資源簡介 素養目標 1.知道原子核式結構、氫原子能級結構.(物理觀念) 2.了解放射性、原子核的衰變、半衰期、結合能和質量虧損的概念.(物理觀念) 3.了解原子核衰變、核反應的規律.(物理觀念) 4.能用氫原子能級結構和能級公式解釋氫原子躍遷現象.(科學思維) 5.能夠區別原子核的衰變方程和核反應方程.(科學思維) 6.理解愛因斯坦質能方程,能夠利用愛因斯坦質能方程求解核能問題.(科學思維)一、原子結構1.電子的發現:英國物理學家湯姆孫發現了電子.2.原子的核式結構(1)α粒子散射實驗:1909~1911年,英國物理學家盧瑟福和他的助手進行了用α粒子轟擊金箔的實驗,實驗發現絕大多數α粒子穿過金箔后基本上仍沿原來方向前進,但有少數α粒子發生了大角度偏轉,偏轉的角度甚至大于90°,也就是說它們幾乎被“撞”了回來,如圖所示.直 觀 情 境(2)原子的核式結構模型:在原子中心有一個很小的核,原子全部的正電荷和幾乎全部的質量都集中在核里,帶負電的電子在核外空間繞核旋轉.二、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,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律巴耳末系是氫光譜在可見光區的譜線,其波長公式=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和確定物質的組成成分,且靈敏度很高.在發現和鑒別化學元素上有著重大的意義.三、氫原子的能級、能級公式1.玻爾理論(1)定態:原子只能處于一系列不連續的能量狀態中,在這些能量狀態中原子是穩定的,電子雖然繞核運動,但并不向外輻射能量.(2)躍遷:原子從一種定態躍遷到另一種定態時,它輻射或吸收一定頻率的光子,光子的能量由這兩個定態的能量差決定,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跟電子在不同的圓周軌道繞核運動相對應.原子的定態是不連續的,因此電子的可能軌道也是不連續的.2.氫原子的能級、能級公式(1)氫原子的能級公式:En=E1(n=1,2,3,…),其中E1為基態能量,其數值為E1=-13.6 eV.(2)氫原子的半徑公式:rn=n2r1(n=1,2,3,…),其中r1為基態半徑,又稱玻爾半徑,其數值為r1=0.53×10-10 m.四、原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期、放射性同位素1.原子核的組成:原子核是由質子和中子組成的,原子核的電荷數等于核內的質子數.2.天然放射現象元素自發地放出射線的現象,首先由貝克勒爾發現.天然放射現象的發現,說明原子核具有復雜的結構.3.放射性同位素的應用與防護(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兩類,放射性同位素的化學性質相同.(2)應用:消除靜電、工業探傷、做示蹤原子等.(3)防護:防止放射性對人體組織的傷害.4.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+He.如:U―→Th+He.β衰變:X―→Y+e.如:Th―→Pa+e.(3)半衰期:放射性元素的原子核有半數發生衰變所需的時間.半衰期由原子核內部的因素決定,跟原子核所處的化學狀態和外部條件沒有關系.五、核力和核能 裂變和聚變1.核力原子核內部核子間所特有的相互作用力.2.結合能(1)結合能:核子結合為原子核時放出的能量或原子核分解為核子時吸收的能量,叫作原子核的結合能.(2)比結合能①定義:原子核的結合能與核子數之比,稱作比結合能,也叫平均結合能.②特點:不同原子核的比結合能不同,原子核的比結合能越大,表示原子核中核子結合得越牢固,原子核越穩定.3.質量虧損愛因斯坦質能方程:E=mc2.原子核的質量必然比組成它的核子的質量和要小Δm,這就是質量虧損.由質量虧損可求出釋放的核能ΔE=Δmc2.4.重核裂變(1)定義:質量數較大的原子核受到高能粒子的轟擊而分裂成幾個質量數較小的原子核的過程.(2)典型的裂變反應方程:U+n―→Kr+Ba+3n.5.輕核聚變(1)定義:兩個輕核結合成質量較大的核的反應過程.輕核聚變反應必須在高溫下進行,因此又叫熱核反應.(2)典型的聚變反應方程:H+H―→He+n.1.思維辨析(1)原子中絕大部分是空的,原子核很小. ( )(2)氫原子光譜是由一條一條亮線組成的. ( )(3)按照玻爾理論,核外電子均勻分布在各個不連續的軌道上.( )(4)如果某放射性元素的原子核有100個,經過一個半衰期后還剩50個. ( )(5)質能方程表明在一定條件下,質量可以轉化為能量. ( )2.(多選)氫原子的能級示意圖如圖所示,一群氫原子由n=1的狀態激發到n=4的狀態,在它回到n=1的狀態的過程中,以下說法正確的有( )A.可能激發的能量不同的光子只有3種B.可能發出6種不同頻率的光子C.可能發出的光子的最大能量為12.75 eVD.可能發出的光子的最小能量為0.85 eV3.(多選)關于原子核的結合能,下列說法正確的是( )A.原子核的結合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B.一重原子核衰變成α粒子和另一原子核,衰變產物的結合能之和一定大于原來重核的結合能C.平均結合能越大,原子核越不穩定D.自由核子組成原子核時,其質量虧損所對應的能量大于該原子核的結合能考點 玻爾理論 能級躍遷1.對氫原子能級圖的理解(1)能級圖如圖所示.(2)能級圖中相關量意義的說明相關量 意義能級圖中的橫線 表示氫原子可能的能量狀態——定態橫線左端的數字“1,2,3,…” 表示量子數橫線右端的數字“-13.6,-3.4,…” 表示氫原子的能量相鄰橫線間的距離 表示相鄰的能量差,量子數越大,相鄰的能量差越小,距離越小帶箭頭的豎線 表示原子由較高能級向較低能級躍遷輻射的能量,原子躍遷的條件為hν=Em-En2.兩類能級躍遷(1)自發躍遷:高能級→低能級,釋放能量,發出光子.光子的頻率ν==.(2)受激躍遷:低能級→高能級,吸收能量.①光照(吸收光子):吸收光子的全部能量,光子的能量必須恰好等于能級差hν=ΔE.②碰撞、加熱等:可以吸收實物粒子的部分能量,只要入射粒子能量大于或等于能級差即可,E外≥ΔE.③大于電離能的光子被吸收,將原子電離.3.譜線條數的確定方法(1)一個氫原子躍遷發出可能的光譜線條數最多為(n-1).(2)一群氫原子躍遷發出可能的光譜線條數的兩種求解方法①用數學中的組合知識求解: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.典例1 (2023·山東卷)“夢天號”實驗艙攜帶世界首套可相互比對的冷原子鐘組發射升空,對提升我國導航定位、深空探測等技術具有重要意義.如圖所示為某原子鐘工作的四能級體系,原子吸收頻率為ν0的光子從基態能級Ⅰ躍遷至激發態能級Ⅱ,然后自發輻射出頻率為ν1的光子,躍遷到鐘躍遷的上能級2,并在一定條件下可躍遷到鐘躍遷的下能級1,實現受激輻射,發出鐘激光,最后輻射出頻率為ν3的光子回到基態.該原子鐘產生的鐘激光的頻率ν2為( )A.ν0+ν1+ν3 B.ν0+ν1-ν3C.ν0-ν1+ν3 D.ν0-ν1-ν31.[玻爾理論和光電效應的綜合應用]如圖所示為氫原子的能級圖.大量氫原子處于n=3的激發態,在向低能級躍遷時放出光子,用這些光子照射逸出功為2.29 eV的金屬鈉.下列說法正確的是( )A.逸出光電子的最大初動能為10.80 eVB.n=3躍遷到n=1放出的光子動量最大C.有3種頻率的光子能使金屬鈉產生光電效應D.用0.85 eV的光子照射,氫原子躍遷到n=4激發態2.[對原子發光及光的顏色的理解]有些金屬原子受激后,從某激發態躍遷回基態時,會發出特定顏色的光.圖甲為鈉原子和鋰原子分別從激發態躍遷回基態的能級差值,鈉原子發出頻率為5.09×1014 Hz的黃光,可見光譜如圖乙所示.鋰原子從激發態躍遷回基態的發光顏色為( )A.紅色 B.橙色C.綠色 D.青色考點 原子核的衰變、半衰期1.三種射線的比較名稱 本質 符號 電荷量 質量 電離能力 貫穿本領α射線 氦核 He +2e 4mH 最強 最弱β射線 電子 e -e mH 較強 較弱γ射線 光子 γ 0 0 最弱 最強2.衰變規律及實質衰變類型 α衰變 β衰變衰變方程 X―→Y+He X―→Y+e衰變實質 2個質子和2個中子結合成一個整體射出 1個中子轉化為1個質子和1個電子2H+2n―→He n―→H+e勻強磁場中 軌跡形狀衰變規律 電荷數守恒、質量數守恒、動量守恒3.半衰期 (1)公式:N余=N原,m余=m原.(2)影響因素:放射性元素衰變的快慢是由原子核內部自身因素決定的,跟原子核所處的物理狀態(如溫度、壓強)或化學狀態(如單質、化合物)無關.典例2 (2022·全國甲卷)兩種放射性元素的半衰期分別為t0和2t0,在t=0時刻這兩種元素的原子核總數為N,在t=2t0時刻,尚未衰變的原子核總數為,則在t=4t0時刻,尚未衰變的原子核總數為( )A. B.C. D.1.[對衰變的理解]已知一個Np原子核經過一系列α衰變和β衰變后變成Bi,下列說法正確的是( )A.衰變過程中共發生了7次α衰變和6次β衰變B.一次衰變過程可以同時放出α粒子、β粒子和γ粒子C.Np的半衰期與任意一個Np原子核發生衰變的時間相等D.Np的人工放射性同位素比天然放射性物質半衰期更短,放射性廢料更容易處理2.[利用衰變圖像計算半衰期]醫學治療中常用放射性核素113In產生γ射線,而113In是由半衰期相對較長的113Sn衰變產生的.對于質量為m0的113Sn,經過時間t后剩余的113Sn質量為m,其 t圖線如圖所示.下列說法正確的是( )A.100個113Sn原子核在經過一個半衰期后,一定還剩50個B.溫度升高,113Sn原子運動更劇烈,其半衰期將變小C.113Sn原子與O2反應后生成的氧化物將不再具有放射性D.從圖中可以得到113Sn的半衰期為115.1 d考點 核反應及核反應方程式1.核反應的四種類型類型 可控性 核反應方程典例衰變 α衰變 自發 U―→Th+Heβ衰變 自發 Th―→Pa+e人工轉變 人工控制 N+He―→O+H (盧瑟福發現質子)He+Be―→C+n (查德威克發現中子)Al+He―→P+n 約里奧—居里夫婦發現放射性同位素P―→Si+e重核裂變 比較容易進行人工控制 U+n―→Ba+Kr+3nU+n―→Xe+Sr+10n輕核聚變 很難控制 H+H―→He+n2.核反應方程式的書寫(1)熟記常見基本粒子的符號,是正確書寫核反應方程的基礎.如質子(H)、中子(n)、α粒子(He)、β粒子(e)、正電子(e)、氘核(H)、氚核(H)等.(2)掌握核反應方程遵守的規律,是正確書寫核反應方程或判斷某個核反應方程是否正確的依據,由于核反應不可逆,所以書寫核反應方程式時只能用“―→”表示反應方向.典例3 (2024·廣西南寧測試)自然界中的碳主要是12C,也有少量14C.14C是宇宙射線進入大氣層時,同大氣作用產生中子,中子撞擊大氣中的氮原子所產生.已知14C具有放射性,能夠發生β衰變,但14C放射性強度弱,能量較低.下列說法正確的是( )A.14C的放射性強度弱,能量低,因此可以用高溫環境來提高它的半衰期B.14C發生β衰變,其衰變方程為C―→X+e,其中新核X與14C的中子數相等C.14C發生β衰變時原子核內一個質子轉變為一個中子和一個電子D.產生14C的核反應方程是N+n―→C+H1.[對重核裂變的理解]1947年,我國科學家錢三強、何澤慧夫婦等發現鈾核裂變中的三分裂和四分裂現象中涉及輕核出射.2022年4月29日趙鵬巍和孟杰團隊揭示了其中的產生機制.一種典型的鈾核裂變反應方程為U+n―→Ba+X+yn.下列說法正確的是( )A.y=3B.x=33C.核反應過程中動量一定不守恒D.核反應過程中質量數不守恒2.[對人工轉變的理解]上世紀四十年代初,我國科學家王淦昌先生首先提出證明中微子存在的實驗方案:如果靜止原子核Be俘獲核外K層電子e,可生成一個新原子核X,并放出中微子νe,即Be+e―→X+νe .根據核反應后原子核X的動能和動量,可以間接測量中微子的能量和動量,進而確定中微子的存在.下列說法正確的是( )A.原子核X是LiB.核反應前后的總質子數不變C.核反應前后總質量數不同D.中微子νe的電荷量與電子的相同考點 質量虧損、結合能及核能的計算1.質能方程的理解(1)一定的能量和一定的質量相聯系,物體的總能量和它的質量成正比,即E=mc2.(2)核子在結合成原子核時出現質量虧損Δm,其能量也要相應減少,即ΔE=Δmc2.(3)原子核分解成核子時要吸收一定的能量,相應的質量增加Δm,吸收的能量為ΔE=Δmc2.2.核能釋放的兩種途徑的理解中等大小的原子核的比結合能最大,這些核最穩定.使較重的核分裂成中等大小的核或使較小的核結合成中等大小的核,核子的比結合能都會增加,都可以釋放能量.3.核能的計算方法(1)根據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ΔE=Δm×931.5_MeV計算時,Δm的單位是u,ΔE的單位是MeV.(3)根據核子比結合能來計算核能原子核的結合能=核子的比結合能×核子數.核反應前系統內所有原子核的總結合能與反應后生成的所有新核的總結合能之差,就是該核反應所釋放(或吸收)的核能.典例4 (2024·福建龍巖一中月考)太陽的巨大能量是核聚變產生的,其中一種核反應方程為H+H―→He+X.已知H的比結合能為E1,H的比結合能為E2,He的比結合能為E3,則( )A.X表示質子B.H核比He核更穩定C.核反應過程中的質量虧損可以表示為D.一個H核與一個H核的結合能之和等于一個He核的結合能1.[對比結合能曲線的理解](多選)原子核的比結合能曲線如圖所示.根據該曲線,下列判斷正確的有( )A.He核的結合能約為14 MeVB.He核比Li核更穩定C.兩個H核結合成He核時釋放能量D.U核中核子的平均結合能比Kr核中的大2.[結合能的理解與計算]盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核發現了質子的同時,發現氮原子核變成了氧原子核,產生了氧的一種同位素O.已知質子的質量為mp,中子的質量為mn,O原子核的質量為M,真空中的光速為c,則O的比結合能為( )A.(8mp+9mn-M)c2B.(9mp+8mn-M)c2C.(M-8mp-17mn)c2D.(M-8mp-9mn)c2答案及解析1.思維辨析(1)原子中絕大部分是空的,原子核很小. (√)(2)氫原子光譜是由一條一條亮線組成的. (√)(3)按照玻爾理論,核外電子均勻分布在各個不連續的軌道上.(×)(4)如果某放射性元素的原子核有100個,經過一個半衰期后還剩50個. (×)(5)質能方程表明在一定條件下,質量可以轉化為能量. (×)2.(多選)氫原子的能級示意圖如圖所示,一群氫原子由n=1的狀態激發到n=4的狀態,在它回到n=1的狀態的過程中,以下說法正確的有( )A.可能激發的能量不同的光子只有3種B.可能發出6種不同頻率的光子C.可能發出的光子的最大能量為12.75 eVD.可能發出的光子的最小能量為0.85 eV解析:一群氫原子從n=4的狀態回到n=1的狀態,可能發出的不同頻率的光子種類為C=6,A錯誤,B正確;光子能量最大為E4-E1=12.75 eV,光子能量最小為E4-E3=0.66 eV,C正確,D錯誤.答案:BC3.(多選)關于原子核的結合能,下列說法正確的是( )A.原子核的結合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B.一重原子核衰變成α粒子和另一原子核,衰變產物的結合能之和一定大于原來重核的結合能C.平均結合能越大,原子核越不穩定D.自由核子組成原子核時,其質量虧損所對應的能量大于該原子核的結合能解析:根據結合能的定義可知A正確;一重原子核衰變成α粒子和另一原子核,要釋放能量,所以衰變產物的結合能之和一定大于原來重核的結合能,B正確;平均結合能越大,原子核越穩定,自由核子組成原子核時,其質量虧損所對應的能量等于該原子核的結合能,故C、D錯誤.答案:AB考點 玻爾理論 能級躍遷典例1 (2023·山東卷)“夢天號”實驗艙攜帶世界首套可相互比對的冷原子鐘組發射升空,對提升我國導航定位、深空探測等技術具有重要意義.如圖所示為某原子鐘工作的四能級體系,原子吸收頻率為ν0的光子從基態能級Ⅰ躍遷至激發態能級Ⅱ,然后自發輻射出頻率為ν1的光子,躍遷到鐘躍遷的上能級2,并在一定條件下可躍遷到鐘躍遷的下能級1,實現受激輻射,發出鐘激光,最后輻射出頻率為ν3的光子回到基態.該原子鐘產生的鐘激光的頻率ν2為( )A.ν0+ν1+ν3 B.ν0+ν1-ν3C.ν0-ν1+ν3 D.ν0-ν1-ν3解析:原子吸收頻率為ν0的光子從基態能級Ⅰ躍遷至激發態能級Ⅱ時有EⅡ-EⅠ=hν0,且從激發態能級Ⅱ向下躍遷到基態Ⅰ的過程有EⅡ-EⅠ=hν1+hν2+hν3,聯立解得ν2=ν0-ν1-ν3.故選D.1.[玻爾理論和光電效應的綜合應用]如圖所示為氫原子的能級圖.大量氫原子處于n=3的激發態,在向低能級躍遷時放出光子,用這些光子照射逸出功為2.29 eV的金屬鈉.下列說法正確的是( )A.逸出光電子的最大初動能為10.80 eVB.n=3躍遷到n=1放出的光子動量最大C.有3種頻率的光子能使金屬鈉產生光電效應D.用0.85 eV的光子照射,氫原子躍遷到n=4激發態解析:氫原子從n=3躍遷到n=1放出的光電子能量最大,根據Ek=E-W0可得此時最大初動能為Ek=9.8 eV,故A錯誤;根據p==,E=hν,又因為從n=3躍遷到n=1放出的光子能量最大,故可知動量最大,故B正確;大量氫原子從n=3的激發態躍遷到基態能放出C=3種頻率的光子,其中從n=3躍遷到n=2放出的光子能量為ΔEk=3.4 eV-1.51 eV=1.89 eV<2.29 eV,不能使金屬鈉產生光電效應,其他兩種均可以,故C錯誤;由于從n=3躍遷到n=4能級需要吸收的光子能量為ΔE=1.51 eV-0.85 eV=0.66 eV≠0.85 eV,所以用0.85 eV的光子照射,不能使氫原子躍遷到n=4激發態,故D錯誤.答案:B2.[對原子發光及光的顏色的理解]有些金屬原子受激后,從某激發態躍遷回基態時,會發出特定顏色的光.圖甲為鈉原子和鋰原子分別從激發態躍遷回基態的能級差值,鈉原子發出頻率為5.09×1014 Hz的黃光,可見光譜如圖乙所示.鋰原子從激發態躍遷回基態的發光顏色為( )A.紅色 B.橙色C.綠色 D.青色解析:根據玻爾原子理論可知,ENa=hνNa,ELi=hνLi,結合題目和題圖甲數據,可得νLi≈4.48×1014 Hz,對照題圖乙可知,鋰原子從激發態躍遷回基態的發光顏色為紅色.故選A.答案:A考點 原子核的衰變、半衰期典例2 (2022·全國甲卷)兩種放射性元素的半衰期分別為t0和2t0,在t=0時刻這兩種元素的原子核總數為N,在t=2t0時刻,尚未衰變的原子核總數為,則在t=4t0時刻,尚未衰變的原子核總數為( )A. B.C. D.解析:設兩種放射性元素的原子核個數分別為N1和N2,則有N1+N2=N,當t=2t0時,有N1·+N2·=,聯立解得N1=N,N2=N,則t=4t0時,尚未發生衰變的原子核總數Nx=N1·+N2·,解得Nx=,A、B、D錯誤,C正確.故選C.1.[對衰變的理解]已知一個Np原子核經過一系列α衰變和β衰變后變成Bi,下列說法正確的是( )A.衰變過程中共發生了7次α衰變和6次β衰變B.一次衰變過程可以同時放出α粒子、β粒子和γ粒子C.Np的半衰期與任意一個Np原子核發生衰變的時間相等D.Np的人工放射性同位素比天然放射性物質半衰期更短,放射性廢料更容易處理解析:衰變過程中發生α衰變的次數為=7(次),β衰變的次數為2×7-(93-83)=4(次),故A錯誤;一個原子核在一次衰變中要么是α衰變、要么是β衰變,同時伴隨γ射線的產生,可以同時放出α粒子和γ粒子或者β粒子和γ粒子,不能同時放出三種粒子,故B錯誤;半衰期是大量原子核衰變的統計規律,對少數原子核不適用,故C錯誤;與天然放射性物質相比,Np的人工放射性同位素的放射強度容易控制,還可以制成各種所需的形狀,特別是它的半衰期比天然放射性物質短得多,因此放射性廢料更容易處理,故D正確.答案:D2.[利用衰變圖像計算半衰期]醫學治療中常用放射性核素113In產生γ射線,而113In是由半衰期相對較長的113Sn衰變產生的.對于質量為m0的113Sn,經過時間t后剩余的113Sn質量為m,其 t圖線如圖所示.下列說法正確的是( )A.100個113Sn原子核在經過一個半衰期后,一定還剩50個B.溫度升高,113Sn原子運動更劇烈,其半衰期將變小C.113Sn原子與O2反應后生成的氧化物將不再具有放射性D.從圖中可以得到113Sn的半衰期為115.1 d解析:半衰期對大量原子核有統計意義,對少量原子核沒有意義,故A錯誤;半衰期是原子核自身的性質,與外界物理因素無關,故B錯誤;113Sn原子與O2反應,生成的氧化物中的113Sn核仍有放射性,故C錯誤;113Sn的質量剩余到剩余的時間為一個半衰期,由此可知T=182.4 d-67.3 d=115.1 d,故D正確.答案:D考點 核反應及核反應方程式典例3 (2024·廣西南寧測試)自然界中的碳主要是12C,也有少量14C.14C是宇宙射線進入大氣層時,同大氣作用產生中子,中子撞擊大氣中的氮原子所產生.已知14C具有放射性,能夠發生β衰變,但14C放射性強度弱,能量較低.下列說法正確的是( )A.14C的放射性強度弱,能量低,因此可以用高溫環境來提高它的半衰期B.14C發生β衰變,其衰變方程為C―→X+e,其中新核X與14C的中子數相等C.14C發生β衰變時原子核內一個質子轉變為一個中子和一個電子D.產生14C的核反應方程是N+n―→C+H解析:半衰期由原子核內部本身的因素決定,高溫高壓不能改變原子核的半衰期,A錯誤;14C發生β衰變,新核X為 N,與14C中子數不相等,B錯誤;β衰變的實質是原子核內一個中子轉化為一個質子和一個電子,C錯誤;核反應方程遵循質量數守恒和電荷數守恒,D正確.故選D.1.[對重核裂變的理解]1947年,我國科學家錢三強、何澤慧夫婦等發現鈾核裂變中的三分裂和四分裂現象中涉及輕核出射.2022年4月29日趙鵬巍和孟杰團隊揭示了其中的產生機制.一種典型的鈾核裂變反應方程為U+n―→Ba+X+yn.下列說法正確的是( )A.y=3B.x=33C.核反應過程中動量一定不守恒D.核反應過程中質量數不守恒解析:根據質量數守恒和電荷數守恒知,y=3,x=36,A正確,B錯誤;核反應過程中質量數和動量都守恒,C、D錯誤.答案:A2.[對人工轉變的理解]上世紀四十年代初,我國科學家王淦昌先生首先提出證明中微子存在的實驗方案:如果靜止原子核Be俘獲核外K層電子e,可生成一個新原子核X,并放出中微子νe,即Be+e―→X+νe .根據核反應后原子核X的動能和動量,可以間接測量中微子的能量和動量,進而確定中微子的存在.下列說法正確的是( )A.原子核X是LiB.核反應前后的總質子數不變C.核反應前后總質量數不同D.中微子νe的電荷量與電子的相同解析:根據質量數守恒和電荷數守恒可知,X的質量數為7,電荷數為3,可知原子核X是Li,A正確,C錯誤;核反應方程為Be+e―→Li+νe,則反應前的總質子數為4,反應后的總質子數為3,B錯誤;中微子不帶電,則中微子νe電荷量與電子的不相同,D錯誤.答案:A考點 質量虧損、結合能及核能的計算典例4 (2024·福建龍巖一中月考)太陽的巨大能量是核聚變產生的,其中一種核反應方程為H+H―→He+X.已知H的比結合能為E1,H的比結合能為E2,He的比結合能為E3,則( )A.X表示質子B.H核比He核更穩定C.核反應過程中的質量虧損可以表示為D.一個H核與一個H核的結合能之和等于一個He核的結合能解析:根據電荷數守恒、質量數守恒得,X的電荷數為0,質量數為1,是中子,A錯誤;使重核裂變為兩個質量中等的核或使輕核聚變,都可使核更為穩定并放出能量,故生成物的比結合能大于反應物的比結合能,比結合能越大,原子核越穩定,則He核比H核更穩定,B錯誤;由愛因斯坦質能方程ΔE=Δmc2,解得Δm==,C正確;核聚變反應放出能量,則生成物的結合能之和一定大于反應物的結合能之和,D錯誤.故選C.1.[對比結合能曲線的理解](多選)原子核的比結合能曲線如圖所示.根據該曲線,下列判斷正確的有( )A.He核的結合能約為14 MeVB.He核比Li核更穩定C.兩個H核結合成He核時釋放能量D.U核中核子的平均結合能比Kr核中的大解析:A錯:He核有4個核子,由比結合能圖線可知,He核的結合能約為28 MeV.B對:比結合能越大,原子核越穩定.C對:兩個H核結合成He核時,核子的比結合能變大,結合時要放出能量.D錯:由比結合能圖線知,U核中核子平均結合能比Kr核中的小.答案:BC2.[結合能的理解與計算]盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核發現了質子的同時,發現氮原子核變成了氧原子核,產生了氧的一種同位素O.已知質子的質量為mp,中子的質量為mn,O原子核的質量為M,真空中的光速為c,則O的比結合能為( )A.(8mp+9mn-M)c2B.(9mp+8mn-M)c2C.(M-8mp-17mn)c2D.(M-8mp-9mn)c2解析:O核內有8個質子和9個中子,根據結合能的概念,結合質能方程可知,核的結合能為E=(8mp+9m n-M)c2,則O的比結合能為E′==(8mp+9m n-M)c2,故選A.答案:A(共51張PPT)第2講 原子結構與原子核第十五章 近代物理初步理清教材 強基固本答案解析答案解析重難考點 全線突破解析答案解析答案解析解析答案解析答案解析解析答案解析答案解析解析答案解析答案解析謝 謝 觀 看O 展開更多...... 收起↑ 資源列表 2025屆高中物理(人教版)一輪復習講義第十五章第2講 原子結構與原子核(含解析).docx 2025屆高中物理(人教版)一輪復習課件第十五章 第2講原子結構與原子核(共51張ppt).pptx 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫