线,b为α射线

D.磁场方向垂直纸面向外,b为α射线,c为γ射线

答案A

炼技法

【方法集训】

方法1应用玻尔理论分析氢原子的能级、轨道及氢原子光谱的方法

1.氢原子部分能级的示意图如图所示。不同色光的光子能量如表所示。

色光红橙黄绿青—蓝紫

光子能量

范围(eV) 1.61~2.002.00~2.072.07~2.142.14~2.532.53~2.76 2.76~3.10

处于某激发态的氢原子,发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条,其颜色分别为()

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:

m=1,n=2、3、4、…组成的线系叫赖曼系;

m=2,n=3、4、5、…组成的线系叫巴耳末系;

m=3,n=4、5、6、…组成的线系叫帕邢系;

m=4,n=5、6、7、…组成的线系叫布喇开系;

m=5,n=6、7、8、…组成的线系叫逢德系。

以上线系只有一个在紫外光区,这个线系是()

A.赖曼系

B.帕邢系

C.布喇开系

D.逢德系

答案A

方法2核反应中的能量和动量综合分析法

3.在微观领域,动量守恒定律和能量守恒定律依然适用。在轻核聚变的核反应中,两个氘核H)以相同的动能E0=0.35 MeV做对心碰撞,假设该反应中释放的核能全部转化为氦核He)和中子n)的动能。已知氘核的质量m D=2.014 1 u,中子的质量m n=1.008 7 u,氦核的质量m He=3.016 0 u,其中1 u相当于931 MeV。在上述轻核聚变的核反应中生成的氦核和中子的动能各是多少MeV(结果保留1位有效数字)?

答案 1 MeV 3 MeV

4.运动的原子核X放出α粒子后变成静止的原子核Y。已知X、Y和α粒子的质量分别是M、m1和m2,真空中的光速为c,α粒子的速度远小于光速。求反应后与反应前的总动能之差以及α粒子的动能。

答案(M-m1-m2)c2--

c2

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过专题

【五年高考】

A组基础题组

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

2.(2018北京理综,13,6分)在核反应方程He N O+X中,X表示的是()

A.质子

B.中子

C.电子

D.α粒子

答案A

3.(2015北京理综,14,6分)下列核反应方程中,属于α衰变的是()

A N He O H

B U Th He

C H H He n

D Th Pa

e

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答案B