第十二章 原子与原子核 Word版含解析
2020高中化学人教版必修二教师用书：1-2-1 原子核外电子的排布 Word版含答案
姓名，年级：时间：第一课时原子核外电子的排布一、电子层1．电子的能量（1）在多电子原子里,电子的能量不同。
（2）在离核近的区域运动的电子的能量低，在离核远的区域运动的电子的能量高。
2．电子层(1)概念:在多电子的原子里，把电子运动的不同的区域简化为不连续的壳层,称作电子层.（2)不同电子层的表示及能量关系3.原子核外电子的排布规律（1）电子总是尽可能先从K层排起，当一层排满后再填充下一层。
（2)原子核外各电子层最多容纳2n2个电子.(3)原子最外层电子数不能超过8个（K层为最外层时不能超过2个)，次外层电子数不能超过18个。
二、电子层的表示方法1．钠原子的结构示意图如下，请注明其意义:2．原子结构示意图中，核内质子数等于核外电子数，而离子结构示意图中，二者则不相等。
如：Na＋；Cl－.阳离子：核外电子数__<__核电荷数。
阴离子：核外电子数__〉__核电荷数.1．正误判断（1)多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较高（）(2）稀有气体元素的原子最外层都排有8个电子( )(3)M层为最外层时容纳的最多电子数不超过8个（)(4）原子核外各电子层容纳的电子数为2n2个( )［答案］(1)×(2)×（3）√(4)×2．某元素原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，则该元素核内质子数为 ( )A．3 B．7 C．8 D．10[答案］C3．下列原子(离子）的结构示意图正确吗？如有错误,请改正。
（1）磷原子____________________；(2）碳原子____________________；(3）钠原子____________________;(4)氟离子____________________。
［答案] （1)正确(2)不正确,(3）不正确，（4)正确知识点一原子核外电子的排布规律1.原子核外电子的排布规律2．核外电子排布的表示方法——结构示意图（1)原子结构示意图①用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核和核电荷数。
考物理一轮复习第12章动量守恒定律和原子、原子核物理教师用书(pdf)
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而言的 .
动量是描述物体运动状态的量 , 是针对某一时 刻 ② 瞬时性 :
面的动量 .
大小与参考系的选取有关 , 通常情况是指相对 地 ③ 相对性 :
物体的速度大小或方向发生变化 , 动量就一定发生变化 . 例如做
动量是一个矢量 , 动量的方向和速度方向量 , 而做匀速圆周运动的 物 体 , 由于速度方向不断在改变 , 即使其动量大小不变 , 但因其方 向 不 断改变 , 所以其动量是一变量 . 由于 动 量 为 矢 量, 则求解动量 动量的变化 : Δ 2. 0. tp=p p 若初末动量 在 同 一 直 线 上 , 则 在 选 定 正 方 向 的 前 提 下, A.
m Ek p= 2
P Ek= 2 m
2
的冲量 , 高中阶段只能利用动量定理通过物体的动量变化来求 . 功, 但一定有冲量 . 特别是力作用在静止的物体上也有冲量 . 解题方法技巧 ������ 要注意的是 : 冲量和功不同 . 恒力在一段时间内可能 不 做 5.
高中阶段只要求 会 用 I=F 对于变力 4. t计 算 恒 力 的 冲 量 .
课标通用版高考物理总复习第十二章02第2讲原子结构与原子核精练含解析
课标通用版高考物理总复习第十二章02第2讲原子结构与原子核精练含解析第2讲原子结构与原子核A组基础过关1.处于n=3的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C n2,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。
2.在核反应方程24He+714N→817O+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。
3.(多选)如图所示是氢原子的能级图,大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时,一共可以辐射出6种不同频率的光子,其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n=2能级跃迁时释放的光子,则( )A.6种光子中波长最长的是n=4激发态跃迁到基态时产生的B.6种光子中有2种属于巴耳末系C.使n=4能级的氢原子电离至少要0.85eV的能量D.若从n=2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应,则从n=3能级跃迁到n=2能级释放的光子也一定能使该金属板发生光电效应答案BC 氢原子在跃迁的过程中释放光子的能量等于两能级之差,故从n=4跃迁到n=3时释放光子的能量最小,频率最小,波长最长,所以A错误;由题意知6种光子中有2种属于巴耳末系,它们分别是从n=4跃迁到n=2和从n=3跃迁到n=2时释放的光子,故B正确;E4=-0.85eV,故n=4能级的电离能等于0.85eV,所以C正确;由题图知,从n=3能级跃迁到n=2能级释放的光子的能量小于n=2能级跃迁到基态释放的光子的能量,所以D错误。
4.氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为ν1,从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为ν2,已知普朗克常量为h。
若氢原子从能级k跃迁到能级m,则( )A.吸收光子的能量为hν1+hν2B.辐射光子的能量为hν1+hν2C.吸收光子的能量为hν2-hν1D.辐射光子的能量为hν2-hν1答案 D 氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光,说明能级m高于能级n,而从能级n跃迁到能级k时吸收紫光,说明能级k也比能级n高,而紫光的频率ν2大于红光的频率ν1,所以hν2>hν1,因此能级k比能级m高,所以若氢原子从能级k跃迁到能级m,应辐射光子,且光子能量应为hν2-hν1,选项D正确。
2021高考物理复习课件(经典版)Word文档第12章第1讲 光电效应 波粒二象性
高考地位高考对本章的考查主要以选择题形式出现，经常结合经典物理理论和最新科技成果考查，难度不会太大，分值在6分左右。
考纲下载波粒二象性1.光电效应(Ⅰ)2．爱因斯坦光电效应方程(Ⅰ)考纲解读1.理解光电效应现象，掌握光电效应方程的应用。
高考中常以选择题形式呈现。
2．理解玻尔理论对氢原子光谱的解释，掌握氢原子的能级公式并能灵活应用，用氢原子能级图求解原子的能级跃迁问题是高考的热点。
3．原子核式结构的发现、原子核的组成、放射性、半衰期等仍会是高考命题的重点。
4．了解放射性同位素的应用，了解核力的特点。
5．书写核反应方程，区分核反应的种类并根据质能方程求解核能问题在高考中命题率较高。
6．裂变反应、聚变反应的应用，射线的危害和应用等知识与现代科技联系密切。
原子结构1.氢原子光谱(Ⅰ)2．氢原子的能级结构、能级公式(Ⅰ)原子核1.原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期(Ⅰ)2．放射性同位素(Ⅰ)3．核力、核反应方程(Ⅰ)4．结合能、质量亏损(Ⅰ)5．裂变反应和聚变反应、裂变反应堆(Ⅰ)6．射线的危害和防护(Ⅰ)第1讲光电效应波粒二象性主干梳理对点激活知识点光电效应及其规律Ⅰ1．定义照射到金属表面的光，能使金属中的01电子从表面逸出的现象。
2．光电子02光电效应中发射出来的电子。
3．光电效应规律(1)存在饱和光电流：光照条件不变，当正向电压增大时，光电流趋于一个饱和值，即一定的光照条件下单位时间发出的光电子数目是一定的。
实验表明，光的频率一定时，入射光越强，饱和光电流03越大，单位时间内发射的光电子数04越多。
(2)存在遏止电压：使光电流减小到0的反向电压U c称为遏止电压。
遏止电压的存在意味着光电子的初动能有最大值E km＝12m e v2c＝eU c，称为光电子的最大初动能。
实验表明，遏止电压(或光电子的最大初动能)与入射光的05强度无关，只随入射光频率的增大而06增大。
(3)存在截止频率：每种金属都有一个极限频率或截止频率νc，入射光的频率必须07大于等于这个极限频率才能产生光电效应，低于这个频率的光不能产生光电效应。
原子和原子核正负极的关系
原子和原子核正负极的关系
在原子中，原子核位于原子的中心。
正常原子的正极在原子中心，即原子核的位置。
原子核由带正电的质子和中性的中子组成。
如果质子数与电子数相同，那么这个原子是电中性的。
否则，原子会带有正电荷或负电荷，成为离子。
电子是带负电的亚原子粒子，可以是自由的，也可以被原子核束缚。
在负原子中，原子核带负电，周围的电子带正电。
在正原子中，原子核由带正电的质子和电中性的中子组成。
因此，原子和原子核的正负极关系主要体现在原子的正负电性上，这决定了整个原子的电荷状态。
如有疑问建议咨询物理专家或查阅相关文献资料以获取更多专业解答。
2021高考人教版物理一轮复习讲义：第12章第2讲原子和原子核(含解析)
第2讲原子和原子核主干梳理对点激活知识点11I 原子结构、光谱和能级跃迁I1. 原子的核式结构(1) 电子的发现：英国物理学家L01J.J汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，提出了原子的“枣糕模型”。
(2) 粒子散射实验：1909〜1911年，英国物理学家［02卢瑟福和他的助手进行了用a粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数a粒子穿过金箔后基本上仍沿［03 原来的方向前进，但有少数a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。
⑶原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的［04正电荷和几乎全部［05质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。
2. 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| 06波长(频率)和强度分布的记录，即光谱。
(2) 光谱分类有些光谱是一条条的［07亮线，这样的光谱叫做线状谱，又叫原子的特征谱线。
有的光谱是连在一起的［08光带，这样的光谱叫做连续谱。
(3) 氢原子光谱的实验规律1 1 1巴耳末系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式-亡09| R~g-n|2 (n = 3,4,5,…)，R是里德伯常量，R= 1.10X 107m一1，n为量子数。
3. 氢原子的能级跃迁(1) 玻尔理论①定态：原子只能处于一系列匕0不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是［11稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。
②轨道量子化：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12不连续的，因此电子的可能轨道也是13不连续的。
原子能量最低的状态叫34基态，其他能量较高的状态叫35激发态。
③跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即h v= 16 E m—E n。
(h是普朗克常量，h = 6.63 x 10—34Js)⑵氢原子能级和半径公式：E n= 17 ,2E i(n= 1,2，3，…)，其中E i为基态能量，其数值为E1 = J8 —13.6 eV。
(教学指导) 原子核 核素Word版含解析
第1节 原子结构与元素性质第1课时 原子核 核素 发 展 目 标体 系 构 建1.认识原子结构，能知道符号A Z X 中各字母的含义，能正确理解质子、中子、电子、质量数之间的关系。
2.能从宏观和微观相结合的视角认识元素、核素、同位素的含义。
3.通过了解同位素的应用，培养“科学态度与社会责任”的学科素养。
1．原子及构成微粒原子⎩⎨⎧原子核⎩⎨⎧质子：带有一个单位正电荷中子：不带电核外电子：带有一个单位负电荷对于一个确定的原子存在关系：核电荷数＝质子数＝核外电子数。
2．质量数3．原子的表示方法一般用符号A Z X 表示，字母表示意义如下： 表示质量数——A 表示质子数——ZX ——表示元素符号 如3717Cl 表示质量数为37、质子数为17、中子数为20的氯原子。
微点拨：(1)原子中不一定含有中子，且中子数不一定等于质子数，如11H 。
(2)同种元素的原子与其相应离子的质量数相等，如23Na 与23Na ＋。
二、核素1．核素具有相同数目的质子和相同数目的中子的一类原子。
2．同位素质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素。
如氢元素的三种核素1H 21H 31H1俗称－重氢超重氢符号H D T质子数 1 1 1中子数0 1 2到目前为止，人类发现的元素有118种，能否说发现的原子有118种？为什么？提示：不能。
因为很多元素存在同位素。
3．几种重要的核素(1)制造氢弹的原料为21H、31H。
(2)核反应堆的燃料是23592U。
(3)作为相对原子质量和阿伏加德罗常数测定用的标准原子为126C。
微点拨：同位素的两个特点(1)相同存在形态的同位素，化学性质几乎完全相同，物理性质不同。
(2)天然存在的某种元素，不论是化合态还是游离态，各种同位素在自然界里丰度一般是不变的。
4．元素的相对原子质量元素的相对原子质量是其各种核素的相对原子质量分别与各种核素在自然界里的丰度的乘积之和。
如氯元素有两种核素：3517Cl，相对原子质量为34.97，其丰度为75.77%；3717Cl，相对原子质量为36.97，其丰度为24.23%。
2020版《名师导学》高考物理人教版总复习教学案：第十二章 同步测试卷 Word版含答案
姓名，年级：时间：2020’新课标·名师导学·高考第一轮总复习同步测试卷物理（十二) 【p409】（波粒二象性原子和原子核）时间:90分钟总分：100分一、选择题（本大题共8小题，每小题6分，共48分．其中1～5为单项选择题,6～8题为多项选择题，全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分)1．关于下列四幅图说法正确的是(C）A．玻尔原子理论的基本假设认为，电子绕核运转轨道的半径是任意的B．光电效应产生的条件：光强大于临界值C．电子束通过铝箔时的衍射图样证实了运动电子具有波动性D．发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子核质量和体积都很大【解析】根据玻尔理论知道，电子的轨道不是任意的，电子有确定的轨道,且轨道是量子化的，故A错误;光电效应实验产生的条件为：光的频率大于极限频率，故B错误；电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性，故C 正确；发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的正电荷绝大部分集中在很小空间范围，α粒子散射实验说明了原子的核式结构,故D错误．2．下列说法正确的是（B）A．β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领比γ射线强B．光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性,前者表明光子具有能量,后者表明光子既具有能量，也具有动量C．某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后,核内中子数减少6个D．氡的半衰期为3。
8天，4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核【解析】γ射线是电磁波，β射线不是电磁波，β射线穿透本领比γ射线弱，选项A错误；光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量,后者表明光子既具有能量，也具有动量，选项B正确；某原子核经过一次α衰变核内中子数减小2，两次β衰变后，核内中子数减少2个，则核内中子数减少4个，选项C错误;半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核不适用，则选项D错误．3．图甲为氢原子的能级图,图乙为某金属在光的照射下,发生光电效应时产生的光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系图象．若氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级放出的光子刚好使该金属发生光电效应,普朗克常数h＝6.63×10－34 J·s，1 eV＝1。
2019高三物理人教版一轮教师用书：第12章 第2节 核反应和核能 Word版含解析
第二节核反应和核能(对应学生用书第219页)[教材知识速填]知识点1原子核的组成放射性及放射性同位素1．原子核的组成(1)原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子．质子带正电，中子不带电．(2)基本关系①核电荷数＝质子数(Z)＝元素的原子序数＝核外电子数．②质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数．(3)X元素的原子核的符号为A Z X，其中A表示质量数，Z表示核电荷数．2．天然放射现象(1)天然放射现象：元素自发地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构．(2)放射性和放射性元素：物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性．具有放射性的元素叫放射性元素．(3)三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是α射线、β射线、γ射线．3．放射性同位素的应用与防护(1)同位素：具有相同质子数和不同中子数的原子核．(2)放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同．(3)应用：消除静电、工业探伤、作示踪原子等．(4)防护：防止放射性对人体组织的伤害．易错判断(1)原子核是由质子、中子、电子组成的．(×)(2)α射线、β射线、γ射线的组成是三种不同的粒子．(×)(3)α、β、γ三种射线中，α射线的电离作用最强．(√)知识点2原子核的衰变、半衰期1．原子核的衰变(1)定义：原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化．Y＋42He(2)分类：α衰变：A Z X→A－4Z－2β衰变：A Z X→A Z＋1Y＋0－1eγ辐射：当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ辐射．(3)两个典型的衰变方程：①α衰变：23892U→23490Th＋42He；②β衰变：23490Th→23491Pa＋0－1e.2．半衰期(1)定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系．易错判断(1)半衰期与温度无关．(√)(2)如果某放射性元素的原子核有100个，经过一个半衰期后还剩50个．(×)(3)所有元素都可以发生衰变．(×)知识点3核力核反应和核能1．核力(1)定义：原子核内部核子间特有的相互作用力．(2)核力的特点：①是强相互作用的一种表现；②是短程力，作用范围在1.5×10－15 m之内；③每个核子只能与其相邻的核子发生核力作用．2．结合能：核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫作原子核的结合能，也称核能．3．比结合能(1)定义：原子核的结合能与核子数之比，称作比结合能，也叫平均结合能．(2)特点：不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定．4．质能方程、质量亏损：爱因斯坦质能方程E＝mc2，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm，这就是质量亏损．由质量亏损可求出释放的核能ΔE＝Δmc2.5．核反应在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程．在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒．6．重核裂变(1)定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程．(2)典型的裂变反应方程：235U＋10n―→8936Kr＋14456Ba＋310n.92(3)链式反应：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程．(4)临界体积和临界质量：裂变物质能够发生链式反应的最小体积及其相应的质量．(5)裂变的应用：原子弹、核反应堆．(6)反应堆构造：核燃料、慢化剂、镉棒、防护层．7．轻核聚变(1)定义：两轻核结合成质量较大的核的反应过程．轻核聚变反应必须在高温下进行，因此又叫热核反应．(2)典型的聚变反应方程：2H＋31H―→42He＋10n＋17.6 MeV1易错判断(1)重核裂变和轻核聚变都能释放核能．(√)(2)核反应中质量数守恒，故没有质量亏损．(×)(3)质能方程表明在一定条件下，质量可以转化为能量．(×)[教材习题回访]考查点：影响衰变的因素1．(粤教版选修3－5P97T2)用哪种方法可以减缓放射性元素的衰变速率？() A．把该元素放在低温阴凉处B．把该元素密封在很厚的铅盒子里C．把该元素同其他的稳定元素结合成化合物D．上述各种方法都无法减缓放射性元素的衰变速率[答案]D考查点：半衰期的计算2．(沪科版选修3－5P75T4改编)已知铋-210的半衰期是5.0天，8 g铋-210经20天后还剩下()A．1 g B．0.2 gC．0.4 g D．0.5 g[答案]D考查点：核反应方程及类型3．(粤教版选修3－5P97T3)(多选)关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的是()A.23892U→23490Th＋42He是α衰变B.147N＋42He→178O＋11H是β衰变C.21H＋31H→42He＋10n是轻核聚变D.8234Se→8236Kr＋20－1e是重核裂变[答案]AC考查点：比结合能的计算4．(人教版选修3－5P81例题改编)(多选)已知中子的质量是m n＝1.674 9×10－27kg，质子的质量是m p＝1.672 6×10－27 kg，氘核的质量是m D＝3.343 6×10－27 kg，则氘核的比结合能为()A．3.51×10－13 J B．1.10 MeVC．1.76×10－13 J D．2.19 MeV[答案]BC(对应学生用书第221页)1．α衰变、β衰变的比较若A Z X →A ′Z ′Y ＋n 42He ＋m 0－1e则A ＝A ′＋4n ，Z ＝Z ′＋2n －m 解以上两式即可求出m 和n . 4．对半衰期的理解(1)半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，对个别或少量原子核，无半衰期可言．(2)根据半衰期的概念，可总结出公式N 余＝N 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ，m 余＝m 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12tτ.式中N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t 表示衰变时间，τ表示半衰期．[题组通关]1．(2017·全国Ⅱ卷)一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为238 92U →234 90Th ＋42He.下列说法正确的是( )A ．衰变后钍核的动能等于α粒子的动能B ．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C ．铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间D ．衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量 B [衰变过程遵守动量守恒定律，故选项A 错，选项B 对． 根据半衰期的定义，可知选项C 错． α衰变释放核能，有质量亏损，故选项D 错．]2.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图如图12-2-1所示，则( )图12-2-1A ．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D [根据动量守恒定律，原子核发生β衰变后产生的新核与电子的动量大小相等，设为p .根据q v B ＝m v 2r ，得轨道半径r ＝m v qB ＝pqB ，故电子的轨迹半径较大，即轨迹1是电子的，轨迹2是新核的．根据左手定则，可知磁场方向垂直纸面向里．选项D 正确．]3．若元素A 的半衰期为4天，元素B 的半衰期为5天，则相同质量的A 和B ，经过20天后，剩下的质量之比m A ∶m B 为( )【导学号：84370494】A ．30∶31B ．31∶30C ．1∶2D ．2∶1C [由m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ有m A ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12204m 0，m B ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12205m 0，得m A ∶m B ＝1∶2.C 正确．]氡222衰变为钋218的半衰期为3.8天.20克氡222经7.6天后还剩下( ) A ．10 g B ．5 g C ．2.5 gD ．1.25 gB [设发生衰变的原子的质量为m 0，经过t 时间后，剩余的质量为m ，则 m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ，m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ＝20×⎝ ⎛⎭⎪⎫127.63.8 g ＝5 g ．故B 正确．](1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础．如质子(11H)、中子(10n)，α粒子(42He)、β粒子(0－1e)、正电子(0＋1e)、氘核(21H)、氚核(31H)等．(2)掌握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“―→”表示反应方向．[题组通关]4. 我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献．下列核反应方程中属于聚变反应的是()图12-2-2A.21H＋31H→42He＋10nB.147N＋42He→178O＋11HC.42He＋2713Al→3015P＋10nD.23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310nA[A对：两个轻核结合成质量较大的原子核．B错：原子核的人工转变．C错：原子核的人工转变．D错：重核裂变．]5．(多选)(2016·全国Ⅲ卷改编)一静止的铝原子核2713Al俘获一速度为1.0×107 m/s 的质子p后，变为处于激发态的硅原子核2814Si*.下列说法正确的是() A．核反应方程为p＋2713Al→2814Si*B．核反应过程中系统动量守恒C．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和D．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度的方向一致ABD[核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为p＋2713 Al→2814Si*，说法A正确．核反应过程中遵从动量守恒和能量守恒，说法B正确．核反应中发生质量亏损，生成物的质量小于反应物的质量之和，说法C错误．根据动量守恒定律有m p v p＝m Si v Si，碰撞后硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度方向一致，说法D正确．] 6．(2018·德州模拟)放射性元素钋(21084Po)发生衰变时，会产生42He和一种未知粒子，并放出γ射线，其核反应方程为21084Po→y82X＋42He＋γ.下列说法正确的是()【导学号：84370495】A．42He的穿透能力比γ射线强B．y＝206C．X核的中子个数为126D．这种核反应为β衰变B[42He的穿透能力比γ射线弱，选项A错误；y＝210－4＝206，选项B 正确；X核的中子个数为206－82＝124，选项C错误；题中的核反应为α衰变，选项D错误．](多选)下列说法正确的是()A.157N＋11H→126C＋42He是α衰变方程B.11H＋21H→32He＋γ是核聚变反应方程C.23892U→23490Th＋42He是核裂变反应方程D.42He＋2713Al→3015P＋10n是原子核的人工转变方程BD[核反应类型分四种，核反应的方程特点各有不同．衰变方程的左边只有一个原子核，右边出现α或β粒子．聚变方程的左边是两个轻核，右边是中等原子核．裂变方程的左边是重核与中子，右边是中等原子核．人工核转变方程的左边是氦核与常见元素的原子核，右边也是常见元素的原子核，由此可知B、D正确．]1．对质能方程的理解(1)方程E＝mc2的含义：物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系，物体的能量增大，质量也增大；物体的能量减少，质量也减少．(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量也要相应减少，即ΔE＝Δmc2.(3)原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm，吸收的能量为ΔE＝Δmc2.2．核能的计算方法(1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5MeV 的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．(3)根据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子比结合能×核子数．[题组通关]7．(2017·全国Ⅰ卷)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：21H＋21H→32He＋10n.已知21H的质量为2.013 6 u，32He的质量为3.015 0 u，10n的质量为1.008 7 u,1 u＝931 MeV/c2.氘核聚变反应中释放的核能约为()A．3.7 MeV B．3.3 MeVC．2.7 MeV D．0.93 MeVB[在核反应方程21H＋21H→32He＋10n中，反应前物质的质量m1＝2×2.013 6 u＝4．027 2 u，反应后物质的质量m2＝3.015 0 u＋1.008 7 u＝4.023 7 u，质量亏损Δm＝m1－m2＝0.003 5 u.则氘核聚变释放的核能为E＝931×0.003 5 MeV≈3.3 MeV，选项B正确．]8. (多选)原子核的比结合能曲线如图12-2-3所示．根据该曲线，下列判断正确的有()图12-2-3A.42He核的结合能约为14 MeVB.42He核比63Li核更稳定C．两个21H核结合成42He核时释放能量D.23592U核中核子的平均结合能比8936Kr核中的大BC[42He核有4个核子，由比结合能图线可知，42He核的结合能约为28 MeV，A错．比结合能越大，原子核越稳定，B对．两个21H核结合成42He核时，核子的比结合能变大，结合时要放出能量，C 对．由比结合能图线知，23592U核中核子平均结合能比8936Kr核中的小，D错．] 9．在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变．放射出的α粒子(42He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R.以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量．(1)放射性原子核用A Z X表示，新核的元素符号用Y表示，写出该α衰变的核反应方程．(2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小．(3)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，新核的质量为M ，求衰变过程的质量亏损Δm .【导学号：84370496】[解析](1)A Z X →A －4Z －2Y ＋42He.(2)设α粒子的速度大小为v ，由q v B ＝m v 2R ，T ＝2πR v ，得α粒子在磁场中运动周期T ＝2πm qB环形电流大小I ＝q T ＝q 2B 2πm .(3)由q v B ＝m v 2R ，得v ＝qBR m设衰变后新核Y 的速度大小为v ′，系统动量守恒M v ′－m v ＝0v ′＝m v M ＝qBR M由Δmc 2＝12M v ′2＋12m v 2得Δm ＝(M ＋m )(qBR )22mMc 2说明：若利用M ＝A －44m 解答，亦可．[答案](1)A Z X →A －4Z －2Y ＋42He (2)2πm qB q 2B 2πm (3)(M ＋m )(qBR )22mMc 2(2)在动量守恒方程中，各质量都可用质量数表示．。
高考物理复习第十二章原子与原子核第二课时原子结构与原子核市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖PPT课件
子个数比值是1∶7,则该矿石年纪为( )
C
A.4.5×109年 B.9×109年
C.13.5×109年 D.18×109年
解析:因为 U 238 和 206Pb 原子个数比值为 1∶7,所以有 1 的 U 238 未发生衰变,由 8
t
N=N0
1 2
得,t=3τ=3×4.5×109 年=13.5×109
,m
余=m
1 t / 原 2
.
式中N原,m原表示衰变前放射性元素原子数和质量,N余,m余表示衰变后还
未发生衰变放射性元素原子数和质量,t表示衰变时间,τ表示半衰期.
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典例突破
【例 2】 (2016·山西太原一模)(多选)据媒体报道,俄罗斯前特工利特
维年科在伦敦离奇身亡,英国警方调查认为毒杀利特维年科的是超级毒
两个半衰期后,剩余 1 ,即 200 g 的 210 Po 经 276 天,已发生衰变的质量为
4
84
150 g,选项 D 正确.
答案: BCD
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反思总结 半衰期三点提醒 (1)半衰期是一个统计规律,对少数原子核不适用. (2)原子核质量降低二分之一与原子核有半数发生衰变概念不一样. (3)半衰期大小是由原子核内部本身原因决定,与外部条件无关.
解析:玻尔理论成功地说明了原子稳定性和氢原子光谱试验规律,选项A 正确;卢瑟福α粒子散射试验说明原子中绝大部分是空;α粒子受到较大 库仑力作用;α粒子在原子中碰到了比它质量大得多东西,否定了汤姆孙 关于原子结构“西瓜模型”,但也不能说明原子内部存在带负电电子,也 不能解释原子稳定性,选项B,C错误,D正确.
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误区警示 α粒子散射试验原因 α粒子经过金箔后发生散射原因是α粒子与金原子核之间库仑斥力,二 者靠越近库仑力越大,偏转角越大,离越远库仑力越小,偏转角越小.
12-2 原子结构与原子核
必考部分 第十二章 第2讲
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名师伴你行 ·高考一轮总复习 · 物理
考点 2
能级和跃迁
[基础自通] 1.玻尔理论
不连续 的能量状态中，在这些 (1)定态：原子只能处于一系列________ 稳定 的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐 能量状态中原子是________
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
[考纲解读 ]
1.以经典理论为命题背景，选取氢原子能级图进 2.本节知识在
行分析计算大量氢原子跃迁产生不同频率的光子．
高考中属于命题的热点，经常考查核能的理解、核反应规律、半衰 期等方面的知识，这种命题的方向在今后的高考试题中不会改变．
必考部分 第十二章 第2讲
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必考部分 第十二章 第2讲
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2．关于 α 粒子散射实验，下列说法不正确的是( A ) A．α 粒子发生大角度散射的主要原因是原子中有正电荷 B．α 粒子发生大角度散射的主要原因是原子中原子核的作用 C．只有少数 α 粒子发生大角度散射的原因是原子的全部正电 荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上 D．相同条件下，换用原子序数越小的物质做实验，沿同一偏 转角散射的 α 粒子越少
必考部分 第十二章 第2讲
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3．(多选)下列对原子结构的认识中，正确的是( ABC ) A．原子中绝大部分是空的，原子核很小 B．电子在核外旋转，库仑力提供向心力 C．原子的全部正电荷都集中在原子核里 D．原子核的直径大约是 10－10 m
高考物理复习第十二章近代物理第二节原子与原子核资料市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖PPT课件
2．原子的核式结构：在原子中心有一个很小的核，原子全部 的__正__电__荷____和几乎全部____质__量____都集中在核里，带负电 的电子在核外空间绕核旋转．
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1.(高考上海卷)不能用卢瑟福原子核式结 构模型得出的结论是 ( B ) A．原子中心有一个很小的原子核 B．原子核是由质子和中子组成的 C．原子质量几乎全部集中在原子核内 D．原子的正电荷全部集中在原子核内
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解析：能用卢瑟福的原子核式结构得出的结论：在原子中心 有一个很小的原子核，原子的全部正电荷和几乎全部的质量 都集中在原子核内，带负电的电子在核外空间绕核旋转．而 “原子核是由质子和中子组成的”结论并不能用卢瑟福原子 的核式结构得出，故选 B.
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二、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：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它____辐__射____ 或__吸__收______一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的 能量差决定．即 hν＝_E__m_－__E_n___．(h 是普朗克常量，h＝ 6.626×10－34 J·s)
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2．原子核 (1)原子核的组成 ①原子核由___质__子_____和____中__子____组成，质子和中子统称 为___核__子_____． ② 原 子 核 的 核 电 荷 数 ＝ ____质__子____ 数 ， 原 子 核 的 质 量 数 ＝ ___质__子__数__＋__中__子__数____________________． (2)同位素：具有相同___质__子__数___、不同__中__子__数____的原子， 在 元 素 周 期 表 中 的 ____位__置____ 相 同 ， 同 位 素 具 有 相 同 的 ____化__学____性质．
十九、原子与原子核-物理批注版
十九、原子与原子核水平预测（40分钟）双基型1．★下面列举的事例中正确的是（）（A）居里夫妇用α粒子轰击铝箔时发现了正电子（B）卢瑟福的原子结构学说成功地解释了氢原子的发光现象（C）麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，赫兹用实验方法给予证实（D）玻尔建立了量子理论，解释了各种原子发光现象2．★★关于原子核能，下列说法中正确的是（）（A）使原子核分解为粒子时放出的能量（B）核子结合成原子核时需要供给的能量（C）核子结合成原子核时吸收的能最或原子核分解为核子时放出的能量（D）核子结合成原子核时放出的能量或原子核分解成粒子时所吸收的能量3．★平衡核反应方程，23592U＋__________________→9038Sr＋13654Xe＋1010n，在核反应堆中石墨起的作用，镉棒__________________的作用。
横向型4．★★中子的质量为1.0087u，质子质量为1.0073u，氘核的质量为2.0136u，中子和质子结合成氘核时释放的能量为________J（计算结果取两位有效数字，1u＝1.7×1027 kg）。
5．★★★氢原子的核外电子从一个轨道跃迁到另一轨道时，可能发生的情况有（）（A）放出光子，电子动能减少，原子势能增加（B）放出光子，电子动能增加，原子势能减少（C）吸收光子，电子动能减少，原子势能增加（D）吸收光子，电子动能增加，原子势能减少6．★★★一个原子核X进行一次α衰变后成为原子核c d Y，然后又进行一次β衰变，成为原子核f g Z：a bX→c d Y→f g Z，它们的质量数a、c、f及电荷数b、d、g之间应有的关系是（）（A）a＝f＋4（B）c＝f（C）d＝g－1（D）b＝g＋17．★★★放射性元素2411Na经过2 h，只剩1/2的核没有衰变，再经过_____h，将只剩下1/8的核没有衰变。
横向型8．★★23892U发生衰变后变成23490Th，把静止的23892U放在匀强磁场中，衰变后Th核的速度方向与磁场方向垂直，生成的α粒子动能为ΔE。
2020-2021学年化学人教版必修2学案：1.2.1 原子核外电子的排布 Word版含解析
第二节元素周期律[激趣导读] 元素周期律的发现，奠定了现代科学的基础。
恩格斯说：“门捷列夫完成了科学上的一个勋业。
”斯大林也给元素周期律以高度的评价，他说：“门捷列夫的元素周期律清楚地表明，由量变而发展到质变在自然发展史中有多么重大的意义。
”就让我们一起在这一节课中探究元素周期律对生产、生活的重大指导意义吧！[目标] 1.掌握1～20号元素原子的核外电子排布，并了解核外电子排布规律。
掌握原子的最外层电子排布与元素原子得失电子能力和化合价的关系。
2．掌握元素周期律的实质，及原子核外电子排布、原子半径、主要化合价的周期性变化。
3．根据第3周期元素原子得失电子能力的递变规律，掌握同周期元素原子性质的递变规律。
4．能通过原子结构、元素周期律，推测不熟悉元素的性质，或由其结构、性质推测它在周期表中的位置等。
第1课时原子核外电子的排布1．电子层根据电子的能量差别和通常运动的区域离核远近不同，把核外电子通常运动的不同区域看成不同的电子层。
各电子层的序号、能量见下表：2.核外电子排布的一般规律①核外电子总是尽可能排布在能量最低的电子层里，然后再排布在能量较高的电子层里。
即电子层最先排满K层，当K层排满时再排布在L 层中等等。
②各核外电子层最多容纳的电子数目是2n2个(n为电子层序数)。
③最外层电子数目不超过8个(K层为最外层时不超过2个)。
④次外层电子数目不超过18个，倒数第三层不超过32个。
说明：以上规律是互相联系的，不能孤立地理解。
例如：当M层是最外层时，最多可排8个电子，当M层不是最外层时，最多可排18个电子。
3．画出下列微粒的结构示意图探究点一原子核外电子的排布规律及表示方法1．核外电子排布规律在含有多个电子的原子里，电子依能量的不同分层排布，其主要规律是：(1)核外电子首先排布在能量最低的第一电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层。
(2)原子核外各电子层最多排布2n2个电子。
(3)原子最外层电子数目不能超过8个(K层为最外层时电子数不能超过2个)。
(教学指导) 原子结构模型Word版含解析
第1节原子结构模型发展目标体系构建1.通过了解有关核外电子运动模型的历史发展过程，认识核外电子的运动特点。
2.知道电子运动的能量状态具有量子化的特征(能量不连续)，电子可以处于不同的能级，在一定条件下会发生跃迁。
3.知道电子的运动状态(空间分布及能量)可通过原子轨道和电子云模型来描述。
一、氢原子光谱和玻尔的原子结构模型1．原子结构模型的发展史2．光谱和氢原子光谱(1)光谱①概念：利用原子光谱仪将物质吸收的光或发射的光的频率(或波长)和强度分布记录下来的谱线。
②形成原因：电子在不同轨道间跃迁时，会辐射或吸收能量。
(2)氢原子光谱：属于线状光谱。
氢原子外围只有1个电子，故氢原子光谱只有一条谱线，对吗？提示：不对。
3．玻尔原子结构模型(1)基本观点运动轨迹原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道上绕原子核运动，并且不辐射能量能量分布在不同轨道上运动的电子具有不同的能量，而且能量是量子化的。
轨道能量依n(量子数)值(1、2、3、…)的增大而升高对氢原子而言，电子处在n＝1的轨道时能量最低，称为基态；能量高于基态能量的状态，称为激发态①成功地解释了氢原子光谱是线状光谱的实验事实。
②阐明了原子光谱源自核外电子在能量不同的轨道之间的跃迁，指出了电子所处的轨道的能量是量子化的。
二、量子力学对原子核外电子运动状态的描述1．原子轨道(1)电子层将量子数n所描述的电子运动状态称为电子层。
(2)能级：在同一电子层中，电子所具有的能量可能不同，所以同一电子层可分成不同的能级，用s、p、d、f等来表示。
微点拨：能级数＝电子层序数，如n＝2时，有2个能级。
(3)原子轨道微点拨：处于同一能级的原子轨道能量相同；电子层为n的状态含有n2个原子轨道。
(4)自旋运动：处于同一原子轨道上的电子自旋状态只有两种，分别用符号“↑”和“↓”表示。
2．原子轨道的图形描述3．电子在核外的空间分布(1)电子云图：描述电子在核外空间某处单位体积内的概率分布的图形。
物理选修1-2人教新课标3.2原子与原子核的结构
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• 解析：选B.α粒子的质量大约是电子质量的7300 倍，它们之间发生相互作用时，动量的改变相等， 因此α粒子与电子碰撞就像飞行的子弹碰到一粒
尘埃，电子对α粒子的作用是微不足道的，可以
忽略．
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• 原子核的组成
元素X的原子核可用符号X表示，其中a、b 为正整数，下列说法中正确的是( ) A．a等于此原子核中的质子数，b等于此原子核 中的中子数 B．a等于此原子核中的中子数，b等于此原子核 中的质子数 C．a等于此元素的原子处于中性状态时核外电子 数，b等于此原子核中的质子数加中子数 D．a等于此原子核中的质子数，b等于此原子核 中的核子数
• 5．原子核的常用符号是X；X为元素符号，Z为
电荷数，A为质量数．核电荷数＝质子数(Z)＝元 素的原子序数＝核外电子数． • 质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数．
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课堂互动讲练
例1
是( ) A．α粒子发生大角度散射的主要原因是原子中 有正电荷的作用 B．α粒子发生大角度散射的主要原因是原子中 原子核的作用
子和中子的质量之和略__的现象． 小
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核心要点突破
• 一、α粒子散射实验与核式结构的建立 • 1909～1911年卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金 箔的实验，获得了重要的发现． • 1．实验装置：(如图3－2－1)由放射源、金箔、 荧光屏等组成．
图3－2－1
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2．实验现象与结果 绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前 进，但是有少数α粒子发生了较大角度的偏转；极少 数 α 粒子偏转角超过 90°，有的几乎达到 180°，沿 原路返回．α粒子散射实验令卢瑟福万分惊奇．按照 汤姆孙的原子结构模型：带正电的物质均匀分布， 带负电的电子质量比α粒子的质量小得多．α粒子碰 到电子就像子弹碰到一粒尘埃一样，其运动方向不 会发生什么改变．但实验结果出现了像一枚炮弹碰 到一层薄薄的卫生纸被反弹回来这一不可思议的现 象．卢瑟福通过分析，否定了汤姆孙的原子结构模 型，提出了核式结构模型．
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《原子与原子核》综合检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第1～7小题只有一个选项正确,第8～12小题有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分)1.下列四幅图涉及不同的物理知识,其中说法正确的是( B )A.图(甲):用紫外线照射到金属锌板表面时会发生光电效应,当增大紫外线的照射强度时,从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B.图(乙):卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,提出了原子的核式结构模型C.图(丙):氢原子由较高能级跃迁到较低能级时,会吸收一定频率的光子D.图(丁):原有10个氡222,经过一个半衰期的时间,一定还剩余5个解析:根据光电效应方程hν2+W,光电子的最大初动能与入射光的强度无关,故A错误.卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,提出了原子的核式结构模型,故B正确.氢原子由较高能级跃迁到较低能级时,能量减小,向外辐射光子,故C错误.半衰期具有统计规律,对大量的原子核适用,对少数的原子核不适用,故D错误.2.在卢瑟福α粒子散射实验中,金箔中的原子核可以看做静止不动,下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹,其中正确的是( C )解析:α粒子散射实验中,入射的α粒子只有靠近金箔原子核时在其斥力作用下发生大角度偏转,图A,D中出现引力情况,这是不可能的,图B中其中一个α粒子的径迹不对,只有选项C正确.3.放射性原子的原子核在发生α衰变时,蕴藏在核内的能量会释放出来,使产生的新核处于高能级,这时它要向低能级跃迁,辐射出γ光子,该光子在真空中的波长为λ,光速为c,普朗克常量为h,则( B )A.每个光子的能量为B.每个光子的能量为C.辐射过程中质量亏损为ΔD.辐射过程中不发生质量亏损解析:根据爱因斯坦光子说,每个光子的能量E=hν,其中ν为光子的频率,而光速c=λν,故一个光子的能量故A错误,B正确;根据ΔE=Δmc2,那么辐射过程中质量亏损为Δ故C,D错误.4.已知氦原子的质量为M He u,电子的质量为m e u,质子的质量为m p u,中子的质量为m n u,u为原子质量单位,且由爱因斯坦质能方程E=mc2可知:1 u对应于931.5 MeV的能量,若取光速c=3×108 m/s,则两个质子和两个中子聚变成一个氦核,释放的能量为( B )A.[2×(m p+m n)-M He]×931.5 MeVB.[2×(m p+m n+m e)-M He]×931.5 MeVC.[2×(m p+m n+m e)-M He]×c2 JD.[2×(m p+m n)-M He]×c2 J解析:质量亏损Δm=2×(m p+m n)-(M He-2m e)= 2×(m p+m n+m e)-M He,所以释放的能量为ΔE=Δm×931.5 MeV=[2×(m p+ m n+m e)-M He]×931.5 MeV,选项B正确.5.太阳因核聚变释放出巨大的能量,同时其质量不断减少.太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026 J,根据爱因斯坦质能方程,太阳每秒钟减少的质量最接近( D )A.1036 kgB.1018 kgC.1013 kgD.109 kg解析:根据质能方程ΔE=Δmc2有,Δ×109 kg,故D正确.6.按照氢原子的玻尔模型,氢原子的核外电子绕原子核做圆周运动,轨道半径和对应的能量r n=n2r1,E n电子从半径较大的轨道n=2的激发态向半径较小的轨道基态跃迁时,放出光子,(r1=0.053 nm,E1= -13.6 eV).则产生的光子频率(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,结果保留两位有效数字)( C )A.ν=1.5×1015 HzB.ν=2.0×1015 HzC.ν=2.5×1015 HzD.ν=4.5×1015 Hz解析:电子从半径较大的轨道n=2的激发态向半径较小的轨道基态跃迁时,r2=4r1,E2=-3.4 eV,故E2-E1=hν,解得ν=2.5×1015 Hz.7.下列说法中正确的是( C )A.铀核裂变时释放的能量等于它俘获中子时得到的能量B.发生光电效应时,入射光越强,光子的能量就越大,光电子的最大初动能就越大C.原子核内的中子转化成一个质子和一个电子,产生的电子发射到核外,就是β粒子,这就是β衰变的实质D.用能量为11.0 eV的光子照射时,可使处于基态的氢原子跃迁到激发态解析:根据爱因斯坦质能方程可知,裂变时释放能量是因为发生了亏损质量,ΔE=Δmc2,故A错误;发生光电效应时,入射光的频率越高,光子的能量越大,由hν2+W知,逸出的光电子的最大初动能就越大,而与入射光的强度无关,故B错误;β衰变时,原子核中的一个中子,转变为一个质子和一个电子,电子释放出来,故C正确;11.0 eV的能量不等于基态与其他能级间的能级差,所以不能使基态的氢原子发生跃迁,故D错误.8.下列说法中正确的是( CD )A.玻尔通过对氢原子光谱的研究建立了原子的核式结构模型B.核力存在于原子核内任意两个核子之间C.天然放射现象的发现使人类认识到原子核具有复杂的结构D.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关解析:卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型,玻尔将量子观念引入原子领域,其理论能够解释氢原子光谱的特征,故A错误;核力与万有引力、库仑力的性质不同,核力是短程力,作用范围在1.5×10-15 m之内,只存在于相邻的核子之间,核力是原子核能稳定存在的原因,故B错误;天然放射现象的发现使人类认识到原子核具有复杂的结构,故C正确;根据黑体辐射实验的规律可知,黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关,故D正确.9.氢原子能级如图,当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时,辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是( CD )A.氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时,辐射光的波长大于656 nmB.用波长为325 nm的光照射,可使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级C.一群处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D.用波长为633 nm的光照射,不能使氢原子从n=2跃迁到n=3的能级解析:由2-E1及氢原子能级关系可知,从n=2跃迁到n=1时释放光子波长为122 nm,故选项A错误;波长325 nm光子能量小于波长122 nm光子能量,不能使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级,选项B错误;一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时最多有3种可能,因此最多产生3种谱线,选项C正确;从n=3跃迁到n=2时辐射光的波长λ=656 nm,所以,只有当入射光波长为656 nm时,才能使氢原子从n=2跃迁到n= 3的能级,选项D正确.10.如图(甲)所示,在光电效应实验中,某同学用相同频率的单色光,分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管,结果都能发生光电效应.图(乙)为其中一个光电管的遏止电压U c随入射光频率ν变化的函数关系图像.对于这两个光电管,下列判断正确的是( ACD )A.因为材料不同逸出功不同,所以遏止电压U c不同B.两个光电管的U cν图像的斜率可能不同C.光电子的最大初动能不同D.因为光强不确定,所以单位时间内逸出的光电子数可能相同,饱和电流也可能相同解析:根据光电效应方程有,E k=hν-W,根据能量守恒定律得,eU c=E k,联立得,eU c=hν-W,即U c入射光的频率相同,逸出功W不同,则遏止电压U c也不同,A正确.U cν图像的斜率常数,所以两个光电管的U cν图像的斜率一定相同,故B错误.根据光电效应方程E k=hν-W知,相同的频率,不同的逸出功,则光电子的最大初动能也不同,故C正确.虽然光的频率相同,但光强不确定,所以单位时间内逸出的光电子数可能相同,而饱和电流也可能相同,故D正确.11.下列说法正确的是( AD )A.核反应方程中的X是质子B.光电效应中,光电子的最大初动能与照射光的频率成正比C.放射性元素氡的半衰期是3.8天,有4个氡核经7.6天后只剩1个D.一群处于n=4能级的氢原子,在向低能级跃迁的过程中可以产生6种不同频率的光解析:根据电荷数守恒、质量数守恒知,X为质子,故A正确.根据光电效应方程E k=hν-W知,光电子的最大初动能与照射光的频率不是正比关系,故B错误.半衰期具有统计规律,对大量的原子核适用,对少量的原子核不适用,故C错误.一群处于n=4能级的氢原子,在向低能级跃迁的过程中可以产生6种不同频率的光,故D正确.12.下列说法中正确的是( AC )A.钍的半衰期为24天.1 g钍经过120天后还剩0.031 25 g 钍B.一单色光照到某金属表面时,有光电子从金属表面逸出,只延长入射光照射时间,光电子的最大初动能将增加C.放射性同位素经α,β其中经过了3次α衰变和2次β衰变D.一个处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时,最多可产生6种不同频率的光子解析:钍的半衰期为24天,1 g钍经过120天后,发生5个半衰期,1 g钍经过120天后还剩m=m05=0.031 25 g,故A正确.光电效应中,依据光电效应方程E k=hν-W0可知,光电子的最大初动能由入射光的频率和逸出功决定,与入射光照射时间长短无关,故B错误.钍可知质量数少12,电荷数少4,因为经过一次α衰变,电荷数少2,质量数少4,经过一次β衰变,电荷数多1,质量数不变,可知经过3次α衰变,2次β衰变,故C正确.一个处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时,最多可产生3种不同频率的光子,故 D 错误.二、非选择题(共52分)13.(6分)1946年,我国物理学家何泽慧发现铀核的四裂变,铀235核俘获中子后裂变成三个质量较大的核和一个质量较轻的核,径迹如图所示,在铀核裂变过程中,产生新核的核子平均质量(选填“大于”“等于”或“小于”)铀核的核子平均质量,若释放的核能为ΔE,则此反应中发生质量亏损Δm为(真空中的光速为c).解析:这是一个核裂变过程,有质量亏损,释放能量,反应后新核的核子平均质量小于反应前铀核的核子平均质量;根据质能方程可知,此反应中发生的质量亏损Δm=答案:小于(3分) (3分)14.(6分)用极微弱的红光做双缝干涉实验,随着曝光时间的延长,可以先后得到如图(a),(b),(c)所示的图样,这里的图样(填“是”或“不是”)光子之间相互作用引起的,实验表明光波是一种(填“概率波”或“物质波”).解析:用极微弱的红光做双缝干涉实验,随着曝光时间的延长,能出现图示现象,说明不是光子之间的相互作用引起的,该实验现象说明光波是一种概率波.答案:不是(3分) 概率波(3分)15.(6分)如图(甲)所示光电管的原理图,当频率为ν的可见光照射到阴极K上时,电流表中有电流通过.(1)当变阻器的滑片P向(填“左”或“右”)滑动时,通过电流表的电流将会减小.(2)由(乙)图I U图像可知光电子的最大初动能为.(3)如果不改变入射光的频率,而减小入射光的强度,则光电子的最大初动能(填“增加”“减小”或“不变”).解析:(1)由题图可知光电管两端所加的电压为反向电压,当变阻器的滑动端P向右移动时,反向电压增大,光电子到达右端的速度减小,则通过电流表的电流变小.(2)当电流表电流刚减小到零时,电压表的读数为U,根据动能定理得,eU=,则光电子的最大初动能为2 eV.(3)根据光电效应方程E k=hν-W,知入射光的频率不变,则光电子的最大初动能不变.答案:(1)右(2分) (2)2 eV(2分) (3)不变(2分)16.(10分)氢原子处于基态时,原子的能量为E1=-13.6 eV,当处于n=3的激发态时,能量为E3=-1.51 eV,普朗克常量h=6.63×10-34J·s,求: (1)当氢原子从n=3的激发态跃迁到n=1的基态时,向外辐射的光子的波长是多少?(2)若要使处于基态的氢原子电离,至少要用多大频率的电磁波照射原子?(3)若有大量的氢原子处于n=3的激发态,则在跃迁过程中可能释放出几种频率的光子?其中最长波长是多少?解析:(1)根据能级之间能量差公式:ΔE=E n-E m得ΔE13=E3-E1=-1.51 eV-(-13.6 eV)=12.09 eV(2分)光子的能量与波长之间的关系Δ分)所以从n=3激发态跃迁到n=1基态时发射光的波长λ×10-7 m.(1分)(2)要使处于基态的氢原子电离,照射光光子的能量应能使电子从第1能级跃迁到无限远处,最小频率的电磁波的光子能量ε=hν=0-E1,(2分)解得,ν×1015 Hz.(1分)(3)当大量氢原子处于n=3能级时,可释放出的光子频率种类为N=种)(1分)据玻尔理论在这3种频率光子中,当氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时辐射的光子波长最长.依据E n1,知E×(-13.6)eV=-3.4 eV,因此=E3-E2(1分)λ′=×10-7 m.(1分)答案:(1)1.03×10-7 m (2)3.3×1015 Hz(3)3种 6.58×10-7 m17.(10分)俘获一个速度为7.7×104 m/s的中子后,生成一个氚核和一个氦核,已知氚核的速度大小为1.0×103 m/s,方向与中子的运动方向相反.(1)试写出核反应方程;(2)求出氦核的速度;(3)若让一个氘核和一个氚核发生聚变时,可产生一个氦核,同时放出一个中子,求这个核反应释放出的能量.(已知氘核质量m D=2.014 102 u,氚核质量为m T=3.016 050 u,氦核的质量m He=4.002 603 u,中子质量m n=1.008 665 u,1 u=1.660 6×10-27 kg)解析:(1)核反应方程为分)(2)由动量守恒定律得,m n v0=-m T v1+mαv2.(2分)解得v2分)代入数据得,v2=2×104 m/s,方向与中子的运动方向相同.(1分)(3)质量亏损为Δm=m D+m T-mα-m n,(2分)代入解得,Δm=3.136×10-29 kg.(1分)根据爱因斯坦质能方程得,核反应释放出的能量ΔE=Δmc2=2.82×10-12 J.(1分)答案Li(2)2×104 m/s,方向与中子的运动方向相同(3)2.82×10-12 J18.(14分)质量为2.014 1 u,质量为1.008 7 u,氦核质量为3.016 0 u,1 u相当于931.5 MeV.(1)的核反应方程;(2)计算上述核反应中释放的核能(保留三位有效数字).(3)若两个氘核以相同的动能0.35 MeV做对心碰撞即可发生上述反应,且释放的核能全部转化为机械能,和中子的动能各是多少?解析:(1)由质量数守恒和电荷数守恒,n.(4分)(2)反应过程中质量减少了Δm=2×2.014 1 u-1.008 7 u-3.016 0 u=0.003 5 u.(2分) 反应过程中释放的核能ΔE=0.003 5×931.5 MeV=3.26 MeV.(2分)(3)的动量分别为p1和p2,由动量守恒定律得,0=p1+p2(2分)由此得p1和p2大小相等;由动能和动量关系E=核和质量关系得,中子的动能E1核动能E2的3倍,即E1∶E2=3∶1(2分)由能量守恒定律得,E1+E2=ΔE+2×0.35,由以上可以算出E2=0.99 MeV,E1=2.97 MeV.(2分)答案He(2)3.26 MeV (3)0.99 MeV 2.97 MeV。