河南省2013年高考物理三轮复习冲刺 易考知识点 原子和原子核

。一般都在选择题中出现。主要涉及 粒子散射实验、原子能级及跃迁、核反应方程、核能的利用、半衰期等。其中能级、核反应方程、质能方程是考查热点，一般单独命题，有时也与动力学、动量、电磁学等知识相结合，特别是与电场、磁场的综合问题尤其需要注意。在复习过程中关键是要识记一些常识性的知识和理解一些最基础的概念和规律，对于能级、半衰期等概念要认真地领会，对于 粒子散射实验，核反应的几个重点实验，质能方程等规律和实验要记住结果并学会应用。【题型示例】【示例 1】在金属中存在大量的价电子（可理解为原子的最外层电子） ，价电子在原子核和核外的其他电子产生的电场中运动电子在金属外部时的电势能比它在金属内部作为价电子时的电势能大，前后两者的电势能差值称为势垒，用符号 V 表示价电子就像被关在深为 V 的方箱里的粒子，这个方箱叫做势阱，价电子在势阱内运动具有动能，但动能的取值是不连续的，价电子处于最高能级时的动能称为费米能，用 红宝石激光器向金属发射频率为 的光子，具有费米能的电子如果吸收了一个频率为 的光子而跳出势阱，则A具有费米能的电子跳出势阱时的动能 EK + E f B具有费米能的电子跳出势阱时的动能 EKE f C若增大激光器的发光强度，具有费米能的电子跳出势阱时的动能增大 D若增大激光器的发光强度，具有费米能的电子跳出势阱时的动能不变【示例 2】重元素的放射性衰变共有四个系列，分别是 列（从 开始到稳定的2389、 列、 列及 列（从 开始到稳定的 为208379，其中，前三个系列都已在自然界找到，而第四个系列在自然界一直没有被发现，只是在人工制造出 才发现的，下面的说法正确的是 A列中所有放射性元素的质量数B从 到 ，共发生 7 次 衰变和 4 次 衰变2379能 列中的所有放射性元素的半衰期相对于地球年龄都比较短 D天然的 列中的放射性元素在地球上从来就没有出现过【解析】 由 衰变规律 ， 衰变规律 可知每4201发生一次 衰变，原子核的质量数减少 4，而发生 衰变时质量数不变，质量数2374×591，所以每一次衰变后的质量数都等于 4n + 1 ( n 等于正整数） ，A 项正确；根据原子核衰变时质量数和电荷数守恒，从 到 质量数减少237909284×7，即发生 7 次 衰变，电荷数减少 938310，考虑 7 次 衰变带走电荷 2×714，所以发生了 4 次 衰变，总的衰变方程为，B 项正确；个系列在自然界一直没有被发现，可2372094098321能是这个系列中的所有放射性元素的半衰期相对于地球年龄都比较短，C 项正确，D 项错误。【示例 3】据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界上第一套全超导核聚变实验装置（又称“人造太阳” ）已完成了首次工程调试。下列关于“人造太阳”的说法正确的是A “人造太阳”的核反应方程是 B “人造太阳”的核反应方程是 “人造太阳”释放的能量大小的计算式是 D “人造太阳”核能大小的计算公式是 21【解析】 聚变反应是原子序数较小的核在高温环境下聚变成原子序数大一些的核， B 项中的方程是重核的裂变反应，B 项错误；根据爱因斯坦质能方程得， “人造太阳”释放的能量大小 ，C 项正确；D 项中把宏观中物体的动能公式用于计算2核能是错误的。【答案】型解读】本题涉及到核反应方程、重核的裂变、轻核的聚变、核能、质量亏损、爱因斯坦的质能方程等知识点，主要考查考生的理解能力，体现了考试大纲中对“理解物理概念、物理规律的确切含义，理解物理规律在简单情况下的应用”的能力要求。考生要熟知裂变、聚变、衰变、人工转变等各种核反应方程的特点，并能区别它们。【示例 4】未来人类要通过可控热核反应取得能源，要持续发生热核反应，必须把温度高达几百万摄氏度以上的核材料约束在一定的空间内。约束的办法有多种，其中技术上相对较成熟的是用磁场约束核材料，称为“托卡马克”装置。如图 151 所示为这种装置的简化模型：垂直纸面的有环形边界的匀强磁场（b 区域）围着磁感应强度为零的圆形 a 区域， a 区域内的离子向各个方向运动，离子的速度只要不图 151，就不能穿过环形磁场的外边界而逃逸，从而被约束。设环形磁场的内半径 半径 若磁场的磁感应强度 Bl . 0T。被约束的离子比荷 4×10 7C/kg。）完成核反应方程： 。3241_（2）若 a 区域中沿半径 向射入磁场的离子不能穿越磁场，粒子的速度不能超过多大？（3）若要使从 a 区域沿任何方向射入磁场的速率为 2×107m/s 的离子都不能越出磁场的外边界，则 b 区域磁场的磁感应强度 B至少要有多大？设磁场的磁感强度为 B ，由 ，得 B ，案】 （1） （2）0 7m/s（3）【专家预测】1关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是 ()A太阳光谱和白炽灯光谱是线状谱B霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱是线状谱C进行光谱分析时，可以利用线状谱，也可用连续谱D观察月亮光谱，可以确定月亮的化学组成【答案】B【解析】太阳光谱是吸收光谱，月亮光谱是太阳光谱，煤气灯火焰中钠蒸气属稀薄气体发光，是线状谱，若从周围观察煤气灯火焰中的钠蒸气则是吸收光谱，进行光谱分析只能用线状谱而不能用连续谱2关于原子结构的认识历程，下列说法正确的有 ()A汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内B 粒子散射实验中少数 粒子发生较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据C对原子光谱的研究开辟了深入探索原子结构的道路D玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象，说明玻尔提出的原子定态概念是错误的【答案】析】卢瑟福通过 粒子散射实验设想原子内的正电荷集中在很小的核内，A 错；玻尔理论有局限性，但不能说是错误的，D 错；B、C 说法是正确的3下列关于氢光谱的叙述，正确的是 ()A从光谱上看，氢原子辐射光波的频率只有若干分立的值B稀薄氢气通电时能发出连续谱C氢原子从低能级向高能级跃迁时产生原子光谱氢原子从高能级向低能级跃迁时产生原子光谱【答案】析】由于氢原子能级是不连续的，所以氢原子辐射光波从光谱上看只有若干分立值，属于线状谱，A 正确；稀薄气体通电发光时发出的是线状谱，B 错误；根据能级理论，原子由低能级向高能级跃迁时要吸收光子，且光子能量等于两个能级差，C 错，D 对4关于天然放射现象，叙述正确的是 ()A若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减少B 衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的C在 、 、 这三种射线中， 射线的穿透能力最强， 射线的电离能力最强D铀核( U)衰变为铅核( 过程中，要经过 8 次 衰变和 10 次 衰变28392 206825如图所示，两束不同的单色光 1，分别沿半径射入截面为半圆形的玻璃砖后，经过圆心 O 分别沿 两入射光之间的夹角和两出射光之间的夹角都等于 ，该角小于 10°)A在玻璃中 验条件相同，则 用 用 (1)放射性物质 核衰变方程分别为：21084 6027 1 221084 20682 6027 6028方程中的 2代表的是_(2)如图所示，铅盒内装有能释放 、 和 射线的放射性物质，在靠近铅盒的顶部加上电场 E 或磁场 B，在图(a)、(b)中分别画出射线运动轨迹的示意图(在所画轨迹上须标明是 、 和 中的哪种射线)7镭(历史上第一个被分离出来的放射性元素，已知 自发地放出 粒子而22688变成新核 知 质量为 0 25 核 质量为226880 25 粒子的质量为 m0 27 (1)写出该核反应的方程式(2)此反应过程中放出的能量是多少？(计算结果保留两位有效数字)【答案】见解析【解析】(1) 2286 42(2) E m)0 12 类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程请按要求回答下列问题：(1)卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做了卓越的贡献请选择其中的两位，指出他们的主要成绩_.们对放射线的性质进行了深入研究，如图为三种射线在同一磁场中的运动轨迹，请从三种射线中任选一种，写出它的名称和一种用途(2)在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂中子在重水中可与 H 核碰撞减速，在石墨中与 C 核碰撞减速上述碰撞可简化为弹性碰撞模21 126型某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作减速剂，哪种减速效果更好？由能量守恒： 12 20 12 21 12 2解得 Mn， 3在石墨中靶质量： 2 Mn， 113与重水靶核碰后中子速度较小，故重水减速效果更好9如下图