14.原子物理选择题专项复习-2024-2025学年高考物理二轮专题复习讲义

14.原子物理选择题专项复习 课前检测 【教法备注】 建议参考用时2min 1 .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（    ） A.玻尔原子理论证实了原子的核式结构模型 B.卢瑟福通过粒子轰击氮核的实验，证实了在原子核内部存在中子 C.贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，确定了原子核的存在 D.汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现了原子内部存在电子 2 .下列说法正确的是 A.晶体熔化过程中吸收热量，分子平均动能一定增大 B.重核的裂变是放能反应，说明生成物核子的平均质量小于反应物核子的平均质量 C.玻尔的原子模型能够解释所有原子光谱的规律 D.液体表面张力的存在是因为液体表面层分子间作用力合力表现为斥力 考情分析 知识点 试卷 题号 分值 难易 物理学史 2021年浙江卷 10 3 易 玻尔理论 2020年北京卷 2 3 易 光电效应 2019年北京卷 7 6 中 光子能量 2023年全国乙卷 3 6 易  衰变的规律 2021年全国甲卷 17 6 中 2021年全国乙卷 17 6 易 2021年山东卷 1 3 中 核反应与核能 2023年湖南卷 1 4 中 2023年全国甲卷 15 3 中 目标解读 知识导图 课程目标 1.知道 粒子散射实验；知道原子的核式结构模型的主要内容。 2.理解能级的概念，知道氢原子发射与吸收光子的频率与能级差的关系。 3. 知道光电效应现象；知道逸出功、极限频率、遏止电压等概念；知道光子说，能利用爱因 斯坦光电效应方程对光电效应现象进行解释。 课程重难点 1.了解天然放射现象及其规律，知道天然放射现象的原因是核的衰变；知道三种射线的本 质，以及如何利用电场或磁场区分它们；知道 衰变， 衰变，知道衰变规律；了解半衰期 的概念。 2.知道原子核的人工转变；知道核能的概念；了解爱因斯坦的质能方程，知道质量亏损的概 念。会根据质能方程和质量亏损的概念计算核反应中释放的核能。 3.知道重核的裂变和链式反应；知道什么是聚变；知道核反应堆和核电站。 了解聚变反应的特点；知道可控热核反应。 一、物理学史 1、1858年，德国科学家 普吕克尔 发现了一种奇妙的射线—— 阴极射线 （高速运动的电子流）。 2、1906年，英国物理学家 汤姆生 发现 电子 ，获得诺贝尔物理学奖。 3、1913年，美国物理学家 密立根 通过 油滴 实验 精确测定了 元电荷e电荷量 ，获得诺贝尔奖。 4、1897年， 汤姆生 利用阴极射线管发现了 电子 ，说明 原子 可分，有复杂内部结构，并提出原子的 枣糕 模型 。 5、1909－1911年，英国物理学家 卢瑟福 和助手们进行了 α粒子散射实验 ，并提出了 原子的 核式结构 模型 。由实验结果估计原子核直径数量级为10 -15m。 6、1919年，卢瑟福用 α粒子 轰击 氮核 ，第一次实现了原子核的人工转变，并发现了 质子 。预言原子核内还有另一种粒子，被其学生 查德威克 于1932年在 α粒子轰击 铍核 时发现，由此人们认识到原子核由 质子 和 中子 组成。 7、1885年，瑞士的中学数学教师 巴耳末 总结了氢原子光谱的波长规律——巴耳末系。 8、1913年，丹麦物理学家 玻尔 最先得出氢原子能级表达式； 9、1896年，法国物理学家 贝克勒尔 发现 天然放射现象 ，说明 原子核有复杂的内部结构 。天然放射现象：有两种衰变（α、β），三种射线（α、β、γ），其中γ射线是衰变后新核处于激发态，向低能级跃迁时辐射出的。衰变快慢与原子所处的物理和化学状态无关。 10、1896年，在贝克勒尔的建议下， 玛丽-居里夫妇 发 现了两种放射性更强的新元素——钋（Po）镭（Ra）。 11、1934年，约里奥－居里夫妇用 α粒子轰击 铝箔 时，发现 正电子 和 人工放射性同位素 。 12、1939年12月，德国物理学家 哈恩 和助手 斯特拉斯曼 用 中子 轰击 铀核 时，铀核发生 裂变 。1942年，在费米、西拉德等人领导下，美国建成第一个裂变反应堆（由浓缩铀棒、控制棒、减速剂、水泥防护层等组成）。 13、1952年美国爆炸了世界上第一颗氢弹 聚变反应、热核反应 。人工控制核聚变的一个可能途径是：利用强激光产生的高压照射小颗粒核燃料。 经典例题 3 .年，在新疆罗布泊中国第一颗原子弹爆炸成功．作为中国铀同位素分离事业的理论奠基人，科学家王承书女士参与研制了中国第一颗原子弹，并且在关键时刻用三次“我愿意”阐释了一名共产党员的担当和责任．在近代原子物理的研究中，有两个重要的实验对后来的理论研究影响深刻．下列有关实验的叙述正确的是（    ）       A.图甲是粒子散射实验装置，卢瑟福指导他的学生们进行粒子散射实验研究时，发现了质子和中子 B.图甲是粒子散射实验装置，汤姆孙根据粒子散射实验，提出了原子“枣糕模型”结构 C.图乙是研究光电效应的实验装置，根据光电效应规律，超过极限频率的入射光频率越大，则光电子的最大初动能越大 D.图乙是研究光电效应的实验装置，使验电器指针回到零，改用强度更大的红外线灯照射锌板，验电器的指针一定偏转 知识点总结 1．散射实验装置为什么选择金箔 选金箔是为了实验效果明显，金箔要薄是为了让粒子能够穿过金箔而不停留在里面（因为粒子的穿透能力很弱）． 2．卢瑟福的核式结构学说 原子核的大小约为，原子的半径约为． 在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转． 3．原子的核式结构学说对散射现象的解释 由于原子的 全部正电荷 几乎都集中在 原子核 里，当粒子与核十分接近时．会受到很大的 库仑斥力 而发生 大角度偏转 ，但因为原子内部大部分是空的，核又很小，所以粒子穿过原子时靠近核的机会很少，绝大多数粒子 离核较远 ，受到的 库仑斥力小 ，基本上沿直线前进，极少数粒子离核较近，发生大角度偏转． 巩固练习 4 .(多选)下列说法中正确的是（    ） A.全息照片的拍摄利用了光的偏振特性 B.温度高低变化，不会影响放射性元素的半衰期 C.核反应中重水等慢化剂的作用是减缓重核裂变的反应速率 D.卢瑟福粒子散射实验的一个重要应用是估算原子核的半径 5 .(多选)以下关于原子、原子核的说法正确的是（    ） A.粒子散射实验中，粒子轰击的金箔也可以用其他重金属箔，如铂箔 B.各种气体原子的能级不同，跃迁时发射光子的能量各异，因此利用不同气体可以制作五颜六色的霓虹灯 C.射线是原子内层电子跃迁时发射的波长很短的电磁波 D.在光电效应实验中，用频率为的光照射光电管阴极，发生了光电效应，若不改变频率而增加入射光的强度，光电子的最大初动能变大 6 .物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展．下列说法符合事实的是（    ） A.贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构 B.麦克斯韦通过一系列实验证实了关于光的电磁理论 C.查德威克用粒子轰击获得反冲核，发现了中子 D.卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型 变式训练 7 .根据粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个粒子的运动轨迹．在粒子从运动到、再运动到的过程中，下列说法正确的是（    ） A.加速度先变小，后变大 B.动能先增加，后减少 C.电势能先减少，后增加 D.电场力先做负功，后做正功，总功等于零 学生总结   【教法备注】 带正电的 粒子受到同样带正电原子核的库仑力斥力作用，靠近阶段 粒子要克服电场力做功，电势能增大，动能减小．b 点处电势能最大，动能最小．远离阶段，电势能减小，动能增大．在同一个等势面处的电势能（或者动能）相等． 真题演练 8 .下列说法正确的是（    ） A.光的波动性是光子之间相互作用的结果 B.玻尔第一次将“量子”引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念 C.光电效应揭示了光的粒子性，证明了光子除了能量之外还具有动量 D.射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方，验电器金属箔的张角会变大 二、原子结构和波粒二象性 【教法备注】 （一）玻尔理论 氢原子的能级、能级公式 1.氢原子的能级 能级图如图所示  2.氢原子的能级和轨道半径 ①氢原子的能级公式： ，其中基态能量最低，其数值为。 ②氢原子的半径公式： ，其中为基态半径，又称玻尔半径，其数值为。 经典例题 9 .(多选)如图所示为氢原子能级的示意图，已知锌的逸出功为，则关于氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征描述，下列说法正确的是（    ） A.电子处在的轨道上比处在的轨道上离氢原子核远 B.一个氢原子处于的激发态时，由于跃迁所发射的谱线可能有条 C.用光子能量为的光照射氢原子，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 D.用大量处于能级的氢原子向基态跃迁发出的光照射锌板，锌板表面有光电子逸出 题型总结 1.两类能级跃迁 （1）自发跃迁：高能级（） 2.电离 （1）电离态：，（2）电离能：指原子从基态或某一激发态跃迁到电离态所需要吸收的 最小 能量。 例如：对于氢原子 ①基态→电离态： ，即为基态的电离能。 ②→电离态； ，即为激发态的电离能。 如吸收能量足够大，克服电离能后，电离出的自由电子还具有动能。 巩固练习 10 .一个氢原子从能级跃迁到能级，也就是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，该原子（    ） A.吸收光子，能量增大 B.吸收光子，能量减小 C.放出光子，能量增大 D.放出光子，能量减小 11 .氢原子能级示意图如图所示．下列说法正确的是（    ） A.氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，电势能增大，其核外电子的动能减小 B.当氢原子从能级跃迁到能级时，辐射出的光不能使逸出功为的钾发生光电效应 C.一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光频率最多有种 D.用能量为和的两种光同时照射大量的氢原子，有可能使处于基态的氢原子电离 学生总结 氢原子跃迁前后电子的能量分析 根据玻尔理论的轨道量子化假设可知氢原子的能级越高，则电子距离原子核越远，如图所示。则氢原子由高能级跃迁到低能级时电子能量变化： 动能的变化情况   电势能的变化情况   【教法备注】 动能的变化情况 因为库仑力的作用，电子围绕原子核做圆周运动，根据库仑力提供向心力可得，且，所以，即电子在半径小的轨道上动能大。由图可知，当氢原子由高能级跃迁到低能级时，电子的运动轨道半径变小，故动能变大。 电势能的变化情况 方法一 根据氢原子能级跃迁规律可知，氢原子由高能级向低能级跃迁时，向外辐射光子，能量减小。氢原子的能量主要是电子的动能与电势能之和，氢原子的能量减小，电子的动能增大，故电势能减小。 方法二 原子核对电子的库仑力做正功，则电子的电势能减小。 真题演练 12 .(多选)由玻尔原子模型求得氢原子能级如图所示，已知可见光的光子能量在到之间，则（　　） A.氢原子从高能级向低能级跃迁时可能辐射出射线 B.氢原子从的能级向的能级跃迁时会辐射出红外线 C.处于能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线并发生电离 D.大量氢原子从能级向低能级跃迁时可辐射出种频率的可见光 13 .氢原子能级示意如图．现有大量氢原子处于能级上，下列说法正确的是（    ） A.这些原子跃迁过程中最多可辐射出种频率的光子 B.从能级跃迁到能级比跃迁到能级辐射的光子频率低 C.从能级跃迁到能级需吸收的能量 D.能级的氢原子电离至少需要吸收的能量 （二）光电效应 光电管上加正向与反向电压情况分析1.光电管加正向电压情况 ①P 右移时，参与导电的光电子数增加； ②P 移到某一位置时，所有逸出的光电子恰好都参与了导电，光电流恰好达到最大值； ③P 再右移时，光电流不再增大。2.光电管加反向电压情况 ①右移时，参与导电的光电子数减少； ②移到某一位置时，所有逸出的光电子恰好都不参与导电，光电流恰好为，此时光电管两端加的电压为遏止电压； ③再右移时，光电流始终为。 【教法备注】 如果学生基础不好，老师先带领学生复习相关知识 经典例题 14 .(多选)如图所示，用导线将验电器与某种金属板连接，用绿光照射金属板，验电器指针将发生偏转，下列判断正确的是（    ） A.改用红光照射金属板，验电器指针仍会发生偏转 B.减弱绿光的强度，验电器指针仍会发生偏转 C.如果验电器原来带负电，指针偏角先变小后变大 D.如果验电器原来带正电，指针偏角先变小后变大 15 .用图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光照射光电管阴极，电流计的指针发生偏转．而用另一频率的单色光照射光电管阴极时，电流计的指针不发生偏转，那么（    ） A.光的波长一定大于光的波长 B.增加光的强度可能使电流计的指针发生偏转 C.用光照射光电管阴极时通过电流计的电流是由到 D.只增加光的强度可使通过电流计的电流增大 题型总结 光电效应中三个重要关系 ① 爱因斯坦光电效应方程： 。 ② 光电子的最大初动能与遏止电压的关系： ③ 逸出功与极限频率的关系： 。 处理光电效应的 两条对应关系 ① 入射光强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大 ； ② 光子频率高→ 光子能量大→光电子的最大初动能大 。 巩固练习 16 . 图甲是氢原子的能级图，图乙是光电效应演示装置，已知金属锌的逸出功为．用大量处于能级的氢原子跃迁时发出的光去照射锌板，下列说法正确的是 图甲 图乙 A.锌板不会发生光电效应 B.锌板会发生光电效应，且验电器内的金属杆带负电 C.从锌板打出来的光电子的最大初动能为 D.光电效应在本质上是衰变 17 .光电管是把光信号转换为电信号的装置。如图所示，A和K分别是光电管的阳极和阴极，在A、K之间接有电源和电流表。现用频率为 v的光照射在K上，电路中有电流出现。已知阴极 K材料的逸出功为，普朗克常量为 h，下列说法正确的是（　　） A.若只减小光照强度，阴极 K上没有光电子逸出 B.若只将电源的极性反接，则电路中一定没有电流 C.从阴极 K上逸出的光电子最大初动能为 D.若只换用电动势更大的电源，则电路中电流一定增大 学生总结   真题演练 18 .(多选)对于钠和钙两种金属，其遏止电压与入射光频率的关系如图所示．用、分别表示普朗克常量和电子电荷量，则（    ） A.钠的逸出功小于钙的逸出功 B.图中直线的斜率为 C.在得到这两条直线时，必须保证入射光的光强相同 D.若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较高 19 . 光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流．表中给出了次实验的结果．由表中数据得出的论断中不正确的是（    ） 组 次 入射光子的能量 相对光强 光电流大小/ 逸出光电子的最大初动能 第 一 组 弱 中 强 第 二 组 弱 中 强 A.两组实验采用了不同频率的入射光 B.两组实验所用的金属板材质不同 C.若入射光子的能量为，逸出光电子的最大动能为 D.若入射光子的能量为，相对光强越强，光电流越大 （三）光子能量 经典例题 20 .一点光源以的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为的光，在离点光源距离为处每秒垂直通过每平方米的光子数为个．普朗克常量为．约为（    ） A. B. C. D. 题型总结 在应用能量子分析求解问题时，必须明确能量子的能量为，其中是 电磁波的频率 ，是 普朗克常量 ，其值为 ． 把电磁波的波速（光速）与波长、频率的关系式跟能量子公式综合起来解决问题．注意，光在不同的介质中的传播速度 不同 ，当已知光在真空中的波长时，要用 求其频率，其中是光在真空中的传播速度；当已知光在某介质中的波长为时，要用 求其频率，其中是光在介质中的传播速度．因为，故，而频率是不变的． 常见的问题求解有： ① 应用 计算不同频率的光的能量子的大小； ② 应用 计算光的波长； ③ 应用 计算光子数． 巩固练习 21 .年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在（）附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲，大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。据此判断，能够电离一个分子的能量约为（取普朗克常量，真空光速）（　　） A. B. C. D. 22 .2022年10月，全球众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线暴，其中我国的“慧眼”卫星、“极目”空间望远镜等装置在该事件观测中作出重要贡献。由观测结果推断，该伽马射线暴在1分钟内释放的能量量级为。假设释放的能量来自于物质质量的减少，则每秒钟平均减少的质量量级为（光速为） A. B. C. D. 学生总结 真题演练 23 .已知普朗克常量，电子的质量为．一个电子和一滴直径约为的油滴具有相同的动能，则电子与油滴的德布罗意波长之比的数量级为（    ） A. B. C. D. 三、原子核 【教法备注】 （一）衰变的规律 1.三种射线的成分和性质 名称 构成 符号 电荷量 质量 电离作用 穿透能力 射线 氦核 最强 最弱 射线 电子 较强 较强 射线 光子 最弱 最强 2.衰变衰变的比较 衰变类型 衰变 衰变 衰变方程 衰变实质 个质子和个中子结合成一个整体射出 个中子转化为个质子t和个电子 衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒 3.对半衰期的理解 ① 半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，对个别或少量 原子核，无半衰期可言。 ② 根据半衰期的概念，可总结出公式 ， 。式中、表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，、表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，表示衰变时间，表示半衰期。 经典例题 24 .科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝．铝的半衰期为万年，其衰变方程为．下列说法正确的是（    ） A.是氦核 B.是质子 C.再经过万年，现有的铝衰变一半 D.再经过万年，现有的铝全部衰变 25 .(多选)静止的原子核在磁场中发生衰变后运动轨迹如图所示，大小圆半径分别为、；则下列关于此衰变方程和两圆轨迹半径比值的判断中正确的是（    ） A. B. C. D. 题型总结 1.衰变次数的计算方法 方法一：确定衰变次数的方法是依据两个守恒规律，设放射性元素经过次衰变和次衰变后，变成稳定的新元素，则表示该核反应的方程为。根据质量数守恒和电荷数守恒可列方程     由以上两式联立解得 ， 由此可见确定衰变次数可归结为求解一个二元一次方程组。 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，然后根据衰变规律确定 β衰变 的次数。 2.原子核衰变与动量守恒的综合应用 静止原子核在匀强磁场中自发衰变，如果产生的新核和放出的粒子的速度方向与磁场方向垂直，则它们的运动轨迹为两相切圆，衰变时两圆外切，衰变时两圆内切，根据动量守恒 ，和 知，半径小的为 新核 ，半径大的为 粒子或粒子 ，其特点对比如下表： 衰变  匀强磁场中轨迹  两圆外切，粒子半径大 衰变  匀强磁场中轨迹  两圆内切，粒子半径大 巩固练习 26 .关于放射性元素的衰变，以下说法正确的是（    ） A.原子核发生衰变所释放的射线中一定有高速运动的电子 B.原子核发生衰变所释放的射线中一定有高速运动的氦原子核 C.衰变成经过了次衰变和次衰变 D.衰变成经过了次衰变和次衰变 27 .静止的核发生衰变后生成核，核能放出一个粒子而变成，下列说法 不 正 确 的是（    ） A.粒子本质是电子，来源于原子核 B.核发生衰变的核反应方程为 C..核放出一个粒子的核反应方程为 D.个原子核经过一个半衰期，将产生个粒子 28 .(多选)在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出某种粒子，结果得到一张两个相切圆和的径迹照片如图所示，已知两个相切圆半径分别为、，则下列说法正确的是（    ） A.原子核可能发生衰变，也可能发生衰变 B.径迹可能是衰变后新核的径迹 C.若衰变方程是，则衰变后新核和射出的粒子的动能之比为 D.若衰变方程是，则 29 .(多选)如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，静止的铀发生衰变，生成新原子核，已知粒子和新核在纸面内做匀速圆周运动，则（    ） A.原子核的电荷数为，质量数为 B.粒子做顺时针圆周运动 C.粒子和原子核的周期之比为 D.粒子和原子核的半径之比为 学生总结   真题演练 30 .如图，一个原子核经图中所示的一系列、衰变后，生成稳定的原子核，在此过程中放射出电子的总个数为（    ） A. B. C. D. 31 .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，经过时间后剩余的质量为，其图线如图所示．从图中可以得到的半衰期为（    ） A. B. C. D. 32 .在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时，常利用沉积物中半衰期较短的，其衰变方程为．以下说法正确的是（    ） A.衰变方程中的是电子 B.升高温度可以加快的衰变 C.与的质量差等于衰变的质量亏损 D.方程中的来自于内质子向中子的转化 （二）核反应与核能 1.核力和核能 （1）核力 原子核内部，_____所特有的相互作用力。 核子数越多，结合能越大，比结合能不一定越大。 （2）核能 ①核子在结合成原子核时出现质量亏损，其对应的能量_______。 ②原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加，吸收的能量为。 质能方程表明质量和能量有着紧密联系，但不能相互转化。 【教法备注】 核子间    2.裂变反应和聚变反应 （1）重核裂变 一些重核裂变的产物可能有多种组合。 ①定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程。 ②典型的裂变反应方程：③链式反应：重核裂变产生的_____使裂变反应一代接一代继续下去的过程。 ④临界体积和临界质量：裂变物质能够发生链式反应的____体积及其相应的质量。 ⑤裂变的应用：原子弹、核电站。 ⑥反应堆构造：核燃料，减速剂、              、防护层。 （2）轻核聚变 ①定义：两个轻核结合成质量较大的核的反应过程。轻核聚变反应必须在______下进行，因此又叫热核反应。 ②典型的聚变反应方程：。 【教法备注】 中子   最小   镉棒   高温 经典例题 33 .1934年，约里奥-居里夫妇用粒子轰击铝核，产生了第一个人工放射性核素：。的原子序数和质量数分别为（　　） A.和 B.和 C.和 D.和 34 .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：，已知和的质量分别为=1.0078u和=4.0026u，1u相当于931.5MeV，在4个转变成1个的过程中，释放的能量约为（　　） A.52MeV B.27MeV C.16MeV D.8MeV 题型总结 1.核反应方程式的书写 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（）、中子（）、粒子（），粒子（）、正电子（）、氘核（），氚核（）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某个核反应方程是否正确的依据，由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向。 ③ 核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒。 2.对质能方程的理解 ① 一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，即 。 ② 核子在结合成原子核时出现质量亏损，其能量也要相应减少，即 。 ③ 原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加。吸收的能量为 巩固练习 35 .(多选)儿童生长发育时期测量体内含锌量是体格检查的重要内容之一．比较简单的一种检测方法是取儿童的头发约，放在核反应堆中经中子轰击后，头发中的锌元素与中子反应生成具有放射性的同位素锌，其核反应方程式为．衰变放射出能量为的射线，通过测定射线的强度可以计算出头发中锌的含量，关于以上叙述，下列说法正确的是（    ） A.比多一个中子 B.射线在真空中传播的速度是 C.射线是由锌原子的内层电子受到激发而产生的 D.核反应属于衰变 36 .钴放射性的应用非常广泛，几乎遍及各行各业．在农业上，常用于辐射育种、刺激增产、辐射防治虫害和食品辐照保藏与保鲜等；在医学上，常用于癌和肿瘤的放射治疗．一个钴原子核（）放出一个粒子后衰变成一个镍核（），并伴随产生了射线．已知钴的半衰期为年，该反应中钴核、粒子、镍核的质量分别为、、．下列说法正确的是（    ） A.核反应中释放的能量为 B.核反应中释放出的射线的穿透本领比粒子强 C.若有个钴原子核，经过年后只剩下个钴原子核 D.粒子是钴原子核外的电子电离形成的 37 .钍基熔盐堆核能系统是第四代核能系统之一。其中钍基核燃料铀由较难裂变的钍吸收一个中子后经过若干次衰变而来；铀的一种典形裂变产物是钡和氪。以下说法正确的是（　　） A.题中铀核裂变的核反应方程为 B.钍核衰变的快慢由原子所处的化学状态和外部条件决定 C.钍核经过次衰变可变成镤 D.在铀核裂变成钡和氪的核反应中，核子的比结合能减小 学生总结  真题演练 38 .(多选)如图所示是我国全超导托卡马克核聚变实验装置．年月，该装置实现了等离子体运行等多项重大突破，为未来和平利用聚变能量迈出了重要一步．关于核聚变，下列说法正确的是（    ） A.聚变又叫热核反应 B.太阳就是一个巨大的热核反应堆 C.高温能使原子核克服核力而聚变 D.对相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变产能多 39 .核废料具有很强的放射性，需要妥善处理．下列说法正确的是（    ） A.放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽 B.原子核衰变时电荷数守恒，质量数不守恒 C.改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期 D.过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害 40 .世纪年代，我国以国防为主的尖端科技取得了突破性的发展．年，我国第一颗原子弹试爆成功；年，我国第一颗氢弹试爆成功．关于原子弹和氢弹，下列说法正确的是（    ） A.原子弹和氢弹都是根据核裂变原理研制的 B.原子弹和氢弹都是根据核聚变原理研制的 C.原子弹是根据核裂变原理研制的，氢弹是根据核聚变原理研制的 D.原子弹是根据核聚变原理研制的，氢弹是根据核裂变原理研制的 四、课堂总结 五、出门测 41 .关于近代物理知识，下列说法正确的是（    ） A.要使某金属发生光电效应，入射光波长必须大于某极限值 B.卢瑟福原子核式结构模型的提出是建立在对阴极射线研究的基础上 C.大量处于能级的氢原子，向低能级跃迁时辐射出光子的频率有种 D.在铀发生裂变的一个核反应方程中，是中子 42 . 光电管是一种利用光照产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可以形成光电流。下表中记录了某同学进行光电管实验时的数据。 次 入射光子的能量/eV 相对光强 饱和光电流大小/mA 逸出光电子的最大初动能/eV 1 4.0 弱 29 0.8 2 4.0 中 43 0.8 3 4.0 强 60 0.8 由表中数据得出的以下论断中正确的是（　　） A.三次实验采用了不同频率的入射光 B.三次实验光电管中的金属板材质不同 C.若入射光子的能量为5.0eV，不论光强多大，饱和光电流一定大于60mA D.若入射光子的能量为5.0eV，逸出光电子的最大初动能为1.8eV 43 .银河系中存在大量的铝同位素．核衰变的衰变方程为，测得核的半衰期为万年．下列说法正确的是（    ） A.核的质量等于核的质量 B.核的中子数大于核的中子数 C.将铝同位素放置在低温低压的环境中，其半衰期不变 D.银河系中现有的铝同位素将在万年后全部衰变为 学科网（北京）股份有限公司 $$ 14.原子物理选择题专项复习 课前检测 1 .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（    ） A.玻尔原子理论证实了原子的核式结构模型 B.卢瑟福通过粒子轰击氮核的实验，证实了在原子核内部存在中子 C.贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，确定了原子核的存在 D.汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现了原子内部存在电子 2 .下列说法正确的是 A.晶体熔化过程中吸收热量，分子平均动能一定增大 B.重核的裂变是放能反应，说明生成物核子的平均质量小于反应物核子的平均质量 C.玻尔的原子模型能够解释所有原子光谱的规律 D.液体表面张力的存在是因为液体表面层分子间作用力合力表现为斥力 考情分析 知识点 试卷 题号 分值 难易 物理学史 2021年浙江卷 10 3 易 玻尔理论 2020年北京卷 2 3 易 光电效应 2019年北京卷 7 6 中 光子能量 2023年全国乙卷 3 6 易  衰变的规律 2021年全国甲卷 17 6 中 2021年全国乙卷 17 6 易 2021年山东卷 1 3 中 核反应与核能 2023年湖南卷 1 4 中 2023年全国甲卷 15 3 中 目标解读 知识导图 课程目标 1.知道 粒子散射实验；知道原子的核式结构模型的主要内容。 2.理解能级的概念，知道氢原子发射与吸收光子的频率与能级差的关系。 3. 知道光电效应现象；知道逸出功、极限频率、遏止电压等概念；知道光子说，能利用爱因 斯坦光电效应方程对光电效应现象进行解释。 课程重难点 1.了解天然放射现象及其规律，知道天然放射现象的原因是核的衰变；知道三种射线的本 质，以及如何利用电场或磁场区分它们；知道 衰变， 衰变，知道衰变规律；了解半衰期 的概念。 2.知道原子核的人工转变；知道核能的概念；了解爱因斯坦的质能方程，知道质量亏损的概 念。会根据质能方程和质量亏损的概念计算核反应中释放的核能。 3.知道重核的裂变和链式反应；知道什么是聚变；知道核反应堆和核电站。 了解聚变反应的特点；知道可控热核反应。 一、 物理学史 1、1858年，德国科学家                                   发现了一种奇妙的射线—— 阴极射线 （高速运动的电子流）。 2、1906年，英国物理学家                          发现 电子 ，获得诺贝尔物理学奖。 3、1913年，美国物理学家                          通过                 实验 精确测定了 元电荷e电荷量 ，获得诺贝尔奖。 4、1897年，                          利用阴极射线管发现了                 ，说明                 可分，有复杂内部结构，并提出原子的                模型 。 5、1909－1911年，英国物理学家                          和助手们进行了                                                           ，并提出了 原子的                                  模型 。由实验结果估计原子核直径数量级为10 -15m。 6、1919年，卢瑟福用                       轰击                 ，第一次实现了原子核的人工转变，并发现了                 。预言原子核内还有另一种粒子，被其学生                                   于1932年在 α粒子轰击                 时发现，由此人们认识到原子核由                 和                组成。 7、1885年，瑞士的中学数学教师 巴耳末 总结了氢原子光谱的波长规律——巴耳末系。 8、1913年，丹麦物理学家             最先得出氢原子能级表达式； 9、1896年，法国物理学家                                   发现 天然放射现象 ，说明                                                                                                 。天然放射现象：有两种衰变（α、β），三种射线（α、β、γ），其中γ射线是衰变后新核处于激发态，向低能级跃迁时辐射出的。衰变快慢与原子所处的物理和化学状态无关。 10、1896年，在贝克勒尔的建议下， 玛丽-居里夫妇 发 现了两种放射性更强的新元素——钋（Po）镭（Ra）。 11、1934年，约里奥－居里夫妇用 α粒子轰击                 时，发现                          和                                                                       。 12、1939年12月，德国物理学家 哈恩 和助手 斯特拉斯曼 用                 轰击                 时，铀核发生                。1942年，在费米、西拉德等人领导下，美国建成第一个裂变反应堆（由浓缩铀棒、控制棒、减速剂、水泥防护层等组成）。 13、1952年美国爆炸了世界上第一颗氢弹 聚变反应、热核反应 。人工控制核聚变的一个可能途径是：利用强激光产生的高压照射小颗粒核燃料。 经典例题 3 .年，在新疆罗布泊中国第一颗原子弹爆炸成功．作为中国铀同位素分离事业的理论奠基人，科学家王承书女士参与研制了中国第一颗原子弹，并且在关键时刻用三次“我愿意”阐释了一名共产党员的担当和责任．在近代原子物理的研究中，有两个重要的实验对后来的理论研究影响深刻．下列有关实验的叙述正确的是（    ）       A.图甲是粒子散射实验装置，卢瑟福指导他的学生们进行粒子散射实验研究时，发现了质子和中子 B.图甲是粒子散射实验装置，汤姆孙根据粒子散射实验，提出了原子“枣糕模型”结构 C.图乙是研究光电效应的实验装置，根据光电效应规律，超过极限频率的入射光频率越大，则光电子的最大初动能越大 D.图乙是研究光电效应的实验装置，使验电器指针回到零，改用强度更大的红外线灯照射锌板，验电器的指针一定偏转 知识点总结 1．散射实验装置为什么选择金箔                                                                           粒子能够穿过金箔而不停留在里面（因为粒子的穿透能力很弱）． 2． 卢瑟福的核式结构学说 原子核的大小约为，原子的半径约为．                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  3．原子的核式结构学说对散射现象的解释 由于原子的                                            几乎都集中在                         里，当粒子与核十分接近时．会受到很大的                                   而发生                                           ，但因为原子内部大部分是空的，核又很小，所以粒子穿过原子时靠近核的机会很少，绝大多数粒子                                   ，受到的                                           ，基本上沿直线前进，极少数粒子离核较近，发生大角度偏转． 巩固练习 4 .(多选)下列说法中正确的是（    ） A.全息照片的拍摄利用了光的偏振特性 B.温度高低变化，不会影响放射性元素的半衰期 C.核反应中重水等慢化剂的作用是减缓重核裂变的反应速率 D.卢瑟福粒子散射实验的一个重要应用是估算原子核的半径 5 .(多选)以下关于原子、原子核的说法正确的是（    ） A.粒子散射实验中，粒子轰击的金箔也可以用其他重金属箔，如铂箔 B.各种气体原子的能级不同，跃迁时发射光子的能量各异，因此利用不同气体可以制作五颜六色的霓虹灯 C.射线是原子内层电子跃迁时发射的波长很短的电磁波 D.在光电效应实验中，用频率为的光照射光电管阴极，发生了光电效应，若不改变频率而增加入射光的强度，光电子的最大初动能变大 6 .物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展．下列说法符合事实的是（    ） A.贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构 B.麦克斯韦通过一系列实验证实了关于光的电磁理论 C.查德威克用粒子轰击获得反冲核，发现了中子 D.卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型 变式训练 7 .根据粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个粒子的运动轨迹．在粒子从运动到、再运动到的过程中，下列说法正确的是（    ） A.加速度先变小，后变大 B.动能先增加，后减少 C.电势能先减少，后增加 D.电场力先做负功，后做正功，总功等于零 学生总结   真题演练 8 .下列说法正确的是（    ） A.光的波动性是光子之间相互作用的结果 B.玻尔第一次将“量子”引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念 C.光电效应揭示了光的粒子性，证明了光子除了能量之外还具有动量 D.射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方，验电器金属箔的张角会变大 二、 原子结构和波粒二象性 （一） 玻尔理论 氢原子的能级、能级公式1.氢原子的能级 能级图如图所示  2.氢原子的能级和轨道半径 ①氢原子的能级公式： ，其中基态能量最低，其数值为。 ②氢原子的半径公式：                         ，其中为基态半径，又称玻尔半径，其数值为。 经典例题 9 .(多选)如图所示为氢原子能级的示意图，已知锌的逸出功为，则关于氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征描述，下列说法正确的是（    ） A.电子处在的轨道上比处在的轨道上离氢原子核远 B.一个氢原子处于的激发态时，由于跃迁所发射的谱线可能有条 C.用光子能量为的光照射氢原子，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 D.用大量处于能级的氢原子向基态跃迁发出的光照射锌板，锌板表面有光电子逸出 题型总结 1.两类能级跃迁（1）自发跃迁：                                 ） 2.电离（1）电离态：， （2）电离能：指原子从基态或某一激发态跃迁到电离态所需要吸收的                 能量。 例如：对于氢原子 ①基态→电离态：       ，即为基态的电离能。 ②→电离态；       ，即为激发态的电离能。 如吸收能量足够大，克服电离能后，电离出的自由电子还具有动能。 巩固练习 10 .一个氢原子从能级跃迁到能级，也就是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，该原子（    ） A.吸收光子，能量增大 B.吸收光子，能量减小 C.放出光子，能量增大 D.放出光子，能量减小 11 .氢原子能级示意图如图所示．下列说法正确的是（    ） A.氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，电势能增大，其核外电子的动能减小 B.当氢原子从能级跃迁到能级时，辐射出的光不能使逸出功为的钾发生光电效应 C.一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光频率最多有种 D.用能量为和的两种光同时照射大量的氢原子，有可能使处于基态的氢原子电离 学生总结 氢原子跃迁前后电子的能量分析根据玻尔理论的轨道量子化假设可知氢原子的能级越高，则电子距离原子核越远，如图所示。则氢原子由高能级跃迁到低能级时电子能量变化： 动能的变化情况   电势能的变化情况  真题演练 12 .(多选)由玻尔原子模型求得氢原子能级如图所示，已知可见光的光子能量在到之间，则（　　） A.氢原子从高能级向低能级跃迁时可能辐射出射线 B.氢原子从的能级向的能级跃迁时会辐射出红外线 C.处于能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线并发生电离 D.大量氢原子从能级向低能级跃迁时可辐射出种频率的可见光 13 .氢原子能级示意如图．现有大量氢原子处于能级上，下列说法正确的是（    ） A.这些原子跃迁过程中最多可辐射出种频率的光子 B.从能级跃迁到能级比跃迁到能级辐射的光子频率低 C.从能级跃迁到能级需吸收的能量 D.能级的氢原子电离至少需要吸收的能量 （二） 光电效应 光电管上加正向与反向电压情况分析1.光电管加正向电压情况①P 右移时，参与导电的光电子数增加； ②P 移到某一位置时，所有逸出的光电子恰好都参与了导电，光电流恰好达到最大值； ③P 再右移时，光电流不再增大。 2.光电管加反向电压情况①右移时，参与导电的光电子数减少； ②移到某一位置时，所有逸出的光电子恰好都不参与导电，光电流恰好为，此时光电管两端加的电压为遏止电压； ③再右移时，光电流始终为。 经典例题 14 .(多选)如图所示，用导线将验电器与某种金属板连接，用绿光照射金属板，验电器指针将发生偏转，下列判断正确的是（    ） A.改用红光照射金属板，验电器指针仍会发生偏转 B.减弱绿光的强度，验电器指针仍会发生偏转 C.如果验电器原来带负电，指针偏角先变小后变大 D.如果验电器原来带正电，指针偏角先变小后变大 15 .用图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光照射光电管阴极，电流计的指针发生偏转．而用另一频率的单色光照射光电管阴极时，电流计的指针不发生偏转，那么（    ） A.光的波长一定大于光的波长 B.增加光的强度可能使电流计的指针发生偏转 C.用光照射光电管阴极时通过电流计的电流是由到 D.只增加光的强度可使通过电流计的电流增大 题型总结 光电效应中三个重要关系① 爱因斯坦光电效应方程： 。 ② 光电子的最大初动能与遏止电压的关系： ③ 逸出功与极限频率的关系： 。 处理光电效应的两条对应关系 ① 入射光强度大→                                                                                                                                                       ； ② 光子频率高→                                                                                                                                              。 巩固练习 16 . 图甲是氢原子的能级图，图乙是光电效应演示装置，已知金属锌的逸出功为．用大量处于能级的氢原子跃迁时发出的光去照射锌板，下列说法正确的是 图甲 图乙 A.锌板不会发生光电效应 B.锌板会发生光电效应，且验电器内的金属杆带负电 C.从锌板打出来的光电子的最大初动能为 D.光电效应在本质上是衰变 17 .光电管是把光信号转换为电信号的装置。如图所示，A和K分别是光电管的阳极和阴极，在A、K之间接有电源和电流表。现用频率为 v的光照射在K上，电路中有电流出现。已知阴极 K材料的逸出功为，普朗克常量为 h，下列说法正确的是（　　） A.若只减小光照强度，阴极 K上没有光电子逸出 B.若只将电源的极性反接，则电路中一定没有电流 C.从阴极 K上逸出的光电子最大初动能为 D.若只换用电动势更大的电源，则电路中电流一定增大 学生总结   真题演练 18 .(多选)对于钠和钙两种金属，其遏止电压与入射光频率的关系如图所示．用、分别表示普朗克常量和电子电荷量，则（    ） A.钠的逸出功小于钙的逸出功 B.图中直线的斜率为 C.在得到这两条直线时，必须保证入射光的光强相同 D.若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较高 19 . 光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流．表中给出了次实验的结果．由表中数据得出的论断中不正确的是（    ） 组 次 入射光子的能量 相对光强 光电流大小/ 逸出光电子的最大初动能 第 一 组 弱 中 强 第 二 组 弱 中 强 A.两组实验采用了不同频率的入射光 B.两组实验所用的金属板材质不同 C.若入射光子的能量为，逸出光电子的最大动能为 D.若入射光子的能量为，相对光强越强，光电流越大 （三） 光子能量 经典例题 20 .一点光源以的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为的光，在离点光源距离为处每秒垂直通过每平方米的光子数为个．普朗克常量为．约为（    ） A. B. C. D. 题型总结 在应用能量子分析求解问题时，必须明确能量子的能量为，其中是                                                    ，是                                            ，其值为 ． 把电磁波的波速（光速）与波长、频率的关系式跟能量子公式综合起来解决问题．注意，光在不同的介质中的传播速度                ，当已知光在真空中的波长时，要用 求其频率，其中是光在真空中的传播速度；当已知光在某介质中的波长为时，要用 求其频率，其中是光在介质中的传播速度．因为，故，而频率是不变的． 常见的问题求解有： ① 应用 计算不同频率的光的能量子的大小； ② 应用 计算光的波长； ③ 应用 计算光子数． 巩固练习 21 .年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在（）附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲，大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。据此判断，能够电离一个分子的能量约为（取普朗克常量，真空光速）（　　） A. B. C. D. 22 .2022年10月，全球众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线暴，其中我国的“慧眼”卫星、“极目”空间望远镜等装置在该事件观测中作出重要贡献。由观测结果推断，该伽马射线暴在1分钟内释放的能量量级为。假设释放的能量来自于物质质量的减少，则每秒钟平均减少的质量量级为（光速为） A. B. C. D. 学生总结 真题演练 23 .已知普朗克常量，电子的质量为．一个电子和一滴直径约为的油滴具有相同的动能，则电子与油滴的德布罗意波长之比的数量级为（    ） A. B. C. D. 三、 原子核 （一） 衰变的规律 1.三种射线的成分和性质 名称 构成 符号 电荷量 质量 电离作用 穿透能力 射线 氦核 最强 最弱 射线 电子 较强 较强 射线 光子 最弱 最强 2.衰变衰变的比较 衰变类型 衰变 衰变 衰变方程 衰变实质 个质子和个中子结合成一个整体射出 个中子转化为个质子t和个电子 衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒 3.对半衰期的理解① 半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，对                                           原子核，无半衰期可言。 ② 根据半衰期的概念，可总结出公式                 ，                。式中、表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，、表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，表示衰变时间，表示半衰期。 经典例题 24 .科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝．铝的半衰期为万年，其衰变方程为．下列说法正确的是（    ） A.是氦核 B.是质子 C.再经过万年，现有的铝衰变一半 D.再经过万年，现有的铝全部衰变 25 .(多选)静止的原子核在磁场中发生衰变后运动轨迹如图所示，大小圆半径分别为、；则下列关于此衰变方程和两圆轨迹半径比值的判断中正确的是（    ） A. B. C. D. 题型总结 1.衰变次数的计算方法方法一：确定衰变次数的方法是依据两个守恒规律，设放射性元素经过次衰变和次衰变后，变成稳定的新元素，则表示该核反应的方程为。根据质量数守恒和电荷数守恒可列方程     由以上两式联立解得 ， 由此可见确定衰变次数可归结为求解一个二元一次方程组。 方法二：因为衰变对质量数无影响，可先由                                                     确定 衰变的 次数，然后根据衰变规律确定                      的次数。 2.原子核衰变与动量守恒的综合应用 静止原子核在匀强磁场中自发衰变，如果产生的新核和放出的粒子的速度方向与磁场方向垂直，则它们的运动轨迹为两相切圆，衰变时两圆外切，衰变时两圆内切，根据动量守恒 ，和 知，半径小的为                 ，半径大的为 粒子或粒子 ，其特点对比如下表： 衰变  匀强磁场中轨迹  两圆外切，粒子半径大 衰变  匀强磁场中轨迹  两圆内切，粒子半径大 巩固练习 26 .关于放射性元素的衰变，以下说法正确的是（    ） A.原子核发生衰变所释放的射线中一定有高速运动的电子 B.原子核发生衰变所释放的射线中一定有高速运动的氦原子核 C.衰变成经过了次衰变和次衰变 D.衰变成经过了次衰变和次衰变 27 .静止的核发生衰变后生成核，核能放出一个粒子而变成，下列说法 不 正 确 的是（    ） A.粒子本质是电子，来源于原子核 B.核发生衰变的核反应方程为 C..核放出一个粒子的核反应方程为 D.个原子核经过一个半衰期，将产生个粒子 28 .(多选)在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出某种粒子，结果得到一张两个相切圆和的径迹照片如图所示，已知两个相切圆半径分别为、，则下列说法正确的是（    ） A.原子核可能发生衰变，也可能发生衰变 B.径迹可能是衰变后新核的径迹 C.若衰变方程是，则衰变后新核和射出的粒子的动能之比为 D.若衰变方程是，则 29 .(多选)如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，静止的铀发生衰变，生成新原子核，已知粒子和新核在纸面内做匀速圆周运动，则（    ） A.原子核的电荷数为，质量数为 B.粒子做顺时针圆周运动 C.粒子和原子核的周期之比为 D.粒子和原子核的半径之比为 学生总结   真题演练 30 .如图，一个原子核经图中所示的一系列、衰变后，生成稳定的原子核，在此过程中放射出电子的总个数为（    ） A. B. C. D. 31 .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，经过时间后剩余的质量为，其图线如图所示．从图中可以得到的半衰期为（    ） A. B. C. D. 32 .在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时，常利用沉积物中半衰期较短的，其衰变方程为．以下说法正确的是（    ） A.衰变方程中的是电子 B.升高温度可以加快的衰变 C.与的质量差等于衰变的质量亏损 D.方程中的来自于内质子向中子的转化 （二） 核反应与核能 1.核力和核能（1）核力 原子核内部，_____所特有的相互作用力。 核子数越多，结合能越大，比结合能不一定越大。 （2）核能 ①核子在结合成原子核时出现质量亏损，其对应的能量_______。 ②原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加，吸收的能量为。 质能方程表明质量和能量有着紧密联系，但不能相互转化。 2.裂变反应和聚变反应（1）重核裂变 一些重核裂变的产物可能有多种组合。 ①定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程。 ②典型的裂变反应方程：③链式反应：重核裂变产生的_____使裂变反应一代接一代继续下去的过程。 ④临界体积和临界质量：裂变物质能够发生链式反应的____体积及其相应的质量。 ⑤裂变的应用：原子弹、核电站。 ⑥反应堆构造：核燃料，减速剂、             、防护层。 （2）轻核聚变 ①定义：两个轻核结合成质量较大的核的反应过程。轻核聚变反应必须在______下进行，因此又叫热核反应。 ②典型的聚变反应方程：。 经典例题 33 .1934年，约里奥-居里夫妇用粒子轰击铝核，产生了第一个人工放射性核素：。的原子序数和质量数分别为（　　） A.和 B.和 C.和 D.和 34 .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：，已知和的质量分别为=1.0078u和=4.0026u，1u相当于931.5MeV，在4个转变成1个的过程中，释放的能量约为（　　） A.52MeV B.27MeV C.16MeV D.8MeV 题型总结 1.核反应方程式的书写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（）、中子（）、粒子（），粒子（）、正电子（）、氘核（），氚核（）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某个核反应方程是否正确的依据，由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向。 ③ 核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒。 2.对质能方程的理解① 一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，即 。 ② 核子在结合成原子核时出现质量亏损，其能量也要相应减少，即 。 ③ 原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加。吸收的能量为 巩固练习 35 .(多选)儿童生长发育时期测量体内含锌量是体格检查的重要内容之一．比较简单的一种检测方法是取儿童的头发约，放在核反应堆中经中子轰击后，头发中的锌元素与中子反应生成具有放射性的同位素锌，其核反应方程式为．衰变放射出能量为的射线，通过测定射线的强度可以计算出头发中锌的含量，关于以上叙述，下列说法正确的是（    ） A.比多一个中子 B.射线在真空中传播的速度是 C.射线是由锌原子的内层电子受到激发而产生的 D.核反应属于衰变 36 .钴放射性的应用非常广泛，几乎遍及各行各业．在农业上，常用于辐射育种、刺激增产、辐射防治虫害和食品辐照保藏与保鲜等；在医学上，常用于癌和肿瘤的放射治疗．一个钴原子核（）放出一个粒子后衰变成一个镍核（），并伴随产生了射线．已知钴的半衰期为年，该反应中钴核、粒子、镍核的质量分别为、、．下列说法正确的是（    ） A.核反应中释放的能量为 B.核反应中释放出的射线的穿透本领比粒子强 C.若有个钴原子核，经过年后只剩下个钴原子核 D.粒子是钴原子核外的电子电离形成的 37 .钍基熔盐堆核能系统是第四代核能系统之一。其中钍基核燃料铀由较难裂变的钍吸收一个中子后经过若干次衰变而来；铀的一种典形裂变产物是钡和氪。以下说法正确的是（　　） A.题中铀核裂变的核反应方程为 B.钍核衰变的快慢由原子所处的化学状态和外部条件决定 C.钍核经过次衰变可变成镤 D.在铀核裂变成钡和氪的核反应中，核子的比结合能减小 学生总结  真题演练 38 .(多选)如图所示是我国全超导托卡马克核聚变实验装置．年月，该装置实现了等离子体运行等多项重大突破，为未来和平利用聚变能量迈出了重要一步．关于核聚变，下列说法正确的是（    ） A.聚变又叫热核反应 B.太阳就是一个巨大的热核反应堆 C.高温能使原子核克服核力而聚变 D.对相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变产能多 39 .核废料具有很强的放射性，需要妥善处理．下列说法正确的是（    ） A.放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽 B.原子核衰变时电荷数守恒，质量数不守恒 C.改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期 D.过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害 40 .世纪年代，我国以国防为主的尖端科技取得了突破性的发展．年，我国第一颗原子弹试爆成功；年，我国第一颗氢弹试爆成功．关于原子弹和氢弹，下列说法正确的是（    ） A.原子弹和氢弹都是根据核裂变原理研制的 B.原子弹和氢弹都是根据核聚变原理研制的 C.原子弹是根据核裂变原理研制的，氢弹是根据核聚变原理研制的 D.原子弹是根据核聚变原理研制的，氢弹是根据核裂变原理研制的 四、 课堂总结 五、 出门测 41 .关于近代物理知识，下列说法正确的是（    ） A.要使某金属发生光电效应，入射光波长必须大于某极限值 B.卢瑟福原子核式结构模型的提出是建立在对阴极射线研究的基础上 C.大量处于能级的氢原子，向低能级跃迁时辐射出光子的频率有种 D.在铀发生裂变的一个核反应方程中，是中子 42 . 光电管是一种利用光照产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可以形成光电流。下表中记录了某同学进行光电管实验时的数据。 次 入射光子的能量/eV 相对光强 饱和光电流大小/mA 逸出光电子的最大初动能/eV 1 4.0 弱 29 0.8 2 4.0 中 43 0.8 3 4.0 强 60 0.8 由表中数据得出的以下论断中正确的是（　　） A.三次实验采用了不同频率的入射光 B.三次实验光电管中的金属板材质不同 C.若入射光子的能量为5.0eV，不论光强多大，饱和光电流一定大于60mA D.若入射光子的能量为5.0eV，逸出光电子的最大初动能为1.8eV 43 .银河系中存在大量的铝同位素．核衰变的衰变方程为，测得核的半衰期为万年．下列说法正确的是（    ） A.核的质量等于核的质量 B.核的中子数大于核的中子数 C.将铝同位素放置在低温低压的环境中，其半衰期不变 D.银河系中现有的铝同位素将在万年后全部衰变为 学科网（北京）股份有限公司 $$