《（浙江专用）2020版高考物理一轮复习 专题十七 原子结构和原子核课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（浙江专用）2020版高考物理一轮复习 专题十七 原子结构和原子核课件（57页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题十七 原子结构和原子核,高考物理 (浙江专用),五年高考,A组 自主命题浙江卷题组,考点一 原子结构,1.(2018浙江4月选考,15,2分)(多选)氢原子的能级图如图所示,关于大量氢原子的能级跃迁,下 列说法正确的是(可见光的波长范围为4.010-7 m7.610-7 m,普朗克常量h=6.610-34 Js,真空中 的光速c=3.0108 m/s) ( ),答案 BC 射线是原子核通过衰变产生的高能电磁波,与原子跃迁无关,故A错误。氢原子 从高能级向低能级跃迁时辐射出光子,根据E=h=h ,可得可见光光子的能量范围为1.633.0 9 eV;从n=4能级跃迁到n=2时能级E=2.55
2、eV,处在可见光能量范围内,故B选项正确。从高能 级向n=3时能级跃迁辐射出的光子最大能量为E=1.51 eV1.63 eV,属于红外线,具有显著的热 效应,所以C选项正确。传播速度越小,折射率越大,光子频率越大,能量越大,而氢原子从高能 级向n=2能级跃迁时辐射出的光子最大能量为3.40 eV,所以D选项错误。,A.氢原子从高能级跃迁到基态时,会辐射射线 B.氢原子处在n=4能级,会辐射可见光 C.氢原子从高能级向n=3能级跃迁时,辐射的光具有显著的热效应 D.氢原子从高能级向n=2能级跃迁时,辐射的光在同一介质中传播速度最小的光子能量为1.89 eV,2.(2016浙江10月选考,15,2
3、分)(多选)如图为氢原子能级图,氢原子中的电子从n=5能级跃迁到n =2能级可产生a光;从n=4能级跃迁到n=2能级可产生b光。a光和b光的波长分别为a和b,照射 到逸出功为2.29 eV的金属钠表面均可产生光电效应,遏止电压分别为Ua和Ub。则 ( ),A.ab B.UaUb C.a光的光子能量为2.86 eV D.b光产生的光电子最大初动能Ek=0.26 eV,答案 BCD 根据能级跃迁知识得ha=E5-E2=(-0.54) eV-(-3.4) eV=2.86 eV,hb=E4-E2=(-0.85) eV-(-3.4) eV=2.55 eV,显然a光的光子能量大于b光的光子能量,即a光频率
4、较大,波长较短,所以 A错,C正确。根据光电效应方程可知,最大初动能Ek=h-W0,所以a光照射后光电子的最大初动 能为Ek=(2.86-2.29) eV=0.57 eV,b光照射后光电子的最大初动能为Ek=(2.55-2.29) eV=0.26 eV, 选项D正确。由eU=Ek知UaUb,选项B正确。,3.(2016浙江4月选考,14,2分)(多选)下列说法正确的是 ( ) A.波源的频率越高,波速越大 B.温度升高,放射性元素的半衰期不变 C.氢原子吸收光子从低能级跃迁到高能级 D.光发生全反射时,临界角随入射角增大而变大,答案 BC 机械波传播的速度与介质有关,与波源频率无关,A错误。放
5、射性元素的半衰期反 映了原子核衰变的快慢,与温度无关,B正确。氢原子吸收光子,能量增大,从低能级跃迁到高能 级,C正确。光发生全反射时,临界角跟介质折射率之比有关,与入射角无关,D错误。,4.(2015浙江10月选考,14,2分)(多选)氢原子从n=6跃迁到n=2能级时辐射出频率为1的光子,从n =5跃迁到n=2能级时辐射出频率为2的光子。下列说法正确的是 ( ) A.频率为1的光子的能量较大 B.频率为1的光子的动量较大 C.做双缝干涉实验时,频率为1的光产生的条纹间距较大 D.做光电效应实验时,频率为1的光产生的光电子的最大初动能较大,答案 ABD 由En= ,E=Em-En,可知,氢原子
6、从n=6能级跃迁到n=2能级时辐射出的光子能量 比从n=5能级跃迁到n=2能级时辐射出的光子的能量要大,故A正确;由E=h,c=,且光子动量p = ,可知能量大的光子动量大,B正确;频率为1的光子能量大,频率为1的光波长1小,双缝干涉 条纹间距x1=1 小,C错误;由光电效应方程Ekm=h-h0可知,入射光子的能量大,产生的光电子 最大初动能大,故D正确。,1.(2019浙江4月选考,15,2分)(多选)静止在匀强磁场中的原子核X发生衰变后变成新原子 核Y。已知核X的质量数为A,电荷数为Z,核X、核Y和粒子的质量分别为mX、mY和m,粒子 在磁场中运动的半径为R。则 ( ) A.衰变方程可表示
7、为 X Y He B.核Y的结合能为(mX-mY-m)c2 C.核Y在磁场中运动的半径为 D.核Y的动能为EkY=,考点二 原子核,答案 AC 根据质量数和电荷数守恒可知,衰变方程可表示为 X Y+ He,选项A正确;此 反应中放出的总能量为:E=(mX-mY-m)c2,可知核Y的结合能不等于(mX-mY-m)c2,选项B错误;带 电粒子在磁场中运动的半径r= ,又mv=p(动量),则得r= ,衰变过程遵守动量守恒,根据动 量守恒定律得:0=pY-p,则pY=p,得半径之比为 = = ,则核Y在磁场中运动的半径为rY= ,故C正确;两粒子的动能之比: = = = ,因EkY+Ek=E=(mX-
8、mY-m)c2,解 得EkY= ,选项D错误。,2.(2017浙江11月选考,14,2分)(多选)下列说法正确的是 ( ) A.核聚变反应方程可能为 H H He+ n B.铀核裂变的核反应方程可能为 U n Xe Sr+ n C.发生衰变时原子核放出电子,说明电子是原子核的组成部分 D.中子和质子结合成氘核,若该过程质量亏损为m,则氘核的结合能为mc2,答案 BD 选项A的核反应方程为 H H He n,选项A错误;根据重核裂变的核反应方程 配平方式可知,选项B正确;发生衰变时原子核内部中子衰变为质子时释放出高速电子,电子 并不是原子核的组成部分,选项C错误;根据质能方程可知选项D正确。,3
9、.(2016浙江10月选考,16,2分)(多选)用中子 n)轰击铀核 U)产生裂变反应,会产生钡核 Ba)和氪核 Kr)并释放出中子 n),当达到某些条件时可发生链式反应。一个铀核 U)裂变 时,释放的能量约为200 MeV(1 eV=1.610-19 J)。以下说法正确的是 ( ) A U的裂变方程为 U Ba Kr n B U的裂变方程为 U n Ba Kr+ n C U发生链式反应的条件与铀块的体积有关 D.一个 U裂变时,质量亏损约为3.610-20 kg,答案 BC 本题考查了对原子核的裂变、质能方程的理解。铀核的裂变需要中子的轰击,所 以选项A错误,选项B正确。链式反应在进行过程中
10、,需要铀块达到临界体积才能维持链式反 应持续不断进行下去,所以选项C正确。根据质能方程E=mc2,反应过程中,质量亏损为m= kg3.610-28 kg,选项D错误。,B组 统一命题、省(区、市)卷题组,考点一 原子结构,1.(2019课标,14,6分)氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63 eV3.10 eV的光为可见 光。要使处于基态(n=1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子,最少应给氢原子提供的能量 为 ( ) A.12.09 eV B.10.20 eV C.1.89 eV D.1.51 eV,答案 A 本题考查原子的能级跃迁问题,体现了模型建构的核心素养。 由题图数据分析可知,
11、只有氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光子能量在可见光光子 能量范围内,所以处于基态(n=1)的氢原子最少也要跃迁到n=3能级,氢原子吸收的能量最少为 E=E3-E1=12.09 eV,故选A。,易错警示 本题易错选C,没有注意到氢原子原本处于“基态(n=1)”。,以下为教师用书专用(3),2.(2016北京理综,13,6分)处于n=3能级的大量氢原子,向低能级跃迁时,辐射光的频率有 ( ) A.1种 B.2种 C.3种 D.4种,答案 C 处于能级为n的大量氢原子向低能级跃迁能辐射光的种类为 ,所以处于n=3能级 的大量氢原子向低能级跃迁,辐射光的频率有 =3种,故C项正确。,3.(
12、2015天津理综,1,6分)物理学重视逻辑,崇尚理性,其理论总是建立在对事实观察的基础上。 下列说法正确的是 ( ) A.天然放射现象说明原子核内部是有结构的 B.电子的发现使人们认识到原子具有核式结构 C.粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的 D.密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的,答案 A 粒子散射实验的重要发现使人们认识到原子具有核式结构,B、C项错误;密立根 的油滴实验测出了电子的电荷量,D项错误。,1.(2019课标,15,6分)太阳内部核反应的主要模式之一是质子质子循环,循环的结果可表示 为 H He+ e+2 已知 H和 He的质量分别为mp=1.007 8 u和m=4
13、.002 6 u,1 u=931 MeV/c2,c为光速。在4个 H转 变成 He的过程中,释放的能量约为 ( ) A.8 MeV B.16 MeV C.26 MeV D.52 MeV,考点二 原子核,答案 C 本题考查了学生对核反应中核能的计算能力,体现了学科素养中的物理观念。 由核反应方程可知,4个 H转变成1个 He的过程中的质量亏损m41.007 8 u-4.002 6 u=0.02 8 6 u,释放的核能E=mc2=0.028 6931 MeV26.6 MeV,故选项C正确。,解题关键 本题为估算题,因电子质量很小,约为 u,故在计算的过程中不需纠结,应大胆 忽略。,2.(2019天
14、津理综,6,6分)(多选)我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大 突破,等离子体中心电子温度首次达到1亿摄氏度,为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的 技术基础。下列关于聚变的说法正确的是 ( ) A.核聚变比核裂变更为安全、清洁 B.任何两个原子核都可以发生聚变 C.两个轻核结合成质量较大的核,总质量较聚变前增加 D.两个轻核结合成质量较大的核,核子的比结合能增加,答案 AD 本题以“人造太阳”为背景,考查核聚变反应,以及学生的理解能力,体现了科学 态度与社会责任的核心素养,也体现了应用与创新的价值观念。 因为重核裂变后,产物中存在不稳定的核,而且放射性产物较多,轻核聚变与
15、之相比更安全、清 洁,所以A项正确。轻原子核才会发生聚变,所以B项错误。核反应过程中存在质量亏损,释放 能量,所以C项错误。核反应后产生的新核相对稳定,比结合能增加,故D项正确。,试题分析 通过科学实践透彻分析了核反应,并考查了重核裂变和轻核聚变的特点、区别 等。,3.(2018课标,14,6分)1934年,约里奥-居里夫妇用粒子轰击铝核 Al,产生了第一个人工放射 性核素X: Aln+X。X的原子序数和质量数分别为 ( ) A.15和28 B.15和30 C.16和30 D.17和31,答案 B 本题考查核反应方程。在核反应过程中,质量数和电荷数分别守恒,则X的原子序 数为2+13=15,X
16、的质量数为4+27-1=30,选项B正确。,规律总结 核反应方程的特点 核反应过程中,质量数和电荷数分别守恒。,4.(2017课标,15,6分)一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核,衰变方程为 U Th He。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,答案 B 本题考查天然放射现象、半衰期、动量守恒。静止的原子核在衰变前后动量守 恒,由动量守恒定律得0=m1v1+m2v2,可知m1v1=-m2v2,故衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量 大小,选项B正确;而动能Ek= ,由于钍核的质量(m1)大于粒子的质量(m2),故其动能不等,选项 A错误;铀核的半衰期是大量的铀核半数发生衰变所用的时间
