(全国专用)2017版高考物理大二轮总复习与增分策略专题二十二波粒二象性原子结构原子核(加试)

②典型的裂变反应方程

235 92

U＋0n→36Kr＋ 56Ba＋30n.

1891441

③链式反应：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程． ④临界体积和临界质量：裂变物质能够发生链式反应的最小体积及其相应的质量． ⑤裂变的应用：原子弹、核反应堆．

⑥反应堆构造：核燃料、减速剂、镉棒、防护层． (2)轻核聚变

①定义：两个轻核结合成质量较大的核的反应过程．轻核聚变反应必须在高温下进行，因此又叫热核反应． ②典型的聚变反应方程

21

H＋1H→2He＋0n＋17.6 MeV

341

(3)人工转变 卢瑟福发现质子：

14 7

N＋2He→ 8O＋1H

4171

查德威克发现中子：

42

He＋4Be→ 6C＋0n

9121

居里夫妇发现放射性同位素、正电子：

27133015

Al＋2He→15P＋0n P→14Si＋ +1e

30

0

4301

加试基础练

1．卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是( )

答案 D

解析 卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，即α粒子散射实验，实验结果显示：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大角度的偏转，极少数α粒子的偏转角超过90°，有的几乎达到180°，也就是说它们几乎被“撞了回来”．所以能正确反映该实验结果的是选项D.

2．(多选)如图3所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是( )

图3

A．有光子从锌板逸出 B．有电子从锌板逸出 C．验电器指针张开一个角度 D．锌板带负电 答案 BC

解析 用紫外线照射锌板是能够发生光电效应的，锌板上的电子吸收紫外线的能量从锌板表面逸出，称之为光电子，故A错误，B正确；锌板与验电器相连，带有相同电性的电荷，锌板失去电子应该带正电，且失去电子越多，带的电荷量越多，验电器指针张角越大，故C正确，D错误．

3．一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级．该氢原子( ) A．放出光子，能量增加 B．放出光子，能量减少 C．吸收光子，能量增加 D．吸收光子，能量减少 答案 B

解析 根据玻尔理论，氢原子能级越高对应的能量越大．当氢原子从较高能级向较低能级跃迁时放出光子，能量减少，故选项B正确．

4．(多选)(2016·湖州联考)在下列四个核反应方程中，X表示α粒子的是( ) A.15P→14Si＋X B. 92 U→ 90Th＋X C.13Al＋X→12Mg＋1H D.13Al＋X→15P＋0n 答案 BD

解析 根据质量数守恒和电荷数守恒可知，四个选项中的X分别代表：1e、2He、0n、2He.选项B、D正确．

5．(多选)铀核裂变是核电站核能的重要来源，其中一种裂变反应式是 92U＋0n→ 56Ba＋36Kr＋30n.下列说法正确的是( ) A．上述裂变反应中伴随着中子放出 B．铀块体积对链式反应的发生无影响

1

235

1

144

89

0

4

1

4

27

30

1

27

27

1

238

234

30

30

C．铀核的链式反应可人工控制 D．铀核的半衰期会受到环境温度的影响 答案 AC

解析 核裂变反应是重核被中子轰击后分裂成两个中等质量的原子核并放出若干个中子的反应，A选项正确；铀块要发生链式反应需达到一定的体积，B选项错误；链式反应可人工控制用以建立核电站，C选项正确；原子核的半衰期由原子核本身的性质决定，与其所处的环境或状态无关，D选项错误.

波粒二象性 原子结构

1．光的波粒二象性

(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性． (2)光电效应说明光具有粒子性．

(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性． 2．对玻尔理论的四点提醒

(1)电子绕核运动的半径是不连续的；

(2)电子跃迁辐射光子的频率不等于电子绕核圆周运动的频率； (3)实物粒子也能使原子发生能级跃迁；

(4)一个处于激发态的氢原子，辐射光谱线条数可能为1.一群处于激发态(n≥3)的氢原子，可能辐射出多条光谱线． 3．定态间的跃迁——满足能级差

跃迁

(1)从低能级(n小)――→高能级(n大)―→吸收能量．

hν＝En大－En小

跃迁(2)从高能级(n大)――→低能级(n小)―→放出能量．

hν＝En大－En小

例1 (2016·浙江10月学考·15)如图4为氢原子能级图，氢原子中的电子从n＝5能级跃迁到n＝2能级可产生a光；从n＝4能级跃迁到n＝2能级可产生b光．a光和b光的波长分别为λa和λb，照射到逸出功为2.29 eV的金属钠表面均可产生光电效应，遏止电压分别为

Ua和Ub.则( )

图4

A．λa>λb B．Ua>Ub

C．a光的光子能量为2.86 eV

D．b光产生的光电子最大初动能Ek＝0.26 eV 答案 BCD

解析 根据能级跃迁知识hνa＝E5－E2＝[－0.54－(－3.4)] eV＝2.86 eV，hνb＝E4－E2＝[－0.85－(－3.4)] eV＝2.55 eV，显然a光子的能量大于b光子，即a光频率要大，波长要短，所以A错，C正确．根据光电效应可知，最大初动能Ek＝hν－W0，所以a光照射后的最大初动能为Eka＝(2.86－2.29) eV＝0.57 eV，b光照射后的最大初动能为Ekb＝(2.55－2.29) eV＝0.26 eV，选项D正确．根据截止电压知识可知，Ua>Ub，选项B正确．

解答氢原子能级图与原子跃迁问题的注意事项

1．能级之间跃迁时放出的光子频率是不连续的．

2．能级之间发生跃迁时放出(吸收)光子的频率由hν＝Em－En求得． 3．一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为n－1. 4．一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法： (1)用数学中的组合知识求解：N＝Cn＝

2

nn－1

2

.

(2)利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出，然后相加．

变式题组

1．(多选)在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是( )

A．增大入射光的强度，光电流增大 B．减小入射光的强度，光电效应现象消失

C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应 D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大 答案 AD