2024年高考物理專項練習近代物理初步（解析版）

2024年高考物理專項練習近代物理初步(解析版)

近代物理和之

________——一-八

1.目錄

題型一光電效應(yīng)波粒二象性......................................................

類型1光電效應(yīng)規(guī)律的理解和應(yīng)用

類型2光電效應(yīng)圖像的理解

類型3光的波粒二象性和物質(zhì)波

題型二原子結(jié)構(gòu)模型..............................................................

類型1原子的核式結(jié)構(gòu)模型

類型2玻爾理論能級躍遷

題型三原子核模型................................................................

類型1原子核的衰變及半衰期

類型2核反應(yīng)及核反應(yīng)類型

類型3質(zhì)量虧損及核能的計算

題型一：光電效應(yīng)波粒二象性

類型1光電效應(yīng)規(guī)律的理解和應(yīng)用

1.“四點”提醒

(1)能否發(fā)生光電效應(yīng)，不取決于光的強度而取決于光的頻率。

(2)光電效應(yīng)中的“光”不是特指可見光，也包括不可見光。

(3)逸出功的大小由金屬本身決定，與入射光無關(guān)。

(4)光電子不是光子，而是電子。

2.“兩條”關(guān)系

(1)光的強度大一光子數(shù)目多—發(fā)射光電子多-光電流大。

(2)光子頻率高一光子能量大一產(chǎn)生光電子的最大初動能大一遏止電壓大。

3.“三個”關(guān)系式

⑴愛因斯坦光電效應(yīng)方程：及.=〃/-陀),其中耳,=5桃媛

(2)最大初動能與遏止電壓的關(guān)系：品冠=e&。

(3)逸出功與極限頻率的關(guān)系：WQ=hvc.

謝1(2023?天津紅橋?高三統(tǒng)考期中)光電效應(yīng)的實驗結(jié)論是:對于某種金屬(~~)

A.無論光強多強，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)

B.超過極限頻率的入射光照射，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比。

C.無論照射時間多長,只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)

?1?

D.超過極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的初動能就越大，

‘廁2.（2023?山東?模擬預測）某校實驗小組用如圖所示的電路研究“光電效應(yīng)”現(xiàn)象，現(xiàn)用頻率為〃的紅光,

照射光電管，有光電子從K極逸出。下列說法正確的是（）

A.使用藍光照射比紅光照射需要克服的逸出功更大

B.僅增大入射光的強度，從K極逃逸出的電子的最大初動能可能增大

C.當滑動變阻器的滑片從左向右滑動時，電流表示數(shù)可能一直增大

D.將電源正負極反接后當滑動變阻器的滑片從左向右滑動時，電流表示數(shù)可能一直減小

‘刷3（2023?河北?校聯(lián)考模擬預測）如圖所示是探究光電效應(yīng)的實驗裝置，陰極K由金屬鉀制成，金屬鉀的截,

止頻率為5.44x10”Hz,不同色光的光子能量如表所示。己知普朗克常量為6.63x^^/飛，電子的電

荷量為L60X10T9。。以下說法正確的是（）

直流電源

色光紅橙黃綠藍靛紫

光子能量

1.61?2.00-2.07?2.14?2.53?2.76?

范圍

2.002.072.142.532.763.10

（eV）

A.用紅光照射陰極K時，只要時間足夠長,則就能發(fā)生光電效應(yīng)

B.用紅光照射陰極K時，只要照射強度足夠大,則就能發(fā)生光電效應(yīng)

C.用紫光照射陰極K時，若直流電源的左側(cè)為電源的正極，則增大K、A間的電壓時.，電流表的示

數(shù)先增大,后減小

D.用紫光照射陰極K時，若直流電源的左側(cè)為電源的正極，則增大K、A間的電壓時，電流表的示

?2?

數(shù)可以減小到0

類型2光電效應(yīng)圖像的理解

由圖線直接（間接）

圖像名稱圖線形狀

得到的物理量

①極限頻率:圖線與軸交點的橫坐標總

旦P

最大初動能及與

②逸出功：圖線與瓦軸交點的縱坐標的絕對值V%=1

入射光頻率1/的關(guān)

-E\^E

系圖線

J③普朗克常量:圖線的斜率k=h

①遏止電壓口：圖線與橫軸的交點的橫坐標

旨y強光（黃）

顏色相同、強度不②飽和光電流/“,：光電流的最大值

同的光，光電流與

電壓的關(guān)系圖線③最大初動能：

U,(DU

Ek=eUc

①遏止電壓Us、%

匕

黃光

顏色不同時，光電

藍光②飽和光電流

流與電壓的關(guān)系圖

③最大初動能：

線Ue"C

Eki=eUc，Ek2=eUc2

①極限頻率心:圖線與橫軸的交點的橫坐標

遏止電壓a與入

②遏止電壓a：隨入射光頻率的增大而增大

射光頻率”的關(guān)系

圖線③普朗克常量加等于圖線的斜率與電子電荷量的乘積，

即％=ke（注:此時兩極之間接反向電壓）

'國11（2023春?寧夏銀川?高三校考期中）探究光電效應(yīng)規(guī)律的實驗裝置圖如圖甲所示，在實驗中測得截止電’

壓口與人射光頻率”之間的關(guān)系如圖乙所示，已知電子的電荷量為e,下列說法正確的是（）

?3?

A.光電子的最大初動能與入射光頻率成正比B.電源的左端為正極

C.該金屬的極限頻率為以D.普朗克常量為*-

以一/

而2（2023?河北張家口?統(tǒng)考一模）如圖所示為光照射到鈉金屬板上時，遏止電壓。與入射光頻率”的函數(shù),

關(guān)系圖線，已知元電荷e=1.6xl0T9c。昔朗克常量九=6.63x10-叫人5,由圖中信息可知（）

A.遏止電壓與入射光的頻率成正比

B.圖像的斜率為立

e

C.鈉的逸出功約為2.3eV

D.用8x10uHz的光照射鈉金屬板時，光電子的最大初動能約為2.9x1019J

處13.（2023春?河北唐山?高三遵化市第一中學校考階段練習）關(guān)于近代物理學，下列圖像在描述現(xiàn)象中，

解釋正確的是（）

每

射

強

度

0波長』OVUc\u&OlLW

甲乙丙T

A.如圖中所示，由黑體的輻射強度與輻射光波長的關(guān)系可知，隨溫度的升高,輻射強度的極大值向

波長較長方向移動

B.如圖乙所示，發(fā)生光電效應(yīng)時，入射光越強，光電子的最大初動能也就越大

c.如圖丙所示，金屬的遏制電壓口與入射光的頻率期的圖像中，該直線的斜率為立，橫截距為畢

eh

D.同一光電管在不同實驗條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線（甲光、乙光、丙光），如

圖丁所示。則可判斷甲、乙、丙光的頻率關(guān)系為叫=”乙丙

?4?

例14（2022春?山東濟南?高三統(tǒng)考期末）照射到金屬表面的光可能使金屬中的電子逸出，可以用甲圖的電路

研究電子逸出的情況。陰極K在受到光照時能夠逸出電子，陽極A吸收陰極K逸出的電子，在電路中形

成光電流。在光照條件不變的情況下改變光電管兩端的電壓得到乙圖。斷開開關(guān)換用不同頻率的單色

光照射陰極K得到電子最大初動能與入射光波長倒數(shù)的關(guān)系圖像。如丙圖所示。下列說法正確的是

（）

B.丙圖中的亳是產(chǎn)生光電效應(yīng)的最小波長

C.乙圖中遏止電壓的存在意味著光電子具有一定的初動能，且有最大值

D.乙圖中電壓由0到U，光電流越來越大，說明單位時間內(nèi)逸出光電子的個數(shù)越來越多

面5（2023?湖南?模擬預測）某實驗小組研究光電效應(yīng)規(guī)律時，用不同頻率的光照射同一光電管并記錄數(shù)據(jù),

得到遏止電壓與頻率的關(guān)系圖線如圖甲所示，當采用綠色強光、綠色弱光、紫色弱光三種光照射同一光

電管時，得到的光電流與電壓的關(guān)系如圖乙所示。已知電子的電荷量為e,結(jié)合圖中數(shù)據(jù)可知（）

A.普朗克常量八=良匚B.光電管的K極材料的逸出功為‘運

刈一“0/一片）

C.a光為紫色弱光D.c光為綠色強光

磔］@（2023春?全國?高三期末）圖甲是研究光電效應(yīng)的電路圖，圖乙是用a、b、c光照射光電管得到的/-U

圖線。下列說法正確的是（）

?5?

A.a光的頻率大于c光的頻率

B.b光的波長大于c光的波長

C.當開關(guān)斷開時，電流表的示數(shù)為零

D.若光照強度相同，4、K間的正向電壓一定，b光照射時飽和電流最小

幽2.（2023?山東?模擬預測）用不同波長的光照射光電管陰極探究光電效應(yīng)的規(guī)律時，根據(jù)光電管的遏止電

壓口與對應(yīng)入射光的波長4作出的切-4?圖像如圖所示。已知光電子的電荷量大小為e,光速為C,下

列說法正確的是（）

A.該光電管陰極材料的逸出功大小為ac

B.當用波長4=1-的光照射光電管陰極時，光電子的最大初動能為be

2a

C.當用波長4VL的光照射光電管的陰極時，不發(fā)生光電效應(yīng)

a

D.當用波長4VL的光照射光電管的陰極時，光電了的最大初動能與2成正比

aA

‘施I8（2023春?內(nèi)蒙古赤峰?高三赤峰二中?？茧A段練習）如圖甲所示為某實驗小組成員研究某金屬發(fā)生光電’

效應(yīng)的遏止電壓隨照射光頻率變化關(guān)系的實驗原理圖，圖乙為實驗得到的遏止電壓隨照射光頻率變化

的關(guān)系圖像，電子的電荷量e=1.6xIO/。,則下列說法正確的是（）

16,

A.由圖乙可知,該金屬的極限頻率為4.0x10"Hz

B.圖甲中入射光的頻率為3.5x1014Hz時，滑動變阻器的滑片移到最左端，電流計G的示數(shù)不為零

C.圖甲中入射光的頻率為5.6x10MHz逸出的光電子的最大初動能為1.056x10-19J

D.由圖乙可得,其斜率為普朗克常量

謝9.（2023?全國?高三專題練習）利用如圖甲所示電路研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，光電子的最大初動能隨入射光

頻率變化的關(guān)系如圖乙所示。下列說法正確的是（）

A.為測量電子的最大初動能，電源左側(cè)應(yīng)是正極

B.若增大入射光的強度或增大電源電壓,則光電子的最大初動能增大

C.當入射光的頻率為孑時，逸出光電子的最大初動能為學

D.當入射光的頻率為3%時,逸出光電子的最大初動能為7片”

幅10.（2022春?廣東湛江?高三統(tǒng)考期末）放電影是利用光電管制成的光控繼電器來實現(xiàn)聲音的重放，而

光電管就是利用光電效應(yīng)的原理制成的光電元件。利用如圖甲所示的實驗裝置探究光電效應(yīng)規(guī)律，圖

乙是該光電管發(fā)生光電效應(yīng)時光電子的最大初動能反與入射光頻率^的關(guān)系圖像，則（）

?7?

%

A.普朗克常量為

EAI

B.該金屬的逸出功為及?

C.保持照射光強度不變，僅提高照射光頻率，電流表力的示數(shù)保持不變

D.僅增加照射光的強度，光電子的最大初動能將增大

類型3光的波粒二象性和物質(zhì)波

1.從數(shù)量上看

個別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性,大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動性。

2.從頻率上看

頻率越低波動性越顯著,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，貫穿本領(lǐng)越強，越不

容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象。

3.從傳播與作用上看

光在傳播過程中往往表現(xiàn)出波動性，在與物質(zhì)發(fā)生作用時往往表現(xiàn)出粒子性。

4.波動性與粒子性的統(tǒng)一

由光子的能量s=抽、光子的動量表達式p=勺可以看出，光的波動性和粒子性并不矛盾，表示粒子性的

A

能量和動量的計算式中都含有表示波的特征的物理量一一頻率和波長上

畫工（2023春?廣東廣州?高三華南師大附中?？茧A段練習）英國物理學家?湯姆孫曾在實驗中讓靜止的

電子束通過電場加速后，通過多晶薄膜得到了如圖所示衍射圖樣，則（）

A.該圖樣說明了電子具有粒子性

B.電子的位置和動量可以同時被確定

C.加速電壓越大，電子的德布羅意波長越長

D.讓靜止的電子束和質(zhì)子束通過相同的加速電場，電子的德布羅意波長更長

,謝2（2023春?江蘇蘇州?高三?？茧A段練習）利用金屬晶格（大小約10一°771）作為障礙物觀察電子的衍射圖'

樣，方法是讓電子通過電場加速后,讓電子束照射到金屬品格上，從而得到電子的衍射圖樣，已知電子質(zhì)

18,

量為小，電荷量為e,初速度為0,加速電壓為U,普朗克常量為無，則下列說法中正確的是（)

__________?

A.該實驗說明了電子具有粒子性

B.實驗中電子束的德布羅意波波長為=

2dmeU

C.若用相同動能的質(zhì)子替代電子,衍射現(xiàn)象將更加明顯

D.加速電壓U越小，電子的衍射現(xiàn)象越明顯

/

謝3（2023春?寧夏中衛(wèi)?高三中衛(wèi)中學?？茧A段練習）某電磁波的頻率為以波長為人傳播速度為c,則這種

電磁波光子的能量E和動量P，普克常量為3則下面關(guān)系正確的是（）

A..E=hu,p=heB.E=hv,p=^-C.E=hc,p=hcD.E=曰,p=hv

一AA/

血14（2023?江蘇?統(tǒng)考二模）2021年5月17日，由中國科學院高能物理研究所牽頭的中國高海拔宇宙線觀測

站｛LHAASO拉索）國際合作組在北京宣布，在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)大量超高能宇宙加速器,并記錄到1.4拍電

子伏的伽馬光子（1拍=10號,這是人類觀測到的最高能量光子，則該光子動量約為（）

A.7xl0-13kg-m/sB.7xlO-'^g-m/.SC.7x10-lf,kg-m/sD.7x10-!）kg-m/s

而5（2023春?遼寧撫順?高三校聯(lián)考期中）德布羅意認為實物粒子也具有波動性，他給出了德布羅意波長的

表達式;1=立?，F(xiàn)用同樣的直流電壓加速原來靜止的一價氫離子H+和二價鈣離子。公+,已知氫離子與

P

鈣離子的質(zhì)量比為1:40,加速后的氫離子和鈣離子的德布羅意波的波長之比為（）

_________________________________________________________________________________________________

A.1：4V3B.4V3：1C.1：4V5D.4V5：1

題型二：原子結(jié)構(gòu)模型i

類型1原子的核式結(jié)構(gòu)模型

1.電子的發(fā)現(xiàn):英國物理學家湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子.

2.a粒子散射實驗：1909年,英國物理學家盧瑟福和他的助手進行了用a粒子轟擊金箔的實驗，實驗發(fā)現(xiàn)絕

大多數(shù)a粒子穿過金箔后基本上仍沿原來方向前進，但有少數(shù)a粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的角度甚至

大于90°,也就是說它們幾乎被“撞”了回來.

3.原子的核式結(jié)構(gòu)模型:在原子中心有一個很小的核,原子全部的正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在核里，帶

負電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn).

?9?

a粒子

a粒子

0電子O電子

幽2.（2023?全國?校聯(lián)考模擬預測）如圖所示是a粒子散射實驗裝置的示意圖。從a粒子源發(fā)射的a粒子

射向金箔，利用觀測裝置觀測發(fā)現(xiàn)，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，但有少數(shù)

a粒子（約占八千分之一）發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn),極少數(shù)&粒子偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90°。下列說法正確的

是（）

熒光屏

金箔

a粒子源

A.a粒子束是快速運動的質(zhì)子流

B.實驗結(jié)果說明原子中的正電荷彌漫性地均勻分布在原子內(nèi)

C.a粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)是金箔中的電子對a粒子的作用引起的

D.a粒子散射實驗裝置的內(nèi)部需要抽成真空

.（2023?山東日照?統(tǒng)考三模）能夠揭示原子的核式結(jié)構(gòu)模型的是（）

A.a粒子散射實驗B.倫琴射線的發(fā)現(xiàn)

C.對陰極射線的研究D.天然發(fā)射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)

.（2023?上海浦東新?統(tǒng)考二模）關(guān)于盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型，下列說法正確的是（）

A.在原子中心有一很小的帶負電的核B.原子的全部質(zhì)量都集中在原子核里

C.電子在核外不停地繞核運動D.電子繞核運動的向心力由核力提供

類型2玻爾理論能級躍遷

1.玻爾理論

（1）定態(tài)假設(shè)：電子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中電子繞核的運動是穩(wěn)定的，電

子雖然繞核運動，但并不產(chǎn)生電磁輻射.

（2）躍遷假設(shè)：電子從能量較高的定態(tài)軌道（其能量記為E”）躍遷到能量較低的定態(tài)軌道（能量記為

mV"）時，會放出能量為標的光子，這個光子的能量由前后兩個能級的能量差決定，即心=En-Em.仇

是普朗克常量，h=6.63x10-34

（3）軌道量子化假設(shè):原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運動相對應(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.氫原子的能量和能級躍遷

（1）能級和半徑公式：

■10?

①能級公式：En=」7為(九=l,2,3,…),其中El為基態(tài)能量,其數(shù)值為E尸一13.66V.

n2

-H,

②半徑公式：ru=nV^n=1,2,3,…)，其中為為基態(tài)軌道半徑，其數(shù)值為n=0.53x10m.

(2)氫原子的能級圖，如圖所示

nE/eV

8.......-r.......i-------r-——T--()

5

4「J：”T.54

3:“丘-0.85

-i--------------1.51

21rLi1-----------------------3.4

1--------------------------------13.6

3.兩類能級躍遷

(1)自發(fā)躍遷:高能級T低能級，釋放能量,發(fā)射光子.

光子的頻率"=竿=生:"..

hh

(2)受激躍遷：低能級一高能級,吸收能量.

吸收光子的能量必須恰好等于能級差hv=\E.

4.光譜線條數(shù)的確定方法

(1)一個氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為九-L

(2)一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)N=a=必展1.

5.電離

(1)電離態(tài)：n=oo,E=0.

(2)電離能:指原子從基態(tài)或某一激發(fā)態(tài)躍遷到電離態(tài)所需要吸收的最小能量.

例如：氫原子從基態(tài)—電離態(tài)：

/=0-(-13.6eV)=13.6eV

(3)若吸收能量足夠大,克服電離能后，獲得自由的電子還具有動能.

但]1(多選)(2022?福建泉州市質(zhì)監(jiān))根據(jù)玻爾的原子理論，下列說法正確的是()[

A.氫原子的核外電子在能級越高的軌道，電子的動能越大

B.氫原子的核外電子在能級越高的軌道，原子的能量越高

C.一群氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài)，向低能級躍遷時最多可輻射出6種頻率的光

D.能級為笈的氫原子，吸收能量為E的光子后被電離，則電離時電子的動能為E-4

題2(2023?山西陽泉?統(tǒng)考三模)氫原子的能級圖如圖所示，欲使處于"=4能級的大量的氫原子向低能級躍

遷,發(fā)出頻率不同的大量的光子，然后用這些光子照射下表中的兒種金屬，則能發(fā)生光電效應(yīng)的金屬有

幾種()

?11?

皮eV

/n________________0

5----------------------------0.54

4-0.85

3-----------------------------1.51

2-----------------------------3.40

1-----------------------------13.6

金屬鈍鈣鎂鈦

逸出功W/eV1.902.703.704.14

A.1種B.2利1C.3利1D.4種

/

幽3（2023.安徽.模擬預測）已知氫原子的基態(tài)能量為⑸，激發(fā)態(tài)的能量區(qū)尸備,其中n=2,3,4…。用氫原

子從n=3能級躍遷到基態(tài)輻射的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動能為E*。則鋅的逸出功

為（）

A.-警-&B.等-區(qū)C.-等+區(qū)D.等+反

9999

皿￡（2023?海南省直轄縣級單位?嘉積中學校考模擬預測）如圖所示為氫原子能級的示意圖，根據(jù)玻爾理論,

下列說法正確的是（）

nE/eV

00....................................................0

2----------------------3.40

1----------------------13.6

A.處于基態(tài)的氫原子，吸收14eV能量后不能發(fā)生電離

B.處于n=4能級的大量氫原子，向低能級躍遷時，輻射光的波長最長的是4到1能級

C.一個氫原子從m=3能級躍遷放出的光子可能使逸出功為12.0eV金屬發(fā)生光電效應(yīng)

D.用動能為12.3eV的電子射向一群處于基態(tài)的氫原子，原子不能躍遷到n=2的能級

幽立（2023?江蘇?校聯(lián)考模擬預測）玻爾原子理論描述的氫原子的電子軌道示意圖如圖所示，四、后2、昂分別

表示電子處于軌道1、2、3時原子具有的能量，耳「心2、耳3分別表示電子處于軌道1、2、3時具有的動

能，則（）

■12?

A.Ei>E2>E3B.及3>Ek2>EgC.E2—E}>E3—E2D.I&3—>\Ek2—Ek{\

El6（2023?山東濰坊?統(tǒng)考三模）根據(jù)玻爾的氫原子結(jié)構(gòu)模型,氫原子處于基態(tài)時的能量值為￡，處于n能級,

時的能量值為E”，瓦產(chǎn)與。氫原子由高能級向低能級躍遷時會產(chǎn)生各種譜線系，其中由高能級向九=2

n

能級躍遷時產(chǎn)生的光譜線屬于巴爾末線系，普朗克常量為心真空中的光速為C,則巴爾末系中光譜線的

最大波長為（）

A9九cR4hc「4hcr)36反

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，、

廁7（2023?遼寧葫蘆島?統(tǒng)考二模）氫原子能級圖如圖，E,產(chǎn)工⑸,母=—13.6eV,假設(shè)氫原子從九=3能級

n

躍遷到九=1能級和九=2能級發(fā)出的光的波長和頻率分別為人、蒞和%、火，氫原子從九=2能級躍遷到

九=1能級發(fā)出的光的波長和頻率分別為友和〃3,下列關(guān)系正確的是（）

nE/eV

000

J2Fq

2七2

1p

1J

A."i="2+Z3B.4=/^+用C.E]=E2+E3D.2E,2=E1+E3

面］8（多選）如圖所示，能級間的躍遷產(chǎn)生不連續(xù)的譜線，從不同能級躍遷到某一特定能級就形成一個線系,,

比如：巴耳末系就是氫原子從n=3,4,5…能級躍遷到n=2能級時輻射出的光譜，其波長4遵循以下規(guī)

律：/=網(wǎng)/-十），下列說法正確的是（）

?13?

A.公式中n只能取整數(shù)值，故氫光譜是線狀譜

B.氫原子從n=3能級躍遷到"=2能級，該氫原子放出光子，其核外電子的動能增大

C.氫原子從九=3能級躍遷到n=2能級時輻射出的光子，在巴耳末系中波長最短

D.用能量為14.0eV的光子去照射一群處于基態(tài)的氫原子，受照射后，氫原子能躍遷到n=4的能級

面9(多選)(2022?山西高三二模)如圖為某原子的能級及核外電子在兩能級間躍遷時輻射光子波長的示意,

圖，設(shè)原子處于n=l、2、3、4的能級時，對應(yīng)原子的能量為4、其、氏、氏,則下列說法正確的是()

"=3丹"m

------A

A.該原子吸收波長為97nm的光子后，可能從呂躍遷到E4

B.E3-E2=j-(E2-El')

C.用動能等于122nrn光子能量的電子撞擊原子,原子可能從呂躍遷到E3

D.原子從n=3躍遷到n=1時，釋放光子的波長為也乂受nm

題型三：原子核模型

類型1原子核的衰變及半衰期

1.原子核的組成:原子核是由質(zhì)子和中子組成的，原子核的電荷數(shù)等于核內(nèi)的質(zhì)子數(shù).

2.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，首先由貝克勒爾發(fā)現(xiàn).天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說明原子核具有復雜

的結(jié)構(gòu).

3.三種射線的比較

名稱構(gòu)成符號電荷量質(zhì)量電離能力貫穿本領(lǐng)

a射線氮核"ie+2e4u最強最弱

]

￡射線電子-ie—e1837U較強較強

7射線光子700最弱最強

4.原子核的衰變

(1)衰變:原子核自發(fā)地放出a粒子或￡粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變.

(2)a衰變、6衰變

■14?

衰變類型a衰變￡衰變

衰變方程學X-/Y+如e”■一露y+)e

2個質(zhì)子和2個中子結(jié)合成一個整體射出中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子

衰變實質(zhì)

2；H+26THe凱TH+'e

衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒

（3）/射線：Z射線經(jīng)常是伴隨著a衰變或戶衰變同時產(chǎn)生的.

5.半衰期

⑴公式:嗎=%信件，771余=

（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，跟原子所處的外部條件（如溫度、壓

強）或化學狀態(tài)（如單質(zhì)、化合物）無關(guān)（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）.

6.放射性同位素的應(yīng)用與防護

（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:防止放射性對人體組織的傷害.

四工（2022?全國甲卷）兩種放射性元素的半衰期分別為M和2t。,在t=0時刻這兩種元素的原子核總數(shù)為

N,在1=2。時亥U，尚未衰變的原子核總數(shù)為與，則在￡=4曲時刻，尚未衰變的原子核總數(shù)為（）

O

吼工（2021?全國乙卷」7）醫(yī)學治療中常用放射性核素"3"產(chǎn)生？射線，而“3加是由半衰期相對較長的1135門

衰變產(chǎn)生的.對于質(zhì)量為7n的口3s九，經(jīng)過時間t后剩余的113s八質(zhì)量為小，其圖線如圖所示.從

omo

圖中可以得到gSn的半衰期為（）

2

-

3

1

-

3

067.3182.4〃d

A.67.3dB.101.0dC.115.1dD.124.9d

題3（2021?全國甲卷47）如圖，一個原子核X經(jīng)圖中所示的一系列4、6衰變后，生成穩(wěn)定的原子核丫，在此

過程中放射出電子的總個數(shù)為（）

?15?

皿￡（2023?江蘇常州?江蘇省前黃高級中學?？寄M預測）在磁感應(yīng)強度為3的勻強磁場中，一個靜止的放

射性原子核GX）發(fā)生了一次8衰變，放射出的電子在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運動，生成的新核用

丫表示。則電子和新核Y在磁場中運動的軌跡正確的是（）

廁5（2023?貴州畢節(jié)?統(tǒng)考三模）如圖，一個原子核X經(jīng)圖中所示的14次衰變，其中有m次a衰變、n次0衰

變，生成穩(wěn)定的原子核丫,則（）

?16?

圓@（2023?海南?統(tǒng)考模擬預測）“玉兔二號”月球車裝備有同位素溫差電池。這種電池內(nèi)有可以發(fā)生a衰變

的人工放射性元素泮P%其半衰期為88年，這種元素是用中子轟擊制即得到的。下列說法正確的是

（）

A.由于月球晝夜溫差極大,94238P〃的半衰期會受到影響

B.經(jīng)過44年，有半數(shù)辭Pu的原子核發(fā)生衰變

C.爛P”經(jīng)一次衰變形成的新核含有92個質(zhì)子

D.獲得譚Pu的核反應(yīng)方程式為黑即+抗T野”

皿L（2023?湖南衡陽?衡陽縣第三中學?？寄M預測）一靜止的鈾核放出一個a粒子衰變成針核，衰變方程

1

為浮U-簫7Tl+aHe,生成的都功經(jīng)過一系列a衰變和￡衰變后變成翟Pb,以下說法正確的是（）

A.鈾單核衰變生成的鉆核的動能小于生成的a粒子的動能

B.8衰變過程中釋放的電子來自核外電子

C.'^Th需經(jīng)過7次a衰變、8次8衰變轉(zhuǎn)化為贊Pb

D.鉆核（需7%）的半衰期是24天，20個社核經(jīng)過48天后，還剩5個社核

幽&（2023?江蘇連云港?統(tǒng)考模擬預測）如圖為鈾238衰變?yōu)槟?34過程中鈾核質(zhì)量隨時間變化的圖像，下列

說法正確的是（）

A.原子核衰變過程中不釋放核能B.鈾238的半衰期為4.5X109年

C.鈾238衰變?yōu)樯?34同時放出電子D.環(huán)境溫度降低衰變速度將變慢

面19（2023?山東濟南?山東師范大學附中?？寄M預測）現(xiàn)代戰(zhàn)爭給世界人民帶來巨大的災難,某些國家使,

用的新型武器貧鈾彈在爆炸中有很多浮U殘留，其半衰期極為漫長且清理困難，所以對環(huán)境的污染嚴重

而持久。設(shè)然U發(fā)生a衰變形成新核X,同時放出丁射線。以下說法正確的是（）

A.該衰變過程的方程可寫為費U+如eYfX

B.債U的結(jié)合能和新核X的結(jié)合能之差即為a粒子的結(jié)合能

C.衰變反應(yīng)中的y射線為高頻電磁波，具有極強的穿透性

D.質(zhì)量為小的賈U原子核經(jīng)過兩個半衰期后,產(chǎn)生的新核質(zhì)量為春m

E110（2023?江蘇鹽城?統(tǒng)考三模）藥物濃度的衰減與原子核衰變的規(guī)律相似。服用布洛芬片后血漿中藥物,

濃度的最大值為20%/mZ,藥物濃度低于3〃g/rnZ就要補充用藥。若持續(xù)疼痛時，4—6%要服用一次，由

此可推斷服用布洛芬片后血漿中藥物濃度下降的半衰期約為（）

A.lhB.2hC.i（hD.4h

kJ

?17?

類型2核反應(yīng)及核反應(yīng)類型

1.核反應(yīng)的四種類型

類型可控性核反應(yīng)方程典例

a衰變自發(fā)^U^Th+iHe

衰變

6衰變自發(fā)瑞771TfPa+Le

\4N+iHe^O+\H

（盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子）

iHe+^Be^C+ln

人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯た刂?/p>

（查德威克發(fā)現(xiàn)中子）

制，+洱e就P+抗約里奧-居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同

*朝成+小時發(fā)現(xiàn)正電子

費U+譏-堞&+^Kr+3jn

重核裂變?nèi)菀卓刂?/p>

債U+血-濟Xe+黑Sr+10抗

輕核聚變現(xiàn)階段很難控制:H+汨川He+!1n

2.核反應(yīng)方程式的書寫

（1）熟記常見基本粒子的符號，是正確書寫核反應(yīng)方程的基礎(chǔ).如質(zhì)子（；H）、中子（6）、a粒子（狂狗）、0粒

子（6）、正電子（混）、笊核（出）、瓶核（冏等.

（2）掌握核反應(yīng)方程遵循的規(guī)律:質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒.

（3）由于核反應(yīng)不可逆，所以書寫核反應(yīng)方程式時只能用“7”表示反應(yīng)方向.

網(wǎng)1下列說法正確的是（）f

A.歌V-譚T/i+X中X為中子，核反應(yīng)類型為0衰變

B.+丫中￥為中子，核反應(yīng)類型為人工轉(zhuǎn)變

C.贊U+抗T苧Xe+^Sr+K,其中K為10個中子，核反應(yīng)類型為重核裂變

D.7''N+'2He-SO+Z,其中Z為氫核,核反應(yīng)類型為輕核聚變

他］2（多選）（2020?全國卷I?19）下列核反應(yīng)方程中，X|、X2、X3、X4代表。粒子的有（）

A.陽+陽-尿+乂B.:H+:HTn+X?

C.債——探.+跖/+3XD.Jn+^z^H+X

I34J

?18?

廁3(多選)(2021?浙江6月選考)對四個核反應(yīng)方程(1譚燈—常必+；He；(2)物外一律Pa+_,°e;(3)；“N+；

He+舊；⑷;+抗+17.6MeV。下列說法正確的是()

A.(1)(2)式核反應(yīng)沒有釋放能量

B.(1)(2)(3)式均是原子核衰變方程

C.(3)式是人類第一次實現(xiàn)原子核轉(zhuǎn)變的方程

D.利用激光引發(fā)可控的(4)式核聚變是正在嘗試的技術(shù)之一

吼士(2023?四川成都?統(tǒng)考三模)我們在地球上獲取和消耗的能量，絕大部分來自太陽內(nèi)部核聚變釋放的核

能。下列核反應(yīng)方程中，屬于核聚變的是()

太陽內(nèi)部核聚變釋放

出巨大核能

A.^U^Tu+iHeB.出+汨+Jn

Cj決+穹4TJP+尿D.費0+抗~^Ba+黑Kr+3加

幽旦(2023?天津?模擬預測)新中國成立后，為了打破西方霸權(quán)主義的核威脅，鞏固我們來之不易的獨立自

嚏，無數(shù)科技工作者以全世界獨一無二的熱情及艱苦奮斗的精神投入核武器的研制工作之中，終于在

1964年、1967年分別成功爆炸我國第一顆原子彈(atombomb)和第一顆氫彈(/lydrogenbomb)。下列

核反應(yīng)方程可表示氫彈的爆炸原理的是()

、、

A.\AN+iHe^O+\HB債［7+抗一整/+濟Xe+10版

C.^U^Th+',HeD.lH+lH^He+Jn

類型3質(zhì)量虧損及核能的計算