新高考物理人教版一輪復(fù)習(xí)學(xué)案 第2講 原子結(jié)構(gòu)原子核

第2講原子結(jié)構(gòu)原子核

知識點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)

i.電子的發(fā)現(xiàn)：英國物理學(xué)家湯姆孫在研究陰極射線時發(fā)現(xiàn)了,提出了原子的

“棗糕模型”.

2.原子的核式結(jié)構(gòu)：

(1)1909?1911年，英籍物理學(xué)家進(jìn)行了a粒子散射實(shí)驗(yàn)，1911年提出了核式結(jié)

構(gòu)模型.

(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

有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”，如圖所示.

(3)原子的核式結(jié)構(gòu)模型：原子中帶正電部分的體積很小，但幾乎占有全部,電

子在正電體的外面運(yùn)動.

知識點(diǎn)二氫原子光譜

1.光譜：用光柵或棱鏡可以把各種顏色的光按波長展開，獲得光的(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：巴耳末系是氫原子光譜在可見光區(qū)的譜線系，其波長公式1=

喉-*)(〃=3,4,5…,R是里德伯常量,T?=1.10X107n<').

4「光譜分析：由于每種原子都有自己的特征譜線，因此可以用光譜來鑒別物質(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.

知識點(diǎn)三氯原子的能級結(jié)構(gòu)、能級公式

1.玻爾理論

(1)定態(tài)：原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)中原子是

的，電子雖然繞核運(yùn)動，但并不向外輻射能量.

(2)躍遷：當(dāng)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，會放出能量為加

的光子，這個光子的能量由前后兩個能級的能量差決定，即加=?是普朗克常量，

〃=6.63X1034J-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)動相對應(yīng).原子的定態(tài)是

的，因此電子的可能軌道也是.

2.幾個概念

(1)能級：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，叫作能級.

(2)基態(tài)：原子能量________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.

3.氫原子的能量和能級變遷

(1)能級和半徑公式：

①能級公式：&=*昂(〃=1,2,3,…)，其中長為基態(tài)能量，其數(shù)值為8=eV.

②半徑公式：%=2______(〃=1,2,3,…)，其中n為基態(tài)軌道半徑，又稱玻爾半徑，其

數(shù)值為n=0.53X10l0m.

(2)氫原子的能級圖，如下圖所示.

知識點(diǎn)四天然放射現(xiàn)象和原子核

1.天然放射現(xiàn)象

(1)天然放射現(xiàn)象

元素地放出射線的現(xiàn)象，首先由________發(fā)現(xiàn)，天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說明原

子核具有的結(jié)構(gòu).

(2)放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù)

①放射性同位素：有放射性同位素和放射性同位素兩類，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、做等.

③防護(hù)：防止放射性對人體組織的傷害.

2.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.質(zhì)子帶正電，中子不帶電.

(2)基本關(guān)系

①核電荷數(shù)(Z)=質(zhì)子數(shù)=元素的原子序數(shù)=原子的.

②質(zhì)量數(shù)(A)==質(zhì)子數(shù)+中子數(shù).

(3)X元素的原子核的符號為"，其中4表示,Z表示核電荷數(shù).

3.原子核的衰變、半衰期

(1)原子核的衰變

①原子核放出a粒子或p粒子，變成另一種的變化稱為原子核的衰變.

②分類

a衰變：”一交"+

P衰變："一z+智+

當(dāng)放射性物質(zhì)連續(xù)發(fā)生衰變時，原子核中有的發(fā)生a衰變，有的發(fā)生p衰變，同時伴隨

著y輻射.

③兩個典型的衰變方程

a衰變:2和f2機(jī)h+'He

B衰變：2芻Thf2芻pa+_?e.

(2)半衰期

①定義：放射性元素的原子核有發(fā)生衰變所需的時間.

②影響因素：放射性元素衰變的快慢是由核自身的因素決定的，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m

4.核能

(1)結(jié)合能：核子結(jié)合為原子核時的能量或原子核分解為核子時吸收的

，叫做原子核的結(jié)合能，也稱核能.

(2)比結(jié)合能

①定義：原子核的結(jié)合能與之比，稱作比結(jié)合能，也叫平均結(jié)合能.

②特點(diǎn)：不同原子核的比結(jié)合能不同，原子核的比結(jié)合能越,表示原子核中核

子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定.

(3)質(zhì)能方程、質(zhì)量虧損：愛因斯坦質(zhì)能方程E=，原子核的質(zhì)量必然比組成它的

核子的質(zhì)量和要小Am,這就是質(zhì)量虧損.由質(zhì)量虧損可求出釋放的核能△￡=.

思考辨析

(1)原子中絕大部分是空的，原子核很小.()

(2)核式結(jié)構(gòu)模型是盧瑟福在a粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出的.()

(3)氫原子光譜是由一條一條的亮線組成的.()

(4)玻爾理論成功地解釋了氫原子光譜，也成功地解釋了氯原子光譜.()

(5)按照玻爾理論，核外電子均勻分布在各個不連續(xù)的軌道上.()

(6)1903年，居里夫婦和貝克勒爾由于對放射性的研究而共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎.

①0衰變中的電子來源于原子核外電子.()

②由放射性元素放出的氮核流被稱為a射線.()

③半衰期是一個統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對少數(shù)原子核不適用.()

④三種射線，按穿透能力由強(qiáng)到弱的排列順序是丫射線、卩射線、a射線.()

⑤目前核電站多數(shù)是采用核聚變反應(yīng)發(fā)電.()

⑥輕核聚變比重核裂變的產(chǎn)能效率更高.()

(7)愛因斯坦從狹義相對論中推導(dǎo)出的最著名方程——質(zhì)能方程.

①愛因斯坦質(zhì)能方程反映了物質(zhì)的質(zhì)量就是能量，它們之間可以相互轉(zhuǎn)化.()

②質(zhì)量虧損說明在核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)不守恒.()

③質(zhì)能方程表明在一定條件下，質(zhì)量可以轉(zhuǎn)化為能量.()

5.獲得核能的途徑

(1)重核裂變

①定義：鈾核在被中子轟擊后分裂成兩塊________差不多的碎塊的這類核反應(yīng).

②特點(diǎn)：裂變過程中能夠放出巨力的能量；同時放出2?3(或更多)個中子；裂變的產(chǎn)物不

是唯一的.典型的裂變方程暗U+/nf郭Kr+】第Ba+.

(2)輕核聚變

①定義：兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量_______的核的核反應(yīng).

②優(yōu)點(diǎn)：a.產(chǎn)能效率高：b.聚變材料的儲量豐富；c.更為安全、清潔.典型的聚變方程：徂

+汨-掀++17.6MeV?

教材改編

1.［人教版選修3—5改編］盧瑟福進(jìn)行的a粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明()

4.在原子的中心有一個很小的核

B.原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)

C.原子核集中了原子所有的質(zhì)量

。.核外電子在繞核旋轉(zhuǎn)

2.(多選)杯(P“)是一種具有放射性的超鈾元素.已知杯的一種同位素律P”的半衰期為

24100年，其衰變方程為矛下列有關(guān)說法正確的是0

A.X原子核中含有143個中子

B.80個短P”經(jīng)過24100年后一定還剩余40個

C.衰變發(fā)出的y射線是頻率很高的電磁波，具有很強(qiáng)的穿透能力

D.由于衰變時釋放出巨大能量，根據(jù)E=mc2可知，衰變過程總質(zhì)量增加

3.(多選)能源是社會發(fā)展的基礎(chǔ)，發(fā)展核能是解決能源問題的途徑之一，下列釋放核能

的反應(yīng)方程，表述正確的有()

A.lH+yH-iHe+bi是核聚變反應(yīng)

8.汨+彳是p衰變

C.鈔U+江一婷&+鶴Kr+3尿是核裂變反應(yīng)

5"+厶&0Xe+器Sr+2"是a衰變

4.大科學(xué)工程“人造太陽”主要是將笊核聚變反應(yīng)釋放的能量用來發(fā)電，笊核聚變反應(yīng)

方程是汨+汨一汨e+山，已知汨的質(zhì)量為2.0136〃，汨e的質(zhì)量為3.0150〃，

質(zhì)的質(zhì)量為1.0087w,l〃=931.5MeV/c2.笊核聚變反應(yīng)中釋放的核能約為()

4.,i.lMeVB.33MeV

C.2.1MeVD.0.93MeV

考點(diǎn)一玻爾理論和氫原子能級結(jié)構(gòu)

師生共研

1.定態(tài)間的躍遷——滿足能級差

躍遷

(1)從低能級(〃)一>高能級(，")一吸收能量.hv—Em—E,i

躍遷

(2)從高能級(〃?)一低能級(〃)f放出能量.hv=E,"-E”.

2.電離

電豈態(tài)與電離能

電離態(tài)：〃=8,E—0

基態(tài)f電離態(tài)：E?>0-(-13.6eV)=13.6eV.

激發(fā)態(tài)f電離態(tài)：E，心0-￡,=|E"|

若吸收能量足夠大，克服電離能后，獲得自由的電子還攜帶動能.

3.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(〃一1).

(2)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)中的組合知識求解：N=C/=若2

②利用能級圖求解：在氫原子能級圖中將氫原子躍遷的各種可能情況一一畫出，然后相

加.

題型1|能級和躍遷問題

例1[2021?濰坊模擬](多選)氫原子能級如圖所示，當(dāng)氫原子從〃=3能級躍遷到n=2能級

時，輻射光的波長為656nm.以下判斷正確的是()

A.氫原子從〃=2能級躍遷到〃=1能級時，輻射光的波長大于656nm

B.用波長為325nm的光照射，可使氫原子從〃=1能級躍遷到〃=2能級

C.一群處于〃=3能級上的氫原子向低能級躍遷時最多產(chǎn)生3種譜線

D.用波長為633nm的光照射，不能使氫原子從〃=2躍遷到〃=3的能級

題型2|躍遷與能量問題

例2[2019?全國卷I,14]氫原子能級示意圖如圖所示.光子能量在1.63eV?3.10eV的光為

可見光.要使處于基態(tài)(〃=1)的氫原子被激發(fā)后可輻射出可見光光子，最少應(yīng)給氫原子提供的能

量為()

A.12.09eVB.10.20eV

C.1.89eVD.1.51eV

題型3|譜線條數(shù)問題

例3(多選)氫原子能級圖如圖所示，當(dāng)氫原子從〃=3能級躍遷到〃=2能級時，輻射光的

波長為656nm,下列判斷正確的是()

A.當(dāng)氫原子從"=2能級躍遷到”=1能級時，輻射光的波長大于656nm

B.當(dāng)氫原子從〃=4能級躍遷到"=2能級時，輻射出的光子不能使逸出功為2.25eV的

鉀發(fā)生光電效應(yīng)

C.一個處于〃=4能級的氫原子向低能級躍遷時最多產(chǎn)生3種光譜線

D.用能量為l.OeV的光子照射處于〃=4能級的氫原子，可以使該氫原子電離

練1如圖甲所示為氫原子的能級圖，圖乙為氫原子的光譜圖.已知譜線6是氫原子從〃

=5能級直接躍遷到〃=2能級時發(fā)出的光譜線，則譜線?可能是氫原子()

A.從〃=2的能級躍遷到〃=1的能級時發(fā)出的光譜線

B.從〃=3的能級直接躍遷到〃=1的能級時發(fā)出的光譜線

C.從〃=4的能級直接躍遷到〃=1的能級時發(fā)出的光譜線

D.從〃=4的能級直接躍遷到〃=2的能級時發(fā)出的光譜線

練2[2020?東北三省三校模擬](多選)如圖所示，甲圖為演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置；乙圖為

八b.c三種光照射下得到的三條電流表與電壓表讀數(shù)之間的關(guān)系曲線；丙圖為氫原子的能級

圖；丁圖給出了幾種金屬的逸出功和極限頻率.以下說法正確的是0_________

幾彳沖金屬的逸出功和極限頻率

金屬WeVMX10I4HZ)

鈉2.295.53

鉀2.255.44

鋤2.135.15

A.若力光為綠光，c光可能是紫光

B.若a光為綠光，c,光可能是紫光

C.若6光光子能量為2.81eV,用它照射由金屬鋤構(gòu)成的陰極，產(chǎn)生的大量具有最大初動

能的光電子去轟擊大量處于〃=3激發(fā)態(tài)的氫原子，可以產(chǎn)生6種不同頻率的光

D.若人光光子能量為2.81eV,用它直接照射大量處于附=2激發(fā)態(tài)的氫原子，可以產(chǎn)生

6種不同頻率的光

考點(diǎn)二原子核的衰變、半衰期

多維探究

題型1|三種射線的比較

例4天然放射性元素放岀的三種射線的穿透能力實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示，由此可推知()

A.②來自于原子核外的電子

B.①的電離作用最強(qiáng)，是一種電磁波

C.③的電離作用較強(qiáng)，是一種電磁波

D.③的電離作用最弱，屬于原子核內(nèi)釋放的光子

題型2對半衰期的理解和應(yīng)用

(1)半衰期表示放射性元素衰變的快慢，不同的放射性元素其半衰期不同.

(2)半衰期描述的對象是大量的原子核，不是單個原子核，這是一個統(tǒng)計(jì)規(guī)律.

(3)一種元素的半衰期與這種元素是以單質(zhì)形式還是以化合物形式存在無關(guān)，且加壓、增

溫均不會改變.

例5[2020?北京西城區(qū)一模]已知氨222的半衰期為3.8天.那么4g放射性物質(zhì)氨222經(jīng)過

7.6天，還剩下沒有發(fā)生衰變的質(zhì)量為()

A.2gB.IgC.0.5gD.Og

題型3|衰變次數(shù)的各算

設(shè)放射性元素以經(jīng)過〃次a衰變和相次p衰變后,變成穩(wěn)定的新元素,Y。

⑴反應(yīng)方程。Xf至Y+〃)He+m_?e.

(2)根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒列方程A=A'+4〃,Z=Z'+2〃一機(jī)兩式聯(lián)立解得:“=乎,

4

例6(多選)天然放射性元素2關(guān)Th(牡)經(jīng)過一系列a衰變和B衰變之后，變成2圈Pb(鉛).下

列判斷中正確的是()

A.衰變過程共有6次a衰變和4次夕衰變

B.鉛核比社核少8個質(zhì)子

C.。衰變所放出的電子來自原子核外

D.針核比鉛核多24個中子

題型4|與磁場結(jié)合的問題

a衰變、。衰變的比較

衰變類型a衰變B衰變

衰變方程%一氏Y+$He%-z+"+-?e

2個質(zhì)子和2個中子結(jié)合成一1個中子轉(zhuǎn)化為1個質(zhì)子和1

衰變實(shí)質(zhì)個整體射出個電子

2jH+2jn-^HeJn-lH+_$e

勻強(qiáng)磁場中軌跡形狀

衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒、動量守恒

例7(多選)如圖，靜止的2昭U核發(fā)生a衰變后生成反沖Th核，兩個產(chǎn)物都在垂直于它們

速度方向的勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動，下列說法正確的是()

A.衰變方程可表示為2芻U-2芻如+,在

B.Th核和a粒子的圓周軌道半徑之比為1：45

C.Th核和a粒子的動能之比為1：45

D.Th核和a粒子在勻強(qiáng)磁場中旋轉(zhuǎn)的方向相反

練3(多選)日本福島核電站泄漏事故中釋放出大量的碘131,碘131是放射性同位素，衰

變時會發(fā)出P射線與Y射線，碘131被人攝入后，會危害身體健康，由此引起了全世界的關(guān)注.下

面關(guān)于核輻射的相關(guān)知識，說法正確的是()

A.人類無法通過改變外部環(huán)境來改變碘131衰變的快慢

B.碘131的半衰期為8.3天，則4個碘原子核經(jīng)16.6天后就一定剩下一個原子核

C.。射線與丫射線都是電磁波，但丫射線穿透本領(lǐng)比0射線強(qiáng)

D.碘131發(fā)生p衰變時所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時產(chǎn)生的

練4(多選)靜止在勻強(qiáng)磁場中的2昭U核發(fā)生a衰變，產(chǎn)生一個未知粒子X,它們在磁場中

的運(yùn)動軌跡如圖所示，下列說法正確的是()

A.該核反應(yīng)方程為2芻U-2羽x+'He

B.a粒子和X粒子在磁場中做圓周運(yùn)動時轉(zhuǎn)動方向相同

C.軌跡1、2分別是a粒子、X粒子的運(yùn)動軌跡

D.a粒子、X粒子運(yùn)動軌跡半徑之比45:1

考點(diǎn)三核反應(yīng)類型及核能計(jì)算

多維探究

題型1|核反應(yīng)方程

例1[2020?全國卷I,19](多選)下列核反應(yīng)方程中，Xi、X2>X3>X4代表a粒子的有()

A.：H+；H--Jn+Xj

B.汨+汨一>Jn+X2

C.2iiu+Jn—*1第Ba+鄴r+3X3

D.Jn+fLi―?汨+X4

題型2核反應(yīng)類型

解答有關(guān)核反應(yīng)方程問題的技巧

(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(和)、

a粒子(eHe)、0粒子(_?e)、正電子(?e)、気核(彳H)、笳核(汨)等.

(2)熟悉核反應(yīng)的四種基本類型——衰變、人工轉(zhuǎn)變、裂變和聚變.

(3)掌握核反應(yīng)方程遵守的規(guī)律——是正確書寫核反應(yīng)方程或判斷某個核反應(yīng)方程是否正

確的依據(jù)，所以要理解并應(yīng)用好質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒的規(guī)律.

(4)明白核反應(yīng)過程是不可逆的——核反應(yīng)方程只能用箭頭連接并表示反應(yīng)方向，不能用

等號連接.

類型可控性核反應(yīng)方程典例

衰變a衰變自發(fā)2勲；第一+如

0衰變自發(fā)2瑞Th-2芻pa+_?e

號N+$He-[O+汨

(盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子)

,He+：Bef1看C+jn

人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯た刂?查德威克發(fā)現(xiàn)中子)

弘A1+汨e-猾P+工(約里奧一居里夫婦發(fā)現(xiàn)放

射性同位素，同時發(fā)現(xiàn)正

?op-3o_o

si+e電子)

比較容易進(jìn)2親J+-一嚼Ba+翡Kr+31

重核裂變

行人工控制2期U+Jn-1菖Xe+瑞Sr+1Ojn

輕核聚變很難控制iH+fH-5He+Jn

例9(多選)關(guān)于核衰變和核反應(yīng)的類型，下列表述正確的是()

A.2芻u-2機(jī)h+,He是a衰變

B.i；N+?Hef%0+汨是0衰變

C.徂+汨一,He+/是輕核聚變

D.餐Se-解Kr+2_?e是重核裂變

題型3|利用質(zhì)能方程計(jì)算核能

(1)根據(jù)核反應(yīng)方程，計(jì)算出核反應(yīng)前與核反應(yīng)后的質(zhì)量虧損△〃厶

(2)根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程計(jì)算核能.

質(zhì)能方程中△小的單位用“kg”，。的單位用“m/s”，則AE的單位為“J”.

(3)AE=△機(jī)c2中，若At的單位用“u”，則可直接利用AE=AmX931.5MeV/u計(jì)算AE,

此時AE的單位為“MeV"，即lu=1.6606XlO^kg,相當(dāng)于93L5MeV,這個結(jié)論可在計(jì)算

中直接應(yīng)用.

例1012019?全國卷H,15]太陽內(nèi)部核反應(yīng)的主要模式之一是質(zhì)子一質(zhì)子循環(huán)，循環(huán)的結(jié)

果可表示為4]H^^He+2?e+2v,已知掃和fHe的質(zhì)量分別為mp=1.0078u和，加=4.0026u,lu

=931MeV//,c為光速.在4個出轉(zhuǎn)變成1個彳He的過程中，釋放的能量約為()

A.8MeVB.16MeV

C.26MeVD.52MeV

題型4|利用能量和動量守恒計(jì)算核能

例11如圖所示，有界的勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為8=0.05T,磁場方向垂直于紙面向里，

MN是磁場的左邊界.在磁場中A處放一個放射源，內(nèi)裝2龍Ra,2龍Ra放岀某種射線后衰變

成2寵Rn

：1)試寫出2龍Ra衰變成2欲Rn的方程；

(2)若A距磁場邊界MN的距離0A=1.0m時，放在MN左側(cè)的粒子接收器收到垂直于邊

界方向射出的質(zhì)量較小的粒子，此時接收器距過。、A的直線1.0m.據(jù)此可推算出一個

靜止鐳核衰變過程中釋放的核能有多少？(取lu=1.6Xl()-27kg,e=1.6Xl(T9c,結(jié)果保留三

位有效數(shù)字)

練512020.全國卷H,18]笊核汨可通過一系列聚變反應(yīng)釋放能量，其總效果可用反應(yīng)式

6彳H-2,He+2出+2師+43.15MeV表示.海水中富含笊，已知1kg海水中含有的笊核約為

1.0X1022個，若全都發(fā)生聚變反應(yīng)，其釋放的能量與質(zhì)量為M的標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒時釋放的熱量相

等:已知1kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒釋放的熱量約為2.9X107j,lMeV=1.6X10"j,則M約為()

A.40kgB.100kg

C.400kgD.1000kg

練6[2020?全國卷HI,19](多選)1934年，約里奧一居里夫婦用a粒子轟擊鋁箔，首次產(chǎn)生

了人工放射性同位素X,反應(yīng)方程為匆e+召Al-X+g.X會衰變成原子核Y,衰變方程為X-Y

+?e則0

A.X的質(zhì)量數(shù)與Y的質(zhì)量數(shù)相等

B.X的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)少1

C.X的電荷數(shù)比召A1的電荷數(shù)多2

D.X的質(zhì)量數(shù)與召A1的質(zhì)量數(shù)相等

練7(多選)新冠病毒是一種傳染病毒，傳染病的傳播過程十分復(fù)雜，但是可以構(gòu)建最簡單

的傳播模型來描述，這個最簡模型可稱為鏈?zhǔn)侥Ｐ停愃朴诤肆炎冩準(zhǔn)椒磻?yīng)模型.鈾裂變核

反應(yīng)方程為國和+如一噗Ba+瑞Kr+R%,其中n表示中子.裂變后產(chǎn)生的中子能繼續(xù)發(fā)生

反應(yīng)的次數(shù)稱為鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的“傳染系數(shù)”.下列說法正確的有()

A.從鈾裂變核反應(yīng)方程看，“傳染系數(shù)”R=2

B.核反應(yīng)堆中通過鎘板吸收中子降低“傳染系數(shù)”

C.鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的臨界值對應(yīng)的實(shí)際“傳染系數(shù)”為1

D.核反應(yīng)堆中的實(shí)際“傳染系數(shù)”與鈾濃度無關(guān)

第2講原子結(jié)構(gòu)原子核

基礎(chǔ)落實(shí)

知識點(diǎn)一

1.電子

2.(1)盧瑟福(2)少數(shù)(3)質(zhì)量

知識點(diǎn)二

1.波長

知識點(diǎn)三

1.⑴穩(wěn)定⑵&一⑶不連續(xù)不連續(xù)的

2.(2)最低(4)正整數(shù)

3.—13.6/n

知識點(diǎn)四

1.(1)自發(fā)貝可勒爾復(fù)雜

(2)①天然人工②示蹤原子

2.(1)核子(2)①核外電子數(shù)②核子數(shù)(3)質(zhì)量數(shù)

3.⑴①原子核②汨e華⑵①半數(shù)②內(nèi)部

4.⑴釋放能量⑵①核子數(shù)②大(3)mc2Ame2

5.⑴①質(zhì)量②33n(2)①較大/

思考辨析

⑴丿⑵丿⑶丿⑷義⑸乂⑹①乂②丿③丿④丿⑤乂⑥丿⑺①乂②乂③義

教材改編

1.解析：湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，標(biāo)志著原子結(jié)構(gòu)研究的開始，盧瑟福的a粒子散射實(shí)臉揭

示了原子的核式結(jié)構(gòu)，而天然放射現(xiàn)象說明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，故B錯誤，為了解釋a

粒子散射實(shí)驗(yàn)，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型：在原子的中心有一個很小的核，叫原子

核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，故A正確，C錯誤，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不

能說明電子的運(yùn)動規(guī)律，故D錯誤.

答案：A

2.解析：本題考查元素的衰變和質(zhì)能方程.根據(jù)核反應(yīng)前后電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒得

X的電荷數(shù)為94-2=92,質(zhì)量數(shù)為239—4=235,則中子數(shù)為235—92=143,故A正確；半

衰期具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對大量的原子核適用，故B錯誤；衰變發(fā)岀的丫射線是頻率很高的電磁

波，具有很強(qiáng)的穿透能力，故C正確；在衰變的過程中，根據(jù)質(zhì)能方程知，有能量放出，則

一定有質(zhì)量虧損，故D錯誤.

答案：AC

3.解析：A、B所列反應(yīng)是核聚變，不是。衰變，0衰變要放出電子，故A對，B錯；C、

D兩種反應(yīng)都是核裂變，故C對，D錯.

答案：AC

4.解析：本題考查質(zhì)能方程的計(jì)算.笊核聚變反應(yīng)的質(zhì)量虧損厶機(jī)=2成余一〃？*一如=

0.0035u,則該反應(yīng)釋放的核能AE=AmX931.5MeV七3.3MeV,故選B.

答案：B

考點(diǎn)突破

例1解析：根據(jù)氫原子的能級圖和能級躍迂規(guī)律，當(dāng)氫原子從〃=2能級躍遷到”=1能

級時，輻射光的波長一定小于656nm,因此選項(xiàng)A錯誤；根據(jù)發(fā)生躍遷只能吸收和輻射一定

頻率的光子，可知選項(xiàng)B錯誤，D正確；一群處于〃=3能級上的氫原子向低能級躍遷時可以

產(chǎn)生3種頻率的光子，所以選項(xiàng)C正確.

答案：CD

例2解析：本題考查原子的能級躍遷問題，體現(xiàn)了模型建構(gòu)的核心素養(yǎng).

由題圖數(shù)據(jù)分析可知，只有氫原子從〃=3能級躍遷到〃=2能級輻射出的光子能量在可

見光光子能量范圍內(nèi)，所以處于基態(tài)(〃=1)的氫原子最少也要躍遷到"=3能級，氫原子吸收

的能量最小為AE=員-Ei=12.09eV,故選A.

答案：A

例3解析：由圖象可知，氫原子從〃=2能級躍遷到〃=1能級時，輻射光的能量大于氫

原子從”=3能級躍遷到〃=2能級時輻射光的能量，根據(jù)可知，氫原子從〃=2能級躍

遷到”=1能級時，輻射光的波長一定小于656nm,故A項(xiàng)錯誤；從w=4能級躍遷到〃=2能

級時輻射出的光子能量為2.55eV,大于金屬鉀的逸出功，能使鉀發(fā)生光電效應(yīng)，故B項(xiàng)錯誤；

一個(注意不是一群)處于〃=4能級的氫原子向低能級躍遷時最多產(chǎn)生3種光譜線，故C項(xiàng)正

確；當(dāng)處于”=4能級的氫原子吸收的能量大于或等于0.85eV時，將會被電離，故D項(xiàng)正確.

答案：CD

練1解析：由譜線a的光子的波長大于譜線人的光子的波長，可知譜線〃的光子頻率小

于譜線6的光子頻率，所以譜線。的光子能量小于〃=5和〃=2間的能級差，選項(xiàng)D正確，

選項(xiàng)A、B、C錯誤.

答案：D

練2解析：本題考查能級躍遷理論及根據(jù)/一。圖象分析光電效應(yīng)現(xiàn)象.由光電效應(yīng)方程

&=加一Wo和e（/c=Ek聯(lián)立有0a=癡一版，即光子照射同一金屬時，只要遏止電壓一樣，說

明光子的頻率一樣，遏止電壓越大，光子的頻率越大，因此可知〃光和c光的頻率相同且大于

〃光的頻率，故A錯誤，B正確；6光照射金屬鋤，產(chǎn)生光電子的最大初動能為Ek=2.81eV-

2.13eV=O.68eV,用光電子轟擊氫原子，氫原子可以只吸收電子的部分能量而發(fā)生躍遷，因此

處于〃=3能級的氫原子吸收的能量為AEk=-O.85eV-（—1.51eV）=0.66eV,這時氫原子處在

〃=4的能級，向低能級躍遷可輻射髪=6種不同頻率的光，故C正確；若用人光照射氫原子,

氫原子只能吸收能量恰好為能級之差的光子，2.81eV不滿足該條件，因此此光子不被吸收，

故D錯誤.

答案：BC

例4解析：三種射線均來自于原子核內(nèi)，A錯誤；從圖中可看出，一張紙能擋?、偕渚€，

則①射線一定是a射線，其貫穿本領(lǐng)最差，電離能力最強(qiáng)，但不是電磁波，而是高速粒子流，

B錯誤；鋁板能擋住②，而不能擋?、郏f明③一定是丫射線，其電離能力最弱，貫穿本領(lǐng)最

強(qiáng)，是一種電磁波，屬于原子核內(nèi)以能量形式釋放出來的以光速運(yùn)行的高能光子，C錯誤，D

正確.

答案：D

例5解析：本題考查的是放射性元素的半衰期.根據(jù)衰變的半衰期公式加=〃?0（；））其中

〃?o=4g,"為經(jīng)歷的半衰期的個數(shù)，n—^—2,聯(lián)立可得根=4X（；）2g=1g,故選B.

3.8\2/

答案：B

例6解析：由于0衰變不會引起質(zhì)量數(shù)的減少，故可先根據(jù)質(zhì)量數(shù)的減少確定a衰變的

次數(shù)，x=史平絲=6,再結(jié)合核電荷數(shù)的變化情況和衰變規(guī)律來判定B衰變的次數(shù)，2x—y=

90-82=8,y=2x-8=4,牡232核中的中子數(shù)為232—90=142,鉛208核中的中子數(shù)為208

-82=126,所以牡核比鉛核多16個中子，鉛核比牡核少8個質(zhì)子，由于物質(zhì)的衰變與元素

的化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，所以B衰變所放出的電子來自原子核內(nèi)，所以A、B正確.

答案：AB

例7解析：已知a粒子為匆e,則由電荷數(shù)守恒及質(zhì)量數(shù)守恒可知，衰變方程為：2芻U-

2瑞77I+如e,故A正確；Th核和a粒子都帶正電荷，則在題圖勻強(qiáng)磁場中都是逆時針旋轉(zhuǎn)，

故D錯誤；由動量守恒可得衰變后生=巴巴=白，則Th核和a粒子的動能之比即嘩=冬x

vamTh234-mavi4

（表）2=気=*,故C錯誤；粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力，所以有曬=竽,

則/?=嘗，所以Th核和a粒子的圓周軌道半徑之比?=誓込：等色=^x言xA=2，故

BqRaBqThBqa42349045

B正確.

答案：AB

練3解析：衰變的快慢由放射性元素本身決定，與外部環(huán)境無關(guān)，A正確；半衰期是大量

原子核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對少數(shù)幾個原子核無意義，B錯誤；B射線是高速電子流，丫射線是

電磁波，C錯誤；力衰變的實(shí)質(zhì)是原子核內(nèi)的1個中子轉(zhuǎn)化為1個質(zhì)子和1個電子，D正確.

答案：AD

練4解析：該核反應(yīng)方程為2韻U-2芻x+$He,A正確；2昭U核靜止，根據(jù)動量守恒可

知a粒子和X粒子速度方向相反，又都帶正電，則轉(zhuǎn)動方向相同，B正確；根據(jù)動量守恒可

知a粒子和X粒子的動量大小p相等，由帶電粒子在磁場中運(yùn)動半徑公式R=3可知軌跡半

徑R與其所帶電荷量成反比，半徑之比為45：1,C錯誤，D正確.

答案：ABD

例8解析：根據(jù)核反應(yīng)方程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可知選項(xiàng)B中的X2質(zhì)量數(shù)是

4,電荷數(shù)是2,代表a粒子，B項(xiàng)正確；選項(xiàng)D中的X,質(zhì)量數(shù)是4,電荷數(shù)是2,代表a粒

子，D項(xiàng)正確；根據(jù)核反應(yīng)方程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可知選項(xiàng)A中的Xi質(zhì)量數(shù)是

3,電荷數(shù)是2,