2024版高考物理一轮复习第十四章近代物理初步第2讲原子结构与原子核学案新人教版.doc

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1、2024版高考物理一轮复习第十四章近代物理初步第2讲原子结构与原子核学案新人教版第2讲原子结构与原子核一、原子结构光谱和能级跃迁知识点1原子的核式结构1电子的发现：英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，提出了原子的“枣糕模型”。2原子的核式结构：观察上面两幅图，完成以下空格：(1)19091911年，英国物理学家卢瑟福进行了粒子散射实验，提出了核式结构模型。(2)粒子散射实验的结果：绝大多数粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90，也就是说它们几乎被“撞了回来”。(3)原子的结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的几乎

2、全部质量和全部正电荷都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动。知识点2光谱1光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱。2光谱分类：3氢原子光谱的实验规律：巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线，其波长公式R(n3,4,5，R是里德伯常量，R1.10107 m1)。4光谱分析：利用每种原子都有自己的特征谱线可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分，且灵敏度很高。在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义。知识点3玻尔理论能级1玻尔的三条假设(1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。

3、(2)跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hEmEn。(h是普朗克常量，h6.631034 Js)(3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的。2基态和激发态原子能量最低的状态叫基态，其他能量较高的状态叫激发态。3氢原子的能级和轨道半径(1)氢原子的能级公式：EnE1(n1,2,3，)，其中E1为基态能量，其数值为E113.6 eV。(2)氢原子的半径公式：rnn2r1(n1,2,3，)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r10.531010

4、 m。4氢原子的能级图二、原子核核反应和核能知识点1原子核的组成(1)原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子。(2)原子核的核电荷数质子数，原子核的质量数质子数中子数，质子和中子都为一个单位质量。(3)X元素的原子核的符号为X，其中A表示质量数，Z表示核电荷数。知识点2天然放射现象1天然放射现象元素自发地放出射线的现象，首先由贝克勒尔发现。天然放射现象的发现，说明原子核还具有复杂的结构。2放射性和放射性元素物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性。具有放射性的元素叫放射性元素。3三种射线放射性元素放射出的射线共有三种，分别是射线、射线、射线。4三种射线的比较射线名称比较项目射线射线射线组成

5、高速氦核流高速电子流光子流(高频电磁波)带电量2ee0质量4mp静止质量为零符号Hee速度可达0.1c可达0.99cc垂直进入电场或磁场的偏转情况偏转偏转不偏转贯穿本领最弱较强最强对空气的电离作用很强较弱很弱5放射性同位素的应用与防护(1)放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同。(2)应用：消除静电、工业探伤，作示踪原子等。(3)防护：防止放射性对人体组织的伤害。知识点3原子核的衰变半衰期1原子核的衰变(1)原子核放出粒子或粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变。(2)分类：衰变：XYHe。衰变：XYe。辐射：当放射性物质连续发生衰变时，原子核

6、中有的发生衰变，有的发生衰变，同时伴随着辐射。(3)两个典型的衰变方程：衰变：UThHe；衰变：ThPae。2半衰期(1)定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。知识点4核力、结合能、质量亏损1核力(1)定义：原子核内部，核子间所特有的相互作用力。(2)特点核力是强相互作用的一种表现；核力是短程力，作用范围在1.51015 m之内；每个核子只跟它的相邻核子间才有核力作用。2结合能核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫作原子核的结合能，亦称核能。3比结合能(1

7、)定义：原子核的结合能与核子数之比，称作比结合能，也叫平均结合能。(2)特点：不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。4质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程Emc2，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小m，这就是质量亏损。由质量亏损可求出释放的核能Emc2。双基自测一、堵点疏通1原子中绝大部分是空的，原子核很小。()2核式结构学说是卢瑟福在粒子散射实验的基础上提出的。()3氢原子光谱是由一条一条亮线组成的。()4玻尔理论成功地解释了氢原子光谱，也成功地解释了氦原子光谱。()5按照玻尔理论，核外电子均匀分布在各个不连续的轨道上。()6人们认

8、识原子具有复杂结构是从英国物理学家汤姆孙研究阴极射线发现电子开始的。()7人们认识原子核具有复杂结构是从卢瑟福发现质子开始的。()8如果某放射性元素的原子核有100个，经过一个半衰期后还剩50个。()9质能方程表明在一定条件下，质量可以转化为能量。()二、对点激活1卢瑟福通过粒子散射实验，判断出原子中心有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构模型。如图所示的平面示意图中两条线表示粒子运动的轨迹，则沿所示方向射向原子核的粒子可能的运动轨迹是(A)A轨迹aB轨迹bC轨迹cD轨迹d解析粒子带正电，因此粒子靠近核时，与核间有斥力，沿方向射向原子核的粒子比沿方向的粒子离核近，与核的作用强，因此粒子沿方

9、向进入后与核作用向外侧散射的偏转角应该比沿的大，故A正确。2(2020河南重点高中月考)根据玻尔理论可知，处于基态的氢原子吸收一个光子后跃迁到高能级，下列说法正确的是(C)A核外电子的动能增加B氢原子的电势能减少C氢原子的能量增加D氢原子更加稳定解析本题考查玻尔能级跃迁理论、原子的能量变化。根据玻尔理论可知，氢原子吸收一个光子后，能量增加，C正确；氢原子从基态跃迁到激发态，稳定性减小，D错误；氢原子吸收光子后，核外电子绕原子核做圆周运动的轨道半径增大，对照天体模型可知，静电力做负功，动能减小，电势能增大，A、B错误。3(多选)据媒体报道，叛逃英国的俄罗斯前特工利特维年科在伦敦离奇身亡，英国警方

10、调查认为毒杀利特维年科的是超级毒药放射性元素钋(Po)。若该元素发生衰变，其半衰期是138天，衰变方程为PoXHe，则下列说法中正确的是(ABD)AX原子核含有124个中子BX原子核含有206个核子C射线具有很强的电离能力D100 g的Po经276天，已衰变的质量为75 g解析X原子核中的核子数为2104206(个)，B项正确；中子数为206(842)124个，A项正确；射线的电离能力很弱，C项错误；经过两个半衰期，剩余的钋的质量为原来的四分之一，则已衰变的质量为原来的四分之三，D项正确。核心考点重点突破HE XIN KAO DIAN ZHONG DIAN TU PO考点一氢原子能级及原子跃迁

11、1能级图中相关量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“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hEmEn2两类能级跃迁(1)自发跃迁：高能级低能级，释放能量，发出光子。光子的频率。(2)受激跃迁：低能级高能级，吸收能量。光照(吸收光子)：光子的能量必须恰等于能级差hE。碰撞、加热等：只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E外E。大于电离能的光子被吸收，将原子电离。3谱线条数的确定方法(1)一个

12、氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n1)。(2)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法。可采用在能级图上画图的方法求解。可采用数学中的组合知识求解：NC。例1(2021广西三市调研)氢原子能级图如图所示，大量处于n3激发态的氢原子向低能级状态跃迁辐射出的光子中，发现有两种频率的光子能使金属A产生光电效应，则下列说法正确的是(B)A大量处于n3激发态的氢原子向低能级状态跃迁时，只辐射两种频率的光子B从n3激发态直接跃迁到基态时放出的光子一定能使金属A发生光电效应C一个氢原子从n3激发态跃迁到基态时，该氢原子能量增大D一个氢原子从n3激发态跃迁到基态时，该氢原子核外电子动能减小解析本

13、题考查玻尔氢原子能级跃迁理论的综合应用。大量处于n3激发态的氢原子向低能级状态跃迁时，有31,32,21，三种情况，所以跃迁过程中将释放出3种频率的光子，故A错误；由题可知，大量处于n3激发态的氢原子向低能级跃迁所放出的光子中，有两种频率的光子能使金属A发生光电效应，从n3跃迁到基态辐射的光子频率最大，则一定能使金属A发生光电效应，故选项B正确；根据玻尔理论，氢原子从激发态跃迁到基态时，放出能量，电子的动能增大，电势能减小，原子总能量减小，故选项C、D错误。名师点拨氢原子能量分析 氢原子在各个不同的能量状态对应不同的电子轨道，电子绕核做圆周运动的动能和系统的电势能之和即为原子的能量，即EEke

14、EpH。电子绕核做圆周运动由库仑力提供向心力，有k，电子的动能Ekemv；系统的电势能根据库仑力做功来判断：靠近核，库仑力对电子做正功，系统电势能减小，远离核，库仑力对电子做负功，系统的电势能增大。变式训练1(2021山西大同联合)如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n4的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射光子，用这些光照射逸出功为1.90 eV的金属铯，下列说法正确的是(A)A这群氢原子最多能发出6种不同频率的光，其中从n4能级跃迁到n3能级所发出的光波长最长B这群氢原子发出的光子均能使金属铯发生光电效应C金属铯表面所逸出的光电子的初动能最大值为12.75 eVD金属铯表面所逸

15、出的光电子的初动能最大值为10.19 eV解析本题考查氢原子能级跃迁和光电效应方程。一群氢原子处于n4的激发态，可能发出C6种不同频率的光子，因为n4和n3间能级差最小，所以从n4跃迁到n3发出的光子频率最小，波长最长，选项A正确；从n4跃迁到n3发出的光子能量值最小，为E43E4E30.85(1.51)eV0.66 eV1.90 eV。所以不能使金属铯发生光电效应，选项B错误；从n4跃迁到n1发出的光子频率最高，发出的光子能量为13.60 eV0.85 eV12.75 eV。根据光电效应方程EkmhW0得，光电子的最大初动能为Ekm12.75 eV1.90 eV10.85 eV，选项C、D错

16、误。考点二原子核的衰变半衰期1确定衰变的种类及衰变次数的方法不稳定的原子核自发地放出粒子或粒子后，转变为新核的变化称为原子核的衰变。判断衰变的种类及衰变次数要掌握几个要点。(1)知道粒子和粒子的表示符号粒子实质是氦原子核，符号是He，其中4表示氦的质量数，2表示氦的电荷数。粒子实质是电子，符号是e，其中0表示电子的质量数，1表示电子的电荷数。(2)知道衰变和衰变满足两种“守恒”衰变过程中，电荷数和质量数都守恒。(3)弄清确定衰变次数的方法设元素X经过n次衰变和m次衰变后，变成稳定的新元素Y，则表示核反应的方程为：XYnHeme。根据质量数守恒和电荷数守恒可得AA4nZZ2nm两式联立解得n，m

17、ZZ可见，确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组。(4)衰变和衰变的实质衰变：XYHe，衰变的实质是某元素的原子核放出由两个质子和两个中子组成的粒子(即氦核)。新核比原核的质量数减少4，核电荷数减少2，在元素周期表中的位置要前移两位。衰变：XYe，衰变的实质是某元素的原子核内的一个中子变为一个质子时放射出一个电子。新核与原核质量数相同，核电荷数增加1，在元素周期表中的位置要后移一位。注意：射线是伴随衰变或衰变产生的。放出射线后，原子核的电荷数和质量数都不变，其实质是放射性元素的原子核在发生衰变或衰变时，由于产生的某些新核具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出光子。当放射性物质发生连续衰变时，

18、原子核中有的发生衰变，有的发生衰变，同时伴有射线产生，这时可连续放出三种射线。2对半衰期的理解(1)根据半衰期的概念，可总结出公式N余N原()，m余m原()式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子核数和质量，N余、m余表示衰变后的放射性元素的原子核数和质量，t表示衰变时间，表示半衰期。(2)适用条件：半衰期是一个统计规律，是对大量的原子核衰变规律的总结，对于一个特定的原子核，无法确定何时发生衰变。例2(多选)Th(钍)经过一系列衰变和衰变，变成Pb(铅)。以下说法中正确的是(ABD)A铅核比钍核少8个质子B铅核比钍核少16个中子C共经过4次衰变和6次衰变D共经过6次衰变和4次衰变解析设衰变次

19、数为x，衰变次数为y，由质量数守恒和电荷数守恒得2322084x90822xy解得x6，y4，C错、D对；铅核、钍核的质子数分别为82、90，故A对；铅核、钍核的中子数分别为126、142，故B对。变式训练2(2018江苏高考)已知A和B两种放射性元素的半衰期分别为T和2 T，则相同质量的A和B经过2 T后，剩有的A和B质量之比为(B)A1：4B1：2C2：1D4：1解析根据衰变规律，经过2 T后A剩有的质量mA m0 m0B剩有的质量mB m0 m0。所以，故选项B正确。考点三核反应类型及核反应方程1核反应的四种类型类型可控性核反应方程典例衰变衰变自发UThHe衰变自发ThPae人工转变人工

20、控制NHeOH(卢瑟福发现质子)HeBeCn(查德威克发现中子)AlHePn(约里奥居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子)PSie重核裂变比较容易进行人工控制UnBaKr3nUnXeSr10n轻核聚变中国可控轻核聚变，世界领先，但未达到应用程度HHHen2核反应过程一般是不可逆的，书写核反应方程不能用等号，只能使用单向箭头“”连接，并表示反应方向。3核反应过程遵循质量数守恒，而不是质量守恒，核反应过程中伴随着能量的巨大变化，反应前后质量会变化，一般质量会亏损。4核反应过程中遵循电荷数守恒原理。例3(1)关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有(AC)A U Th He是衰变B N He

21、O H是衰变C H H He n是轻核聚变D Se Kr2 e是重核裂变(2)现有四个核反应：A H H He nB U nX Kr3 nC Na Mg eD He Be C nD是发现中子的核反应方程，B是研究原子弹的基本核反应方程，A是研究氢弹的基本核反应方程。B项中X的质量数为144，中子数为88。解析(1)A项为衰变，B项为原子核的人工转变，C项为轻核聚变，D项为衰变，故A、C两项正确。(2)D项为查德威克发现中子的核反应方程；B项是研究原子弹的基本核反应方程；A项是研究氢弹的基本核反应方程。X的质量数为：(2351)(893)144X的质子数为：923656X的中子数为：144568

22、8。名师点拨四种核反应的快速区分 (1)衰变反应：反应方程左边只有一个原子核，右边有两项且其中包含一个氦核或电子。(2)人工核反应：核反应方程左边有一个原子核和粒子、中子、质子、氘核等粒子中的一个，右边有一个新核，也可能包括另一个粒子。(3)重核的裂变：左边为重核与中子，右边为两个以上的核并放出若干个粒子。方程两边中子数不可抵消。(4)轻核的聚变：左边为轻核，右边为质量数较大的核。例如氘核和氚核聚变成氦核的反应。考点四 核能的计算1质能方程的理解(1)一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，即Emc2。方程的含义是：物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系，物体的能量

23、增大，质量也增大；物体的能量减少，质量也减少。(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损m，其能量也要相应减少，即Emc2。(3)原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加m，吸收的能量为Emc2。2核能释放的两种途径的理解中等大小的原子核的比结合能最大，这些核最稳定。(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。3核反应过程中的综合问题(1)两个守恒定律的应用若两原子核发生核反应生成两种或两种以上的新生原子核过程中满足动量守恒的条件，则m1v1m2v2m3v3m4v4若核反应过程中释放的核能全部转化为新生原子核的动能，由能量

24、守恒得m1vm2vEm3vm4v(2)原子核衰变过程中，粒子、粒子和新生原子核在磁场中的轨迹。衰变中，粒子和新生原子核在磁场中的轨迹外切，如图(甲)所示。衰变中，粒子和新生原子核在磁场中的轨迹内切，如图(乙)所示。(3)计算核能的方法根据爱因斯坦质能方程，用核反应过程中质量亏损的千克数乘以真空中光速的平方，即Emc2；根据1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，得E质量亏损的原子质量单位数931.5 MeV。根据平均结合能来计算核能原子核的结合能平均结合能核子数。有时可结合动量守恒和能量守恒进行分析计算，此时应注意动量、动能关系式p22mEk的应用。例4现有两动能均为E00.35

25、MeV的 H在一条直线上相向运动，两个H发生对撞后能发生核反应，得到 He和新粒子，且在核反应过程中释放的能量完全转化为 He和新粒子的动能。已知 H的质量为2.014 1 u，He的质量为3.016 0 u，新粒子的质量约为1.008 7 u，核反应时质量亏损1 u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(C)A核反应方程为HHHeHB核反应前后不满足能量守恒定律C新粒子的动能约为3 MeVDHe的动能约为4 MeV解析由核反应过程中的质量数和电荷数守恒可知HHHen，则新粒子为中子n，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

26、然满足能量守恒定律，B错误；由题意可知E(2.014 1 u23.016 0 u1.008 7 u)931 MeV/u3.3 MeV，根据核反应中系统的能量守恒有EkHeEkn2E0E，根据核反应中系统的动量守恒有pHepn0，由Ek，可知，解得EkHe(2E0E)1 MeV，Ekn(2E0E)3 MeV，所以C正确、D错误。变式训练3(2020福建省泉州市月考)重核裂变的一个核反应方程为U nXeSrx n，已知U、Xe、Sr的平均结合能分别为7.6 MeV、8.4 MeV、8.7 MeV，则(A)A该核反应方程中x10BU的中子数为92C该核反应释放9.5MeV的能量DU的平均结合能比Xe

27、小，U比Xe更稳定解析根据质量数守恒可知，x10，故A正确； U的质子数为92，质量数为235，所以中子数为143，故B错误；反应前的总结合能E17.6 MeV2351 786 MeV，反应后的总结合能E28.4 MeV1368.7 MeV901 925.4 MeV，E1Uc2，则bac，又由于a光照射时的饱和光电流大于c光照射时的饱和光电流，故a光更强些，B正确，A、C、D错误。5(2021河南九师联盟质检) H和 H是重要的核聚变燃料，H和H聚变的核反应方程为HHHeX17.6 MeV，X与Y核反应又可获得 H，即XY He H4.9 MeV，则下列说法正确的是(D)AX是电子BY的核电荷

28、数为4C H H HeX17.6 MeV中的17.6 MeV是 He的结合能DXY He H4.9 MeV中平均每个核子释放的能量为0.7 MeV解析本题考查核反应方程与质能方程的应用。根据核反应前后质量数、电荷数守恒可知，X是中子，Y的核电荷数为3，选项A、B错误；核子结合成原子核释放的能量才是结合能，选项C错误；XY He H4.9 MeV中平均每个核子释放的能量为0.7 MeV，选项D正确。6(2019天津)我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿摄氏度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础。下列关于聚变的说法正确的是(AD

29、)A核聚变比核裂变更为安全、清洁B任何两个原子核都可以发生聚变C两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加D两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加解析核聚变没有放射性污染，安全、清洁，A正确；只有原子序数小的“轻”核才能发生聚变，B错误；轻核聚变成质量较大的原子核、比结合能增加，总质量减小，C错误，D正确。7(2020山东省实验中学模拟)氢原子光谱如图甲所示，图中给出了谱线对应的波长，玻尔的氢原子能级图如图乙所示。已知普朗克常量h6.631034 Js，可见光的频率范围约为4.210147.81014 Hz，则(ABD)甲乙AH谱线对应光子的能量小于H谱线对应光子的能量B图甲所示H

30、、H、H、H四种光均属于可见光范畴CH对应光子的能量约为10.2 eVDH谱线对应的跃迁是从n3能级到n2能级解析本题考查对应光谱比较能级跃迁放出光子的种类。根据真空中光速等于波长乘频率可知，波长越长频率越小，根据Eh可知频率越小能量越小，故A正确；由可见光的频率范围可知，可见光的波长范围约为385714 nm，则四种光都属于可见光，故B正确；由Ehh 可得E2.56 eV，故C错误；根据Ehh 可知，H谱线对应的光子能量为H对应光子能量的倍，约为1.89 eV，结合能级图可知，从n3能级跃迁到n2能级时辐射的光子能量为1.51(3.4)eV1.89 eV，故D正确。8(2020山东济宁月考)

31、某金属表面逸出的光电子的最大初动能和入射光的频率变化的关系图像如图所示，直线与横轴的交点坐标为4.291014 Hz，与纵轴交点坐标为0.5 eV，则下列说法正确的是(BD)A该金属的逸出功为0.5 eVB该金属的极限频率为4.291014 HzC当入射光频率 5.51014 Hz时，光的强度最大D直线的斜率表示普朗克常量h解析本题考查光电效应方程的应用。根据爱因斯坦光电效应方程EkmhW0知，Ekm图线的斜率为普朗克常量h，图线与横轴的交点坐标表示极限频率，即该金属的极限频率为4.291014 Hz，故B、D正确；当入射光频率为4.291014 Hz 时，光电子的最大初动能为0，根据Ekmh

32、W0得该金属的逸出功为W01.78 eV，故A错误；由题图可知，5.51014 Hz时，光电子的最大初动能为0.5 eV，无法得出光的强弱，故C错误。二、非选择题(本题共3小题，共52分。)9(10分)(2020江苏单科，12(1)(2)(1)“测温枪”(学名“红外线辐射测温仪”)具有响应快、非接触和操作方便等优点。它是根据黑体辐射规律设计出来的，能将接收到的人体热辐射转换成温度显示。若人体温度升高，则人体热辐射强度I及其极大值对应的波长的变化情况是B。AI增大，增大BI增大，减小CI减小，增大DI减小，减小(2)大量处于某激发态的氢原子辐射出多条谱线，其中最长和最短波长分别为1和2，则该激发

33、态与基态的能量差为，波长为1的光子的动量为。(已知普朗克常量为h，光速为c)解析(1)黑体辐射规律为：温度升高，辐射强度I增大，I的极大值向波长短的方向偏移，故B选项正确。(2)氢原子从激发态直接跃迁到基态时辐射光子的能量最大，波长最短，故EnE1h 。波长为1的光子的动量p。10(20分)(2020青岛高三月考)一个氘核(H)和一个氚核(H)聚变时产生一个中子(n)和一个粒子(He)。已知氘核的质量为mD，氚核的质量为mT，中子的质量为mn，粒子的质量为m，光速为c，元电荷电荷量为e。(1)写出核反应方程，并求一个氘核和一个氚核聚变时释放的核能E。(2)反应放出的粒子在与匀强磁场垂直的平面内

34、做圆周运动，轨道半径为R，磁感应强度大小为B。求粒子在磁场中做圆周运动的周期T和等效电流I的大小。(3)1909年卢瑟福及盖革等用粒子轰击金箔发现，绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进或只发生很小的偏转，但有些粒子发生了较大的偏转，个别就像被弹回来了一样。卢瑟福认为“枣糕模型”中的电子不足以把粒子反弹回来，在经过深思熟虑和仔细的计算后，他提出了原子的核式结构模型。以一个粒子以速度v与原来静止的电子发生弹性正碰为例，请通过计算说明为什么电子不能把粒子反弹回来(已知粒子的质量是电子质量的7 300倍)。答案(1)见解析(2)(3)见解析解析本题考查核反应方程、质能方程、带电粒子在磁场中的运动问

35、题以及粒子散射实验的原理。(1)核反应方程：HHnHe反应释放的核能Emc2(mDmTmnm)c2(2)设粒子的速度大小为v，由2evBm，T得粒子在磁场中运动周期T由电流定义式I，得I(3)设电子的质量为me，碰撞后粒子的速度为v，电子的速度为ve。由动量守恒定律得mvmvmeve由能量守恒定律得mv2mvmev得vv因1所以vv，即粒子所受电子的影响是微乎其微的，不会被反弹。11(22分)(2020浙江物理1月)通过测量质子在磁场中的运动轨迹和打到探测板上的计数率(即打到探测板上质子数与衰变产生总质子数N的比值)，可研究中子( n)的衰变。中子衰变后转化成质子和电子，同时放出质量可视为零的反中微子e。如图所示，位于P点的