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專題04 原子與原子核 專題十二 原子與原子核 考綱原文再現(xiàn) 主題 內(nèi)容 要求 原子結(jié)構(gòu) 氫原子光譜 氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)、能級(jí)公式 Ⅰ Ⅰ 原子核 原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期 放射性同位素 核力、核反應(yīng)方程 結(jié)合能、質(zhì)量虧損 裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)、裂變反應(yīng)堆 射線的危害和防護(hù) Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ 波粒二象性 光電效應(yīng) 愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程 Ⅰ Ⅰ 考查方向展示 考向1 有關(guān)原子物理的物理學(xué)史問(wèn)題 【樣題1】 （2016天津卷）物理學(xué)家通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的深入觀察和研究，獲得正確的科學(xué)認(rèn)知，推動(dòng)物理學(xué)的發(fā)展。下列說(shuō)法符合事實(shí)的是 A．赫茲通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了麥克斯韋關(guān)于光的電磁理論 B．查德威克用α粒子轟擊獲得反沖核，發(fā)現(xiàn)了中子 C．貝克勒爾發(fā)現(xiàn)的天然放射性現(xiàn)象，說(shuō)明原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu) D．盧瑟福通過(guò)對(duì)陰極射線的研究，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型 【答案】AC 考向2 結(jié)合經(jīng)典實(shí)驗(yàn)考查α粒子散射實(shí)驗(yàn)和光電效應(yīng) 【樣題2】 （2018新課標(biāo)全國(guó)ⅠⅠ卷）用波長(zhǎng)為300 nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動(dòng)能為1.2810-19 J。已知普朗克常量為6.6310-34 Js，真空中的光速為3.00108 ms-1，能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為 A．11014 Hz B．81014 Hz C．21015 Hz D．81015 Hz 【答案】B 【樣題3】 （2016上海卷）盧瑟福通過(guò)對(duì)α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 【答案】D 【解析】盧瑟福在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中觀察到絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后幾乎不改變運(yùn)動(dòng)方向，只有極少數(shù)的α粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn)，說(shuō)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。 【樣題4】 用如圖所示的裝置演示光電效應(yīng)，當(dāng)用某種頻率的光照射光電管時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)S，此時(shí)電流表A的讀數(shù)為I，若改用更高頻率的光照射光電管 A．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S，則一定有電流流過(guò)電流表A B．將滑動(dòng)變阻器的觸頭c向b端移動(dòng)，光電子到達(dá)陽(yáng)極時(shí)的速度必將變小 C．只要電源的電壓足夠大，將滑動(dòng)變阻器的觸頭c向a端移動(dòng)，光電管中可能沒(méi)有光電子產(chǎn)生 D．只要電源的電壓足夠大，將滑動(dòng)變阻器的觸頭c向a端移動(dòng)，電流表A讀數(shù)可能為0 【答案】AD 【解析】原來(lái)電路中，光電管兩端加反向電壓，此時(shí)有光電流，若改用更高頻率的光照射光電管，且斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，光電子的最大初動(dòng)能增大，且無(wú)反向電壓的減速，光電子一定能到達(dá)陽(yáng)極，有光電流產(chǎn)生，A正確；將滑動(dòng)變阻器的觸頭c向b端移動(dòng)，光電管兩端的反向電壓減小，光電子到達(dá)陽(yáng)極的速度必將增大，B錯(cuò)誤；改用更高頻率的光照射光電管，光電管中一定有光電子產(chǎn)生，C錯(cuò)誤；只要電源的電壓足夠大，將滑動(dòng)變阻器的觸頭c向a端移動(dòng)，使光電管兩端的反向電壓達(dá)到遏止電壓，光電子就不能到達(dá)陽(yáng)極，無(wú)法形成光電流，則電流表A的讀數(shù)可能為0，D正確。 考向3 通過(guò)能級(jí)圖考查波爾理論 【樣題5】 （2018天津卷）氫原子光譜在可見(jiàn)光區(qū)域內(nèi)有四條譜線，都是氫原子中電子從量子數(shù)n>2的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)發(fā)出的光，它們?cè)谡婵罩械牟ㄩL(zhǎng)由長(zhǎng)到短，可以判定 A．對(duì)應(yīng)的前后能級(jí)之差最小 B．同一介質(zhì)對(duì)的折射率最大 C．同一介質(zhì)中的傳播速度最大 D．用照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則也一定能 【答案】 A 【樣題6】 氫原子的部分能級(jí)如圖所示，現(xiàn)有大量的氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出不同頻率的光。已知可見(jiàn)光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之間。由此可推知，氫原子 A．從高能級(jí)向n=3能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光的頻率比可見(jiàn)光的高 B．從高能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光均為可見(jiàn)光 C．用n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng) D．頻率最小的光是由n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)產(chǎn)生的 【答案】CD 考向4 結(jié)合實(shí)際考查三種射線、衰變及半衰期 【樣題7】 （2017天津卷）我國(guó)自主研發(fā)制造的國(guó)際熱核聚變核心部件在國(guó)際上率先通過(guò)權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證，這是我國(guó)對(duì)國(guó)際熱核聚變項(xiàng)目的重大貢獻(xiàn)。下列核反應(yīng)方程中屬于聚變反應(yīng)的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】是一個(gè)氘核與一個(gè)氚核結(jié)合成一個(gè)氦核，同時(shí)放出一個(gè)中子，屬于聚變反應(yīng)，故A正確；是盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)，他用α粒子轟擊氮原子核，產(chǎn)生氧的同位素——氧17和一個(gè)質(zhì)子，是人類第一次實(shí)現(xiàn)的原子核的人工轉(zhuǎn)變，屬于人工核反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；是小居里夫婦用α粒子轟擊鋁片時(shí)發(fā)現(xiàn)了放射性磷（磷30），屬于人工核反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；是一種典型的鈾核裂變，屬于裂變反應(yīng)，故D錯(cuò)誤。 考向5 結(jié)合實(shí)際考查核反應(yīng)類型以及核能 【樣題8】 （2018新課標(biāo)全國(guó)ⅠⅠⅠ卷）1934年，約里奧-居里夫婦用α粒子轟擊鋁核，產(chǎn)生了第一個(gè)人工放射性核素X：。X的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為 A．15和28 B．15和30 C．16和30 D．17和31 【答案】B 【樣題9】 （2018天津卷）國(guó)家大科學(xué)過(guò)程——中國(guó)散裂中子源（CSNS）于2017年8月28日首次打靶成功，獲得中子束流，可以為諸多領(lǐng)域的研究和工業(yè)應(yīng)用提供先進(jìn)的研究平臺(tái)，下列核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是 A．俘獲一個(gè)α粒子，產(chǎn)生并放出一個(gè)粒子 B．俘獲一個(gè)α粒子，產(chǎn)生并放出一個(gè)粒子 C．俘獲一個(gè)質(zhì)子，產(chǎn)生并放出一個(gè)粒子 D．俘獲一個(gè)質(zhì)子，產(chǎn)生并放出一個(gè)粒子 【答案】B 【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知四個(gè)核反應(yīng)方程分別為、、，，故只有B選項(xiàng)符合題意； 【樣題10】 （2017新課標(biāo)全國(guó)Ⅰ卷）大科學(xué)工程“人造太陽(yáng)”主要是將氘核聚變反應(yīng)釋放的能量用來(lái)發(fā)電。氘核聚變反應(yīng)方程是。已知的質(zhì)量為2.013 6 u，的質(zhì)量為3.015 0 u，的質(zhì)量為1.008 7 u，1 u=931 MeV/c2。氘核聚變反應(yīng)中釋放的核能約為 A．3.7 MeV B．3.3 MeV C．2.7 MeV D．0.93 MeV 【答案】B 【解析】根據(jù)質(zhì)能方程，釋放的核能，，則，故B正確，ACD錯(cuò)誤。