2019高考物理一轮复习专题十六原子物理与原子核物理课件
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跃迁hν=Em-En,由于a光的光子能量大,因此产生a光的能级能量差大,选项D正确。
易错点拨 由干涉图样中条纹的宽度确定波长、折射率、频率的关系,易错点在于认为饱和电 流与光的频率有关而错选C选项。 评析 本题以光的双缝干涉图样为背景材料,综合考查双缝干涉、折射率、临界角、光电效应 规律和氢原子的能级跃迁,试题涉及内容多,知识覆盖面广,虽然难度适中,真正考查了学生的综 合应用能力。
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是洛伦兹 力。
4.(2014北京理综,14,6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 B.(m1-m2-m3)c C.(m1+m2-m3)c2 D.(m1-m2-m3)c2 答案 C 此核反应方程为 11H 10 n 12 H,根据爱因斯坦质能方程得ΔE=Δm·c2=(m1+m2-m3)c2,C正 确。
2.(2015安徽理综,14,6分)图示是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不动。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 α粒子与重金属原子核带同种电荷,由于库仑力作用,α粒子在运动过程中发生偏转,由 牛顿第二定律可知,α粒子的加速度方向为其所受库仑力方向,指向轨迹弯曲方向的内侧,故图中 P点所示加速度方向正确,选项C正确。
A.在同种均匀介质中,a光的传播速度比b光的大 B.从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大 C.照射在同一金属板上发生光电效应时,a光的饱和电流大 D.若两光均由氢原子能级跃迁产生,产生a光的能级能量差大
答案 D 由a、b两光的干涉图样结合Δx= dL λ知,λa<λb,则νa>νb、na>nb,由n= cv知va<vb,A项错误。 sin C= 1n ,故Ca<Cb,选项B错误;发生光电效应时,饱和电流与入射光的强度有关,C项错误;由能级
高考物理 (北京市专用)
专题十六 原子物理与原子核物理
五年高考
A组 自主命题·北京卷题组
Байду номын сангаас
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
() 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 C2n,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。
环形电流大小I= q = q2B
T 2 m
(3)由qvB=m v2 ,得v= qBR
R
m
设衰变后新核Y的速度大小为v',系统动量守恒
Mv'-mv=0
v'= mv = qBR
MM
由Δmc2= 1 Mv'2+ 1 mv2
2
2
得Δm= (M m)(qBR)2 2mMc2
说明:若利用M= A 4 m解答,亦可。
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。
5.(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 次α衰变。放射出的α粒子 (42 He)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 ZA 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。
答案 见解析 解析 本题考查了原子核的衰变、动量和能量守恒、带电粒子在匀强磁场中的运动、质能方
程等多个考点,是一道综合题,难度中等。
(1 )ZA X ZA42 Y 42 He
(2)设α粒子的速度大小为v,由qvB=m v2 ,T= 2 R ,得
R
v
α粒子在磁场中运动周期T= 2 m qB
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.(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 ( )
A .174 N 42 He 187 O 11H C .12 H 13H 42 He 10 n
4
方法技巧 衰变中的动量和能量守恒 在α衰变过程中,静止的原子核放射α粒子,新核与α粒子的总动量保持不变(为零),而衰变释放的 能量与质量亏损之间必然遵循质能方程ΔE=Δmc2。
B组 统一命题、省(区、市)卷题组
考点一 原子物理
1.(2016天津理综,2,6分)如图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样, 则 ( )
B .92238 U 92034 Th 42 He D .92034 Th 92134 Pa 01e
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 ( )
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= mqBv ,因为qe<q核,所以
易错点拨 由干涉图样中条纹的宽度确定波长、折射率、频率的关系,易错点在于认为饱和电 流与光的频率有关而错选C选项。 评析 本题以光的双缝干涉图样为背景材料,综合考查双缝干涉、折射率、临界角、光电效应 规律和氢原子的能级跃迁,试题涉及内容多,知识覆盖面广,虽然难度适中,真正考查了学生的综 合应用能力。
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是洛伦兹 力。
4.(2014北京理综,14,6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 B.(m1-m2-m3)c C.(m1+m2-m3)c2 D.(m1-m2-m3)c2 答案 C 此核反应方程为 11H 10 n 12 H,根据爱因斯坦质能方程得ΔE=Δm·c2=(m1+m2-m3)c2,C正 确。
2.(2015安徽理综,14,6分)图示是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不动。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 α粒子与重金属原子核带同种电荷,由于库仑力作用,α粒子在运动过程中发生偏转,由 牛顿第二定律可知,α粒子的加速度方向为其所受库仑力方向,指向轨迹弯曲方向的内侧,故图中 P点所示加速度方向正确,选项C正确。
A.在同种均匀介质中,a光的传播速度比b光的大 B.从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大 C.照射在同一金属板上发生光电效应时,a光的饱和电流大 D.若两光均由氢原子能级跃迁产生,产生a光的能级能量差大
答案 D 由a、b两光的干涉图样结合Δx= dL λ知,λa<λb,则νa>νb、na>nb,由n= cv知va<vb,A项错误。 sin C= 1n ,故Ca<Cb,选项B错误;发生光电效应时,饱和电流与入射光的强度有关,C项错误;由能级
高考物理 (北京市专用)
专题十六 原子物理与原子核物理
五年高考
A组 自主命题·北京卷题组
Байду номын сангаас
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
() 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 C2n,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。
环形电流大小I= q = q2B
T 2 m
(3)由qvB=m v2 ,得v= qBR
R
m
设衰变后新核Y的速度大小为v',系统动量守恒
Mv'-mv=0
v'= mv = qBR
MM
由Δmc2= 1 Mv'2+ 1 mv2
2
2
得Δm= (M m)(qBR)2 2mMc2
说明:若利用M= A 4 m解答,亦可。
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。
5.(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 次α衰变。放射出的α粒子 (42 He)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 ZA 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。
答案 见解析 解析 本题考查了原子核的衰变、动量和能量守恒、带电粒子在匀强磁场中的运动、质能方
程等多个考点,是一道综合题,难度中等。
(1 )ZA X ZA42 Y 42 He
(2)设α粒子的速度大小为v,由qvB=m v2 ,T= 2 R ,得
R
v
α粒子在磁场中运动周期T= 2 m qB
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.(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 ( )
A .174 N 42 He 187 O 11H C .12 H 13H 42 He 10 n
4
方法技巧 衰变中的动量和能量守恒 在α衰变过程中,静止的原子核放射α粒子,新核与α粒子的总动量保持不变(为零),而衰变释放的 能量与质量亏损之间必然遵循质能方程ΔE=Δmc2。
B组 统一命题、省(区、市)卷题组
考点一 原子物理
1.(2016天津理综,2,6分)如图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样, 则 ( )
B .92238 U 92034 Th 42 He D .92034 Th 92134 Pa 01e
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 ( )
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= mqBv ,因为qe<q核,所以