内容正文:
押2022年新高考全国卷第17题
原子结构和原子模型
高考对这部分知识的考查主要以选择为主,主要考点有经典物理理论、原子和原子核部分的最新科技成果。
命题常以生活中的具体事例及经典物理学理论为命题背景,结合物理知识在生活中的应用及最新科技成果的命题趋势较强,2022年高考应予以高度关注。
考点内容
常见题型及要求
氢原子模型与原子结构问题
选择题
核反应与核能问题
选择题
秘籍一 氢原子模型与原子结构问题
【规律秘籍】
1.玻尔理论的基本内容
(1)能级假设:氢原子En=(n为量子数)。
(2)跃迁假设:吸收或释放的能量hν=Em-En(m>n)。
(3)轨道假设:氢原子rn=n2r1(n为量子数)。
2.两类能级跃迁
(1)自发跃迁:高能级→低能级,释放能量,发出光子。
光子的频率ν==。
(2)受激跃迁:低能级→高能级,吸收能量。
①光照(吸收光子):光子的能量必须恰好等于能级差ΔE。
②碰撞:只要入射粒子能量大于或等于能级差即可,
E外≥ΔE。
③大于电离能的光子被吸收,原子被电离。
【方法秘籍】
解答氢原子能级图与原子跃迁问题应注意
(1)能级之间发生跃迁时放出(吸收)光子的频率由hν=Em-En决定,波长可由公式c=λν求得。
(2)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为n-1。
(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。
①用数学中的组合知识求解:N=C=。
②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。
秘籍二 核反应与核能问题
【规律秘籍】
1.核反应的四种类型
类型
可控性
核反应方程典例
衰变
α衰变
自发
92U→90Th+He
β衰变
自发
2Th→2Pa+1e
人工转变
人工控制
1N+He→1O+H
(卢瑟福发现质子)
He+Be→1C+n
(查德威克发现中子)
Al+He→P+n
约里奥—居
里夫妇发现
放射性同位
素,同时发
现正电子
P→Si+1e
重核
裂变
比较容易
进行人工
控制
2U+n→1Ba+Kr+3n
2U+n→1Xe+Sr+10n
轻核聚变
现阶段很
难控制
H+H→He+n
2.原子核的衰变
(1)衰变的实质:α衰变为2H+2n→He,即放出α射线;β衰变为n→H+1e,即放出β射线,在α衰变或β衰变过程中放出γ射线。
(2)衰变的快慢由原子核内部因素决定,与原子所处的物理、化学状态无关;半衰期是统计规律,对个别、少数原子无意义。
【方法秘籍】
1.核反应方程解答技巧
(1)熟记常见基本粒子的符号是正确书写核反应方程的基础。如质子(H)、中子(n)、α粒子(He)、β粒子(1e)、正电子(1e)、氘核(H)、氚核(H)等。
(2)掌握核反应方程遵守的规律是正确书写核反应方程或判断核反应方程是否正确的依据,所以要理解并会应用质量数守恒和电荷数守恒。
(3)明白核反应过程是不可逆的,核反应方程只能用箭头连接并表示反应方向,不能用等号连接。
2.核能的计算方法
(1)根据ΔE=Δmc2计算时,Δm的单位是“kg”,c的单位是“m/s”,ΔE的单位是“J”。
(2)根据ΔE=Δm×931.5 MeV计算时,Δm的单位是“u”,ΔE的单位是“MeV”。
(3)根据核子比结合能来计算核能:原子核的结合能=核子比结合能×核子数。
1.(2021·全国乙卷·T17)医学治疗中常用放射性核素产生射线,而是由半衰期相对较长的衰变产生的。对于质量为的,经过时间t后剩余的质量为m,其图线如图所示。从图中可以得到的半衰期为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
由图可知从到恰好衰变了一半,根据半衰期的定义可知半衰期为
故选C。
2.(2020·全国I卷·T19)下列核反应方程中,X1,X2,X3,X4代表α粒子的有( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】α粒子为氦原子核He,根据核反应方程遵守电荷数守恒和质量数守恒,A选项中的X1为He,B选项中的X2为He,C选项中的X3为中子n,D选项中的X4为He。
故选BD。
3.(2019·全国I卷·T14)氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63 eV~3.10 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.1.5l eV
【答案】A
【解析】光子从n=3能级跃迁到n=2能级时产生的光是可见光,因为。光子能量在1.63 eV~3.10 eV之间。要使处于基态(n=1)的氢原子被激发后跃迁到n=3能级,可辐射出可见光光子,最少应给氢原子