高考物理复习 原子物理与原子核物理 课件
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高考物理一轮总复习专题12原子与原子核第2讲原子结构课件
• 练ν3的2 三处种于光基，态且的ν1氢<ν原2<ν子3，在则某该单单色色光光束的的光照子射能下量，为只(能发出) 频率为ν1，ν2，
• A．hν1
B．hν2
• C．hν3
D．h(ν1＋ν2＋ν3)
• 【答案】C
• 【解析】处于基态的原子要发光，必须先吸收一定的能量E，如果是用 光照射来提供这个能量，则E＝hν，使之处于激发态，由于激发态能量
2．两类能级跃迁 (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＝ΔhE＝E高－h E低. (2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量． ①光照(吸收光子)：光子的能量必须恰等于能级差 hν＝ΔE. ②碰撞、加热等：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．
•考点2 能级跃迁
• 1．对氢原子能级图的理解 • (1)能级图如图所示
• (2)能级图中相关量意义的说明
相关量
意义
能级图中的横线
表示氢原子可能的能量状态——定态
横线左端的数字 “1,2,3，…”
表示量子数
横线右端的数字“－13.6， －3.4，…”
表示氢原子的能量
带箭头的竖线
表示原子由较高能级向较低能级跃 迁，原子跃迁的条件为hν＝Em－En
如同子弹碰到尘埃一样，运动方向不会发生改
变．C、D两项的说法没错，但与题意不符．
2．[对能级跃迁的考查]用频率为 ν0 的光照射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别为 ν1，ν2，ν3 的 3 条谱线，且 ν3＞ν2＞ν1，则( )
A．ν0＜ν1
B．ν3＝ν2＋ν1
C．ν0＝ν1＋ν2＋ν3
高考物理二轮复习第15讲原子与原子核课件
(2)由 p＝ 2mEk可知，动能相同时，质子的质量比 α 粒子的质量小，因此动
量小；由 λ＝Ph可知，质子和 α 粒子的德布罗意波波长之比为λλHα＝ mmHa＝ 41＝
• [解析] 光子的能量E＝hν，c＝λν，联立解得E≈2×10－18J，
B正确。
5．(2017·天津，1)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 导学号 86084317 ( A ) A． 21H＋31H→42He＋10n B． 174N＋42He→187O＋11H C． 42He＋2173Al→3105P＋10n D． 29325U＋10n→15464Ba＋8396Kr＋310n
[解析]
(1)由
题
图
可知Leabharlann ，4 2He
的比结合能为
7MeV，因此它的结合能为
7MeV×4＝28MeV，A 错误；比结合能越大，表明原子核中核子结合得越牢固，
原子核越稳定，结合题图可知 B 正确；两个比结合能小的21H 核结合成比结合能 大的42He 时，会释放能量，C 正确；由题图可知，29325U 的比结合能(即平均结合能) 比8396Kr 的小，D 错误。
[解析] 静止的铀核在衰变过程中遵循动量守恒，由于系统的总动量为零， 因此衰变后产生的钍核和 α 粒子的动量等大反向，即 pTh＝pα，B 正确；因此有
2mThEkTh＝ 2mαEkα，由于钍核和 α 粒子的质量不等，因此衰变后钍核和 α 粒 子的动能不等，A 错误；半衰期是有半数铀核衰变所用的时间，并不是一个铀核 衰变所用的时间，C 错误；由于衰变过程释放能量，根据爱因斯坦质能方程可知， 衰变过程有质量亏损，因此 D 错误。
高考物理二轮复习第一部分第14讲原子与原子核物理课件
能辐射出的光谱线条数：N＝C2n＝n（n2－1）.
4．原子核的衰变．
衰变类型
α 衰变
β 衰变
衰变方程 AZX→AZ－－24Y＋42He
AZX→Z＋A1Y＋－01e
2 个质子和 2 个中子 核内的一个中子转化成
衰变实质 结合成一整体射出 了一个质子和一个电子
衰变规律
211H＋210n→42He
10n→11H＋－01e
专题五 近代物理初步
第14讲 原子与原子核物理
1．光电效应的规律及应用． 2．原子的能级跃迁． 3．原子核的衰变规律． 4．核反应方程的书写． 5．质量亏损和核能的计算． 6．三种射线的特点及应用等．
第14讲 原子与原子核物理
由于本专题涉及的知识点与科技相关，题目新颖， 但难度不大，因此，备考中应加强对基本概念和规律的 理解，强化典题的训练．
答案：B
第14讲 原子与原子核物理
细研考点 提升素养
考向 光电效应方程的理解
1．(2019·北京卷)光电管是一种利用光照射产生电流
的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电
流．表中给出了 6 次实验的结果．
组
次
入射光子的 能量/eV
相对 光电流大 逸出光电子的 光强 小/mA 最大动能/eV
()
第14讲 原子与原子核物理
细研考点 提升素养
A．普朗克常量为 h＝ab
B．断开电键 S 后，电流表 G 的示数不为零
C．仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大
D．保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表
G 的示数保持不变 解析：由 hν＝W0＋Ek，变形得 Ek＝hν－W0，可知图
线的斜率为普朗克常量，即 h＝ba，故 A 错误；断开电键
【名师讲解】高三物理一轮复习：第十三章 原子物理(37张PPT)
整电场强度E和磁感强度B的大小使得在MN上只有两个点受
到射线照射,下面的哪种判断是正确的( A．射到b点的一定是 射线 B．射到b点的一定是 C．射到b点的一定是 D、射到b点的一定是
C )．
射线射线
射线或
射线
【练习2】 （模拟题第54页练习8）
BD
题型二：放射性元素及半衰期
题型二：原子能级跃迁 【练习4】图中画出了氢原子的4个能 级，并注明了相应的能量E．处在n＝4的能 级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出 若干种不同频率的光波．已知金属钾的逸出 功为2.22eV．在这些光波中，能够从金属钾 的表面打出光电子的总共有 （ C ） A．二种 B．三种 C．四种 D．五种
第十三章
一、复习内容及课时安排
（一）、原子结构 （二）、原子核 （三）、波粒二象性
原子物理
2 2 1
（四）、单元测验和试卷讲评
2
二、考纲要求
三、考纲解读
原子和原子核为高考必考内容之一。一般都在选择题中出 现。主要涉及光电效应、α粒子散射实验、原子能级及跃迁、核
反应方程、核能的利用、半衰期等。其中光电效应、能级、核
A 0 X Z A1Y 1 e (2) 衰变： Z ．
(3) 射线是伴随 子核在发生
衰变、 衰变后，产生的新核处于高能级，
射线和 射线产生的，其实质是放射性原
光子．
它向低能级跃迁时而辐射
(4)半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，
它反映了放射性元素衰变的快慢，由元素的原子核内部因素
B．14 N 7
4 17 1 2 He 18 O 1 H
235 92 C．92U 01n 36 Kr 141Ba 3 01n 56
高三物理一轮复习--原子结构和与原子核PPT课件
物理
第五页，共五十二页。
2．α 粒子散射实验 (1)α 粒子散射实验装置
第3节 原子结构和与原子核
图 13-3-1 (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”。
物理
第六页，共五十二页。
物理
第十六页，共五十二页。
第3节 原子结构和与原子核
3．谱线条数的确定方法 (1)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n－1)。 (2)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法。 ①用数学中的组合知识求解：N＝Cn2＝nn2－1。 ②利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各 种可能情况一一画出，然后相加。
物理
第二十三页，共五十二页。
第3节 原子结构和与原子核
要点三 原子核的衰变规律
1．放射性元素 具有放射性的元素称为放射性元素，原子序数大于或等 于 83 的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于 83 的元 素，有的也能放出射线，它们放射出来的射线共有 α 射线、β 射线、γ 射线三种。
物理
第二十四页，共五十二页。
量
表示相邻的能量差，量子数越大相 邻的能量差越小，距离越小
带箭头的竖线
表示原子由较高能级向(Xiang)较低能级跃迁
，原子跃迁的条件为hν＝Em－En
物理
第十五页，共五十二页。
第3节 原子结构和与原子核
2．两类能级跃迁 (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＝ΔhE＝E高－h E低。 (2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量。 ①光照(吸收光子)：光子的能量必须恰等于能级差 hν＝ΔE。 ②碰撞、加热等：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。
2025届高三物理一轮复习原子和原子核(50张PPT)
考点3 原子核的衰变及半衰期
质子
中子
质子数
贝克勒尔
原子核
名称
构成
符号
电荷量
质量
电离能力
贯穿本领
α射线
_______核
+2e
4 u
最_______
最_______
β射线
_______
-e
较强
较强
γ射线
光子
γ
0
0
最_______
最_______
3.三种射线的比较。
氦
强
弱
电子
弱
强
4.原子核的衰变。(1)衰变:原子核自发地放出α粒子或β粒子,变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变。
衰变类型
α衰变
β衰变
衰变方程
衰变实质
2个质子和2个中子结合成一个整体射出
中子转化为质子和电子
衰变规律
电荷数守恒、质量数守恒
(2)α衰变、β衰变。
核内部自身的因素
无关
6.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_______(填“相同”或“不同”)。(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。
答案 AC
1.核力:原子核内部,核子间所特有的相互作用力。2.结合能:原子核是核子凭借_______结合在一起构成的,要把它们分开需要的能量,叫作原子的结合能,也叫核能。
考点5 质量亏损及核能的计算
核力
3.比结合能:原子核的结合能与_______之比,叫作比结合能,也叫平均结合能。比结合能越_______,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定。4.核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm,其对应的能量ΔE=______。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=_______。
质子
中子
质子数
贝克勒尔
原子核
名称
构成
符号
电荷量
质量
电离能力
贯穿本领
α射线
_______核
+2e
4 u
最_______
最_______
β射线
_______
-e
较强
较强
γ射线
光子
γ
0
0
最_______
最_______
3.三种射线的比较。
氦
强
弱
电子
弱
强
4.原子核的衰变。(1)衰变:原子核自发地放出α粒子或β粒子,变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变。
衰变类型
α衰变
β衰变
衰变方程
衰变实质
2个质子和2个中子结合成一个整体射出
中子转化为质子和电子
衰变规律
电荷数守恒、质量数守恒
(2)α衰变、β衰变。
核内部自身的因素
无关
6.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_______(填“相同”或“不同”)。(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。
答案 AC
1.核力:原子核内部,核子间所特有的相互作用力。2.结合能:原子核是核子凭借_______结合在一起构成的,要把它们分开需要的能量,叫作原子的结合能,也叫核能。
考点5 质量亏损及核能的计算
核力
3.比结合能:原子核的结合能与_______之比,叫作比结合能,也叫平均结合能。比结合能越_______,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定。4.核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm,其对应的能量ΔE=______。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=_______。
高中物理高考 第2讲 原子和原子核 课件
(3)γ 辐射：原子核的能量不能连续变化，存在着能级。放射性的原子 核在发生 α 衰变、β 衰变时产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁， 并放出 09 __γ_光__子____。因此，γ 射线经常是伴随 α 射线和 β 射线产生的。
速度
可达110c
垂直进入电场或磁 场的偏转情况
偏转
穿透能力
最弱
对空气的电离作用
很强
β 射线 －01e
接近 c
偏转 较强 较弱
γ 射线
γ 09 _c__
10 _不__偏__转____ 11 _最__强___ 12 _很__弱___
2．原子核的组成 (1)原子核由 13 __质__子__和 14 _中__子___组成，质子和中子统称为 15 __核__子__。
(4)同位素：具有相同 21 __质__子__数___而 22 __中__子__数___不同的原子核组成的 元素，在元素周期表中处于 23 _同__一___位置，因而互称同位素，具有相同的 24 _化__学___性质。
知识点
放射性元素的衰变 Ⅰ
射线的危害和防护 Ⅰ1.原子核的衰变
(1)原子核自发地放出 α 粒子或 β 粒子，变成另一种 01 __原__子__核___的变
第十五章 近代物理初步
第2讲 原子和原子核
主干梳理 对点激活
知识点
原子结构、光谱和能级跃迁 Ⅰ
1．原子的核式结构 (1)电子的发现：英国物理学家 01 ____J_．__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)α 粒子散射实验：1909～1911 年，英国物理学家 02 __卢__瑟__福___和他
__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
高考物理复习原子物理与物理学史第15讲原子与原子核ppt课件
如果入射光子的能量比这个功的最小值还小，那就不能发生光电效应。这就 解释了极限频率的存在；由于光电效应是由一个光子被一个电子吸收引起的，因 此从有光照射到有光电子飞出的时间与照射光的强度无关，几乎是瞬时的。 这 就解释了光电效应的瞬时性。
三、爱因斯坦光电效应方程 (1)Ek＝hν－W0(Ek是光电子的最大初动能；W0是逸出功，即从金属表面直 接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功，也就是使电子脱离某种金属所做功 的最小值。)这个方程和能量守恒定律是完全一致的。 (2) 由于每个光电子从金属中飞出时，克服引力做的功不同，它们的初动能 也不同。方程中的W0是逸出功，不是每个电子克服引力做的功；方程中的Ek不 是每个光电子的初动能，而是最大初动能。 (3)从光电效应方程可以看出：极限频率和逸出功间的关系是：hν0＝W0。
典例 1 (2018·全国Ⅰ卷高考 压轴题)在光电效应实验中，先后用 频率相同但光强不同的两束光照射 同一个光电管。若实验a中的光强大 于实验b中的光强，实验所得光电流 I与光电管两端所加电压U间的关系 曲线分别以a、b表示，则下列图中 可能正确的是( A )
光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为 截止频率，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大，由于入射光的频率没 有变，故截止电压相同，即图线与横轴的交点相同。由于a光的光强大于b光的 光强，所以a的饱和电流大于b的饱和电流。故A项符合要求，故B、C、D错误。
3.00×108m·s－1。能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为( )B
A．1×1014Hz
B．8×1014Hz
C．2×1015Hz
D．8×1015Hz
B
A
BБайду номын сангаас
5．(2018·天津，5)氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线Hα、Hβ、Hγ和Hδ， 都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n＝2的能级时发出的光，它们在真 空中的波长由长到短，可以判定( A ) A
三、爱因斯坦光电效应方程 (1)Ek＝hν－W0(Ek是光电子的最大初动能；W0是逸出功，即从金属表面直 接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功，也就是使电子脱离某种金属所做功 的最小值。)这个方程和能量守恒定律是完全一致的。 (2) 由于每个光电子从金属中飞出时，克服引力做的功不同，它们的初动能 也不同。方程中的W0是逸出功，不是每个电子克服引力做的功；方程中的Ek不 是每个光电子的初动能，而是最大初动能。 (3)从光电效应方程可以看出：极限频率和逸出功间的关系是：hν0＝W0。
典例 1 (2018·全国Ⅰ卷高考 压轴题)在光电效应实验中，先后用 频率相同但光强不同的两束光照射 同一个光电管。若实验a中的光强大 于实验b中的光强，实验所得光电流 I与光电管两端所加电压U间的关系 曲线分别以a、b表示，则下列图中 可能正确的是( A )
光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为 截止频率，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大，由于入射光的频率没 有变，故截止电压相同，即图线与横轴的交点相同。由于a光的光强大于b光的 光强，所以a的饱和电流大于b的饱和电流。故A项符合要求，故B、C、D错误。
3.00×108m·s－1。能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为( )B
A．1×1014Hz
B．8×1014Hz
C．2×1015Hz
D．8×1015Hz
B
A
BБайду номын сангаас
5．(2018·天津，5)氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线Hα、Hβ、Hγ和Hδ， 都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n＝2的能级时发出的光，它们在真 空中的波长由长到短，可以判定( A ) A
高三物理总复习优质课件 原子与原子核 第二节 原子结构与原子核
2.光谱分类
连续
特征
吸收
3.氢原子光谱的实验规律:巴耳末系是氢原子光谱在可见光区的谱线,其波长公
7
-1
式 =R( - )(n=3,4,5,…,R 是里德伯常量,R=1.10×10 m )。
4.光谱分析:利用每种原子都有自己的
特征谱线 ,可以用来鉴别物质和
确定物质的组成成分,且灵敏度很高。在发现和鉴别化学元素上有着重大
,若散裂中子源中的中子束流经慢化后的速度
与电子显微镜中的电子流速度相同,因中子的质量大于电子的质量,则中子的
动量大于电子的动量,则此时中子的物质波波长比电子的物质波波长短。
2.家庭装修中释放的甲醛和射线是白血病的重要诱因。家庭装修中的射线来源
往往是不合格的瓷砖、洁具等,瓷砖、洁具释放的氡气(
222 衰变为钋 218(
Th→
Pa+- e。
He
。
的变化。
(3)核反应方程:质量数守恒、电荷数守恒,但不是总质量守恒。
(4)半衰期:放射性元素的原子核有 半数 发生衰变所需的时间。半衰期由
原子核内部自身的因素决定,跟原子所处的化学状态和外部条件无关。
五、核力和核能
1.核力
原子核内部, 核子间 所特有的相互作用力。核子数越多,结合能越大,比
的意义。线状谱和吸收光谱都对应某种元素,都可以用来进行光谱分析。
三、氢原子的能级、能级公式
1.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
连续
特征
吸收
3.氢原子光谱的实验规律:巴耳末系是氢原子光谱在可见光区的谱线,其波长公
7
-1
式 =R( - )(n=3,4,5,…,R 是里德伯常量,R=1.10×10 m )。
4.光谱分析:利用每种原子都有自己的
特征谱线 ,可以用来鉴别物质和
确定物质的组成成分,且灵敏度很高。在发现和鉴别化学元素上有着重大
,若散裂中子源中的中子束流经慢化后的速度
与电子显微镜中的电子流速度相同,因中子的质量大于电子的质量,则中子的
动量大于电子的动量,则此时中子的物质波波长比电子的物质波波长短。
2.家庭装修中释放的甲醛和射线是白血病的重要诱因。家庭装修中的射线来源
往往是不合格的瓷砖、洁具等,瓷砖、洁具释放的氡气(
222 衰变为钋 218(
Th→
Pa+- e。
He
。
的变化。
(3)核反应方程:质量数守恒、电荷数守恒,但不是总质量守恒。
(4)半衰期:放射性元素的原子核有 半数 发生衰变所需的时间。半衰期由
原子核内部自身的因素决定,跟原子所处的化学状态和外部条件无关。
五、核力和核能
1.核力
原子核内部, 核子间 所特有的相互作用力。核子数越多,结合能越大,比
的意义。线状谱和吸收光谱都对应某种元素,都可以用来进行光谱分析。
三、氢原子的能级、能级公式
1.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
高考物理一轮复习课件原子和原子核
利用盖革-米勒计数器测量半衰期方法介绍
准备盖革-米勒计数器，了解其工作原理和使用方法。
将放射性物质样本放置在盖革-米勒计数器中，启动计 数器并记录实验数据。
选择合适的放射性物质样本，了解其半衰期和放射性特 性。
根据实验数据绘制放射性衰变曲线，计算半衰期并分析 结果。
结合生活实际，开展创新性课题研究活动建议
衰变过程中能量守恒定律应用
01
02
03
04
衰变过程中能量守恒定律指出 ，衰变前后系统的总能量保持
不变。
α衰变和β衰变都会释放能量 ，这些能量以射线的形式放出
。
γ衰变释放的能量以高能光子 的形式放出。
根据能量守恒定律，可以计算 衰变过程中释放的能量以及新
核的激发能等。
射线性质及其检测方法
射线具有穿透性、电离性和荧光性等性质。
原子光谱与激光原理
原子光谱
是由原子中的电子在能量变化时 所发射或吸收的一系列波长的光 所组成的光谱。每一种原子的光 谱都不同，遂称为特征光谱。
激光原理
光与物质的相互作用，实质上是 组成物质的微观粒子吸收或辐射 光子，同时改变自身运动状况的 表现。
CHAPTER 02
原子核组成与性质
原子核组成及同位素概念
原子核由质子和中子组成，质 子带正电，中子不带电。
同位素是指质子数相同而中子 数不同的核素，具有相同的化 学性质但不同的物理性质。
同位素在自然界中广泛存在， 如氢的同位素有氕、氘、氚三 种。
放射性衰变类型及规律
01
放射性衰变是指原子核自发地放出射线并转变为另一种核 素的过程。
02
常见的放射性衰变类型有α衰变、β衰变和γ衰变。
03
高三物理一轮复习精品课件3：13.3 原子与原子核
(4)氢原子光谱 氢原子光谱线是最早发现、研究的光谱线，这些 光谱线可用一个统一的公式表示： 1λ＝R(m12－n12) 式中 m＝1,2,3，…对每一个 m，有 n＝m＋1，m ＋2，m＋3，…构成一个谱线系．
[特别提醒] 氢原子光谱是线状的、不连续的，波 长只能是分立的值.
知识点2 氢原子的能级结构、能级公式 Ⅰ 1. 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[玻尔理论的跃迁假说][2011·四川高考]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＋hν2 B．辐射光子的能量为 hν1＋hν2 C．吸收光子的能量为 hν2－hν1 D．辐射光子的能量为 hν2－hν1
C. 这些氢原子总共可辐射出 3 种不同频率的光 D. 用 n＝2 能级跃迁到 n＝1 能级辐射出的光照射 逸出功为 6.34 eV 的金属铂能发生光电效应
解析：大量氢原子从 n＝4 的激发态向低能级跃迁 时能辐射出 6 种不同频率的光；频率最高的是由 n＝4 能级跃迁到 n＝1 能级的光，其波长最短，最难表现出 衍射现象；频率最小的光是由 n＝4 能级跃迁到 n＝3 能级产生的；从 n＝2 能级跃迁到 n＝1 能级辐射出的 光子能量 hν＝E2－E1＝[－3.40－(－13.6)] eV＝10.2 eV>6.34 eV，能发生光电效应，选项 D 正确．
答案：D
3. [跃迁假设和光电效应]右图为氢原 子能级的示意图，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．关于这些光下 列说法正确的是( )
高考物理一轮复习 第58讲 原子和原子核 课件
解析 用能量为13.0 eV的光子照射，基态的氢原子若吸收13 eV的能量，则 能量值为－0.6 eV，氢原子没有该能级。所以不能使处于基态的氢原子跃迁， 故A错误；大量处于n＝4能级的氢原子，最多可以辐射出n＝6种不同频率的 光，故B错误；现有一群处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁，根据n＝3， 知该群氢原子可能发射3种不同频率的光子，但是n＝3能级跃迁到n＝2能级 的光子能量小于2 eV，所以能使该金属发生光电效应的频率共有2种，故C错 误；n＝4能级的氢原子跃迁到基态时，释放光子的能量E＝E4－E1＝12.75 eV， 再根据光电效应方程式得光电子的最大初动能为Ek＝E－W0＝12.75 eV－2.25 eV＝10.5 eV，故D正确。
（n－E11）2，由题意可知En21－（n－E11）2≥0－En21，由数学知识可得 n≤2＋ 2或
n≤2－ 2，故 n 的最大值应取 3，故 B 正确，A、C、D 错误。
考点二 原子核的衰变及半衰期
1.衰变规律及实质 (1)α衰变和β衰变的比较
衰变类型 衰变过程
衰变实质
α 衰变
β 衰变
AZX→AZ－－24Y＋42He
AZX→Z＋A1Y＋－10e
2 个质子和 2 个中子结合成一个 1 个中子转化为 1 个质子和 1 个
整体射出
电子
211H＋210n→42He
10n→11H＋－01e
匀强磁场中 轨迹形状
衰变规律
电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒
(2)γ射线：γ射线经常伴随着α衰变或β衰变同时产生。其实质是放射性原
子核在发生α衰变或β衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量(原
【变式 3】 (2020·山东青岛市 5 月统一质量检测)已知氢原子能级公式为 En＝En21， 其中 n 为量子数。氢原子从 n 能级向 n－1 能级跃迁时释放出的能量可以使处
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确。 考查点 质能方程。 思路点拨 质量亏损是反应物的总质量减去生成物的总质量。
(131 5.(2011北京理综,13,6分)表示放射性元素碘131 53 I)β衰变的方程是 ( .131 127 4 A 53 I 51 Sb 2 He .131 130 1 C 53 I 53 I 0n .131 131 0 B 53 I 54 Xe 1 e .131 130 1 D 53 I 52 Te 1H
(
)
答案 B
A项属于原子核的人工转变,B项属于α衰变,C项属于聚变反应,D项属于β衰变。
考查点 核反应方程。 思路点拨 α衰变是放出α粒子的过程。
3.(2015北京理综,17,6分,0.45)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如图。则 ( )
2.(2015北京理综,14,6分,0.89)下列核反应方程中,属于α衰变的是
.14 4 17 1 A 7 N 2 He 8 O 1H
2 3 .1 1 4 1 C H H 2 He 0n 238 234 .92 90 4 B U Th 2 He 234 234 .90 91 0 D Th Pa 1 e
考查点 能级跃迁。 方法归纳 利用能级图,结合排列组合的知识,把氢原子从高能级向低能级跃迁释放光子种类 的规律总结明白,并不断强化。
2.(2012北京理综,13,6分)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 确。
(0 β衰变的实质是放射出电子 1 e),由核反应过程中的质量数和电荷数守恒可知B正
6.(2017北京理综,23,18分)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
(4 次α衰变。放射出的α粒子 2 He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动,其轨道半径,6分,0.97)质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3。当一个质子和一 个中子结合成氘核时,释放的能量是(c表示真空中的光速) ( )
A.(m1+m2-m3)c
C.(m1+m2-m3)c2
B.(m1-m2-m3)c
D.(m1-m2-m3)c2
1 2 1 1 答案 C 此核反应方程为 H,根据爱因斯坦质能方程得ΔE=Δm· c2=(m1+m2-m3)c2,C正 1 H 0 n
考点二
A组 自主命题·北京卷题组
原子核物理
14 17 1.(2018北京理综,13,6分)在核反应方程4 He 8 O+X中,X表示的是 ( 2 7 N
)
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 H,故 选项A正确。
专题十六
原子物理与原子核物理
五年高考
考点一
自主命题·北京卷题组
1.(2016北京理综,13,6分,0.93)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 ( ) B.2种 C.3种 D.4种
原子物理
A.1种
2 C 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 n ,所以处于n=3能级 2 C 的大量氢原子向低能级跃迁,辐射光的频率有 3 =3种,故C项正确。
分别表示α粒子的质量和电荷量。
A (1)放射性原子核用 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。
A.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
答案 D 由静止的原子核发生β衰变后产生的新核和电子做匀速圆周运动的方向相反及原 子核衰变前后动量守恒得meve-m核v核=0,粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径r= ,因为qe<q核, 所以re>r核,故轨迹1是电子的,轨迹2是新核的,根据左手定则可判定磁场方向垂直纸面向里,故D 项正确。 考查点 衰变、动量守恒、匀速圆周运动。 思路点拨 衰变过程动量守恒;衰变后的粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力由洛伦 兹力提供。
答案 D 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应(核聚变反应),所以选项A错误。汤 姆孙发现电子,说明带负电的电子是原子的一部分,因此原子是可分的,并且应该有一定的结
构;又因为电子带负电,而原子呈电中性,所以原子中一定还有带正电的部分。在此后,由卢瑟
福通过α粒子散射实验,根据极少数α粒子几乎被反向弹回,而推断出原子的核式结构,因此选项 B错误。光照射到金属表面上时能否发生光电效应,取决于入射光的能量(E=hν),光的频率越 高(波长越短),其能量越大,越可能在金属表面发生光电效应。因此,一束光照射到某金属上不
能发生光电效应,是由于这束光的能量较小,即频率较小(波长较长),所以选项C错误。氢原子
的核外电子在从离核较近的轨道跃迁到离核较远的轨道过程中,需要吸收一定的能量,所以核 外电子离核越远,原子的总能量越大。设电子的质量为m,电荷量为e,其与原子核之间的距离
2 2 ke mv 为r 时,电子绕核运动的速度大小为v ,则根据库仑定律和牛顿第二定律有 = ,所以电子 r2 r 2 ke 的动能Ek= ,即轨道半径越大,动能越小,故选项D正确。 2r
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。
教师专用题组
3.(2007北京理综,14,6分)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