一輪配書(shū)-物理-第13章-第3課時(shí)-原子結(jié)構(gòu)與原子核

1、第十三章 動(dòng)量守恒定律 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu)與原子核第3課時(shí)原子結(jié)構(gòu)與原子核考綱解讀考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三高考模擬練出高分考點(diǎn)四考點(diǎn)五考綱解讀1.知道兩種原子結(jié)構(gòu)模型，會(huì)用玻爾理論解釋氫原子光譜.2.掌握氫原子的能級(jí)公式并能結(jié)合能級(jí)圖求解原子的躍遷問(wèn)題.3.掌握原子核的衰變、半衰期等知識(shí).4.會(huì)書(shū)寫(xiě)核反應(yīng)方程，并能根據(jù)質(zhì)能方程求解核能問(wèn)題考點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)與粒子散射實(shí)驗(yàn)1粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果絕大多數(shù)粒子穿過(guò)金箔后，基本上仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)，但 粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)， 粒子的偏轉(zhuǎn)超過(guò)了90，有的甚至被撞了回來(lái)，如圖所示2盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫 ，原子的所有正電荷和幾乎 都集

2、中在原子核里，帶負(fù)電的 在核外繞核旋轉(zhuǎn)少數(shù)極少數(shù)原子核電子所有質(zhì)量考點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)與粒子散射實(shí)驗(yàn)例1 盧瑟福和他的助手做粒子散射實(shí)驗(yàn)，獲得了重要發(fā)現(xiàn)：(1)關(guān)于粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，下列說(shuō)法中正確的是()A.證明了質(zhì)子的存在B.證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的C.證明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核里D.說(shuō)明了原子中的電子只能在某些軌道上運(yùn)動(dòng)(2)在粒子散射實(shí)驗(yàn)中，現(xiàn)有一個(gè)粒子以2.0107m/s的速度去轟擊金箔，若金原子的核電荷數(shù)為79.求該粒子與金原子核間的最近距離(已知帶電粒子在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的電勢(shì)能表達(dá)式為kq1q2/r2，粒子質(zhì)量為6.641027kg)考點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)與

3、粒子散射實(shí)驗(yàn)例1 盧瑟福和他的助手做粒子散射實(shí)驗(yàn)，獲得了重要發(fā)現(xiàn)：(1)關(guān)于粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，下列說(shuō)法中正確的是()A.證明了質(zhì)子的存在B.證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的C.證明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核里D.說(shuō)明了原子中的電子只能在某些軌道上運(yùn)動(dòng)解析實(shí)驗(yàn)結(jié)論：玻爾發(fā)現(xiàn)了電子軌道量子化.發(fā)現(xiàn)了原子內(nèi)存在一個(gè)集中了全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量的核；數(shù)年后盧瑟福發(fā)現(xiàn)核內(nèi)有質(zhì)子并預(yù)測(cè)核內(nèi)存在中子；C考點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)與粒子散射實(shí)驗(yàn)例1 盧瑟福和他的助手做粒子散射實(shí)驗(yàn)，獲得了重要發(fā)現(xiàn)：(2)在粒子散射實(shí)驗(yàn)中，現(xiàn)有一個(gè)粒子以2.0107m/s的速度去轟擊金箔，若金原子的核電荷數(shù)為7

4、9.求該粒子與金原子核間的最近距離(已知帶電粒子在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的電勢(shì)能表達(dá)式為kq1q2/r2，粒子質(zhì)量為6.641027kg)動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為勢(shì)能解析從能量轉(zhuǎn)化的角度看，最近距離時(shí)，動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，設(shè)粒子與原子核發(fā)生對(duì)心碰撞時(shí)所能達(dá)到的最小距離為d，則有：21212q qmkdv1222kq qdmv2.71014m考點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)與粒子散射實(shí)驗(yàn)變式題組1英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福用粒子轟擊金箔，為了解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果，他提出了原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)如圖所示O表示金原子核的位置，曲線ab和cd分別表示經(jīng)過(guò)金原子核附近的粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，其中能正確反映實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是()BD粒子和原子核都帶正電，粒子離核越近所受斥

5、力越大，偏轉(zhuǎn)越大;曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡總是彎向受力的一側(cè);考點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)與粒子散射實(shí)驗(yàn)2在盧瑟福粒子散射實(shí)驗(yàn)中，有少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，其原因是()A原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上B正電荷在原子內(nèi)是均勻分布的C原子中存在著帶負(fù)電的電子D原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中A均勻分布不會(huì)出現(xiàn)大角度偏轉(zhuǎn)不能判斷，電子不影響粒子軌跡不能判斷考點(diǎn)二 波爾理論的理解與計(jì)算1定態(tài)：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量2躍遷：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩個(gè)定態(tài)的能量差決定，即h

6、EmEn.(h是普朗克常量，h6.631034Js)3軌道：原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的考點(diǎn)二 波爾理論的理解與計(jì)算4氫原子的能級(jí)、能級(jí)公式(1)氫原子的能級(jí)圖(如圖所示)(2)氫原子的能級(jí)和軌道半徑氫原子的能級(jí)公式：EnE1/n2 (n1,2,3，)，其中E1為基態(tài)能量，其數(shù)值為E113.6eV.氫原子的半徑公式：rnn2r1(n1,2,3，)，其中r1為基態(tài)半徑，又稱(chēng)玻爾半徑，其數(shù)值為r10.531010m.考點(diǎn)二 波爾理論的理解與計(jì)算例2已知?dú)湓踊鶓B(tài)的電子軌道半徑r10.531010m，基態(tài)的能級(jí)值為E113

7、.6eV.(電子的質(zhì)量為9.11031kg)(1)求電子在n1的軌道上運(yùn)動(dòng)形成的等效電流(2)有一群氫原子處于量子數(shù)n3的激發(fā)態(tài)，畫(huà)一能級(jí)圖，在圖上用箭頭標(biāo)明這些氫原子能發(fā)出哪幾條光譜線(3)計(jì)算這幾條光譜線中最長(zhǎng)的波長(zhǎng)I=q/t解析(1)軌道上任一處，每一周期通過(guò)該處的電荷量為e，則等效電流: Ie/T22211evkmrr211-31.0510 A2ekIrmr考點(diǎn)二 波爾理論的理解與計(jì)算例2已知?dú)湓踊鶓B(tài)的電子軌道半徑r10.531010m，基態(tài)的能級(jí)值為E113.6eV.(電子的質(zhì)量為9.11031kg)(1)求電子在n1的軌道上運(yùn)動(dòng)形成的等效電流(2)有一群氫原子處于量子數(shù)n3的激發(fā)

8、態(tài)，畫(huà)一能級(jí)圖，在圖上用箭頭標(biāo)明這些氫原子能發(fā)出哪幾條光譜線(3)計(jì)算這幾條光譜線中最長(zhǎng)的波長(zhǎng)I=q/t(2)由于這群氫原子的自發(fā)躍遷輻射，會(huì)得到三條光譜線，如圖所示n=1n=2n=3考點(diǎn)二 波爾理論的理解與計(jì)算例2已知?dú)湓踊鶓B(tài)的電子軌道半徑r10.531010m，基態(tài)的能級(jí)值為E113.6eV.(電子的質(zhì)量為9.11031kg)(1)求電子在n1的軌道上運(yùn)動(dòng)形成的等效電流(2)有一群氫原子處于量子數(shù)n3的激發(fā)態(tài)，畫(huà)一能級(jí)圖，在圖上用箭頭標(biāo)明這些氫原子能發(fā)出哪幾條光譜線(3)計(jì)算這幾條光譜線中最長(zhǎng)的波長(zhǎng)I=q/t(3)由躍遷圖可知，從n3到n2能量最小，則E=h頻率最小;n=1n=2n=3

9、=c/最小頻率由hc/ E3E2，得:hc/( E3E2 ) 6.58107m考點(diǎn)二 波爾理論的理解與計(jì)算變式題組3用頻率為0的光照射大量處于基態(tài)的氫原子，在所發(fā)射的光譜中僅能觀測(cè)到頻率分別為1、2、3的3條譜線,且321，則()A01 B321C0123D. 1/11/2 1/3B三條譜線躍遷如圖所示：由E=h得：能級(jí)差越大，頻率越大n=1n=2n=3h3h2h1h3h2h1321考點(diǎn)二 波爾理論的理解與計(jì)算4.氫原子基態(tài)能量E113.6eV，電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r10.531010m求氫原子處于n4激發(fā)態(tài)時(shí)：(1)原子系統(tǒng)具有的能量；(2)電子在n4軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能；(已知能量關(guān)系En

10、E1/n2，半徑關(guān)系rnn2r1，k9.0109Nm2/C2，e1.61019C)(3)若要使處于n2軌道上的氫原子電離，至少要用頻率為多大的電磁波照射氫原子？(普朗克常量h6.631034Js)E4 E1/42 0.85eV動(dòng)能+勢(shì)能，與基態(tài)能量有關(guān)系解析由En E1/n2得：考點(diǎn)二 波爾理論的理解與計(jì)算4.氫原子基態(tài)能量E113.6eV，電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r10.531010m求氫原子處于n4激發(fā)態(tài)時(shí)：(1)原子系統(tǒng)具有的能量；(2)電子在n4軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能；(已知能量關(guān)系EnE1/n2，半徑關(guān)系rnn2r1，k9.0109Nm2/C2，e1.61019C)(3)若要使處于n2軌道

11、上的氫原子電離，至少要用頻率為多大的電磁波照射氫原子？(普朗克常量h6.631034Js)根據(jù)：動(dòng)能+勢(shì)能，與基態(tài)能量有關(guān)系（2）因?yàn)?rnn2r1，所以:r442r122244ekmrrv22k410.85e2V132eEmkrv考點(diǎn)二 波爾理論的理解與計(jì)算4.氫原子基態(tài)能量E113.6eV，電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r10.531010m求氫原子處于n4激發(fā)態(tài)時(shí)：(1)原子系統(tǒng)具有的能量；(2)電子在n4軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能；(已知能量關(guān)系EnE1/n2，半徑關(guān)系rnn2r1，k9.0109Nm2/C2，e1.61019C)(3)若要使處于n2軌道上的氫原子電離，至少要用頻率為多大的電磁波照射氫

12、原子？(普朗克常量h6.631034Js)動(dòng)能+勢(shì)能，與基態(tài)能量有關(guān)系（3）電離：從n2到，由能量守恒：20hE124EE 躍遷到無(wú)窮遠(yuǎn)148.21 10 Hz考點(diǎn)三 原子核的衰變1原子核的衰變(1)原子核放出粒子或粒子，變成另一種原子核的變化稱(chēng)為原子核的衰變(2)分類(lèi)衰變： 衰變： 考點(diǎn)三 原子核的衰變2三種射線的成分和性質(zhì):名稱(chēng)構(gòu)成符號(hào)電荷量質(zhì)量電離能力貫穿本領(lǐng)射線氦核2e4u最強(qiáng)最弱射線電子eu/1837較強(qiáng)較強(qiáng)射線光子00最弱最強(qiáng)0-1e42He考點(diǎn)三 原子核的衰變3.對(duì)半衰期的理解(1)根據(jù)半衰期的概念，可總結(jié)出公式式中N原、m原表示衰變前的放射性元素的原子核數(shù)和質(zhì)量,N余、m余表示

13、衰變后的放射性元素的原子核數(shù)和質(zhì)量，t表示衰變時(shí)間，表示半衰期(2)影響因素：放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部因素決定的，與原子所處的物理狀態(tài)(如溫度、壓強(qiáng))或化學(xué)狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)無(wú)關(guān)1( )2tNN原余1( )2tmm原余考點(diǎn)三 原子核的衰變例3 (1) (釷)經(jīng)過(guò)一系列衰變和衰變，變成 (鉛)以下說(shuō)法中正確的是()A鉛核比釷核少8個(gè)質(zhì)子B鉛核比釷核少16個(gè)中子C共經(jīng)過(guò)4次衰變和6次衰變D共經(jīng)過(guò)6次衰變和4次衰變(2)約里奧居里夫婦因發(fā)現(xiàn)人工放射性元素而獲得了1935年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，他們發(fā)現(xiàn)的放射性元素 衰變成 的同時(shí)放出另一種粒子，這種粒子是_23290Th20882Pb3015

14、P3014Si考點(diǎn)三 原子核的衰變例3 (1) (釷)經(jīng)過(guò)一系列衰變和衰變，變成 (鉛)以下說(shuō)法中正確的是()A鉛核比釷核少8個(gè)質(zhì)子B鉛核比釷核少16個(gè)中子C共經(jīng)過(guò)4次衰變和6次衰變D共經(jīng)過(guò)6次衰變和4次衰變本質(zhì)：關(guān)鍵： 衰變不改變質(zhì)量數(shù)；-44-22XY+ HeAAZZ0+1-1XY+ eAAZZ通過(guò)質(zhì)量數(shù)算衰變的次數(shù)23290Th20882Pb衰變的次數(shù)：(232-208)/4=6解析鉛核比釷核質(zhì)子數(shù)少90-82=8個(gè)中子數(shù)少(232-90)-(208-82)=16個(gè)衰變的次數(shù)：82-(90-62)=4ABD23290Th20882Pb考點(diǎn)三 原子核的衰變(2)約里奧居里夫婦因發(fā)現(xiàn)人工放射

15、性元素而獲得了1935年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，他們發(fā)現(xiàn)的放射性元素 衰變成 的同時(shí)放出另一種粒子，這種粒子是_3015P3014Si解析核反應(yīng)：質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒3030015141PSi+ e根據(jù)衰變規(guī)律，方程如下：所以這種粒子是正電子正電子考點(diǎn)三 原子核的衰變變式題組5 14C是一種半衰期為5 730年的放射性同位素若考古工作者探測(cè)某古樹(shù)中14C的含量為原來(lái)的1/4，則該古樹(shù)死亡時(shí)間距今大約為()A22 920年 B11 460年C5 730年 D2 865年有一半粒子發(fā)生衰變所需的時(shí)間！是統(tǒng)計(jì)規(guī)律說(shuō)明經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期，為11 460年B考點(diǎn)三 原子核的衰變6原子核 經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍?，繼

16、而經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍?，再經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍?.放射性衰變、和依次為()A衰變、衰變和衰變B衰變、衰變和衰變C衰變、衰變和衰變D衰變、衰變和衰變滿足質(zhì)量數(shù)核電荷數(shù)守恒A衰變：衰變23490Th23892U23491Pa23492U238234492902UThHe衰變：234234090911ThPae衰變：234234091921PaUe衰變衰變考點(diǎn)三 原子核的衰變考點(diǎn)四核反應(yīng)類(lèi)型及核反應(yīng)方程類(lèi)型可控性核反應(yīng)方程典例衰變衰變自發(fā)衰變自發(fā)人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯た刂?(盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子) (查德威克發(fā)現(xiàn)中子)約里奧居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時(shí)發(fā)現(xiàn)正電子重核裂變比較容易進(jìn)行人工控制 輕核聚變目前無(wú)法

17、控制 238234492902UThHe234234090911ThPae3030015141PSie1441717281NHeOH+941214260BeHeCn+274301132150AlHePn+235114489192056360UnBaKr3 n235113690192054380UnXeSr10 n23411120HHHen+考點(diǎn)四核反應(yīng)類(lèi)型及核反應(yīng)方程注意(1)核反應(yīng)過(guò)程一般都是不可逆的，所以核反應(yīng)方程只能用單向箭頭表示反應(yīng)方向，不能用等號(hào)連接(2)核反應(yīng)的生成物一定要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，不能憑空只依據(jù)兩個(gè)守恒規(guī)律杜撰出生成物來(lái)寫(xiě)核反應(yīng)方程(3)核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒；遵

18、循電荷數(shù)守恒考點(diǎn)四核反應(yīng)類(lèi)型及核反應(yīng)方程例4 (1)現(xiàn)有三個(gè)核反應(yīng)方程： ； ； .下列說(shuō)法正確的是()A是裂變，是衰變，是聚變B是聚變，是裂變，是衰變C是衰變，是裂變，是聚變D是衰變，是聚變，是裂變分類(lèi)：衰變、人工轉(zhuǎn)變、裂變、聚變2424011121NaMge235114192192056360UnBaKr3 n23411120HHHen+衰變裂變聚變C考點(diǎn)四核反應(yīng)類(lèi)型及核反應(yīng)方程例4 (2)現(xiàn)有四個(gè)核反應(yīng)：A.B.C. D._是發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程，_是研究原子彈的基本核反應(yīng)方程，_是研究氫彈的基本核反應(yīng)方程求B中X的質(zhì)量數(shù)和中子數(shù)查德威克發(fā)現(xiàn)中子23411120HHHen+2351891

19、920360UnXKr3 n2424011121NaMge941214260BeHeCn+D裂變方程，研究原子彈基礎(chǔ)B聚變方程，研究氫彈基礎(chǔ)A解析B方程：核電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒質(zhì)量數(shù)：235+1-89-3=144中子數(shù)：144-（92-36）=88考點(diǎn)四核反應(yīng)類(lèi)型及核反應(yīng)方程7.原子核聚變可望給人類(lèi)未來(lái)提供豐富的潔凈能源當(dāng)氘等離子體被加熱到適當(dāng)高溫時(shí)，氘核參與的幾種聚變反應(yīng)可能發(fā)生，放出能量這幾種反應(yīng)的總效果可以表示為 由平衡條件可知()Ak1，d4 Bk2，d2Ck1，d6 Dk2，d3質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒解析質(zhì)量數(shù)守恒：12=4k+d+2核電荷數(shù)守恒：6=2k+d變式題組241112106

20、HHeH2 n43.15MeVkdBk=2,d=2考點(diǎn)四核反應(yīng)類(lèi)型及核反應(yīng)方程8關(guān)于核衰變和核反應(yīng)的類(lèi)型，下列表述中正確的有()A. 是衰變B. 是衰變C. 是輕核聚變D. 是重核裂變AC分類(lèi)：衰變、裂變、聚變 和人工轉(zhuǎn)變238234492902UThHe23411120HHHen+1441717281NHeOH+8282034361SeKr2 e人工轉(zhuǎn)變衰變考點(diǎn)五 核力與核能的計(jì)算1應(yīng)用質(zhì)能方程解題的流程圖書(shū)寫(xiě)核反應(yīng)方程計(jì)算質(zhì)量虧損m利用Emc2計(jì)算釋放的核能(1)根據(jù)Emc2計(jì)算，計(jì)算時(shí)m的單位是“kg”，c的單位是“m/s”，E的單位是“J”(2)根據(jù)Em931.5MeV計(jì)算因1原子質(zhì)量

21、單位(u)相當(dāng)于931.5MeV的能量，所以計(jì)算時(shí)m的單位是“u”，E的單位是“MeV”2利用質(zhì)能方程計(jì)算核能時(shí)，不能用質(zhì)量數(shù)代替質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算考點(diǎn)五 核力與核能的計(jì)算例5鈾核裂變有多種形式，其中一種的核反應(yīng)方程是:(1)試計(jì)算一個(gè)鈾235原子核裂變后釋放的能量( 、 、 、 的質(zhì)量分別為235.043 9u、140.913 9u、91.897 3u、1.008 7u、1u相當(dāng)于931MeV)(2)1kg鈾235原子核發(fā)生上述裂變時(shí)能放出多少核能？它相當(dāng)于燃燒多少煤釋放的能量？(煤的熱值為2.94107J/kg)質(zhì)能方程：E=mc2235114192192056360UnBaKr3 n23592

22、U14156Ba9236Kr10n考點(diǎn)五 核力與核能的計(jì)算解析由質(zhì)能方程：E=mc2 質(zhì)量虧損為：m(235.043 91.008 7140.913 991.897 331.008 7) u0.215 3u 一個(gè)鈾235原子核裂變后釋放的能量為：E(0.215 3931)MeV200.4MeV例5鈾核裂變有多種形式，其中一種的核反應(yīng)方程是:(1)試計(jì)算一個(gè)鈾235原子核裂變后釋放的能量( 、 、 、 的質(zhì)量分別為235.043 9u、140.913 9u、91.897 3u、1.008 7u、1u相當(dāng)于931MeV)質(zhì)能方程：E=mc2235114192192056360UnBaKr3 n23

23、592U14156Ba9236Kr10n考點(diǎn)五 核力與核能的計(jì)算例5鈾核裂變有多種形式，其中一種的核反應(yīng)方程是:(2)1kg鈾235原子核發(fā)生上述裂變時(shí)能放出多少核能？它相當(dāng)于燃燒多少煤釋放的能量？(煤的熱值為2.94107J/kg)質(zhì)能方程：E=mc2解析1kg鈾235中含原子核的個(gè)數(shù)為：NmNA/MU2.561024個(gè)則1kg鈾235原子核發(fā)生裂變時(shí)釋放的總能量：ENNE(2.561024200.4) MeV5.131026MeV設(shè)q為煤的熱值，m為煤的質(zhì)量，有ENqm，所以:mEN/q2 791.8 t235114192192056360UnBaKr3 n考點(diǎn)五 核力與核能的計(jì)算9.已知

24、氦原子的質(zhì)量為MHeu，電子的質(zhì)量為meu，質(zhì)子的質(zhì)量為mpu，中子的質(zhì)量為mnu，u為原子質(zhì)量單位，且由愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程Emc2可知：1u對(duì)應(yīng)于931.5MeV的能量，若取光速c3108m/s，則兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子聚變成一個(gè)氦核，釋放的能量為()A2(mpmn)MHe931.5 MeVB2(mpmnme)MHe931.5 MeVC2(mpmnme)MHec2 JD2(mpmn)MHec2 J解析Em931.5MeV2(mpmnme)MHe931.5MeV變式題組質(zhì)能方程：E=mc21141022 H2 nHeMHeu2meu2mpum=+-B2mnu+考點(diǎn)五 核力與核能的計(jì)算10氘核和氚核可

25、發(fā)生熱核聚變而釋放出巨大的能量，該反應(yīng)方程為： ，式中x是某種粒子已知： 、 、 和粒子x的質(zhì)量分別為2.014 1u、3.016 1u、4.002 6u和1.008 7u；1u931.5MeV/c2，c是真空中的光速由上述反應(yīng)方程和數(shù)據(jù)可知,粒子x是_，該反應(yīng)釋放出的能量為_(kāi)MeV(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒：A=2+3-4=1x粒子是中子234112HHHex21H31H42He根據(jù)核電荷數(shù)數(shù)守恒：Z=1+1-2=010n10n質(zhì)量虧損：m(2.014 13.016 14.002 61.008 7) u0.018 9u釋放能量Emc20.018 9931.5MeV17.6Me

26、V.17.6高考模擬明確考向1(2014新課標(biāo)35(1)關(guān)于天然放射性,下列說(shuō)法正確的是_A所有元素都可能發(fā)生衰變B放射性元素的半衰期與外界的溫度無(wú)關(guān)C放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性D、和三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)E一個(gè)原子核在一次衰變中可同時(shí)放出、和三種射線衰變衰變不能同時(shí)產(chǎn)生自然界中絕大部分元素沒(méi)有放射現(xiàn)象BCD只與核內(nèi)部有關(guān)可穿透幾cm厚鉛板高考模擬明確考向2(2014天津6)下列說(shuō)法正確的是()A玻爾對(duì)氫原子光譜的研究導(dǎo)致原子的核式結(jié)構(gòu)模型的建立B可利用某些物質(zhì)在紫外線照射下發(fā)出熒光來(lái)設(shè)計(jì)防偽措施C天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的射線都能在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)D觀察者與波源互相遠(yuǎn)

27、離時(shí)接收到波的頻率與波源頻率不同盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)多普勒效應(yīng)BD紫外線的熒光效應(yīng)射線不能偏轉(zhuǎn)v高考模擬明確考向3(2014福建30(1)如圖所示，放射性元素鐳衰變過(guò)程中釋放出、三種射線，分別進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，下列說(shuō)法正確的是_(填選項(xiàng)前的字母)A表示射線，表示射線B表示射線，表示射線C表示射線，表示射線D表示射線，表示射線C解析射線帶正電，根據(jù)受力，軌跡為射線；射線帶負(fù)電，根據(jù)受力，軌跡為射線；射線不帶電，不受力不偏轉(zhuǎn)，軌跡為射線；高考模擬明確考向4(2014北京14)質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3.當(dāng)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核時(shí)，釋放的能量是(c表示真空中的光速)(

28、)A(m1m2m3)cB(m1m2m3)cC(m1m2m3)c2D(m1m2m3)c2解析核反應(yīng)方程：112101HHH質(zhì)能方程：E=mc2由質(zhì)能方程：Emc2其中：mm1m2m3，可得：E(m1m2m3)c2C高考模擬明確考向5(2014重慶1)碘131的半衰期約為8天，若某藥物含有質(zhì)量為m的碘131，經(jīng)過(guò)32天后，該藥物中碘131的含量大約還有()A.m/4B.m/8C.m/16D.m/32有一半發(fā)生衰變的時(shí)間32天為4個(gè)半衰期碘131的含量還有m/32D高考模擬明確考向6圖為氫原子的能級(jí)圖，已知可見(jiàn)光的光子的能量范圍為1.623.11eV，鋅板的電子逸出功為3.34eV，那么對(duì)氫原子在能

29、級(jí)躍遷的過(guò)程中輻射或吸收光子的特征認(rèn)識(shí)正確的是_A用氫原子從高能級(jí)向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)射的光照射鋅板，一定不能產(chǎn)生光電效應(yīng) 現(xiàn)象B用能量為11.0eV的自由電子轟擊，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)C處于n2能級(jí)的氫原子能吸收任意頻率的紫外線D處于n3能級(jí)的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線， 并且使氫原子電離E用波長(zhǎng)為60nm的倫琴射線照射， 可使處于基態(tài)的氫原子電離出自由電子光子能量10.2eV3.34,肯定能發(fā)生BDE1110.2eV,可以躍遷只能吸收兩個(gè)能級(jí)之差的能量值紫外線3.11eV1.51eV，可以電離倫琴射線20.7eV13.6eV高考模擬明確考向7.云室處于一個(gè)垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)

30、中，靜止的原子核 在云室中發(fā)生了一次衰變，其衰變產(chǎn)物在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓軌跡如圖所示已知新核Y的質(zhì)量為M，粒子的質(zhì)量為m，衰變后粒子的速度大小為v，假設(shè)原子核衰變時(shí)釋放的能量都轉(zhuǎn)化為粒子和新核的動(dòng)能.(1)試寫(xiě)出核衰變方程(2)求原子核衰變時(shí)釋放的能量?jī)蓚€(gè)守恒解析（1）由左手定則可判斷兩個(gè)粒子都帶正電，所以為衰變；根據(jù)質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒：4422XY+ HeAAZZXAZ高考模擬明確考向7.云室處于一個(gè)垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，靜止的原子核 在云室中發(fā)生了一次衰變，其衰變產(chǎn)物在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓軌跡如圖所示已知新核Y的質(zhì)量為M，粒子的質(zhì)量為m，衰變后粒子的速度大小為v，假設(shè)原子核衰變時(shí)釋放的能量都

31、轉(zhuǎn)化為粒子和新核的動(dòng)能.(1)試寫(xiě)出核衰變方程(2)求原子核衰變時(shí)釋放的能量?jī)蓚€(gè)守恒解析（2）根據(jù)能量守恒：衰變動(dòng)量守恒：2211122EmMvv能量動(dòng)量守恒10mMvv2()2Mm mEMv聯(lián)立：XAZ練出高分1(2013福建理綜30(1)在盧瑟福粒子散射實(shí)驗(yàn)中，金箔中的原子核可以看作靜止不動(dòng)，下列各圖畫(huà)出的是其中兩個(gè)粒子經(jīng)歷金箔散射過(guò)程的徑跡，其中正確的是_(填選圖下方的字母)345678910122111C解析金箔中的原子核與粒子都帶正電，粒子接近原子核過(guò)程中受到斥力而不是引力作用，A、D錯(cuò)；由原子核對(duì)粒子的斥力作用及物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件知曲線軌跡的凹側(cè)應(yīng)指向受力一方，B錯(cuò)，C對(duì).13練

32、出高分2如圖所示是某原子的能級(jí)圖，a、b、c為原子躍遷時(shí)所發(fā)出的三種波長(zhǎng)的光在下列該原子光譜的各選項(xiàng)中，譜線從左向右的波長(zhǎng)依次增大，則正確的是()34567891021111213練出高分3456789102111解析根據(jù)玻爾的原子躍遷公式hc/EmEn可知，兩個(gè)能級(jí)間的能量差值越大，輻射光的波長(zhǎng)越短，從題圖中可以看出，能量差值最大的是E3E1，輻射光的波長(zhǎng)a最短，能量差值最小的是E3E2，輻射光的波長(zhǎng)b最長(zhǎng)，所以譜線從左向右的波長(zhǎng)依次增大的順序是a、c、b，C正確答案 C1213練出高分3.如圖所示為氫原子能級(jí)示意圖，現(xiàn)有大量的氫原子處于n4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出若干不同頻率的光，

33、下列說(shuō)法正確的是()A這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光B由n2能級(jí)躍遷到n1能級(jí)產(chǎn)生的光頻率最小C由n4能級(jí)躍遷到n1能級(jí)產(chǎn)生的光最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象D用n2能級(jí)躍遷到n1能級(jí)輻射出的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng)34567891021111213練出高分解析這些氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)可輻射出6種光子，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由n4能級(jí)躍遷到n3能級(jí)產(chǎn)生的光子能量最小，所以頻率最小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由n4能級(jí)躍遷到n1能級(jí)產(chǎn)生的光子能量最大，頻率最大，波長(zhǎng)最小，最不容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；從n2能級(jí)躍遷到n1能級(jí)輻射出的光子能量為10.20eV6.34eV，所以能使金屬鉑發(fā)生光電

34、效應(yīng)，選項(xiàng)D正確3456789102111答案 D1213練出高分4一個(gè)氘核和一個(gè)氚核經(jīng)過(guò)反應(yīng)后生成一個(gè)氦核和一個(gè)中子，同時(shí)放出一個(gè)光子已知氘核、氚核、中子、氦核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3、m4，普朗克常量為h，真空中的光速為c.下列說(shuō)法中正確的是()A這個(gè)反應(yīng)的核反應(yīng)方程是B這個(gè)反應(yīng)既不是聚變反應(yīng)也不是裂變反應(yīng)C輻射出的光子的能量E(m3m4m1m2)c2D輻射出的光子的波長(zhǎng)h/ (m1m2m3m4)c2345678910211123411120HHHn +1213練出高分3456789102111解析由電荷數(shù)守恒及質(zhì)量數(shù)守恒可知A正確此反應(yīng)是輕核聚變反應(yīng)，B錯(cuò)誤由質(zhì)能方程知此過(guò)程中釋放的

35、核能為E(m1m2m3m4)c2，C錯(cuò)誤若此核能全部以光子的形式釋放時(shí)，由Ehc/ 知光子的波長(zhǎng)為 h/ (m1m2m3m4)c，D錯(cuò)誤答案 A1213練出高分5 下列核反應(yīng)方程及其表述中錯(cuò)誤的是()A. 是原子核的衰變B. 是原子核的人工轉(zhuǎn)變C. 是原子核的衰變 是重核的裂變反應(yīng)3456789102111A解析 A方程是聚變，不是原子核的衰變；B方程為粒子撞擊鋁核，是原子核的人工轉(zhuǎn)變；C方程生成電子，是原子核的衰變；D方程是鈾核的裂變反應(yīng)綜上可知，選項(xiàng)A符合題意1213練出高分34567891021111213練出高分3456789102111答案 B1213練出高分7關(guān)于原子結(jié)構(gòu)，下列說(shuō)法

36、正確的是()A玻爾原子模型能很好地解釋氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律B盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型可以很好地解釋原子的穩(wěn)定性C盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)表明原子內(nèi)部存在帶負(fù)電的電子D盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)否定了湯姆孫關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的“西瓜模型”3456789102111AD解析玻爾提出的原子模型能很好地解釋氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律；盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型不能解釋原子的穩(wěn)定性；盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)表明原子具有核式結(jié)構(gòu)，否定了湯姆孫關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的“西瓜模型”，故A、D正確，B、C錯(cuò)誤1213練出高分8已知能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的光子的最小頻率為0.一群氫原子處于量子數(shù)n3的激發(fā)態(tài)，這些氫原子能夠自發(fā)地躍遷到較低的能量狀態(tài)，并向外輻射

37、多種頻率的光.下列說(shuō)法正確的是()A當(dāng)用頻率為20的單色光照射該金屬時(shí)，一定能產(chǎn)生光電子B當(dāng)用頻率為20的單色光照射該金屬時(shí)，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為h0C當(dāng)照射光的頻率大于0時(shí)，若增大，則逸出功增大D當(dāng)照射光的頻率大于0時(shí)，若增大一倍，則光電子的最大初動(dòng)能也增大一倍34567891021111213練出高分解析 200，頻率為20的光能發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)A正確；由光電效應(yīng)方程，有EkmhW0，而W0h0，用20的光照射該金屬時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為h0，當(dāng)照射光的頻率0時(shí)，若增大一倍，則光電子的最大初動(dòng)能不一定增大一倍，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；金屬的逸出功與光的頻率無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤

38、3456789102111答案 AB1213練出高分9下列四幅圖的有關(guān)說(shuō)法中，正確的是_A若兩球質(zhì)量相等，碰后m2的速度一定為vB射線甲是粒子流，具有很強(qiáng)的穿透能力C在光顏色保持不變的情況下，入射光越強(qiáng)，飽和光電流越大D鏈?zhǔn)椒磻?yīng)屬于重核的裂變3456789102111ACD1213水平面光滑練出高分102011年3月11日日本福島核電站發(fā)生核泄漏事故，其中銫137( )對(duì)核輻射的影響大，其半衰期約為30年(1)請(qǐng)寫(xiě)出銫137( )發(fā)生衰變的核反應(yīng)方程_已知53號(hào)元素是碘()，56號(hào)元素是鋇(Ba)(2)若在該反應(yīng)過(guò)程中釋放的核能為E，則該反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損為_(kāi)(真空中的光速為c)(3)泄漏出的銫137要到約公元_年才會(huì)有87.5%的原子核發(fā)生衰變345678910211113755Cs13755Cs1213練出高分解析 (1)銫137發(fā)生衰變的核反應(yīng)方程為: .(2)由愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程得Emc2可知，該反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損為E/c2.(3)泄漏出的銫137有87.5%的原子核發(fā)生衰變，還剩12.5%，設(shè)衰變的時(shí)間為t，則 ，因半衰期30年，則t90年，即要到約公元2101年3456789102111137137055561CsBee11( )28t1213練出高分11兩個(gè)動(dòng)能均為1MeV的氘核發(fā)生正面碰撞，引起如下反應(yīng)： .已知氘核的質(zhì)量為2.013 6