复习时应注重四个问题一是精读教材,熟练掌握教材内容,重视课后习题;二是重视与现代科技相联系的题目;三是把重点放在光电效应、氢原子能级跃迁规律、核反应方程的书写及结合能和质量亏损的计算上;四是动量守恒定律在核反应过程中的应用。
【真题典例】 破考点 【考点集训】 考点一 原子物理 1.卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析,提出了 A.原子的核式结构模型 B.原子核内有中子存在 C.电子是原子的组成部分 D.原子核是由质子和中子组成的 答案 A 2.许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的,因此光谱研究是探索原子结构的一条重要途径。利用氢气放电管可以获得氢原子光谱,根据玻尔理论可以很好地解释氢原子光谱的产生机理。已知氢原子的基态能量为E1,激发态能量为EnE1n2,其中n 2,3,4,。1885年,巴耳末对当时已知的在可见光区的四条谱线做了分析,发现这些谱线的波长能够用一个公式表示,这个公式写做1λR122-1n2,n 3,4,5,。式中R叫做里德伯常量,这个公式称为巴耳末公式。用h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,则里德伯常量R可以表示为 A.-E12hcB.E12hcC.-E1hcD.E1hc 答案 C 考点二 原子核 3.用中子01n轰击铝271327Al,产生钠241124Na和X,则X是 A.电子B.质子C.正电子D.α粒子 答案 D 4.关于α、β、γ三种射线,下列说法正确的是 A.三种射线都带电 B.三种射线都是电磁波 C.α射线的电离能力最强 D.β射线的穿透能力最强 答案 C 5.碳12的原子核是由6个质子和6个中子构成的,各质子之间存在着三种相互作用力,万有引力、库仑力和核力。这三种相互作用力的大小由弱到强的顺序是 A.万有引力、库仑力、核力 B.万有引力、核力、库仑力 C.库仑力、万有引力、核力 D.核力、万有引力、库仑力 答案 A 6.一个氘核与一个氚核结合成一个氦核同时放出中子,释放17.6 MeV的能量。已知氘核、氚核、氦核和中子的质量分别为m1、m2、m3和m4。下列说法正确的是 A.该核反应方程是12H13H→24He201n B.该核反应中的核燃料是当前核电站采用的核燃料 C.m1m2 m3m4 D.该核反应可以在常温下进行 答案 C 7.下列说法中正确的是 A.放射性元素的半衰期随温度的升高而变短 B.β射线是原子被电离后核外电子形成的电子流 C.同种元素的两种同位素具有相同的核子数 D.大量处于n2能级的氢原子自发跃迁发光时只能发出一种频率的光 答案 D 8核反应方程92235U01n→56XBa3689Kr301n表示中子轰击92235U原子核可能发生的一种核反应,该核反应释放出的核能为ΔE。关于这个核反应,下列说法中正确的是 A.该反应属于核聚变 B.56XBa中的X为146 C.56XBa中含有56个中子 D.该反应的质量亏损为ΔEc2 答案 D 9.图为一放射源发出的α、β、γ射线进入同一匀强磁场磁场未画出中的径迹。表中列出了三种射线的本质和特性。由此可知 种类 本质 质量u 电荷量e 速度c α射线 氦核流 4 2 0.1 β射线 电子流 1/1 840 -1 0.99 γ射线 光子流 0 0 1 A.磁场方向垂直纸面向里,a为α射线,b为β射线 B.磁场方向垂直纸面向里,a为β射线,b为α射线 C.磁场方向垂直纸面向外,a为β射线,b为α射线 D.磁场方向垂直纸面向外,b为α射线,c为γ射线 答案 A 炼技法 【方法集训】 方法1 应用玻尔理论分析氢原子的能级、轨道及氢原子光谱的方法 1.氢原子部分能级的示意图如图所示。不同色光的光子能量如表所示。
色光 红 橙 黄 绿 青蓝 紫 光子能量 范围eV 1.612.00 2.002.07 2.072.14 2.142.53 2.532.76 2.763.10 处于某激发态的氢原子,发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条,其颜色分别为 A.红、青蓝B.黄、绿 C.红、紫 D.青蓝、紫 答案 A 2.1885年瑞士的中学教师巴耳末发现,氢原子光谱中可见光部分的四条谱线的波长可归纳成一个简单的经验公式1λR122-1n2,n为大于2的整数,R为里德伯常量。1913年,丹麦物理学家玻尔受到巴耳末公式的启发,同时还吸取了普朗克的量子假说、爱因斯坦的光子假说和卢瑟福的核式结构原子模型,提出了自己的原子理论。根据玻尔理论,推导出了氢原子光谱谱线的波长公式1λR1m2-1n2,m与n都是正整数,且nm。当m取定一个数值时,不同数值的n得出的谱线属于同一个线系。如 m1,n2、3、4、组成的线系叫赖曼系; m2,n3、4、5、组成的线系叫巴耳末系; m3,n4、5、6、组成的线系叫帕邢系; m4,n5、6、7、组成的线系叫布喇开系; m5,n6、7、8、组成的线系叫逢德系。
以上线系只有一个在紫外光区,这个线系是 A.赖曼系B.帕邢系 C.布喇开系D.逢德系 答案 A 方法2 核反应中的能量和动量综合分析法 3.在微观领域,动量守恒定律和能量守恒定律依然适用。在轻核聚变的核反应中,两个氘核12H以相同的动能E00.35 MeV做对心碰撞,假设该反应中释放的核能全部转化为氦核23He和中子01n的动能。已知氘核的质量mD2.014 1 u,中子的质量mn1.008 7 u,氦核的质量mHe3.016 0 u,其中1 u相当于931 MeV。在上述轻核聚变的核反应中生成的氦核和中子的动能各是多少MeV结果保留1位有效数字 答案 1 MeV 3 MeV 4.运动的原子核ZAX放出α粒子后变成静止的原子核Y。已知X、Y和α粒子的质量分别是M、m1和m2,真空中的光速为c,α粒子的速度远小于光速。求反应后与反应前的总动能之差以及α粒子的动能。
答案 M-m1-m2c2 MM-m1-m2M-m2c2 过专题 【五年高考】 A组 基础题组 1.2016北京理综,13,6分处于n3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 2.2018北京理综,13,6分在核反应方程24He714N→817OX中,X表示的是 A.质子B.中子 C.电子D.α粒子 答案 A 3.2015北京理综,14,6分下列核反应方程中,属于α衰变的是 A.714N24He→817O11HB.92238U→90234Th24He C.12H13H→24He01nD.90234Th→91234Pa-10e 答案 B 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.m1m2-m3cB.m1-m2-m3c C.m1m2-m3c2D.m1-m2-m3c2 答案 C 5.2015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 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24He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ZAX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。
2α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。
答案 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。
1ZAX→Z-2A-4Y24He 2设α粒子的速度大小为v,由qvBmv2R,T2πRv,得 α粒子在磁场中运动周期T2πmqB 环形电流大小IqTq2B2πm 3由qvBmv2R,得vqBRm 设衰变后新核Y的速度大小为v,系统动量守恒 Mv-mv0 vmvMqBRM 由Δmc212Mv212mv2 得ΔmMmqBR22mMc2 说明若利用MA-44m解答,亦可。
B组 提升题组 1.2015广东理综,18,6分多选科学家使用核反应获取氚,再利用氘和氚的核反应获得能量。核反应方程分别为XY→24He13H4.9 MeV和 12H13H→24HeX17.6 MeV。下列表述正确的有 A.X是中子 B.Y的质子数是3,中子数是6 C.两个核反应都没有质量亏损 D.氘和氚的核反应是核聚变反应 答案 AD 2.2018课标Ⅲ,14,6分1934年,约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铝核1327Al,产生了第一个人工放射性核素Xα1327Al→nX。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31 答案 B 3.2018天津理综,1,6分国家大科学工程中国散裂中子源CSNS于2017年8月28日首次打靶成功,获得中子束流,可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台。下列核反应中放出的粒子为中子的是 A.714N俘获一个α粒子,产生817O并放出一个粒子 B.1327Al俘获一个α粒子,产生1530P并放出一个粒子 C.511B俘获一个质子,产生48Be并放出一个粒子 D.36Li俘获一个质子,产生23He并放出一个粒子 答案 B 4.2017课标Ⅰ,17,6分大科学