第十五章原子物理

第十五章原子物理第1节光电效应波粒二象性一、光电效应1.光电效应现象：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，称为光电效应，发射出来的电子称为光电子。2.光电效应的四个规律（1）每种金属都有一个极限频率。（2）光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的。（3）光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大。（4）光电流的强度与入射光的强度成正比。3.遏止电压与截止频率（1）遏止电压Uc：使光电流减小到零的反向电压。（2）截止频率νc：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫作该种金属的截止频率（又叫极限频率）。不同的金属对应着不同的极限频率。二、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，每一份叫做一个光的能量子，简称光子，光子的能量ε＝hν。其中h＝6.63×10－34J·s（称为普朗克常量）。2.逸出功W0使电子脱离某种金属所做功的最小值。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.爱因斯坦光电效应方程（1）表达式：Ek＝hν－W0。（2）物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能Ek＝12mev三、光的波粒二象性物质波1.光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性。2.光电效应、康普顿效应说明光具有粒子性。3.光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性。4.物质波的定义：任何运动着的物体都有一种波与之对应，这种波叫作物质波，也叫德布罗意波。5.物质波的波长：λ＝hp＝hmv，如图所示，用紫光照射锌板时，验电器张开一个角度。判断下列说法的正误。（1）紫光照射锌板时有光电子逸出。（√）（2）增大入射光的强度时，逸出的光电子初动能增大。（×）（3）用绿光照射锌板时也一定能使验电器张开一个角度。（×）（4）换用紫外线照射时也一定能使验电器张开一个角度。（√）考点一光电效应规律的理解及应用[素养自修类]1.[光电效应的规律]现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。下列说法正确的是（）A.保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流不变B.入射光的频率变高，饱和光电流变大C.入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D.保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生解析：C根据光电效应实验得出的结论：保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大，故A、B错误；根据爱因斯坦光电效应方程可知，入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大，故C正确；保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，若低于截止频率，则没有光电流产生，故D错误。2.[爱因斯坦光电效应方程的应用]在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb。h为普朗克常量。下列说法正确的是（）A.若νa＞νb，则一定有Ua＜UbB.若νa＞νb，则一定有Eka＜EkbC.若Ua＜Ub，则一定有Eka＜EkbD.若νa＞νb，则一定有hνa－Eka＞hνb－Ekb解析：C设该金属的逸出功为W0，根据爱因斯坦光电效应方程有Ek＝hν－W0，同种金属的W0不变，则逸出光电子的最大初动能随ν的增大而增大，B项错误；又Ek＝eU，则最大初动能与遏止电压成正比，C项正确；根据上述有eU＝hν－W0，遏止电压U随ν增大而增大，A项错误；又有hν－Ek＝W0，W0相同，D项错误。1.光电效应的两条对应关系入射光强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大；光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大。2.光电效应的三个重要关系式（1）爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0。（2）光电子的最大初动能Ek与遏止电压Uc的关系：Ek＝eUc。（3）逸出功W0与极限频率νc的关系：W0＝hνc。3.光电管上加正向与反向电压情况分析（1）光电管加正向电压的情况①P右移时，参与导电的光电子数增加；②P移到某一位置时，所有逸出的光电子恰好都参与了导电，光电流达到最大值；③P再右移时，光电流不再增大。（2）光电管加反向电压的情况①P右移时，参与导电的光电子数减少；②P移到某一位置时，所有逸出的光电子恰好都不参与导电，光电流为0，此时光电管两端加的电压为遏止电压；③P再右移时，光电流始终为0。考点二光电效应图像的理解和应用[互动共研类]光电效应的三类图像图像名称图线形状获取的信息最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像（1）截止频率（极限频率）νc：横轴截距；（2）逸出功W0：纵轴截距的绝对值W0＝｜－E｜＝E；（3）普朗克常量：图像的斜率k＝h遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图像（1）截止频率νc：横轴截距；（2）遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大；（3）普朗克常量h：等于图像的斜率与电子电荷量的乘积，即h＝ke

图像名称图线形状获取的信息光电流I与电压U的关系图像（1）颜色（频率ν）相同（1）遏止电压Uc：横轴截距；（2）饱和光电流Im：光电流的最大值，而且照射光越强，Im越大；（3）最大初动能：Ek＝eUc（2）颜色（频率ν）不同（1）遏止电压：Uc1＞Uc2（频率ν越高，Uc越大）；（2）饱和光电流：光电流的最大值；（3）最大初动能：Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2【典例】研究光电效应的电路图如图甲所示。某同学利用该装置在不同实验条件下得到了三条光电流I与A、K两极之间的电压UAK的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图乙所示。则下列说法正确的是（）A.甲光照射光电管发出光电子的初动能一定小于丙光照射光电管发出光电子的初动能B.单位时间内甲光照射光电管发出的光电子数比乙光的少C.用强度相同的甲、丙光照射该光电管，则单位时间内逸出的光电子数相等D.对于不同种金属，若照射光的频率不变，则逸出光电子的最大初动能与金属的逸出功为线性关系解析当光照射到K极时，如果入射光的频率足够大（大于K极金属的极限频率），就会从K极发出光电子。当反向电压增加到某一值时，电流表A中电流就会变为零，此时12mvc2＝eUc，式中vc表示光电子的最大初速度，e为电子的电荷量，Uc为遏止电压，根据爱因斯坦光电效应方程可知丙光照射光电管发出光电子的最大初动能较大，故丙光的频率较大，但丙光照射光电管发出光电子的初动能不一定比甲光照射光电管发出光电子的初动能大，所以A错误。对于甲、乙两束频率相同的光来说，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多，所以B错误。对甲、丙两束不同频率的光来说，光强相同时单位时间内照射到光电管单位面积上的光子的总能量相等，由于丙光的光子频率较高，每个光子的能量较大，单位时间内照射到光电管单位面积上的光子数就较少，所以单位时间内发出的光电子数就较少，所以C错误。对于不同金属，若照射光的频率不变，根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0，知Ek与金属的逸出功为线性关系，所以答案D（1）【典例】中，若仅增大电源的电动势，则电流表的示数一定增大吗？（2）【典例】中，若仅将电源的正、负极对调，则电流表的示数一定为零吗？解析（1）不一定。当电流达到饱和电流时，电流表的示数就不再增大。（2）不一定。正负极对调后，光电子做减速运动，电子若不能到达A极，则电流表的示数为零，否则就不为零。答案见解析1.[光电效应的Ek－U图像]（2021·江苏高考）如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率ν1＜ν2，保持入射光不变，则光电子到达A极时动能的最大值Ekm随电压U变化关系的图像是（）解析：C光电管所加电压为正向电压，则根据爱因斯坦光电效应方程可知，光电子到达A极时动能的最大值Ekm＝Ue＋hν－hν截止，可知Ekm－U图像的斜率相同，均为e，截止频率越大，则图像在纵轴上的截距越小，因ν1＜ν2，则图像C正确，A、B、D错误。2.[光电效应的Uc－ν图像]（2022·河北高考）如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压Uc与入射光频率ν的实验曲线，该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程，并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。由图像可知（）A.钠的逸出功为hνcB.钠的截止频率为8.5×1014HzC.图中直线的斜率为普朗克常量hD.遏止电压Uc与入射光频率ν成正比解析：A根据遏止电压与最大初动能的关系有eUc＝Ekmax，根据电效应方程有Ekmax＝hν－W0，当结合图像可知，当Uc为0时，解得W0＝hνc，A正确；钠的截止频率为νc，根据图像可知，截止频率小于8.5×1014Hz，B错误；结合遏止电压与光电效应方程可解得Uc＝heν－W0e可知，图中直线的斜率表示he，C错误；根据遏止电压与入射光的频率关系式可知，遏止电压Uc与入射光频率ν成线性关系，不是成正比3.[光电效应的I－U图像]如图甲所示为光电效应实验的电路图，利用不同频率的光进行光电效应实验，测得光电管两极间所加电压U与光电流I的关系如图乙中a、b、c、d四条曲线所示。用νa、νb、νc、νd表示四种光的频率，下列判断正确的是 （）A.νb＞νc＞νd＞νa B.νd＞νb＞νc＞νaC.νd＞νc＞νb＞νa D.νa＞νc＞νb＞νd解析：A当光电管两极间所加电压为遏止电压时，电路中电流为0，以最大初动能射出的光电子到达阳极时的动能恰好为0，由动能定理得eUc＝Ek，由爱因斯坦光电效应方程有Ek＝hν－W，联立得ν＝eUc+Wh，由题图乙可知Ucb＞Ucc＞Ucd＞Uca，则νb＞νc＞νd＞νa，故A正确，B、考点三对波粒二象性、物质波的理解[素养自修类]1.[波粒二象性的理解]（2023·江苏淮安模拟）如图为科技小玩具光压风车，用垂直于纸面向外的光照射抽成真空的玻璃罩内白色和黑色风车叶片时，风车可以转动，以下说法正确的是（）A.只有用达到一定频率光照射，才能使风车转动B.俯视图示风车是逆时针方向转动C.该风车将光能转化成电能D.该现象说明光具有波动性解析：B光子打在黑色叶片上，光子被吸收，光子的速度几乎减小到零，光子打在白色叶片上，光子几乎被原速反弹回来，根据动量定理，光子对白色叶片的撞击力大，对黑色叶片的撞击力小，所以俯视图示风车是逆时针方向转动，与光频率无关，A错误，B正确；该风车是将光能转化为叶片的机械能，C错误；该现象说明光具有粒子性，D错误。2.[物质波的理解]（2023·江苏省前黄高级中学高三月考）如图所示为证实电子波存在的实验装置，从F上出来的热电子可认为初速度为零，所加的加速电压U＝104V，电子质量为m＝9.1×10－31kg，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，电子被加速后通过小孔K1和K2后入射到薄金箔上，发生衍射作用，结果在照相底片上形成同心圆明暗条纹，试计算（结果保留一位有效数字）。（1）电子经加速后获得的速度；（2）电子的德布罗意波长。解析：（1）电子加速过程，根据动能定理有eU＝12mv2，解得v＝2eUm，代入数据得v≈6×107（2）根据动能和动量的定义式有Ek＝12mv2＝(mv)22m＝p22m，由德布罗意公式λ＝hp，联立解得λ＝h2meU，代入数据得答案：（1）6.0×107m/s（2）1.0×10－11m对光的波粒二象性的理解从数量上看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从频率上看频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，越不容易看到光的干涉和衍射现象，贯穿本领越强从传播与作用上看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出粒子性波动性与粒子性的统一由光子的能量ε＝hν、光子的动量表达式p＝hλ也可以看出，光的波动性和粒子性并不矛盾，表示粒子性的能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量——频率ν和波长1.（2020·江苏高考）“测温枪”（学名“红外线辐射测温仪”）具有响应快、非接触和操作方便等优点。它是根据黑体辐射规律设计出来的，能将接收到的人体热辐射转换成温度显示出来。若人体温度升高，则人体热辐射强度I及其极大值对应的波长λ的变化情况是（）A.I增大，λ增大 B.I增大，λ减小C.I减小，λ增大 D.I减小，λ减小解析：B根据黑体辐射规律，可知随温度升高，各种波长的辐射强度都增大，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故人体热辐射强度I随人体温度的升高而增大，其极大值对应的波长减小，B项正确。2.（2022·江苏高考）上海光源通过电子—光子散射使光子能量增加，光子能量增加后（）A.频率减小 B.波长减小C.动量减小 D.速度减小解析：B根据E＝hν可知光子的能量增加后，光子的频率增大，又根据λ＝cν可知光子波长减小，故A错误，B正确；根据p＝hλ可知光子的动量增大，但光子的速度始终不变，故C、D3.（2022·全国乙卷）一点光源以113W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6×10－7m的光，在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3×1014个。普朗克常量为h＝6.63×10－34J·s。R约为（）A.1×102m B.3×102mC.6×102m D.9×102m解析：B根据题述，点光源向所有方向均匀辐射，即距离点光源为R的球面上单位时间所接收的光的能量等于点光源单位时间所辐射的光的能量。点光源辐射功率P＝4πR2×nE0，其中E0＝hcλ，联立解得R≈3×102m，选项B正确4.（2023·江苏镇江高三开学考试）甲、乙两种单色光通过同一双缝干涉实验装置得到的干涉图样如图所示，下列说法正确的是（）A.同等条件下乙光比甲光衍射现象更明显B.甲光光子的动量大于乙光C.两束单色光照射同一种金属均有光电子逸出，甲光照射后逸出的光电子最大初动能较小D.光强相同的甲乙两光，甲光单位时间内发射的光子数较少解析：C由Δx＝ldλ，可知λ甲＞λ乙，所以同等条件下甲光比乙光衍射现象更明显，故A错误；由p＝hλ可知甲光光子的动量小于乙光，故B错误；由Ek＝hcλ－W，可知两束单色光照射同一种金属均有光电子逸出，甲光照射后逸出的光电子最大初动能较小，故C正确；光强相同，单位时间内通过垂直于光的传播方向的平均光能相同，则由n＝Ehν＝Eλhc，可知甲光单位时间内发射的光子数较多5.（2023·江苏盐城二模）如图所示，在光电效应实验中，小明用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线甲、乙、丙。下列说法正确的是（）A.甲光的频率比乙光的小B.乙光的波长比丙光的长C.甲、丙两种光所产生光电子的最大初动能不同D.乙、丙两种光照射该光电管阴极的截止频率不同解析：A根据爱因斯坦光电效应方程结合动能定理可知eUc＝Ek＝hν－W0，入射光的频率越高，对应的遏止电压Uc越大，甲、丙光的频率相等且比乙光的小，则甲、丙光的波长相等且比乙光的波长长，故A正确，B错误；甲、丙光的频率相等，甲、丙两种光所产生光电子的最大初动能相同，故C错误；光电管阴极的截止频率与入射光无关，故D错误。6.（2023·江苏连云港二模）2021年1月21日，科学家以高速电子束为“光源”利用冷冻电镜首次“拍摄”到新冠病毒的3D影像，如图所示。冷冻电镜分辨率比光学显微镜高1000倍以上，可达0.2nm。不考虑相对论效应，下列说法正确的是（）A.冷冻电镜的分辨率非常高，是由于电子的德布罗意波长长B.用高倍光学显微镜也能拍摄到新冠病毒的影像C.电子运动的速度越大，其德布罗意波的衍射能力越强D.若用相同动能的质子代替电子，也能“拍摄”到新冠病毒的3D影像解析：D影响冷冻电镜分辨率的直接因素是光源的波长，波长越短，加速电压越高，分辨率越高，病毒比细菌还小得多，只有在电镜下才可以看到新冠病毒的影像，故A、B错误；电子运动的速度越大则其动量越大，由λ＝hp，可知其对应的德布罗意波的波长越小，其德布罗意波的衍射现象越不明显，故C错误；由p＝2mEk，p＝hλ，可得λ＝h2mEk，质子和电子的动能相同，质子质量大于电子质量，所以质子的波长小于电子的波长，波长越短，分辨率越高，所以更能“拍摄7.（2023·江苏南通二模）在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示。则（）A.甲光的强度小于乙光的强度B.乙光的频率大于丙光的频率C.丙光照射时，逸出的所有光电子的物质波波长都最短D.当电压等于U0时，甲、乙光对应的光电子的最大动能相等解析：D根据eUc＝12mvm2＝hν－W0，入射光的频率越高，对应的截止电压Uc越大，甲光、乙光的截止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等，丙的截止电压最大，所以丙光的频率最高；甲的饱和电流值大于乙光，说明甲光的强度大于乙光的强度，故A、B错误；光电子动能越大，动量越大，由物质波波长公式λ＝hp可知其波长越短。丙光照射时，不是所有逸出的光电子的动能都是最大的，所以不是所有光电子的物质波波长都最短，C错误；当电压等于U0时，电场力对甲、乙光对应的光电子做的功相等，甲光和乙光对应的光电子的最大初动能相等，由动能定理知电压等于U0时甲、乙光对应的光电子的最大动能相等，8.用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图像如图所示（直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5）。由图像可知下列错误的是（）A.该金属的截止频率为4.27×1014HzB.该金属的截止频率为5.5×1014HzC.该图像的斜率表示普朗克常量D.该金属的逸出功约为1.8eV解析：B由光电效应方程Ek＝hν－W0可知，题图中横轴的截距为该金属的截止频率，选项A正确，B错误；图像的斜率表示普朗克常量h，选项C正确；该金属的逸出功W0＝hν0＝6.63×10－34×4.27×1014J≈1.8eV，选项D正确。9.（2023·江苏省丹阳高级中学二模）某同学用如图所示装置研究光电效应现象，所用光源的功率相同，可输出不同频率的单色光，回路中的最大光电流为Im，假设发生光电效应时一个光子能打出一个光电子，则下列最大光电流Im与光源频率ν间的关系图像正确的是（）解析：B设光源单位时间内发出的光子数为n，发出光的频率为ν，则有W＝nhν，变式有n＝Whν，可知光源功率相同时ν越大，n越小，在未发生光电效应前，即光源频率小于阴极K的截止频率时，回路中没有光电流产生，故B正确，A、C、D错误10.（2023·江苏镇江二模）在探究光电效应现象时，某同学分别用频率为ν1、ν2的两单色光照射密封真空管的钠阴极，钠阴极发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流，实验得到了两条光电流与电压之间的关系曲线（甲、乙），如图所示，已知U1＝2U2，ν1＞ν2，普朗克常量用h表示。则以下说法正确的是（）A.曲线甲为频率为ν1的光照射时的图像B.频率为ν1的光在单位时间内照射到钠阴极的光子数多C.两单色光的频率之比为2∶1D.该金属的逸出功为h（2ν2－ν1）解析：D根据光电效应方程hν－W＝Ek，遏止电压与光电子最大初动能的关系为eUc＝Ek，联立可得hν－W＝eUc，则入射光的频率越大，遏止电压越大，所以曲线乙为频率为ν1的光照射时的图像，故A错误；由图像可知甲的饱和光电流比乙的大，所以频率为ν2的光在单位时间内照射到钠阴极的光子数多，故B错误；由于hν1－W＝eU1，hν2－W＝eU2，U1＝2U2，联立解得W＝h（2ν2－ν1），ν1ν2＝eU1+WeU2+W11.（2023·江苏泰州模拟）如图所示为研究光电效应实验装置。当变阻器滑片B左移至a时，微安表示数恰变为零，电压表示数为U1。当B右移至过b后，微安表示数为I不再变化，已知照射到光电管阴极K上的单色光的功率为P，一个光子只能打出一个光电子，且光电子打到阳极A上立即被A吸收，电子电量为e，质量为m，普朗克常量为h。求：（1）光电管阴极K的极限频率；（2）当滑片B位于d处时，电压表示数为U2，求此时单位时间内光电子对阳极A的冲量大小。解析：（1）由光电效应方程有hν－hν0＝EkmEkm＝eU1设每秒到达阳极A的光电子数为n，则I＝ne，P＝nhνhν＝Pe联立得到ν0＝e(（2）设光电子到达阳极A时速度为v，单位时间内阳极对光电子的冲量大小I冲，由动量定理有I冲＝nmv由动能定理有eU2＝12mv2－E解得I冲＝I2答案：（1）e(P-IU12.（2023·江苏省新高考适应性考试）我国中微子探测实验利用光电管把光信号转换为电信号。如图所示，A和K分别是光电管的阳极和阴极，加在A、K之间的电压为U。现用发光功率为P的激光器发出频率为ν的光全部照射在K上，回路中形成电流。已知阴极K材料的逸出功为W0，普朗克常量为h，电子电荷量为e。（1）求光电子到达A时的最大动能Ekm；（2）若每入射N个光子会产生1个光电子，所有的光电子都能到达A，求回路的电流强度I。解析：（1）根据光电效应方程可知hν－W0＝Ek0逸出的电子在电场中加速向A运动，根据动能定理Ue＝Ekm－Ek0联立解得Ekm＝Ue＋hν－W0。（2）每秒钟到达K极的光子数量为n，则nhν＝P每秒钟逸出电子个数为a个，则a＝n回路的电流强度I＝qt＝联立得I＝PeNhν答案：（1）Ue＋hν－W0（2）Pe第2节原子结构原子核一、原子结构1.电子的发现：英国物理学家汤姆孙发现了电子。2.原子的核式结构（1）α粒子散射实验：1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来。（如图所示）（2）原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。3.氢原子光谱（1）光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长（频率）和强度分布的记录，即光谱。（2）光谱的分类◙（3）氢原子光谱的实验规律：巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线，其波长公式为1λ＝R∞122-1n2（n＝3，4，5，…），R∞是里德伯常量，R∞＝1.10（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的意义。4.玻尔理论的三条假设（1）定态假设：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）跃迁假设：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子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝En－Em。（h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s）（3）轨道假设：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。5.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氢原子的能级公式：En＝1n2E1（n＝1，2，3，…），其中基态能量E1最低，其数值为E1＝－13.②氢原子的半径公式：rn＝n2r1（n＝1，2，3，…），其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10m。二、原子核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.原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的质子数。3.原子核的衰变（1）衰变：原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化。（2）分类α衰变:ZAX→Z-2A-4Y＋24Hβ衰变:ZAX→Z+1AY＋-10（3）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的因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关。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。5.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。（2）核能①核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其对应的能量ΔE＝Δmc2。②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＝Δmc2。6.裂变反应和聚变反应（1）重核裂变①定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程。②典型的裂变反应方程:92235U+01n→3689Kr③链式反应：重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程。④临界体积和临界质量：裂变物质能够发生链式反应的最小体积及其相应的质量。⑤裂变的应用：原子弹、核电站。⑥反应堆构造：核燃料、减速剂、镉棒、防护层。（2）轻核聚变①定义：两个轻核结合成质量较大的核的反应过程。轻核聚变反应必须在高温下进行，因此又叫热核反应。②典型的聚变反应方程:12H+13H→24He+微型核电池的体积很小，只有一个硬币的厚度，电力极强，可用于充电。微型核电池是利用微型和纳米级系统研发出的一种超微型电源设备，通过放射性物质的衰变，释放出带电粒子，从而获得持续电流。镍－63(2863Ni）发生β衰变变为铜－63(（1）镍－63(2863Ni）发生β衰变时，质量和电荷数都守恒。（（2）升高镍－63的温度，可使其半衰期减小。（×）（3）衰变放出的电子来自镍－63核外层电子。（×）（4）镍－63的比结合能比铜－63的比结合能小。（√）考点一原子的核式结构[素养自修类]1.[α粒子散射实验的现象]卢瑟福的α粒子散射实验装置如图所示，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是（）A.该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B.该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性C.α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转D.绝大多数的α粒子发生大角度偏转解析：A卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子核式结构模型，选项A正确；卢瑟福提出了原子核式结构模型的假设，从而否定了汤姆孙原子模型的正确性，选项B错误；电子质量太小，对α粒子的影响不大，选项C错误；绝大多数α粒子穿过金箔后，几乎仍沿原方向前进，选项D错误。2.[α粒子散射实验现象的解释]在卢瑟福α粒子散射实验中，有少数α粒子发生了大角度偏转，其原因是（）A.原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B.正电荷在原子内是均匀分布的C.原子中存在着带负电的电子D.原子只能处于一系列不连续的能量状态中解析：A卢瑟福α粒子散射实验中使卢瑟福惊奇的就是α粒子发生了较大角度的偏转，这是由于α粒子带正电，而原子核极小，且原子核带正电，A正确，B错误。α粒子能接近原子核的机会很小，大多数α粒子都从核外的空间穿过，而与电子碰撞时如同子弹碰到尘埃一样，运动方向不会发生改变，C、D的说法没错，但与题意不符。3.[α粒子散射的受力分析]α粒子（氦原子核）被重金属原子核散射的运动轨迹如图所示，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点解析：Cα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曲线的凹侧，故只有选项C正确。1.α粒子散射实验结果分析（1）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。（2）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。（3）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.分析电子绕核运动问题涉及的物理规律（1）库仑定律：F＝kq1q2（2）牛顿运动定律和圆周运动规律，可以用来分析电子绕原子核做匀速圆周运动的问题。（3）功能关系及能量守恒定律，可以分析由于库仑力做功引起的带电粒子在原子核周围运动时动能、电势能之间的转化问题。考点二玻尔理论的理解及应用[互动共研类]1.两类能级跃迁（1）自发跃迁：高能级（n）跃迁低能级（m）→放出能量，发射光子：hν＝En－Em。（2）受激跃迁：低能级（m）跃迁高能级（n）→吸收能量。①光照（吸收光子）：光子的能量必须恰好等于能级差，即hν＝En－Em。②碰撞、加热等：只要入射粒子的能量大于或等于能级差即可，E外≥En－Em。③大于电离能的光子被吸收，将原子电离。2.电离（1）电离态：n＝∞，E＝0。（2）电离能：指原子从基态或某一激发态跃迁到电离态所需要吸收的最小能量。例如：氢原子：①基态→电离态：E吸＝0－（－13.6eV）＝13.6eV，即为基态的电离能。②n＝2→电离态：E吸＝0－E2＝3.4eV，即为n＝2激发态的电离能。如吸收能量足够大，克服电离能后，电离出的自由电子还具有动能。【典例1】氢原子的能级示意图如图所示，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当原子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（）A.最容易发生衍射现象的光是由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.用由n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光去照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应解析由n＝4能级跃迁到n＝3能级产生的光，能量最小，波长最长，因此最容易发生衍射现象，故A错误；由能级差可知能量最小的光的频率最小，是由n＝4能级跃迁到n＝3能级产生的，故B错误；大量处于n＝4能级的氢原子能发射n(n-1)2＝6种频率的光，故C错误；由n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光的能量为ΔE＝－3.4eV－（－13.6）eV＝10.2eV，大于6.34eV，答案D（1）在【典例1】中这群氢原子辐射出的光子的最大能量为多少？（2）【典例1】中若要电离这群氢原子，至少需要吸收多少光子的能量？（3）【典例1】中若一个处于n＝4能级的氢原子发生跃迁，发出的光谱线最多可能有几种？解析（1）由n＝4能级跃迁到n＝1能级，辐射的光子能量最大，ΔE＝－0.85eV－（－13.6eV）＝12.75eV。（2）若要电离至少需要吸收ΔE＝0.85eV的能量。（3）3种。答案见解析｜规律方法｜确定氢原子辐射光谱线的数量的方法1.一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为（n－1）一个氢原子由第4能级向低能级跃迁，发出的光谱线条数最多的是逐级跃迁，为3条。2.一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数（1）数学组合知识N＝Cn2＝如：一群氢原子由第4能级向低能级跃迁，发出的光谱线条数最多为N＝C42＝4×(（2）在能级图上一一画出，如图所示。【典例2】处于激发态的原子，如果在入射光子的电磁场的影响下，从高能态向低能态跃迁，同时两个状态之间的能量差以光子的形式辐射出去，这种辐射被称为受激辐射。原子发生受激辐射时，发出的光子的频率、发射方向等都跟入射光子完全一样，这样使光得到加强，这就是激光产生的机理。发生受激辐射时，产生激光的原子的总能量En、电子的电势能Ep、电子的动能Ek的变化情况是 （）A.En减小、Ep增大、Ek减小B.En减小、Ep减小、Ek增大C.En增大、Ep减小、Ek减小D.En增大、Ep增大、Ek增大解析原子发生受激辐射时，向外辐射能量，可知原子总能量En减小。根据玻尔理论可知，氢原子的高能级轨道距离原子核比较远，所以氢原子发生辐射时，电子的运动轨道半径变小。由keqr2＝mv2r和Ek＝12mv2得Ek＝keq2r，可知轨道半径越小，动能越大，则电子的动能Ek变大，又En减小，则电子的电势能Ep＝En－E答案B｜规律方法｜氢原子跃迁前后电子的能量分析根据玻尔理论的轨道量子化假设可知氢原子的能级越高，则电子距离原子核越远，如图所示。则氢原子由高能级跃迁到低能级时电子能量的变化具体如下：（1）动能Ek的变化情况因为库仑力的作用，电子围绕原子核做圆周运动，根据库仑力提供向心力可得keqr2＝mv2r，且Ek＝12mv2，所以Ek＝keq2r，即电子在半径小的轨道上动能大。由图可知，当氢原子由高能级跃迁到低能级时，（2）电势能Ep的变化情况①根据氢原子能级跃迁规律可知，氢原子由高能级向低能级跃迁时，向外辐射光子，能量减小。氢原子的能量主要是电子的动能与电势能之和，氢原子的能量减小，电子的动能增大，故电势能Ep减小。②原子核对电子的库仑力做正功，则电子的电势能Ep减小；原子核对电子的库仑力做负功，则电子的电势能Ep增大。1.[氢原子的能级跃迁问题]氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63～3.10eV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.12.09eV B.10.20eVC.1.89eV D.1.51eV解析：A可见光光子能量范围为1.63～3.10eV，则氢原子能级差应该在此范围内，可简单推算如下：2、1能级差为10.20eV，此值大于可见光光子的能量；3、2能级差为1.89eV，此值属于可见光光子的能量，符合题意。氢原子处于基态，要使氢原子达到第3能级，需提供的能量为－1.51eV－（－13.60eV）＝12.09eV，此值也是提供给氢原子的最少能量，选项A正确。2.[能级跃迁与电离]氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子，已知基态的氦离子能量为E1＝－54.4eV，氦离子的能级示意图如图所示。在具有下列能量的光子或者电子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是（）A.42.8eV（光子） B.43.2eV（电子）C.41.0eV（电子） D.54.4eV（光子）解析：A入射光子使原子跃迁时，其能量应正好等于原子的两能级间的能量差，而电子使原子跃迁时，其能量大于等于原子两能级间的能量差即可，发生电离而使原子跃迁时入射光子的能量要大于等于54.4eV，故选A。3.[能级跃迁与光电效应的综合]（2023·江苏南京二模）如图所示，图1为氢原子的能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图2电路中光电管阴极K上时，光电流随光电管两端电压变化的图像如图3。求：（1）频率最高的光子能量；（2）阴极K的逸出功。解析：（1）处于n＝4激发态的氢原子跃迁时，频率最高的光子能量为E＝hνm＝E4－E1＝12.75eV。（2）根据爱因斯坦方程有hνm＝W0＋Ek，由图3可知Ek＝eUc＝5eV，解得W0＝7.75eV。答案：（1）12.75eV（2）7.75eV考点三原子核的衰变及半衰期[素养自修类]1.[三种射线的性质及特点]卢瑟福设计的一个实验如图所示：他在铅块上钻了一个小孔，孔内放入一点镭，使射线只能从这个小孔里发出，随后他将射线引入磁场中，发现射线立即分成三股，他把三束射线分别命名为α射线、β射线、γ射线。基于对这三种射线的深入分析，卢瑟福获得了1907年的诺贝尔奖。以下对这三束射线描述准确的是（）A.α射线的穿透能力最弱，容易被物体吸收B.β射线在真空中的运动速度是光速C.γ射线本质上是波长极短的电磁波，电离能力极强D.β射线带负电，是来自镭原子的核外电子解析：Aα射线穿透能力最弱，电离作用强，容易被物体吸收，故A正确；β射线的速度约是光速的99%，故B错误；γ射线是一种波长很短的电磁波，电离能力极弱，故C错误；β射线（高速电子束）带负电，是由一个中子转变成一个质子后释放的，故D错误。2.[原子核衰变次数的计算]由于放射性元素93237Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现。已知93237Np经过一系列α衰变和β衰变后变成A.83209Bi的原子核比93237B.83209Bi的原子核比93237C.衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变D.衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变解析：C83209Bi的中子数为209－83＝126,93237Np的中子数为237－93＝144,83209Bi的原子核比93237Np的原子核少18个中子，A、B错误；衰变过程中共发生了α衰变的次数为237-2094＝7次，β衰变的次数是2×7－（93－3.[半衰期]（2023·江苏泰州适应性考试）居里夫人一份约120年前的手稿被保存在法国国立图书馆，记载了放射性元素钋和镭的发现。手稿中残留有镭至今仍具有放射性，因此存放在铅盒里。已知镭的半衰期是1620年，如图所示表示镭含量的直方图中，“今年”表示今年手稿上镭的含量，则可以表示当年手稿上镭含量的是（）A.① B.②C.③ D.④解析：B设当年手稿上镭含量是x，则根据半衰期的概念可知x121201620＝A，解得x≈1.05A1.三种射线的成分和性质名称构成符号电荷量质量电离作用穿透能力α射线氦核2＋2e4u最强最弱β射线电子-－e11较强较强γ射线光子γ00最弱最强2.α衰变、β衰变的比较衰变类型α衰变β衰变衰变方程ZAX→ZZAX→Z+1衰变实质2个质子和2个中子结合成一个整体射出1个中子转化为1个质子和1个电子211H＋2001n→1衰变规律电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒3.对半衰期的理解（1）半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，对个别或少量原子核，无半衰期可言。（2）半衰期公式N余＝N原12tτ，m余＝m4.衰变次数的计算方法设放射性元素

ZAX经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素Z'A'Y，则表示该核反应的方程为

ZAX→A＝A'＋4n，Z＝Z'＋2n－m由以上两式联立解得n＝A-A'4，m＝A-5.两种衰变在匀强磁场中的运动轨迹的比较静止原子核在匀强磁场中自发衰变，如果产生的新核和放出的粒子的速度方向与磁场方向垂直，则它们的运动轨迹为两相切圆，α衰变时两圆外切，β衰变时两圆内切，根据动量守恒定律有m1v1＝m2v2，又r＝mvqB，则半径小的为新核，半径大的为α粒子或βα衰变:ZAX→Z两圆外切，α粒子半径较大β衰变:ZAX→Z+1两圆内切，β粒子半径较大考点四核反应方程与核能的计算[多维探究类]1.核反应的四种类型类型可控性核反应方程典例衰变α衰变自发92238U→90β衰变自发90234Th→91人工转变人工控制714N+24He→81724He+49Be→6121327Al+24He约里奥·居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子1530P→14

类型可控性核反应方程典例重核裂变比较容易进行人工控制92235U+01n→5614492235U+01n→54136Xe轻核聚变很难控制12H+13H2.核能的计算方法（1）根据ΔE＝Δmc2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×931.5MeV计算时，Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”。（3）根据核子比结合能来计算核能原子核的结合能＝核子比结合能×核子数。考法一核反应方程的书写【典例3】下列核反应方程中，X1、X2、X3、X4代表α粒子的有（）A.12H+12H→B.24He+49Be→C.92235U+01n→56D.01n+36Li→解析根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，可知X1、X2、X3、X4分别为23He、01n、0答案D｜解题技法｜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(01n）、α粒子(24He）、β粒子(-10e）、正电子(10e（2）核反应过程遵循两个守恒：①质量数守恒；②电荷数守恒。（3）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，而不能用“＝”。考法二核能的计算【典例4】氘核12H可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式612H→224He＋211H＋201n＋43.15MeV表示。海水中富含氘，已知1kg海水中含有的氘核约为1.0×1022个，若全都发生聚变反应，其释放的能量与质量为M的标准煤燃烧时释放的热量相等；已知1kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107J，1MeV＝1.6A.40kg B.100kgC.400kg D.1000kg解析结合核反应方程知，1kg海水中的氘核全部发生聚变反应放出的能量E＝1.0×10226×43.15×1.6×10－13J≈1.15×1010J，根据题意得M＝EE0M0＝1.15×10102.9×107×1kg答案C｜解题技法｜对质能方程的理解（1）方程的含义：一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，即E＝mc2。（2）理解：物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系，物体的能量增大，质量也增大；物体的能量减少，质量也减少。①核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量也要相应减少，即ΔE＝Δmc2。②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＝Δmc2。1.[核反应方程的类型判断]（2023·江苏苏州二模）目前我们学习过的核反应有4种类型，下列核反应方程的类型说法正确的是（）①1124Na→12②92235U+01n→54140③919F+24He④12H+13HA.①人工核转变、②核裂变、③核聚变、④衰变B.①衰变、②核裂变、③核聚变、④人工核转变C.①人工核转变、②核聚变、③衰变、④核裂变D.①衰变、②核裂变、③人工核转变、④核聚变解析：D1124Na→1224Mg+-10e，属于β衰变;92235U+01n→54140Xe+3894Sr＋201n，属于核裂变;919F+2.[比结合能的理解]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.24HeB.36Li核比C.两个12H核结合成D.92235U核中核子的平均结合能比解析：C由题图可知,24He的比结合能为7MeV，因此它的结合能为7MeV×4＝28MeV，A项错误；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项错误；两个比结合能小的12H核结合成比结合能大的24He时，会释放能量，C项正确；由题图可知,92235U的比结合能（即平均结合能）3.[核能的计算]（2023·江苏姜堰高三月考）1919年，卢瑟福发现了质子，其核反应方程为：X+714N→817O+11H。该核反应过程中吸收的能量为Q。设X粒子的比结合能为E1，氮核的比结合能为E2A.在核反应过程中，X表示23B.核反应过程中吸收的能量可以表示为Q＝4E1＋14E2－17E3C.核反应过程中的质量亏损可以表示为QD.若X粒子以动能Ek轰击静止的

714N，若Ek＝解析：B根据核反应中，质量数守恒与电荷数守恒，可知X表示

24He粒子，A错误；比结合能为原子核的结合能与核子数之比，单独核子无结合能，则有Q＋4E1＋14E2＝17E3，解得Q＝4E1＋14E2－17E3，B正确；该核反应是人工核反应，需吸收能量，C错误；若X粒子以动能Ek轰击静止的

714N，由动量守恒可知，反应后的总动量不为零，生成物也具有动量，故也有动能，该生成物的动能为Ek1，则有Ek1＋Q＞Ek1.（2023·江苏通州高三月考）下列对图中物理规律的描述，正确的是（）A.图甲中，射入金箔沿②射出的大量粒子揭示原子的核式结构B.图乙中，电子处于③轨道时电子的动能最大C.图丙中，相邻的质子P间的核力大于质子间的库仑力D.图丁中，8个放射性原子核经过3T0后一定剩下1个原子核解析：Cα粒子散射实验中极少数α粒子的大角度偏转说明原子内存在原子核，大角度偏转应为轨迹③，故A错误；由静电力提供电子绕核圆周运动的向心力，即kQqr2＝mv2r，r越小，电子的动能越大，即①的动能最大，故B错误；核力是短程力，当两核子的距离很近时，核力很强，比质子间的库仑力强得多，足以克服库仑力的排斥作用，使得核子紧密靠在一起，故C正确；半衰期是一个统计学概念，对大量原子核适用，对少数的原子核不再适用，所以8个放射性原子核经过3T0后，剩下多少原子核无法确定，2.（2023·江苏省昆山中学二模）如图所示，x为未知放射源，L为薄铝片，若在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则x可能是（）A.α和β的混合放射源 B.纯α放射源C.α和γ的混合放射源 D.纯γ放射源解析：C在放射源和计数器之间加上薄铝片后，计数器的计数率大幅度减小，说明射线中有穿透力很弱的粒子，即α粒子。在薄铝片和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明穿过铝片的粒子中无带电粒子，故只有γ射线。因此放射源可能是α和γ的混合放射源。故选C。3.（2023·江苏南京师大附中模拟）自然界中的碳主要是612C，也有少量的614C。614C具有放射性，能够自发地进行A.β衰变的实质在于核内的中子转化成了质子和电子B.升高温度可以加快614C.增大压强可以减慢614D.2个614解析：Aβ衰变的实质在于核内的中子转化成了质子和电子，A正确；半衰期与温度、压强以及化学状态均无关，B、C错误；放射性元素经过两个完整的半衰期后，将剩余原来的四分之一，并且半衰期是一个统计规律，对于大量的原子核才适用，对于少量原子核是不成立的，D错误。4.（2023·江苏苏锡常二模）我国核电发展快速，2021年核能发电量达到了828.84亿千瓦时，同比增长超过20%。重核裂变是核电站中核反应堆的主要反应，某核反应堆中的一种核裂变反应方程为92235U＋01n→56A.该反应生成物中X为电子B.该反应生成物中X为质子C.56144Ba的比结合能比D.56144Ba的比结合能比解析：C根据核反应中质量数守恒，电荷数守恒，可得X的电荷数为0，质量数为1，所以X为中子，故A、B错误；因为中等质量的原子核比结合能最大，质量数越大，比结合能越小，所以56144Ba的比结合能比92235U的大,56144Ba的比结合能比3689Kr的小5.（2023·南京市、盐城市模拟）铀核裂变的一种方程为92235U＋X→3894Sr+54140XeA.X粒子是中子B.X粒子是质子C.92235U、3894Sr、54D.92235U、3894Sr、54解析：A根据质量数与电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，是中子，A正确，B错误。根据题图可知3894Sr的比结合能最大，最稳定,92235U的质量数最大，结合能最大，但比结合能最小，最不稳定，C6.（2023·江苏南京师大附中高三月考）如图所示为核反应堆的示意图，铀棒是核燃料，其反应方程为92235U+01n→56144Ba+3689KrA.铀核的比结合能比钡核的小B.该反应为热核反应C.中子与氘核碰后可原速反弹D.镉棒插入深一些可增大链式反应的速度解析：A在该核的反应中，会释放出大量的能量，由比结合能越大，原子核越稳定，可知铀核的比结合能比钡核的小，A正确；该反应是重核裂变反应，B错误；由题意知，氘核的质量数是中子的两倍，取碰撞前中子的速度方向为正方向，碰撞是弹性碰撞，所以动量和机械能都守恒，由守恒定律可得mv0＝mv1＋2mv2，12mv02＝12mv12＋12×2mv22，联立解得v1＝－13v0，C错误；要使裂变反应更激烈一些7.（