发布时间 : 星期一 文章2020年高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练专题32 原子结构 原子核（解析版）更新完毕开始阅读7a984710c7da50e2524de518964bcf84b9d52d8d
2020届高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练
专题32 原子结构 原子核
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目录
热点题型一 原子的核式结构 玻尔理论 ............................................................................................................. 1
（一）对能级图的理解和应用 ......................................................................................................................... 3 （二）对原子核式结构的理解 ......................................................................................................................... 4 热点题型二 氢原子的能量及变化规律 ................................................................................................................... 5 热点三 原子核的衰变、半衰期 ............................................................................................................................. 6
（一）确定衰变次数的问题 ............................................................................................................................. 7 （二）衰变射线的性质 ..................................................................................................................................... 8 （三）对半衰期的理解和应用 ......................................................................................................................... 9 热点题型四 核反应类型与核反应方程 ................................................................................................................... 9 热点题型五 核能的计算 .......................................................................................................................................... 11 【题型演练】 ........................................................................................................................................................... 12
【题型归纳】
热点题型一 原子的核式结构 玻尔理论 1．α粒子散射实验 (1)α粒子散射实验装置
(2)α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子穿过金箔后发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被“撞了回来”． 2．原子的核式结构模型 (1)α粒子散射实验结果分析
①核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变． ②汤姆孙模型不能解释α粒子的大角度散射．
③绝大多数α粒子沿直线穿过金箔，说明原子中绝大部分是空的；少数α粒子发生较大角度偏转，反映了原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷；极少数α粒子甚至被“撞了回来”，反映了个别α粒子正对着质量比α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α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．
3．对氢原子能级图的理解 (1)能级图如图所示
(2)氢原子的能级和轨道半径
1
①氢原子的能级公式：En＝2E1(n＝1，2，3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV.
n②氢原子的半径公式：rn＝n2r1(n＝1，2，3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10
－10
m.
(3)能级图中相关量意义的说明．
相关量 能级图中的横线 横线左端的数字“1，2，3…” 横线右端的数字“－13.6，－3.4…” 相邻横线间的距离 差越小，距离越小 表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃带箭头的竖线 迁的条件为hν＝Em－En 4.两类能级跃迁
(1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子．
意义 表示氢原子可能的能量状态——定态 表示量子数 表示氢原子的能量 表示相邻的能量差，量子数越大，相邻的能量
ΔEE高－E低
光子的频率ν＝＝.
hh
(2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量．
①光照(吸收光子)：吸收光子的全部能量，光子的能量必须恰等于能级差hν＝ΔE.
②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外≥ΔE. ③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】(2019·山西太原一模)如图是氢原子的能级示意图．当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级时， 辐射出光子a；从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出光子b.以下判断正确的是 ( )
A．在真空中光子a的波长大于光子b的波长 B．光子b可使氢原子从基态跃迁到激发态 C．光子a可能使处于n＝4能级的氢原子电离
D．大量处于n＝3能级的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n＝4的能级跃迁到n＝3的能级的能级差小于从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时的能级差，根据Em－En＝hν知，光子a的能量小于光子b的能量，所以a光的频率小于b光的频率，光子a的波长大于光子b的波长，故A正确；光子b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Em－En＝hν可求光子a的能量小于n＝4能级的电离能，所以不能使处于n＝4能级的氢原子电离，C错误；大量处于n＝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】氢原子能级如图，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是( )
A．氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nm B．用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级 C．一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线 D．用波长为633 nm的光照射，不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级 【答案】CD
【解析】根据氢原子的能级图和能级跃迁规律，当氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级时，辐射光的波长一定小于656 nm，因此选项A错误；根据发生跃迁只能吸收和辐射一定频率的光子，可知选项B错误，D正确；一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时可以产生3种频率的光子，所以选项C正确． （二）对原子核式结构的理解
【例2】(2019·上海理工大附中期中)如图所示为卢瑟福α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α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、B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B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α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似 D．α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子后产生的反弹 【答案】C
【解析】.放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数应最多，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B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α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似，故C正确；α粒子发生散射的主要原因是α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α粒子(氦原子核)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