【物理】高考物理一轮复习专题十六原子与原子核(专业版)课件

高考物理

(北京市选考专用)专题十六原子与原子核高考物理(北京市选考专用)专题十六原子与原子核1.(2021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种五年高考考点一原子结构A组自主命题·北京卷题组答案

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

,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

=3种,故C项正确。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。精品ppt1.(2021北京理综,13,6分)处于n=3能级的大量氢原22.(2021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。精品ppt2.(2021北京理综,13,6分)一个氢原子从n=3能级跃33.(2021课标Ⅰ,14,6分)氢原子能级示意图如以下图。光子能量在1.63eV~3.10eV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.12.09eVB.10.20eVC.1.89eVD.1.51eVB组统一命题·课标卷题组答案

A此题考查原子的能级跃迁问题,表达了模型建构的核心素养。由题图数据分析可知,只有氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光子能量在可见光光子

能量范围内,所以处于基态(n=1)的氢原子最少也要跃迁到n=3能级,氢原子吸收的能量最少为

ΔE=E3-E1=12.09eV,应选A。易错警示

此题易错选C,没有注意到氢原子原本处于“基态(n=1)〞。精品ppt3.(2021课标Ⅰ,14,6分)氢原子能级示意图如以下图。44.(2007北京理综,14,6分)以下说法正确的选项是 ()A.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反响B.汤姆孙发现电子,说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C组教师专用题组精品ppt4.(2007北京理综,14,6分)以下说法正确的选项是 (5答案

D太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反响(核聚变反响),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局部,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局部。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。光照射到金属外表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,越可能在金属外表发生光电效应。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

为r时,电子绕核运动的速度大小为v,那么根据库仑定律和牛顿第二定律有 = ,所以电子的动能Ek= ,即轨道半径越大,动能越小,应选项D正确。精品ppt答案

D太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反响(核6考点二原子核物理A组自主命题·北京卷题组1.(2021北京理综,13,6分)在核反响方程 He N O+X中,X表示的是 ()A.质子

B.中子

C.电子

D.α粒子答案

A此题考查核反响方程。由核反响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。精品ppt考点二原子核物理A组自主命题·北京卷题组1.(202172.(2021北京理综,14,6分)以下核反响方程中,属于α衰变的是

 ()A N He O HB U Th HeC H H He nD Th Pa e答案

B

A项属于原子核的人工转变,B项属于α衰变,C项属于聚变反响,D项属于β衰变。考查点核反响方程。思路点拨

α衰变是放出α粒子的过程。精品ppt2.(2021北京理综,14,6分)以下核反响方程中,属于α83.(2021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。那么 ()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,根据左手定那么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。精品ppt3.(2021北京理综,17,6分)实验观察到,静止在匀强磁94.(2021北京理综,14,6分)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)cC.(m1+m2-m3)c2

D.(m1-m2-m3)c2答案

C此核反响方程为 H n H,根据爱因斯坦质能方程得ΔE=Δm·c2=(m1+m2-m3)c2,C正确。考查点质能方程。思路点拨质量亏损是反响物的总质量减去生成物的总质量。5.(2021北京理综,13,6分)表示放射性元素碘131 I)β衰变的方程是 ()A I Sb HeB I Xe eC I I nD I Te H答案

B

β衰变的实质是放射出电子 e),由核反响过程中的质量数和电荷数守恒可知B正确。精品ppt4.(2021北京理综,14,6分)质子、中子和氘核的质量分106.(2021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 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 X表示,新核的元素符号用Y表示,写出该α衰变的核反响方程。(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。答案见解析解析此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 X Y He(2)设α粒子的速度大小为v,由qvB=m ,T= ,得α粒子在磁场中运动周期T= 环形电流大小I= = 精品ppt6.(2021北京理综,23,18分)在磁感应强度为B的匀强11(3)由qvB=m

,得v=

设衰变后新核Y的速度大小为v',系统动量守恒Mv'-mv=0v'=

=

由Δmc2=

Mv'2+

mv2得Δm=

说明:假设利用M= m解答,亦可。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。精品ppt(3)由qvB=m ,得v= 说明:假设利用M= m解答,亦12B组统一命题·课标卷题组7.(2021课标Ⅲ,14,6分)1934年,约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铝核 Al,产生了第一个人工放射性核素X:α Al→n+X。X的原子序数和质量数分别为 ()A.15和28

B.15和30C.16和30

D.17和31答案

B此题考查核反响方程。在核反响过程中,质量数和电荷数分别守恒,那么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。规律总结核反响方程的特点核反响过程中,质量数和电荷数分别守恒。精品pptB组统一命题·课标卷题组7.(2021课标Ⅲ,14,6分138.(2021课标Ⅰ,17,6分)大科学工程“人造太阳〞主要是将氘核聚变反响释放的能量用来发

电。氘核聚变反响方程是: H→ n。 H的质量为2.0136u He的质量为3.0150u n的质量为1.0087u,1u=931MeV/c2。氘核聚变反响中释放的核能约为 ()A.3.7MeVB.3.3MeVC.2.7MeVD.0.93MeV答案

B此题考查核能的计算。聚变反响中的质量亏损为Δm=(2×2.0136-3.0150-1.0087)u

=0.0035u,那么释放的核能为ΔE=Δmc2=0.0035×931MeV≈3.3MeV,B正确。方法技巧由质量亏损计算核能由Δm计算核反响过程中释放的核能时,假设Δm以u为单位,可由1u=931MeV/c2,得到释放的以

MeV为单位的核能;假设Δm以kg为单位,那么由质能方程ΔE=Δmc2获得以J为单位的释放的核能。精品ppt8.(2021课标Ⅰ,17,6分)大科学工程“人造太阳〞主要149.(2021北京理综,15,6分)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4×1026J,根据爱因斯坦质能方程,太阳每秒钟减少的质量最接近

 (

)A.1036kgB.1018kgC.1013kgD.109kgC组教师专用题组答案

D根据爱因斯坦质能方程ΔE=Δmc2,得Δm=

=

kg≈109kg。10.(2021北京理综,14,6分)以下现象中,与原子核内部变化有关的是 ()A.α粒子散射现象

B.天然放射现象C.光电效应现象

D.原子发光现象答案

B天然放射现象是放射性物质的原子核自发地放射出α、β和γ射线的现象,必然会使

原子核内部发生变化。应选B。精品ppt9.(2021北京理综,15,6分)太阳因核聚变释放出巨大的1511.(2021北京理综,14,6分)一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核,同时辐射一个γ光子。已

知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3,普朗克常量为h,真空中的光速为c。以下说法

正确的选项是 ()A.核反响方程是 H n H+γB.聚变反响中的质量亏损Δm=m1+m2-m3C.辐射出的γ光子的能量E=(m3-m1-m2)cD.γ光子的波长λ= 答案

B此核反响的核反响方程为 H n H+γ,A错;由质能方程知γ光子的能量为E=(m1+m2-m3)c2,C错;由E=h 知波长λ= ,D错。精品ppt11.(2021北京理综,14,6分)一个质子和一个中子聚变1612.(2006北京理综,13,6分)目前核电站利用的核反响是 ()A.裂变,核燃料为铀

B.聚变,核燃料为铀C.裂变,核燃料为氘

D.聚变,核燃料为氘答案

A核裂变和核聚变过程都能释放核能,但目前人类所掌握的技术水平只能对核裂变

的速度进行控制,所以各国的核电站都是以铀为燃料的核裂变电站。精品ppt12.(2006北京理综,13,6分)目前核电站利用的核反响1713.(2021课标Ⅱ,15,6分)一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核,衰变方程为 U Th He。以下说法正确的选项是

 ()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答案

B此题考查天然放射现象、半衰期、核反响中的动量守恒、质量亏损,考查学生的

理解能力。静止的原子核在衰变前后动量守恒,由动量守恒定律得0=m1v1+m2v2,可知m1v1=-m2v2,

故衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小,选项B正确;动能Ek= ,由于钍核的质量(m1)大于α粒子的质量(m2),故动能不等,选项A错误;铀核的半衰期是指大量的铀核半数发生衰变所

用的时间,而不是放出一个α粒子所经历的时间,选项C错误;原子核衰变前后质量数守恒,衰变

时放出核能,质量亏损,选项D错误。解题关键原子核衰变前后动量守恒、质量数和电荷数守恒;动能和动量与质量的关系;半衰

期的定义及其含义。精品ppt13.(2021课标Ⅱ,15,6分)一静止的铀核放出一个α粒1814.[2021课标Ⅲ,35(1),5分]一静止的铝原子核 Al俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后,变为处于激发态的硅原子核 Si*。以下说法正确的选项是

。A.核反响方程为p Al Si*B.核反响过程中系统动量守恒C.核反响过程中系统能量不守恒D.核反响前后核子数相等,所以生成物的质量等于反响物的质量之和E.硅原子核速度的数量级为105m/s,方向与质子初速度的方向一致答案

ABE解析质子p即 H,核反响方程为p Al Si*,A项正确;核反响过程遵循动量守恒定律,B项正确;核反响过程中系统能量守恒,C项错误;在核反响中质量数守恒,但会发生质量亏损,所以D项

错误;设质子的质量为m,那么 Si*的质量为28m,由动量守恒定律有mv0=28mv,得v= = m/s≈3.6×105m/s,方向与质子的初速度方向相同,故E项正确。规律总结核反响过程遵守动量守恒定律,核反响中质量数守恒,电荷数守恒,但会发生质量亏损。评析此题考查核反响过程所遵循的规律及动量守恒定律,难度较易。精品ppt14.[2021课标Ⅲ,35(1),5分]一静止的铝原子核 19三年模拟A组2021—2021年高考模拟·考点根底题组考点一原子结构1.(2021北京丰台一模,13)根据卢瑟福提出的原子核式结构模型解释α粒子散射实验,使极少数

α粒子发生大角度偏转的作用力是 ()A.原子核对α粒子的库仑引力B.原子核对α粒子的库仑斥力C.核外电子对α粒子的库仑引力D.核外电子对α粒子的库仑斥力答案

B

α粒子跟电子的碰撞过程动量守恒,因电子的质量远小于α粒子的质量,所以α粒子的

速度变化很小,故电子不可能使α粒子发生大角度偏转。因为原子核带正电而α粒子也带正电,

故它们间的作用力是库仑斥力。精品ppt三年模拟A组2021—2021年高考模拟·考点根底题组考202.(2021北京丰台期末,1)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因为是大量处于n=3能级的氢原子,所以根据

可得辐射光的频率有3种,故C正确。解题关键

注意题中给的是“大量〞氢原子还是一个氢原子。3.(2021北京海淀一模,14)根据玻尔理论,氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离

原子核较近的轨道上时,以下说法正确的选项是 ()A.放出光子,原子的能量变大B.放出光子,原子的能量变小C.吸收光子,原子的能量变大D.吸收光子,原子的能量变小答案

B根据玻尔理论,氢原子的核外电子的轨道是量子化的,不同的轨道,对应的原子的能

量不同,轨道越高,原子能量越高,原子由高能级向低能级跃迁,需要放出光子。精品ppt2.(2021北京丰台期末,1)处于n=3能级的大量氢原子,214.(2021北京十一中月考,4)如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假设干不同频率的光。关于这些光以下说法正确的选项是 ()

A.最容易表现出衍射现象的光是由n=4能级跃迁到n=1能级产生的B.频率最小的光是由n=2能级跃迁到n=1能级产生的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6.34eV的金属铂能发生光电效应精品ppt4.(2021北京十一中月考,4)如图为氢原子能级的示意图,22答案

D氢原子从高能级n向低能级m跃迁时,辐射的光子能量ΔE=En-Em=hν,故能级差越大,

光子的能量也越大,即光子的频率越大;根据ν= 可知频率越小,波长越大;波长越大,越易发生明显的干预和衍射现象。由图可知,从n=4能级跃迁到n=3能级时,能级差最小,所以放出光子

的能量最小,频率最小,波长最大,故最易发生衍射现象,故A、B错误。当大量氢原子从n=4能

级向低能级跃迁时,跃迁的种类有4→3,4→2,4→1,3→2,3→1,2→1,即可辐射光的种类为 = =6种,故C错误。从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子的能量E=E2-E1=-3.4eV-(-13.6)eV=10.2eV>6.34eV,故可以发生光电效应,D正确。解题点拨所有的激发态都是不稳定的,都会继续向基态跃迁,故辐射光的种类为

。精品ppt答案

D氢原子从高能级n向低能级m跃迁时,辐射的光子235.(2021北京东城二模,13)氢原子的能级图如以下图,如果大量氢原子处在n=3能级的激发态,那么

以下说法正确的选项是 ()

A.这群氢原子能辐射出3种不同频率的光子B.波长最长的辐射光是氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级产生的C.辐射光子的最小能量为12.09eVD.处于该能级的氢原子至少需吸收13.6eV能量的光子才能电离精品ppt5.(2021北京东城二模,13)氢原子的能级图如以下图,如24答案

A这群氢原子能辐射出

=3种不同频率的光子,故A项正确。光子的频率和波长满足关系式ν=

,辐射出光子的频率和能级之间满足关系式hν=En-Em(其中n≤3,1≤m≤n-1),可见波长最长的辐射光是由n=3能级向n=2能级跃迁,最小的能量为E3-E2=1.89eV,故B项、C项错

误。n=3能级的电离能为E∞-E3=1.51eV,故D项错误。解题关键熟练掌握能级跃迁的相关知识。精品ppt答案

A这群氢原子能辐射出 =3种不同频率的光子,故256.[2021北京丰台一模,24(2)]自然界真是奇妙,微观世界的运动规律竟然与宏观运动规律存在

相似之处。根据玻尔的氢原子模型,电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动,原子中的电子在库仑引

力作用下,绕原子核做圆周运动。①电子质量为m,电荷量为e,静电力常量为k。氢原子处于基态(n=1)时电子的轨道半径为r1,电势能为Ep1=- (取无穷远处电势能为零)。氢原子处于第n个能级的能量为基态能量的 (n=1,2,3,…)。求氢原子从基态跃迁到n=2的激发态时吸收的能量。②一个处于基态且动能为Ek0的氢原子与另一个处于基态且静止的氢原子进行对心碰撞。假设

要使其中一个氢原子从基态跃迁到激发态,那么Ek0至少为多少?精品ppt6.[2021北京丰台一模,24(2)]自然界真是奇妙,微观26答案见解析解析①氢原子处于基态时,电子绕原子核做匀速圆周运动k

=m

(2分)故处于基态的氢原子的电子的动能Ek1=

m

处于基态的氢原子的能量E1=Ek1+Ep1

(2分)得:E1=-

(2分)又因为E2=

,得ΔE=E2-E1=

(2分)②设氢原子质量为m',动能为Ek0的氢原子的初速度为v0,氢原子相互作用后速度分别为v1和v2,相

互作用过程中机械能减小量为ΔE由动量守恒定律得:m'v0=m'v1+m'v2

(1分)由能量守恒得:

m'

=

m'

+

m'

+ΔE

(2分)解得:

-v0v1+

=0精品ppt答案见解析解析①氢原子处于基态时,电子绕原子核做匀速圆周27假设v1有实数解,须 -4 ≥0 (1分)即Ek0= m' ≥2ΔE=  (2分)即氢原子能从n=1的基态跃迁到n=2的激发态,需要吸收的能量为 ,所以要使其中一个氢原子从基态跃迁到激发态,Ek0至少为 。精品ppt假设v1有实数解,须 -4 ≥0 (1分)精品ppt28考点二原子核物理1.(2021北京丰台一模,13)以下事实可作为“原子核可再分〞的依据是 ()A.天然放射现象B.α粒子散射实验C.电子的发现D.氢原子发光答案

A天然放射现象——说明原子核可再分α粒子散射实验——说明原子具有核式结构电子的发现——说明原子可再分氢原子发光——核外电子跃迁的结果知识拓展康普顿散射实验说明光具有粒子性。精品ppt考点二原子核物理1.(2021北京丰台一模,13)以下事实292.(2021北京石景山一模,13)α、β和γ射线穿透物质的能力是不同的,为把辐射强度减到一半所

需铝板的厚度分别为0.0005cm、0.05cm和8cm。工业部门可以使用射线来测厚度。如图所

示,轧钢厂的热轧机上可以安装射线测厚仪,仪器探测到的射线强度与钢板的厚度有关,轧出的

钢板越厚,透过的射线越弱。因此,将射线测厚仪接收到的信号输入计算机,就可以对钢板的厚

度进行自动控制。如果钢板的厚度需要控制为5cm,请推测测厚仪使用的射线是 ()A.α射线B.β射线C.γ射线D.可见光答案

C

α粒子穿透能力弱,人体皮肤角质层都可以将它挡住,β射线能穿透几毫米厚的铝片,

γ射线穿透能力最强,能穿透几厘米厚的铅板,所以选C。解题关键对α、β、γ三种射线的穿透能力要记住。精品ppt2.(2021北京石景山一模,13)α、β和γ射线穿透物质的303.(2021北京西城一模,13)氡222的半衰期为3.8天。那么4g的放射性物质氡222经过7.6天,

还剩下没有发生衰变的质量为 ()A.2gB.1gC.0.5gD.0答案

B7.6天为2个半衰期,那么剩余质量为m余=m· =1g。B正确。思路分析半衰期是放射性元素有半数发生衰变所需的时间,那么经过两个半衰期后,还余 未衰变。精品ppt3.(2021北京西城一模,13)氡222的半衰期为3.8天314.(2021北京东城一模,13)以下核反响方程中,属于α衰变的是 ()A U Th HeB H H He nC Th Pa eD N He O H答案

A原子核在放射出一个α粒子之后,变成另一种原子核,这种衰变叫做α衰变,所以A是α

衰变。C是β衰变,B是核聚变,D是发现质子的核反响方程。精品ppt4.(2021北京东城一模,13)以下核反响方程中,属于α衰325.(2021北京大兴一模,13)“国际热核聚变实验堆(ITER)方案〞是目前全球规模最大、影响最

深远的国际科研合作工程之一,ITER装置俗称“人造太阳〞,该装置中发生的核反响可能是下

列的 ()A H H He nB He Al P nC Ra Rn HeD U n Xe Sr+ n答案

A

A项为核聚变,B项为人工核反响,C项为天然放射现象,D项为核裂变。6.(2021北京西城二模,15)人类一直在追求能源的开发和有效利用,太阳能的利用非常广泛,而

太阳的巨大能量来源于太阳内部所发生的核聚变反响,该核反响可能是 ()A H H He nB U Th HeC U n Ba Kr+ nD Th Pa e答案

A太阳内部发生的是氢核聚变,所以A正确。精品ppt5.(2021北京大兴一模,13)“国际热核聚变实验堆(IT337.(2021北京海淀一模,14)一个氘核与一个氚核结合成一个氦核同时放出中子,释放17.6MeV

的能量。氘核、氚核、氦核和中子的质量分别为m1、m2、m3和m4。以下说法正确的选项是

 ()A.该核反响方程是 H H He+ nB.该核反响中的核燃料是当前核电站采用的核燃料C.m1+m2>m3+m4D.该核反响可以在常温下进行答案

C由质能方程可知,m1+m2>m3+m4,C正确。核反响中质量数不变,A错误。当前核电站

采用的是重核裂变,B错误。该核反响要在超高温下进行,D错误。解题关键

熟练掌握核反响方程。精品ppt7.(2021北京海淀一模,14)一个氘核与一个氚核结合成一348.(2021北京海淀二模,14)以下说法正确的选项是 ()A.爱因斯坦提出的光子假说,成功解释了光电效应现象B.氢原子的电子由激发态向基态跃迁时,向外辐射光子,原子能量增加C.卢瑟福通过α粒子的散射实验发现了质子并预言了中子的存在D.汤姆孙发现了电子并提出了原子核式结构模型答案

A爱因斯坦在普朗克量子论的根底上提出了光子假说,认为光是由无数个光子组成

的,当光照射到金属外表时,光子与电子像实物粒子一样相互作用,使电子获得能量而逸出,成

功地解释了光电效应现象,应选项A正确;氢原子的电子由激发态向基态跃迁时,向外以光子的

形式辐射能量,原子能量减少,应选项B错误;卢瑟福通过用α粒子轰击氮核发现了质子并预言

了中子的存在,应选项C错误;汤姆孙发现了电子并提出原子的枣糕式模型,应选项D错误。解题关键

知道爱因斯坦的光子假说并理解光电效应的本质;熟知物理学史的相关内容是解

此题的关键。精品ppt8.(2021北京海淀二模,14)以下说法正确的选项是 (351.(2021北京海淀一模反响,14)根据玻尔理论,氢原子的核外电子由离原子核较近的轨道跃迁

到离原子核较远的轨道上时,以下说法正确的选项是 ()A.吸收光子,电子的动能增加B.吸收光子,电子的动能减少C.放出光子,电子的动能增加D.放出光子,电子的动能减少一、选择题〔每题6分，共42分〕B组2021—2021年高考模拟·专题综合题组(时间：45分钟分值：70分)答案

B氢原子的能级En=

=

,rn=n2r1,电子从离原子核较近的轨道跃迁到离原子核较远的轨道上时,n变大,能量增大,吸收光子能量。由k

=m

得Ek=

mv2=

,r增大,Ek减少。知识拓展

离原子核越远的轨道,能量越大,动能越小,势能越大,以离原子核无穷远处为零电

势能面,电势能的表达式为-k

,r为轨道半径,可以推证能量E=Ep+Ek=-k

+

mv2=-k

+

=-

,随r增大,E增大。精品ppt1.(2021北京海淀一模反响,14)根据玻尔理论,氢原子的362.(2021北京朝阳一模,13)一个铀核 U)发生裂变,核反响方程是 U n Ba Kr+3X,并出现质量亏损。那么 ()A.X是电子,裂变过程放出能量B.X是中子,裂变过程放出能量C.X是电子,裂变过程吸收能量D.X是中子,裂变过程吸收能量答案

B由质量数、电荷数守恒,得X为 n,核反响过程有质量亏损,因此释放能量。3.(2021北京海淀一模,13)核反响方程 U n→ Ba+ Kr+ n表示中子轰击 U原子核可能发生的一种核反响,该核反响释放出的核能为ΔE。关于这个核反响,以下说法中正确的选项是 ()A.该反响属于核聚变

B Ba中的X为146C Ba中含有56个中子

D.该反响的质量亏损为 答案

D该反响属于核裂变,A错。由反响前后质量数守恒,可知X=144,那么 Ba中所含中子数为88个,B、C错。根据ΔE=Δmc2,可知Δm= ,D正确。精品ppt2.(2021北京朝阳一模,13)一个铀核 U)发生裂变,核374.(2021北京海淀二模,15)以下说法中正确的选项是 ()A.天然放射现象的发现,揭示了原子核是由质子和中子组成的B.氢原子的能级理论是玻尔在卢瑟福核式结构模型的根底上提出来的C.汤姆孙通过对阴极射线的研究提出了原子核具有复杂的结构D.卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子只能处于一系列不连续的能量状态中答案

B天然放射现象揭示了原子核内部有复杂结构,A错。汤姆孙通过对阴极射线的研究

发现了电子,C错。卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型,D错。精品ppt4.(2021北京海淀二模,15)以下说法中正确的选项是 (385.(2021北京朝阳一模,13)开发更为平安、清洁的能源是人类不懈的追求。关于核反响 H H He n,以下说法正确的选项是 ()A.该核反响属于重核的裂变B.该核反响属于轻核的聚变C.该核反响过程没有质量亏损D.目前核电站利用的就是该核反响所释放的能量答案

B该核反响属于轻核的聚变,核反响过程中有质量亏损;核电站中的核反响属于重核

的裂变。精品ppt5.(2021北京朝阳一模,13)开发更为平安、清洁的能源是396.(2021北京昌平二模,18)图为一放射源发出的α、β、γ射线进入同一匀强磁场(磁场未画出)中

的径迹。表中列出了三种射线的本质和特性。由此可知 ()种类本质质量(u)电荷量(e)速度(c)α射线氦核4+20.1β射线电子1/1840-10.99γ射线光子001A.磁场方向垂直纸面向里,a为α射线,b为β射线B.磁场方向垂直纸面向里,a为β射线,b为α射线C.磁场方向垂直纸面向外,a为β射线,b为α射线D.磁场方向垂直纸面向外,b为α射线,c为γ射线答案

A带电粒子垂直于磁场方向进入磁场,做匀速圆周运动,Bqv=m ,R= , = = >1,图中a的轨迹半径大,a为α射线,b为β射线,c不偏转,为γ射线。由左手定那么可知磁场方向垂直纸面向里。精品ppt6.(2021北京昌平二模,18)图为一放射源发出的α、β、407.(2021北京东城一模,20)宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子流,由各种原子核以及非常少量

的电子、光子和中微子等组成,它可能携带着宇宙起源、天体演化的信息,一直吸引着科学家

的关注。宇宙线粒子的能量范围非常大,有的可以高达5×1019eV。宇宙线逃逸出宇宙线源在星际空间

中传播时,会与磁场、星际介质等发生相互作用,导致一系列复杂的物理效应产生。利用空间探测器可以得到宇宙线在银河系中传播的一些数据,比方:铍10铍9比( ),其中铍9是宇宙线中原有的铍10在传播过程中衰变产生的。据此材料,以下表达正确的选项是 ()A.宇宙线粒子的能量可以高达8×1038JB.宇宙线中的电子不会受到星际磁场的影响C.根据 可以得到宇宙线在银河系中平均传播时间的相关信息D.根据宇宙线到达探测器时的方向可以得到宇宙线源方位的相关信息精品ppt7.(2021北京东城一模,20)宇宙线是来自宇宙空间的高能41答案

C由5×1019eV=5×1019×1.6×10-19J=8J知,A错误。宇宙线中的电子会与磁场、星际介

质等发生相互作用,B错误。由于衰变的半衰期固定,故可以根据 得到宇宙线在银河系中平均传播时间的相关信息,C正确。在运动中宇宙线会受到电、磁场力的作用而改变运动方

向,故不能根据宇宙线到达探测器时的方向判断宇宙线源方位的相关信息,D错误。考查点

高能粒子的传播、衰变。解题关键

此题属于信息题,解题关键是很好地读取题干信息,弄清信息含义,在这个根底上分

析相关选项的正误,如“铍9是宇宙线中原有的铍10在传播过程中衰变产生的〞这句话,就是

告诉考生,这里发生了衰变,再结合衰变的半衰期知识判断选项C的正误。精品ppt答案

C由5×1019eV=5×1019×1.6×428.(12分)[2021北京海淀一模,24(2)]微观世界与宏观世界往往存在奇妙的相似性。对于氢原子

模型,因为原子核的质量远大于电子的质量,可以忽略原子核的运动,形成类似天文学中的恒星

—行星系统,记为模型Ⅰ。另一种模型认为氢原子的核外电子并非绕核旋转,而是类似天文学

中的双星系统,核外电子和原子核依靠库仑力作用使它们同时绕彼此连线上某一点做匀速圆

周运动,记为模型Ⅱ。核外电子的质量为m,氢原子核的质量为M,二者相距为r,静电力常

量为k,电子和氢原子核的电荷量大小均为e。①模型Ⅰ、Ⅱ中系统的总动能分别用EkⅠ、EkⅡ表示,请推理分析,比较EkⅠ、EkⅡ的大小关系;②模型Ⅰ、Ⅱ中核外电子做匀速圆周运动的周期分别用TⅠ、TⅡ表示,通常情况下氢原子的研

究采用模型Ⅰ的方案,请从周期的角度分析这样简化处理的合理性。二、非选择题〔共28分〕精品ppt8.(12分)[2021北京海淀一模,24(2)]微观世界与43答案见解析解析①模型Ⅰ中,设电子的速度为v,对于电子绕核的运动,根据库仑定律和牛顿第二定律有

=

解得:EkⅠ=

mv2=

模型Ⅱ中,设电子和原子核的速度分别为v1、v2,电子的运动半径为r1,原子核的运动半径为r2。

根据库仑定律和牛顿第二定律对电子有:

=

,解得Ek1=

m

=

r1对原子核有:

=

,解得Ek2=

M

=

r2系统的总动能:EkⅡ=Ek1+Ek2=

(r1+r2)=

即在这两种模型中,系统的总动能相等。②模型Ⅰ中,根据库仑定律和牛顿第二定律有

=m

r,解得

=

精品ppt答案见解析解析①模型Ⅰ中,设电子的速度为v,对于电子绕核44模型Ⅱ中,电子和原子核的周期相同,均为TⅡ根据库仑定律和牛顿第二定律对电子有:

=m

·r1,解得:r1=

对原子核有:

=M

·r2,解得:r2=

因r1+r2=r,将以上两式代入,可解得:

=

所以有:

=

因为M≫m,可得TⅠ≈TⅡ,所以采用模型Ⅰ更简单方便。精品ppt模型Ⅱ中,电子和原子核的周期相同,均为TⅡ精品ppt459.(16分)(2021北京朝阳一模,24节选)在玻尔的原子结构理论中,氢原子由高能态向低能态跃迁

时能发出一系列不同频率的光,波长可以用巴耳末—里德伯公式 =R 来计算,式中λ为波长,R为里德伯常量,n、k分别表示氢原子跃迁前和跃迁后所处状态的量子数,对于每一个k,

有n=k+1、k+2、k+3…。其中,赖曼系谱线是电子由n>1的轨道跃迁到k=1的轨道时向外辐射

光子形成的,巴耳末系谱线是电子由n>2的轨道跃迁到k=2的轨道时向外辐射光子形成的。

(1)如以下图的装置中,K为一金属板,A为金属电极,都密封在真空的玻璃管中,S为石英片封盖

的窗口,单色光可通过石英片射到金属板K上。实验中:当滑动变阻器的滑片位于最左端,用某

种频率的单色光照射K时,电流计G指针发生偏转;向右滑动滑片,当A比K的电势低到某一值Uc

(遏止电压)时,电流计G指针恰好指向零。精品ppt9.(16分)(2021北京朝阳一模,24节选)在玻尔的原子46现用氢原子发出的光照射某种金属进行光电效应实验。假设用赖曼系中波长最长的光照射时,

遏止电压的大小为U1;假设用巴耳末系中n=4的光照射金属时,遏止电压的大小为U2。金属外表层内存在一种力,阻碍电子的逃逸。电子要从金属中挣脱出来,必须克服这种阻碍做

功。使电子脱离某种金属所做功的最小值,叫做这种金属的逸出功。电子电荷量的大小为e,真空中的光速为c,里德伯常量为R。试求:a.赖曼系中波长最长的光对应的频率ν1;b.普朗克常量h和该金属的逸出功W0。(2)光子除了有能量,还有动量,动量的表达式为p= (h为普朗克常量)。a.请你推导光子动量的表达式p= ;b.处于n=2激发态的某氢原子以速度v0运动,当它向k=1的基态跃迁时,沿与v0相反的方向辐射一

个光子。辐射光子前后,可认为氢原子的质量为M不变。求辐射光子后氢原子的速度v(用h、

R、M和v0表示)。精品ppt现用氢原子发出的光照射某种金属进行光电效应实验。假设用赖曼系47答案见解析解析(1)a.在赖曼系中,氢原子由n=2跃迁到k=1时,对应光的波长最长,波长为λ1。那么有 =R ,所以λ1= 所以ν1= =  (4分)b.在巴耳末系中,氢原子由n=4跃迁到k=2,对应光的波长为λ2,频率为ν2。那么有 =R ,ν2= 设用波长为λ1、λ2的光照射金属产生光电效应时,光电子对应的最大初动能分别为Ekm1、Ekm2。

根据光电效应方程有Ekm1=hν1-W0,Ekm2=hν2-W0根据动能定理有-eU1=0-Ekm1,-eU2=0-Ekm2联立解得h= ,W0= e(U1-4U2) (6分)(2)a.根据质能方程有精品ppt答案见解析解析(1)a.在赖曼系中,氢原子由n=2跃迁到48E=mc2,又因为E=hν= ,p=mc,所以p=  (3分)b.光子的动量p= = 根据动量守恒定律有Mv0=Mv-p解得v=v0+  (3分)解题关键

能根据巴耳末—里德伯公式推算出最长波长,进一步结合动能定理、动量定理和

爱因斯坦光电效应方程分析问题,是解此题的关键。精品pptE=mc2,又因为E=hν= ,p=mc,所以p=  (3分49C组2021—2021年高考模拟·应用创新题组1.(2021北京海淀二模,20)“通过观测的结果,间接构建微观世界图景〞是现代物理学研究的

重要手段,如通过光电效应实验确定了光具有粒子性。弗兰克-赫兹实验是研究汞原子能量是否具有量子化特点的重要实验。实验原理如图1所示,

灯丝K发射出初速度不计的电子,K与栅极G间的电场使电子加速,GA间加有0.5V电压的反向

电场使电子减速,电流表的示数大小间接反映了单位时间内能到达A极电子的多少。在原来

真空的容器中充入汞蒸气后,发现KG间电压U每升高4.9V时,电流表的示数I就会显著下降,如

图2所示。科学家猜测电流的变化与电子和汞原子的碰撞有关,玻尔进一步指出该现象应从汞

原子能量量子化的角度去解释。仅依据本实验结果构建的微观图景合理的是 ()图1图2精品pptC组2021—2021年高考模拟·应用创新题组1.(2050A.汞原子的能量是连续变化的B.存在同一个电子使多个汞原子发生跃迁的可能C.相对于G极,在K极附近时电子更容易使汞原子跃迁D.电流上升,是因为单位时间内使汞原子发生跃迁的电子个数减少答案

B由题意,汞原子能量是量子化的,即不连续的,应选项A错误;从K极到G极是电子加速

过程,可见在G极附近电子能量较大,与汞原子碰撞,易使汞原子发生跃迁,应选项C错误;如果一

个电子与汞原子碰撞使汞原子发生跃迁,剩下的电子能量还够其他汞原子跃迁,电子可以和其

他汞原子发生碰撞,继续给其他汞原子传递能量使其跃迁,应选项B正确;由图2中I-U图线知,电

流随电压的升高而上升,电压增大后会使电子被加速之后的速度变大,被GA间电压减速后还

可以有更多电子到达A板,使电流表示数变大,不一定是使汞原子发生跃迁的电子个数减少,故

选项D错误。解题关键读懂题意,看清图1、图2中所表达的物理含义,并能与电子与汞原子的相互作用中

的能量变化联系起来。精品pptA.汞原子的能量是连续变化的答案

B由题意,汞原子能512.(2021北京石景山一模,24)玻尔建立的氢原子模型,仍然把电子的运动视为经典力学描述下

的轨道运动。他认为,氢原子中的电子在库仑力的作用下,绕原子核做匀速圆周运动。电

子质量为m,元电荷为e,静电力常量为k,氢原子处于基态时电子的轨道半径为r1。(1)氢原子处于基态时,电子绕原子核运动,可等效为环形电流,求此等效电流值。(2)氢原子的能量等于电子绕原子核运动的动能、电子与原子核系统的电势能的总和。

当取无穷远处电势为零时,点电荷电场中离场源电荷q为r处的各点的电势φ=k 。求处于基态的氢原子的能量。(3)处在激发态的氢原子向能量较低的状态跃迁时会发出一系列不同频率的光,形成氢光谱。

氢光谱线的波长可以用下面的巴耳末—里德伯公式来表示 =R n、k分别表示氢原子跃迁前后所处状态的量子数。k=1,2,3,…对于每一个k,有n=k+1,k+2,k+3,

…R称为里德伯常量,是一个量。对于k=1的一系列谱线其波长处在紫外线区,称为赖曼

系;k=2的一系列谱线其波长处在可见光区,称为巴耳末系。用氢原子发出的光照射某种金属进行光电效应实验,当用赖曼系波长最短的光照射时,遏止电压的大小为U1;当用巴耳末系波长最长的光照射时,遏止电压的大小为U2。真空中的光速

为c。求:普朗克常量和该种金属的逸出功。精品ppt2.(2021北京石景山一模,24)玻尔建立的氢原子模型,仍52答案(1)

(2)-

(3)

eU1-

eU2

解析(1)电子绕原子核做匀速圆周运动k

=m

(2分)T=

(1分)解得T=

电子绕原子核运动的等效电流I=

(2分)I=

(1分)(2)处于基态的氢原子的电子的动能Ek1=

m

=

(2分)取无穷远处电势为零,距氢原子核为r处的电势φ=k

处于基态的氢原子的电势能Ep1=-eφ=-

(2分)所以,处于基态的氢原子的能量精品ppt答案(1)  (2)- (3) 

 eU1- 53高考物理

(北京市选考专用)专题十六原子与原子核高考物理(北京市选考专用)专题十六原子与原子核1.(2021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种五年高考考点一原子结构A组自主命题·北京卷题组答案

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

,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

=3种,故C项正确。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。精品ppt1.(2021北京理综,13,6分)处于n=3能级的大量氢原552.(2021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。精品ppt2.(2021北京理综,13,6分)一个氢原子从n=3能级跃563.(2021课标Ⅰ,14,6分)氢原子能级示意图如以下图。光子能量在1.63eV~3.10eV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.12.09eVB.10.20eVC.1.89eVD.1.51eVB组统一命题·课标卷题组答案

A此题考查原子的能级跃迁问题,表达了模型建构的核心素养。由题图数据分析可知,只有氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光子能量在可见光光子

能量范围内,所以处于基态(n=1)的氢原子最少也要跃迁到n=3能级,氢原子吸收的能量最少为

ΔE=E3-E1=12.09eV,应选A。易错警示

此题易错选C,没有注意到氢原子原本处于“基态(n=1)〞。精品ppt3.(2021课标Ⅰ,14,6分)氢原子能级示意图如以下图。574.(2007北京理综,14,6分)以下说法正确的选项是 ()A.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反响B.汤姆孙发现电子,说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C组教师专用题组精品ppt4.(2007北京理综,14,6分)以下说法正确的选项是 (58答案

D太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反响(核聚变反响),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局部,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局部。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。光照射到金属外表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,越可能在金属外表发生光电效应。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

为r时,电子绕核运动的速度大小为v,那么根据库仑定律和牛顿第二定律有 = ,所以电子的动能Ek= ,即轨道半径越大,动能越小,应选项D正确。精品ppt答案

D太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反响(核59考点二原子核物理A组自主命题·北京卷题组1.(2021北京理综,13,6分)在核反响方程 He N O+X中,X表示的是 ()A.质子

B.中子

C.电子

D.α粒子答案

A此题考查核反响方程。由核反响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。精品ppt考点二原子核物理A组自主命题·北京卷题组1.(2021602.(2021北京理综,14,6分)以下核反响方程中,属于α衰变的是

 ()A N He O HB U Th HeC H H He nD Th Pa e答案

B

A项属于原子核的人工转变,B项属于α衰变,C项属于聚变反响,D项属于β衰变。考查点核反响方程。思路点拨

α衰变是放出α粒子的过程。精品ppt2.(2021北京理综,14,6分)以下核反响方程中,属于α613.(2021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。那么 ()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,根据左手定那么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。精品ppt3.(2021北京理综,17,6分)实验观察到,静止在匀强磁624.(2021北京理综,14,6分)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)cC.(m1+m2-m3)c2

D.(m1-m2-m3)c2答案

C此核反响方程为 H n H,根据爱因斯坦质能方程得ΔE=Δm·c2=(m1+m2-m3)c2,C正确。考查点质能方程。思路点拨质量亏损是反响物的总质量减去生成物的总质量。5.(2021北京理综,13,6分)表示放射性元素碘131 I)β衰变的方程是 ()A I Sb HeB I Xe eC I I nD I Te H答案

B

β衰变的实质是放射出电子 e),由核反响过程中的质量数和电荷数守恒可知B正确。精品ppt4.(2021北京理综,14,6分)质子、中子和氘核的质量分636.(2021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 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 X表示,新核的元素符号用Y表示,写出该α衰变的核反响方程。(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。答案见解析解析此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 X Y He(2)设α粒子的速度大小为v,由qvB=m ,T= ,得α粒子在磁场中运动周期T= 环形电流大小I= = 精品ppt6.(2021北京理综,23,18分)在磁感应强度为B的匀强64(3)由qvB=m

,得v=

设衰变后新核Y的速度大小为v',系统动量守恒Mv'-mv=0v'=

=

由Δmc2=

Mv'2+

mv2得Δm=

说明:假设利用M= m解答,亦可。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。精品ppt(3)由qvB=m ,得v= 说明:假设利用M= m解答,亦65B组统一命题·课标卷题组7.(2021课标Ⅲ,14,6分)1934年,约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铝核 Al,产生了第一个人工放射性核素X:α Al→n+X。X的原子序数和质量数分别为 ()A.15和28

B.15和30C.16和30

D.17和31答案

B此题考查核反响方程。在核反响过程中,质量数和电荷数分别守恒,那么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。规律总结核反响方程的特点核反响过程中,质量数和电荷数分别守恒。精品pptB组统一命题·课标卷题组7.(2021课标Ⅲ,14,6分668.(2021课标Ⅰ,17,6分)大科学工程“人造太阳〞主要是将氘核聚变反响释放的能量用来发

电。氘核聚变反响方程是: H→ n。 H的质量为2.0136u He的质量为3.0150u n的质量为1.0087u,1u=931MeV/c2。氘核聚变反响中释放的核能约为 ()A.3.7MeVB.3.3MeVC.2.7MeVD.0.93MeV答案

B此题考查核能的计算。聚变反响中的质量亏损为Δm=(2×2.0136-3.0150-1.0087)u

=0.0035u,那么释放的核能为ΔE=Δmc2=0.0035×931MeV≈3.3MeV,B正确。方法技巧由质量亏损计算核能由Δm计算核反响过程中释放的核能时,假设Δm以u为单位,可由1u=931MeV/c2,得到释放的以

MeV为单位的核能;假设Δm以kg为单位,那么由质能方程ΔE=Δmc2获得以J为单位的释放的核能。精品ppt8.(2021课标Ⅰ,17,6分)大科学工程“人造太阳〞主要679.(2021北京理综,15,6分)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4×1026J,根据爱因斯坦质能方程,太阳每秒钟减少的质量最接近

 (

)A.1036kgB.1018kgC.1013kgD.109kgC组教师专用题组答案

D根据爱因斯坦质能方程ΔE=Δmc2,得Δm=

=

kg≈109kg。10.(2021北京理综,14,6分)以下现象中,与原子核内部变化有关的是 ()A.α粒子散射现象

B.天然放射现象C.光电效应现象

D.原子发光现象答案

B天然放射现象是放射性物质的原子核自发地放射出α、β和γ射线的现象,必然会使

原子核内部发生变化。应选B。精品ppt9.(2021北京理综,15,6分)太阳因核聚变释放出巨大的6811.(2021北京理综,14,6分)一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核,同时辐射一个γ光子。已

知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3,普朗克常量为h,真空中的光速为c。以下说法

正确的选项是 ()A.核反响方程是 H n H+γB.聚变反响中的质量亏损Δm=m1+m2-m3C.辐射出的γ光子的能量E=(m3-m1-m2)cD.γ光子的波长λ= 答案

B此核反响的核反响方程为 H n H+γ,A错;由质能方程知γ光子的能量为E=(m1+m2-m3)c2,C错;由E=h 知波长λ= ,D错。精品ppt11.(2021北京理综,14,6分)一个质子和一个中子聚变6912.(2006北京理综,13,6分)目前核电站利用的核反响是 ()A.裂变,核燃料为铀

B.聚变,核燃料为铀C.裂变,核燃料为氘

D.聚变,核燃料为氘答案

A核裂变和核聚变过程都能释放核能,但目前人类所掌握的技术水平只能对核裂变

的速度进行控制,所以各国的核电站都是以铀为燃料的核裂变电站。精品ppt12.(2006北京理综,13,6分)目前核电站利用的核反响7013.(2021课标Ⅱ,15,6分)一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核,衰变方程为 U Th He。以下说法正确的选项是

 ()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答案

B此题考查天然放射现象、半衰期、核反响中的动量守恒、质量亏损,考查学生的

理解能力。静止的原子核在衰变前后动量守恒,由动量守恒定律得0=m1v1+m2v2,可知m1v1=-m2v2,

故衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小,选项B正确;动能Ek= ,由于钍核的质量(m1)大于α粒子的质量(m2),故动能不等,选项A错误;铀核的半衰期是指大量的铀核半数发生衰变所

用的时间,而不是放出一个α粒子所经历的时间,选项C错误;原子核衰变前后质量数守恒,衰变

时放出核能,质量亏损,选项D错误。解题关键原子核衰变前后动量守恒、质量数和电荷数守恒;动能和动量与质量的关系;半衰

期的定义及其含义。精品ppt13.(2021课标Ⅱ,15,6分)一静止的铀核放出一个α粒7114.[2021课标Ⅲ,35(1),5分]一静止的铝原子核 Al俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后,变为处于激发态的硅原子核 Si*。以下说法正确的选项是

。A.核反响方程为p Al Si*B.核反响过程中系统动量守恒C.核反响过程中系统能量不守恒D.核反响前后核子数相等,所以生成物的质量等于反响物的质量之和E.硅原子核速度的数量级为105m/s,方向与质子初速度的方向一致答案

ABE解析质子p即 H,核反响方程为p Al Si*,A项正确;核反响过程遵循动量守恒定律,B项正确;核反响过程中系统能量守恒,C项错误;在核反响中质量数守恒,但会发生质量亏损,所以D项

错误;设质子的质量为m,那么 Si*的质量为28m,由动量守恒定律有mv0=28mv,得v= = m/s≈3.6×105m/s,方向与质子的初速度方向相同,故E项正确。规律总结核反响过程遵守动量守恒定律,核反响中质量数守恒,电荷数守恒,但会发生质量亏损。评析此题考查核反响过程所遵循的规律及动量守恒定律,难度较易。精品ppt14.[2021课标Ⅲ,35(1),5分]一静止的铝原子核 72三年模拟A组2021—2021年高考模拟·考点根底题组考点一原子结构1.(2021北京丰台一模,13)根据卢瑟福提出的原子核式结构模型解释α粒子散射实验,使极少数

α粒子发生大角度偏转的作用力是 ()A.原子核对α粒子的库仑引力B.原子核对α粒子的库仑斥力C.核外电子对α粒子的库仑引力D.核外电子对α粒子的库仑斥力答案

B

α粒子跟电子的碰撞过程动量守恒,因电子的质量远小于α粒子的质量,所以α粒子的

速度变化很小,故电子不可能使α粒子发生大角度偏转。因为原子核带正电而α粒子也带正电,

故它们间的作用力是库仑斥力。精品ppt三年模拟A组2021—2021年高考模拟·考点根底题组考732.(2021北京丰台期末,1)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因为是大量处于n=3能级的氢原子,所以根据

可得辐射光的频率有3种,故C正确。解题关键

注意题中给的是“大量〞氢原子还是一个氢原子。3.(2021北京海淀一模,14)根据玻尔理论,氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离

原子核较近的轨道上时,以下说法正确的选项是 ()A.放出光子,原子的能量变大B.放出光子,原子的能量变小C.吸收光子,原子的能量变大D.吸收光子,原子的能量变小答案

B根据玻尔理论,氢原子的核外电子的轨道是量子化的,不同的轨道,对应的原子的能

量不同,轨道越高,原子能量越高,原子由高能级向低能级跃迁,需要放出光子。精品ppt2.(2021北京丰台期末,1)处于n=3能级的大量氢原子,744.(2021北京十一中月考,4)如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假设干不同频率的光。关于这些光以下说法正确的选项是 ()

A.最容易表现出衍射现象的光是由n=4能级跃迁到n=1能级产生的B.频率最小的光是由n=2能级跃迁到n=1能级产生的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6.34eV的金属铂能发生光电效应精品ppt4.(2021北京十一中月考,4)如图为氢原子能级的示意图,75答案

D氢原子从高能级n向低能级m跃迁时,辐射的光子能量ΔE=En-Em=hν,故能级差越大,

光子的能量也越大,即光子的频率越大;根据ν= 可知频率越小,波长越大;波长越大,越易发生明显的干预和衍射现象。由图可知,从n=4能级跃迁到n=3能级时,能级差最小,所以放出光子

的能量最小,频率最小,波长最大,故最易发生衍射现象,故A、B错误。当大量氢原子从n=4能

级向低能级跃迁时,跃迁的种类有4→3,4→2,4→1,3→2,3→1,2→1,即可辐射光的种类为 = =6种,故C错误。从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子的能量E=E2-E1=-3.4eV-(-13.6)eV=10.2eV>6.34eV,故可以发生光电效应,D正确。解题点拨所有的激发态都是不稳定的,都会继续向基态跃迁,故辐射光的种类为

。精品ppt答案

D氢原子从高能级n向低能级m跃迁时,辐射的光子765.(2021北京东城二模,13)氢原子的能级图如以下图,如果大量氢原子处在n=3能级的激发态,那么

以下说法正确的选项是 ()

A.这群氢原子能辐射出3种不同频率的光子B.波长最长的辐射光是氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级产生的C.辐射光子的最小能量为12.09eVD.处于该能级的氢原子至少需吸收13.6eV能量的光子才能电离精品ppt5.(2021北京东城二模,13)氢原子的能级图如以下图,如77答案

A这群氢原子能辐射出

=3种不同频率的光子,故A项正确。光子的频率和波长满足关系式ν=

,辐射出光子的频率和能级之间满足关系式hν=En-Em(其中n≤3,1≤m≤n-1),可见波长最长的辐射光是由n=3能级向n=2能级跃迁,最小的能量为E3-E2=1.89eV,故B项、C项错

误。n=3能级的电离能为E∞-E3=1.51eV,故D项错误。解题关键熟练掌握能级跃迁的相关知识。精品ppt答案

A这群氢原子能辐射出 =3种不同频率的光子,故786.[2021北京丰台一模,24(2)]自然界真是奇妙,微观世界的运动规律竟然与宏观运动规律存在

相似之处。根据玻尔的氢原子模型,电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动,原子中的电子在库仑引

力作用下,绕原子核做圆周运动。①电子质量为m,电荷量为e,静电力常量为k。氢原子处于基态(n=1)时电子的轨道半径为r1,电势能为Ep1=- (取无穷远处电势能为零)。氢原子处于第n个能级的能量为基态能量的 (n=1,2,3,