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当前位置:首页 > 临时分类 > (北京专用)2020届高考物理一轮复习 专题十六 原子与原子核课件
高考物理(北京市选考专用)专题十六原子与原子核1.(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种五年高考考点一原子结构A组自主命题·北京卷题组答案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。2Cn23C考查点能级跃迁。方法归纳利用能级图,结合排列组合的知识,把氢原子从高能级向低能级跃迁释放光子种类的规律总结明白,并不断强化。2.(2012北京理综,13,6分)一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级,该氢原子 ()A.放出光子,能量增加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根据玻尔原子理论知,氢原子从高能级n=3向低能级n=2跃迁时,将以光子形式放出能量,放出光子后原子能量减少,故B选项正确。3.(2019课标Ⅰ,14,6分)氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63eV~3.10eV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.12.09eVB.10.20eVC.1.89eVD.1.51eVB组统一命题·课标卷题组答案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,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ΔE=E3-E1=12.09eV,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)”。4.(2007北京理综,14,6分)下列说法正确的是 ()A.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应B.汤姆孙发现电子,表明原子具有核式结构C.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短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C组教师专用题组答案D太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应(核聚变反应),所以选项A错误。汤姆孙发现电子,说明带负电的电子是原子的一部分,因此原子是可分的,并且应该有一定的结构;又因为电子带负电,而原子呈电中性,所以原子中一定还有带正电的部分。在此后,由卢瑟福通过α粒子散射实验,根据极少数α粒子几乎被反向弹回,而推断出原子的核式结构,因此选项B错误。光照射到金属表面上时能否发生光电效应,取决于入射光的能量(E=hν),光的频率越高(波长越短),其能量越大,越可能在金属表面发生光电效应。因此,一束光照射到某金属上不能发生光电效应,是由于这束光的能量较小,即频率较小(波长较长),所以选项C错误。氢原子的核外电子在从离核较近的轨道跃迁到离核较远的轨道过程中,需要吸收一定的能量,所以核外电子离核越远,原子的总能量越大。设电子的质量为m,电荷量为e,其与原子核之间的距离为r时,电子绕核运动的速度大小为v,则根据库仑定律和牛顿第二定律有 = ,所以电子的动能Ek= ,即轨道半径越大,动能越小,故选项D正确。22ker2mvr22ker考点二原子核物理A组自主命题·北京卷题组1.(2018北京理综,13,6分)在核反应方程 He N O+X中,X表示的是 ()A.质子B.中子C.电子D.α粒子42 147178答案A本题考查核反应方程。由核反应中质量数和电荷数均守恒,可判断X为质子 H,故选项A正确。11 2.(2015北京理综,14,6分)下列核反应方程中,属于α衰变的是 ()A N He O HB U Th HeC H H He nD Th Pa e147.421781123892.234904221.31421023490.2349101答案BA项属于原子核的人工转变,B项属于α衰变,C项属于聚变反应,D项属于β衰变。考查点核反应方程。思路点拨α衰变是放出α粒子的过程。3.(2015北京理综,17,6分)实验观察到,静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变,衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动,运动方向和轨迹示意如图。则 ()A.轨迹1是电子的,磁场方向垂直纸面向外B.轨迹2是电子的,磁场方向垂直纸面向外C.轨迹1是新核的,磁场方向垂直纸面向里D.轨迹2是新核的,磁场方向垂直纸面向里答案D由静止的原子核发生β衰变后产生的新核和电子做匀速圆周运动的方向相反及原子核衰变前后动量守恒得meve-m核v核=0,粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径r= ,因为qeq核,所以rer核,故轨迹1是电子的,轨迹2是新核的,根据左手定则可判定磁场方向垂直纸面向里,故D项正确。mvqB考查点衰变、动量守恒、匀速圆周运动。思路点拨衰变过程动量守恒;衰变后的粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供。4.(2014北京理综,14,6分)质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3。当一个质子和一个中子结合成氘核时,释放的能量是(c表示真空中的光速) ()A.(m1+m2-m3)cB.(m1-m2-m3)cC.(m1+m2-m3)c2D.(m1-m2-m3)c2答案C此核反应方程为 H n H,根据爱因斯坦质能方程得ΔE=Δm·c2=(m1+m2-m3)c2,C正确。11 1021考查点质能方程。思路点拨质量亏损是反应物的总质量减去生成物的总质量。5.(2011北京理综,13,6分)表示放射性元素碘131 I)β衰变的方程是 ()A I Sb HeB I Xe eC I I nD I Te H13153(13153.127514213153.131540113153.130531013153.1305211答案Bβ衰变的实质是放射出电子 e),由核反应过程中的质量数和电荷数守恒可知B正确。01(6.(2017北京理综,23,18分)在磁感应强度为B的匀强磁场中,一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变。放射出的α粒子 He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动,其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量。(1)放射性原子核用 X表示,新核的元素符号用Y表示,写出该α衰变的核反应方程。(2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,求圆周运动的周期和环形电流大小。(3)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能,新核的质量为M,求衰变过程的质量亏损Δm。42(AZ 答案见解析解析本题考查了原子核的衰变、动量和能量守恒、带电粒子在匀强磁场中的运动、质能方程等多个考点,是一道综合题,难度中等。(1 X Y He(2)设α粒子的速度大小为v,由qvB=m ,T= ,得α粒子在磁场中运动周期T= 环形电流大小I= = )AZ42AZ422vR2Rv2mqBqT22qBm(3)由qvB=m ,得v= 设衰变后新核Y的速度大小为v',系统动量守恒Mv'-mv=0v'= = 由Δmc2= Mv'2+ mv2得Δm= 2vRqBRmmvMqBRM121222()()2MmqBRmMc说明:若利用M= m解答,亦可。44A方法技巧衰变中的动量和能量守恒在α衰变过程中,静止的原子核放射α粒子,新核与α粒子的总动量保持不变(为零),而衰变释放的能量与质量亏损之间必然遵循质能方程ΔE=Δmc2。B组统一命题·课标卷题组7.(2018课标Ⅲ,14,6分)1934年,约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铝核 Al,产生了第一个人工放射性核素X:α Al→n+X。X的原子序数和质量数分别为 ()A.15和28B.15和30C.16和30D.17和312713 2713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。8.(2017课标Ⅰ,17,6分)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应方程是: H→ n。已知 H的质量为2.0136u He的质量为3.0150u n的质量为1.0087u,1u=931MeV/c2。氘核聚变反应中释放的核能约为 ()A.3.7MeVB.3.3MeVC.2.7MeVD.0.93MeV2211H 3120He 21 32,10,答案B本题考查核能的计算。聚变反应中的质量亏损为Δm=(2×2.0136-3.0150-1.0087)u=0.0035u,则释放的核能为ΔE=Δmc2=0.0035×931MeV≈3.3MeV,B正确。方法技巧由质量亏损计算核能由Δm计算核反应过程中释放的核能时,若Δm以u为单位,可由1u=931MeV/c2,得到释放的以MeV为单位的核能;若Δm以kg为单位,则由质能方程ΔE=Δmc2获得以J为单位的释放的核能。9.(2010北京理综,15,6分)太阳因核聚变释放出巨大的能量,同时其质量不断减少。太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026J,根据爱因斯坦质能方程,太阳每秒钟减少的质量最接近 ()A.1036kgB.1018kgC.1013kgD.109kgC组教师专用题组答案D根据爱因斯坦质能方程ΔE=Δmc2,得Δm= = kg≈109kg。2Ec2682410(310)10.(2009北京理综,14,6分)下列现象中,与原子核内部变化有关的是 ()A.α粒子散射现象B.天然放射现象C.光电效应现象D.原子发光现象答案B天然放射现象是放射性物质的原子核自发地放射出α、β和γ射线的现象,必然会使原子核内部发生变化。故选B。11.(2008北京理综,14,6分)一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核,同时辐射一个γ光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3,普朗克常量为h,真空中的光速为c。下列说法正确的是 ()A.核反应方程是 H n H+γB.聚变反应中的质量亏损Δm=m1+m2-m3C.辐射出的γ光子的能量E=(m3-m1-m2)cD.γ光子的波长λ= 11 10312123()hmmmc答案B此核反应的核反应方程为 H n H+γ,A错;由质能方程知γ光子的能量为E=(m1+m2-m3)c2,C错;由E=h 知波长λ= ,D错。11 1021cλ123()hmmmc12.(2006北京理综,13,6分)目前核电站利用的核反应是 ()A.裂变,核燃料为铀B.聚变,核燃料为铀C.裂变,核燃料为氘D.聚变,核燃料为氘答案A核裂变和核聚变过程都能释放核能,但目前人类所掌握的技术水平只能对核裂变的速度进行控制,所以各国的核电站都是以铀为燃料的核裂变电站。13.(2017课标Ⅱ,15,6分)一静止的铀核放出一个α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α粒子的动能B.衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C.铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间D.衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量23892 2349042答案B本题考查天然放射现象、半衰期、核反应中的动量守恒、质量亏损,考查学生的理解能力。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α粒子的动量大小,选项B正确;动能Ek= ,由于钍核的质量(m1)大于α粒子的质量(m2),故动能不等,选项A错误;铀核的半衰期是指大量的铀核半数发生衰变所用的时间,而不是放出一个α粒子所经历的时间,选项C错误;原子核衰变前后质量数守恒,衰变时放出核能,质量亏损,选项D错误。22pm解题关键原子核衰变前后动量守恒、质量数和电荷数守恒;动能和动量与质量的关系;半衰期的定义及其含义。14.[2016课标Ⅲ,35(1),5分]一静止的铝原子核 Al俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后,变为处于激发态的硅原子核 Si
本文标题:(北京专用)2020届高考物理一轮复习 专题十六 原子与原子核课件
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