《2019年高考物理大一轮复习第12章 原子结构 原子核 第2讲 原子结构和原子核学案 新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年高考物理大一轮复习第12章 原子结构 原子核 第2讲 原子结构和原子核学案 新人教版（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二讲原子结构和原子核一原子结构二原子核1判断正误(1)原子光谱是不连续的，是由若干频率的光组成的()(2)电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率()(3)氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁()(4)原子的能量量子化现象是指原子在不同状态中具有不同的能量()答案：(1)(2)(3)(4)2在卢瑟福粒子散射实验中，有少数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答案：A3(粤教版选修35P97第2题)用哪种方法可以减缓放射性元素的衰变速率？()
2、A把该元素放在低温阴凉处B把该元素密封在很厚的铅盒子里C把该元素同其他的稳定元素结合成化合物D上述各种方法都无法减缓放射性元素的衰变速率答案：D4(粤教版选修35P97第3题改编)(多选)关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的是()AUThHe是衰变BNHeOH是衰变CHHHen是轻核聚变DSeKr2e是重核裂变答案：AC5(2015福建卷)下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是()A射线是高速运动的电子流B氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变DBi的半衰期是5天，100克Bi经过10天后还剩下50克答案：B考点一原子的核式结构1粒子
3、散射实验现象绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但少数粒子发生了较大角度的偏转，并且有极少数粒子的偏转超过了90，有的甚至几乎达到1802原子的核式结构模型的特点(1)核很小，原子直径的数量级约为1010 m，而核直径的数量级只有1015 m(2)核很重，原子的质量几乎全部集中在核里(3)库仑力作为电子绕核旋转的向心力3对粒子散射实验现象的解释按照核式结构模型，由于原子核很小，大部分粒子穿过金箔时都离核很远，受到的斥力很小，它们的运动几乎不受影响；只有极少数粒子从原子核附近飞过，明显地受到原子核的库仑斥力作用而发生大角度的偏转1当粒子穿过金箔发生大角度偏转的过程中，下列说法正确的是()A
4、粒子先受到原子核的斥力作用，后受原子核的引力作用B粒子一直受到原子核的斥力作用C粒子先受到原子核的引力作用，后受到原子核的斥力作用D粒子一直受到库仑斥力，速度一直减小解析：选B粒子与金原子核带同种电荷，两者相互排斥，故选项A、C错误，选项B正确；粒子在靠近金原子核时斥力做负功，速度减小，远离时斥力做正功，速度增大，故选项D错误2(2013福建卷)在卢瑟福粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是()解析：选C粒子受到原子核的斥力作用而发生散射，离原子核越近的粒子，受到的斥力越大，散射的角度越大，选项C正确考点二玻尔理论和能级
5、跃迁1氢原子的能级图和原子跃迁能级图用水平线表示能级，水平线间距离表示能级差大小的图示称为能级图氢原子能级图备注每一条水平线代表一个定态左端数字“n”表示量子数，右端数字E表示能级n越大时相邻能级间差值越小竖直带箭头的线段表示一种跃迁方式跃迁概念原子由一个能量状态变为另一个能量状态的过程称为跃迁辐射与激发从高能级向低能级的跃迁过程，若以释放光子的形式释放能量，称为辐射hE初E终从低能级向高能级的跃迁过程称为激发，始末能级差的绝对值等于所吸收的能量，EE终E初2跃迁与电离跃迁根据玻尔理论，当原子从低能级向高能级跃迁时，必须吸收光子才能实现；相反，当原子从高能级向低能级跃迁时，必须辐射光子才能实现
6、跃迁时不管是吸收还是辐射光子，其光子的能量都必须等于这两个能级的能量差电离原子一旦电离，原子结构将被破坏，如基态氢原子的电离能为136 eV，只要能量大于或等于136 eV的光子，都能使基态的氢原子吸收而电离，只不过入射光子的能量越大，原子电离后产生的自由电子的动能就越大，不论原子处于什么状态，只要入射光子的能量大于该状态电离所需要的能量就可使之电离 (2018天津六校联考)如图所示为氢原子的能级图，则下列说法正确的是()A若已知可见光的光子能量范围为1.62 eV3.11 eV，则处于第4能级状态的氢原子，辐射光的谱线在可见光范围内的有2条B当氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，氢原子的
7、电势能增加，电子的动能增加C处于第3能级状态的氢原子，辐射出三种波长分别为1、2、3(123)的三条谱线，则123D若处于第2能级状态的氢原子向基态跃迁时辐射出的光能使某金属板发生光电效应，则从第5能级跃迁到第2能级时辐射出的光也一定能使此金属板发生光电效应解析：选A若已知可见光的光子能量范围为1.62 eV3.11 eV，则处于第4能级状态的氢原子，辐射光的谱线，对应的能量分别为E10.85 eV(1.51 eV)0.66 eV，E20.85 eV(3.4 eV)2.55 eV，E30.85 eV(13.6 eV)12.75 eV，E41.51 eV(3.4 eV)1.89 eV，E51.5
8、1 eV(13.6 eV)12.09 eV，E63.4 eV(13.6 eV)10.2 eV，在可见光范围内的有2条，故A正确；当氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，运动半径减小，则氢原子的电势能减小，而根据km可知，电子的动能增加，故B错误；处于第3能级状态的氢原子，辐射出三种波长分别为1、2、3(123)的三条谱线，则有h3h2h1，且，因此hhh，即，故C错误；若处于第2能级状态的氢原子跃迁后辐射出的光能使某金属板发生光电效应，由于从第5能级跃迁到第2能级时辐射出的光的能量小于第2能级状态的氢原子向基态跃迁辐射出的光的能量，不一定能使此金属板发生光电效应，故D错误解答原子跃迁问题的三
9、点注意(1)能级之间发生跃迁时放出(吸收)光子的频率由hEmEn求得若求波长可由公式c求得(2)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n1)(3)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法用数学中的组合知识求解：NC.利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出，然后相加 (2017广东梅州一模)如图所示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于n4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光，下列说法正确的是()A这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光B由n2能级跃迁到n1能级产生的光的频率最小C用n2能级跃迁到n1能级辐射出的光照射逸出功为634 eV的
10、金属铂能发生光电效应D由n4能级跃迁到n1能级产生的光波长最大解析：选C大量处于n4激发态的氢原子向低能级跃迁最多可以辐射出N6种频率的光子，A错误；由n4能级跃迁到n3能级产生的光的频率最小，波长最长，B、D错误；从n2能级跃迁到n1能级辐射出的光子的能量为EE2E110.2 eV，大于金属铂的逸出功，能使其发生光电效应，C正确3如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是()解析：选C由原子的能级图，E3E1E2E1E3E2，再结合EmEnh知acb.4玻尔氢原子模型成功解释了氢原子光谱的实验规律，氢原
11、子能级图如图所示，当氢原子从n4的能级跃迁到n2的能级时，辐射出频率为_Hz的光子，用该频率的光照射逸出功为225 eV的钾表面，产生的光电子的最大初动能为_eV.(电子电荷量e1.601019C，普朗克常量h6.631034 Js)解析：氢原子从n4的能级跃迁到n2的能级时，释放出光子的能量为E0.85 eV(340 eV)2.55 eV，由hE解得光子的频率6.21014Hz.用此光照射逸出功为2.25 eV的钾时，由光电效应方程知，产生光电子的最大初动能为EkhW(2.552.25)eV0.30 eV.答案：6.210140.30考点三原子核的衰变核反应核能1原子核的衰变天然放射现象说明
12、原子核具有复杂的结构原子核放出粒子或粒子，放出后就变成新的原子核，这种变化称为原子核的衰变但这并不表明原子核内有粒子或粒子(粒子是电子流，而原子核内不可能有电子存在)(1)衰变规律：原子核衰变前后的质量数和核电荷数都守恒(2)衰变方程：衰变：ZXYHe.衰变：ZXYe.(3)两个重要的衰变UThHe；ThPae.核反应中遵循质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)而释放出核能当放射性物质发生连续衰变时，原子核中有的发生衰变，有的发生衰变，同时伴随着辐射2天然放射现象中衰变次数的计算方法方法一：根据两个守恒定律确定衰变次数，设放射性元素X经过n次衰变和m次
13、衰变后，变成稳定的新元素Y，则AA4n，ZZ2nm，以上两式联立解得n，mZZ.方法二：因为衰变对质量数无影响，可先由质量数的改变确定衰变的次数，然后再由电荷数的改变确定衰变的次数3质能方程的注意点(1)物体的质量包括静止质量和运动质量，质量亏损指的是静止质量的减少，减少的静止质量转化为和辐射能量有关的运动质量(2)质量亏损并不是这部分质量消失或转变为能量，只是静止质量减少(3)在核反应中遵循能量守恒定律(4)质量只是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度 (2017全国卷)一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核，衰变方程为UThHe.下列说法正确的是()A衰变后钍核的动能等于粒子的动能B衰变后
14、钍核的动量大小等于粒子的动量大小C铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间D衰变后粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量解析：选B衰变过程遵守动量守恒定律，故选项A错，选项B对根据半衰期的定义，可知选项C错衰变释放核能，有质量亏损，故选项D错 (2016全国卷)(多选)一静止的铝原子核Al俘获一速度为10107 m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核Si，下列说法正确的是()A核反应方程为pAlSiB核反应过程中系统动量守恒C核反应过程中系统能量不守恒D核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和E硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度方向一致解析：选ABE根据电荷数守恒和质量数守恒，核反应方程为pAlSi，选项A正确；在核反应过程中系统动量守恒，能量也守恒，选项B正确，选项C错误；因为有质量亏损，生成物的质量与反应物的质量之和不相等，选项D错误；根据动量守恒
