2020年高考物理一輪復(fù)習(xí)熱點(diǎn)題型專題32原子結(jié)構(gòu)原子核(解析版)

2020屆高考物理一輪復(fù)習(xí)熱門題型歸納與變式演練專題32原子結(jié)構(gòu)原子核【專題導(dǎo)航】目錄熱門題型一原子的核式結(jié)構(gòu)玻爾理論1（一）對(duì)能級(jí)圖的理解和應(yīng)用3（二）對(duì)原子核式結(jié)構(gòu)的理解4熱門題型二氫原子的能量及變化規(guī)律5熱門三原子核的衰變、半衰期6（一）確立衰變次數(shù)的問(wèn)題7（二）衰變射線的性質(zhì)8（三）對(duì)半衰期的理解和應(yīng)用9熱門題型四核反響種類與核反響方程9熱門題型五核能的計(jì)算11【題型演練】12【題型歸納】熱門題型一原子的核式結(jié)構(gòu)玻爾理論1．α粒子散射實(shí)驗(yàn)α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置(2)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果：絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后基本上仍沿本來(lái)的方向行進(jìn)，但少量箔后發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，很少量α粒子甚至被“撞了回來(lái)”．

α粒子穿過(guò)金2．原子的核式結(jié)構(gòu)模型(1)α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析①核外電子不會(huì)使α粒子的速度發(fā)生顯然改變．②湯姆孫模型不可以解說(shuō)α粒子的大角度散射．③絕大多數(shù)α粒子沿直線穿過(guò)金箔，說(shuō)明原子中絕大多數(shù)是空的；少量α粒子發(fā)生較大角度偏轉(zhuǎn)，反響了原子內(nèi)部集中存在著對(duì)α粒子有斥力的正電荷；很少量α粒子甚至被“撞了回來(lái)”，反響了個(gè)別α粒子正對(duì)著質(zhì)量比α粒子大得多的物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，遇到該物體很大的斥力作用．核式結(jié)構(gòu)模型的限制性盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型可以很好地解說(shuō)α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，但不可以解說(shuō)原子光譜是特色光譜和原子的穩(wěn)固性．3．對(duì)氫原子能級(jí)圖的理解能級(jí)圖以以下圖氫原子的能級(jí)和軌道半徑①氫原子的能級(jí)公式：En＝12E1(n＝1，2，3，)，此中E1為基態(tài)能量，其數(shù)值為E1＝－13.6eV.n②氫原子的半徑公式：rn＝n2r1(n＝1，2，3，)，此中r1為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑，其數(shù)值為r1＝0.53×10－10m.(3)能級(jí)圖中相關(guān)量意義的說(shuō)明．相關(guān)量意義能級(jí)圖中的橫線表示氫原子可能的能量狀態(tài)——定態(tài)橫線左端的數(shù)字“1，2，3”表示量子數(shù)橫線右端的數(shù)字“－13.6，－3.4”表示氫原子的能量表示相鄰的能量差，量子數(shù)越大，相鄰的能量相鄰橫線間的距離差越小，距離越小表示原子由較高能級(jí)向較低能級(jí)躍遷，原子躍帶箭頭的豎線遷的條件為hν＝Em－En4.兩類能級(jí)躍遷自覺躍遷：高能級(jí)→低能級(jí)，開釋能量，發(fā)出光子．光子的頻率ν＝E＝E高－E低.hh(2)受激躍遷：低能級(jí)→高能級(jí)，汲取能量．①光照(汲取光子)：汲取光子的所有能量，光子的能量一定恰等于能級(jí)差hν＝E.②碰撞、加熱等：可以汲取實(shí)物粒子的部分能量，只需入射粒子能量大于或等于能級(jí)差即可，E外≥ΔE.③大于電離能的光子被汲取，將原子電離．（一）對(duì)能級(jí)圖的理解和應(yīng)用【例1】(2019·山西太原一模)如圖是氫原子的能級(jí)表示圖．當(dāng)氫原子從n＝4的能級(jí)躍遷到n＝3的能級(jí)時(shí)，輻射出光子a；從n＝3的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)，輻射出光子b.以下判斷正確的選項(xiàng)是()A．在真空中光子a的波長(zhǎng)大于光子b的波長(zhǎng)B．光子b可使氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)C．光子a可能使處于n＝4能級(jí)的氫原子電離D．大批處于n＝3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多輻射

2種不一樣譜線【答案】

A【分析】

氫原子從

n＝4的能級(jí)躍遷到

n＝3

的能級(jí)的能級(jí)差小于從

n＝3

的能級(jí)躍遷到

n＝2的能級(jí)時(shí)的能級(jí)差，依據(jù)

Em－En＝hν知，光子

a的能量小于光子

b的能量，所以

a光的頻率小于

b光的頻率，光子

a的波長(zhǎng)大于光子b的波長(zhǎng)，故A正確；光子b的能量小于基態(tài)與任一激發(fā)態(tài)的能級(jí)差，所以不可以被基態(tài)的原子汲取，故B錯(cuò)誤；依據(jù)Em－En＝hν可求光子a的能量小于n＝4能級(jí)的電離能，所以不可以使處于n＝4能級(jí)的氫原子電離，C錯(cuò)誤；大批處于n＝3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多輻射3種不一樣譜線，故D錯(cuò)誤．【變式】氫原子能級(jí)如圖，當(dāng)氫原子從n＝3躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)為656nm.以下判斷正確的是()A．氫原子從

n＝2

躍遷到

n＝1的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)大于

656nmB．用波長(zhǎng)為

325nm

的光照耀，可使氫原子從

n＝1躍遷到

n＝2的能級(jí)C．一群處于

n＝3

能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生

3種譜線D．用波長(zhǎng)為

633nm

的光照耀，不可以使氫原子從

n＝2躍遷到

n＝3的能級(jí)【答案】CD【分析】依據(jù)氫原子的能級(jí)圖和能級(jí)躍遷規(guī)律，當(dāng)氫原子從n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)必定小于656nm，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；依據(jù)發(fā)生躍遷只好汲取和輻射必定頻率的光子，可知選項(xiàng)B錯(cuò)誤，正確；一群處于n＝3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)可以產(chǎn)生3種頻率的光子，所以選項(xiàng)C正確．（二）對(duì)原子核式結(jié)構(gòu)的理解

D【例2】(2019·上海理工大附中期中)以以下圖為盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的表示圖，圖中的顯微鏡可在圓周軌道上轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)顯微鏡前相連的熒光屏可觀察α粒子在各個(gè)角度的散射狀況．以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．在圖中的A、B兩地點(diǎn)分別進(jìn)行觀察，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)相同多B．在圖中的B地點(diǎn)進(jìn)行觀察，屏上觀察不就任何閃光C．盧瑟福采納不一樣金屬箔片作為α粒子散射的靶，觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基實(shí)情似D．α粒子發(fā)生散射的主要原由是α粒子撞擊到金原子后產(chǎn)生的反彈【答案】C【分析】.放在A地點(diǎn)時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)應(yīng)最多，說(shuō)明大多數(shù)射線基本不偏折，可知金箔原子內(nèi)部很空曠，故A錯(cuò)誤；放在B地點(diǎn)時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)較少，說(shuō)明較少射線發(fā)生偏折，可知原子內(nèi)部帶正電的體積小，故

B錯(cuò)誤；采納不一樣金屬箔片作為

α粒子散射的靶，觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基實(shí)情似，故

C正確；α粒子發(fā)生散射的主要原由是

α粒子遇到金原子庫(kù)侖力作用，且金原子質(zhì)量較大，從而出現(xiàn)的反彈，故D錯(cuò)誤．【變式】以以下圖是α粒子(氦原子核)被重金屬原子核散射的運(yùn)動(dòng)軌跡，M、N、P、Q是軌跡上的四點(diǎn)，在散射過(guò)程中可以以為重金屬原子核靜止．圖中所標(biāo)出的α粒子在各點(diǎn)處的加快度方向正確的選項(xiàng)是()A．M點(diǎn)B．N點(diǎn)C．P點(diǎn)D．Q點(diǎn)【答案】C【分析】.α粒子(氦原子核)和重金屬原子核都帶正電，相互排斥，加快度方向與α粒子所受斥力方向相同．帶電粒子加快度方向沿相應(yīng)點(diǎn)與重金屬原子核連線指向軌跡曲線的凹側(cè)，故只有選項(xiàng)C正確．熱門題型二氫原子的能量及變化規(guī)律氫原子躍遷時(shí)電子動(dòng)能、電勢(shì)能與原子能量的變化規(guī)律1．原子能量變化規(guī)律：En＝Ekn＋Epn＝E21，隨n增大而增大，隨n的減小而減小，此中E1＝－13.6eV.n2．電子動(dòng)能變化規(guī)律(1)從公式上判斷電子繞氫原子核運(yùn)動(dòng)時(shí)靜電力供給向心力即e2v2Ek＝ke2k2＝m，所以，隨r增大而減小．rr2r從庫(kù)侖力做功上判斷，當(dāng)軌道半徑增大時(shí)，庫(kù)侖引力做負(fù)功，故電子動(dòng)能減?。粗?，當(dāng)軌道半徑減小時(shí)，庫(kù)侖引力做正功，故電子的動(dòng)能增大．3．原子的電勢(shì)能的變化規(guī)律經(jīng)過(guò)庫(kù)侖力做功判斷，當(dāng)軌道半徑增大時(shí)，庫(kù)侖引力做負(fù)功，原子的電勢(shì)能增大．反之，當(dāng)軌道半徑減小時(shí)，庫(kù)侖引力做正功，原子的電勢(shì)能減?。迷幽芰抗紼n＝Ekn＋Epn判斷，當(dāng)軌道半徑增大時(shí)，原子能量增大，電子動(dòng)能減小，故原子的電勢(shì)能增大．反之，當(dāng)軌道半徑減小時(shí)，原子能量減小，電子動(dòng)能增大，故原子的電勢(shì)能減小．【例3】(2019·三明模擬)依照玻爾理論，一個(gè)氫原子中的電子從一半徑為ra的圓軌道自覺地直接躍遷到一半徑為rb的圓軌道上，已知ra>rb，則在此過(guò)程中()．原子要發(fā)出某一頻率的光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能減小，原子的能量也減?。右橙∧骋活l率的光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能減小，原子的能量也減小C．原子要發(fā)出一系列頻率的光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能減小，原子的能量也減?。右橙∫幌盗蓄l率的光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能增大，原子的能量也增大【答案】A.【分析】由玻爾氫原子理論知，電子軌道半徑越大，原子能量越大，當(dāng)電子從ra躍遷到rb時(shí)，原子能量減小，放出光子；在電子躍遷過(guò)程中，庫(kù)侖力做正功，原子的電勢(shì)能減??；由庫(kù)侖力供給電子做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，即

ke2mv2r2＝r，r減小，電子速度增大，動(dòng)能增大，綜上所述可知

A正確．【變式】

(多項(xiàng)選擇)(2019·宜昌模擬

)氫原子輻射出一個(gè)光子后，依據(jù)玻爾理論，下陳述明正確的選項(xiàng)是

(

)A．電子旋轉(zhuǎn)半徑減小B．氫原子能量增大C．氫原子電勢(shì)能增大D．核外電子速率增大【答案】AD.e2【分析】氫原子輻射出一個(gè)光子后，從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，氫原子的能量減小，軌道半徑減小，依據(jù)kr2mv2，得軌道半徑減小，電子速率增大，動(dòng)能增大，因?yàn)闅湓影霃綔p小的過(guò)程中電場(chǎng)力做正功，則氫原r子電勢(shì)能減小，故A、D項(xiàng)正確，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤．熱門三原子核的衰變、半衰期1．衰變規(guī)律及實(shí)質(zhì)(1)α衰變和β衰變的比較衰變種類α衰變?chǔ)滤プ兯プ兎匠蘉M－44MX→0ZX→Z－2Y＋2HeZMZ＋1Y＋－1e2個(gè)質(zhì)子和2此中子聯(lián)合成一個(gè)整體射出中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子和電子衰變實(shí)質(zhì)11411021H＋20n→2He0n→1H＋－1e勻強(qiáng)磁場(chǎng)中軌跡形狀衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒γ射線：γ射線常常是陪伴著α衰變或β衰變同時(shí)產(chǎn)生的．2．三種射線的成分和性質(zhì)構(gòu)符電荷電離能貫穿本名稱質(zhì)量成號(hào)量力領(lǐng)氦4α射線＋2e4u最強(qiáng)最弱2He核電11837β射線0－e較強(qiáng)較強(qiáng)－1e子u光γ射線γ00最弱最強(qiáng)子3.半衰期的理解半衰期的公式：N余＝N原1t/τ1t/τN余、2，m余＝m原2.式中N原、m原表示衰變前的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量，m余表示衰變后還沒有發(fā)生衰變的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量，t表示衰變時(shí)間，τ表示半衰期．（一）確立衰變次數(shù)的問(wèn)題【例

4】(多項(xiàng)選擇)(2019·南通模擬

)釷234Th90

擁有放射性，它能放出一個(gè)新的粒子而變?yōu)殓h

234Pa，同時(shí)陪伴有射91線產(chǎn)生，其方程為

23490Th→23491Pa＋X，釷的半衰期為

24天．則以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是

(

)A．X

為質(zhì)子B．X是釷核中的一此中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的C．γ射線是鏷原子核放出的D．1g釷234Th經(jīng)過(guò)120天后還剩0.3125g90【答案】BC【分析]依據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒知，釷核衰變過(guò)程中放出了一個(gè)電子，即X為電子，故A錯(cuò)誤；發(fā)生β衰變時(shí)開釋的電子是由核內(nèi)一此中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的，故B正確；γ射線是鏷原子核放出的，故C正確；釷的半衰期為24天，1234天即經(jīng)過(guò)5個(gè)半衰期，故經(jīng)過(guò)120天后還剩0.03125g，g釷90Th經(jīng)過(guò)120故D錯(cuò)誤．【技巧總結(jié)】確立衰變次數(shù)的方法AA′設(shè)放射性元素ZX經(jīng)過(guò)n次α衰變和m次β衰變后，變?yōu)榉€(wěn)固的新元素Z′Y.AA′40′－1e.(1)反響方程：ZX→ZY＋n2He＋m依據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒列方程A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m.兩式聯(lián)立解得：n＝A－A′A－A′，m＝＋Z′－Z.42注意：為了確立衰變次數(shù)，一般是由質(zhì)量數(shù)的改變先確立α衰變的次數(shù)，這是因?yàn)棣滤プ兊拇螖?shù)的多少對(duì)質(zhì)量數(shù)沒有影響，而后再依據(jù)衰變規(guī)律確立β衰變的次數(shù)．【變式】(多項(xiàng)選擇)(2019·梅州一模)關(guān)于天然放射現(xiàn)象，以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是()．若使放射性物質(zhì)的溫度高升，其半衰期將變大．β衰變所開釋的電子是原子核內(nèi)的質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶訒r(shí)產(chǎn)生的C．在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，α射線的電離能力最強(qiáng)238206D．鈾核(92U)衰變?yōu)殂U核(82Pb)的過(guò)程中，要經(jīng)過(guò)8次α衰變和6次β衰變【答案】CD【分析】半衰期的時(shí)間與元素的物理狀態(tài)沒關(guān)，若使某放射性物質(zhì)的溫度高升，其半衰期不變，故A錯(cuò)誤．β衰變所開釋的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的，故B錯(cuò)誤．在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，α射線的電離能力最強(qiáng)，故C正確．鈾核(23892U)衰變?yōu)殂U核(20682Pb)的過(guò)程中，每經(jīng)過(guò)一次α衰變質(zhì)子數(shù)少2，質(zhì)量數(shù)少4；而每經(jīng)過(guò)一次β衰變質(zhì)子數(shù)增添1，質(zhì)量數(shù)不變；由質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒，可知要經(jīng)過(guò)8次α衰變和6次β衰變，故D正確．（二）衰變射線的性質(zhì)【例5】．圖中曲線a、b、c、d為氣泡室中某放射物發(fā)生衰變放出的部分粒子的徑跡，氣泡室中磁感覺強(qiáng)度方向垂直于紙面向里．以下判斷可能正確的選項(xiàng)是()A．a(chǎn)、b為β粒子的徑跡C．c、d為α粒子的徑跡

B．a(chǎn)、b為γ粒子的徑跡D．c、d為β粒子的徑跡【答案】D【分析】.因?yàn)棣亮Ｗ訋д姡铝Ｗ訋ж?fù)電，γ粒子不帶電，據(jù)左手定章可判斷a、b可能為α粒子的徑跡，c、d可能為β粒子的徑跡，選項(xiàng)D正確．【變式】(多項(xiàng)選擇)一個(gè)靜止的放射性原子核處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，因?yàn)榘l(fā)生了衰變而在磁場(chǎng)中形成以以下圖的兩個(gè)圓形徑跡，兩圓半徑之比為1∶16，以下判斷中正確的選項(xiàng)是()A．該原子核發(fā)生了α衰變B．反沖原子核在小圓上逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)C．本來(lái)靜止的核，其原子序數(shù)為15D．放射性的粒子與反沖核運(yùn)動(dòng)周期相同【答案】BC【分析】衰變后產(chǎn)生的新核——即反沖核及放射的帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑rmv，因反沖核與放射的粒子動(dòng)量守恒，而反沖核電荷量較大，所以其半徑較小，而且反沖核帶正電荷，qB由左手定章可以判斷反沖核在小圓上做逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，在大圓上運(yùn)動(dòng)的放射粒子在衰變處由動(dòng)量守恒可知其向上運(yùn)動(dòng)，且順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，由左手定章可以判斷必定帶負(fù)電荷．所以，這個(gè)衰變?yōu)棣滤プ?，放出的粒子為電子，衰變方程為MM′－016.本來(lái)的放射性原子A→B＋2πm核的核電荷數(shù)為15，其原子序數(shù)為15.即A為P(磷)核，B為S(硫)核．由周期公式T＝qB可知，因電子與反沖核的比荷不一樣，它們?cè)趧驈?qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期不相同．（三）對(duì)半衰期的理解和應(yīng)用【例

6】(2018·高考江蘇卷

)已知

A和

B兩種放射性元素的半衰期分別為

T和

2T，則相同質(zhì)量的

A和

B經(jīng)過(guò)2T后，剩有的

A和

B質(zhì)量之比為

(

)A．1∶4

B．1∶2C．2∶1

D．4∶1【答案】B【分析】經(jīng)過(guò)2T，對(duì)A來(lái)說(shuō)是2個(gè)半衰期，A的質(zhì)量還剩1，經(jīng)過(guò)2T，對(duì)B來(lái)說(shuō)是1個(gè)半衰期，B的質(zhì)量4還剩1，所以剩有的A和B質(zhì)量之比為1∶2，選項(xiàng)B正確．2【變式】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的含量大體還有()mmA.4B.8mmC.16D.32【答案】C.【分析】經(jīng)過(guò)n個(gè)半衰期節(jié)余碘131的含量m′＝m1n131的含2.因32天為碘131的4個(gè)半衰期，故節(jié)余碘14m量：m′＝m2＝16，選項(xiàng)C正確．熱門題型四核反響種類與核反響方程1．核反響的四各種類種類可控性核反響方程典例α衰變自覺23892U→23490Th＋24He衰變2342340β衰變自覺90Th→91Pa＋－1e144171H7N＋2He→8O＋1(盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子)491212He＋4Be→6C＋0n(查德威克發(fā)現(xiàn)中子)人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯た刂?74132Al＋He→30P(約里奧·居里夫妻15＋10n發(fā)現(xiàn)放射性同位素，3030同時(shí)發(fā)現(xiàn)正電子)15P→14Si＋0＋1e2351n→144Ba＋89192563600重核裂變比較簡(jiǎn)單進(jìn)行人工控制235U＋1136Xe＋901920n→5438Sr＋100n輕核聚變很難控制2341n1120H＋H→He＋2.核反響方程式的書寫(1)熟記常有基本粒子的符號(hào)，是正確書寫核反響方程的基礎(chǔ)．1、中子140如質(zhì)子(1H)(0n)、α粒子(2He)、β粒子(－1023111掌握核反響方程遵守的規(guī)律，是正確書寫核反響方程或判斷某個(gè)核反響方程能否正確的依照，因?yàn)楹朔磻?yīng)不行逆，所以書寫核反響方程式時(shí)只好用“→”表示反響方向．核反響過(guò)程中質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒．【例7】(2018·高考全國(guó)卷Ⅲ)1934年，約里奧－居里夫妻用α粒子轟擊鋁核1327Al，產(chǎn)生了第一個(gè)人工放射性核素X：α＋1327()Al→n＋X.X的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為A．15和28B．15和30C．16和30D．17和31【答案】B【分析】將核反響方程式改寫成4271302He＋13Al→0n＋X，由電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒知，X應(yīng)為15X.【變式1】．(2018·高考北京卷)在核反響方程24He＋147N→178O＋X中，X表示的是()A．質(zhì)子B．中子C．電子D．α粒子【答案】A【分析】設(shè)X為ZAX，依據(jù)核反響的質(zhì)量數(shù)守恒：4＋14＝17＋Z，則Z＝1.電荷數(shù)守恒：2＋7＝8＋A，則A＝1，即X為11A正確，B、C、D錯(cuò)誤．H，為質(zhì)子，應(yīng)選項(xiàng)【變式2】(2018·高考天津卷)國(guó)家大科學(xué)工程——中國(guó)散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日初次打靶成功，獲取中子束流，可以為諸多領(lǐng)域的研究和工業(yè)應(yīng)用供給先進(jìn)的研究平臺(tái)，以下核反響中放出的粒子為中子的是()A.14俘獲一個(gè)α粒子，產(chǎn)生178O27307N并放出一個(gè)粒子B.13Al俘獲一個(gè)α粒子，產(chǎn)生15P并放出一個(gè)粒子C.11俘獲一個(gè)質(zhì)子，產(chǎn)生8635B4Be并放出一個(gè)粒子D.3Li俘獲一個(gè)質(zhì)子，產(chǎn)生2He并放出一個(gè)粒子【答案】B【分析】依據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知四個(gè)核反響方程分別為1441712743017N21H、132He→150n、＋He→8O＋Al＋P＋1118461345B＋1H→4Be＋2He、3Li＋1H→2He＋2He，故只有B項(xiàng)正確．熱門題型五核能的計(jì)算1．應(yīng)用質(zhì)能方程解題的流程圖(1)依據(jù)E＝mc2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)依據(jù)E＝m×931.5MeV計(jì)算．因1原子質(zhì)量單位(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．依據(jù)核子比聯(lián)合能來(lái)計(jì)算核能：原子核的聯(lián)合能＝核子的比聯(lián)合能×核子數(shù)．3.核能開釋的兩種門路的理解使較重的核分裂成中等大小的核．較小的核聯(lián)合成中等大小的核，核子的比聯(lián)合能都會(huì)增添，都可以開釋能量．【例8】(2017·高考江蘇卷)原子核的比聯(lián)合能曲線以以下圖．依據(jù)該曲線，以下判斷正確的有()4He核的聯(lián)合能約為4622324235U核中核子的均勻聯(lián)合能比89Kr核中的大923612【答案】BC.【分析】由題圖可知，47MeV，其聯(lián)合能應(yīng)為28MeV，故A錯(cuò)誤；比聯(lián)合能較大的核2He的比聯(lián)合能約為較穩(wěn)固，故B正確；比聯(lián)合能較小的核聯(lián)合成比聯(lián)合能較大的核時(shí)開釋能量，故C正確；比聯(lián)合能就是平均聯(lián)合能，故由圖可知D錯(cuò)誤．【變式】(2017·高考全國(guó)卷Ⅰ)大科學(xué)工程“人造太陽(yáng)”主若是將氘核聚變反響開釋的能量用來(lái)發(fā)電．氘核聚變22312311.0087u，反響方程是：1H＋1H→2He＋0n.已知1H的質(zhì)量為2.0136u,2He的質(zhì)量為3.0150u，0n的質(zhì)量為1u＝931MeV/c2.氘核聚變反響中開釋的核能約為()A．3.7MeVB．3.3MeVC．2.7MeVD．0.93MeV【答案】B.【分析】氘核聚變反響的質(zhì)量損失為m＝2×2.0136u－(3.0150u＋1.0087u)＝0.0035u，開釋的核能為Emc2＝0.0035×931MeV/c2×c2≈3.3MeV，選項(xiàng)B正確．【題型演練】1．一個(gè)146C核經(jīng)一次β衰變后，生成新原子核的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)分別是()A．6和8B．5和9C．8和6D．7和7【答案】D【分析】一個(gè)146C核經(jīng)一次β衰變后，生成新原子核，質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)增添1，質(zhì)量數(shù)為14，電荷數(shù)為7，即新核的質(zhì)子數(shù)為7，中子數(shù)也為7，應(yīng)選D.2．(2019·川遂寧一診四)不一樣色光的光子能量以下表所示．藍(lán)—色光紅橙黃綠紫靛1.612.002.072.142.76光子能量范圍2.53～～～～～～(eV)2.762.002.072.142.533.10氫原子部分能級(jí)的表示圖以以下圖．大批處于

n＝4能級(jí)的氫原子，發(fā)射出的光的譜線在可見光范圍內(nèi)，其顏色分別為

(

)A．紅、藍(lán)—靛

B．紅、紫C．橙、綠

D．藍(lán)—靛、紫【答案】

A【分析】計(jì)算出各種光子能量，而后和表格中數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，即可解決本題．氫原子處于第四能級(jí)，可以發(fā)出12.75eV、12.09eV、10.2eV、2.55eV、1.89eV、0.66eV的六種光子，此中1.89eV和2.55eV屬于可見光，1.89eV的光子為紅光，2.55eV的光子為藍(lán)—靛．3．(2019唐·山調(diào)研)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)本來(lái)靜止的146C原子核，它放出的粒子與反沖核的徑跡是兩個(gè)相內(nèi)切的圓，圓的直徑之比為7∶1，那么碳14的衰變方程應(yīng)為()A.146C→10e＋145BB.146C→24He＋104BeC.146C→12H＋125BD.146C→－10e＋147N【答案】D【分析】靜止的放射性原子核發(fā)生了衰變放出粒子后，新核的速度與粒子速度方向相反，放出的粒子與新核所受的洛倫茲力方向相同，

依據(jù)左手定章判斷出粒子與新核的電性相反，

依據(jù)

r＝mv，因粒子和新核的動(dòng)Bq量大小相等，可由半徑之比

7∶1確立電荷量之比為

1∶7，即可依據(jù)電荷數(shù)守恒及質(zhì)量數(shù)守恒得出核反響方程式為

D.4．(2019

·州凱里一中模擬貴

)居里夫妻和貝克勒爾因?yàn)閷?duì)放射性的研究而一起獲取

1903

年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，以下關(guān)于放射性的表達(dá)，正確的選項(xiàng)是

(

)A．自然界中只有原子序數(shù)大于

83的元素才擁有放射性B．三種天然放射線中，電離能力和穿透能力最強(qiáng)的是

α射線C．α衰變2384個(gè)質(zhì)子和144此中子構(gòu)成2．放射性元素的半衰期與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外面條件相關(guān)【答案】C【分析】原子序數(shù)大于83的元素都擁有放射性，小于83的個(gè)別元素也擁有放射性，故A錯(cuò)誤；α射線的穿透能力最弱，電離能力最強(qiáng)，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力最弱，故B錯(cuò)誤；依據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒得，產(chǎn)物X為23490X，則質(zhì)子為90個(gè)，中子數(shù)為234－90＝144個(gè)，故C正確；放射性元素的半衰期與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外面條件沒關(guān)，故D錯(cuò)誤．5．(2019·連模擬大)在足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，靜止的鈉的同位素2411Na發(fā)生衰變，沿與磁場(chǎng)垂直的方向開釋出一個(gè)粒子后，變?yōu)橐粋€(gè)新核，新核與放出粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡均為圓，以以下圖，以下說(shuō)法正確的()A．新核為24是新核的徑跡241211【答案】AB【分析】依據(jù)動(dòng)量守恒得知，放出的粒子與新核的速度方向相反，由左手定章判斷得知，放出的粒子應(yīng)帶負(fù)電，是β粒子，所以發(fā)生的是β衰變，依據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒知，衰變方程為2424011Na→12Mg＋－1e，2424可知新核為12Mg，故A正確，C錯(cuò)誤．由題意，靜止的鈉核11Na發(fā)生衰變時(shí)動(dòng)量守恒，開釋出的粒子與新核的動(dòng)量大小相等，兩個(gè)粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樾潞说碾姾闪看笥谒_釋出的粒子電荷量，由半徑公式

r＝mvqB得知，新核的半徑小于粒子的半徑，所以軌跡

2是新核的軌跡，故

B正確．依據(jù)洛倫茲力供給向心力，由左手定章判斷得知，新核要沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，故

D錯(cuò)誤．6．(2019

·山一中模擬唐

)以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是

(

)A.23994Pu變?yōu)?0782Pb，經(jīng)歷了

4次β衰變和

8次α衰變B．陰極射線的實(shí)質(zhì)是高頻電磁波C．玻爾提出的原子模型，否定了盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)D．貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，揭露了原子核內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)【答案】

AD【分析】設(shè)發(fā)生了x次α衰變和y次β衰變，依據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，2x－y＋82＝94,239＝207＋4x，解得：

x＝8，y＝4，故

A正確；陰極射線的實(shí)質(zhì)是高速的電子流，故

B錯(cuò)誤；玻爾提出的原子模型，成功解說(shuō)了氫原子發(fā)光現(xiàn)象，

但是沒有否定盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)，

故C

錯(cuò)誤．貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，揭露了原子核內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，故

D正確；應(yīng)選

AD.7．(2019

·東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)一模山

)以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是

(

)．紫外線照耀到金屬鋅板表面時(shí)可以產(chǎn)生光電效應(yīng)，則當(dāng)增大紫外線的照耀強(qiáng)度時(shí)，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能不會(huì)發(fā)生改變B．從n＝4能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)，氫原子的能量減小，電子的動(dòng)能減小C.23490Th衰變?yōu)?2286Rn，經(jīng)過(guò)3次α衰變，2次β衰變D．在某些恒星內(nèi)，3個(gè)α粒子聯(lián)合成一個(gè)121244.0026u，2已知1u＝931.5MeV/c2，則此核反響中開釋的核能約為1.16×10－12J【答案】ACD【分析】光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率相關(guān)，與入射光的強(qiáng)度沒關(guān)，選項(xiàng)A正確；從n＝4能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)，氫原子的能量減小，電子的動(dòng)能變大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在α衰變的過(guò)程中，電荷數(shù)少2，質(zhì)量數(shù)少4，在β衰變的過(guò)程中，電荷數(shù)多1，設(shè)經(jīng)過(guò)了m次α衰變