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1、（新課標(biāo)）2022高考物理總復(fù)習(xí) 第十二章 近代物理初步教師用書（含解析） 考 綱 要 求 考 情 分 析 光電效應(yīng) Ⅰ 放射性同位素 Ⅰ 1.命題規(guī)律 高考對該部分內(nèi)容多為單獨考查，有時與電磁學(xué)或動量知識進(jìn)行簡單交匯命題。題型一般為選擇題，難度中等。 2.考查熱點 該部分內(nèi)容知識點較多，考查熱點有光電效應(yīng)、原子的躍遷、原子核的衰變、核反應(yīng)及核能的計算等。原子物理屬于前沿科學(xué)知識，復(fù)習(xí)時應(yīng)側(cè)重對基本概念和規(guī)律的理解和應(yīng)用。 愛因斯坦光電效應(yīng)方程 Ⅰ 核力、核反應(yīng)方程 Ⅰ 氫原子光譜 Ⅰ 結(jié)合能、質(zhì)量虧損 Ⅰ 氫原子的能級結(jié)構(gòu)、能級公式 Ⅰ 裂變反應(yīng)和聚

2、變反應(yīng)、裂變反應(yīng)堆 Ⅰ 原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期 Ⅰ 射線的危害與防護(hù) Ⅰ 入射光的頻率大于金屬的極限頻率。 3．光電效應(yīng)的三大規(guī)律 光電子的最大初動能隨著入射光頻率的增大而增大，與入射光強度無關(guān) 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)化為光電子的初動能，只有直接從金屬表面飛出的光電子才具有最大初動能，對于確定的金屬，逸出功W0是一定的，故光電子的最大初動能只隨入射光的頻率增大而增大，與入射光強度無關(guān) 光電效應(yīng)具有瞬時性 光照射金屬時，電子吸收一個光子的能量后，動能立即增大，不需要能量積累的過程 光較強時飽和電流大 光較強時，包含的光

3、子數(shù)較多，照射金屬時產(chǎn)生的光電子較多，因而飽和電流較大 [小題練通] 1.(多選)(人教教材演示實驗改編題)如圖所示，用導(dǎo)線把驗電器與鋅板相連接，當(dāng)用紫外線照射鋅板時，發(fā)生的現(xiàn)象是(　　) A．有光子從鋅板逸出 B．有電子從鋅板逸出 C．驗電器指針張開一個角度 D．鋅板帶負(fù)電 解析：選BC　當(dāng)用紫外線照射鋅板時，發(fā)生光電效應(yīng)，有電子從鋅板逸出，鋅板帶正電，驗電器指針張開一個角度，故B、C正確。 2.(多選)如圖所示，電路中所有元件完好，但當(dāng)光照射到光電管上的金屬材料上時，靈敏電流計中沒有電流通過，其原因可能是(　　) A．入射光太弱 B．入射光的波長太長 C

4、．光照時間短 D．電源正、負(fù)極接反 解析：選BD　若入射光的頻率小于極限頻率，則沒有光電子逸出，入射光的波長越長，頻率越??；若所加反向電壓大于遏止電壓，則電子就不能到達(dá)陽極，也不會有光電流，故B、D正確。 3．(粵教教材原題)用某種色光照射到金屬表面時，金屬表面有光電子飛出，如果光的強度減弱而頻率不變，則(　　) A．光的強度減弱到某一最低數(shù)值時，就沒有光電子飛出 B．單位時間內(nèi)飛出的光電子數(shù)目減少 C．逸出的光電子的最大初動能減小 D．單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目和最大初動能都減小 解析：選B　光的強度減弱而頻率不變，則仍有光電子飛出，只是單位時間內(nèi)飛出的光電子數(shù)目減少，而光電

5、子的最大初動能與光的頻率有關(guān)，頻率不變最大初動能不變，故B正確。 4．(多選)如圖所示，是工業(yè)生產(chǎn)中大部分光電控制設(shè)備(如夜亮?xí)兿ǖ穆窡?用到的光控繼電器的示意圖，它由電源、光電管、放大器、電磁繼電器等幾部分組成。 當(dāng)用綠光照射光電管陰極K時，可以發(fā)生光電效應(yīng)，則下列說法中正確的是(　　) A．增大綠光照射強度，光電子最大初動能增大 B．增大綠光照射強度，電路中的光電流增大 C．改用波長比綠光波長大的光照射光電管陰極K時，電路中一定有光電流 D．改用頻率比綠光頻率大的光照射光電管陰極K時，電路中一定有光電流 解析：選BD　增大綠光照射強度，光電子最大初動能不變，而光電流增大，

6、A錯誤，B正確；改用頻率大的光照射，入射光頻率一定大于極限頻率，則一定有光電流，D正確；光的波長越大頻率越小，改用波長大的光照射，入射光頻率不一定大于極限頻率，則不一定有光電流，C錯誤。 [融會貫通] (1)光電子的最大初動能取決于入射光的頻率。 (2)單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)取決于入射光的強弱。 點點通(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，每一份叫做一個光子，光子的能量ε＝hν。 2．逸出功W0：電子從金屬中逸出所需做功的最小值。 3．最大初動能：發(fā)生光電效應(yīng)時，金屬表面上的電子吸收光子后克服原子核的引力逸出時所具有的動能

7、的最大值。 4．光電效應(yīng)方程 (1)表達(dá)式：Ek＝hν－W0。 (2)物理意義：金屬表面的電子吸收一個光子獲得的能量是hν，這些能量的一部分用來克服金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的最大初動能Ek。 5.光電效應(yīng)的四類圖像 圖像名稱 圖線形狀 由圖線直接(間接)得到的物理量 最大初動能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖 線 ①極限頻率：圖線與ν軸交點的橫坐標(biāo)νc ②逸出功：圖線與Ek軸交點的縱坐標(biāo)的絕對值W0＝|－E|＝E ③普朗克常量：圖線的斜率k＝h 顏色相同、強度不同的光，光電流與電壓的關(guān)系 ①遏止電壓Uc：圖線與橫軸的交點 ②飽和光電流Im：電流的最

8、大值 ③最大初動能：Ek＝eUc 顏色不同時，光電流與電壓的關(guān)系 ①遏止電壓Uc1、Uc2 ②飽和光電流 ③最大初動能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2 遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系圖線 ①極限頻率νc：圖線與橫軸的交點 ②遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大 ③普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電荷量的乘積，即h＝ke (注：此時兩極之間接反向電壓) [小題練通] 1．(2018·全國卷Ⅱ)用波長為300 nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動能為1.28×10－19 J。已知普朗克常量為6.63×10－34 J·s，真空中的光速為3.00×10

9、8 m·s－1。能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為(　　) A．1×1014 Hz　　　　　　　 B．8×1014 Hz C．2×1015 Hz D．8×1015 Hz 解析：選B　設(shè)單色光的最低頻率為ν0，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程得Ek＝hν1－W0,0＝hν0－W0，又ν1＝，整理得ν0＝－，代入數(shù)據(jù)解得ν0≈8×1014 Hz，B正確。 2．(多選)(人教教材改編題)在光電效應(yīng)實驗中，用頻率為ν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．增大入射光的強度，光電流增大 B．減小入射光的強度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失 C．改用頻率小于ν的光照射，一定不發(fā)生光

10、電效應(yīng) D．改用頻率大于ν的光照射，光電子的最大初動能增大 解析：選AD　增大入射光的強度，單位時間內(nèi)照射到單位面積上的光子數(shù)目增加，則光電流將增大，故選項A正確；光電效應(yīng)是否發(fā)生取決于入射光的頻率，而與入射光強度無關(guān)，故選項B錯誤；用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生光電效應(yīng)，用頻率較小的光照射時，若光的頻率仍大于極限頻率，則仍會發(fā)生光電效應(yīng)，故選項C錯誤；根據(jù)hν－W逸＝mv2 可知，增大入射光頻率，光電子的最大初動能也增大，故選項D正確。 3．(多選)(2017·全國卷Ⅲ)在光電效應(yīng)實驗中，分別用頻率為νa、νb的單色光a、b照射到同種金屬上，測得相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub、光電

11、子的最大初動能分別為Eka和Ekb。h為普朗克常量。下列說法正確的是(　　) A．若νa>νb，則一定有Uaνb，則一定有Eka>Ekb C．若Uaνb，則一定有hνa－Eka>hνb－Ekb 解析：選BC　設(shè)該金屬的逸出功為W0，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程有Ek＝hν－W0，同種金屬的W0不變，則逸出光電子的最大初動能隨ν的增大而增大，B項正確；又Ek＝eU，則最大初動能與遏止電壓成正比，C項正確；根據(jù)上述有eU＝hν－W0，遏止電壓U隨ν增大而增大，A項錯誤；又有hν－Ek＝W0，W0相同，D項錯誤。 4．(多選)(

12、滬科教材原題)在演示光電效應(yīng)的實驗中，某金屬被光照射后產(chǎn)生了光電效應(yīng)現(xiàn)象，實驗測出了光電子的最大動能Ekm與入射光頻率ν的關(guān)系，如圖所示。由Ekmν圖像可求出(　　) A．該金屬的逸出功 B．該金屬的極限頻率 C．單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù) D．普朗克常量 解析：選ABD　根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0＝hν－h(huán)ν0知，圖線的斜率表示普朗克常量，根據(jù)圖線斜率可得出普朗克常量。橫軸截距表示最大初動能為零時的入射光頻率，此時的頻率等于金屬的極限頻率，根據(jù)W0＝hν0可求出逸出功。單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)無法從圖像中獲知。故A、B、D正確，C錯誤。 5．(多選)在某次光電效應(yīng)實驗中，

13、得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率ν的關(guān)系如圖所示，若該直線的斜率和縱截距分別為k和－b，電子電荷量的絕對值為e，則(　　) A．普朗克常量可表示為 B．若更換材料再實驗，得到的圖線的k不改變，b改變 C．所用材料的逸出功可表示為eb D．b由入射光決定，與所用材料無關(guān) 解析：選BC　根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，以及Ekm＝eUc，得：Uc＝－，圖線的斜率k＝，解得普朗克常量h＝ke，故A錯誤；縱軸截距的絕對值b＝，解得逸出功W0＝eb，故C正確；b等于逸出功與電荷量的比值，而逸出功與材料有關(guān)，則b與材料有關(guān)，故D錯誤；更換材料再實驗，由于逸出功變化，可知圖線的斜率不改變，縱軸

14、截距改變，故B正確。 [融會貫通] 利用光電效應(yīng)分析問題，應(yīng)把握的三個關(guān)系 (1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，式中W0為逸出功，它與極限頻率νc的關(guān)系是W0＝hνc。 (2)Ekν圖像反映了光電子的最大初動能和入射光頻率的關(guān)系。 (3)光電子的最大初動能Ek可以利用光電管通過實驗的方法測得，即Ek＝eUc，其中Uc是遏止電壓。 點點通(三)　對波粒二象性的理解 1．光的波粒二象性 (1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明了光具有波動性。 (2)光電效應(yīng)說明光具有粒子性。 (3)光既具有波動性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。 2．對光的波粒二象性的理解 從數(shù)量

15、 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 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，越不容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象，貫穿本領(lǐng)越強 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 波動性 與粒子 性的 統(tǒng)一 由光子的能量ε＝hν、光子的動量表達(dá)式p＝也可以看出，光的波動性和粒子性并不矛盾，表示粒子性的粒子能量和動量的計算式中都含有表示波的特征的物理量——頻率ν和波長λ [小題練通] 1．(粵教教材原題)下列說法中正確的是(　　) A．光的

16、波粒二象性學(xué)說徹底推翻了麥克斯韋的光的電磁說 B．在光的雙縫干涉實驗中，暗條紋的地方是光子永遠(yuǎn)不能到達(dá)的地方 C．光的雙縫干涉實驗中，大量光子打在光屏上的落點是有規(guī)律的，暗紋處落下光子的概率小 D．單個光子具有粒子性，大量光子具有波動性 E．光的波動性是因為光子之間的相互作用的結(jié)果 解析：選C　光的波粒二象性和光的電磁說并不互相矛盾，A錯誤；暗條紋的地方是光子到達(dá)的概率小的地方，B錯誤，C正確；光子既具有粒子性也具有波動性，只是單個光子粒子性比較明顯，大量光子波動性比較明顯，D錯誤；光的波動性不是光子之間的相互作用的結(jié)果，E錯誤。 2．(人教教材改編題)用很弱的光做雙縫干涉實驗，把

17、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有兩個光子存在，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(　　) A．光只有粒子性沒有波動性 B．光只有波動性沒有粒子性 C．少量光子的運動顯示波動性，大量光子的運動顯示粒子性 D．少量光子的運動顯示粒子性，大量光子的運動顯示波動性 解析：選D　由題圖可以看出，少量光子的運動顯示粒子性，大量光子的運動顯示波動性，故D正確。 1．如圖所示，當(dāng)弧光燈射出的光經(jīng)一狹縫后，在鋅板上形成明暗相間的條紋，同時與鋅板相連的驗電器鋁箔有張角，則該實驗(　　) A．只能證明光具有波動性 B．只能證明光具有粒子性

18、 C．只能證明光能夠發(fā)生衍射 D．證明光具有波粒二象性 解析：選D　弧光燈射出的光經(jīng)一狹縫后，在鋅板上形成明暗相間的條紋，這是光的衍射，證明了光具有波動性；驗電器鋁箔有張角，說明鋅板發(fā)生了光電效應(yīng)，則證明了光具有粒子性，所以該實驗證明了光具有波粒二象性，D正確。 2．下表給出了一些金屬材料的逸出功?，F(xiàn)用波長為400 nm的單色光照射這些材料，能產(chǎn)生光電效應(yīng)的材料最多有幾種(普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，光速c＝3×108 m/s)(　　) 材料 銫 鈣 鎂 鈹 鈦 逸出功(×10－19 J) 3.0 4.3 5.9 6.2 6.6 A．2種　　　　　

19、　　　　　 B．3種 C．4種 D．5種 解析：選A　光電效應(yīng)發(fā)生的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，入射光的能量大于金屬的逸出功，單色光的能量為ε＝hν＝h，解得ε＝6.6×10－34× J＝4.95×10－19 J，由表中材料可知光子能量大于逸出功的金屬有2種，所以A項正確，B、C、D項錯誤。 3．兩束能量相同的色光，都垂直地照射到物體表面，第一束光在某段時間內(nèi)打到物體表面的光子數(shù)與第二束光在相同時間內(nèi)打到物體表面的光子數(shù)之比為5∶4，則這兩束光的光子能量和波長之比分別為(　　) A．4∶5　4∶5 B．5∶4　4∶5 C．5∶4　5∶4 D．4∶5　5∶4 解析：選

20、D　兩束能量相同的色光，都垂直地照射到物體表面，在相同時間內(nèi)打到物體表面的光子數(shù)之比為5∶4，根據(jù)E＝NE0可得光子能量之比為4∶5，再根據(jù)E0＝hν＝h，可知光子能量與波長成反比，故光子波長之比為5∶4。故D正確。 4．(2017·北京高考)2017年年初，我國研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長在100 nm(1 nm＝10－9 m)附近連續(xù)可調(diào)的世界上最強的極紫外激光脈沖?！按筮B光源”因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮重要作用。一個處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個分子，但又不會把分子打碎。據(jù)此判斷，能夠電離一個分

21、子的能量約為(取普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，真空光速c＝3×108 m/s)(　　) A．10－21 J B．10－18 J C．10－15 J D．10－12 J 解析：選B　光子的能量E＝hν，c＝λν，聯(lián)立解得E≈2×10－18 J，B項正確。 5.如圖所示，兩平行金屬板A、B板間電壓恒為U，一束波長為λ的入射光射到金屬板B上，使B板發(fā)生了光電效應(yīng)，已知該金屬板的逸出功為W，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，已知普朗克常量為h，真空中光速為c，下列說法中不正確的是(　　) A．該入射光的能量為h B．到達(dá)A板的光電子的最大動能為h－W＋eU C．若增大兩板間電壓

22、，B板沒有光電子逸出 D．若減小入射光的波長，一定會有光電子逸出 解析：選C　根據(jù)E＝hν，而ν＝，則該入射光的能量為h，故A正確；逸出光電子的最大動能Ekm＝h－W，根據(jù)動能定理，eU＝Ekm′－Ekm，則到達(dá)A板的光電子的最大動能為Ekm′＝h－W＋eU，故B正確；若增大兩板間電壓，不會影響光電效應(yīng)現(xiàn)象，仍有光電子逸出，故C錯誤；若減小入射光的波長，那么入射光的頻率增大，一定會有光電子逸出，故D正確。 6.(多選)某同學(xué)在研究某金屬的光電效應(yīng)現(xiàn)象時，發(fā)現(xiàn)該金屬逸出光電子的最大初動能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系如圖所示。若圖線在橫、縱坐標(biāo)軸上的截距分別為a和－b，已知電子所帶電荷量為e，由

23、圖像可以得到(　　) A．該金屬的逸出功為零 B．普朗克常量為，單位為J·Hz C．當(dāng)入射光的頻率為2a時，逸出光電子的最大初動能為b D．當(dāng)入射光的頻率為3a時，遏止電壓為 解析：選CD　根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，可知Ek-ν圖線的斜率表示普朗克常量h，即h＝＝，單位為J/Hz，圖線與縱軸截距的絕對值表示金屬的逸出功W0，由題圖知W0＝b，選項A、B錯誤；當(dāng)入射光的頻率ν＝2a時，由Ek＝hν－W0，可得光電子的最大初動能Ek＝·2a－b＝b，當(dāng)入射光的頻率為3a時，光電子的最大初動能為Ek＝2b，由最大初動能Ek與遏止電壓的關(guān)系式Ek＝eUc可知，遏止電壓為Uc＝

24、，選項C、D正確。 7．(多選)在光電效應(yīng)實驗中，飛飛同學(xué)用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．乙光的波長大于丙光的波長 C．乙光的截止頻率大于丙光的截止頻率 D．甲光的光電子最大初動能小于丙光的光電子最大初動能 解析：選BD　因光電管不變，所以逸出功不變。由圖像知甲光、乙光對應(yīng)的遏止電壓相等，且小于丙光對應(yīng)的遏止電壓，所以甲光和乙光的光電子最大初動能相等且小于丙光的光電子最大初動能，故D正確；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0知甲光和乙光的頻率相等，且小于丙光的頻

25、率，光的頻率越大，波長越小，故A錯誤，B正確；截止頻率是由金屬決定的，與入射光無關(guān)，故C錯誤。 8．(多選)美國物理學(xué)家密立根利用如圖甲所示的電路研究金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系，描繪出如圖乙所示的圖像，由此算出普朗克常量h，電子電荷量用e表示，下列說法正確的是(　　) A．入射光的頻率增大，測遏止電壓時，應(yīng)使滑動變阻器的滑片P向M端移動 B．增大入射光的強度，光電子的最大初動能也增大 C．由Ucν圖像可知，這種金屬截止頻率為νc D．由Ucν圖像可求普朗克常量表達(dá)式為h＝ 解析：選CD　入射光的頻率增大，光電子的最大初動能增大，則遏止電壓增大，測遏止電壓時，應(yīng)使

26、滑動變阻器的滑片P向N端移動，故A錯誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0知，光電子的最大初動能與入射光的強度無關(guān)，故B錯誤；根據(jù)Ekm＝hν－W0＝eUc，解得Uc＝－，圖線的斜率k＝＝，則h＝，當(dāng)遏止電壓為零時，ν＝νc，故C、D正確。 9．(多選)分別用波長為λ和2λ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，下列說法正確的有(　　) A．該種金屬的逸出功為 B．該種金屬的逸出功為 C．波長超過2λ的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) D．波長超過4λ的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) 解析：選AD　由hν＝W0＋Ek知h＝W0＋

27、mv12，h＝W0＋mv22，又v1＝2v2，解得W0＝，故選項A正確，B錯誤；光的波長小于或等于3λ時才能發(fā)生光電效應(yīng)，故選項C錯誤，D正確。 10．(多選)在光的雙縫干涉實驗中，光屏前放上照相底片并設(shè)法減弱光子流的強度，盡可能使光子一個一個地通過狹縫，對于曝光時間不長和曝光時間足夠長的兩種情況，以下說法正確的是(　　) A．若曝光時間不長，則底片上出現(xiàn)一些無規(guī)則的點 B．若曝光時間足夠長，則底片上出現(xiàn)干涉條紋 C．這一實驗結(jié)果證明了光具有波粒二象性 D．這一實驗結(jié)果否定了光具有粒子性 解析：選ABC　若曝光時間不長，可知光子數(shù)不多，往往表現(xiàn)為粒子性，在底片上出現(xiàn)一些不規(guī)則的點，

28、A正確；若曝光時間足夠長，可知光子數(shù)較多，往往表現(xiàn)為波動性，在底片上出現(xiàn)干涉條紋，B正確；該實驗表明光具有波粒二象性，C正確，D錯誤。 第73課時　原子結(jié)構(gòu)與原子核(雙基落實課) 點點通(一)　原子的核式結(jié)構(gòu) 1．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)了電子，提出了原子的“棗糕模型”。 2．α粒子散射實驗 (1)α粒子散射實驗裝置 (2)α粒子散射實驗的結(jié)果：絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，但少數(shù)α粒子穿過金箔后發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)α粒子甚至被“撞了回來”。 3．原子的核式結(jié)構(gòu)模型 (1)在原子的中心有一個很小的核，叫原子核，原子的所有正

29、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)。 (2)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α粒子散射實驗現(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．(粵教教材原題)如圖的4個選項中，O點表示某原子核的位置，曲線ab和cd表示經(jīng)過該原子核附近的α粒子的運動軌跡，正確的圖是(　　) 解析：選D　α粒子經(jīng)過原子核時受原子核的庫侖斥力，離原子核越近斥力作用越強，由此判斷，D正確。 2．如圖所示是α粒子(氦原子核)被重金屬原子核散射的運動軌跡，M、N、P、Q是軌跡上的四點，在散射過程中可以認(rèn)為重金屬原子核靜止。圖中所標(biāo)出

30、的α粒子在各點處的加速度方向正確的是(　　) A．M點 B．N點 C．P點 D．Q點 解析：選C　α粒子(氦原子核)和重金屬原子核都帶正電，互相排斥，加速度方向與α粒子所受斥力方向相同。帶電粒子加速度方向沿相應(yīng)點與重金屬原子核連線指向曲線的凹側(cè)，故只有選項C正確。 [融會貫通] (1)根據(jù)α粒子散射的現(xiàn)象可以得出原子的核式結(jié)構(gòu)模型。 (2)少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)是由于經(jīng)過原子核附近時受到了較強的作用力。 (3)原子核與α粒子之間的作用力為庫侖斥力，距離越近，斥力越強。 點點通(二)　能級躍遷 1．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，

31、獲得光的波長(頻率)和強度分布的記錄，即光譜。 (2)光譜分類 (3)氫原子光譜的實驗規(guī)律：氫原子光譜是線狀光譜，巴耳末系譜線的波長滿足＝R(n＝3,4,5，…，R是里德伯常量，R＝1.10×107 m－1)。 (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)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運動，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，會放出

32、能量為hν的光子，這個光子的能量由前后兩個能級的能量差決定，即hν＝Em－En。(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·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)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，叫做能級。 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)氫原子的能級公式：En＝E1(n＝1,2,3，…)，其中E1為基態(tài)能量，其數(shù)值為E1＝－13

33、.6 eV。 (4)氫原子的半徑公式：rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑，其數(shù)值為r1 ＝0.53×10－10 m。 3．氫原子的能級圖 [小題練通] 1．(多選)(教科教材原題)根據(jù)玻爾原子結(jié)構(gòu)理論，原子中電子繞核運動的半徑(　　) A．可以取任意值 B．是一系列不連續(xù)的特定值 C．可以在某一范圍內(nèi)任意取值 D．不同的軌道半徑與不同的能量狀態(tài)相對應(yīng) 解析：選BD　根據(jù)玻爾原子結(jié)構(gòu)理論，電子繞核運動的半徑只能是一系列不連續(xù)的特定值，且不同的軌道半徑與不同的能量狀態(tài)相對應(yīng)，故B、D正確。 2.如圖是氫原子的能級示意圖。當(dāng)氫原子從n＝4

34、能級躍遷到n＝3能級時，輻射出光子a；從n＝3能級躍遷到n＝2能級時，輻射出光子b。以下判斷正確的是(　　) A．在真空中光子a的波長大于光子b的波長 B．光子b可使氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài) C．光子a可能使處于n＝4能級的氫原子電離 D．大量處于n＝3能級的氫原子向低能級躍遷時最多輻射2種不同的譜線 解析：選A　氫原子從n＝4能級躍遷到n＝3能級的能級差小于從n＝3能級躍遷到n＝2能級時的能級差，根據(jù)Em－En＝hν知，光子a的能量小于光子b的能量，所以光子a的頻率小于光子b的頻率，在真空中光子a的波長大于光子b的波長，故A正確；光子b的能量小于基態(tài)與任一激發(fā)態(tài)的能級差，所以不能被

35、基態(tài)的原子吸收，故B錯誤；根據(jù)Em－En＝hν可知光子a的能量小于n＝4能級氫原子的電離能，所以不能使處于n＝4能級的氫原子電離，C錯誤；大量處于n＝3能級的氫原子向低能級躍遷時最多輻射3種不同的譜線，故D錯誤。 3．(2018·天津高考)氫原子光譜在可見光區(qū)域內(nèi)有四條譜線Hα、Hβ、Hγ和Hδ，都是氫原子中電子從量子數(shù)n>2的能級躍遷到n＝2的能級時發(fā)出的光，它們在真空中的波長由長到短，可以判定(　　) A．Hα對應(yīng)的前后能級之差最小 B．同一介質(zhì)對Hα的折射率最大 C．同一介質(zhì)中Hδ的傳播速度最大 D．用Hγ照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則Hβ也一定能 解析：選A　根據(jù)ν＝，可得

36、να＜νβ＜νγ＜νδ，由Em－En＝hν，知Hα對應(yīng)的兩能級之差最小，故A正確；光在同一介質(zhì)中傳播，頻率越高，折射率越大，而傳播速度v＝，則Hα的折射率最小，Hδ的傳播速度最小，故B、C錯誤；光的頻率達(dá)到截止頻率才能發(fā)生光電效應(yīng)，所以用Hγ照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，而Hβ則不一定能，故D錯誤。 4．(滬科教材原題)處于基態(tài)的氫原子在某單色光照射下，只能發(fā)出頻率分別為ν1、ν2、ν3的三種光，且ν1<ν2<ν3，則該照射光的光子能量為(　　) A．hν1　　　　　　　　　　 B．hν2 C．hν3 D．h(ν1＋ν2＋ν3) 解析：選C　基態(tài)氫原子吸收光子后只能發(fā)出頻率為ν1、ν2

37、、ν3的三種光，說明氫原子從n＝1能級可以躍遷到n＝3能級，故該光子的能量為hν3，C正確。 [融會貫通] 解答氫原子能級圖與原子躍遷問題的注意事項 (1)能級之間躍遷時放出的光子頻率是不連續(xù)的。 (2)能級之間發(fā)生躍遷時放出(吸收)光子的頻率由hν＝Em－En求得，若求波長可由公式c＝λν求得。 (3)一個氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為n－1。 (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)中的組合知識求解：N＝C＝。 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。 點點通(三)　原子核的衰變規(guī)律 1．原子核的

38、組成 原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子。質(zhì)子帶正電，中子不帶電。 2．天然放射現(xiàn)象 (1)天然放射現(xiàn)象：元素自發(fā)地放出射線的現(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 構(gòu)成 符號 電荷量 質(zhì)量 電離能力 穿透能力 α射線 氦核 He ＋2e 4 u 最強 最弱 β射線 電子 e －e 較強 較強 γ射線 光子 γ 0 0 最弱 最強 　　3.原子核的衰變 (1)衰變：原子核放出α粒子或β粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變。 (2)分類 α衰變：X→Y＋

39、He β衰變：X→Y＋e。 (3)半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間。半衰期由原子核內(nèi)部自身的因素決定，跟原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)。 [小題練通] 1．(2017·全國卷Ⅱ)一靜止的鈾核放出一個α粒子衰變成釷核，衰變方程為U→Th＋He。下列說法正確的是(　　) A．衰變后釷核的動能等于α粒子的動能 B．衰變后釷核的動量大小等于α粒子的動量大小 C．鈾核的半衰期等于其放出一個α粒子所經(jīng)歷的時間 D．衰變后α粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量 解析：選B　靜止的鈾核在衰變過程中遵循動量守恒定律，由于系統(tǒng)的總動量為零，因此衰變后產(chǎn)生的釷核和α粒子的動量

40、等大反向，即pTh＝pα，B項正確；因此有＝，由于釷核和α粒子的質(zhì)量不等，因此衰變后釷核和α粒子的動能不等，A項錯誤；根據(jù)半衰期的定義可知，C項錯誤；由于衰變過程釋放能量，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知，衰變過程有質(zhì)量虧損，D項錯誤。 2．(粵教教材原題)氡222放在天平的左盤時，需在天平的右盤加444 g砝碼，天平才能處于平衡狀態(tài)，氡222發(fā)生α衰變，經(jīng)過一個半衰期以后，欲使天平再次平衡，應(yīng)從右盤中取出的砝碼為(　　) A．220 g B．8 g C．2 g D．4 g 解析：選D　經(jīng)過一個半衰期，有一半的氡222發(fā)生α衰變，放出的α粒子的總質(zhì)量為4 g，故D正確。 3．(2019·

41、東北三校模擬)如圖所示為查德威克發(fā)現(xiàn)中子的實驗示意圖，利用釙(Po)衰變放出的α粒子轟擊鈹(Be)，產(chǎn)生的粒子P能將石蠟中的質(zhì)子打出來，下列說法正確的是(　　) A．α粒子是氦原子 B．粒子Q的穿透能力比粒子P的強 C．釙的α衰變方程為 Po→Pb＋He D．α粒子轟擊鈹?shù)暮朔磻?yīng)方程為He＋Be→ 126C＋n 解析：選D　α粒子是氦原子核，選項A錯誤；粒子P是中子，粒子Q是質(zhì)子，由于質(zhì)子帶正電，當(dāng)質(zhì)子射入物體時，受到庫侖力的作用會阻礙質(zhì)子的運動，而中子不帶電，不受庫侖力作用，粒子P的穿透能力比粒子Q的強，選項B錯誤；在釙衰變中，根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒知產(chǎn)生的是Pb，選項C錯誤；He＋

42、Be→C＋n是查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程，選項D正確。 4．(魯科教材原題)完成下面的核反應(yīng)方程式，并指出其衰變類型。 Ra→Rn＋________，這是________衰變。 Pb→Bi＋________，這是________衰變。 解析：根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可得： Ra→Rn＋He，為α衰變。 Pb→Bi＋e，為β衰變。 答案：He　α　　e　β [融會貫通] (1)原子核發(fā)生衰變時遵循電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒。 (2)每發(fā)生一次α衰變，原子核的質(zhì)量數(shù)減小“4”，每發(fā)生一次β衰變，原子核的質(zhì)子數(shù)增大“1”。 (3)原子核的衰變發(fā)生的快慢由半衰期決定，半衰期

43、取決于放射性元素的種類，與原子所處的外界條件無關(guān)。 點點通(四)　核反應(yīng)方程與核能計算 1．核反應(yīng)的四種類型 類型 可控性 核反應(yīng)方程典例 衰 變 α衰變 自發(fā) U→Th＋He β衰變 自發(fā) Th→Pa＋e 人工 轉(zhuǎn)變 人工 控制 N＋He→O＋H (盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子) He＋Be→C＋n (查德威克發(fā)現(xiàn)中子) Al＋He→P＋n (約里奧·居里夫婦發(fā)現(xiàn)人工放射性) P→Si＋　e 重核 裂變 比較容易 進(jìn)行人工 控制 U＋n→Ba＋Kr＋3n U＋n→Xe＋Sr＋10n 輕核聚變 很難控制 H＋H→He＋n 2.核反應(yīng)方

44、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(n)、α粒子(He)、β粒子(e)、正電子(e)、氘核(H)、氚核(H)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)方程式時只能用“→”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)量成正比，即E＝mc2。 方程的含義：物體具有的能量與它的質(zhì)量之間存在簡單的正比關(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。

45、 (2)核子在結(jié)合成原子核時出現(xiàn)質(zhì)量虧損Δm，其能量也要相應(yīng)減少，即ΔE＝Δmc2。 (3)原子核分解成核子時要吸收一定的能量，相應(yīng)的質(zhì)量增加Δm，吸收的能量為ΔE＝Δmc2。 4．核能的計算方法 (1)應(yīng)用質(zhì)能方程解題的流程圖： →→ (2)核反應(yīng)遵守動量守恒定律和能量守恒定律，因此我們可以結(jié)合動量守恒定律和能量守恒定律來計算核能。在動量守恒方程中，各質(zhì)量都可用質(zhì)量數(shù)表示。 (3)根據(jù)核子比結(jié)合能來計算結(jié)合能： 原子核的結(jié)合能＝核子比結(jié)合能×核子數(shù)。 [小題練通] 1．(2018·全國卷Ⅲ)1934年，約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊鋁核Al，產(chǎn)生了第一個人工放射性核素X：

46、α＋Al→n＋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 解析：選B　將核反應(yīng)方程式改寫成He＋Al→n＋X，由電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒知，X應(yīng)為X，B正確。 2．(滬科教材原題)完成下列核反應(yīng)方程，并指出核反應(yīng)的類型： He＋________→He＋H，是________變。 Na→Mg＋________，是________變。 Na＋________→Na＋H，是________變。 92U＋n→56Ba＋________＋3n，是________變。 解析：He＋H→He＋H，是輕核聚變。 N

47、a→Mg＋　e，是β衰變。 Na＋　0＋1e→Na＋H，是人工轉(zhuǎn)變。 U＋n→Ba＋Kr＋3n，是重核裂變。 答案：H　輕核聚　　e　β衰　　e　人工轉(zhuǎn)　Kr　重核裂 3．(教科教材原題)兩個氘核聚變時產(chǎn)生一個中子和一個氦核(氦的同位素)，已知氘核的質(zhì)量mH＝2.014 1 u，氦核的質(zhì)量為mHe＝3.016 0 u，中子的質(zhì)量為mn＝1.008 7 u。(以上質(zhì)量均指靜質(zhì)量) (1)寫出核反應(yīng)方程； (2)計算反應(yīng)釋放出的核能； (3)如果反應(yīng)前兩個氘核的動能均為0.35 MeV，它們正面對碰發(fā)生聚變，且反應(yīng)釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為動能，計算反應(yīng)生成的氦核和中子的動能。 解析：(

48、1)H＋H→He＋n。 (2)Δm＝2.014 1×2 u－3.016 0 u－1.008 7 u＝0.003 5 u ΔE＝0.003 5×931.5 MeV≈3.26 MeV。 (3)核反應(yīng)過程中動量守恒，設(shè)氦核質(zhì)量為m1，速度大小為v1，中子質(zhì)量為m2，速度大小為v2 m1v1＝m2v2＝p 根據(jù)Ek＝，＝＝ 可得Ek1＝E總＝×(0.35×2＋3.26)MeV＝0.99 MeV Ek2＝E總＝×(0.35×2＋3.26)MeV＝2.97 MeV。 答案：(1)H＋H→He＋n　(2)3.26 MeV　 (3)0.99 MeV　2.97 MeV [融會貫通] (1

49、)根據(jù)ΔE＝Δmc2計算時，Δm的單位是“kg”，c的單位是“m/s”，ΔE的單位是“J”。 (2)根據(jù)ΔE＝Δm×931.5 MeV計算時，Δm的單位是“u”，ΔE的單位是“MeV”。 1．對盧瑟福的α粒子散射實驗的結(jié)果，下列說法中正確的是(　　) A．原子內(nèi)存在電子 B．原子的大小為10－10 m C．原子的正電荷均勻分布在它的全部體積上 D．原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核內(nèi) 解析：選D　根據(jù)α粒子散射實驗現(xiàn)象，絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后沿原來方向前進(jìn)，少數(shù)發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)角超過90°，可知C錯，D對；α粒子散射實驗的結(jié)果不能說明原子內(nèi)存在電子

50、也不能判定原子的大小為10－10 m，A、B錯。 2.(2019·沈陽聯(lián)考)如圖所示，根據(jù)氫原子的能級圖，現(xiàn)讓一束單色光照射到一群處于基態(tài)(量子數(shù)n＝1)的氫原子上，受激的氫原子能自發(fā)地發(fā)出6種不同頻率的光，則照射氫原子的單色光的光子能量為(　　) A．13.6 eV　　　　　　　 B．3.4 eV C．12.75 eV D．12.09 eV 解析：選C　根據(jù)受激的氫原子能自發(fā)地發(fā)出6種不同頻率的光，有6＝，解得n＝4，即能自發(fā)地發(fā)出6種不同頻率的光的受激氫原子一定是在n＝4能級，則照射處于基態(tài)的氫原子的單色光的光子能量為－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV，C正

51、確。 3．“慧眼”觀測的范圍是美麗的銀河系，γ射線暴是主要研究的對象之一。γ射線暴是來自天空中某一方向的γ射線強度在短時間內(nèi)突然增強，隨后又迅速減弱的現(xiàn)象，它是僅次于宇宙大爆炸的爆發(fā)現(xiàn)象。下列關(guān)于γ射線的論述中正確的是(　　) A．γ射線同α、β射線一樣，都是高速帶電粒子流 B．γ射線的穿透能力比α射線強，但比β射線弱 C．γ射線是原子核能級躍遷時產(chǎn)生的 D．利用γ射線可以使空氣電離，消除靜電 解析：選C　γ射線是電磁波，不是高速帶電粒子流，A錯誤；α、β、γ三種射線中，γ射線能量最高，穿透能力最強，B錯誤；利用α射線的電離作用可以使空氣電離，將靜電泄出，從而消除有害靜電，D錯誤；

52、γ射線是原子核能級躍遷時產(chǎn)生的，C正確。 4．(2018·江蘇高考)已知A和B兩種放射性元素的半衰期分別為T和2T，則相同質(zhì)量的A和B經(jīng)過2T后，剩有的A和B質(zhì)量之比為(　　) A．1∶4 B．1∶2 C．2∶1 D．4∶1 解析：選B　根據(jù)衰變規(guī)律，經(jīng)過2T后A剩有的質(zhì)量mA＝m0＝m0，B剩有的質(zhì)量mB＝m0＝m0，所以＝，故選項B正確。 5．(2018·天津高考)國家大科學(xué)工程——中國散裂中子源(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。下列核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是(　　) A.N俘獲一個α粒子，產(chǎn)生

53、O并放出一個粒子 B.Al俘獲一個α粒子，產(chǎn)生P并放出一個粒子 C.B俘獲一個質(zhì)子，產(chǎn)生Be并放出一個粒子 D.Li俘獲一個質(zhì)子，產(chǎn)生He并放出一個粒子 解析：選B　根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒，各選項核反應(yīng)方程如下：N＋HeO＋H，故A錯誤；Al＋HeP＋n，故B正確；B＋HBe＋He，故C錯誤；Li＋HHe＋He，故D錯誤。 6．中子n、質(zhì)子p、氘核D的質(zhì)量分別為mn、mp、mD?，F(xiàn)用光子能量為E的γ射線照射靜止氘核使之分解，反應(yīng)方程為γ＋D→p＋n。若分解后的中子、質(zhì)子的動能可視為相等，則中子的動能是(　　) A.[(mD－mp－mn)c2－E] B.[(mp＋mn－mD)c

54、2＋E] C.[(mD－mp－mn)c2＋E] D.[(mp＋mn－mD)c2－E] 解析：選C　氘核分解成中子、質(zhì)子時，質(zhì)量增加Δm＝mp＋mn－mD，所以2Ek＝E－(mp＋mn－mD)c2，中子動能為Ek＝[(mD－mp－mn)c2＋E]。故C正確。 7．如圖所示是氫原子從n＝3、4、5、6能級躍遷到n＝2能級時輻射的四條光譜線，其中頻率最大的是(　　) A．Hα B．Hβ C．Hγ D．Hδ 解析：選D　根據(jù)能級躍遷公式可知，當(dāng)氫原子由第6能級躍遷到第2能級時，發(fā)出光子的能量最高，為hν＝E6－E2，輻射的光子Hδ頻率最大，故D選項正確。 8．(2017·天津高

55、考)我國自主研發(fā)制造的國際熱核聚變核心部件在國際上率先通過權(quán)威機構(gòu)認(rèn)證，這是我國對國際熱核聚變項目的重大貢獻(xiàn)。下列核反應(yīng)方程中屬于聚變反應(yīng)的是(　　) A.H＋H→He＋n B.N＋He→O＋H C.He＋Al→P＋n D.U＋n→Ba＋Kr＋3n 解析：選A　A項是氫元素的兩種同位素氘和氚聚變成氦元素的核反應(yīng)方程，B、C項屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變，D項屬于重核的裂變，因此只有A項正確。 9．(多選)(2019·周口模擬)盧瑟福通過用α粒子(He)轟擊氮核(N)的實驗，首次實現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變，則下列說法中正確的是(　　) A．該核反應(yīng)的方程為He＋N→O＋H B．通過此實驗發(fā)現(xiàn)

56、了質(zhì)子 C．原子核在人工轉(zhuǎn)變的過程中，電荷數(shù)可以不守恒 D．在此實驗中，核子反應(yīng)前的總質(zhì)量一定等于反應(yīng)后的總質(zhì)量 解析：選AB　由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可知核反應(yīng)方程為：He＋N→O＋H，選項A正確；盧瑟福通過此實驗發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，選項B正確；在原子核的人工轉(zhuǎn)變過程中，其電荷數(shù)守恒，選項C錯誤；由于在核反應(yīng)中有能量轉(zhuǎn)化，所以質(zhì)量數(shù)守恒，質(zhì)量不守恒，選項D錯誤。 10．(多選)在某些恒星內(nèi)，3個α粒子結(jié)合成1個C原子核，C原子核的質(zhì)量是12.000 0 u，He原子核的質(zhì)量是4.002 6 u。已知1 u＝1.66×10－27 kg,1 eV＝1.6×10－19 J。則(　　) A．反應(yīng)

57、過程中的質(zhì)量虧損是0.007 8 u B．反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損是1.29×10－29 kg C．反應(yīng)過程中釋放的能量是7.26 MeV D．反應(yīng)過程中釋放的能量是1.16×10－19 J 解析：選ABC　由題意可得核反應(yīng)方程為3He→6C＋ΔE。則核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為Δm＝(3×4.002 6－12.000 0)u＝0.007 8 u＝0.007 8×1.66×10－27 kg≈1.29×10－29 kg，由質(zhì)能方程得ΔE＝Δmc2＝1.29×10－29×(3×108)2 J＝1.161×10－12 J≈7.26 MeV。故A、B、C正確。 11.(多選)靜止在勻強磁場中的U核發(fā)生α

58、衰變，產(chǎn)生一個α粒子和一個未知的粒子X，它們在磁場中的運動軌跡如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．該核反應(yīng)方程為U→X＋He B．α粒子和X粒子在磁場中做圓周運動時轉(zhuǎn)動方向相同 C．軌跡1、2分別是α粒子、X粒子的運動軌跡 D．α粒子、X粒子運動軌跡半徑之比為45∶1 解析：選ABD　由題意可知該核反應(yīng)方程為U→X＋He，選項A正確；核反應(yīng)前U核靜止，動量為零，根據(jù)動量守恒可知反應(yīng)后系統(tǒng)總動量為零，所以α粒子和X粒子的動量大小相等，方向相反，即速度方向相反，又都帶正電，故轉(zhuǎn)動方向相同，選項B正確；根據(jù)動量守恒可知α粒子和X粒子的動量大小p相等，由帶電粒子在磁場中運動半徑公式R＝可

59、知軌道半徑R與其所帶電荷量成反比，故α粒子、X粒子運動軌跡半徑之比為45∶1，選項C錯誤，D正確。 12．裂變反應(yīng)是目前核能利用中常用的反應(yīng)，以原子核U為燃料的反應(yīng)堆中，當(dāng)U俘獲一個慢中子后發(fā)生的裂變反應(yīng)可以有多種方式，其中一種可表示為 　U　 ＋　 n　→　Xe?。r　＋　3n 235．043 9　1.008 7　138.917 8　 93.915 4 反應(yīng)方程下方的數(shù)字是中子及有關(guān)原子的靜止質(zhì)量(原子的質(zhì)量單位為u)，已知1 u的質(zhì)量對應(yīng)的能量為9.3×102 MeV，此裂變反應(yīng)釋放出的能量是________MeV。 解析：此裂變反應(yīng)的質(zhì)量虧損為：(235.043 9＋1.008 7)u－(138.917 8＋93.915 4＋3×1.008 7)u＝0.193 3 u 由1 u的質(zhì)量對應(yīng)的能量為9.3×102 MeV ΔE＝9.3×102×0.193 3 MeV≈1.80×102 MeV。 答案：1.80×102