专题36 原子结构　原子核 （解析版）.docx

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1、2021届高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练专题36原子结构原子核【专题导航】目录热点题型一原子的核式结构玻尔理论1（-）对能级图的理解和应用3（-）对原子核式结构的理解7热点题型二氢原子的能量及变化规律8热点三原子核的衰变、半衰期10（一）确定衰变次数的问题11（二）衰变射线的性质12（三）对半衰期的理解和应用13热点题型四核反应类型与核反应方程15热点题型五核能的计算18【题型演练】错误!未定义书签。【题型归纳】热点题型一原子的核式结构玻尔理论1. a粒子散射实验 （1）a粒子散射实验装置C.经历c跃迁，氢原子放出的光子是可见光光子D.经历d跃迁后，再用可见光照射跃迁后的氢原子，可使氢

2、原子发生电离【答案】D【解析】 经历跃迁，氢原子从高能级向低能级跃迁时辐射出的光子的能量为0.66 eV,选项A错误；经 历。跃迁，氢原子吸收能量，轨道半径增大，但核外电子的动能会减小，选项B错误；经历c跃迁，氢原 子辐射出的光子的能量为0.97 eV,则该光子不是可见光光子，选项C错误；经历d跃迁后，跃迁后的氢原 子的电离能为1.51 eV,因此用可见光光子照射可使其电离，选项D正确。【变式1】按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从半径为小的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为%的圆 轨道上，已知小外，则在此过程中（）A.原子要发出某一频率的光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量也减小B.

3、原子要吸收某一频率的光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小C.原子要发出一系列频率的光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小D.原子要吸收-系列频率的光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量也增大【答案】A.【解析由玻尔氢原子理论知，电子轨道半径越大，原子能量越大，当电子从，跃迁到外时，原子能量减 小，放出光子；在电子跃迁过程中，库仑力做正功，原子的电势能减小；由库仑力提供电子做圆周运动的 向心力，即浮=零，/减小，电子速度增大，动能增大，综上所述可知A正确.【变式2（多选）（2020湖北宜昌模拟）氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，下述说明正确的

4、是（）A.电子旋转半径减小B.氢原子能量增大C.氢原子电势能增大D.核外电子速率增大【答案】AD.【解析】：氢原子辐射出一个光子后，从高能级向低能级跃迁，氢原子的能量减小，轨道半径减小，根据,第9页，共21页第9页，共21页，咛7,得轨道半径减小，电子速率增大，动能增大，由于氢原子半径减小的过程中电场力做正功，则氢原子 电势能减小，故A、D项正确，B、C项错误.热点三原子核的衰变、半衰期.衰变规律及实质(l)a衰变和p衰变的比较(2)丫射线：丫射线经常是伴随着a衰变或p衰变同时产生的.衰变类型a衰变B衰变衰变方程夕 X芯 Y+?He夕X- Mz+iY + -/衰变实质2个质子和2个中子结合成一

5、个整体射出中子转化为质子和电子2|H+2（1）n-He（1）n-|H + -Ve匀强磁场中轨迹形状宿衰变规律电荷数守恒、质量数守，.三种射线的成分和性质名称构成符号电荷量质量电离能力贯穿本领a射线氮核犯C+2e4 u最强最弱P射线电子-e1 837u较强较强Y射线光子Y00最弱最强3.半衰期的理解第10页，共21页 半衰期的公式：余=3）%，余=，原（叫式中Na ?原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N余、 加欠表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，/表示衰变时间，r表示半衰期.（一）确定衰变次数的问题【例4】（多选）（2020南通模拟）针2%Th具有放射性，它能放出一个新的粒

6、子而变为镶2粉Pa,同时伴随有射线产生，其方程为2%Th-2粉pa+x,杜的半衰期为24天.则下列说法中正确的是（）X为质子A. X是社核中的一个中子转化成一个质子时产生的y射线是镁原子核放出的B. 1g铲爆Th经过120天后还剩0.312 5 g【答案】 BC解析根据电荷数和质量数守恒知，铳核衰变过程中放出了一个电子，即X为电子，故A错误；发生P 衰变时释放的电子是由核内一个中子转化成一个质子时产生的，故B正确；、/射线是锲原子核放出的，故C 正确；牡的半衰期为24天，I g铳2嗡Th经过120天即经过5个半衰期，故经过120天后还剩0.031 25 g, 故D错误.【技巧总结】确定衰变次数

7、的方法设放射性元素2X经过次a衰变和m次P衰变后，变成稳定的新元素外Y.反应方程：9X-3Y+/dHe+Te.根据电荷数和质量数守恒列方程A=4+4，Z=Z+2一.两式联立解得：A-A A-A1 ,=-， m=-+ZZ.注意：为了确定衰变次数，一般是由质量数的改变先确定a衰变的次数，这是因为p衰变的次数的多少对 质量数没有影响，然后再根据衰变规律确定（3衰变的次数.【变式。钳U经过?次a衰变和次p衰变，变成锣Pb,则（）?=7, =3B. ?=7, =4第11页，共21页C. m= 14, =9D.机=14, n= 18【答案】B.【解析】：根据题意如核反应方程为键U锣Pb+源He+心心根据电

8、荷数守恒和质量数守恒可得235=207 +4?，92 = 82 + 2/一，联立解得/=7, =4, B 正确.【变式2（多选）（2020梅州一模）关于天然放射现象，以下叙述正确的是（）A.若使放射性物质的温度升高，其半衰期将变大A. p衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的C.在a、7这三种射线中，丫射线的穿透能力最强，a射线的电离能力最强D.铀核巡U）衰变为铅核览Pb）的过程中，要经过8次a衰变和6次0衰变【答案】:CD【解析】：半衰期的时间与元素的物理状态无关，若使某放射性物质的温度升高，其半衰期不变，故A错误.B 衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生的，故B错误

9、.在a、0、丫这三种射线中，Y射线的 穿透能力最强，a射线的电离能力最强，故C正确.铀核6第U）衰变为铅核-煞Pb）的过程中，每经过一次Q 衰变质子数少2,质量数少4；而每经过一次0衰变质子数增加1,质量数不变；由质量数和核电荷数守恒， 可知要经过8次a衰变和6次p衰变，故D正确.（二）衰变射线的性质【例5】.（多选）（2020四川成都市第二次诊断）如图，匀强磁场中的。点有一静止的原子核钳Th发生了某种 衰变，衰变方程为钳Th-OY + J/e,反应生成的粒子一怛的速度方向垂直于磁场方向.关于该衰变，卜.列说 法正确的是（）巷A.钳Th发生的是a衰变B.钳Th发生的是p衰变B. A=234,

10、Z=9lD.新核9Y和粒子-能在磁场中的轨迹外切于0点第12页，共21页【答案】BC 【解析】 衰变放出一个电子，所以为B衰变，故A错误，B正确；由质量数和电荷数守恒得：A=234, Z =91,故c正确；由于新核2丫和粒子怛电性相反，由左手定则可知，新核乡丫和粒子卜在磁场中的轨迹 内切于。点，故D错误.【变式1（2020湖南衡阳市第二次联考）在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出某种粒子， 结果得到张两个相切圆1和2的径迹照片如图所示，已知两个相切圆半径分别为，、应，则下列说法正确 的是（）A.原子核可能发生a衰变，也可能发生p衰变B.径迹2可能是衰变后新核的径迹C.若衰变方程是

11、额J-?第Th+如e,则衰变后新核和射出的粒子的动能之比为117 ： 2D.若衰变方程是2赞U-2络Th+担e,则n ： n= l : 45【答案】D【解析】 原子核衰变过程系统动量守恒，由动量守恒定律可知，衰变生成的两粒子的动量方向相反，粒 子速度方向相反，由左手定则可知，若生成的两粒子电性相反则在磁场中的轨迹为内切圆，若电性相同则 在磁场中的轨迹为外切圆，所以该原子核发生的是Q衰变，故A错误；核反应过程系统动量守恒，原子核 原来静止，初动量为零，由动量守恒定律可知，原子核衰变生成的两核动量大小相等，方向相反，粒子在2磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：gi火=亍，解

12、得：=瑞=源，由于、 8相同，则粒子电荷量q越大，轨道半径越小，由于新核的电荷量大，所以新核的轨道半径小于a粒子的轨 道半径，所以径迹2是衰变后a粒子的运动轨迹，故B错误；由动能与动量的关系反=盘可知，动能之比 等于质量的反比，即为2： 117,故C错误；由B项分析知，：n=2 ： 90=1 ： 45,故D正确.（三）对半衰期的理解和应用【例6】（2020宁夏银川市质检）国产科幻大片流浪地球讲述了太阳即将在未来出现“核燃烧”第13页，共21页 现象，从而导致人类无法生存，决定移民到半人马座比邻星的故事.据科学家论证，太阳向外辐射的能量 来自其内部发生的各种热核反应，当太阳内部达到一定温度时，会

13、发生“核燃烧”，其中“核燃烧”的核反应方 程为蛆e+X-汨e+v,方程中X表示某种粒子，汨e是不稳定的粒子，其半衰期为7,则下列说法正确的是 （ ）A. X粒子是报eB.若使汨c的温度降低，其半衰期会减小C.经过2T, 一定质量的沁e占开始时的上C. “核燃烧”的核反应是裂变反应【答案】A【解析】 根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X粒子的质量数为4,电荷数为2,为iHe,选项A正确; 温度变化不能改变放射性元素的半衰期，选项B错误；经过2。一定质量的Be占开始时的土选项C错误；“核 燃烧”的核反应是轻核聚变反应，选项D错误.【变式1（2018高考江苏卷）已知A和B两种放射性元素的半衰期分别

14、为7和2T,则相同质量的A和8经 过27后，剩有的4和8质量之比为（）A. 1 ：4B. I ： 2C. 2 ： 1D. 4 ： 1【答案】：B【解析】：经过2T,对A来说是2个半衰期，A的质量还剩/经过2。对3来说是1个半衰期，B的质量 还剩斗 所以剩有的4和B质量之比为1 ： 2,选项B正确.【变式2】碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为，的碘131,经过32天后，该药物中碘131的 含量大约还有（）,mc机A4B8一mc机C16D32第14页，共21页【答案】C.【解析】：经过个半衰期剩余碘131的含量W=?.因32天为碘131的4个半衰期，故剩余碘131的 含量：r=04=含，

15、选项c正确.热点题型四核反应类型与核反应方程1.核反应的四种类型类型可控性核反应方程典例衰变a衰变自发赞U一辨Th+犯e。衰变自发钳Th 一钾Pa+一%人工转变人工控制苧 N+?He?O+lH（卢瑟福发现质子）拍e+汩 c-WC+Jn（查德威克发现中子）Hai+1He 一即+An即一褥i+ i?e（约里奥居里夫妇 发现放射性同位素， 同时发现正电子）重核裂变比较容易进行人工控制源U+|)n猾 Ba+然 Kr+3()n费 U+H -岩 Xe+相 Sr+ l(Mn轻核聚变很难控制?H+?H-lHe+An2.核反应方程式的书写第15页，共21页（1）热记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础

16、.如质子（IH）、中子（加）、a粒子GHe）、。粒子（一? e）、正电子（%）、笊核（?H）、疑核（怕）等.（2）掌握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，由于核反 应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“1”表示反应方向.核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒.【例7】（2020河南安阳市二模）下列说法止确的是（）A/赞U-2断h + X中X为中子，核反应类型为p衰变B.?H4-?HHe4-Y中丫为中子，核反应类型为人工核转变CP朗U+Jni&Xe+鼠Sr+K,其中K为10个中子，核反应类型为重核裂变D当N+犯e-O+Z,其中Z为氢核，核反应类型为轻核聚变

17、【答案】C【解析】 根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，A选项反应中的X质量数为4,电荷数为2,为a粒子， 核反应类型为a衰变，选项A错误；B选项反应中的丫质显数为1,电荷数为0,为中子，核反应类型为轻 核聚变，选项B错误；C选项反应中的K质量数总数为10,电荷数为0,则K为10个中子，核反应类型 为重核裂变，选项C正确；D选项反应中的Z质量数为1,电荷数为1,为质子，核反应类型为人工核转 变，选项D错误.【变式1（2019四川第二次诊断）下列核反应属于人工转变的是（）A第Th，科pa+eB，He+?Be-EC+ECl破 U+Ht 股 Xe+驾 Sr+lOin【答案】B【解析】第16页，共21

18、页Th234变成Pa234,同时有一个电子产生，属于P衰变，故A错误；用a粒子轰击Be,产生了碳原子，属 于原子核的人工转变，故B正确；C选项中反应方程为重核的裂变，故C错误；笊与旅反应生成家核，属 于轻核聚变反应，故D错误.【变式2（2020广东广州市一模）2018年11月12 口中科院等离子体物理研究所发布消息：全超导托克马克 装置EAST在实验中有了新的突破，等离子体中心电子温度达到1亿摄氏度；其主要核反应方程为：汩 +汨-dHe+X汨+YT?He+X,则下列表述正确的是（ ）X是质子A. 丫是尼核X与丫是同位素D.、两个核反应都属于裂变反应【答案】B【解析】 对，根据核反应的质量数和电

19、荷数守恒可知X是中子，故A错误；对，根据核反应的质量 数和电荷数守恒可知丫是僦核，故B正确；X是中子，丫是瓶核，X与丫不是同位素，故C错误；、 两个核反应都属于轻核聚变反应，故D错误.【变式3（多选）（2020广东清远市期末质量检测）1956年，李政道和杨振宇提出在弱相互作用中宇称不守恒， 并由吴健雄用半衰期为5.27年的的C。放射源进行了实验验证，次年李、杨二人获得诺贝尔物理学奖刚C。的 衰变方程式是：耿一9即+ 一怛+工式其中0是反中微子，它的电荷为零，静止质量可认为是零），衰变前第 Co核静止，根据云室照片可以看到衰变产物2Ni和一心不在同一条直线上的事实.根据这些信息可以判断 （）AN

20、i的核子数A是60,核电荷数Z是28B.此核反应为a衰变CjNi与一呢的动量之和不可能等于零D.衰变过程动量不守恒【答案】AC【解析】 根据电荷数守恒、质量数守恒有：60=A27=Z-l,解得A=60, Z=28,故A正确；此核反应 放出电子，为p衰变，选项B错误；衰变前鸵。核静止，动量为零，衰变时不受外力则动量守恒，因衰变 产物2Ni和一%不在同一条直线上且有反中微子Tc生成，则2Ni和一混动量之和不可能为零，选项C正确， 第17页，共21页D错误.第17页，共21页热点题型五核能的计算.应用质能方程解题的流程图书写核反_计算质员利用AE=Amc2 应方程 厂(亏损Am厂计算释放的核能(I)

21、根据AEu&m2计算，计算时A?的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，AE的单位是“J”.(2)根据AE=A/x931.5 MeV计算.因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时机的单位 是“u”, AE的单位是“MeV”.1 .根据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能=核子的比结合能x核子数.2 .核能释放的两种途径的理解(1)使较重的核分裂成中等大小的核.(2)较小的核结合成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，都可以释放能量.【例8】(2020,广东揭阳市第二次模拟)轻核聚变的一个核反应方程为：田+ iH-；He+X.若已知汨的质量为 /川，的质量为加2，甘He

22、的质量为m3, X的质量为?4，则下列说法中正确的是()A.?H和田在常温下就能够发生聚变B. X是质子C.这个反应释放的核能为=(， 1 + ?3 ?4)。2D.我国大亚湾核电站是利用轻核的聚变释放的能量来发电的【答案】C 【解析】 汨和汨在常温下不能发生聚变，只有在高温下才能发生聚变，故A错误；根据核反应的质量数 和电荷数守恒可知，X的质量数为1,电荷数为0,为中子，故B错误：该反应的质量亏损为机=m+加2 一64，A= mc2=(m i + ?2加3,故C正确：我国大亚湾核电站是利用重核的裂变释放的能量 来发电的，故D错误.【变式1】现有两动能均为氏=0.35 MeV的汨在一条直线上相向

23、运动，两个汨发生对撞后能发生核反应, 得到汨e和新粒子，且在核反应过程中释放的能量完全转化为汨e和新粒子的动能。已知汨的质量为2.014第18页，共21页1 ujHe的质量为3.016Ou,新粒子的质量为1.008 7 u,核反应时质量亏损lu释放的核能约为931 MeV（如 果涉及计算，结果保留整数）。则下列说法正确的是（）A.核反应方程为汩+汨-汨e+|HB.核反应前后不满足能量守恒定律C.新粒子的动能约为3 MeV【答案】C【解析】由核反应过程中的质量数和电荷数守恒可知汩+汩-如e+品，则新粒子为中子而，所以A错误； 核反应过程中质量亏损，释放能量，亏损的质量转变为能量，仍然满足能量守恒

24、定律，B错误；由题意可知 AE=（2.014 1 ux2-3.016 Ou-1.008 7 u）x931 MeV/u=3.3 MeV,根据核反应中系统的能量守恒有 EkHe+Ekn = 2 + A,根据核反应中系统的动量守恒有HePn = O,由反=盘，可知臂=公，解得反根=就嬴 （2E（）+AE）= I MeV, 曹（2瓦+阻 =3 MeV,所以C正确，D错误。【变式2（2017高考全国卷I ）大科学工程“人造太阳”主要是将笊核聚变反应释放的能量用来发电.笊核聚 变反应方程是:汨+ +H-dHe+Jn.已知?H的质量为2.013 6 u, yHe的质量为3.015 0 u, An的质量为1.

25、008 7 u, I u=931 MeV/c2.笊核聚变反应中释放的核能约为（）A. 3.7 MeV B. 3.3 MeV C. 2.7 MeV D. 0.93 MeV【答案】B.（解析:笊核聚变反应的质量亏损为m=2x2.013 6 u-（3.015 0 u+1.008 7 u）=0.003 5 u,释放的核能为bE =Aw?=0.003 5x931 MeV/c2xcM.3 MeV,选项 B 正确.【变式3】.（多选）原子核的比结合能曲线如图所示.根据该曲线，下列判断正确的有（）第19页，共21页A.He核的结合能约为14 MeVB?He核比?Li核更稳定C.两个汨核结合成犯c核时释放能量D

26、.辑U核中核子的平均结合能比然Kr核中的大【答案】BC.【解析】：由题图可知，如e的比结合能约为7 MeV,其结合能应为28 MeV,故A错误；比结合能较大的 核较稳定，故B正确：比结合能较小的核结合成比结合能较大的核时释放能量，故C正确；比结合能就是 平均结合能，故由图可知D错误.【变式4】.（2019高考全国卷H）太阳内部核反应的主要模式之一是质子一质子循环，循环的结果可表示为4|H-4He+2?e+2v已知|H和拍e的质量分别为wp=L（X）7 8 u和人=4.002 6 u, 1 u=931 MeV/c2, c为光速.在4个|H转变成 i个?He的过程中，释放的能量约为（）A. 8 M

27、eVB. 16 MeVC. 26 MeVD. 52 MeV【答案】C.【解析】:核反应质量亏损加=4x1.007 8 u-4.002 6 u=0.028 6 u,释放的能量AE=0.028 6x931 MeV =26.6 MeV, C正确.【变式5】（2020山东济宁育才中学模拟）两个笊核以相等的动能反对心碰撞发生核聚变，核反应方程为汨 +彳H-gHe+Jn,其中笊核的质量为小 氮核的质量为机2,中子的质量为“.假设核反应释放的核能E全部 转化为动能，下列说法正确的是（）A.核反应后氮核与中子的动量相同B.该核反应释放的能量为=（2皿一加2 -，3），C.核反应后氮核的动能为空产D.核反应后中

28、子的动能为第20页，共21页【答案】BC.【解析】：核反应前后两笊核动量和为零，因而反应后氮核与中子的动量等大反向，故A错误；该核反应前 后释放的能量E二（2“一”一团3），故B正确；由能量守恒可得：核反应后的总能量为E+2以，由动能 与动量的关系反=盘，且可知，核反应后氮核的动能为纥产，核反应后中子的动能为3 (E+2&)43 (E+2&)4故C正确，D错误.第21页，共21页(2)a粒子散射实验的结果：绝大多数a粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但少数。粒子穿过金 箔后发生了大角度偏转，极少数。粒子甚至被“撞了回来.原子的核式结构模型(1)。粒子散射实验结果分析核外电子不会使a粒子的

29、速度发生明显改变.汤姆孙模型不能解释a粒子的大角度散射.绝大多数a粒子沿直线穿过金箔，说明原子中绝大部分是空的；少数a粒子发生较大角度偏转，反映了 原子内部集中存在着对a粒子有斥力的正电荷；极少数a粒子甚至被“撞了回来”，反映了个别a粒子正对 着质量比a粒子大得多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用.(2)核式结构模型的局限性卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释粒子散射实验现象，但不能解释原子光谱是特征光谱和原子 的稳定性.2 .对氢原子能级图的理解(I)能级图如图所示(2)氢原子的能级和轨道半径氢原子的能级公式：&=灯(=1，2, 3,)，其中当为基态能量，其数值为i = -13.6cV

30、.氢原子的半径公式：%=/n(=1, 2, 3,)，其中门为基态半径，又称玻尔半径，其数值为-1=0.53x10第2页，共21页能级图中相关最意义的说明.相关量意义能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态定态横线左端的数字“1, 2, 3”表示量子数横线右端的数字“一 13.6, -3.4.”表示氢原子的能量相邻横线间的距离表示相邻的能量差，量子数越大，相邻的能量差越小，距离越小带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁的条件为hv=EmEn4.两类能级跃迁（1）自发跃迁：高能级T低能级，释放能量，发出光子.光子的频率=竿=生产（2）受激跃迁：低能级T高能级，吸收能量.光照（吸收光子

31、）：吸收光子的全部能量，光子的能量必须恰等于能级差加= 碰撞、加热等：可以吸收实物粒子的部分能量，只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E 大于电离能的光子被吸收，将原子电离.（一）对能级图的理解和应用【例1】（2020河南郑州市第三次质量检测）如图所示为氢原子能级示意图，下列有关说法正确的是（）第3页，共21页A.处于基态的氢原子吸收10.5 eV的光子后能跃迁至=2能级B.大量处于=4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出3种不同频率的光C.若用从=3能级跃迁到=2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从=4能级跃 迁到=3能级辐射出的光，照射该金属时一定能发生光电效应D.用

32、=4能级跃迁到=1能级辐射出的光，照射逸出功为6.34 eV的金属的产生的光电子的最大初动能 为 6.41 eV【答案】D【解析】 处于基态的氢原子吸收10.2 eV的光子后能跃迁至=2能级，不能吸收10.5 eV能量的光子，故 A错误；大量处于=4能级的氢原子，最多可以辐射出C3=6种不同频率的光子，故B错误；从=3能 级跃迁到=2能级辐射出的光子的能量大于从=4能级跃迁到,2=3能级辐射出的光子的能量，用从=3 能级跃迁到=2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从=4能级跃迁到=3能级辐 射出的光，照射该金属时一定不能发生光电效应，故C错误；处于=4能级的氢原子跃迁到=1能级

33、辐 射出的光子的能量为:E=4-Ei = -0.85 eV-（-13.6 eV）=12.75 eV,根据光电效应方程，照射逸出功为 6.34 eV的金属伯产生的光电子的最大初动能为：Ek=E- VV（）= 12.75 eV-6.34 eV=6.41 eV,故D正确.【变式l】（2020山西太原一模）如图是氢原子的能级示意图.当氢原子从=4的能级跃迁到=3的能级时，辐射出光子从=3的能级跃迁到=2的能级时，辐射出光子儿以下判断正确的是（） 靖A.在真空中光子。的波长大于光子人的波长B.光子力可使氢原子从基态跃迁到激发态第4页，共21页C.光子“可能使处于=4能级的氢原子电离D.大量处于=3能级的

34、氢原子向低能级跃迁时最多辐射2种不同谱线【答案】A【解析】 氢原子从=4的能级跃迁到=3的能级的能级差小于从=3的能级跃迁到=2的能级时的 能级差，根据“一=/”知，光子的能量小于光子的能量，所以。光的频率小于光的频率，光子。 的波长大于光子的波长，故A正确；光子人的能量小于基态与任一激发态的能级差，所以不能被基态的 原子吸收，故B错误；根据E,lE=/h，可求光子。的能量小于=4能级的电离能，所以不能使处于=4 能级的氢原子电离，C错误；大量处于=3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射3种不同谱线，故D错 误.【变式2(2020湖北武汉市四月调研汜知氢原子的基态能量为晶，激发态能量E尸系,其中

35、=2,3,4, i. 若氢原子从=3能级跃迁到=2能级放出光子的频率为v,能使氢原子从基态电离的光子的最小频率为 ()936A甲B. 4vD. 9v【答案】C【解析】由题意可知：寻一争=尿；能使氢原子从基态电离的光子的最小频率满足：0一昂=/，解得M昔、，故选C.【变式3(多选汝I图是氢原子的能级图，一群氢原子处于=3能级，下列说法中正确的是()nE/eVx04-0.853i.5123.4 - 13.6A.这群氢原子跃迁时能够发出3种不同频率的波第5页，共21页B.这群氢原子发出的光子中，能量最大为10.2eVC.从=3能级跃迁到=2能级时发出的光波长最长D.这群氢原子能够吸收任意光子的能量而

36、向更高能级跃迁【答案】AC【解析】 根据C鼻=3知，这群氢原子能够发出3种不同频率的光子，故A正确；由=3跃迁到 =1, 辐射的光子能量最大，AE= （13.6-1.51） eV = 12.09 eV,故B错误；从=3跃迁到=2辐射的光子能量最 小，频率最小，则波长最长，故C正确；一群处于=3能级的氢原子发生跃迁，吸收的能量必须等于两能 级的能级差，故D错误。【变式4（多选）如图所示是氢原子的能级图，大量处于=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐 射出6种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向 =2能级跃迁时释放的光子，则（）6种光子中波长最长的是=4激发态跃迁到基态时产生的A

37、. 6种光子中有2种属于巴耳末系C.使=4能级的氢原子电离至少要0.85 eV的能量D.若从=2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应，则从=3能级跃迁到=2能级释 放的光子也定能使该金属板发生光电效应 【答案】BC【解析】根据跃迁假说，在跃迁的过程中释放光子的能量等于两能级之差，故从=4跃迁到=3时释放 光子的能量最小，频率最小，波长最长，A错误；由题意知6种光子中有2种属于巴耳末系，它们分别是 从=4跃迁到=2和从=3跃迁到=2时释放的光子，B正确；，4=-0.85 eV,故=4能级的电离能 等于0.85 eV, C正确；由题图知，从=3能级跃迁到=2能级释放的光子的能量小于=2

38、能级跃迁到基 态释放的光子的能量，D错误.第6页，共21页（二）对原子核式结构的理解【例2】（2020上海理工大附中期中）如图所示为卢瑟福a粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆 周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察a粒子在各个角度的散射情况.下列说法正确的是（）A.在图中的A、8两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多B.在图中的8位置进行观察，屏上观察不到任何闪光C.卢瑟福选用不同金属箔片作为a粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似D. a粒子发生散射的主要原因是a粒子撞击到金原子后产生的反弹【答案】C【解析】：.放在4位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数应

39、最多，说明大多数射线基本不偏折，可知金 箔原子内部很空旷，故A错误；放在8位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少，说明较少射线发 生偏折，可知原子内部带正电的体积小，故B错误；选用不同金属箔片作为a粒子散射的靶，观察到的实 验结果基本相似，故C正确；a粒子发生散射的主要原因是a粒子受到金原子库仑力作用，且金原子质量 较大，从而出现的反弹，故D错误.【变式】如图所示是a粒子（氮原子核）被重金属原子核散射的运动轨迹，M、N、P、Q是轨迹上的四点，在 散射过程中可以认为重金属原子核静止.图中所标出的a粒子在各点处的加速度方向正确的是（）B. N点C. P 点、C. P 点、D. Q点【答案】C第

40、7页，共21页【解析工.a粒子（氮原子核）和重金属原子核都带正电，互相排斥,加速度方向与a粒子所受斥力方向相同.带 电粒了加速度方向沿相应点与重金属原子核连线指向轨迹曲线的凹侧，故只有选项C正确.热点题型二氢原子的能量及变化规律氢原子跃迁时电子动能、电势能与原子能量的变化规律1 .原子能量变化规律：&=4,+5”吟，随增大而增大，随的减小而减小，其中昂= - 13.6 eV.2 .电子动能变化规律从公式上判断电子绕氢原子核运动时静电力提供向心力即必=，*，所以以=等，随，,增大而减小.从库仑力做功上判断，当轨道半径增大时，库仑引力做负功，故电子动能减小.反之，当轨道半径减小 时，库仑引力做正功

41、，故电子的动能增大.3 .原子的电势能的变化规律通过库仑力做功判断，当轨道半径增大时，库仑引力做负功，原子的电势能增大.反之，当轨道半径减 小时，库仑引力做正功，原子的电势能减小.（2）利用原子能量公式E尸反判断，当轨道半径增大时，原子能量增大，电子动能减小，故原子的电 势能增大.反之，当轨道半径减小时，原子能量减小，电子动能增大，故原子的电势能减小.【例3】（2020三明模拟）如图所示为氢原子的能级图，图中a、b、c、d对应氢原子的四次跃迁，已知可见光光子的能量范围为1.613.10eV,关于四次跃迁，下列说法正确的是（）A.经历跃迁，氢原子吸收的光子能量为0.66 eVB.经历。跃迁，氢原子的轨道半径增大，原子核外电子的动能增大 第8页，共21页