第56講 原子和原子核2024年高考一輪復(fù)習(xí)精細(xì)講義

第56講原子和原子核

——?jiǎng)澲攸c(diǎn)之精細(xì)講義系列

原子結(jié)構(gòu)

i.原子的核式結(jié)構(gòu)

(1)1909?19n年，英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福進(jìn)行了a粒子散射實(shí)驗(yàn),提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型.

(2)a粒子散射實(shí)驗(yàn)

①實(shí)驗(yàn)裝置：如下圖所示；②實(shí)驗(yàn)結(jié)果：a粒子穿過金箔后，絕大多數(shù)沿原方向前進(jìn),少數(shù)發(fā)生

較大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)角度大于90。，甚至被彈回.

(3)核式結(jié)構(gòu)模型：原子中心有一個(gè)很小的核，叫做原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)

量都集中在原子核里,帶負(fù)電的電壬在核外空間繞核旋轉(zhuǎn).

2.氫原子光譜

氫原子光譜線是最早被發(fā)現(xiàn)、研究的光譜線，這些光譜線可用一個(gè)統(tǒng)一的公式表示：

3.玻爾的原子模型

(1)玻爾理論

①軌道假設(shè)：原子中的電子在庫(kù)侖引力的作用下，繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)，電子繞核運(yùn)動(dòng)的可能

軌道是不連續(xù)的;

②定態(tài)假設(shè)：電子在不同的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，原子處于不同的狀態(tài).因而具有不同的能量，即原

子的能量是不連續(xù)的.這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)稱為定態(tài)，在各個(gè)定態(tài)中，處于基態(tài)的原子是

穩(wěn)定的，不向外輻射能量；

③躍遷假設(shè)：原子從一個(gè)能量狀態(tài)向另一個(gè)能量狀態(tài)躍遷時(shí)要放出或吸收一定頻率的光子，光

子的能量等于這兩個(gè)狀態(tài)的能量差，即hv=Em-En.

(2)幾個(gè)概念

①能級(jí)：在玻爾理論中，原子各個(gè)狀態(tài)的能量值；

②基態(tài)：原子能量最低的狀態(tài):

③激發(fā)態(tài)：在原子能量狀態(tài)中除基態(tài)之外的其他能量較高的狀態(tài)；

④量子數(shù)：原子的狀態(tài)是不連續(xù)的，用于表示原子狀態(tài)的正整數(shù).

(3)氫原子的能級(jí)和軌道半徑

①氫原子的半徑公式：%=&!(〃=1,2,3,-??)＞其中n為基態(tài)半徑，nXICTiOm；

②氫原子的能級(jí)公式：1,2,3,…)，其中Ei為基態(tài)能量，￡i=-13.6eV.

nz

原子核

1.原子核的組成

⑴原子核由質(zhì)子和中子組成,兩者統(tǒng)稱為核子.

(2)原子核常用夕X表示，X為元素符號(hào)，上角標(biāo)/表示核的質(zhì)量數(shù)，下角標(biāo)Z表示核的電荷數(shù)(原

子序數(shù)).

(3)同位素是具有相同的質(zhì)子數(shù)而中子數(shù)不同的原子核,在元素周期表中處于同一位置.

2.天然放射現(xiàn)象

(1)天然放射現(xiàn)象：某些元素自發(fā)放射某些射線的現(xiàn)象稱為天然放射現(xiàn)象，這些元素稱為放射性

兀素.

(2)三種射線的本質(zhì)：a射線是氮核,6射線是電子,丫射線是光子.

3.原子核的衰變

(1)衰變：原子核自發(fā)地放出某種粒子而轉(zhuǎn)變成新核的變化.可分為a衰變、B衰變,并伴隨著了

射線放出.

(2)半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時(shí)間.

4.放射性同位素的應(yīng)用

(1)利用射線：放射性同位素放出的射線應(yīng)用于工業(yè)、探傷、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等.

(2)作示蹤原子.

5.核反應(yīng)、核力與核能

(1)核反應(yīng)規(guī)律：在核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)守恒,電荷數(shù)守恒.

⑵核力

①概念：組成原子核的核子之間存在的作用力.

②核力特點(diǎn)

a.核力是強(qiáng)相互作用(強(qiáng)力)的一種表現(xiàn),在它的作用范圍內(nèi)，核力比庫(kù)侖力大得多.

b.核力是短程Xl()r5m之內(nèi).

c.每個(gè)核子只跟相鄰的核子發(fā)生核力作用,這種性質(zhì)稱為核力的飽和性.

(3)質(zhì)量虧損

①愛因斯坦質(zhì)能方程：E=m±.

②質(zhì)量虧損：原子核的質(zhì)量上壬組成它的核子的質(zhì)量之和的現(xiàn)象.

(4)結(jié)合能：克服核力束縛，使原子核分解為單個(gè)核子時(shí)需要的能量,或若干個(gè)核子在核力作用

下結(jié)合成原子核時(shí)需要的能量.

6.核裂變和核聚變

(1)重核裂變

①定義：使重核分裂成幾個(gè)質(zhì)量較小的原子核的核反應(yīng).

②鈾核裂變：用中子轟擊鈾核時(shí)，鈾核發(fā)生裂變，一種典型的反應(yīng)是生成鋼和氟，同時(shí)放出三

個(gè)中子，核反應(yīng)方程為：2/u+Jn-嘿Ba+股Kr+3dn.

③鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：由重核裂變產(chǎn)生中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程叫做核裂變的鏈?zhǔn)椒?/p>

應(yīng).

⑷2前大于臨界體積,或鈾塊質(zhì)量大于臨界質(zhì)量.

(2)輕核聚變

①定義：兩個(gè)輕核結(jié)合成較重的核,這樣的核反應(yīng)叫聚變.

②聚變發(fā)生的條件：使物體達(dá)到幾百萬(wàn)度的高溫.

考點(diǎn)一氫原子能級(jí)及能級(jí)躍遷

1.對(duì)氫原子的能級(jí)圖的理解

(1)氫原子的能級(jí)圖(如下圖).

(2)氫原子能級(jí)圖的意義：

①能級(jí)圖中的橫線表示氫原子可能的能量狀態(tài)一定態(tài).

②橫線左端的數(shù)字“1,2,3…”表示量子數(shù)，右端的數(shù)字“…”表示氫原子的能級(jí).

③相鄰橫線間的距離不相等，表示相鄰的能級(jí)差不等，量子數(shù)越大，相鄰的能級(jí)差越小.

④帶箭頭的豎線表示原子由較高能級(jí)向較低能級(jí)躍遷，原子躍遷條件為：

2.關(guān)于能級(jí)躍遷的三點(diǎn)說明

(1)當(dāng)光子能量大于或等于13.6eV時(shí)，也可以被處于基態(tài)的氫原子吸收，使氫原子電離；當(dāng)處

于基態(tài)的氫原子吸收的光子能量大于13.6eV,氫原子電離后，電子具有一定的初動(dòng)能.

(2)當(dāng)軌道半徑減小時(shí)，庫(kù)侖引力做正功，原子的電勢(shì)能減小，電子動(dòng)能增大，原子能量減小，

反之.軌道半徑增大時(shí)，原子電勢(shì)能增大、電子動(dòng)能減小，原子能量增大.

(3)一群氫原子處于量子數(shù)為〃的激發(fā)態(tài)時(shí)，可能輻射出的光譜線條數(shù)：N=C2=的

氫原子能級(jí)圖與原子躍遷問題的解答技巧

(1)能級(jí)之間躍迂時(shí)放出的光子頻率是不連續(xù)的.

(2)能級(jí)之間發(fā)生躍迂時(shí)放出(吸收)光子的頻率由九=&—瓦求得.若求波長(zhǎng)可由公式c=加求

得.

(3)一個(gè)氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為("一1).

(4)一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)的兩種求解方法.①用數(shù)學(xué)中的組合知識(shí)求解：N=

口"一1)?

2

②利用能級(jí)圖求解：在氫原子能級(jí)圖中將氫原子躍迂的各種可能情況一一畫出，然后相加.

【典例1】(多選)如圖所示為氫原子能級(jí)圖.下列說法正確的是()

A.一個(gè)處于〃=3能級(jí)的氫原子，可以吸收一個(gè)能量為0.7eV的光子

B.一個(gè)處于〃=3能級(jí)的氫原子，可以吸收一個(gè)能量為2eV的光子

C.大量處于〃=3能級(jí)的氫原子，躍遷到基態(tài)的過程中可以釋放出3種頻率的光子

D.氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷的過程中釋放的光子的能量不可能大于13.6eV

解析根據(jù)AE=Em—E”,可知0.76丫不在公￡范圍內(nèi)，人錯(cuò)誤.〃=3能級(jí)的氫原子，￡3=—1.51

eV,當(dāng)吸收能量為2eV的光子時(shí)，出現(xiàn)電離現(xiàn)象，B正確.根據(jù)Cg=3知，這些〃=3能級(jí)的氫原

子可以輻射出三種不同頻率的光子，C正確.根據(jù)輻射的光子能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差，可知，

從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷的過程中釋放的光子的能量最大值小于13.6eV,D正確.

答案BCD

【典例2】(多選)如圖為氫原子的能級(jí)示意圖，鋅的逸出功是3.34eV,下列對(duì)氫原子在能級(jí)躍

遷過程中發(fā)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發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象

B.一群處于〃=3能級(jí)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，能放出3種不同頻率的光

C.一群處于〃=3能級(jí)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，發(fā)出的光照射鋅板，鋅板表面所發(fā)出的光電子

的最大初動(dòng)能為8.75eV

D.用能量為10.3eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)

解析：選BC.從高能級(jí)向基態(tài)躍遷最小能量值為10.2eV>3.34eV一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)，A錯(cuò)；

"=3向基態(tài)躍遷時(shí)，輻射的光子頻率種類為C4=3種，B對(duì)；從〃=3躍遷到〃=1輻射光子的能量

為A￡=E3-Ei=12.09eV,照射鋅板最大初動(dòng)能Ek=（12.09—3.34）eV=8.75eV,C對(duì)；10.3eV的光

子能量不滿足能級(jí)差公式，不會(huì)使基態(tài)的氫原子躍遷，D錯(cuò).

【典例31（多選）如圖所示，氫原子可在下列各能級(jí)間發(fā)生躍遷，設(shè)從“=4到”=1能級(jí)輻射的

電磁波的波長(zhǎng)為小，從〃=4到n=2能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為右,從〃=2到?=1能級(jí)輻射的電磁

波的波長(zhǎng)為心，則下列關(guān)系式中正確的是（）

A.九<23B.23<22

C.九3>%2D.L=」--1--L

%3A12.2

解析：〃=4到?=1能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為21,從”=4到〃=2能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為

22,從〃=2到n—I能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為23,則九、九2、%的關(guān)系為h~>>h~,即

九力3力2力3

11rcr111111

九〈心，/I3V/I2,義即，=工+工，則上='一'，即正確選項(xiàng)為A、B.

42/12342九力342力3%1

【典例4】（多選）氫原子核外電子發(fā)生了兩次躍遷，第一次從外層軌道躍遷到〃=3軌道；第二

次核外電子再?gòu)摹?3軌道躍遷到〃=2軌道，下列說法中正確的是（）

A.兩次躍遷原子的能量增加相等

B.第二次躍遷原子的能量減小量比第一次的大

C.兩次躍遷原子的電勢(shì)能減小量均大于電子的動(dòng)能增加量

D.兩次躍遷原子均要放出光子，第一次放出的光子能量要大于第二次放出的光子能量

解析：選BC.氫原子核外電子從外層軌道躍遷到內(nèi)層軌道這一過程中，原子的能量減小，原子

要放出光子，由能量守恒定律可知原子的電勢(shì)能減小量大于電子的動(dòng)能增加量.又由氫原子能級(jí)圖

知因躍遷到"=3軌道放出的光子能量（或原子的能量減小量）最多為1.51eV,而氫原子核外電子從力

=3軌道躍遷到力=2軌道放出的光子的能量（或原子的能量減小量）為1.89eV,B、C正確.

【典例5】（1）（多選）用大量具有一定能量的電子轟擊大量處于基態(tài)的氫原子，觀測(cè)到了一定數(shù)

目的光譜線，如圖.調(diào)高電子的能量再次進(jìn)行觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)光譜線的數(shù)目比原來增加了5條.用A〃表

示兩次觀測(cè)中最高激發(fā)態(tài)的量子數(shù)"之差，E表示調(diào)高后電子的能量.根據(jù)圖所示的氫原子的能級(jí)

圖可以判斷，A〃和E的可能值為（）

A.A/7=1,13.22eV<￡<13.32eV

B.AM=2,13.22eV<￡,<13.32eV

C.Aw=1,12.75€￥<￡,<13.06eV

D.An=2,12.75eV<￡<13.06eV

(2)如圖所示為氫原子的能級(jí)圖.用光子能量為13.06eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，可能

觀測(cè)到氫原子發(fā)射的不同波長(zhǎng)的光有種，其中最短波長(zhǎng)為m(已知普朗克常量

AXIO^34Js).

解析：(1)由原子在某一級(jí)級(jí)躍遷最多發(fā)射譜線數(shù)Ca可知C3=l,3=3,C?=6,Cg=10,CV=

15.

由題意可知比原來增加5條光譜線，則調(diào)高電子能量前后，最高激發(fā)態(tài)的量子數(shù)分別可能為2

4口4,5才口6......A〃=2和△"=1.

當(dāng)A〃=2時(shí)：

原子吸收了實(shí)物粒子(電子)的能量，則調(diào)高后電子的能量后》反一百，E<ELEI

所以E》[-0.85-(-13.60)]eV=12.75eV

￡<[-0.54-(-13.60)]eV=13.06eV

所以12.75eVW￡V13.06eV

故D正確.

同理當(dāng)時(shí)，使調(diào)高后電子的能量滿足

E6-El^E<E1-El

[-0.38—(一13.60)]eVWEV[—0.28—(—13.60)]eV

13.22eV^￡<13.32eV

故A正確.

(2)13.6eV-13.06eV=0.54eV,可見用光子能量為13.06eV的光照射氫原子可使氫原子由基態(tài)

躍遷到第5能級(jí)，氫原子由第5能級(jí)躍遷到低能級(jí)，能夠輻射的頻率種類為Cg=10種，由

=〃，知，能級(jí)差最大對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)最短，最大能級(jí)差為13.06eV,則幺='c=錯(cuò)誤!XlO^m.

2AE

答案：X10-8

考點(diǎn)二原子核與原子核的衰變

1.衰變規(guī)律及實(shí)質(zhì)

(1)兩種衰變的比較

衰變類型a衰變。衰變

衰變方程夕XT?Y+iHe夕X-z+lY+^e

2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)整體中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電

衰變實(shí)質(zhì)

射出子

2|H+2|n-,HeJn-]H+_9e

衰變規(guī)律質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒

(2為射線：丫射線經(jīng)常是伴隨著a衰變或0衰變同時(shí)產(chǎn)生的.其實(shí)質(zhì)是放射性原子核在發(fā)生a衰變

或B衰變的過程中，產(chǎn)生的新核由于具有過多的能量(核處于激發(fā)態(tài))而輻射出光子.

2.原子核的人工轉(zhuǎn)變

用高能粒子轟擊靶核，產(chǎn)生另一種新核的反應(yīng)過程.

(1)盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為：號(hào)N+ftle-VO+IH.

(2)查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為：

?Be+夕He-%C+Jn.

(3)居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素和正電子的核反應(yīng)方程為：召Al+3He-積P+尿

那一褥i+Me.

3.確定衰變次數(shù)的方法

因?yàn)镻衰變對(duì)質(zhì)量數(shù)無(wú)影響，先由質(zhì)量數(shù)的改變確定a衰變的次數(shù)，然后再根據(jù)衰變規(guī)律確定p

衰變的次數(shù).

4.半衰期

T

(1)公式：7￥東="原@'m^=mSE)

(2)影響因素：放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部自身因素決定的，跟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).

【典例6】在下列描述核過程的方程中，屬于a衰變的是,屬于B衰變的是,

屬于裂變的是,屬于聚變的是________.(填正確答案標(biāo)號(hào))

AJK一號(hào)N+Le

B.否P-招S+°ie

CP馥U-2的Th+9He

DMN+洱e-RO+lH

E.2的U+Jn-哦Xe+器Sr+2Jn

F6H+汨f-He+Jn

解析：a衰變是一種元素衰變成另一種元素過程中釋放出a粒子的現(xiàn)象，選項(xiàng)C為a衰變；P衰變

為衰變過程中釋放出p粒子的現(xiàn)象，選項(xiàng)A、B均為p衰變；重核裂變是質(zhì)量較大的核變成質(zhì)量較小

的核的過程，選項(xiàng)E是常見的一種裂變；聚變是兩個(gè)較輕的核聚合成質(zhì)量較大的核的過程，選項(xiàng)F

是典型的核聚變過程.

答案：CABEF

【典例7](1)原子核2弱U經(jīng)放射性衰變①變?yōu)樵雍说鶷h,繼而經(jīng)放射性衰變②變?yōu)樵雍酥肞a,

再經(jīng)放射性衰變③變?yōu)樵雍岁注?、②和③依次?)

A.a衰變、0衰變和B衰變B.p衰變、a衰變和|3衰變

C.p衰變、p衰變和a衰變D.a衰變、p衰變和a衰變

(2)法國(guó)科學(xué)家貝可勒爾(H.A.Becquerel)在1896年發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象.如圖反映的是放射性元

素鈾核衰變的特性曲線.由圖可知，鈾的半衰期為年；請(qǐng)?jiān)谙率降睦ㄌ?hào)中，填入鈾在衰變

過程中原子核放出的粒子的符號(hào).

2諼U-288Th+()

解析(1)衰變過程中電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒，由題意可得衰變方程分別為：

2朗U-2觥Th+夕He,2觥Th-2ma+de,Wa->W+-?e,所以A對(duì).

(2)根據(jù)半衰期的定義，由題圖坐標(biāo)軸數(shù)據(jù)可知，鈾的半衰期為1620年；由核反應(yīng)所遵循的電

荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知，衰變過程中放出的粒子的電荷數(shù)為Z=92-90=2,質(zhì)量數(shù)為/=238

-234=4,符號(hào)為夕He.

答案（1）A（2）16204He

【典例8】（多選）放射性元素在衰變過程中，有些放出a射線，有些放出［3射線，有些在放出a射

線或B射線的同時(shí)，還以射線的形式釋放能量.例如磷Th核的衰變過程可表示為鐲Th-2,pa+_?e

+丫，關(guān)于此衰變，下列說法正確的是（）

A/MTh核的質(zhì)量等于2軸a核的質(zhì)量

B.Wh核的質(zhì)量大于2國(guó)Pa核的質(zhì)量

C.一個(gè)葡Th核衰變成一個(gè)喇Pa核后，中子數(shù)減少了1

D.丫射線是由Th原子的外層電子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)釋放出的

解析：選BC.衰變前后有質(zhì)量虧損，因?yàn)橛心芰酷尫?，Th核的質(zhì)量大于2鐘Pa核的質(zhì)量，故A

錯(cuò)誤，B正確.一個(gè)碟Th核有234—90=144個(gè)中子，一個(gè)領(lǐng)Pa核有234—91=143個(gè)中子，中子

數(shù)減少了1,故C正確.放射性物質(zhì)衰變時(shí)放出來的丫光子，來自原子核，D錯(cuò)誤.

【典例9】（多選）靜止的鐳原子核2懿Ra經(jīng)一次a衰變后變成一個(gè)新核Rn,則下列相關(guān)說法正確

的是（）

A.該衰變方程為2熊Ra-循Rn+3He

B.若該元素的半衰期為了，則經(jīng)過2r的時(shí)間，2kg的%Ra中有1.5kg已經(jīng)發(fā)生了衰變

C.隨著該元素樣品的不斷衰變，剩下末衰變的原子核哪Ra越來越少，其半衰期也變短

D.若把該元素放到密閉的容器中，則可以減慢它的衰變速度

t

陣

解析：2ilRa-2^Rn+^He,可判斷A正確.由"尸加obJ,可知，/=2??時(shí)，"z=0.5kg,則已衰

變的鐳為加表=2kg—0.5kg=1.5kg,B正確.放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部自身因素決定

的，跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒有關(guān)系，C、D錯(cuò)誤.

【典例10］（1）（多選￥弱Th（針）經(jīng)過一系歹皈衰變和0衰變，變成2毀Pb（鉛）.以下說法正確的是（）

A.鉛核比鉉核少8個(gè)質(zhì)子

B.鉛核比牡核少16個(gè)中子

C.共經(jīng)過4次a衰變和6次B衰變

D.共經(jīng)過6次a衰變和4次|3衰變

（2）約里奧一居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性元素WP衰變成君Si的同時(shí)放出另一種粒子，這種粒子是

罟P是否P的同位素，被廣泛應(yīng)用于生物示蹤技術(shù)，1mg的罟P隨時(shí)間衰變的關(guān)系如圖所示，請(qǐng)

估算4mg的窗經(jīng)多少天的衰變后還剩0.25mg?

解析：（1）設(shè)ci衰變次數(shù)為x,B衰變次數(shù)為乃由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得232=208+4x,90=

82+2x-y,解得x=6,y=4,C錯(cuò)、D對(duì).鉛核、包核的質(zhì)子數(shù)分別為82、90,故A對(duì).鉛核、

牡核的中子數(shù)分別為126、142,故B對(duì).

（2）寫出衰變方程為四P--49Si+*ie,故這種粒子為be（正電子）

tJ_

由加一f圖知否P的半衰期為14天，由機(jī)余=加腐（；廣得0.25mg=4mgxg）14,故f=56天.

答案：（l）ABD（2）正電子56天

考點(diǎn)三核反應(yīng)類型、核能

1.核反應(yīng)類型

(1)核反應(yīng)的四種類型：衰變、人工轉(zhuǎn)變、裂變和聚變.

(2)核反應(yīng)過程一般都是不可逆的，所以核反應(yīng)方程只能用單向箭頭連接并表示反應(yīng)方向，不能

用等號(hào)連接.

(3)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)律杜撰出生成物來寫核反

應(yīng)方程.

(4)核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，核反應(yīng)過程中反應(yīng)前后的總質(zhì)量一般會(huì)發(fā)生變化.

(5)核反應(yīng)遵循電荷數(shù)守恒.

2.計(jì)算核能的幾種方法

(1)根據(jù)公￡=公加。2計(jì)算，計(jì)算時(shí)△加的單位是“kg”，c的單位是“m/s”，△￡的單位是“J”.

(2)根據(jù)"1=公加義931.5]\16丫計(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)A加的單位是“u”，A￡■的單位是“MeV”.

(3)根據(jù)平均結(jié)合能來計(jì)算核能

原子核的結(jié)合能=平均結(jié)合能義核子數(shù).

(4)有時(shí)可結(jié)合動(dòng)量守恒和能量守恒進(jìn)行分析計(jì)算，此時(shí)應(yīng)注意動(dòng)量、動(dòng)能關(guān)系式02=2m￡k的應(yīng)

用.

(1)核反應(yīng)方程的書寫方法

①熟記常見基本粒子的符號(hào)是正確書寫核反應(yīng)方程的基礎(chǔ).如質(zhì)子(m)、中子(質(zhì))、a粒子(iHe)、

P粒子(一怛)、正電子㈣、笊核(汨)、氤核(汨)等.

②掌握核反應(yīng)方程遵守的規(guī)律是正確書寫核反應(yīng)方程或判斷某個(gè)核反應(yīng)方程是否正確的依據(jù)，

所以要理解并應(yīng)用好質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒的規(guī)律.

③熟悉核反應(yīng)的四種基本類型，可以幫助我們理清思路，很快寫出正確的核反應(yīng)方程.

(2)核能釋放的兩種途徑的理解

中等大小的原子核的比結(jié)合能最大，這些核最穩(wěn)定.

①使較重的核分裂成中等大小的核.

②使較小的核結(jié)合成中等大小的核.兩種途徑都可以使核子的比結(jié)合能增加，都可以釋放能量.

【典例111笊核和氤核可發(fā)生熱核聚變而釋放巨大的能量，該反應(yīng)方程為：汨+歸一加e+x,

式中x是某種粒子.已知:汨、汨、夕He和粒子x的質(zhì)量分別為2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.008

7u；1u=931.5MeV/c?,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MeV(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).

解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得：x的電荷數(shù)為0,質(zhì)量數(shù)為(2+3—4)=1,可知x為中子.由

愛因斯坦質(zhì)能方程得AE=A〃?C2=(2.0141u+3.0161u-4.0026u-1.0087u)c2=0.0189uX931.5

MeV=17.6MeV.

答案：(1"

【典例12](多選)我國(guó)科學(xué)家研制“兩彈”所涉及的基本核反應(yīng)方程有：

(1)2/U+ln-毀Sr+1就Xe+瓦n

(2)汨+汨一扭e+如1

關(guān)于這兩個(gè)方程的下列說法正確的是()

A.方程(1)屬于a衰變

B.方程(1)屬于重核裂變

C.方程(2)屬于輕核聚變

D.方程(1)中左=10,方程(2)中d=l

解析：選BCD.方程(1)屬于重核裂變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；方程(2)屬于輕核聚變，選項(xiàng)C正

確；由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒知，235+1=90+136+左，方程(1)中左=10,2+3=4+4,方程(2)中

d=l,選項(xiàng)D正確.

【典例13](多選)核反應(yīng)堆是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng)，釋放出大量核能F啦U+dn-嗤Ba

+器Kr+aX是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種，X是某種粒子，。是X粒子的個(gè)數(shù)，用加u、

〃?Ba、加Kr分別表示2/U、嗤Ba、貂Kr核的質(zhì)量，SX表示X粒子的質(zhì)量，C為真空中的光速，以下說

法正確的是()

A.X為中子，a=2

B.X為中子，。=3

C.上述核反應(yīng)中放出的核能A￡uQwu—〃?Ba—-2〃?x)c2

D.上述核反應(yīng)中放出的核能AE=(mu—〃?Ba—SKr—3加X)c2

解析：選BC.核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒，則知2/U+山一嗤Ba+貂Kr+aX中X為山，

a=3,則A錯(cuò)，B對(duì).

由可得：A￡=(加u+mx—%Ba—AWKT-3mx)c2—(mv-"?Ba一加Kr-2/HX)C2,則C正確，D

錯(cuò)誤.

【典例14】2015年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)在瑞典皇家科學(xué)院揭曉，日本科學(xué)家樨田隆章和加拿大科學(xué)

家阿瑟，因發(fā)現(xiàn)中微子振蕩，證明中微子有質(zhì)量而獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).核聚變電站被稱為“人

造太陽(yáng)”，它來自下面的反應(yīng)：4個(gè)質(zhì)子(氫核)聚變成1個(gè)a粒子，同時(shí)釋放2個(gè)正電子和2個(gè)中微

子，質(zhì)子、氫核、正電子、中微子的質(zhì)量分別為如、m2、加3、機(jī)4,真空中的光速為C,此聚變的核

反應(yīng)方程是(中微子可略去不寫)，核反應(yīng)過程中釋放的能量A￡=.

解析：根據(jù)參與反應(yīng)的粒子種類及生成粒子的種類，根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒寫出核反應(yīng)

方程式，即4|H—?He+2麗=(4加一加2—2g—2比4),根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程Afi'nAwjc?可知，核反

應(yīng)過程中釋放的能量A￡=(4加1—m2—21n3—2m4)c2.

答案：4|Hf夕He+2?e(4mi—mi—2加3—2/M4)C2

【典例15】一靜止的硬U核經(jīng)a衰變成為2的Th核，釋放出的總動(dòng)能為4.27MeV.問：此衰變后

2MTh核的動(dòng)能為多少M(fèi)eV?(保留1位有效數(shù)字)

解析：根據(jù)題意知：此a衰變的衰變方程為

2第U-2觥Th+夕He

根據(jù)動(dòng)量守恒定律得mava=m-nVTh?

式中，冽a和冽Th分別為a粒子和Th核的質(zhì)量，％和。Th分別為a粒子和Th核的速度的大小，由

題設(shè)條件知

-mVa+濟(jì)h=Ek②

2a2

也=工③

加Th234

式中￡k=4.27MeV,是a粒子與Th核的總動(dòng)能.

由①②③式得，相Th濟(jì)h=也Ek@

2ma+mih

代入數(shù)據(jù)得，衰變后2^Th核的動(dòng)能

L"Tho}h=0.07MeV⑤

2

答案：0.07MeV

1.（2023?湖北?統(tǒng)考高考真題）2022年10月，我國(guó)自主研發(fā)的"夸父一號(hào)"太陽(yáng)探測(cè)衛(wèi)星成功發(fā)射。

該衛(wèi)星搭載的萊曼阿爾法太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡可用于探測(cè)波長(zhǎng)為121.6nm的氫原子譜線（對(duì)應(yīng)的光子能量

為10.2eV）。根據(jù)如圖所示的氫原子能級(jí)圖，可知此譜線來源于太陽(yáng)中氫原子（）

A.n=2和n=1能級(jí)之間的躍遷B.n=3和n=1能級(jí)之間的躍遷

C.n=3和n=2能級(jí)之間的躍遷D.n=4和n=2能級(jí)之間的躍遷

【答案】A

【詳解】由圖中可知n=2和n=l的能級(jí)差之間的能量差值為

△￡1=E2-Ei=-3.4eV-（-13.6eV）=10.2eV

與探測(cè)器探測(cè)到的譜線能量相等，故可知此譜線來源于太陽(yáng)中氫原子〃=2和,1=1能級(jí)之間的躍遷。

故選Ao

2.（2023?重慶?統(tǒng)考高考真題）原子核2款J可以經(jīng)過多次a和產(chǎn)衰變成為穩(wěn)定的原子核喝Pb,在該過

程中，可能發(fā)生的￡衰變是（）

A.2彳汨-2ggRa+_°e

B-2推i-2鼾o+_；e

C.2瓢a》需AC+%

D-2群。-2飄+%

【答案】A

【詳解】原子核畤yzU衰變成為oz穩(wěn)定的原子核組Pb質(zhì)量數(shù)減小了28,則經(jīng)過了7次a衰變，中間生成

的新核的質(zhì)量數(shù)可能為231,227,223,219,215,211,則發(fā)生￡衰變的原子核的質(zhì)量數(shù)為上述各

數(shù)，則BCD都不可能，根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，選項(xiàng)A反應(yīng)正確。

故選Ao

3.（2020?北京?統(tǒng)考高考真題）氫原子能級(jí)示意如圖。現(xiàn)有大量氫原子處于幾=3能級(jí)上，下列說法

正確的是（）

A.這些原子躍遷過程中最多可輻射出2種頻率的光子

B.從n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)比躍遷到n=2能級(jí)輻射的光子頻率低

C.從?1=3能級(jí)躍遷到n-4能級(jí)需吸收0.66eV的能量

D.n=3能級(jí)的氫原子電離至少需要吸收13.6eV的能量

【答案】C

【詳解】A.大量氫原子處于n=3能級(jí)躍遷到n=1最多可輻射出髭=3種不同頻率的光子，故A

錯(cuò)誤；

B.根據(jù)能級(jí)圖可知從n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射的光子能量為

hvt=13.6eV-l.51eV

從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)輻射的光子能量為

hv2=3.4eV-1.51eV

比較可知從n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)比躍遷到n=2能級(jí)輻射的光子頻率高，故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)能級(jí)圖可知從n=3能級(jí)躍遷到幾=4能級(jí)，需要吸收的能量為

E=1.51eV-0.85eV=0.66eV

故C正確；

D.根據(jù)能級(jí)圖可知?dú)湓犹幱趎=3能級(jí)的能量為1.51eV,故要使其電離至少需要吸收1.51eV的

能量，故D錯(cuò)誤；

故選Co

4.（2022?廣東?高考真題）目前科學(xué)家已經(jīng)能夠制備出能量量子數(shù)〃較大的氫原子。氫原子第〃能級(jí)

的能量為扁=今，其中Ei=-13.6eV。圖是按能量排列的電磁波譜，要使幾=20的氫原子吸收一

個(gè)光子后，恰好失去一個(gè)電子變成氫離子，被吸收的光子是（）

A.紅外線波段的光子B.可見光波段的光子

C.紫外線波段的光子D.X射線波段的光子

【答案】A

【詳解】要使處于〃=20的氫原子吸收一個(gè)光子后恰好失去一個(gè)電子變成氫離子，則需要吸收光子的

能量為

-13.6

F=0-（——z-）eV=0.034eV

i202J

因?yàn)?/p>

lO^eV>0.034eV>10-2eV

則被吸收的光子是紅外線波段的光子。

故選Ao

5.（2022?浙江?統(tǒng)考高考真題）如圖為氫原子的能級(jí)圖。大量氫原子處于"=3的激發(fā)態(tài)，在向低能級(jí)

躍遷時(shí)放出光子，用這些光子照射逸出功為2.29eV的金屬鈉。下列說法正確的是（）

B.〃=3躍遷到〃=1放出的光子動(dòng)量最大

C.有3種頻率的光子能使金屬鈉產(chǎn)生光電效應(yīng)

D.用0.85eV的光子照射，氫原子躍遷到〃=4激發(fā)態(tài)

【答案】B

【詳解】A.從力=3躍遷到"=1放出的光電子能量最大，根據(jù)

Ek=E-W0

可得此時(shí)最大初動(dòng)能為

Ek=9.8eV

故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)

h.hv

P=廠"

E=hv

又因?yàn)閺摹?3躍遷到”=1放出的光子能量最大，故可知?jiǎng)恿孔畲?，故B正確；

C.大量氫原子從〃=3的激發(fā)態(tài)躍遷基態(tài)能放出C：=3種頻率的光子，其中從〃=3躍遷到〃=2放出

的光子能量為

^Ek=3.4eV-1.51eV=1.89eV<2.29eV

不能使金屬鈉產(chǎn)生光電效應(yīng)，其他兩種均可以，故C錯(cuò)誤；

D.由于從〃=3躍遷到〃=4能級(jí)需要吸收的光子能量為

△E=1.51eV-0.85eV=0.66eV豐0.85eV

所以用0.85eV的光子照射，不能使氫原子躍遷到,7=4激發(fā)態(tài)，故D錯(cuò)誤。

故選Bo

6.（2022?重慶?高考真題）如圖為氫原子的能級(jí)示意圖。已知藍(lán)光光子的能量范圍為2.53~2.76eV,

紫光光子的能量范圍為2.76~3.10eV。若使處于基態(tài)的氫原子被激發(fā)后，可輻射藍(lán)光，不輻射紫光,

則激發(fā)氫原子的光子能量為（）

【答案】C

【詳解】由題知使處于基態(tài)的氫原子被激發(fā)后，可輻射藍(lán)光，不輻射紫光，則由藍(lán)光光子能量范圍

可知從氫原子從〃=4能級(jí)向低能級(jí)躍遷可輻射藍(lán)光，不輻射紫光（即從"=4,躍遷到〃=2輻射

藍(lán)光），則需激發(fā)氫原子到〃=4能級(jí)，則激發(fā)氫原子的光子能量為

AE=E4-Ei=

故選Co

7.（2022?福建?高考真題）2011年3月，日本發(fā)生的大地震造成了福島核電站核泄漏。在泄露的污

染物中含有大量放射性元素*1,其衰變方程為*1-喝Xe+°e,半衰期為8天，已知g=

131.03721U,mXe=131.03186u,me=0.000549u,則下列說法正確的是（）

A.衰變產(chǎn)生的0射線來自于原子的核外電子

B.該反應(yīng)前后質(zhì)量虧損0.00535u

C.放射性元素嚕I發(fā)生的衰變?yōu)閍衰變

D.經(jīng)過16天，75%的11I原子核發(fā)生了衰變

【答案】D

【詳解】A.1眈衰變時(shí)，原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子，大量電子從原子核釋放出來形成0射線，

故A錯(cuò)誤；

B.該反應(yīng)前后質(zhì)量虧損為

△m=771]-7nxe~me=131,03721u—131.03186u—0.000549u=0.004801u

故B錯(cuò)誤；

c.放射性元素i常發(fā)生的衰變?yōu)锽衰變，故c錯(cuò)誤；

D.由于半衰期為8天，可知經(jīng)過16天，即經(jīng)過兩個(gè)半衰期，75%的原子核發(fā)生了衰變，故D

正確。

故選D。

8.（2022?天津?高考真題）從夸父逐日到羲和探日，中華民族對(duì)太陽(yáng)的求知探索從未停歇。2021年

10月，我國(guó)第一顆太陽(yáng)探測(cè)科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星"羲和號(hào)"順利升空。太陽(yáng)的能量由核反應(yīng)提供，其中

一種反應(yīng)序列包含核反應(yīng)：pie+9He-fHe+ZX,下列說法正確的是（）

A.X是中子B.該反應(yīng)有質(zhì)量虧損

C.；He比弭e的質(zhì)子數(shù)多D.該反應(yīng)是裂變反應(yīng)

【答案】B

【詳解】A.根據(jù)核反應(yīng)過程滿足質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X的質(zhì)量數(shù)為1,電荷數(shù)為1,可知X

是質(zhì)子，故A錯(cuò)誤；

BD.兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，核反應(yīng)屬于聚變反應(yīng)，反應(yīng)過程存在質(zhì)量虧損，釋放能量，故

B正確，D錯(cuò)誤；

C.：He與狙e的質(zhì)子數(shù)相同，均為2個(gè)質(zhì)子，故C錯(cuò)誤。

故選Bo

9.（2023?浙江?高考真題）宇宙射線進(jìn)入地球大氣層與大氣作用會(huì)產(chǎn)生中子，中子與大氣中的氮14

會(huì)產(chǎn)生以下核反應(yīng)：LN+/七冤+擔(dān)，產(chǎn)生的看氣能自發(fā)進(jìn)行.衰變，其半衰期為5730年，利

用碳14的衰變規(guī)律可推斷古木的年代.下列說法正確的是（）

A.3c發(fā)生0衰變的產(chǎn)物是SN

B.0衰變輻射出的電子來自于碳原子的核外電子

c.近年來由于地球的溫室效應(yīng)，引起3c的半衰期發(fā)生微小變化

D.若測(cè)得一古木樣品的3c含量為活體植物的1則該古木距今約為11460年

o4

【答案】D

【詳解】A.根據(jù)

-C/4N+?e

67—1

即，久發(fā)生S衰變的產(chǎn)物是14Nr選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.0衰變輻射出的電子來自于原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)放出的電子，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.半衰期是核反應(yīng)，與外界環(huán)境無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.若測(cè)得一古木樣品的3c含量為活體植物的;，可知經(jīng)過了2個(gè)半衰期，則該古木距今約為5730x2

年=11460年，選項(xiàng)D正確。

故選D。

10.（2023?湖南?統(tǒng)考高考真題）2023年4月13日，中國(guó)“人造太陽(yáng)"反應(yīng)堆中科院環(huán)流器裝置（EAST）

創(chuàng)下新紀(jì)錄，實(shí)現(xiàn)403秒穩(wěn)態(tài)長(zhǎng)脈沖高約束模等離子體運(yùn)行，為可控核聚變的最終實(shí)現(xiàn)又向前邁出

了重要的一步，下列關(guān)于核反應(yīng)的說法正確的是（）

A.相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變比重核裂變釋放的核能更多

B.笊京核聚變的核反應(yīng)方程為洱+；H-2He+_?e

C.核聚變的核反應(yīng)燃料主要是鈾235

D.核聚變反應(yīng)過程中沒有質(zhì)量虧損

【答案】A

【詳解】A.相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變比重核裂變釋放的核能更多，A正確；

B.根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒可知，笊敬核聚變的核反應(yīng)方程為

：H+；H闿He+jn

B錯(cuò)誤；

C.核聚變的核反應(yīng)燃料主要是笊核和旅核，C錯(cuò)誤；

D.核聚變反應(yīng)過程中放出大量能量，有質(zhì)量虧損，D錯(cuò)誤。

故選Ao

11.（2023?浙江?統(tǒng)考高考真題）"玉兔二號(hào)”裝有核電池，不懼漫長(zhǎng)寒冷的月夜。核電池將衰變

釋放的核能一部分轉(zhuǎn)換成電能。的衰變方程為^Pu-^U+fHe,則（）

A.衰變方程中的X等于233B.fHe的穿透能力比y射線強(qiáng)

C.2j：Pu比的比結(jié)合能小D.月夜的寒冷導(dǎo)致2腳Pu的半衰期變大

【答案】C

【詳解】A.根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，衰變方程為

2^Put2款j+：He

即衰變方程中的X=234,故A錯(cuò)誤；

B.科e是a粒子，穿透能力比v射線弱，故B錯(cuò)誤；

C.比結(jié)合能越大越穩(wěn)定,由于嗡Pu衰變成為了嚼U,故29J比嘴Pu穩(wěn)定,即嘴Pu比曦U的比結(jié)

合能小，故C正確；

D.半衰期由原子核本身決定的，與溫度等外部因素?zé)o關(guān)，故D錯(cuò)誤。

故選Co

12.（2023?天津?統(tǒng)考高考真題）關(guān)于太陽(yáng)上進(jìn)行的核聚變，下列說法正確的是（）

A.核聚變需要在高溫下進(jìn)行B.核聚變中電荷不守恒

C.太陽(yáng)質(zhì)量不變D.太陽(yáng)核反應(yīng)方程式：235l^14192l

yzu+un5oBa+3。Kr+3un

【答案】A

【詳解】A.因?yàn)楦邷貢r(shí)才能使得粒子的熱運(yùn)動(dòng)劇烈，才有可能克服他們自身相互間的排斥力，使得

它們間的距離縮短，才能發(fā)生聚變，故A正確；

B.核聚變中電荷是守恒的，故B錯(cuò)誤；

C.因?yàn)樘?yáng)一直在發(fā)生核聚變，需要放出大量能量，根據(jù)質(zhì)能方程可知是要消耗一定的質(zhì)量的，故

C錯(cuò)誤；

D.核聚變的方程為

^H+^H^He+Jn

題中為核裂變方程，故D錯(cuò)誤。

故選Ao

13.（2023?廣東?統(tǒng)考高考真題）理論認(rèn)為，大質(zhì)量恒星塌縮成黑洞的過程，受核反應(yīng)，2C+Y-；6。

的影響。下列說法正確的是（）

A.Y是0粒子，￡射線穿透能力比y射線強(qiáng)

B.Y是8粒子,0射線電離能力比y射線強(qiáng)

c.Y是a粒子，a射線穿透能力比y射線強(qiáng)

D.Y是a粒子，a射線電離能力比y射線強(qiáng)

【答案】D

【詳解】根據(jù)受核反應(yīng)滿足質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，Y是a粒子6He）,三種射線的穿透能力，y

射線最強(qiáng)，a射線最弱；三種射線的電離能力，a射線最強(qiáng)，y射線最弱。

故選Do

14.（2023?山東?統(tǒng)考高考真題）"夢(mèng)天號(hào)"實(shí)驗(yàn)艙攜帶世界首套可相互比對(duì)的冷原子鐘組發(fā)射升空，

對(duì)提升我國(guó)導(dǎo)航定位、深空探測(cè)等技術(shù)具有重要意義。如圖所示為某原子鐘工作的四能級(jí)體系，原

子吸收頻率為V。的光子從基態(tài)能級(jí)I躍遷至激發(fā)態(tài)能級(jí)II,然后自發(fā)輻射出頻率為Vi的光子，躍遷到

鐘躍遷的上能級(jí)2,并在一定條件下可躍遷到鐘躍遷的下能級(jí)1,實(shí)現(xiàn)受激輻射，發(fā)出鐘激光，最后

輻射出頻率為V3的光子回到基態(tài)。該原子鐘產(chǎn)生的鐘激光的頻率V2為（）

A.V0+V1+V3B.Vo+V]—V3C.v0—V1+V3D.v0—V1一V3

【答案】D

【詳解】原子吸收頻率為V。的光子從基態(tài)能級(jí)I躍遷至激發(fā)態(tài)能級(jí)H時(shí)有

-E]=麗

且從激發(fā)態(tài)能級(jí)II向下躍遷到基態(tài)I的過程有

EII—=九1V+九2V+九”3

聯(lián)立解得

V2=VO-V1-v3

故選D。

15.（2023?遼寧?統(tǒng)考高考真題）原子處于磁場(chǎng)中，某些能級(jí)會(huì)發(fā)生劈裂。某種原子能級(jí)劈裂前后的

部分能級(jí)圖如圖所示，相應(yīng)能級(jí)躍遷放出的光子分別設(shè)為①②③④。若用①照射某金屬表面時(shí)

能發(fā)生光電效應(yīng)，且逸出光電子的最大初動(dòng)能為民,則（）

A.①和③的能量相等

B.②的頻率大于④的頻率

C.用②照射該金屬一定能發(fā)生光電效應(yīng)

D.用④照射該金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能小于&

【答案】A

【詳解】A.由圖可知①和③對(duì)應(yīng)的躍遷能級(jí)差相同，可知①和③的能量相等，選項(xiàng)A正確；

B.因②對(duì)應(yīng)的能級(jí)差小于④對(duì)應(yīng)的能級(jí)差，可知②的能量小于④的能量，根據(jù)E=加可知②的

頻率小于④的頻率，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.因②對(duì)應(yīng)的能級(jí)差小于①對(duì)應(yīng)的能級(jí)差，可知②的能量小于①，②的頻率小于①，則若用

①照射某金屬表面時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)，用②照射該金屬不一定能發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；

D.因④對(duì)應(yīng)的能級(jí)差大于①對(duì)應(yīng)的能級(jí)差，可知④的能量大于①，即④的頻率大于①，因用

①照射某金屬表面時(shí)能逸出光電子的最大初動(dòng)能為反,根據(jù)

Ekm=hv~勿逸出功

則用④照射該金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能大于Ek,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選Ao

16.（多選）（2022?海南?高考真題）一群處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷向外輻射出不同頻率的光子,

則（）

A.需要向外吸收能量

B.共能放出6種不同頻率的光子

C.n=4向？1=3躍遷發(fā)出的光子頻率最大

D.71=4向71=1躍遷發(fā)出的光子頻率最大

【答案】BD

【詳解】A.高能級(jí)向低能級(jí)躍遷向外放出能量，以光子形式釋放出去，故A錯(cuò)誤；

B.最多能放不同頻率光子的種數(shù)為

⑨=6

故B正確；

CD.從最高能級(jí)向最低能級(jí)躍遷釋放的光子能量最大，對(duì)應(yīng)的頻率最大，波長(zhǎng)最小，則71=4向?1=1

躍遷發(fā)出的光子頻率最大，故D正確，C錯(cuò)誤。

故選BDo

L（多選）下列說法正確的是（）

A.天然放射性現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)

B.a粒子散射實(shí)驗(yàn)說明原子核內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)

C.原子核發(fā)生。衰變生成的新核原子序數(shù)增加

D.氫原子從能級(jí)3躍遷到能級(jí)2輻射出的光子的波長(zhǎng)小于從能級(jí)2躍遷到能級(jí)1輻射出的光

子的波長(zhǎng)

解析：選AC.天然放射性現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，選項(xiàng)A正確；a粒子散射實(shí)驗(yàn)

說明原子具有核式結(jié)構(gòu)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒知，p衰變放出一個(gè)電子，新

核的電荷數(shù)增加1,即原子序數(shù)增加，故C正確；氫原子從能級(jí)3躍遷到能級(jí)2輻射出的光子的能

量小于從能級(jí)2躍遷到能級(jí)1輻射出的光子的能量，故從能級(jí)3躍遷到能級(jí)2輻射出的光子的波長(zhǎng)

大于從能級(jí)2躍遷到能級(jí)1輻射出的光子的波長(zhǎng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

2.（多選）下列說法中正確的是（）

A.p衰變現(xiàn)象說明電子是原子核的組成部分

B.目前已建成的核電站的能量來自于重核裂變

C.一個(gè)氫原子從〃=3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)，能輻射3種不同頻率的光子