资源描述
专题16波粒二象性原子结构和原子核（选修3-5）【2015年高考命题预测】本考点由于点多面广，考题难度不是很大，属必得部分，因而要求复习过程要扫清盲点，不留死 角，同时由于各部分内容体现的能力与思想不同，考点出现的几率也不同，复习时应有所侧重，侧重 点要与历年考试频率联系，应与体现能力相联系，还应与科技动向联系（探月卫星、氮3,射线、红外摄象、太阳风等），更应与近代物理发展趋势联系。对于光电效应、原子结构的认知过程以及原子 核结构、核反应方程的书写等是本考点的重要知识点也是命题的重点。考察形式多以选择题和填空题出现，多要求定性分析，少见定量计算。因此理解知识的基础上就要求见多识广，所以在复习中要特 别注意课本的重要性。课本是知识之源，对这部分内容一定要做到熟读、精读，并且要间隔一段时间 就要简要复习一遍，绝不能留任何的死角，包括课后的阅读材料、小实验、小资料、相对论简介等， 因为很多的信息题都是从这里取材的。“回归课本” “不回避陈题”是本部分的复习特点。不仅如此，搞清某一现象产生的本质，构建知识结构体系，根据已知的知识和物理事实、条件，对物理进行逻辑 推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断，并能把推理过程正确地表达出来，以求触类傍通。波粒二象性的重点在于光电效应，原子结构的重点在于波尔模型，原子核的重点则在于核反应方程的书写，备考过程中要加强训练，同时本考点还涉及很多的近代物理学史，需要我们加以总结归纳。【2015年高考考点定位】作为选择题和填空题，本考点的涉及面广，选项可能涉及近代物理学史，波尔模型，光电效 应和原子核结构，而填空题可能涉及衰变、核反应方程的书写、光电效应的极限频率和最大初动能等， 既是备考的重点也是命题的热门选项。【考点pk】名师考点透析考点一、波粒二象性【名师点睛】1 .量子论：普朗克认为物质的辐射能量并不是无限可分的，其最小的、不可分的能量单元即“能 量子”或称“量子”，也就是说组成能量的单元是量子。每一份电磁波的能量名=hw物质的辐射能量不是连续的，而是以量子的整数倍跳跃式变化的（31905年，爱因斯坦奖量子概念推广到光的传播34中，提出了光量子论。即：8=hv ,其中Y是电磁波的频率，h为普朗克恒量：h=6.63X10 J s2 .黑体和黑体辐射：6任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波，并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。（2随着温度的升高，黑体的辐射强度都有增加；随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动。A*3 .光电效应：在光的照射下，金属中的电子从表面逸出，发射出来的电子就叫光电子，任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应，低于极限频率的光不能发生光电效应。光电子的最大初动能与入射光的强度无关，光随入射光频率的增大而增大。大于极限频率的光照射金属时，光电流强度（反映单位时间发射出的光电子数的多少），与入射光强度成正比。 金属受到光照，光电子白发射一般不超过10 9秒。波动说认为：光的能量即光的强度是由光波的振幅决定的与光的频率无关。所以波动说对解释上述实验规律中的条都遇到困难考点二、原子结构【名师点睛】1 .汤姆生原子结构模型：1897年英国物理学家汤姆生发现了电子，从而打破了原子不可再分的观念，揭示出原子也有复杂的结构。汤姆生的原子模型：1903年汤姆生设想原子是一个带电小球，它的正电荷均匀分布在整个球体内，而带负电的电子镶嵌在正电荷中。2 .原子核式结构模型：实验结构图如下，实验现象：a.绝大多数粒子穿过金箔后，仍沿原来方向运动，不发生偏转。b.有少数粒子发生较大角度的偏转c.有极少数粒子的偏转角超过了90° ,有的几乎达到180。，即被反向弹回。结论 t否定了汤姆生原子结构模型，提出核式结构模型即在原子中心存在一个很小的核，称为原子核，原子核集中了原子所有正电荷和几乎全部的质量，带负电荷的电子在核外空间绕核旋转。3 .波尔的原子机构模型：原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾（两方面）：a.电子绕核作圆周运动是加速运动，按照经典理论，加速运动的电荷，要不断地向周围发射电磁波，电子的能量就要不断减少，最后电子要落到原子核上，这与原子通常是稳定的事实相矛盾。b.电子绕核旋转时辐射电磁波的频率应等于电子绕核旋转的频率，随着旋转轨道的连续变小，电子辐射的电磁波的频率也应是连续变化，因此按照这种推理原子光谱应是连续光谱，这种原子光谱是线状光谱事实相矛盾。上述两个矛盾说明，经典电磁理论已不适用原子系统，玻尔从光谱学成就得到启发，利用普朗克的能量量了化的概念，提了三个假设：定态假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然做加速运动，但并不向外在辐射能量，这些状态叫定态。跃迁假设：原子从一个定态（设能量为Em）跃迁到另一定态（设能量为 E）时，它辐射成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hv=EvEn轨道量子化假设， 原子的不同能量状态， 跟电子不同的运行轨道相对应。原子的能量不连续因而电子可能轨道的分布也是不连续的。总结：。能级：各个状态的能量值。 0基态即能量值最低的状态，距离原子核最近的运行轨道。（3）氢一八一，、1原子能级公式En = E1n考点三、原子核结构【名师点睛】1.天然放射现象：1896年法国物理学，贝克勒耳发现放射现象。从而揭示出原子核也有复杂的结构。放射性射线的成分有三种：射线种类射线组成性 质电离作用贯穿能力a射线氮核组成的粒子流很强很弱B射线高速电子流较强较强手射线高频光子很弱很强1.原子核衰变和半衰期：衰变过程中电荷数和质量数守恒。衰变类型衰变方程衰变规律口衰变?Xt 上Y+：Hef /电荷数减少2新核（质量数减少4P衰变MZxtzMy+卜,、/电荷数增加 新核G目却rF*、质量数/、父P衰变的实质：01nT；H+te,不辐射伴随着二衰变和P衰变产生半衰期：放射性元素的原子核的半数发生衰变所需要的时间，称该元素的半衰期。 放射性元素衰变的快慢是由核内部自身因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。3. 1934年，约里奥一居里夫妇发现经过“粒子轰击的铝片中含有放射性磷130P ,4273012 He 13Al 15 P 0n4.核反应方程：(1)卢瑟福用“粒子轰击氢核打出质子：14N+：HeT 1：O+；H 728 I(2)贝克勒耳和居里夫人发现天然放射现象:234490Th 2He_ ；、- 1y2343 共变：9°ThT234091 Pa e(3)查德威克用“粒子轰击镀核打出中子:49Be 24He-； 1(2C 01n(4)27居里夫人发现正电子：133015Al 24He >30115P 0n300 _P 14 Si 1 e(5)轻核聚变：Jn 11H > 2H27235. . 1136190c(6)92U 0n > 54Xe 100n 38Sr 重核裂变： 235114489192U °n > 56Ba 36Kr 30 n5.重核裂变核聚变 I释放核能的途径一一裂变和聚变(1)裂变反应:裂变：重核在一定条件下转变成两个中等质量的核的反应，叫做原子核的裂变反应。例如235U 1n >144Ba 89Kr 31n920 n 5 56 a 36 r30 n链式反应：在裂变反应用产生的中子，再被其他铀核浮获使反应继续下去。链式反应的条件：临界体积，极高的温度.235U裂变时平均每个核子放能约200MeV能量921kg 235U全部裂变放出的能量相当于2800吨煤完全燃烧放出能量!(2)聚变反应:聚变反应：轻的原子核聚合成较重的原子核的反应，称为聚变反应。例如：2 H +；Ht 4He+；n +17.6MeV一个笊核与一个瓶核结合成一个氨核时(同时放出一个中子),释放出17.6MeV量，平均每个核子放出的能量3MeV以上。比列变反应中平均每个核子放出的能量大34倍。聚变反应的条件；几百万摄氏度的高温。【试题演练】1.12014 北京市通州区高三 1月份摸底考试】 卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是A. a粒子的散射实验B .光电效应实验C.电子的发现D.中子的发现【答案】A【解析】笳题分析:关于原子的结构最先提出的罡7姆生的冷糕模型，但是当卢瑟福进行s粒子的散射实脸发现绝 大多数粒子不偏转，少数发生偏转，发少数发生:电褊转，这与枣糕模型是不相符的，从而否定了枣糕模型提出了核式结构模型，选项A对.北立实验证尹二光的粒子性，电子的发现和中子的发现 分别使人类认识到庾子和庾子核有这夏杂的机山选项BCD错.考点:原子结构2.12014 辽宁省辽宁师大附中高三上期期中考试】下列说法正确的是 .（选对1个给2分,选又2个给3分，选对3个给4分；每选错1个扣2分，最低得分为0分）a.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应b.卢瑟福用a粒子轰击氮原子核，其核反应方程式是14n + 4He - 18O + ；Hc. 280Bi的半衰期是5天，12g 280Bi经过15天后还有1.5g未衰变 d.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，电子的动能增大，原子总能量增大e.光电效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象E答案】abc【解析】试题分析：太阳辐射的能量主要来自太阳它同的核时变反应正确；卢慈福用二:粒子轰击氮质子核,其核 反应方程式是X + 一。+卫，卜工疯 ？风瓶.9帮是F天，1二屋/经过5天后还有四未衰 变，经过I 3天后还有3g未衰变，经过H天匚 还有1 :q未衰变，1正确*库仑力对电子侬负功， 所以动能变小，电势能变大（动能转为也势能），丐为吸收了光子，总能量变大，故d错误F光色 效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象，e错误.【三年高考】 12、13、14高考试题及其解析 2014年高考真题1.12014 上海卷】核反应方程式 ：Be+2HeT 16C+X中的X表示（A）质子（B）电子（Q光子（D）中子E答案】D【解析】岚题分析：核反应方程式遵循电荷数才忆和质量薮.设X的质量数为G 电荷数为，则有 9-4 =12 + a> 4 + 2 = 6 + 可得口二，, Jt所有对叱导粒子是中子，选项。对. 考点；电荷额守恒和质量数守恒2.12014 新课标全国卷n】 在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符合历史事实的是 （填正确答案标号，选对 1个给2分，选对2个得4分，选对3 个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）。A.密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值B.贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，发现了原子中存在原子核C.居里夫妇从沥青铀矿中分离出了针（R）和镭（R）两种新元素D.卢瑟福通过a粒子散射实验，证实了在原子核内存在质子E.汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测出了该粒子的比荷【答案】虱E【解析】试题分析；密立,睡过油滴实验测出了基本电荷的数值为1,6门。一”。，选项以正确 贝克勒尔通过对天 然放射性研究发现了中子，选取m错误亍居里夫妇从沥着铀矿中分离出了补（Po）和窗（区）两种新元素， 选项c正确：卢瑟福通过口粒子散射实町，得出了原二咬式结构理论，选项口错误；汤那孙通过对阴极 射线在电场及在磁场中偏转的实验,3*1 Hi极射畿是戈海负电的粒子组成，并预淀:了粒子的比荷，选项三正确.【考点定位】近代物理学史及物理学家在原子物理学的贡献Q【知识拓展】此题着查原子物理部分的物理学史，要知道物理学冢对近代物理学发展的伟大贡献.3.12014 山东卷】氢原子能级如图，当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时，辐射光的波长为 656nmi 以下判断正确的是。（双选，填正确答案标号）a.氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时，辐射光的波长大于656nmb.用波长为325nm的光照射，可使氢原子从n=1跃迁到n=2能级c. 一群处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线d.用波长为633nm的光照射，不能使氢原子从n=2跃迁到n=3的能级【答案】cd【解析】试题分析工由于;2=3与m2间的能皇差为一1二1一（3.4j =1.S9K 而-I马；三】间的能量差为-3 4-（-13 6） = 10.2根据乂 =九二江可知，霞原子从一跃迁到圻1的能级时辐射的波Z长上二121 &网小于655nm，"酊昊 区耳从卡1距厂，尸二自撮需要的光子的波长也恰好为121.6厘3 b 错误；一群处于勺？能变的氢原子向低能级卧电4能会出现：种可能，因此会放出?种不同频率的光子， 正确：电子发生跃迁时，吸收或放出的能£一定等于两个能纷叼的能量差，为一特定值，大于或小于这 个特定的值都不能使之发生跃士.因此d正确.若点定位】能级跃迁4.12014 重庆卷】碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为 m的碘131,经过32天后，该 药物中碘131的含量大约还有m A.4Bmcmdm8.16.32【答窠】C【解析】试题分析：放射性物质发生衰变时，由咚-核的衰变公式，飞（士）其中为半衰期的"2T S次菊解得也,故选C. 登16【考点定位】本题考查了原子核的衰小规律、半衰期的计算.【方法技巧】原子物理部分主要知识加弼记忆5.12014 天津卷】下列说法正确确的是A.玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立B.可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施C.天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转D.观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同【答案】BD【解析】试题分析：原子的核式结构模型源于卢慧福的士粒子散射实蛭，故a错误；紫外线可使荧光物质发光，此 现象广泛应用于人民币等防伪措施，所以之疝3正确：二/放射现象中的：射线是电磁波，不会在电费场 中偏转，故C错误；由多普勒效应可知，观，二e表源靠近或运花时，观察到的波的频率相对于波源会增 大或够小，所以选项D正确.日点定位】近代物理学知识6.12014 新课标全国卷I】关于天然放射性，下列说法正确的是 ,（填写正确答案标号。 选又1个得3分,选对2个得4分，选对3个得6分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）A.所有元素都可能发生衰变B.放射性元素的半衰期与外界的温度无关C.放射性元素与别的元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D. a、3和丫三种射线中，丫射线的穿透能力最强E. 一个原子核在一次衰变中可同量放出a、3和丫三种射线1答案】3CD【解析】试题分析并不是所有的元素都能衰变，只与原子序用超过年二J元素才都能发生蓑变，选项上错.放射性 元素的半哀期由原子核内部的结构决定，与外界温度无关，.更3时,放射性元素具放射性来自于原子核 内部的，与其他元宗形成化合物并没有演变其内部F;以结构所以仍具有放射性，选项C'对.小£和三 种射然中，一身掾能量最高，穿透能力最强，工口对.一个原子核在一次衰变中，要么是口衰变要么是 衰变，同时伴随着能量的释放即身悔，或原三错【着点定位】原子核结构 衰变7.12014 江苏卷】已知钙和钾的截止频率分别为7.73 X1014Hz和5.44 X 1011Hz,在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的。A.波长B .频率C.能量D.动量【答案】A【解析】试题分析；设入射光的频率为人根据爱因由W光由为皮方程"船工二七-二,不=；立，由题意可知，钙的截止频率比辄的大，因此得表面逸出的光电子的最大初前'二空用的小，耳动量也小，故选项5。错i盘根据慝布罗意波长公式可知：了上，又有：一或选向A正不：选项E错误. P【着点定位】本题主要考查了对匚因斯坦先之感应方程德布罗意波长公式的理解与应用问题，属 于中档偏低题.8.12014 海南卷】在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效应。对于这两个过程。下列四个物理量中，一定不同的是 。（填入正确答案标号。选对 1个得2分，选对2个得3分，选对3个得4分；有选错的得0分）A.遏制电压B.饱和光电流C .光电子的最大初动能D .逸出功【答案】ACD【解析】jf .TTT =试题分析：不同的金属具有不同的逸出功，混，V注为匕=三二光电子的最大初动能为 电£. =；n -n饱和光电流由单位时间内管入射光子期决定.综上可知ac正确.考点：光电效应9.12014 福建卷】如图，放射性元素镭衰变过程中释放出a、3、丫三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是 。（填选项前的字母）A.表布丫射线，表小a射线B.表小3射线，表小a射线C.表示a射线，表示丫射线D.表示3射线，表示a射线【答案】C【解析】流题分析：由于在放射现象中放出组成u射线的a粒子带歪1，足射线的尸粒子带负电，；射线不带电,根据电场力的方向与左手定则，可判断三种射续志二说中受力的方向，即表示口射线，表示B 射线，®表示¥射线，所以C正确，A、三，错误.【考点定位】本题考查三种射线、电场.小洛伦兹,1 （左手定&J的应用）10.12014 江苏卷】氨222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤。它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一。其衰变方程是286 Rn - 288Po +。已知282Rn的半衰期约为3.8天，则约经过 天，16g的管Rn衰变后还剩1g。【答案】15.1【解析】试题分析工根据衰变过程中，质量数与由同数守三可知，N段变过程中，所释放的粒子的质量数为百二二1妇4,电荷数为石缸畀二二，所以二位子为:曜痣半衰期公式有=:4，代入数据解得:r-4r-15.2 天【着点定位】本题主要考查了核反感中质量式与电荷数七恒、半衰期公式的应用间题，属于中档偏任题. 2013年高考真题1.12013 天津卷】下列说法正确的是（）A.原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律B. “射线、3射线、丫射线都是高速运动的带电粒子流C.氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D.发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关1答案】C【解析】试题分析；原子核发生衰变时巡守电荷二d恒和矽重数守恒，而不是电荷守恒和质量守恒，A错误：三种 射线中，口、E射线为高速运动的带电粒子无，而丫射线:疏，m错误氢原子从激发态向基态跃迁时, 只能辐射与能级差相对应的特定频率的光子,广发生光电衿工时光电子的最大初动能与入射光的频率 有关，口错误.1考点】原子核的衰变光电效应2.12013 重庆卷】铀是常用的一种核燃料，若它白原子核发生了如下的裂变反应：2935UI+ On - a+b+ 2on,则a+b可能是（）14093141921419314094A. 54Xe+ 36KrB.56Ba + 36Kr C.56Ba+ 38SrD.54Xe+ 38Sr【答案】D【解析】试题分析工本题主要考查核反应方程中为质量数和电荷敌守恒.题目的核反应方程中左边的质量数为二& 电荷载为空：上项代入右边后，质量数力3电荷的'一，选项A错误；3项代入后，质量数为 电荷数为91，选项3错误：匚项代入后，用手L _允，电荷静选质C错误；口画代入后，质量数 为236,电荷数为空.选项口正确.【着点】核反应方程3.12013 广东卷】 铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应式是23592U+ 0n- 14468Ba+36Kr+ 30n.下列说法正确的有（）A.上述裂变反应中伴随着中子放出B.铀块体积对链式反应的发生无影响C.铀核的链式反应可人工控制D.铀核的半衰期会受到环境温度的影响【答案】AC【解析】试题分析:由核反应方程知有中子生成，咒&八万不；钿块状枳和钿块纯度对旌式反应的发生都有重要影 响，3错误；核反应堆的铀核髓式反应的速度可人工控制,二确；放射性元素的半衰期由核本身的因素决 定，与环境温度无关，D错误口【考点】原子核裂变4.12013 新课标全国卷H】 关于原子核的结合能， 下列说法正确的是 （填正确答案标号.选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为 0分）.A.原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B. 一重原子核衰变成 “粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C.葩原子核（Cs）的结合能小于铅原子核（208Pb）的结合能D.比结合能越大，原子核越不稳定E.自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能【答案】ABC试题分析：根据结合能的假念，将原子核分解成目由核子所需要的最小能量等于结合能，A正确工结合能 越大，原子核越稳定.重核衰变放出能量，转化为培合能更大的衰变产物.3正确；组成原子核的核子越 多，它的结合能越高，故错原子核的结合能。于铅原子校'，逅台能，C正确:比结合能是指原子核结合能对 其中所有核子的平均值，亦即若把原子核全部田核子，平?对每个核子所要添加的能量,所以比结 合能越大，庾子核越牢固，口错误：自由核二组成庾子核时，放出的能量与组成的原子核的结合能相等，Z 错误.【考点】原子核结合能5.12013 浙江卷】小明用金属锄为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意如图甲所示.已知普朗克常量 h = 6.63 x 10 34j . s.口甲乙(1)图甲中电极A为光电管的 (填“阴极”或“阳极”)；(2)实验中测得锄的遏止电压计与入射光频率Y之间的关系如图乙所示，则锄的截止频率v C=Hz,逸出功 VW=J;(3)如果实验中入射光的频率y =7.00 X 10 14 Hz,则产生的光电子的最大初动能R=J.【答案】(1)阳极(2) (5.125.18) >工户 (3393.43) xW13 (3) (1.211.25) xWls【解析】试题分析：(1)电路图为利用光电管产生光史,浦的实岭电路，”电子从K极发射出来，故K为光电管的阴 极，A为光电管的阳极,(2)遏制电压对光电子做负功，有n:廿或=Mf七J图像，当匚;二。时，极限频率十=三旧12出, 故选出功底=尿：=3'1“旷】叮.<3)光电子的最大的动能芯严加一W广门一乐产1二"10" T.【考点】光电效成2012年高考真题1.12012上海】根据爱因斯坦的“光子说”可知(A) “光子说”本质就是牛顿的“微粒说”(B)光的波长越大，光子的能量越小(C) 一束单色光的能量可以连续变化(D)只有光子数很多时，光才具有粒子性E答案】B【解析】试题分析.爱因斯坦的“光子说”与牛顿的“微粒说盟本质永 选项A错误.由E二方£可知选项巳正iFiX确.一束单色光的能量不能是连续变化，只能是尸'-L ?能罩的整数倍，选项C错误.光子不但具有波动性，而且具有粒子性，选项口错误.【考点】本题考查对爱因斯坦"光子说的理解2.12012广东】能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一，下列释放核能的反应方程，表述正确的有A. 3H +2h t ：He + ；n是核聚变反应B. 3H +2H t 4He +(1n 是 3 衰变23 2351140941C. 92U +0nT 54Xe +38sr +20n 是核裂变反应2351140941D.92U十0nT 54X3+38Sr+20n是“共变【答案】AC【解析】试题分析：A、3选项均为核聚受反应；广造项均为核裂变反应.正确选项为A&【考点】核反应方程3.12012北京】 一个氢旅子从n=3能级跃迁到n=2能级。该氢原子()A.放出光子，能力增加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【解析】试题分析;本题属于原子跃迁知识的综合-原子F，主破3跃迁到低能级2的过程中原子能量减少必然放出光子，答案三【着点】氢原子跃违4.12012江苏】一个中子与某原子核发生核反应，生成一个笊核，其核反应方程式为 .该反应放出的能量为 Q则笊核的比结合能为 .【答案】Ht；H 1【解析】试题分析：核反应过程谨循质量薮、电荷蓟:恒，因此上比结合能即平均每个核子释放的能量， 两个核子结合放出Q的能量，比结合给为g【考点】考查核反应遵循的规律及比结二造概念，毛直学生对女反应方程遵循规律及比结合能的理解.一一一、，、2 345.12012新课标】笊核和瓶核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：式+1+>2He+x，. ,234 _，、 _式中x是某种粒子。已知:1H、1H、2H丽粒子x的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u ;1u=931.5MeV/c2, c是真空中的光速。由上述反应方程和数据可知，粒子 x是,该反应释放出的能量为 MeV （结果保留3位有效数字）【答案】11）打（中子）17.6【解析】试题分析：根据;目+；日一>：巴-工并结哈送量数守恒审为薮守叵知工为？不由质能方程A£ = A皿工得3 T 中取 7叱u曰一叫= （m：H +-；= 17.6Mei【考点】核反应【两年模拟】2014年名校模拟题1.12014 辽宁省沈阳市高三教学质量监测（一）】（15分）如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34ev ,那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是 （填正确答案标号。选又l个彳导2分，选又2个彳导4分，选又3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）E/vV 0 _ 0X 1,SI 14】UM£ 13启A、用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应B、一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出3种不同频率的光C、一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eVD.用能量为10.3eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态E、用能量为14.0eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离【答案】BCE【解析】试题分析：氢原子从高能级向低能级跃迁多余的能力将以光子的形式辐射出来，而氢原子从高能级跃迁至IJ基态辐射光子能量最小值为-31 ±6外）= 10.2v,远大于锌的逸出功，所以锌板一定可以发生光电效应.选项岂错.一群处于工=三能级的氢庾工向基态产迁时，辐射光子数目为=3选项3对. 氢原子跃迁辐射光子能力使锌板发生光电效应，一部分克服逸出巧，多余部分以动能形式随光电子递出. 一群处于二=3能级的氢原子向基态跃迁时辐射光子最大能量斗-（-1 土6外）=12一092，克8艮逸出 功后乘除的动能即为最大为12 OVv-3-4翼二S 一二乜项匚对.当氢庾子吸收的光子能量刚好等于能级 差时，氢原子会跃违到对应的高能级上去.口一殳有任何一个高能缓与基态的能级差等于10.3八,而且有 不足以跃迁到无穷远发生电离，所以用之童为10.3 :W； c子照射，不能使处于基态的氢原子跃迁，选项D错.用能量为WMV的光子照射，不原子可W人基态跃上到无穷远，多余的能量转化为电离后的动 能选项三对.考点工光的效应2.12014 河南开封高三二模】（6分）下列描述中正确的是 （选对一个给2分，选对两个给4分，选对3个给6分，每选错一个扣 3分，最低得分为0分）A.放射性元素发生 P衰变时所释放的电子来源于原子的核外电子B.卢瑟福的原子核式结构学说能很好地解释«粒子散射实验事实C.氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，再向低能级跃迁时放出光子的频率一定等于入射光子的频D.分另IJ用X射线和紫光照射同一金属表面都能发生光电效应，则用X射线照射时光电子的最大初动能较大E.谭丁小（牡）核衰变为才取 （镁）核时，衰变前 Th核质量大于衰变后 Pot核与P粒子的总质量【答案】3D£【解析】试题分析：放射性元素发生尸衰变时所释放的电子来源于原子核口部的一个中子衰变为一个电子和一个质 子而不是核外电子，选项A错.卢瑟福根据色粒子散射实专丁定了枣糕模型进而从散射实嗡中总结提出了 核式结构模型选项B对.氢原子吸收一光子跃讦尸浮发态后，激发态再向任能级跃迁时不一定刚好跃迁 到原来的能级，可能先跃违到原来的能级和滑v忐之间的其他能级，再逐次跃迁到最初的能级，释放的光 子白匕等于能极差，所以并不一定等于7不寸光子频次之项C错.光电效应辐射光电子的最大初动能等于内一-七：入射光子频率越高最大初计比越大，也为X射结次率高，所以,射线辐射出的光电子最大初动能大选项D对。"Th （牡）核衰变为泮氏（镁）核时由于要释放能量，所以必然有质量亏损选项E对。考点：原子结构原子核衰变 光电效应3.12014 河北石家庄高三质检（二）】下列说法正确的是 。（填正确答案标号。选对 1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。每错选1个扣3分，最低得分为0分）A. Th核发生一次“衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4B.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应C.若使放射性物质的温度升高，其半衰期可能变小D.用14eV的光子照射处于基态的氢原子，可使其电离E.光电管是基于光电效应的光电转换器件，可使光信号转换成电信号【答案】3DE （6分）【解析】试题分析，发生一次夕衰变时，新核马原来£原子校:口比，方二成减少了 4,中子数减少了二故A是不对 的】太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应，热核后，上此指的是核聚变，故弓是正确的,由于半 衰期与放射性物体的温度无关，故C是不对的；2于氢原子中的电子处于基态时的能量为故用Hk的光子照射它时，可使其电离，止确的工光电管是基于光电敕应的光电转换器件，可使光信 号转换成电信号，三的说法也是正确的.考点；原子结构和原子核口4.12014 江西九所重点中学高三 3月联考】一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，下列说法中正确的是 （填入正确选项前的字母。选又1个给3分，选又2个给4分，选又3个给6分。每错1个扣3分，最低得分为0分）A.无论增大入射光的频率还是增加入射光的强度，金属的逸出功都不变B.只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能将增加C.只增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大D.只增大入射光的频率，光电子逸出所经历的时间将缩短E.只增大入射光的强度，单位时间内逸出的光电子数目将增多【答案】ACE 【解析】试题分析：金 属的逸出功是 由金属本身的特性决定的，与入射光的频率和强度无关，选项 A正确； 光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的时间无关，故只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能不变， 选项B错误，C正确；光电子逸出所经历的时间与入射光的频率无关，选项D错误；只增大入射光的强度， 单位时间内射出的光子数增多，所以逸出的光电子数目将增多，选项E正确。考点：光电效应。5.12014 山西高三第三次四校联考】（6分）下列说法中正确的是 （填正确答案标号。选又1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）。A. 3衰变现象说明电子是原子核的组成部分B.目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变C. 一个氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时，能辐射 3种不同频率的光子D.卢瑟福依据极少数“粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型E.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， 原子总能量增大1答答】BCEt解析】试题分析，B衰变现象是从不能说明申不是康子晨的组七部分，A选项是错误的;目前已建成的 核电站的能量来自于重核裂变，故3济项正确,一群氨工子从的激发态既迁到基态时， 能辐射种不同频率的光子，而一个氢原子从工的激发态跃走到基态时，只能是三种可 能频率中的一种，故c选说错误,卢瑟福体7 少数立粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型，口选项正确；按照玻尔理厂，氢原子核夕随子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道 时，库仑力对电子做负功，所以动能变入 电势能父大（动茶.而为电势能）而因为吸收了光子，故庾子总 能量变大，三选项正确.考点：u衰变现象跃迁理论 激发态 基态R粒子散射实验 玻尔理论6.【福建省南平市2014年普通高中毕业班质量检查理综试题】下列说法中正确的是（）A.根据波尔理论，氢原子辐射光子后，能量减小，轨道半径增大B.核聚变是释放能量的核反应，核裂变是吸收能量的核反应C.卢瑟福的原子核式结构学说成功地解释了氢原子光谱的规律D.金属的极限频率越大，该金属电子的逸出功越大【答案】D【解析】试题分析：根据波尔理论，氢原子辐射光子后，能量减小，核外电子也由高轨道到低轨道，即轨道半径也减小，选项 A错误；核聚变和核裂变都是放出能量的反应，选项 B错误；玻尔理论成功地解释 了氢原子光谱的规律，选项 C错误；根据 W = hv可知金属的极限频率越大，该金属电子的逸出功 越大，选项D正确。考点：玻尔理论；裂变和聚变；光电效应现象。7 .【东营市2014年高考第二次模拟试题】下列说法正确的是A.对黑体辐射的研究表明：随着温度的升高，辐射强度的最大值向波长较长的方向移动8 .电子的衍射图样表明实物粒子也具有波动性C. 3射线是原子核外电子高速运动形成的D.氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级和从n=2能级跃迁到n=1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的短1答案】3D【解析】读题分析 在黑体辐射中，随着温度的升高，辐射强度的最大值向波长较短的方向移动.故以错误；电子 束通过铝箔形成的衍射图样证实了实物粒7?波动性，竹确；0衰变中产生的p射线实际上是原子核中 的中子转变成质子，而放出电子，故C错谩m； ；A3能级町迁到1能吸放出的光子能量比从：能级跃迁到芭=1冒潴更大，所以前者跃迁辐射匕A光子波长比后者的短，故。正确 考点！波粒二象性：原子结构h原子核8.12014 贵州省六校联盟高三第二次联考】完成核反应方程：2941ThT 294 Pa+, 230Th衰变为234 Pa的半衰期是1.2分钟，则64克2390Th经过6分钟还有 克尚未衰变.【答案】3 2【解析】试题分析, 根据质量数与电荷数守恒可行：粒子的质量数为枣，电荷数为小 所以该粒子为电子.；门剩余质量为,经过5分钟，即经A广半衰期，即一，代入薮据得：江有：克没有发一生衰变考点：本题考查核反应、半衰期9.12014 湖南益阳高三下期模考】如图所示是研究光电效应的实验装置，某同学进行了如下操作：用频率为V 1的光照射光电管，此时电流表中有电流。调节滑动变阻器，将触头 P向 端滑动（选填" a”或" b”），使微安表示数恰好变为零，记下电压表示数U。用频率为V 2的光照射光电管，重复中的步骤，记下电压表示数U。已知电子的电量为 e,由上述实验可知，普朗克常量h= （用上述已知量和测量量表示）。E答案】cm【解析】读题分析逸出电子受到电场阻力时，散安表云数才可及为零，机谒电路图，只有式的电势高于A点，即触头P向&端滑动，才能实现微安表示数恰好变为零，根据光电效应方程得E，i=i联立两式解得“J考点光电效应10.【山东省青岛2014年高三自评试题理科综合】1919年，卢瑟福用a粒子轰击氮核发现质子.科 学研究表明其核反应过程是： a粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核，复核发生衰变放出质 子，变成氧核.设 a粒子质量为 m,初速度为V0,氮核质量为 m,质子质量为m0,氧核的质量为 m, 不考虑相对论效应.写出卢瑟福发现质子的核反应方程 a粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间，复核的速度为多大?求此过程中释放的核能.;(m+m mom) c2.，弓0鼻专、4 I I _l14RI .11 I _i_17c_11丫0l 合案】 2He + 7NT1H+8O; v =m1+ m2【解析】 试题分析: 24He 1；N 111H1；O设复核的速度为 v,由动量守恒定律得 mv0= (m+m)mdvn解得.v =1 0m1+ m2c2核反应过程中的质量亏损A m= m+mmm3反应过程中释放的核能AE=Amc2=(m+mmm) 考点：原子核的人工转变方程；动量守恒定律；质能方程。2013年名校模拟题1.12013 上海市黄浦区高三 4月第二次模拟】 下面是历史上发现原子内部结构的几个著名实验的装 置图，其中发现质子的装置是(【答案】A【解析】试题分析工卢瑟福利用二粒子轰击氮原子核，发现了质子，丫耳鼻所示：酒竭联研獭极射线时发现了电 子，如图3所示；卢瑟福做了白粒子散次实验，拐!【：；孑的核式结构模型，如图C所示；卢瑟福的学生 利用0粒子袭击镀原子核，发现了中子，如性所示口【考点】原子物理学史2.12013 江西省抚州一中、新余一中等八校高三联合考试】如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49eV 的金属钠，下列说法正确的是E.n=4n =30-0.85eV-L5lcV-3.40CVT? = l-I a/irtevn=3跃迁到n=2所发出的光波长最短n=3跃迁到n=l所发出的光频率最高11.11eV9.60eVA.这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从B.这群氢原子能发出两种频率不同的光，其中从C.金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为D.金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为【答案】D【解析】 武题分析.沱半至于氤父在的氢原子能发tfcQ =3和不同贰率的光，其中从=:=3跃正到；户1 所发出的光子能量最高，波长最适，最高瞪量为r - -;用该光子照射金属钠表面所发出的光电子的初动 能最大，曼文直为4二二*展-%=96 .二只有选项D正确.【考点】氢庾子跃迁3.12013 陕西省长安一中、 高新一中、交大附中等五校第二次模拟考试】下列说法正确的是 （）A.汤姆生发现了电子，表明原子具有核式结构B.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应C. 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，若用波长更长的光照射到该金属上一定不能发生光 电效应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t答案CD【解析】读题分析:汤姆生发现了电子，表明原子是弓以再分"，选萌错误；太阳辐射的能量主要来自那日内部 的轻核聚变反应，选项3错误；一束光照射到某种金属上不二发生光电效应.说明该光的波长太长，频率 太低，若换用波长更长的光照射到该金属上一定不片，二光电效应，选项C正确;按照玻尔理论，氢庾子 核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大F 3道时，电子的轨道半径噌大，电场力对其做负功，电子的动能瀛小，电势能增大，原子总能量噌加，无网。正砂.【考点】原子原子核结构4.12013 河南省商丘市高三第二次模拟】以下说法正确的是（）A.卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为2 He+7NT O +1HB.铀核裂变的核反应是235 uT146Ba+92Kr乜nC.质子、中子、”粒子的质量分别为 m、m2、m,两个质子和两个中子结合成一个 “粒子，释放的 能量是：（m+mm） c2D.原子从a能级状态跃迁到 b能级状态时发射波长为 入i的光子；原子从 b能级状态跃迁到 c能级状态时吸收波长 入2的光子，已知入i入2.那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收波长 为精2的光子1 一 2【答案】AD【解析】试题分析，卢瑟福通过实验发现了质子的核尸.应方程力：ElKvQtf3正确;轴核裂变的核反应需要 中子轰击铀核，选项3错误；选项C中，皆改的能量应为一 口-占叱一鸣）-C错误；设原子的八九二 三能级的能量分别为之、£、E。则三士二二：上二；-左三必，二,二二三产的L可簿）= .""i，选说C正确;Z, Z,W粒子散射实嗡说明了原子具有核式结札i,选项。上确.【考点】核反应方程5.12013 辽宁省五校协作体高三第二次模拟考试】一静止的质量为M的铀核（238 U ）发生“衰变转变成社核（Th）,放出的“粒子速度为V0、质量为mi假设铀核发生衰变时，释放的能量全部转化为a粒子和社核的动能。（1）写出衰变方程；（2）求出衰变过程中释放的核能。【答案】A£ 二 2CV-【解析底题分析J1 ）根据质量数守恒和电荷数守恒，计宜出社核的电荷数为9»即,质量数为23S-4=2?4：所以衰变方程为：W匚7三口1vHe（2）设钛核的反冲速度大小为1，由动堇守恒定危»。=2:一以一加）”可得1 = 一，上二:将+工仃一味人”,可得上：一. 2201-【考点】核反应【一年原创】2014原创试题及其解析1 .下列叙述正确的有 （填正确答案标号。选对 1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为 0分）。A.天然放射现象说明原子核还具有复杂结构B. 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光强太小C.用14 eV的光子照射处于基态的氢原子，可使其电离1D. 14c的半衰期为5 730年，若测得一古生物遗骸中的14c含量只有活体中的8,则此遗骸距今约有45 840 年E.放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关，它是一个统计规律，只对大量的原子核 才适用【答案】ACW【解析】试题分析；天然放射现象中有粒子从原子核里面释放出来，表明原子核也是可分的、可变的.选项A正确口能不能发生光电敕应仅仅看人身优的频率.与强度尢关，选项3错误。氢原子的基态能量是-1 = 6用14114 r一eV的光子照射处于基态的氢原子，可使其电寓N八正确.主物遗骸中的小含量只有活体中的S ,说明经过3个半衰期，即31”30;1口斯年，选项。错误.半衰期不适用与个别原子核，而是一种大量原子 核的统计规律，选项三正确.【考点】光电效应半衰朗2 .在如图所示的光电效应现象中，光电管阴极K的极限频率为 V0,现用频率大于 V0的光照射在阴极上，当在 A K之间加一数值为 U的反向电压时，光电流恰好为零。光电子的最大初动能为 ;若入射光频率为 v (v>v6,则光电子的最大初动能为 。【答案】(1)eU (2分)hv hv0 (2分)【解析】试题分析：根据动能定理有：-eU=0-E,解得光电子的最大初动能为E= eU阴极材料的逸出功 V0=hvo,根据能量守恒定律有：Ek= hv - hv0【考点】光电效应3 .下列说法正确的是 。(A)在光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光强无关，只随入射光的频率增大而增大(8) 一个动量为p的电子对应的物质波波长为hp ( h为普朗克常量)(C)氢的半衰期为3. 8天，4个氢原子核经过7. 6天后就一定只剩下1个氢原子核(D)随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较长方向移动【答案】3 口分）【解析】试题分析：根据光电效应方程三"10匚可知，选项A正硬- -个动量为p的电子对应的物质波波长应该 为i中案为普朗克常量），选项三错误工半衰期只E,耳计意义，对少效粒子不适用，选项C错误;随着 温度的升高，黑体辐射强度的极大值向频率轧2波长较短的万向移动，选项D错误【考点】黑体辐射光电效应半衰期患小罗意波4 .下列说法中正确的是 （填入正确选项前的字母，选对 l个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）。A.铀235一种可能的裂变方式为:235113788192 U0n 5 55 Cs 37 Rb100nB.原子的核式结构学说，是汤姆生根据a粒子散射实验提出来的C.由波尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子D.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应E. 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长【答案】CDE【解析】试题分析:裂变反应前后质量数和电荷液均守IS，而选项A的核反应方程质量数前后不等，选血A错.庾 子的核武结构学说，是卢瑟福根据仪粒7以射实海提出来的，而不是汤姆生，汤姆生发现电子提出的是糟 糕模型，选项巳错.根据波尔理论，直原子从海；次迁到基态时会，能量变小，多余的能量以光子形式释放出来，选项C对.太阳辐射能量hF-泳十内部剧例为聚变反应，即热核反应选项D对.一束 光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因的入射井彳能量看小于金属逸出功，即频率太低，波长太长 选项E
展开阅读全文