高考物理專題波粒二象性原子結(jié)構(gòu)和原子核(含解析)

16波粒二象性原子構(gòu)造和原子核〔3-5〕【2023本考點由于點多面廣，考題難度不是很大，屬必得局部，因而要求復(fù)習(xí)過程要掃清盲點，不留死角，同時由于各局部內(nèi)容表達的力氣與思想不同，考點消滅的幾率也不同，復(fù)習(xí)時應(yīng)有所側(cè)重，側(cè)重點要與歷年考試頻率聯(lián)系，應(yīng)與表達力氣相聯(lián)系，還應(yīng)與科技動向聯(lián)系〔探月衛(wèi)星、氦3，射線、紅外攝象、太陽風(fēng)等，更應(yīng)與近代物理進展趨勢聯(lián)系。對于光電效應(yīng)、原子構(gòu)造的認知過程以及原子消滅，多要求定性分析，少見定量計算。因此理解學(xué)問的根底上就要求見多識廣，所以在復(fù)習(xí)中要特別留意課本的重要性。課本是學(xué)問之源，對這局部內(nèi)容確定要做到熟讀、精讀，并且要間隔一段時間就要簡要復(fù)習(xí)一遍，絕不能留任何的死角，包括課后的閱讀材料、小試驗、小資料、相對論簡介等，由于很多的信息題都是從這里取材的搞清某一現(xiàn)象產(chǎn)生的本質(zhì)，構(gòu)建學(xué)問構(gòu)造體系，依據(jù)的學(xué)問和物理事實、條件，對物理進展規(guī)律推理和論證，得出正確的結(jié)論或作出正確的推斷，并能把推理過程正確地表達出來，以求觸類傍通?！?023作為選擇題和填空題，本考點的涉及面廣，選項可能涉及近代物理學(xué)史，波爾模型，光電效應(yīng)和原子核構(gòu)造，而填空題可能涉及衰變、核反響方程的書寫、光電效應(yīng)的極限頻率和最大初動能等，既是備考的重點也是命題的熱門選項。pk】名師考點透析考點一、波粒二象性【名師點睛】1.量子論：①普朗克認為物質(zhì)的輻射能量并不是無限可分的，其最小的、不行分的能量單元即“能量子”或稱“量子②物質(zhì)的輻射能31905年，愛因斯坦獎量子概念推廣到光的傳播中，提出了光量子論。即：h=6.6×10－34Js2.123上升，輻射強度的極大值向波長較短方向移動。3.光電效應(yīng)：在光的照耀下，金屬中的電子從外表逸出，放射出來的電子就叫光電子，①任何一種金于極限頻率的光照耀金屬時，光電流強度〔反映單位時間放射出的光電子數(shù)的多少，與入射光強度成正比。④金屬受到光照，光電子的放射一般不超過10－9秒。波動說認為：光的能量即光的強度是由光波的振幅打算的與光的頻率無關(guān)。所以波動說對解釋上述試驗規(guī)律中的①②④條都遇到困難考點二、原子構(gòu)造【名師點睛】湯姆生原子構(gòu)造模型：1897年英國物理學(xué)家湯姆生覺察了電子，從而打破了原子不行再分的觀念，提示出原子也有簡潔的構(gòu)造。湯姆生的原子模型：1903年湯姆生設(shè)想原子是一個帶電小球，它的正電荷均勻分布在整個球體內(nèi)，而帶負電的電子鑲嵌在正電荷中。原子核式構(gòu)造模型：試驗構(gòu)造圖如下，試驗現(xiàn)象：a.絕大多數(shù)粒子穿過金箔后，仍沿原來方向運動，不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。b.有少數(shù)粒子發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)c.有極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)角超過了90°，有的幾乎到達180°，即被反向彈回。結(jié)論否認了湯姆生原子構(gòu)造模型，提出核式構(gòu)造模型即在原子電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)。波爾的原子機構(gòu)模型：1原子核式構(gòu)造模型與經(jīng)典電磁理論的沖突〔兩方面：a.電子繞核作圓周運動是加速運動，依據(jù)經(jīng)典理論，加速運動的電荷，要不斷地向四周放射電磁波，電子的能量就要不斷削減，最終電子要落到b.電子繞核旋轉(zhuǎn)時輻射電磁波的頻率應(yīng)等于電子繞核理原子光譜應(yīng)是連續(xù)光譜，這種原子光譜是線狀光譜事實相沖突。量量了化的概念，提了三個假設(shè)：速運動，但并不向外在輻射能量，這些狀態(tài)叫定態(tài)。②躍遷假設(shè)：原子從一個定態(tài)〔設(shè)能量為E〕躍遷到另確定態(tài)〔設(shè)能量為E〕時，它輻射成吸取確定m n頻率的光子，光子的能量由這兩個定態(tài)的能量差打算，即hv=EEm－n子可能軌道的分布也是不連續(xù)的。123氫1原子能級公式E En n2 1考點三、原子核構(gòu)造【名師點睛】1.自然放射現(xiàn)象：1896放射性射線的成分有三種：射線種類射線組成性質(zhì)電離作用貫穿能力射線 氦核組成的粒子流很強很弱射線 高速電子流較強較強射線 高頻光子很弱很強衰變類型衰變方程衰變規(guī)律衰變類型衰變方程衰變規(guī)律衰變MZXM4YHe4Z2 22核4衰變MZX Y eM0Z1 1電荷數(shù)增加核質(zhì)量數(shù)不變1n1H0e輻射伴隨著衰變和衰變產(chǎn)生0 1 1快慢是由核內(nèi)部自身因素打算的，跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒有關(guān)系。1934年，約里奧—居里夫婦覺察經(jīng)過α粒子轟擊的鋁片中含有放射性磷

30P154He27Al30P1n2 13 15 0〔〕盧瑟福用α粒子轟擊氦核打出質(zhì)子：14N4He17OH7 2 8 1貝克勒耳和居里夫人覺察自然放射現(xiàn)象：α238U234Th4He92 90 2β234Th234Pa0e90 91 1查德威克用α9Be4He12C1n4 2 6 027Al4He30P1n居里夫人覺察正電子：13 2

15 030P30Si0e15 14 1〔5〕1n1H2H0 1 1235U1n136Xe101n90Sr〔6〕重核裂變：92 0 54

0 38235U1n144Ba89Kr31n92 0 56 36 0重核裂變 核聚變Ⅰ釋放核能的途徑——裂變和聚變裂變反響：①裂變：重核在確定條件下轉(zhuǎn)變成兩個中等質(zhì)量的核的反響，叫做原子核的裂變反響。235U1n144Ba89Kr31n92 0 56 36 0②鏈式反響：在裂變反響用產(chǎn)生的中子，再被其他鈾核浮獲使反響連續(xù)下去。235U200MeV921kg235U280092聚變反響：①聚變反響：輕的原子核聚合成較重的原子核的反響，稱為聚變反響。例如：

2H3H4He1n17.6MeV1 1 2 0②一個氘核與一個氚核結(jié)合成一個氦核時〔同時放出一個中子，釋放出17.6MeV3MeV3~4③聚變反響的條件；幾百萬攝氏度的高溫?！驹囶}演練】【2023·北京市通州區(qū)高三1根底是A．αB．光電效應(yīng)試驗C．電子的覺察D．中子的覺察【2023·遼寧省遼寧師大附中高三上期期中考試】以下說法正確的選項是 〔選對1個給2分選對2個給3分，選對3個給4分；每選錯1個扣2分，最低得分為0分〕a．太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核聚變反響盧瑟福用粒子轟擊氮原子核，其核反響方程式是14N4He17O1H7 2 8 1210Bi512g210Bi151.5g83 83氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，電子的動能增大，原子總能量增大e．光電效應(yīng)是原子核吸取光子向外釋放電子的現(xiàn)象【三年高考】12、13、14高考試題及其解析【2023·上海卷】核反響方程式9Be4He12C+X中的X4 2 6〔A〕質(zhì)子 〔B〕電子 〔C〕光子 〔D〕中子【2023·〔122435130。密立根通過油滴試驗測得了根本電荷的數(shù)值貝克勒爾通過對自然放射性現(xiàn)象的爭論，覺察了原子中存在原子核C.居里夫婦從瀝青鈾礦中分別出了釙〔P〕和鐳〔R〕兩種元素0 aD.盧瑟福通過а粒子散射試驗，證明白在原子核內(nèi)存在質(zhì)子E出了該粒子的比荷【2023·n=3躍遷到n=2656nm。以下推斷正確的選項是〔雙選，填正確答案標號〕氫原子從n=2躍遷到n=1的能級時，輻射光的波長大于656nm325nmn=1躍遷到n=2一群處于n=3能級上的氫原子向低能級躍遷時最多產(chǎn)生3種譜線633nmn=2躍遷到n=3【2023·重慶卷】碘1318m13132131m m m m4

32【2023·天津卷】以下說法正確確的是A．玻爾對氫原子光譜的爭論導(dǎo)致原子的核式構(gòu)造模型的建立B．可利用某些物質(zhì)在紫外線照耀下發(fā)出熒光來設(shè)計防偽措施C．自然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的射線都能在電場或磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)D．觀看者與波源相互遠離時接收到波的頻率與波源頻率不同【2023·課標全國卷Ⅰ】關(guān)于自然放射性，以下說法正確的選項是〔填寫正確答案標號。選對1得3分，選對2個得4分，選對3個得6分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分〕A．全部元素都可能發(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與別的元素形成化合物時仍具有放射性D．α、β和γ三種射線中，γ射線的穿透力氣最強E．一個原子核在一次衰變中可同量放出α、β和γ【2023·江蘇卷】鈣和鉀的截止頻率分別為7.73×1014Hz和5.44×1011Hz，在某種單色光的照耀大的。A．波長 B．頻率 C．能量 D．動量【2023·海南卷】在光電效應(yīng)試驗中，用同一種單色光，先后照耀鋅和銀的外表，都能產(chǎn)生光電效應(yīng)。對于這兩個過程。以下四個物理量中，確定不同的是 〔填入正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得3分，選對3個得4分；有選錯的得0分〕A．遏制電壓 B．飽和光電流 C．光電子的最大初動能 D．逸出功考點：光電效應(yīng)【2023·福建卷】如圖，放射性元素鐳衰變過程中釋放出α、β、γ三種射線，分別進入勻強電場和勻強磁場中，以下說法正確的選項是〔填選項前的字母〕①表示γ射線，③表示α射線B.②表示β射線，③表示α射線C.④表示α射線，⑤表示γ射線D.⑤表示β射線，⑥表示α射線【2023·江蘇卷】氡222是一種自然放射性氣體，被吸入后，會對人的呼吸系統(tǒng)造成輻射損傷。它是世界衛(wèi)生組織公布的主要環(huán)境致癌物質(zhì)之一。其衰變方程是222Rn218Po＋。222Rn的半衰86 84 863.816g222Rn1g。86【2023·天津卷】以下說法正確的選項是〔〕A．原子核發(fā)生衰變時要遵守電荷守恒和質(zhì)量守恒的規(guī)律B．α射線、βγC．氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷只能輻射特定頻率的光子D．發(fā)生光電效應(yīng)時間電子的動能只與入射光的強度有關(guān)【2023·235U1nb92 0＋21n，a＋b可能是〔〕0A.140X93Kr B141B＋92Kr C141Ba93Sr D140X94Sr54 36

56 36

56 38

54 38【2023·235

U1n144

Ba＋89Kr＋31n.以下說法正確的有〔〕0上述裂變反響中伴隨著中子放出B．鈾塊體積對鏈式反響的發(fā)生無影響C．鈾核的鏈式反響可人工把握D．鈾核的半衰期會受到環(huán)境溫度的影響【答案】AC【解析】

92 0

68 36【2023·課標全國卷Ⅱ關(guān)于原子核的結(jié)合能以下說法正確的選項是 〔填正確答案標號選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分．A．原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量一重原子核衰變成α粒子和另一原子核，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和確定大于原來重核的結(jié)合能銫原子核〔133Cs〕的結(jié)合能小于鉛原子核〔208Pb〕的結(jié)合能55 82比結(jié)合能越大，原子核越不穩(wěn)定自由核子組成原子核時，其質(zhì)量虧損所對應(yīng)的能量大于該原子核的結(jié)合能【2023·普朗克常量＝6.63×1－34s.甲 乙圖甲中電極A為光電管 〔填“陰極”或“陽極；試驗中測得銣的遏止電壓UC

與入射光頻率ν之間的關(guān)系如圖乙所示，則銣的截止頻率ν＝C Hz，逸出功W＝ J；0假照試驗中入射光的頻率ν＝7.00×1014

Hz，則產(chǎn)生的光電子的最大初動能E＝ J.k【2023上?！恳罁?jù)愛因斯坦的“光子說”可知〔 〕“光子說”本質(zhì)就是牛頓的“微粒說”光的波長越大，光子的能量越小一束單色光的能量可以連續(xù)變化只有光子數(shù)很多時，光才具有粒子性【2023廣東】能源是社會進展的根底，進展核能是解決能源問題的途徑之一，以下釋放核能的反響方程，表述正確的有3H13H1

11

22

1n是核聚變反響01nβ0C.235U

1n140Xe

94Sr21n是核裂變反響92 0 54 38 0

1n140Xe

94Sr21nα92 0 54 38 0【2023北京】一個氫旅子從n=3n=2能級。該氫原子〔〕A.放出光子，力氣增加B.放出光子，能量削減C.吸取光子，能量增加D.吸取光子，能量削減【2023江蘇一個中子與某原子核發(fā)生核反響生成一個氘核其核反響方程式為 .該反響放出的能量為Q，則氘核的比結(jié)合能為 .23 4【2023課標】氘核和氚核可發(fā)生熱核聚變而釋放巨大的能量，該反響方程為：H+H→He+x，11 2234xH、H、He和粒子x2.0141u3.0161u4.0026u1.0087u；1121u=931.5MeV/c2，c是真空中的光速。由上述反響方程和數(shù)據(jù)可知，粒子x是 ，該反響釋放出的能量為 MeV〔結(jié)果保存3位有效數(shù)字〕【兩年模擬】【2023·遼寧省沈陽市高三教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測〔一〔15分〕如圖為氫原子的能級示意圖，鋅的逸出3.34ev〔填正確答l22435130〕A、用氫原子從高能級向基態(tài)躍遷時放射的光照耀鋅板確定不能產(chǎn)生光電效應(yīng)B、一群處于n=33Cn=38.75eVD．用能量為10.3eV的光子照耀，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)E14.0eV【答案】BCE【解析】試題分析氫原子從高能級向低能級躍遷多余的力氣將以光子的形式輻射出來而氫原子從高能級躍遷 到【2023·河南開封高三二模〔6分〕以下描述中正確的選項是 〔選對一個給2分，選對兩個給4分，選對3個給6分，每選錯一個扣3分，最低得分為0分〕放射性元素發(fā)生衰變時所釋放的電子來源于原子的核外電子盧瑟福的原子核式構(gòu)造學(xué)說能很好地解釋粒子散射試驗事實C．氫原子吸取一個光子躍遷到激發(fā)態(tài)后，再向低能級躍遷時放出光子的頻率確定等于入射光子的頻率E．〔釷〕核衰變?yōu)椤茬h〕核時，衰變前Th核質(zhì)量大于衰變后PE．〔釷〕核衰變?yōu)椤茬h〕核時，衰變前Th核質(zhì)量大于衰變后P核與粒子的總質(zhì)量初動能大選項D〔釷〕核衰變?yōu)椤茬h〕核時由于要釋放能量，所以必定有質(zhì)量虧損選項E對?？键c：原子構(gòu)造原子核衰變光電效應(yīng)3.【2023·河北石家莊高三質(zhì)檢〔二】以下說法正確的選項是 〔填正確答案標號。選對1個得3分，選對2個得4分，選對3個得6分。每錯選1個扣3分，最低得分為初動能大選項D〔釷〕核衰變?yōu)椤茬h〕核時由于要釋放能量，所以必定有質(zhì)量虧損選A．Th核發(fā)生一次α衰變時，核與原來的原子核相比，中子數(shù)削減了4B．太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的熱核反響C．假設(shè)使放射性物質(zhì)的溫度上升，其半衰期可能變小D．用14eV的光子照耀處于基態(tài)的氫原子，可使其電離E．光電管是基于光電效應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換器件，可使光信號轉(zhuǎn)換成電信號【2023·3〔132436每錯1個扣3分，最低得分為0分〕A．無論增大入射光的頻率還是增參與射光的強度，金屬的逸出功都不變B．只延長入射光照耀時間，光電子的最大初動能將增加C．只增大入射光的頻率，光電子的最大初動能將增大D．只增大入射光的頻率，光電子逸出所經(jīng)受的時間將縮短E．只增大入射光的強度，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目將增多【答案】ACE【解析】試題分析：金屬的逸出功是由金屬本身的特性打算的，與入射光的頻率和強度無關(guān)，選項A正確；B錯誤，CD錯E正確?？键c：光電效應(yīng)?！?023·山西高三第三次四校聯(lián)考〔6分〕以下說法中正確的選項是〔填正確答案標號。選對1個給32436130。A．β衰變現(xiàn)象說明電子是原子核的組成局部A．β衰變現(xiàn)象說明電子是原子核的組成局部B．目前已建成的核電站的能量來自于重核裂變C．一個氫原子從n=3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時，能輻射3種不同頻率的光子D．盧瑟福依據(jù)極少數(shù)α粒子發(fā)生大角度散射提出了原子核式構(gòu)造模型E．依據(jù)玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，電子的動能減小，原子總能量增大【福建省南平市2023年一般高中畢業(yè)班質(zhì)量檢查理綜試題】以下說法中正確的選項是〔 〕A．依據(jù)波爾理論，氫原子輻射光子后，能量減小，軌道半徑增大B．核聚變是釋放能量的核反響，核裂變是吸取能量的核反響C．盧瑟福的原子核式構(gòu)造學(xué)說成功地解釋了氫原子光譜的規(guī)律D．金屬的極限頻率越大，該金屬電子的逸出功越大【答案】D【解析】試題分析：依據(jù)波爾理論，氫原子輻射光子后，能量減小，核外電子也由高軌道到低軌道，即軌道半A錯誤；核聚變和核裂變都是放出能量的反響，選項B錯誤；玻爾理論成功地解釋了氫原子光譜的規(guī)律，選項C錯誤；依據(jù)W越大，選項D正確。

h 可知金屬的極限頻率越大，該金屬電子的逸出功考點：玻爾理論；裂變和聚變；光電效應(yīng)現(xiàn)象?！緰|營市2023年高考其次次模擬試題】以下說法正確的選項是A．對黑體輻射的爭論說明：隨著溫度的上升，輻射強度的最大值向波長較長的方向移動B．電子的衍射圖樣說明實物粒子也具有波動性C．βD．氫原子從n=3能級躍遷到n=1n=2能級躍遷到n=1后者的短【2023·234Th

234Pa+，234Th衰變?yōu)?34Pa90 91 90 911.264234Th690【2023·湖南益陽高三下期模考】如以以下圖是爭論光電效應(yīng)的試驗裝置，某同學(xué)進展了如下操作：①用頻率為ν的光照耀光電管，此時電流表中有電流。調(diào)整滑動變阻器，將觸頭P向端滑動〔選填1“b，使微安表示數(shù)恰好變?yōu)榱?，登記電壓表示?shù)U。②用頻率為ν1 2

的光照耀光電管，重復(fù)①中的步驟，登記電壓表示數(shù)U。電子的電量為e，由上述試驗可知，普朗克常量h=〔用上述2量和測量量表示。20231919年，盧瑟福用α學(xué)爭論說明其核反響過程是：α粒子轟擊靜止的氮核后形成了不穩(wěn)定的復(fù)核，復(fù)核發(fā)生衰變放出質(zhì)子，變成氧核．設(shè)α粒子質(zhì)量為m，初速度為v，氮核質(zhì)量為m，質(zhì)子質(zhì)量為m，氧核的質(zhì)量為m，1 0 2 0 3不考慮相對論效應(yīng)．①寫出盧瑟福覺察質(zhì)子的核反響方程_②α③求此過程中釋放的核能．mv4H

14N1H17O；②v

m10 ；③m＋mm－m.2 e 7 1 8

m 1 2 0 31 2【解析】試題分析：①4H14N1H17O2 e 7 1 8②設(shè)復(fù)核的速度為v，由動量守恒定律得mv＝〔m＋m〕v10 1 2mvm解得.v m10m1 2③核反響過程中的質(zhì)量虧損Δm＝m＋m－m－m1 2 0 3反響過程中釋放的核能＝Δ·＝m＋m－m－m.1 2 0 3考點：原子核的人工轉(zhuǎn)變方程；動量守恒定律；質(zhì)能方程?！?023·上海市黃浦區(qū)高三4月其次次模擬下面是歷史上覺察原子內(nèi)部構(gòu)造的幾個著名試驗的裝置圖，其中覺察質(zhì)子的裝置是〔 〕【2023·江西省撫州一中、余一中等八校高三聯(lián)合考試】如以以下圖為氫原子的能級示意圖，一群氫原子處于n=32.49eV的金屬鈉，以下說法正確的選項是這群氫原子能發(fā)出三種頻率不同的光，其中從n=3躍遷到n=2所發(fā)出的光波長最短B．這群氫原子能發(fā)出兩種頻率不同的光，其中從n=3躍遷到n=l所發(fā)出的光頻率最高C．金屬鈉外表所發(fā)出的光電子的初動能最大值為11.11eVD．金屬鈉外表所發(fā)出的光電子的初動能最大值為9.60eV【2023·陜西省長安一中高一中交大附中等五校其次次模擬考試以下說法正確的選項是〔 〕A．湯姆生覺察了電子，說明原子具有核式構(gòu)造太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核裂變反響C．一束光照耀到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，假設(shè)用波長更長的光照耀到該金屬上確定不能發(fā)生光電效應(yīng)D．依據(jù)玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，電子的動能減小，原子總能量增加【2023·河南省商丘市高三其次次模擬】以下說法正確的選項是〔 〕盧瑟福通過試驗覺察了質(zhì)子的核反響方程為4He14N17O1H2 7 8 1鈾核裂變的核反響是235U141Ba92Kr21n92 56 36 0質(zhì)子、中子、αm、m、m，兩個質(zhì)子和兩個中子結(jié)合成一個αm+m—m2

1 2 31 2 3abλbc1狀態(tài)時吸取波長λλ>λa能級狀態(tài)躍遷到c2 1 212

的光子1 2【2023·遼寧省五校協(xié)作體高三其次次模擬考試】一靜止的質(zhì)量為M的鈾核〔238U〕發(fā)生α920轉(zhuǎn)變成釷核T，放出的α粒子速度為v、質(zhì)量為。假設(shè)鈾核發(fā)生衰變時，釋放的能量全部轉(zhuǎn)化0α寫出衰變方程；求出衰變過程中釋放的核能。【一年原創(chuàng)】2023原創(chuàng)試題及其解析以下表達正確的有〔填正確答案標