2020届高三一轮复习物理典型例题分类精讲：原子物理
2020年高考物理新课标第一轮总复习讲义：第十二章第二讲原子结构原子核含答案
(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、能级公式
(1)氢原子的能级 能级图如图所示
(2)氢原子的能级和轨道半径 1
①氢原子的能级公式： En＝ n2E1(n＝ 1,2,3…)，其中 E1 为基态能量，其数值为 E1＝－ 13.6 eV. ②氢原子的半径公式： rn＝n2r 1(n＝ 1,2,3…)，其中 r1 为基态半径， 又称玻尔半径， 其数值为 r1＝0.53× 10 － 10m. 二、原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期、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 (Z)＝质子数＝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．
有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫作线状谱．
有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫作连续谱．
(3)氢原子光谱的实验规律 巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式 量， R＝1.10×107 m－1，n 为量子数．
1 11 λ＝ R 22－n2 ，(n＝ 3,4,5，… )，R 是里德伯常
A
(3)X 元素的原子核的符号为 ZX ，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． (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． (4)放射性同位素的应用与防护 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两类，放射性同位素的化学性质相同． ②应用：消除静电、工业探伤、作示踪原子等． ③防护：防止放射性对人体组织的伤害． 3．原子核的衰变
2020届高三一轮复习物理典型例题分类精讲：原子物理
2020届高三一轮复习物理典型例题分类精讲：原子物理一、选择题在每题给出的四个选项中，有的只有一项为哪一项正确的，有的有多个选项正确，全选对的得5分，选对但不全的得3分，选错的得0分。
1. 2005年是”世界物理年"，100年前的1905年是爱因斯坦的”奇迹'’之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论成功地讲明了光电效应现象。
关于光电效应，以下讲法正确的选项是〔〕A. 当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应B. 光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C. 光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D. 某单色光照耀一金属时不能发生光电效应，改用波长较短的光照耀该金属可能发生光电效应2•从原子核中能放出a、B、丫射线，关于原子核的组成，以下讲法中正确的选项是〔〕A. 原子核中，有质子、中子，还有a粒子B. 原子核中，有质子、中子，还有B粒子C. 原子核中，有质子、中子，还有丫粒子D. 原子核中，只有质子和中子3. 某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2.21eV，用波长为2.5 x 10-7m的紫外线照耀阴极，真空中光速为3.0 x 108m/s，元电荷为1.6 x 10-19C,普朗克常量为6.63 x 10-34J s，求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大动能应分不是〔〕14 14 -19A. 5.3 X 10 HZ 2.2J B . 5.3 x 10 HZ 4.4 x 10 J33 33 19C. 3.3 x 10 H z, 2.2J D . 3.3 x 10 H z, 4.4 x 10- J4. 以下讲法正确的选项是〔〕A. 2H+3H T：He + ；n 是聚变B. 29；U+；n £4Xe +9；Sr+20n 是裂变C. 24 Ra 288 Rn +：He 是a衰变D. 24Na T24Mg +：e是裂变5. 在演示光电效应的实验中，原先不带电的一块锌板与灵敏验电器相连。
2020届高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练 原子结构 原子核(解析版)
2020届高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练原子结构原子核【专题导航】目录热点题型一原子的核式结构玻尔理论 (1)（一）对能级图的理解和应用 (3)（二）对原子核式结构的理解 (4)热点题型二氢原子的能量及变化规律 (5)热点三原子核的衰变、半衰期 (6)（一）确定衰变次数的问题 (7)（二）衰变射线的性质 (8)（三）对半衰期的理解和应用 (9)热点题型四核反应类型与核反应方程 (9)热点题型五核能的计算 (11)【题型演练】 (12)【题型归纳】热点题型一原子的核式结构玻尔理论1．α粒子散射实验(1)α粒子散射实验装置(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，但少数α粒子穿过金箔后发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被“撞了回来”．2．原子的核式结构模型(1)α粒子散射实验结果分析①核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变．②汤姆孙模型不能解释α粒子的大角度散射．③绝大多数α粒子沿直线穿过金箔，说明原子中绝大部分是空的；少数α粒子发生较大角度偏转，反映了原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷；极少数α粒子甚至被“撞了回来”，反映了个别α粒子正对着质量比α粒子大得多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用．(2)核式结构模型的局限性卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释α粒子散射实验现象，但不能解释原子光谱是特征光谱和原子的稳定性．3．对氢原子能级图的理解(1)能级图如图所示(2)氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式：E n＝1n2E1(n＝1，2，3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV.②氢原子的半径公式：r n＝n2r1(n＝1，2，3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m.(3)能级图中相关量意义的说明．4.两类能级跃迁(1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子．光子的频率ν＝ΔE h ＝E 高－E 低h.(2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量．①光照(吸收光子)：吸收光子的全部能量，光子的能量必须恰等于能级差hν＝ΔE .②碰撞、加热等：可以吸收实物粒子的部分能量，只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E 外≥ΔE . ③大于电离能的光子被吸收，将原子电离． （一）对能级图的理解和应用【例1】(2019·山西太原一模)如图是氢原子的能级示意图．当氢原子从n ＝4的能级跃迁到n ＝3的能级时， 辐射出光子a ；从n ＝3的能级跃迁到n ＝2的能级时，辐射出光子b .以下判断正确的是 ( )A ．在真空中光子a 的波长大于光子b 的波长B ．光子b 可使氢原子从基态跃迁到激发态C ．光子a 可能使处于n ＝4能级的氢原子电离D ．大量处于n ＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射2种不同谱线 【答案】 A【解析】 氢原子从n ＝4的能级跃迁到n ＝3的能级的能级差小于从n ＝3的能级跃迁到n ＝2的能级时的能级差，根据E m －E n ＝hν知，光子a 的能量小于光子b 的能量，所以a 光的频率小于b 光的频率，光子a 的波长大于光子b 的波长，故A 正确；光子b 的能量小于基态与任一激发态的能级差，所以不能被基态的原子吸收，故B 错误；根据E m －E n ＝hν可求光子a 的能量小于n ＝4能级的电离能，所以不能使处于n ＝4能级的氢原子电离，C 错误；大量处于n ＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射3种不同谱线，故D 错误．【变式】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( )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【答案】CD【解析】根据氢原子的能级图和能级跃迁规律，当氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级时，辐射光的波长一定小于656 nm，因此选项A错误；根据发生跃迁只能吸收和辐射一定频率的光子，可知选项B错误，D 正确；一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时可以产生3种频率的光子，所以选项C正确．（二）对原子核式结构的理解【例2】(2019·上海理工大附中期中)如图所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况．下列说法正确的是()A．在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多B．在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光C．卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似D．α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子后产生的反弹【答案】C【解析】.放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数应最多，说明大多数射线基本不偏折，可知金箔原子内部很空旷，故A错误；放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少，说明较少射线发生偏折，可知原子内部带正电的体积小，故B错误；选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似，故C正确；α粒子发生散射的主要原因是α粒子受到金原子库仑力作用，且金原子质量较大，从而出现的反弹，故D错误．【变式】如图所示是α粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹，M、N、P、Q是轨迹上的四点，在散射过程中可以认为重金属原子核静止．图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是( )A ．M 点B ．N 点C ．P 点D ．Q 点【答案】C【解析】.α粒子(氦原子核)和重金属原子核都带正电，互相排斥，加速度方向与α粒子所受斥力方向相同．带电粒子加速度方向沿相应点与重金属原子核连线指向轨迹曲线的凹侧，故只有选项C 正确． 热点题型二 氢原子的能量及变化规律氢原子跃迁时电子动能、电势能与原子能量的变化规律1．原子能量变化规律：E n ＝E k n ＋E p n ＝E 1n 2，随n 增大而增大，随n 的减小而减小，其中E 1＝－13.6 eV .2．电子动能变化规律(1)从公式上判断电子绕氢原子核运动时静电力提供向心力即k e 2r 2＝m v 2r ，所以E k ＝ke 22r ，随r 增大而减小．(2)从库仑力做功上判断，当轨道半径增大时，库仑引力做负功，故电子动能减小．反之，当轨道半径减小时，库仑引力做正功，故电子的动能增大． 3．原子的电势能的变化规律(1)通过库仑力做功判断，当轨道半径增大时，库仑引力做负功，原子的电势能增大．反之，当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能减小．(2)利用原子能量公式E n ＝E k n ＋E p n 判断，当轨道半径增大时，原子能量增大，电子动能减小，故原子的电势能增大．反之，当轨道半径减小时，原子能量减小，电子动能增大，故原子的电势能减小．【例3】(2019·三明模拟)按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为r a 的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为r b 的圆轨道上，已知r a >r b ，则在此过程中( )A ．原子要发出某一频率的光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量也减小B ．原子要吸收某一频率的光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小C ．原子要发出一系列频率的光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小D ．原子要吸收一系列频率的光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量也增大 【答案】A.【解析】由玻尔氢原子理论知，电子轨道半径越大，原子能量越大，当电子从r a 跃迁到r b 时，原子能量减小，放出光子；在电子跃迁过程中，库仑力做正功，原子的电势能减小；由库仑力提供电子做圆周运动的向心力，即ke 2r 2＝mv 2r，r 减小，电子速度增大，动能增大，综上所述可知A 正确．【变式】(多选)(2019·宜昌模拟)氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，下述说明正确的是( ) A ．电子旋转半径减小 B ．氢原子能量增大 C ．氢原子电势能增大 D ．核外电子速率增大 【答案】AD.【解析】氢原子辐射出一个光子后，从高能级向低能级跃迁，氢原子的能量减小，轨道半径减小，根据k e 2r 2＝m v 2r ，得轨道半径减小，电子速率增大，动能增大，由于氢原子半径减小的过程中电场力做正功，则氢原子电势能减小，故A 、D 项正确，B 、C 项错误． 热点三 原子核的衰变、半衰期 1．衰变规律及实质 (1)α衰变和β衰变的比较(2)γ射线：γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的． 2．三种射线的成分和性质3.半衰期的理解半衰期的公式：N 余＝N 原⎝⎛⎭⎫12t /τ，m 余＝m 原⎝⎛⎭⎫12t /τ.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． （一）确定衰变次数的问题【例4】(多选)(2019·南通模拟)钍234 90Th 具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤23491Pa ，同时伴随有射 线产生，其方程为234 90Th→234 91Pa ＋X ，钍的半衰期为24天．则下列说法中正确的是( )A ．X 为质子B ．X 是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的C ．γ射线是镤原子核放出的D ．1 g 钍234 90Th 经过120天后还剩0.312 5 g 【答案】 BC【解析] 根据电荷数和质量数守恒知，钍核衰变过程中放出了一个电子，即X 为电子，故A 错误；发生β衰变时释放的电子是由核内一个中子转化成一个质子时产生的，故B 正确；γ射线是镤原子核放出的，故C 正确；钍的半衰期为24天，1 g 钍234 90Th 经过120天即经过5个半衰期，故经过120天后还剩0.031 25 g ，故D 错误．【技巧总结】确定衰变次数的方法设放射性元素A Z X 经过n 次α衰变和m 次β衰变后，变成稳定的新元素A ′Z ′Y. (1)反应方程：A Z X→A ′Z ′Y ＋n 42He ＋m0－1e.(2)根据电荷数和质量数守恒列方程A ＝A ′＋4n ，Z ＝Z ′＋2n －m .两式联立解得： n ＝A －A ′4，m ＝A －A ′2＋Z ′－Z .注意：为了确定衰变次数，一般是由质量数的改变先确定α衰变的次数，这是因为β衰变的次数的多少对质量数没有影响，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数．【变式】(多选)(2019·梅州一模)关于天然放射现象，以下叙述正确的是( )A ．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将变大B ．β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的C ．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强D．铀核(23892U)衰变为铅核(20682Pb)的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变【答案】CD【解析】半衰期的时间与元素的物理状态无关，若使某放射性物质的温度升高，其半衰期不变，故A错误．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生的，故B错误．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强，故C正确．铀核(23892U)衰变为铅核(20682Pb)的过程中，每经过一次α衰变质子数少2，质量数少4；而每经过一次β衰变质子数增加1，质量数不变；由质量数和核电荷数守恒，可知要经过8次α衰变和6次β衰变，故D正确．（二）衰变射线的性质【例5】．图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里．以下判断可能正确的是()A．a、b为β粒子的径迹B．a、b为γ粒子的径迹C．c、d为α粒子的径迹D．c、d为β粒子的径迹【答案】D【解析】.由于α粒子带正电，β粒子带负电，γ粒子不带电，据左手定则可判断a、b可能为α粒子的径迹，c、d可能为β粒子的径迹，选项D正确．【变式】(多选)一个静止的放射性原子核处于匀强磁场中，由于发生了衰变而在磁场中形成如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为1∶16，下列判断中正确的是()A．该原子核发生了α衰变B．反冲原子核在小圆上逆时针运动C．原来静止的核，其原子序数为15 D．放射性的粒子与反冲核运动周期相同【答案】BC【解析】衰变后产生的新核——即反冲核及放射的带电粒子在匀强磁场中均做匀速圆周运动，轨道半径r＝mvqB，因反冲核与放射的粒子动量守恒，而反冲核电荷量较大，所以其半径较小，并且反冲核带正电荷，由左手定则可以判定反冲核在小圆上做逆时针运动，在大圆上运动的放射粒子在衰变处由动量守恒可知其向上运动，且顺时针旋转，由左手定则可以判定一定带负电荷．因此，这个衰变为β衰变，放出的粒子为电子，衰变方程为M Q A→M ′Q ′B ＋－1e.由两圆的半径之比为1∶16可知，B 核的核电荷数为16.原来的放射性原子核的核电荷数为15，其原子序数为15.即A 为P(磷)核，B 为S(硫)核．由周期公式T ＝2πm qB 可知，因电子与反冲核的比荷不同，它们在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期不相同． （三）对半衰期的理解和应用【例6】(2018·高考江苏卷)已知A 和B 两种放射性元素的半衰期分别为T 和2T ，则相同质量的A 和B 经过 2T 后，剩有的A 和B 质量之比为 ( ) A ．1∶4 B ．1∶2 C ．2∶1 D ．4∶1【答案】B【解析】经过2T ，对A 来说是2个半衰期，A 的质量还剩14，经过2T ，对B 来说是1个半衰期，B 的质量还剩12，所以剩有的A 和B 质量之比为1∶2，选项B 正确．【变式】碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m 的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有( ) A.m 4 B.m 8 C.m 16 D.m 32【答案】C.【解析】经过n 个半衰期剩余碘131的含量m ′＝m ⎝⎛⎭⎫12n.因32天为碘131的4个半衰期，故剩余碘131的含量：m ′＝m ⎝⎛⎭⎫124＝m 16，选项C 正确． 热点题型四 核反应类型与核反应方程 1．核反应的四种类型2.核反应方程式的书写(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(01e)、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．(3)核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒．【例7】(2018·高考全国卷Ⅲ)1934年，约里奥－居里夫妇用α粒子轰击铝核2713Al，产生了第一个人工放射性核素X：α＋2713Al→n＋X.X的原子序数和质量数分别为()A．15和28B．15和30C．16和30 D．17和31【答案】B【解析】将核反应方程式改写成42He＋2713Al→10n＋X，由电荷数和质量数守恒知，X应为3015X.【变式1】．(2018·高考北京卷)在核反应方程42He＋147N→178O＋X中，X表示的是()A．质子B．中子C．电子D．α粒子【答案】A【解析】设X为Z A X，根据核反应的质量数守恒：4＋14＝17＋Z，则Z＝1.电荷数守恒：2＋7＝8＋A，则A＝1，即X为11H，为质子，故选项A正确，B、C、D错误．【变式2】(2018·高考天津卷)国家大科学工程——中国散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台，下列核反应中放出的粒子为中子的是()A.147N俘获一个α粒子，产生178O并放出一个粒子B.2713Al俘获一个α粒子，产生3015P并放出一个粒子C.115B俘获一个质子，产生84Be并放出一个粒子D.63Li俘获一个质子，产生32He并放出一个粒子【答案】B【解析】根据质量数和电荷数守恒可知四个核反应方程分别为147N＋42He→178O＋11H、2713Al＋42He→3015P＋10n、115B＋1H→84Be＋42He、63Li＋11H→32He＋42He，故只有B项正确．1热点题型五核能的计算1．应用质能方程解题的流程图(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931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．2．根据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子的比结合能×核子数．3.核能释放的两种途径的理解(1)使较重的核分裂成中等大小的核．(2)较小的核结合成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，都可以释放能量．【例8】(2017·高考江苏卷)原子核的比结合能曲线如图所示．根据该曲线，下列判断正确的有()A.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【答案】BC.【解析】由题图可知，42He的比结合能约为7 MeV，其结合能应为28 MeV，故A错误；比结合能较大的核较稳定，故B正确；比结合能较小的核结合成比结合能较大的核时释放能量，故C正确；比结合能就是平均结合能，故由图可知D错误．【变式】(2017·高考全国卷Ⅰ)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 MeV C．2.7 MeV D．0.93 MeV【答案】B.【解析】氘核聚变反应的质量亏损为Δm＝2×2.013 6 u－(3.015 0 u＋1.008 7 u)＝0.003 5 u，释放的核能为ΔE ＝Δmc2＝0.003 5×931 MeV/c2×c2≈3.3 MeV，选项B正确．【题型演练】1．一个146C核经一次β衰变后，生成新原子核的质子数和中子数分别是()A．6和8B．5和9C．8和6 D．7和7【答案】D【解析】一个146C核经一次β衰变后，生成新原子核，质量数不变，电荷数增加1，质量数为14，电荷数为7，即新核的质子数为7，中子数也为7，故选D.2．(2019·四川遂宁一诊)不同色光的光子能量如下表所示．氢原子部分能级的示意图如图所示．大量处于n ＝4能级的氢原子，发射出的光的谱线在可见光范围内，其颜色分别为( ) A ．红、蓝—靛B ．红、紫C ．橙、绿D ．蓝—靛、紫 【答案】A【解析】计算出各种光子能量，然后和表格中数据进行对比，便可解决本题．氢原子处于第四能级，能够发出12.75 eV 、12.09 eV 、10.2 eV 、2.55 eV 、1.89 eV 、0.66 eV 的六种光子，其中1.89 eV 和2.55 eV 属于可见光，1.89 eV 的光子为红光，2.55 eV 的光子为蓝—靛．3．(2019·唐山调研)在匀强磁场中，有一个原来静止的14 6C 原子核，它放出的粒子与反冲核的径迹是两个相 内切的圆，圆的直径之比为7∶1，那么碳14的衰变方程应为( )A.14 6C→01e ＋14 5BB.14 6C→42He ＋10 4BeC.14 6C→21H ＋12 5BD.14 6C→ 0－1e ＋14 7N 【答案】D【解析】静止的放射性原子核发生了衰变放出粒子后，新核的速度与粒子速度方向相反，放出的粒子与新核所受的洛伦兹力方向相同，根据左手定则判断出粒子与新核的电性相反，根据r ＝mv Bq，因粒子和新核的动量大小相等，可由半径之比7∶1确定电荷量之比为1∶7，即可根据电荷数守恒及质量数守恒得出核反应方程式为D.4．(2019·贵州凯里一中模拟)居里夫妇和贝克勒尔由于对放射性的研究而一起获得1903年的诺贝尔物理学 奖，下列关于放射性的叙述，正确的是 ( )A ．自然界中只有原子序数大于83的元素才具有放射性B ．三种天然放射线中，电离能力和穿透能力最强的是α射线C ．α衰变238 92U→X ＋42He 的产物X 由90个质子和144个中子组成D ．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关【答案】C【解析】原子序数大于83的元素都具有放射性，小于83的个别元素也具有放射性，故A 错误；α射线的穿透能力最弱，电离能力最强，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故B 错误；根据电荷数和质量数守恒得，产物X 为234 90X ，则质子为90个，中子数为234－90＝144个，故C 正确；放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件无关，故D 错误．5．(2019·大连模拟)在足够大的匀强磁场中，静止的钠的同位素2411Na 发生衰变，沿与磁场垂直的方向释放出 一个粒子后，变为一个新核，新核与放出粒子在磁场中运动的轨迹均为圆，如图所示，下列说法正确的( )A ．新核为2412MgB ．轨迹2是新核的径迹 C.2411Na 发生的是α衰变 D ．新核沿顺时针方向旋转【答案】AB【解析】根据动量守恒得知，放出的粒子与新核的速度方向相反，由左手定则判断得知，放出的粒子应带负电，是β粒子，所以发生的是β衰变，根据电荷数守恒、质量数守恒知，衰变方程为2411Na→2412Mg ＋0－1e ，可知新核为2412Mg ，故A 正确，C 错误．由题意，静止的钠核2411Na 发生衰变时动量守恒，释放出的粒子与新核的动量大小相等，两个粒子在匀强磁场中都做匀速圆周运动，因为新核的电荷量大于所释放出的粒子电荷量，由半径公式r ＝mv qB得知，新核的半径小于粒子的半径，所以轨迹2是新核的轨迹，故B 正确．根据洛伦兹力提供向心力，由左手定则判断得知，新核要沿逆时针方向旋转，故D 错误．6．(2019·唐山一中模拟)下列说法正确的是 ( )A.239 94Pu 变成207 82Pb ，经历了4次β衰变和8次α衰变B ．阴极射线的本质是高频电磁波C ．玻尔提出的原子模型，否定了卢瑟福的原子核式结构学说D ．贝克勒尔发现了天然放射现象，揭示了原子核内部有复杂结构【答案】AD【解析】设发生了x 次α衰变和y 次β衰变，根据质量数和电荷数守恒可知，2x －y ＋82＝94,239＝207＋4x ，解得：x ＝8，y ＝4，故A 正确；阴极射线的本质是高速的电子流，故B 错误；玻尔提出的原子模型，成功解释了氢原子发光现象，但是没有否定卢瑟福的核式结构学说，故C 错误．贝克勒尔发现了天然放射现象，揭示了原子核内部有复杂结构，故D 正确；故选AD.7．(2019·山东省实验中学一模)下列说法中正确的是 ( )A ．紫外线照射到金属锌板表面时能够产生光电效应，则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不会发生改变B．从n＝4能级跃迁到n＝3能级，氢原子的能量减小，电子的动能减小C.23490Th衰变为22286Rn，经过3次α衰变，2次β衰变D．在某些恒星内，3个α粒子结合成一个126C，126C原子的质量是12.000 0u，42He原子的质量是4.002 6 u，已知1 u＝931.5 MeV/c2，则此核反应中释放的核能约为1.16×10－12 J【答案】ACD【解析】光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，选项A正确；从n＝4能级跃迁到n＝3能级，氢原子的能量减小，电子的动能变大，选项B错误；在α衰变的过程中，电荷数少2，质量数少4，在β衰变的过程中，电荷数多1，设经过了m次α衰变，则：4m＝234－222＝12，所以m＝3；经过了n次β衰变，有：2m－n＝90－86＝4，所以n＝2，故C正确；D选项中该核反应的质量亏损Δm＝(4.002 6×3－12.000 0)u＝0.007 8 u，则释放的核能ΔE＝Δmc2＝0.0078×931.5 MeV≈7.266 MeV≈1.16×10－12 J，故D 正确．9.(2019·浙江联考)一个铍原子核(74Be)俘获一个核外电子(通常是最靠近原子核的K壳层的电子)后发生衰变，生成一个锂核(73Li)，并放出一个不带电的质量接近零的中微子νe，人们把这种衰变称为“K俘获”．静止的铍核发生“K俘获”，其核反应方程为74Be＋0－1e→73Li＋νe.已知铍原子的质量为M Be＝7.016 929 u，锂原子的质量为M Li＝7.016 004 u,1 u相当于9.31×102 MeV.下列说法正确的是()A．中微子的质量数和电荷数均为零B．锂核(73Li)获得的动能约为0.86 MeVC．中微子与锂核(73Li)的动量之和等于反应前电子的动量D．中微子与锂核(73Li)的能量之和等于反应前电子的能量【答案】AC【解析】反应方程为74Be＋0－1e→73Li＋νe，根据质量数和电荷数守恒可知中微子的质量数和电荷数均为零，A 正确；根据质能方程，质量减少Δm＝(7.016 929 u＋m e－7.016 004 u)×9.31×102 MeV>0.86MeV，锂核获得的动能不可能为0.86MeV，B错误；衰变反应前后动量守恒，故中微子与锂核(73Li)的动量之和等于反应前电子的动量，C正确；由于反应过程中存在质量亏损，所以中微子与锂核(73Li)的能量之和不等于反应前电子的能量，D错误．10．(多选)用中子轰击23592U原子核，发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为23592U＋10n→X＋9438Sr＋210n，则以下说法中正确的是()A．X原子核中含有86个中子B．X原子核中核子的比结合能比23592U原子核中核子的比结合能大C．X原子核中核子的平均质量比23592U原子核中核子的平均质量大D．X原子核的结合能比23592U原子核的结合能大【答案】AB【解析】根据电荷数守恒、质量数守恒知，X的质量数为140，电荷数为54，则中子数为86，核子数为140，故A正确．在裂变的过程中，有能量释放，则X原子核中核子的比结合能比23592U原子核中核子的比结合能大，故B正确；X原子核属于中等核，则原子核中核子的平均质量比23592U原子核中核子的平均质量小，X原子核的核子比23592U少，X原子的结合能比23592U的结合能小，故C、D错误．。
2020高考物理考点精炼(14)原子物理高中物理
2020高考物理考点精炼(14)原子物理高中物理考点介绍本考点知识的特点是"点多面宽考点分散‘‘，因此高考对本点考的考查要紧是从对差不多概念的明白得、辨不方面进行，包括阅读明白得部分；题型要紧以选择题为主，有单项选择向多项选择转化的趋势，在近几年高考试卷中几乎每年都考.其中重点考查的有能级与光谱、核反应方程及规律、质能方程及核能、相关物理史，光子论等内容的题目；还有与磁场中带电粒子的运动、动量守恒、能的转化与守恒等知识综合考查的咨询题；同时，有的试题还以与现代科学技术有着紧密联系的近代物理为背景来考查原子物理的重点知识.一、考点聚焦粒子散射实验，原子的核式结构I要求氢原子的能级结构，光子的发射和接收n要求氢原子中的电子云I要求天然放射现象，射线，射线，射线，半衰期I要求原子核的人工转变，原子核的组成•核反应方程，放射性同位素及其应用I要求放射性污染和防护I要求二、知识扫描〔1〕粒子散射实验结果：绝大多数粒子沿原方向前进，少数粒子发生较大偏转。
〔2〕、原子的核式结构模型：在原子的中心有一个专门小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转.〔3〕、原子核的大小：原子的半径大约是10-10米，原子核的半径大约为10-14米〜10-15米.2、玻尔理论有三个要点：(1) 原子只能处于一系列的不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳固的.电子尽管绕核旋转，但并不向外辐射能量，这些状态叫定态.(2) 原子从一种定态跃迁到另一定态时，它辐射(或吸取)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尸E2-E1(3) 原子的不同能量状态对应于电子沿不同圆形轨道运动•原子的定态是不连续的，因而电子的可能轨道是分立的.在玻尔模型中，原子的可能状态是不连续的，各状态对应的能量也是不连续的，这些不连续的能量值的能量值叫做能级。
3、原子核的组成核力原子核是由质子和中子组成的.质子和中子统称为核子.将核子稳固地束缚在一起的力叫核力，这是一种专门强的力，而且是短程力，只能在2. 0X1015的距离内起作用，因此只有相邻的核子间才有核力作用.4、原子核的衰变〔1〕、天然放射现象：有些元素自发地放射出看不见的射线，这种象叫天然放射现象.152-1〔2〕放射性元素放射的射线有三种：身寸线、 射线、 射线,这三种射线能够用 磁场和电场 加以区不，如图15.2-1所示 〔3〕放射性元素的衰变：放射性元素放射出粒子或 粒子后，衰变成新的原子核，原子核的这种变化称为衰变. 衰变规律：衰变中的 电荷数和质量数 差不多上守恒的.典型衰变：23823442382344234234亠^、92 U90 Th+ 2 He 衰变90 Th91 Pa+ 1 e衰变（4）半衰期：放射性元素的原子核 有半数发生衰变 所需要的时刻称为半衰期. 不同的放射性元素的半衰期是不同的，但关于确定的放射性元素，其半衰期是确定的•它由原子核的 内部因素 所决定，跟元素的化学状态、温度、压强等因素无关.〔5〕.同位素：具有相同 质子数，中子数不同的原子在元素周期表中处于同一位置，互称同位素 ［解析］依照a 粒子散射现象，绝大多数 粒子沿原方向前进，少数粒子发生 ---------较大偏转，此题应选择 A 、B 、D15-2-2［点评］:此题考查学生是否把握卢瑟福的a 粒子散射实验结果。
2020年高考物理最新模拟试题分类汇编- 原子物理- (解析版)
原子物理
1、（2020·四川省绵阳中学高三下学期3月月考）2017年12月6日报道，中国散裂中子源项目将于2018年前后建成．日前，位于广东东莞的国家大科学工程——中国散裂中子源(CSNS)首次打靶成功，获得中子束流．这标志着CSNS主体工程顺利完工，进入试运行阶段．对于有关中子的研究，下面说法正确的是
A．碳–13具有放射性
B．碳–13是一种稳定的同位素
C．碳–14是一种稳定的同位素
D．除碳–12、碳–13具有稳定性以外碳的其他同位素均具有放射性
【答案】BD
【解析】由题意可知，自然界的碳–12占到所有碳元素含量的98.93%，而碳–13占到所有碳元素含量的1.07%，两者占有稳定比例，故可知碳–12和碳–13的总量是稳定的，意味着两者具有稳定性，而碳的其他的同位素不稳定，具有放射性，则选项BD正确，选项AC错误。
故选B。
A.1000（4mp+mα+2me）Nc2
B.1000（mα＋2me－4mp）Nc2
C.250（mα＋2me－4mp）Nc2
D.250（4mp－mα－2me）Nc2
【答案】D
【解析】
4个氢核聚变的质量亏损
根据质能方程核聚变释放的能量
1000gห้องสมุดไป่ตู้核的个数为
1000g氢核聚变放出的能量
故选D。
9、（2020·山东省烟台市中英文学校高三下学期3月月考）下列说法正确的是（ ）
D.X射线不是来自原子核内的射线，由原子内层电子跃迁产生的，故D错误。
故选C
7、（2020·江苏省扬州市高三下学期3月考测试一）一个铀核（ ）放出一个粒子后衰变成钍核（ ），其衰变方程为____________，已知静止的铀核、钍核和粒子的质量分别为 、 、和 ，真空中的光速为c，上述衰变过程中释放出的核能为____________。
2020届全国卷高三理综物理基础复习 原子物理
2020届高三理综物理基础复习讲义《原子物理》一、高频考点：1.氢原子光谱（I ）2.原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期（I ）3.核反应方程（I ）4.质量亏损（I ）5.裂变反应（I ）6.光电效应（I ）7.爱因斯坦光电效应方程（I ）二、必备知识：1.光电效应现象在光的照射下，金属中的电子从表面逸出的现象，发射出来的电子叫光电子2.光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于等于这个极限频率才能产生光电效应.光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大, 光电子不是光子，而是电子(3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s.(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的大小与入射光的强度成正比3.爱因斯坦光电效应方程(1)光子说：在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量ε＝ h ν .(2)逸出功W 0：电子从金属中逸出所需做功的最小值 ,逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关. .(3)最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值.(4)光电效应方程 表达式：W mv hv +=221 极限频率：图线与V 轴交点的橫坐标v0逸出功：图线与EK 轴交点的纵坐标的值W普朗克常量：图线的斜率4.遏止电压 W hv mv eU -==221 遏止电压与入射光的强度无关;入射光的频率越大，遏止电压越大。
5.光的波粒二象性 光同时具有波动性和粒子性光的干涉、衍射实验表明，光具有波动性;光电效应、康普顿效应均表明光具有粒子性(1)个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性．(2)频率越低波动性越显著；频率越高粒子性越显著(3)光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时，往往表现为粒子性．6.α粒子散射实验的结果（1）绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进（2）少数α 粒子发生了较大的偏转．（3）极少数α粒子的偏转超过90°． （4）极少数有的甚至几乎达到180 °．7.卢瑟福原子的核式结构模型在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核．原子的所有正电荷和几乎所有质量都集中在原子核里．带负电的电子在核外绕着核旋转．原子核直径的数量级为10－15m,原子直径的数量级为10－10m,8.原子核的组成：9.原子跃迁能级越高，动能越小，势能越大，总能量越大（1）从低能级向高能级跃迁若提供能量的是光子，该光子的能量要满足hν＝E高－E低若提供能量的是高速运动的自由电子，提供能量大于或等于E高－E低时都能被氢原子吸收，多余部分返还给自由电子作为动能．当光子能量大于或等于13.6 eV时，也可以被处于基态氢原子吸收，使氢原子电离；当氢原子吸收的光子能量大于13.6 eV时，氢原子电离后，电子具有一定的初动能．(2)从高能级向低能级跃迁：以光子的形式向外辐射能量，所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差10.原子光谱每种原子都有自己特定的光谱，因而原子光谱被称为原子的指纹。
2020高考物理一轮复习专题测试第十三单元原子物理A卷含解析01
“玉兔号”所用核能电池有可能采纳的核反应方程是第十三单元注意事项：1 •答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2 •选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3 •非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4 •考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、（本题共13小题，每小题4分，共52分。
在每小题给出的四个选项中，第1〜7题只有一项符合题目要求，第8〜13题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1 .下列说法正确的是（）A. 在核反应过程的前后，反应体系的质量数守恒，但电荷数不守恒B. 用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变放射性原子核的半衰期C. 18个放射性元素的原子核经一个半衰期一定有9个发生了衰变D. 由两种元素的原子核结合成一种新元素的原子核时，一定吸收能量2. 下列说法正确的是（）A. 12C与14C是同位素，它们的化学性质并不相同B. 核力是原子核内质子与质子之间的力，中子和中子之间并不存在核力C. 在裂变反应235U+ O n7156^+39心+ 3：n中，的结合能比15；Ba和都大，但比结合能没有156 Ba或3e Kr 大D. a、B、丫三种射线都是带电粒子流3. 以下说法正确的是（）A. 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，原子电势能增大，原子能量减小B. 紫外线照射到金属锌板表面时能够产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的个数增多，光电子的最大初动能增大C. 氢原子光谱有很多不同的亮线，说明氢原子能发出很多不同的频率的光，但它的光谱不是连续谱D. 天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，阴极射线是原子核内的中子转变为质子时产生的高速电子流4. 我国科学家为解决“玉兔号”月球车长时间处于黑夜工作的需要，研制了一种小型核能电池，将核反应释放的核能转变为电能，需要的功率并不大，但要便于防护其产生的核辐射。
2020届高三物理一轮复习学案：原子物理
2020届高三物理一轮复习学案：原子物理教学目标1．使学生加强明白得把握在卢瑟福核式结构学讲基础上的玻尔原子结构理论；能够对氢原子依照能级〔轨道〕定态跃迁知识解决相关咨询题。
2．通过氢原子的电子绕核旋转和能级跃迁与卫星绕地球旋转的类比和分析讨论，提高学生应用力、电、原子知识的综合分析能力，专门是加强从能量转化守恒观点动身分析解决咨询题的能力。
3．通过人类认识原子核组成的过程复习，使学生明确认识依靠于实践；科学的认识源于科学家们的科学实验与研究探究。
从而培养学生的科学态度与探究精神。
4．把握衰变及原子核人工转变的规律——质量数守恒、核电荷数守恒。
明确核力、结合能、平均结合能、质量亏损及爱因斯坦质能方程意义，并把握其应用——获得核能的途径〔裂变、聚变〕。
教学重点、难点分析1．卢瑟福的核式结构学讲与玻尔的原子结构理论，作为重点难点知识。
学生在明白得把握上的困难，一是不明确两种原子结构理论的区不与联系；二是对原子的定态和能级跃迁等知识的明白得认识不够透彻，以致分析解决相关咨询题时易混易错。
2．放射性元素衰变时，通常会同时放出α、β和γ三种射线，即α、β衰变核反应同时放出γ射线〔开释能量〕。
3．爱因斯坦质能方程△E=△mc 2，是开释原子核能的重要理论依据。
在无光子辐射的情形下，核反应中开释的核能转化为生成新核与粒子的动能，此情形可用动量守恒与能量守恒运算核能。
教学过程设计 一、原子模型1．汤姆生模型〔枣糕模型〕1897年，英国人汤姆生研究阴极射线时发觉了电子。
电子的发觉讲明原子是可分的。
2．卢瑟福的核式结构模型〔行星式模型〕α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，结果是绝大多数α粒子穿过金箔后差不多上仍沿原先的方向前进，然而有少数α粒子发生了较大的偏转。
这讲明原子的正电荷和质量一定集中在一个专门小的核上。
1911年英国人卢瑟福由α粒子散射实验提出：在原子的中心有一个专门小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动。
高考物理一轮复习专题训练：原子物理与原子核物理
11.在人类对微观世界进行探索的过程中,科学实验起到了非常
重要的作用。下列说法符合历史事实的是
。
A.密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值
B.贝克勒尔通过对天然放射现象的研究,发现了原子中存在原子核
C.居里夫妇从沥青铀矿中分离出了的钋(Po)和镭(Ra)两种新元素
D.卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子
E.汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验,发现了阴极射线是由带负电的粒子组成
的,并测出了该粒子的比荷
答案 ACE
解析 密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值,选项A正确;原子中存在原子核是卢瑟福 通过α粒子散射实验发现的,选项B、D错误;居里夫妇发现的钋和镭是从沥青铀矿中分离出来 的,选项C正确;汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中的偏转,发现阴极射线是由带负电的粒子 组成的,并测出其比荷,选项E正确。
2.一个氢原子从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。
3.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
答案 B 本题考查核反应方程。在核反应过程中,质量数和电荷数分别守恒,则X的原子序 数为2+13=15,X的质量数为4+27-1=30,选项B正确。
(山西专版)2020版高考物理复习第一篇选择题热点12原子物理精练(含解析)
热点12 原子物理热考题型原子物理作为物理学的一个板块在2017年列入必考内容后,对其考查在所难免。
但由于该部分知识点多,要求难度不太大,故考查时多以选择题出现。
题型一原子的能级跃迁问题1.如图所示为氢原子能级示意图,现有大量的氢原子处于n=4的激发态,当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光,下列说法正确的是( )A.这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光B.由n=2能级跃迁到n=1能级产生的光频率最小C.由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光最容易表现出衍射现象D.用由n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应答案 D 这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光,A错;由n=4能级跃迁到n=3能级产生的光,能量最小,频率最小,由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光,能量最大,频率最大,波长最小,最不容易表现出衍射现象,B、C错;由n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子的能量为10.2eV,用它照射逸出功为6.34eV 的金属铂能发生光电效应,D对。
题型二光电效应现象2.(多选)在光电效应实验中,两个实验小组分别在各自的实验室,约定用相同频率的单色光分别照射锌和银的表面,结果都能发生光电效应,如图甲,并记录相关数据。
对于这两组实验,下列判断正确的是( )甲乙A.饱和光电流一定不同,光电子的最大初动能不同B.因为材料不同,逸出功不同,所以遏止电压U c不同C.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D.分别用不同频率的光照射之后绘制U c-ν图像(ν为照射光频率,图乙为其中一小组绘制的图像),图线的斜率可能不同答案BC 虽然光的频率相同,但是被照射的材料不同,光电子的最大初动能不同,光强不确定,所以单位时间内逸出的光电子数可能相同,饱和光电流可能相同,故A项错误,C项正确;根据光电效应方程E km=hν-W0和eU c=E km可知,照射光频率相同,材料的逸出功不同,则光电子的最大初动能不同,遏止电压也不同,故B项正确;由U c=-知图线的斜率等于,故图线的斜率相同,故D项错误。
2020年高考物理试题分类汇编 光、原子物理
2020年高考物理试题分类汇编光、原子物理全国卷Ⅰ在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示。
有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的地面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合。
已知玻璃的折射率为1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为（）A、rB、1.5rC、2rD、2.5r全国卷Ⅱ如图，P是一偏振片，P的透振方向（用带箭头的实线表示）为竖直方向。
下列四种入射光束中哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光？光束A、太阳光B、沿竖直方向振动的光C、沿水平方向振动的光D、沿与竖直方向成450角振动的光北京卷光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。
以下关于光导纤维的说法正确的是A、内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射B、内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射C、内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生折射D、内芯的折射率比外套相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用四川卷两种单色光a和b，a光照射某金属时有光电子逸出，b光照射该金属时没有光电子逸出，则A．在真空中，a光的传播速度较大B．在水中，a光的波长较小C．在真空中，b光光子能量较大D．在水中，b光的折射率较小上海卷光通过各种不同的障碍物后会产生各种不同的衍射条纹，衍射条纹的图样与障碍物的形状相对应，这一现象说明（）（A）光是电磁波。
（B）光具有波动性。
（C）光可以携带信息。
（D）光具有波粒二象性。
天津卷.下列说法正确的是A.用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象B.在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象C.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象D.电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来变换频道的广东卷关于光的性质，下列说法正确的是A．光在介质中的速度大于光在真空中的速度B．双缝干涉说明光具有波动性C．光在同种介质种沿直线传播D．光的偏振现象说明光是纵波江苏卷光的偏振现象说明光是横波，下列现象中不能反映光的偏振特性的是A、一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B、一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光与折射光线之间的夹角恰好是900时，反射光是偏振光C、日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振光片可以使景象更清晰D、通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到秋色条纹江苏卷现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性。
2020年高考物理试题分类汇编——原子物理学
2020年高考物理试题分类汇编——原子物理学〔全国卷1〕14．原子核23892U 经放射性衰变①变为原子核23490Th ，继而经放射性衰变②变为原子核23491Pa ，再经放射性衰变③变为原子核23492U 。
放射性衰变 ①、②和③依次为A ．α衰变、β衰变和β衰变B ．β衰变、β衰变和α衰变C ．β衰变、α衰变和β衰变D ．α衰变、β衰变和α衰变 【答案】A【解析】Th U 2349023892−→−①,质量数少4,电荷数少2,讲明①为α衰变.Pa Th 2349123490−→−②,质子数加1,讲明②为β衰变,中子转化成质子.U Pa 2349223491−→−③,质子数加1,讲明③为β衰变,中子转化成质子.【命题意图与考点定位】要紧考查依照原子核的衰变反应方程，应用质量数与电荷数的守恒分析解决。
〔全国卷2〕14. 原子核AZ X 与氘核21H 反应生成一个α粒子和一个质子。
由此可知A ．A=2，Z=1 B. A=2，Z=2 C. A=3，Z=3 D. A=3，Z=2 【答案】D 【解析】H He H X A Z114221+→+，应用质量数与电荷数的守恒121,142+=++=+Z A ，解得2,3==Z A ，答案D 。
【命题意图与考点定位】要紧考查依照原子核的聚变反应方程，应用质量数与电荷数的守恒分析解决。
〔新课标卷〕34.[物理——选修3-5](1)(5分)用频率为0v 的光照耀大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分不为123v v v 、、的三条谱线，且321v v v ＞＞，那么_______.(填入正确选项前的字母)A 、01v v ＜B 、321v v v =+C 、0123v v v v =++D 、123111v v v =+ 答案：B解析：大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱，这讲明是从n=3能级向低能级跃迁，依照能量守恒有，123νννh h h +=，解得：321v v v =+，选项B 正确。
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2020届高三一轮复习物理典型例题分类精讲：原子物理一、选择题在每题给出的四个选项中，有的只有一项为哪一项正确的，有的有多个选项正确，全选对的得5分，选对但不全的得3分，选错的得0分。
1．2005年是〝世界物理年〞，100年前的1905年是爱因斯坦的〝奇迹〞之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论成功地讲明了光电效应现象。
关于光电效应，以下讲法正确的选项是〔 〕A ．当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应B ．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C ．光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D ．某单色光照耀一金属时不能发生光电效应，改用波长较短的光照耀该金属可能发生光电效应 2．从原子核中能放出α、β、γ射线，关于原子核的组成，以下讲法中正确的选项是〔 〕 A.原子核中，有质子、中子，还有α粒子 B.原子核中，有质子、中子，还有β粒子 C.原子核中，有质子、中子，还有γ粒子 D.原子核中，只有质子和中子3.某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2.21eV ，用波长为2.5×10-7m 的紫外线照耀阴极，真空中光速为3.0×108m/s ，元电荷为1.6×10-19C ，普朗克常量为6.63×10-34J s ，求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大动能应分不是〔 〕A ．5.3×1014HZ ，2.2J B ．5.3×1014HZ ，4.4×10-19JC ．3.3×1033H Z ，2.2JD ．3.3×1033H Z ，4.4×10-19J 4.以下讲法正确的选项是 〔 〕 A.H 21+H 31→He 42+n 10是聚变 B.U 23592+n 10→Xe 14054+Sr 9438+2n 10是裂变C.Ra 2411→Rn 22288+He 42是α衰变D.Na 2411→Mg 2412+e 01-是裂变5．在演示光电效应的实验中，原先不带电的一块锌板与灵敏验电器相连。
用弧光灯照耀锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如下图，这时〔 〕 A ．锌板带正电，指针带负电 B ．锌板带正电，指针带正电 C ．锌板带负电，指针带正电 D ．锌板带负电，指针带负电6．在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近．中子质量m=1.67⨯10—27kg ，普朗克常量h=6.63⨯10—34J ·s ，能够估算德布罗意波长λ=1.82⨯10-10m 的热中子动能的数量级为〔 〕A ．10—17JB ．10—19JC ．10—21JD ．10—24J7．可见光光子的能量在1.61 eV ～3.10 eV 范畴内.假设氢原子从高能级跃迁到量子数为n 的低能级的谱线中有可见光，依照氢原子能级图可判定n 为〔 〕 A.1 B.2 C.3 D.4 8．在光电管的实验中〔如下图〕，发觉用一定频率的A 单色照耀光 电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的B 单色光照耀时不发生光电效应，那么〔 〕A ．A 光的频率大于B 光的频率。
B ．B 光的频率大于A 光的频率。
C ．用A 光照耀光电管时流过电流表G 的电流方向是a 流向b 。
D ．用A 光照耀光电管时流过电流表G 的电流方向是b 流向a 。
9．氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时，可能发出三种不同波长的辐射光。
其中的两个波长分不为1λ和2λ，且1λ>2λ,那么另一个波长可能是〔 〕A ．1λ+2λ B. 1λ-2λ C.1212λλλλ+ D. 1212λλλλ-10．以下讲法正确的选项是：〔 〕A ．太阳辐射的能量要紧来自太阳内部的核裂变反应B ．汤姆生发觉电子，讲明原子具有核式结构C ．一束光照耀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 ．按照波尔理论，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11．关于天然放射现象，以下讲法正确的选项是〔 〕A ．放射性元素的原子核内的核子有半数发生变化所需的时刻确实是半衰期B ．放射性物质放出的射线中，α粒子动能专门大．因此贯穿物质的本领专门强C ．当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生β哀变D ．放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线12.目前普遍认为，质子和中子差不多上由被称为u 夸克和d 夸克的两类夸克组成的，u 夸克带电荷量为32e ，d 夸克带电荷量为-31e ，e 为元电荷.以下论断中可能正确的选项是 〔 〕 A.质子由1个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成 B.质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成 C.质子由1个u 夸克和2个d 夸克组成，中子由2个u 夸克和1个d 夸克组成 D.质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和1个d 夸克组成13.以下图所示为卢瑟福α粒子散射实验的原子核和两个α粒子的径迹，其中可能正确的选项是〔 〕14．现有k 个氢原子被激发到量子数为3的能级上，假设这些受激氢原子最后都回到基态，那么在此过程中发出的光子总数是多少？假定处在量子数为n 的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数差不多上处在该激发态能级上的原子总数的1/n 〔 〕A ．2kB ．kC ．23kD ．2k 选1. 用大量具有一定能力的电子轰击大量处于基态的氢原子，观测到了一定数目的光谱线。
调高电子的能力在此进行观测，发觉光谱线的数目比原先增加了5条。
用△n 表示两侧观测中最高激发态的量子数n 之差，E 表示调高后电子的能量。
依照氢原子的能级图能够判定，△n 和E 的可能值为〔 〕 A 、△n =1，13.22 eV <E <13.32 eV B 、△n =2，13.22 eV <E <13.32 eV C 、△n =1，12.75 eV <E <13.06 eV D 、△n =2，12.75 eV <E <13.06 Ev选2.2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发觉了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化。
他们的杰出工作被誉为是宇宙学研究进入周密科学时代的起点，以下与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的讲法中正确的选项是 A 、微波是指波长在10-3m 到10m 之间的电磁波 Ｂ、微波和声波一样都只能在介质中传播 Ｃ、黑体的热辐射实际上是电磁辐射Ｄ、普朗克在研究黑体的热辐射咨询题中提出了能量子假讲二、运算题：〔50分〕解承诺写出必要的文字讲明、方程式和重要演算步骤，只写出最后的答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
15．如下图，氢原子从n >2的某一能通级跃迁到n =2的能级，辐射出能量为2.55eV 的光子，咨询要给基态的氢原子最少提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射出上述能量的光子？请在图中画出获得该能量后氢原子可能的辐射跃迁图。
如下图，氢原子从n>2的某一能通级跃迁到n=2的能级，辐射出能量为2.55eV 的光子，咨询要给基态的氢原子最少提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射出上述能量的光子？请在图中画出获得该能量后氢原子可能的辐射跃迁图。
16．太阳内部连续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应，那个核反应开释出的大量能量确实是太阳能的来源.〔1〕写出那个核反应方程； 〔2〕求这一核反应放出的能量.17．氢原子第n 能级的能量为21nE E n =，其中Ｅ1是基态能量，而n =1，2，…。
假设一氢原子发射能量为1163E -的光子后处于比基态能量高出143E -的激发态，那么氢原子发射光子前后分不处于第几能级？ 18.〔10分〕U 23592受中子轰击时会发生裂变，产生Ba 13956和Kr 9436，同时放出能量.每个铀核裂变开释的平均能量为200 MeV.〔1〕写出核反应方程;〔2〕现在要建设发电功率为5×105kW 的核电站，用U 235作核燃料，假设核裂变开释的能量一半转化为电能，那么该核电站一天消耗U 235多少千克？〔阿伏加德罗常数取6.0×1023 mol -1〕选1人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程。
请按要求回答以下咨询题。
〔1〕卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了杰出的奉献。
请选择其中的两位，指出他们的要紧成绩。
①_________________________________________________________ ②__________________________________________________________在贝克勒尔发觉天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入研究，以下图为三种射线在同一磁场中的运动轨迹，请从三种射线中任选一种，写出它的名称和一种用途。
________________________________________。
〔2〕在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂。
中子在重水中可与12H核碰撞减速，在石墨中与612C 核碰撞减速。
上述碰撞可简化为弹性碰撞模型。
某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过运算讲明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作减速剂，哪种减速成效更好？参考答案15．12.75eV ，略〔共6条〕16．〔1〕依照质量数守恒和电荷数守恒可知核反应方程为：4H 11→He 42+2e 10. 〔2〕该反应过程中的质量亏损为：Δm =4m H -(m He +2m e )=0.026 6 uΔE =Δm ×c 2=0.026 6×1.660 6×10-27×(3×108)2 J=3.98×10-12J. 17解：设氢原子发射光子前后分不处于第l 与第m 能级，那么依题意有①②由②式解得 m =2 ③ 由①③式得l =4 ④氢原子发射光子前后分不处于第４与第２能级。
18解析〔1〕核反应方程U 23592+n 10→Ba 13956+Kr 9436+3n 10+200 MeV.〔2〕电站一天发出的电能E 1=Pt ①设每天消耗U 23592为m kg ，核裂变开释的能量为E 2=m ×103×6.0×1023×200×106×1.6×10-19/235 ② 由能量转化得E 1= E 2③由①②③式得m =1.06 kg.选1〔1〕卢瑟福提出了原子的核式结构模型〔或其他成就玻尔把量子理论引入原子模型，并成功讲明了氢光谱〔或其他成就〕查德威克发觉了中子〔或其他成就〕。