2022屆高考物理大一輪復(fù)習(xí)講義-第十二章 近代物理初步

第十二章近代物理初步

考綱要求考情分析

光電效應(yīng)I放射性同位素I1.命題規(guī)律

愛因斯坦光電核力、核反應(yīng)高考對(duì)本章內(nèi)容多為單獨(dú)考查，有

II

效應(yīng)方程方程時(shí)與電磁學(xué)或動(dòng)量知識(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單交

結(jié)合能、質(zhì)量匯命題。題型一般為選擇題，難度

氫原子光譜II

虧損中等。

氫原子的能級(jí)裂變反應(yīng)和聚2.考查熱點(diǎn)

結(jié)構(gòu)、能級(jí)公I(xiàn)變反應(yīng)、裂變I本章知識(shí)點(diǎn)較多，考查熱點(diǎn)有光電

式反應(yīng)堆效應(yīng)、原子的躍遷、原子核的衰變、

核反應(yīng)及核能的計(jì)算等。

3.特別提醒

原子核的組《考試大綱》將選修3-5調(diào)整為必

成、放射性、射線的危害和考內(nèi)容后，對(duì)本章知識(shí)的考查難度

II

原子核的衰防護(hù)應(yīng)該不會(huì)有太大變化，但考查范圍

變、半衰期很有可能會(huì)擴(kuò)大。此外，原子物理

屬于前沿科學(xué)知識(shí)，復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)側(cè)重

對(duì)基本概念和規(guī)律的理解和識(shí)記。

第67課時(shí)波粒二象性（雙基落實(shí)課）

［命題者說］本課時(shí)包括光電效應(yīng)規(guī)律、愛因斯坦光電效應(yīng)方

程、波粒二象性等內(nèi)容，高考對(duì)本課時(shí)的考查多為單獨(dú)命題，題型一

般為選擇題，難度不大。對(duì)本課時(shí)的學(xué)習(xí)，重在識(shí)記和理解，不必做

過深的挖掘。

一、對(duì)光電效應(yīng)的

理解

1.光電效應(yīng)現(xiàn)象

在光的照射下，金屬中的蚯從表面逸出的現(xiàn)象。發(fā)射出來的電

子叫光電子。

2.光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件

入射光的頻率大王金屬的極限頻率。

3.光電效應(yīng)規(guī)律

(1)光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只隨入射光頻率

的增大而增大。

(2)光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時(shí)的，一般不超過10一95。

(3)當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，入射光越強(qiáng)，飽和電流越

大。

4.對(duì)光電效應(yīng)規(guī)律的解釋

對(duì)應(yīng)規(guī)律對(duì)規(guī)律的解釋

電子吸收光子能量后,一部分克服

阻礙作用做功,剩余部分轉(zhuǎn)化為光

光電子的最大初動(dòng)能隨著入射光電子的初動(dòng)能,只有直接從金屬表

頻率的增大而增大,與入射光強(qiáng)度面飛出的光電子才具有最大初動(dòng)

無關(guān)能，對(duì)于確定的金屬，逸出功Wo

是一定的,故光電子的最大初動(dòng)能

只隨入射光的頻率增大而增大

光照射金屬時(shí)，電子吸收一個(gè)光子

光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性的能量后，動(dòng)能立即增大，不需要

能量積累的過程

光較強(qiáng)時(shí)飽和電流大光較強(qiáng)時(shí)，包含的光子數(shù)較多，照

射金屬時(shí)產(chǎn)生的光電子較多，因血

飽和電流較大

［小題練通］

1.用一束紫外線照射某金屬時(shí)不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，可能使該金

屬發(fā)生光電效應(yīng)的措施是（）

A.改用頻率更小的紫外線照射

B.改用X射線照射

C.改用強(qiáng)度更大的原紫外線照射

D.延長(zhǎng)原紫外線的照射時(shí)間

解析：選B某種金屬能否發(fā)生光電效應(yīng)取決于入射光的頻率，

與入射光的強(qiáng)度和照射時(shí)間無關(guān)。不能發(fā)生光電效應(yīng)，說明入射光的

頻率小于金屬的極限頻率，所以栗使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，應(yīng)增大入射

光的頻率，X射線的頻率比紫外線頻率高，所以本題答案為B。

2.（多選）（2016?全國(guó)乙卷節(jié)選）現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)

驗(yàn)，當(dāng)用某一頻率的光入射時(shí)，有光電流產(chǎn)生。下列說法正確的是

（）

A.保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變

大

B.入射光的頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能變大

C.保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光

電流產(chǎn)生

D.遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強(qiáng)無關(guān)

解析：選ABD產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)，光的強(qiáng)度越大，單位時(shí)間內(nèi)

逸出的光電子數(shù)越多，飽和光電流越大，說法A正確。光電子的最

大初動(dòng)能隨入射光頻率的增加而增加，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，說法B

正確。減小入射光的頻率，如低于極限頻率，則不能發(fā)生光電效應(yīng)，

沒有光電流產(chǎn)生，說法C錯(cuò)誤。遏止電壓的大小與入射光的頻率有

關(guān)，與光的強(qiáng)度無關(guān)，說法D正確。

3.入射光照到某金屬表面發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強(qiáng)度減弱,

而頻率保持不變，則下列說法中正確的是（）

A.從光照射到金屬表面上到金屬發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔

將明顯增加

B.逸出的光電子的最大初動(dòng)能減小

C.單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少

D.有可能不發(fā)生光電效應(yīng)

解析：選C光電效應(yīng)瞬時(shí)（10一95）發(fā)生，與光強(qiáng)無關(guān)，A錯(cuò)誤。

光電子的最大初動(dòng)能只與入射光的頻率有關(guān)，入射光的頻率越大，最

大初動(dòng)能越大，B錯(cuò)誤。光電子數(shù)目多少與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，光強(qiáng)

減弱，單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目減少，C正確。能否

發(fā)生光電效應(yīng)，只取決于入射光的頻率是否大于極限頻率，與光強(qiáng)無

關(guān)，D錯(cuò)誤。

〃〃/，題后悟道"〃〃

光電效應(yīng)的研究思路

（1）兩條線索

/頻率一決定著每個(gè)光子的能量6=和--------

照射光（強(qiáng)度——決定著每秒鐘光源發(fā)射的光子數(shù)-——I

J每秒鐘逸出的光電子數(shù)一決定著光電流的大小」

光電子f光電子逸出后的最大初動(dòng)能/md------------------

（2）兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系

①光子頻率高一光子能量大一光電子的最大初動(dòng)能大；

②光強(qiáng)大一光子數(shù)目多一發(fā)射光電子多一光電流大。

二、愛因斯坦的光電效應(yīng)方程

及應(yīng)用

1.光子說：在空間傳播的光不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一

份叫做一個(gè)光子，光子的能量日匕

2.逸出功Wo:電子從金屬中逸出所需做功的最小值。

3.最大初動(dòng)能：發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，金屬表面上的蚯吸收光子

后克服原子核的引力逸出時(shí)所具有的動(dòng)能的最大值。

4.光電效應(yīng)方程

（1）表達(dá)式：Ek=hv-W（）o

（2）物理意義：金屬表面的電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是hv,

這些能量的一部分用來克服金屬的逸出功的，剩下的表現(xiàn)為逸出后

電子的最大初動(dòng)能Ek。

5.四類圖像

由圖線直接（間接）得

圖像名稱圖線形狀

到的物理量

①極限頻率：圖線與V

軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)打

瓦②逸出功：圖線與￡k

最大初動(dòng)能Ek與入射4

0軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的值

光頻率y的關(guān)系圖線

-EW0=\~E\=E

③普朗克常量：圖線

的斜率4=△

①遏止電壓“：圖線

顏色相同、強(qiáng)度不同

一強(qiáng)光（黃）

斤—弱光（黃）與橫軸的交點(diǎn)

的光，光電流與電壓4.

2

U②飽和光電流Im：電

的關(guān)系

流的最大值

③最大初動(dòng)能：&=

eUc

①遏止電壓“1、Ue2

顏色不同時(shí)，光電流匕「黃光（強(qiáng)）②飽和光電流

藍(lán)光

一?黃光（弱）

與電壓的關(guān)系~~U③最大初動(dòng)能Eki=

eUci,Ek2=eUc2

①截止頻率VC：圖線

與橫軸的交點(diǎn)

②遏止電壓Uc：隨入

射光頻率的增大而增

遏止電壓Uc與入射光大

頻率y的關(guān)系圖線③普朗克常量h:等于

0上tv

圖線的斜率與電子電

荷量的乘積，即h-

keo（注：此時(shí)兩極之

間接反向電壓）

［小題練通］

1.（2013?北京高考）以往我們認(rèn)識(shí)的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng),

即一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)只能吸收到一個(gè)光子而從金屬表面逸出。強(qiáng)

激光的出現(xiàn)豐富了人們對(duì)于光電效應(yīng)的認(rèn)識(shí)，用強(qiáng)激光照射金屬，由

于其光子密度極大，一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)吸收多個(gè)光子成為可能,

從而形成多光子光電效應(yīng)，這已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)。

光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置示意如圖o用頻率為v的普通光源照射陰極K,

沒有發(fā)生光電效應(yīng)。換用同樣頻率了的強(qiáng)激光照射陰極K,則發(fā)生了

光電效應(yīng)；此時(shí)，若加上反向電壓U,即將陰極K接電源正極，陽(yáng)

極A接電源負(fù)極，在及4之間就形成了使光電子減速的電場(chǎng)，逐漸增

大U,光電流會(huì)逐漸減??；當(dāng)光電流恰好減小到零時(shí)，所加反向電壓

U可能是下列的（其中W為逸出功，無為普朗克常量，e為電子電荷

解析：選B用強(qiáng)激光照射金屬，由于其光子密度極大，一個(gè)電

子在短時(shí)間內(nèi)吸收多個(gè)光子成為可能，從而形成多光子光電效應(yīng)。由

題意知最大初動(dòng)能Ek=eU,根據(jù)光電效應(yīng)方程有：nhv=W+Ek=W

nhv—W

+eU（〃22）,得：U=---（八22）,則B項(xiàng)正確，其他選項(xiàng)錯(cuò)誤。

2.（多選）如圖所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大

初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖線，普朗克常量入=6.63*IO、，j?

由圖可知（）

A.該金屬的極限頻率為4.27X1014Hz

B.該金屬的極限頻率為5.5X10"Hz

C.該圖線的斜率表示普朗克常量

D.該金屬的逸出功為0.5eV

解析：選AC由光電效應(yīng)方程￡k=/iy-Wo知圖線與橫軸交點(diǎn)

為金屬的極限頻率，VO=4.27X1O14Hz,A正確，B錯(cuò)誤；由小

=加一用）可知，該圖線的斜率為普朗克常量，C正確；金屬的逸出

6.63X1Q-34X4.27X1014

功Wo=hvc=1.6X10-19e衿1.8eV,D錯(cuò)

誤。

3.研究光電效應(yīng)的電路如圖所示。用頻率相同、強(qiáng)度

不同的光分別照射密封真空管的鈉極板（陰極K）,鈉極板發(fā)射出的光

電子被陽(yáng)極A吸收，在電路中形成光電流。下列光電流/與A、K之

間的電壓UAK的關(guān)系圖像中，正確的是（）

解析:選C由于光的頻率相同，所以對(duì)應(yīng)的反向遏止電壓相同，

A、B錯(cuò)誤；發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，在同樣的加速電壓下，光強(qiáng)度越大，

逸出的光電子數(shù)目越多，形成的光電流越大，C正確，D錯(cuò)誤。

4.（2016?江然高考）（1）已知光速為c,普朗克常數(shù)為h,則頻率

為v的光子的動(dòng)量為o用該頻率的光垂直照射平面鏡，光被

鏡面全部垂直反射回去，則光子在反射前后動(dòng)量改變量的大小為

⑵幾種金屬的逸出功的見下表:

金屬鴇鈣鈉鉀鋤

Wo(XlO-19

7.265.123.663.603.41

J)

用一束可見光照射上述金屬的表面,請(qǐng)通過計(jì)算說明哪些能發(fā)生

光電效應(yīng)。已知該可見光的波長(zhǎng)范圍為4.0X10—7?7.6X10-7皿，普

朗克常數(shù)力=6.63X10-34j.So

chhv

解析：(1)頻率為y的光子的波長(zhǎng)；動(dòng)量p=3=?。用該頻

率的光垂直照射平面鏡，光被垂直反射，則光子在反射前后動(dòng)量方向

相反，取反射后的方向?yàn)檎较?，則反射前后動(dòng)量改變量Ap=p2一

2hv

(2)光子的能量￡=與

?

取2=4.0X10-7m,則E七5.0X10-19J

根據(jù)E>W()判斷，鈉、鉀、軸能發(fā)生光電效應(yīng)。

答案：⑴(等(2)見解析

〃〃/,題后悟道”〃〃

利用光電效應(yīng)分析問題，應(yīng)把握的三個(gè)關(guān)系

⑴愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hv-W0o

(2)光電子的最大初動(dòng)能君k可以利用光電管用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)得，

即Ek=eUc,其中口是遏止電壓。

(3)光電效應(yīng)方程中的Wo為逸出功，它與極限頻率內(nèi)的關(guān)系是

Wo=hvco

三、對(duì)波粒二象性的

理解

1.光的波粒二象性

⑴光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有波動(dòng)性。

⑵光電效應(yīng)說明光具有粒壬性。

⑶光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，稱為光的波粒二象性。

2對(duì)光的波粒二象性的理解

(1)從數(shù)量上看：個(gè)別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒壬性；大量

光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動(dòng)性。

(2)從頻率上看：頻率越低波動(dòng)性越顯著，越容易看到光的干涉

和衍射現(xiàn)象；頻率越高粒子性越顯著，越不容易看到光的干涉和衍射

現(xiàn)象，貫穿本領(lǐng)越強(qiáng)。

(3)從傳播與作用上看：光在傳播過程中往往表現(xiàn)出遮動(dòng)性；在

與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)往往表現(xiàn)為粒壬性。

(4)波動(dòng)性與粒子性的統(tǒng)一：由光子的能量E=hv,光子的動(dòng)量

表達(dá)式p=:也可以看出，光的波動(dòng)性和粒子性并不矛盾：表示粒子

性的粒子能量和動(dòng)量的計(jì)算式中都含有表示波的特征的物理量——

頻率y和波長(zhǎng)九

(5)理解光的波粒二象性時(shí)不可把光當(dāng)成宏觀概念中的波，也不

可把光當(dāng)成宏觀概念中的粒子。

［小題練通］

1.用很弱的光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，把入射光減弱到可以認(rèn)為光源

和感光膠片之間不可能同時(shí)有兩個(gè)光子存在，如圖所示是不同數(shù)量的

光子照射到感光膠片上得到的照片。這些照片說明()

7個(gè)電子3000個(gè)電子70000個(gè)電子

A.光只有粒子性沒有波動(dòng)性

B.光只有波動(dòng)性沒有粒子性

C.少量光子的運(yùn)動(dòng)顯示波動(dòng)性，大量光子的運(yùn)動(dòng)顯示粒子性

D.少量光子的運(yùn)動(dòng)顯示粒子性，大量光子的運(yùn)動(dòng)顯示波動(dòng)性

解析：選D光具有波粒二象性，這些照片說明少量光子的運(yùn)動(dòng)

顯示粒子性，大量光子的運(yùn)動(dòng)顯示波動(dòng)性，故D正確。

2.（多選）關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性，下列說法中正確的是（）

A.不僅光子具有波粒二象性，一切運(yùn)動(dòng)的微粒都具有波粒二象

性

B.運(yùn)動(dòng)的微觀粒子與光子一樣，當(dāng)它們通過一個(gè)小孔時(shí)，都沒

有特定的運(yùn)動(dòng)軌道

C.波動(dòng)性和粒子性，在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對(duì)立的，但在微

觀高速運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的

D.實(shí)物的運(yùn)動(dòng)有特定的軌道，所以實(shí)物不具有波粒二象性

解析：選ABC波粒二象性是微觀世界特有的規(guī)律，不僅光子

具有波粒二象性，一切運(yùn)動(dòng)的微粒都具有波粒二象性，A正確；由于

微觀粒子的運(yùn)動(dòng)遵守不確定關(guān)系，所以運(yùn)動(dòng)的微觀粒子與光子一樣，

當(dāng)它們通過一個(gè)小孔發(fā)生衍射時(shí)，都沒有特定的運(yùn)動(dòng)軌道，B正確；

波粒二象性適用于微觀高速領(lǐng)域，故C正確；雖然宏觀物體運(yùn)動(dòng)形

成的德布羅意波的波長(zhǎng)太小，很難被觀察到，但它仍有波粒二象性，

D錯(cuò)。

3.（多選）（2015?全國(guó)卷n節(jié)選）實(shí)物粒子和光都具有波粒二象性。

下列事實(shí)中突出體現(xiàn)波動(dòng)性的是（）

A.電子束通過雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣

B.P射線在云室中穿過會(huì)留下清晰的徑跡

C.人們利用電子顯微鏡觀測(cè)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)

D.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān),

與入射光的強(qiáng)度無關(guān)

解析：選AC電子束具有波動(dòng)性，通過雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形

成干涉圖樣，選項(xiàng)A正確。0射線在云室中高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，徑跡又細(xì)又

直，表現(xiàn)出粒子性，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。電子顯微鏡是利用電子束衍射工

作的，體現(xiàn)了波動(dòng)性，選項(xiàng)C正確。光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)的是光的

粒子性，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

〃〃/，易錯(cuò)提醒‘〃〃/

波粒二象性的“三個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)”

（1）光子表現(xiàn)為波動(dòng)性，并不否認(rèn)光子具有粒子性。

（2）宏觀物體也具有波動(dòng)性。

（3）微觀粒子的波動(dòng)性與機(jī)械波不同，微觀粒子的波是概率波。

［課時(shí)達(dá)標(biāo)檢測(cè)］

一、單項(xiàng)選擇題

1.下列有關(guān)光的波粒二象性的說法中正確的是（）

A.有的光是波，有的光是粒子

B.光子與電子是同樣的一種粒子

C.光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，其波動(dòng)性越顯著，波長(zhǎng)越短，其粒子性越顯

著

D.大量光子的行為往往顯示出粒子性

解析：選C一切光都具有波粒二象性，光的有些行為（如干涉、

衍射）表現(xiàn)出波動(dòng)性，有些行為（如光電效應(yīng)）表現(xiàn)出粒子性，光子不是

實(shí)物粒子，沒有靜止質(zhì)量，電子是以實(shí)物形式存在的物質(zhì)，光子是以

場(chǎng)形式存在的物質(zhì)，A、B錯(cuò)誤；光的波粒二象性表明，大量光子的

行為表現(xiàn)出波動(dòng)性，個(gè)別光子的行為表現(xiàn)出粒子性。光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，

衍射性越好，即波動(dòng)性越顯著，光的波長(zhǎng)越短，其光子能量越大，個(gè)

別或少數(shù)光子的作用就足以引起光接收裝置的反應(yīng)，所以其粒子性就

很顯著，C正確，D錯(cuò)誤。

2.對(duì)光的認(rèn)識(shí)，下列說法不正確的是（）

A.個(gè)別光子的行為表現(xiàn)出粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)出波動(dòng)

性

B.光的波動(dòng)性是光子本身的一種屬性，不是光子之間的相互作

用引起的

C.光表現(xiàn)出波動(dòng)性時(shí)，就不具有粒子性了，光表現(xiàn)出粒子性時(shí)，

就不再具有波動(dòng)性了

D.光的波粒二象性應(yīng)理解為：在某種情況下光的波動(dòng)性表現(xiàn)得

明顯，在另外的某種情況下，光的粒子性表現(xiàn)得明顯

解析:選C光是一種概率波，少量光子的行為易顯示出粒子性，

而大量光子的行為往往顯示出波動(dòng)性，A正確；光的波動(dòng)性不是由于

光子之間的相互作用引起的，而是光的一種屬性，這已被弱光照射雙

縫后在膠片上的感光實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，B正確；粒子性和波動(dòng)性是光同時(shí)

具備的兩種屬性，C錯(cuò)誤，D正確。

3.頻率為V的光照射某金屬時(shí),產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為￡km。

改用頻率為2y的光照射同一金屬，所產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為他

為普朗克常量）（）

A.Ekm—hvB.2Ekm

C.￡km+〃vD.￡km+2Ay

解析：選C頻率為y的光照射某金屬時(shí)，有￡km=〃v一的；同

理，改用頻率為2v的光照射同一金屬產(chǎn)生的光電子的最s

大初動(dòng)能為E=2〃v-Wo=Ekm+Ziy,C正確。仁整&

4.如圖所示是研究光電管產(chǎn)生的電流的電路圖，A、K

是光電管的兩個(gè)電極，已知該光電管陰極的極限頻率為vo。"

現(xiàn)將頻率為v（大于㈤的光照射在陰極上，則下列方法一定能夠增加

飽和光電流的是（）

A.照射光頻率不變，增加光強(qiáng)

B.照射光強(qiáng)度不變，增加光的頻率

C.增加A、K電極間的電壓

D.減小A、K電極間的電壓

解析：選A要增加單位時(shí)間內(nèi)從陰極逸出的光電子的數(shù)量，就

需要增加照射光單位時(shí)間內(nèi)入射光子的個(gè)數(shù)，所以只有A正確。

5.現(xiàn)有。、b、c三束單色光，其波長(zhǎng)關(guān)系為九：兒:2C=1：2：

3o當(dāng)用。光束照射某種金屬板時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最

大動(dòng)能為耳，若改用方光束照射該金屬板，飛出的光電子最大動(dòng)能

為:當(dāng)改用c光束照射該金屬板時(shí)（）

A.能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動(dòng)能為

B.能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動(dòng)能為"反

C.能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動(dòng)能為表質(zhì)

D.由于c光束光子能量較小，該金屬板不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)

解析：選B對(duì)a、方兩束光由光電效應(yīng)方程有華一Wo=￡k,萼

■a

1he41

-Wo=.￡k,聯(lián)立解得丁=.￡匕Wo=.Ek。當(dāng)改用。光束照射該金屬

板時(shí)有整一Wo=^Ek—；￡k=；￡k,B正確。

二、多項(xiàng)選擇題

6.下列說法正確的是（）

A.盧瑟福通過a粒子散射實(shí)驗(yàn)建立了原子核式結(jié)構(gòu)模型

B.宏觀物體的物質(zhì)波波長(zhǎng)非常大，極易觀察到它的波動(dòng)性

C.愛因斯坦在對(duì)光電效應(yīng)的研究中，提出了光子說

D.對(duì)于任何一種金屬都存在一個(gè)“最大波長(zhǎng)”，入射光的波長(zhǎng)

必須小于這個(gè)波長(zhǎng)，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)

解析：選ACD盧瑟福通過a粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式

結(jié)構(gòu)模型，故A正確。根據(jù);知宏觀物體的物質(zhì)波波長(zhǎng)非常小，

不易觀察到它的波動(dòng)性，故B錯(cuò)誤。受普朗克量子論的啟發(fā)，愛因

斯坦在對(duì)光電效應(yīng)的研究中，提出了光子說，故C正確。對(duì)于任何

一種金屬都存在一個(gè)“最大波長(zhǎng)”，入射光的波長(zhǎng)必須小于這個(gè)波

長(zhǎng)，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)，故D正確。

7.在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為了的光照射光電管陰極，發(fā)生

了光電效應(yīng)。下列說法正確的是（）

A.增大入射光的強(qiáng)度，光電流增大

B.減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失

C.改用頻率小于v的光照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng)

D.改用頻率大于v的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大

解析：選AD根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律可知，增大入射光的強(qiáng)度，光

電流增大，A項(xiàng)正確；減小入射光的強(qiáng)度，光電流減小，光電效應(yīng)現(xiàn)

象并不消失，B項(xiàng)錯(cuò)誤；改用小于秘的入射光照射，如果入射光的頻

率仍然大于光電管陰極材料的極限頻率，仍能發(fā)生光電效應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)

誤；由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知，增大入射光的頻率，光電子的最

大初動(dòng)能增大，D項(xiàng)正確。

8.分別用波長(zhǎng)為2和22的光照射同一種金屬，產(chǎn)生的速度最快

的光電子速度之比為2：1,普朗克常量和真空中光速分別用h和c

表示，那么下列說法正確的有（）

A.該種金屬的逸出功為苓

B.該種金屬的逸出功為華

C.波長(zhǎng)超過球的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)

D.波長(zhǎng)超過4/的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)

解析：選AD由〃y=Wo+Ek知埠=Wo+；ww］2,h^=Wo+|

he

mv^,又0i=2s,得Wo=w，A正確，B錯(cuò)誤。光的波長(zhǎng)小于或等

于32時(shí)都能發(fā)生光電效應(yīng)，C錯(cuò)誤，D正確。

9.在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，飛飛同學(xué)用同一光電管在不““旦

同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲

olU7T

線（甲光、乙光、丙光），如圖所示。則可判斷出（）

A.甲光的頻率大于乙光的頻率

B.乙光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng)

C.乙光對(duì)應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率

D.甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能小于丙光的光電子最大初動(dòng)能

解析：選BD因光電管不變，所以逸出功不變。由圖像知甲光、

乙光對(duì)應(yīng)的遏止電壓相等，且小于丙光對(duì)應(yīng)的遏止電壓，所以甲光和

乙光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能相等且小于丙光的光電子最大初動(dòng)能，

故D正確；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程￡k=〃v-Wo知甲光和乙光的

頻率相等，且小于丙光的頻率，故A錯(cuò)誤，B正確；截止頻率是由

金屬?zèng)Q定的，與入射光無關(guān)，故C錯(cuò)誤。

第68課時(shí)原子結(jié)構(gòu)與原子核（雙基落實(shí)課）

［命題者說］本課時(shí)主要包括原子的核式結(jié)構(gòu)、原子的躍遷、氫

原子光譜、原子核的衰變、核反應(yīng)方程的書寫、核能的計(jì)算等。高考

對(duì)本課時(shí)知識(shí)點(diǎn)的考查一般為單獨(dú)命題,有時(shí)會(huì)把原子核的衰變和動(dòng)

量結(jié)合進(jìn)行綜合命題。對(duì)本課時(shí)的學(xué)習(xí)，應(yīng)側(cè)重理解和識(shí)記。

一、原子的核式

結(jié)構(gòu)

1.電子的發(fā)現(xiàn)

英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫在研究陰極射線時(shí)發(fā)現(xiàn)了蚯，提出了原子

的“棗糕模型”。

2.a粒子散射實(shí)驗(yàn)

(l)a粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置

(2)a粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果:絕大多數(shù)a粒子穿過金箔后基本上仍

沿原來的方向前進(jìn)，但少數(shù)a粒子穿過金箔后發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，

極少數(shù)a粒子甚至被“撞了回來”。

3.原子的核式結(jié)構(gòu)模型

(1)?粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

①核外電子不會(huì)使a粒子的速度發(fā)生明顯改變。

②湯姆孫模型不能解釋a粒子的大角度散射。

③絕大多數(shù)a粒子沿直線穿過金箔，說明原子中絕大部分是空

的；少數(shù)a粒子發(fā)生較大角度偏轉(zhuǎn)，反映了原子內(nèi)部集中存在著對(duì)a

粒子有斥力的正電荷；極少數(shù)a粒子甚至被“撞了回來”，反映了

個(gè)別a粒子正對(duì)著質(zhì)量比a粒子大得多的物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到該物體

很大的斥力作用。

(2)原子的核式結(jié)構(gòu)模型

在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫原子核，原子的所有正電荷和

幾乎所有質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)。

⑶核式結(jié)構(gòu)模型的局限性

盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型能夠很好地解釋a粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)

象，但不能解釋原子光譜是特征光譜和原子的穩(wěn)定性。

［小題練通］

1.（2013?福班高考）在盧瑟福a粒子散射實(shí)驗(yàn)中，金箔中的原子

核可以看作靜止不動(dòng)，下列各圖畫出的是其中兩個(gè)a粒子經(jīng)歷金箔

散射過程的徑跡，其中正確的是（）

ABCD

解析：選Ca粒子與原子核均帶正電荷，所以a粒子受到原子

核的作用力為斥力，據(jù)此可排除選項(xiàng)A、D;a粒子不可能先受到吸

引力，再受到排斥力，B錯(cuò)誤。

2.（2016?上海高考）盧瑟福通過對(duì)a粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，

提出了原子內(nèi)部存在（）

A.電子B.中子

C.質(zhì)子D.原子核

解析：選D盧瑟福在a粒子散射實(shí)驗(yàn)中觀察到絕大多數(shù)a粒

子穿過金箔后幾乎不改變運(yùn)動(dòng)方向，只有極少數(shù)的a粒子發(fā)生了大

角度的偏轉(zhuǎn)，說明在原子的中央存在一個(gè)體積很小的帶正電的物質(zhì)，

將其稱為原子核。故選項(xiàng)D正確。

3.如圖是盧瑟福的a粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置，在一個(gè)小鉛盒里放有

少量的放射性元素缽，它發(fā)出的a粒子從鉛盒的小孔射出，形成很

細(xì)的一束射線，射到金箔上，最后打在熒光屏上產(chǎn)生閃爍的光點(diǎn)。下

列說法正確的是（）

a粒子源

金箔

A.該實(shí)驗(yàn)是盧瑟福建立原子核式結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù)

B.該實(shí)驗(yàn)證實(shí)了湯姆孫原子模型的正確性

C.a粒子與原子中的電子碰撞會(huì)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)

D.絕大多數(shù)的a粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)

解析：選A盧瑟福根據(jù)a粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出了原子核式結(jié)構(gòu)

模型，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；電子質(zhì)量太小，對(duì)a粒子的影響不大,

選項(xiàng)C錯(cuò)誤；絕大多數(shù)a粒子穿過金箔后，基本上仍沿原方向前進(jìn),

D錯(cuò)誤。

二、能級(jí)躍

遷

L氫原子光譜

(1)光譜：用光柵或棱鏡可以把各種顏色的光按波長(zhǎng)展開，獲得

光的波長(zhǎng)(頻率)和強(qiáng)度分布的記錄，即光譜。

(2)光譜分類

(3)氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律：巴耳末系是氫光譜在可見光區(qū)的譜

線，其波長(zhǎng)公式］=k惇一點(diǎn)｝〃=3,4,5,…，R是里德伯常量，R=

1.10X107m-1)o

(4)光譜分析：利用每種原子都有自己的特征譜線可以用來鑒別

物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分，且靈敏度很高。在發(fā)現(xiàn)和鑒別化學(xué)元素

上有著重大的意義。

2.氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)、能級(jí)公式

(1)玻爾理論

①定態(tài)：原子只能處于一系列丕連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些能量

狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的,電子雖然繞核運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量。

②躍遷：電子從能量較高的定態(tài)軌道躍遷到能量較低的定態(tài)軌道

時(shí)，會(huì)放出能量為人秘的光子，這個(gè)光子的能量由前后兩個(gè)能級(jí)的能

量差決定，即kv=Em-En0(九是普朗克常量，/i=6.63X10-34J-s)

③軌道:原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運(yùn)動(dòng)

相對(duì)應(yīng)。原子的定態(tài)是不連續(xù)的,因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的。

(2)幾個(gè)概念

①能級(jí)：在玻爾理論中，原子的能量是量子化的，這些量子化的

能量值，叫做能級(jí)。

②基態(tài)：原子能量最低的狀態(tài)。

③激發(fā)態(tài)：在原子能量狀態(tài)中除基態(tài)之外的其他的狀態(tài)。

④量子數(shù):原子的狀態(tài)是不連續(xù)的，用于表示原子狀態(tài)的正整數(shù)。

(3)氫原子的能級(jí)公式：E”=*Ei(〃=l,2,31??)，其中Ei為基態(tài)

能量，其數(shù)值為百=-13.6eV。

(4)氫原子的半徑公式：2rls=1.2.3,…)，其中為為基態(tài)半

10

徑，又稱玻爾半徑，其數(shù)值為ri=0.53X10-mo

3.氫原子的能級(jí)圖

能級(jí)圖如圖所示

1------------------------------43.6

［小題練通］

1.（2016?北京高考）處于n=3能級(jí)的大量氫原子，向低能級(jí)躍遷

時(shí)，輻射光的頻率有（）

A.1種B.2種

C.3種D.4種3

解析：選C大量氫原子從〃=3能級(jí)向低能級(jí)躍遷2

時(shí)，能級(jí)躍遷圖如圖所示，有3種躍遷情況，故輻射光

的頻率有3種，選項(xiàng)C正確。

2.氫原子從能級(jí)機(jī)躍遷到能級(jí)〃時(shí)輻射紅光的頻率為巧，從能

級(jí)〃躍遷到能級(jí)上時(shí)吸收紫光的頻率為也，已知普朗克常量為無，若

氫原子從能級(jí)無躍遷到能級(jí)加，貝!）（）

A.吸收光子的能量為〃也+加了2

B.輻射光子的能量為hvi+hvi

C.吸收光子的能量為hvi—hvi

D.輻射光子的能量為hvi—hvi

解析：選D氫原子從能級(jí)機(jī)躍遷到能級(jí)〃時(shí)輻射紅光，說明

能級(jí)機(jī)高于能級(jí)?而從能級(jí)〃躍遷到能級(jí)左時(shí)吸收紫光，說明能

級(jí)左也比能級(jí)〃高，而紫光的頻率也大于紅光的頻率力，所以〃功＞〃也,

因此能級(jí)A比能級(jí)機(jī)高，所以若氫原子從能級(jí)人躍遷到能級(jí)機(jī)，應(yīng)

輻射光子，且光子能量應(yīng)為〃也一〃燈。故選項(xiàng)D正確。

3.(多選)(2014?山東高考)氫原子能級(jí)圖如圖，當(dāng)氫原子“E/eV

0

從〃=3躍遷到〃=2的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)為656nm。以g三-0.85

-1.51

2---3--.-4------

下判斷正確的是()

1----1--3--.6---

A.氫原子從n=2躍遷到n=l的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)大于

656nm

B.用波長(zhǎng)為325nm的光照射，可使氫原子從〃=1躍遷到〃=

2的能級(jí)

C.一群處于〃=3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生3

種譜線

D.用波長(zhǎng)為633nm的光照射，不能使氫原子從〃=2躍遷到〃

=3的能級(jí)

解析：選CD根據(jù)氫原子的能級(jí)圖和能級(jí)躍遷規(guī)律，當(dāng)氫原子

從八=2能級(jí)躍遷到n=l的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)一定小于656nm,

因此A選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)發(fā)生躍遷只能吸收和輻射一定頻率的光子，

可知B選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確；一群處于〃=3能級(jí)上的氫原子向低

能級(jí)躍遷時(shí)可以產(chǎn)生3種頻率的光子，所以C選項(xiàng)正確。

〃〃//題后悟道'〃〃/

解答氫原子能級(jí)圖與原子躍遷問題的注意事項(xiàng)

(1)能級(jí)之間躍遷時(shí)放出的光子頻率是不連續(xù)的。

(2)能級(jí)之間發(fā)生躍遷時(shí)放出(吸收)光子的頻率由求

得，若求波長(zhǎng)可由公式c="求得。

(3)一個(gè)氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為n-lo

(4)一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)的兩種求解方法：

①用數(shù)學(xué)中的組合知識(shí)求解：N=C/=嗎

②利用能級(jí)圖求解:在氫原子能級(jí)圖中將氫原子躍遷的各種可能

情況—畫出，然后相加。

三、原子核的衰變

規(guī)律

1.原子核的組成

(1)原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核壬。質(zhì)子帶

正電，中子不帶電。

(2)基本關(guān)系

①核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)(Z)=元素的原子序數(shù)=核處電壬數(shù)。

②質(zhì)量數(shù)量)=核子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)。

(3)X元素的原子核的符號(hào)為zAX,其中A表示質(zhì)量數(shù),Z表示核

電荷數(shù)。

2.天然放射現(xiàn)象

(1)天然放射現(xiàn)象

放射性元素自發(fā)地發(fā)出射線的現(xiàn)象，首先由貝可勒爾發(fā)現(xiàn)。天然

放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。

(2)三種射線

電荷電離能貫穿本

構(gòu)成符號(hào)質(zhì)量

量力領(lǐng)

\4

射線氮核最強(qiáng)最弱

a2He+2e4u

u

P射線電子-i°e—e較強(qiáng)較強(qiáng)

1840

Y射線光子Y00最弱最強(qiáng)

⑶放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù)

①放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素兩

類，放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同。

②應(yīng)用：消除靜電、工業(yè)探傷、做示蹤原子等。

③防護(hù)：防止放射性對(duì)人體組織的傷害。

3.原子核的衰變、半衰期

（1）原子核的衰變

①定義：原子核放出a粒子或口粒子，變成另一種原子核。

②三類衰變

a衰變：2XTNY+，He,典型方程：綾U-＞鋪1Th+?He

0衰變：2X-zfiY+土，典型方程：翎Th-資Pa+Ae

Y衰變：當(dāng)放射性物質(zhì)連續(xù)發(fā)生衰變時(shí)，原子核中有的發(fā)生a衰

變，有的發(fā)生P衰變，同時(shí)伴隨著丫輻射。

（2）半衰期

①定義：放射性元素的原子核有生數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間。

②影響因素:放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部自身的因素決定

的，跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒有關(guān)系。

③公式：N余=%原（養(yǎng)，機(jī)余=小原?（養(yǎng)?表示衰變時(shí)間，T■表示

半衰期）

［小題練通］

1.（2016?上海高考）放射性元素A經(jīng)過2次a衰變和1次0衰

變后生成一新元素B,則元素B在元素周期表中的位置較元素A的

位置向前移動(dòng)了（）

A.1位B.2位

C.3位D.4位

解析：選Ca粒子是2He,P粒子是3e,因此發(fā)生一次a衰變

電荷數(shù)減少2,發(fā)生一次P衰變電荷數(shù)增加1,據(jù)題意，電荷數(shù)變化

為：一2義2+1=—3,所以新元素在元素周期表中的位置向前移動(dòng)了

3位。故選項(xiàng)C正確。

2.（多選）（2014?全國(guó)卷I）關(guān)于天然放射性，下列說法正確的是

（）

A.所有元素都可能發(fā)生衰變

B.放射性元素的半衰期與外界的溫度無關(guān)

C.放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性

D.a、P和y三種射線中，y射線的穿透能力最強(qiáng)

E.一個(gè)原子核在一次衰變中可同時(shí)放出a、p和y三種射線

解析：選BCD并不是所有的元素都可能發(fā)生衰變，原子序數(shù)

越大，越易發(fā)生，A錯(cuò)誤；放射性元素的半衰期與元素本身內(nèi)部結(jié)構(gòu)

有關(guān)，與外界的溫度無關(guān)，B正確；放射性元素?zé)o論單質(zhì)還是化合物

都具有放射性，C正確；在a、p,y射線中，丫射線的

穿透能力最強(qiáng)，D正確；一個(gè)原子核在一次衰變過程中，2r\A

可以是a衰變或p衰變，同時(shí)伴隨丫射線放出，E錯(cuò)誤。'

3.（2015?北京高考）實(shí)驗(yàn)觀察到，靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中A點(diǎn)的原子

核發(fā)生P衰變，衰變產(chǎn)生的新核與電子恰在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，

運(yùn)動(dòng)方向和軌跡示意圖如圖，貝!1（）

A.軌跡1是電子的，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外

B.軌跡2是電子的，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外

C.軌跡1是新核的，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里

D.軌跡2是新核的，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里

解析：選D根據(jù)動(dòng)量守恒定律，原子核發(fā)生P衰變后產(chǎn)生的新

核與電子的動(dòng)量大小相等，設(shè)為p。根據(jù)qvB=-^~,得軌道半徑r

=m布i）=n%故電子的軌跡半徑較大，即軌跡1是電子的，軌跡2是

新核的。根據(jù)左手定則，可知磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。選項(xiàng)D正確。

4.（1）（多選）^?Th（鈕）經(jīng)過一系列a衰變和p衰變,變成4驛、（鉛）。

以下說法中正確的是（）

A.鉛核比社核少8個(gè)質(zhì)子

B.鉛核比包核少16個(gè)中子

C.共經(jīng)過4次a衰變和6次P衰變

D.共經(jīng)過6次a衰變和4次p衰變

（2）約里奧?居里夫婦因發(fā)現(xiàn)人工放射性元素而獲得了1935年的

諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，他們發(fā)現(xiàn)的放射性元素*P衰變成MSi的同時(shí)放出另

一種粒子，這種粒子是o彩P是能P的同位素，被廣泛應(yīng)用于

生物示蹤技術(shù)，1mg轉(zhuǎn)P隨時(shí)間衰變的關(guān)系如圖所示，請(qǐng)估算4mg

的轉(zhuǎn)P經(jīng)多少天的衰變后還剩0.25mg?

解析：（1）設(shè)a衰變次數(shù)為x,P衰變次數(shù)為y,由質(zhì)量數(shù)守恒和

電荷數(shù)守恒得232=208+4%

90=82+2x—y

解得x=6,y=4,C錯(cuò)、D對(duì)。

鉛核、包核的質(zhì)子數(shù)分別為82、90,故A對(duì)。

鉛核、處核的中子數(shù)分別為126、142,故B對(duì)。

（2）寫出衰變方程空P-耨Si+呢，故這種粒子為昵（正電子），由機(jī)工

圖知西P的半衰期為14天，由機(jī)余=加原（先得

0.25mg=4mgx（^）j4>故，=56天。

答案：（l）ABD⑵正電子56天

〃〃//題后悟道'〃〃/

1.一個(gè)區(qū)別：

靜止的原子核在磁場(chǎng)中發(fā)生a衰變和0衰變時(shí)的軌跡不同，分

別為相外切圓和相內(nèi)切圓。

2.兩個(gè)結(jié)論

（1）原子核發(fā)生衰變時(shí)遵循電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒。

（2）每發(fā)生一次a衰變，原子核的質(zhì)量數(shù)減小“4”，每發(fā)生一次口

衰變，原子核的質(zhì)子數(shù)增大“1”。

四、核反應(yīng)方程與核能

計(jì)算

1.核反應(yīng)的四種類型

類型可控性核反應(yīng)方程典例

衰a衰變自發(fā)提U—費(fèi)Th+2He

變0衰變自發(fā)鉗Th-鉀Pa+3e

號(hào)N+2He-YO+1H

（盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子）

人工人工lHe+We-*VC+An

轉(zhuǎn)變控制（查德威克發(fā)現(xiàn)中子）

0A]+'HeTP+

（約里奧?居里夫

An

婦發(fā)現(xiàn)人工放射

*PT，Si+9e

性)

比較容費(fèi)U+Anf弟Ba+§6Kr+3jn

易

重核

進(jìn)行人

裂變贊U+An-密Xe+瑞Sr+10An

工

控制

很難控

輕核聚變

制

2.核反應(yīng)方程式的書寫

(1)熟記常見基本粒子的符號(hào)，是正確書寫核反應(yīng)方程的基礎(chǔ)。

如質(zhì)子(1H)、中子(An)、a粒子?He)、0粒子0e)、正電子(呢)、笊核

(汨)、瓶核(m)等。

(2)掌握核反應(yīng)方程遵守的規(guī)律，是正確書寫核反應(yīng)方程或判斷

某個(gè)核反應(yīng)方程是否正確的依據(jù)，由于核反應(yīng)不可逆，所以書寫核反

應(yīng)方程式時(shí)只能用“一”表示反應(yīng)方向。

(3)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒。

3.對(duì)質(zhì)能方程的理解

(1)一定的能量和一定的質(zhì)量相聯(lián)系，物體的總能量和它的質(zhì)量

2

成正比，即E=mco

方程的含義:物體具有的能量與它的質(zhì)量之間存在簡(jiǎn)單的正比關(guān)

系，物體的能量增大，質(zhì)量也增大；物體的能量減少，質(zhì)量也減少。

(2)核子在結(jié)合成原子核時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量虧損Am,其能量也要相應(yīng)減

少，即AE=A/nc2o

(3)原子核分解成核子時(shí)要吸收一定的能量，相應(yīng)的質(zhì)量增加

Am,吸收的能量為A￡=Amc2。

4.核能的計(jì)算方法

⑴根據(jù)AE=A/〃c2計(jì)算時(shí)，Mn的單位是“kg”,c的單位是“m/s”,

AE的單位是“J”。

（2）根據(jù)A￡=AmX931.5MeV計(jì)算時(shí)，A機(jī)的單位是“u”，A￡的

單位是“MeV”。

（3）根據(jù)核子比結(jié)合能來計(jì)算核能：

原子核的結(jié)合能=核子比結(jié)合能X核子數(shù)。

［小題練通］

1.（多選）（2016?全國(guó)丙卷節(jié)選）一靜止的鋁原子核0A1俘獲一速度

為1.0X107m/s的質(zhì)子p后，變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核皆Si*。下列

說法正確的是（）

A.核反應(yīng)方程為p+WAlf省Si*

B.核反應(yīng)過程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒

C.核反應(yīng)前后核子數(shù)相等，所以生成物的質(zhì)量等于反應(yīng)物的質(zhì)

量之和

D.硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為105m/s,方向與質(zhì)子初速度的方向

一致

解析：選ABD核反應(yīng)過程中遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，

核反應(yīng)方程為p+0A1-皆Si*,A正確。核反應(yīng)過程中遵從動(dòng)量守恒,

B正確。核反應(yīng)中發(fā)生質(zhì)量虧損，生成物的質(zhì)量小于反應(yīng)物的質(zhì)量之

和，C錯(cuò)誤。根據(jù)動(dòng)量守恒定律有0P=/nsi0si,碰撞后硅原子核速

度的數(shù)量級(jí)為1（）5m/s,方向與質(zhì)子初速度方向一致，D正確。

2.（2016?全國(guó)甲卷）在下列描述核過程的方程中，屬于a衰變的

是，屬于P衰變的是,屬于裂變的是，屬

于聚變的是_______0(填正確答案標(biāo)號(hào))

Al久fVN+Ne

B田P-*褪+-Ye

C.W-*WTh+lHe

D.^N+lHe-VO+1H

E.費(fèi)U+Anf費(fèi)Xe+瑞Sr+2jn

F.iH+iH^lHe+Jn

解析：a衰變是一種元素衰變成另一種元素過程中釋放出a粒子

的現(xiàn)象，選項(xiàng)C為a衰變；0衰變?yōu)樗プ冞^程中釋放出P粒子的現(xiàn)

象，選項(xiàng)A、B均為p衰變；重核裂變是質(zhì)量較大的核變成質(zhì)量較小

的核的過程，選項(xiàng)E是常見的一種裂變；聚變是兩個(gè)較輕的