浙江版高考物理总复习专题十六原子结构和原子核教学讲练

1、物理高考总复习PAGE PAGE 14学好数理化，走遍天下都不怕专题十六原子结构和原子核探考情悟真题【考情探究】考点考向5年考情预测热度考试要求考题示例关联考点素养要素原子结构电子的发现a科学论证原子的核式结构模型b模型建构氢原子光谱b2018.04选考,15,2分光电效应科学推理玻尔的原子模型c2016.10选考,15,2分模型建构原子核原子核的组成a2017.04选考,14,2分科学本质放射性元素的衰变c2018.04选考,14,2分2016.04选考,14,2分2019.04选考,15,2分核能科学本质探测射线的方法a科学态度放射性的应用与防护a物质观念核力与结合能c2018.11选考,

2、15,2分能量观念核裂变c2016.10选考,16,2分科学本质核聚变c2017.11选考,14,2分科学本质粒子和宇宙a物质观念分析解读纵观这几年浙江选考,今后浙江选考对本专题,主要将从基本概念的理解、辨别等角度进行考查,试题难度不大,但试题一般“点多面宽”“考点分散”,考查的核心内容主要包括原子跃迁、核裂变、核能等知识,常与波粒二象性等知识相关联。【真题探秘】破考点练考向【考点集训】考点一原子结构1.(2020届浙江杭州五校联考,2)氢原子的能级图如图所示,如果大量氢原子处在n=3能级的激发态,则下列说法正确的是()A.这群氢原子能辐射出3种不同的频率的光子B.波长最长的辐射光是氢原子从n

3、=3能级跃迁到n=1能级产生的C.辐射光子的最小能量为12.09 eVD.处于该能级的氢原子至少需吸收13.6 eV能量的光子才能电离答案A2.(2020届浙江名校协作体联考,15)(多选)如图为氢原子能级图,已知可见光的光子的能量范围为1.623.11 eV,普朗克常量h=6.6310-34 Js。下列说法正确的是()A.能量为13.0 eV的光子或者电子均可使处于基态的氢原子跃迁到激发态B.处于n=3能级的氢原子能吸收任意频率的紫外线C.锌的逸出功是3.34 eV,一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时,发出的光照射锌板,锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75 eVD.波长为60 n

4、m的伦琴射线能使处于基态的氢原子电离答案BCD3.(2019浙江绿色联盟联考,14)(多选)如图为氢原子光谱在可见光区域内的四条谱线H、H、H和H,都是氢原子中电子从量子数n2的能级跃迁到n=2的能级发出的光,根据此图可以判定()A.H对应的原子前后能级之差最小B.同一介质对H的传播速度最大C.H对应的光子的动量最大D.用H对应的光照射某一金属能发生光电效应,则用H对应的光照射同一金属一定不能发生光电效应答案ABC4.(2019浙江杭州模拟一,16)(多选)如图所示为氢原子的能级图,已知氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级时,辐射出A光,则以下判断正确的是()A.氢原子从n=2跃迁到n=3吸收光

5、的波长小于A光波长B.只要用波长小于A光波长的光照射,都能使氢原子从n=1跃迁到n=2C.氢原子从n=3跃迁到n=2辐射的光在相同介质中的全反射临界角比A光大D.氢原子从n=3跃迁到n=2辐射的光在同一种介质中的传播速度比A光大答案CD5.(2018浙江绍兴一中期中,14)(多选)关于物理学史,下列说法正确的是()A.J.J.汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况,断定其本质是带负电的粒子流,并最终发现了电子B.G.P.汤姆孙利用电子束在晶体中的衍射实验,证实了电子的粒子性C.卢瑟福依据粒子散射实验的现象,提出了原子的核式结构模型D.玻尔原子模型的一个重要假设是原子能量的量子化,而弗兰克-

6、赫兹实验为其提供了实验依据答案ACD考点二原子核1.(2018浙江11月选考,15,2分)(多选)一个铍原子核(47Be)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(37Li),并放出一个不带电的质量接近零的中微子e,人们把这种衰变称为“K俘获”。静止的铍核发生了“K俘获”,其核反应方程为47Be+-10e37Li+e。已知铍原子的质量为MBe=7.016 929 u,锂原子的质量为MLi=7.016 004 u,1A.中微子的质量数和电荷数均为零B.锂核(37Li)获得的动能约为0.86C.中微子与锂核(37D.中微子与锂核(37答案AC2.(2020届浙江

7、金丽衢十二校联考一,14)(多选)下列说法正确的是()A.在原子核的衰变中衰变放出射线,衰变放出射线,衰变放出射线B.处于基态的氢原子能够吸收14 eV的光子而发生跃迁C.某种金属发生光电效应时,遏止电压的大小只与入射光的频率有关,与入射光的强度无关D.重核裂变、轻核聚变后生成的新核的比结合能比原来的核的比结合能小答案BC3.(2020届浙江七彩阳光联盟联考,11)(多选)下列说法中正确的是()A.、和三种射线中,射线的电离能力最强,射线的穿透能力最强B.放射性同位素90232Th经、衰变会生成86220Th,其衰变方程为C.将放射性元素掺杂到其他稳定元素中并大幅度降低温度,它的半衰期不发生改

8、变D.根据玻尔理论,氢原子从N+1激发态跃迁到N激发态时(N=2,3,4,),其辐射的能量是一定值答案AC4.(2019浙江绿色评价联盟联考,14)(多选)一静止的原子核92238U发生一次衰变后变为原子核Th,同时放出光子。已知92238U的质量为m1,Th核的质量为m2,粒子的质量为m3,A.该衰变方程为92238U90B.放出的光子能量为(m1-m2-m3)c2C.Th核和粒子的速率之比为m3m2D.将含有92238U的原料深埋地下答案AC5.(2019浙江绍兴适应性考试,5)(多选)一座核电站反应堆产生的热功率为3 400 MW,发电功率为1 100 MW。已知一个铀235核裂变时释放

9、的能量约为200 MeV,下列说法正确的是()A.核裂变的反应方程为92235U+01n56B.核反应后总质量增加了C.核电站的发电效率约为32%D.每秒钟约有1.11020个铀235核发生裂变答案CD6.(2018浙江绍兴新昌中学选考适应性考试,14)(多选)下列说法中正确的是()A.无论是机械波还是光波,在不同介质中传播时波长保持不变B.卢瑟福通过粒子散射实验,提出原子的核式结构模型,并估算出原子核的大小C.在LC振荡电路中,电容器刚放电时,电容器极板上的电荷量最多,回路电流最小D.设质子、中子、粒子的质量分别为m1、m2、m3,那么质子和中子结合成一个粒子,所释放的核能为E=(m3-m1

10、-m2)c2答案BC炼技法提能力【方法集训】方法氢原子能级图及原子跃迁问题1.(2018浙江4月选考,15,2分)(多选)氢原子的能级图如图所示,关于大量氢原子的能级跃迁,下列说法正确的是(可见光的波长范围为4.010-7 m7.610-7 m,普朗克常量h=6.610-34 Js,真空中的光速c=3.0108 m/s)()A.氢原子从高能级跃迁到基态时,会辐射射线B.氢原子处在n=4能级,会辐射可见光C.氢原子从高能级向n=3能级跃迁时,辐射的光具有显著的热效应D.氢原子从高能级向n=2能级跃迁时,辐射的光在同一介质中传播速度最小的光子能量为1.89 eV答案BC2.(2020届浙江之江教育

11、评价联盟联考二,15)(多选)氢原子光谱如甲图所示,图中给出了谱线对应的波长,已知普朗克常量h=6.6310-34 Js,玻尔的氢原子能级图如乙图所示,则下列说法正确的是(真空中光速c=3108 m/s)()甲乙A.甲图所示的四种光均属于可见光范围B.H 谱线对应光子的能量小于H 谱线对应光子的能量C.H 对应光子的能量约为 10.2 eVD.H谱线对应的跃迁是从n =3能级到n=2能级答案AB【五年高考】A组自主命题浙江卷题组1.(2019浙江4月选考,15,2分)(多选)静止在匀强磁场中的原子核X发生衰变后变成新原子核Y。已知核X的质量数为A,电荷数为Z,核X、核Y和粒子的质量分别为mX、

12、mY和m,粒子在磁场中运动的半径为R。则()A.衰变方程可表示为ZAXZB.核Y的结合能为(mX-mY-m)c2C.核Y在磁场中运动的半径为2D.核Y的动能为EkY=m答案AC2.(2016浙江10月选考,15,2分)(多选)如图为氢原子能级图,氢原子中的电子从n=5能级跃迁到n=2能级可产生a光;从n=4能级跃迁到n=2能级可产生b光。a光和b光的波长分别为a和b,照射到逸出功为2.29 eV的金属钠表面均可产生光电效应,遏止电压分别为Ua和Ub。则()A.abB.UaUbC.a光的光子能量为2.86 eVD.b光产生的光电子最大初动能Ek=0.26 eV答案BCD3.(2016浙江4月选考

13、,14,2分)(多选)下列说法正确的是()A.波源的频率越高,波速越大B.温度升高,放射性元素的半衰期不变C.氢原子吸收光子从低能级跃迁到高能级D.光发生全反射时,临界角随入射角增大而变大答案BC4.(2015浙江10月选考,14,2分)(多选)氢原子从n=6跃迁到n=2能级时辐射出频率为1的光子,从n=5跃迁到n=2能级时辐射出频率为2的光子。下列说法正确的是()A.频率为1的光子的能量较大B.频率为1的光子的动量较大C.做双缝干涉实验时,频率为1的光产生的条纹间距较大D.做光电效应实验时,频率为1的光产生的光电子的最大初动能较大答案ABD5.(2018浙江4月选考,14,2分)(多选)下列

14、说法正确的是()A.组成原子核的核子越多,原子核越稳定B.92238U衰变为86222Rn经过4次衰变C.在LC振荡电路中,当电流最大时,线圈两端电势差也最大D.在电子的单缝衍射实验中,狭缝变窄,电子动量的不确定量变大答案BD6.(2017浙江11月选考,14,2分)(多选)下列说法正确的是()A.核聚变反应方程可能为12H+13HB.铀核裂变的核反应方程可能为92235U+01n54C.发生衰变时原子核放出电子,说明电子是原子核的组成部分D.中子和质子结合成氘核,若该过程质量亏损为m,则氘核的结合能为mc2答案BD7.(2016浙江10月选考,16,2分)(多选)用中子(01n)轰击铀核(9

15、2235U)产生裂变反应,会产生钡核(56144Ba)和氪核(3689Kr)并释放出中子(01n),当达到某些条件时可发生链式反应。一个铀核(92235U)裂变时,释放的能量约为A.92235U的裂变方程为92235U56B.92235U的裂变方程为92235U+01nC.92235D.一个92235U裂变时,质量亏损约为3.610-20答案BC8.2016浙江自选,14(1),4分以下说法正确的是()A.氢原子的能量是量子化的B.在核反应过程中,质子数守恒C.半衰期越大,原子核衰变越快D.如果一个系统不受外力,系统的总动量一定为零答案AB组统一命题、省(区、市)卷题组1.(2019课标,14

16、,6分)氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63 eV3.10 eV的光为可见光。要使处于基态(n=1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子,最少应给氢原子提供的能量为()A.12.09 eVB.10.20 eVC.1.89 eVD.1.51 eV答案A2.(2019课标,15,6分)太阳内部核反应的主要模式之一是质子质子循环,循环的结果可表示为411H2已知11H和24He的质量分别为mp=1.007 8 u和m=4.002 6 u,1 u=931 MeV/c2,c为光速。在4个11H转变成1个A.8 MeVB.16 MeVC.26 MeVD.52 MeV答案C3.2016海南单科,17(

17、1),4分(多选)下列说法正确的是()A.爱因斯坦在光的粒子性的基础上,建立了光电效应方程B.康普顿效应表明光子只具有能量,不具有动量C.玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律D.卢瑟福根据粒子散射实验提出了原子的核式结构模型E.德布罗意指出微观粒子的动量越大,其对应的波长就越长答案ACD4.(2017课标,17,6分)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:12H+12H23He+01n。已知12H的质量为2.013 6 u,23He的质量为3.015 0 u,A.3.7 MeVB.3.3 MeVC.2.7 MeVD.0.93 MeV答案B5

18、.(2017上海单科,3,3分)在同位素氢、氘、氚的核内具有相同的()A.核子数B.电子数C.中子数D.质子数答案D6.2017江苏单科,12C(1)(多选)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.24He核的结合能约为14B.24He核比C.两个12H核结合成D.92235U核中核子的平均结合能比答案BC7.(2017课标,15,6分)一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核,衰变方程为92238U90234Th+2A.衰变后钍核的动能等于粒子的动能B.衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小C.铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间D.衰变后粒子与钍核的质量之和等于衰

19、变前铀核的质量答案B8.(2017天津理综,1,6分)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()A.12H+13H24He+01nBC.24He+1327Al1530P+01nD.92答案A9.2015福建理综,30(1),6分下列有关原子结构和原子核的认识,其中正确的是()A.射线是高速运动的电子流B.氢原子辐射光子后,其绕核运动的电子动能增大C.太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D.83210Bi的半衰期是5天,100克83210Bi经过答案B10.(2015广东理综,18,6分)

20、(多选)科学家使用核反应获取氚,再利用氘和氚的核反应获得能量。核反应方程分别为:X+Y24He+13H+4.9 MeV和 12H+1A.X是中子B.Y的质子数是3,中子数是6C.两个核反应都没有质量亏损D.氘和氚的核反应是核聚变反应答案AD11.2016课标,35(1),5分在下列描述核过程的方程中,属于衰变的是,属于衰变的是,属于裂变的是,属于聚变的是。(填正确答案标号)A.614C714N+-10eC.92238U90234Th+24HeD.7E.92235U+01n54140Xe+3894Sr+201n答案CABEFC组教师专用题组1.(2016上海单科,1,2分)卢瑟福通过对粒子散射实

21、验结果的分析,提出了原子内部存在()A.电子B.中子C.质子D.原子核答案D2.(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C3.(2017上海单科,1,3分)由放射性元素放出的氦核流被称为()A.阴极射线B.射线C.射线D.射线答案B4.(2016上海单科,10,3分)研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示。两块平行放置的金属板A、B分别与电源的两极a、b连接,放射源发出的射线从其上方小孔向外射出。则()A.a为电源正极,到达A板的为射线B.a为电源正极,到达A板的为射线C.a为电源负极,到达A板的为射线

22、D.a为电源负极,到达A板的为射线答案B5.(2016天津理综,6,6分)(多选)物理学家通过对实验的深入观察和研究,获得正确的科学认知,推动物理学的发展。下列说法符合事实的是()A.赫兹通过一系列实验,证实了麦克斯韦关于光的电磁理论B.查德威克用粒子轰击714N获得反冲核C.贝克勒尔发现的天然放射性现象,说明原子核有复杂结构D.卢瑟福通过对阴极射线的研究,提出了原子核式结构模型答案AC6.2015山东理综,39(1)(多选)14C发生放射性衰变成为14N,半衰期约5 700年。已知植物存活期间,其体内14C与12C的比例不变;生命活动结束后,14C的比例持续减少。现通过测量得知,某古木样品中

23、14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是()a.该古木的年代距今约5 700年b.12C、13C、14C具有相同的中子数c.14C衰变为14N的过程中放出射线d.增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变答案ac7.(2015北京理综,17,6分)实验观察到,静止在匀强磁场中A点的原子核发生衰变,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D8.2016江苏单科,12C(2)已知光

24、速为c,普朗克常量为h,则频率为的光子的动量为。用该频率的光垂直照射平面镜,光被镜面全部垂直反射回去,则光子在反射前后动量改变量的大小为。答案hc29.(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衰变。放射出的粒子(24He)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(1)放射性原子核用ZAX表示,新核的元素符号用Y表示,写出该(2)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m。答案本题考查了原子核的衰变

25、、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)ZAXZ(2)设粒子的速度大小为v,由qvB=mv2R,T=2粒子在磁场中运动周期T=2环形电流大小I=qT=(3)由qvB=mv2R,得设衰变后新核Y的速度大小为v,系统动量守恒Mv-mv=0v=mvM=由mc2=12Mv2+12得m=(说明:若利用M=A-44m【三年模拟】时间:30分钟分值:21分选择题(每题3分,共21分)1.(2020届浙江嘉兴一中期中,7)(多选)以下说法中正确的是()A.如甲图是风力发电的国际通用标志B.如乙图是氢原子的能级示意图,氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时吸

26、收了一定频率的光子C.如丙图是光电效应实验示意图,当光照射锌板时验电器的金属箔片张开,则此时验电器的金属杆上带的是正电荷D.如丁图是电子束穿过铝箔后的衍射图样,该实验现象说明实物粒子也具有波动性答案CD2.(2020届浙江之江教育评价联盟第二次联考,11)关于下列说法正确的是()A.原子核的结合能越大,原子核越稳定B.铀核裂变的一种核反应方程是92235U56141BaC.动能相等的质子和电子,它们的德布罗意波长也相等D.用频率为的入射光照射光电管的阴极,遏止电压为Uc,改用频率为 2的入射光照射同一光电管,遏止电压大于2Uc答案D3.(2019浙江超级全能生2月联考,15)(多选)下列说法中正确的是()甲乙丙丁A.根据甲图氢原子的电子云示意图可知,电子在玻尔理论中的某一轨道上稳定运动,应该是一个概率问题B.根据乙图中原子核的比结合能示意图可知,36Li原子核中的平均核子质量比C.丙图中的链式反