2019年高考物理真题同步分类解析专题13 原子和原子核(解析版)
高考物理一轮复习 第12章 近代物理初步 第2讲 原子和原子核课时作业(含解析)新人教版-新人教版高
第2讲原子和原子核时间：45分钟总分为：100分一、选择题(此题共14小题，每一小题6分，共84分。
其中1～11题为单项选择，12～14题为多项选择)1．(2019·广东揭阳一模)如下列图，x为未知的放射源，L为薄铝片，假设在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，如此x可能是()A．α射线和β射线的混合放射源B．纯α射线放射源C．纯γ射线放射源D．α射线和γ射线的混合放射源答案 D解析在放射源和计数器之间加薄铝片L后，发现计数器的计数率大幅度减小，说明射线中含有穿透能力弱的α射线，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明没有射线或剩下的射线不带电，即为γ射线，因此放射源x可能是α射线或它和γ射线的混合放射源，故A、B、C错误，D正确。
2．(2019·江西高三九校3月联考)如下说法中正确的答案是()A．天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的B．玻尔的原子结构理论是在卢瑟福核式结构学说上引进了量子理论C．天然放射现象中出现的α射线、β射线、γ射线都是高能量的电磁波D．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构答案 B解析天然放射现象的发现，揭示了原子核有复杂的结构，故A错误；玻尔的原子结构理论是在卢瑟福核式结构学说的根底上引入了量子理论，故B正确；天然放射现象中出现的α射线、β射线、γ射线，其中α射线是氦原子核，β射线是电子流，只有γ射线是高能量的电磁波，故C错误；卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子有复杂结构，在此根底上，他建立了原子的核式结构模型，故D错误。
3．(2020·安徽省A10联盟高三摸底)据报道，香烟会释放一种危险的放射性元素“钋(210 84 Po)〞，如果每天抽1.5包香烟，一年后累积的辐射相当于300次胸透的辐射。
210 84Po发生一次α衰变和一次β衰变后产生了新核，新核的中子数比质子数多()A．38个B．40个C．42个D．44个答案 B解析210 84Po发生一次α衰变和一次β衰变产生的新核为206 83X，其中子数为206－83＝123，中子数比质子数多123－83＝40，B正确。
2019年高考物理试题分类汇编：原子物理学(带详细解析)
2019年高考物理试题分类汇编——原子物理学（全国卷1）14．原子核23892U 经放射性衰变①变为原子核23490Th ，继而经放射性衰变②变为原子核23491Pa ，再经放射性衰变③变为原子核23492U 。
放射性衰变①、②和③依次为A ．α衰变、β衰变和β衰变B ．β衰变、β衰变和α衰变C ．β衰变、α衰变和β衰变D ．α衰变、β衰变和α衰变【答案】A 【解析】Th U2349023892①,质量数少4,电荷数少2,说明①为α衰变.Pa Th2349123490②,质子数加1,说明②为β衰变,中子转化成质子.U Pa 2349223491③,质子数加1,说明③为β衰变,中子转化成质子.【命题意图与考点定位】主要考查根据原子核的衰变反应方程，应用质量数与电荷数的守恒分析解决。
（全国卷2）14. 原子核A ZX 与氘核21H 反应生成一个α粒子和一个质子。
由此可知A．A=2，Z=1 B. A=2，Z=2 C. A=3，Z=3 D. A=3，Z=2【答案】D 【解析】H He HXA Z114221，应用质量数与电荷数的守恒121,142Z A ，解得2,3Z A ，答案D 。
【命题意图与考点定位】主要考查根据原子核的聚变反应方程，应用质量数与电荷数的守恒分析解决。
（新课标卷）34.[物理——选修3-5](1)(5分)用频率为0v 的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为123v v v 、、的三条谱线，且321v v v ＞＞，则_______.(填入正确选项前的字母)A 、01v v ＜ B 、321v v v C 、0123v v v v D 、123111v v v 答案：B解析：大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱，这说明是从n=3能级向低能级跃迁，根据能量守恒有，123hhh，解得：321v v v ，选项B 正确。
（北京卷）13．属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中，Ａ．真空中光速不变Ｂ．时间间隔具有相对性Ｃ．物体的质量不变Ｄ．物体的能量与质量成正比。
2019-2020学年高中物理 第19章 原子核 课时作业13 核力与结合能(含解析)3-5
核力与结合能一、选择题（1、3、4、6、7、9、11为多选题，其余为单项选择题）1．以下说法中正确的是（)A．每个核子只跟邻近的核子发生核力作用B．在原子核的尺度内,核力比库仑力大得多C．核力不可能表现为斥力D．原子核越大，它的结合能越大,原子核中核子结合越牢固解析核力是短程力，每个核子只跟邻近的核子发生核力作用,核力在大于0。
8×10－15m时表现为引力，而在距离小于0.8×10－15m 时表现为斥力，所以A、B两项正确,C项错误；原子核越大，它的结合能越大，但平均结合能越小,核中的核子结合越不牢固，D项错误．答案AB2．关于原子核中质子和中子的说法，正确的是( )A．原子核中质子数和中子数一定相等B．稳定的重原子核里，质子数比中子数多C．原子核都是非常稳定的D．由于核力的作用范围是有限的以及核力的饱和性，不可能无节制的增大原子核而仍稳定存在解析原子核中质子数和中子数不一定相等，特别是原子序数越大的原子核中,中子数比质子数多，且原子序数大的和小的都没有中等质量原子稳定，故A、B、C三项错误；又由于核力是极短程力及饱和性的特点，使原子核不可能无节制的增大,故D项正确．答案D3．对结合能、比结合能的认识，下列正确的是（）A．一切原子核均具有结合能B．自由核子结合为原子核时，可能吸收能量C．结合能越大的原子核越稳定D．比结合能越大的原子核越稳定解析由自由核子结合成原子核的过程中，核力做正功，释放出能量;反之，将原子核分开变为自由核子时需要吸收相应的能量，该能量即为结合能，故A项正确，B项错误;核子较多的原子核的结合能大，但它的比结合能不一定大,比结合能的大小反映了原子核的稳定性，故C项错误，D项正确．答案AD4．铁的比结合能比铀核的比结合能大,下列关于它们的说法正确的是( ）A．铁的结合能大于铀核的结合能B．铁核比铀核稳定C．铀核发生核变化变成铁核要放出能量D．铀核发生核变化变成铁核质量要亏损解析铁核的比结合能大，则它稳定些，铀核比结合能小变成铁核会放出核能，出现质量亏损,B、C、D三项正确．答案BCD5．如图所示是描述原子核核子的平均质量错误!与原子序数Z的关系曲线,由图可知下列说法正确的是（）A．将原子核A分解为原子核B、C可能吸收能量B．将原子核D、E结合成原子核F可能吸收能量C．将原子核A分解为原子核B、F一定释放能量D．将原子核F、C结合成原子核B一定释放能量解析因B、C核子平均质量小于A的核子平均质量，故A分解为B、C时,会出现质量亏损，故放出核能，故A项错误，同理可得B、D两项错误，C项正确．答案C6．关于质能方程，下列哪些说法是正确的( ）A．质量减小,能量就会增加，在一定条件下质量转化为能量B．物体获得一定的能量，它的质量也相应地增加一定值C．物体一定有质量，但不一定有能量，所以质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系D．某一定量的质量总是与一定量的能量相联系的解析质能方程E＝mc2表明某一定量的质量与一定量的能量是相联系的，不能说质量转变成了能量，当物体获得一定的能量，即能量增加某一定值时，它的质量也相应增加一定值，并可根据ΔE＝Δmc2进行计算，故B、D两项正确．答案BD7．原子质量单位为u，1 u相当于931。
专题13 原子与原子核-聚焦2019年高考物理超重点十四讲(解析版)
h 任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长λ＝ ，p 为运动物体的 p
动量，h 为普朗克常量． ※考点一 光电效应规律
1．区分光电效应中的四组概念 (1)光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光电子是金属表面受到光照射时发 射出来的电子，其本质是电子． (2)光电子的动能与光电子的最大初动能：电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用做功，剩余部分转化 为光电子的初动能，只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能． (3)光电流和饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大， 光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无 关． (4)入射光强度与光子能量：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量． 2．对光电效应规律的解释 对应规律 光电子的最大初动能随着入射光 频率的增大而增大，与入射光强 度无关 对规律的产生的解释 电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用做功，剩余部 分转化为光电子的初动能，只有直接从金属表面飞出的光 电子才具有最大初动能，对于确定的金属，W0 是一定的，
1
属对应着不同的极限频率． 5．爱因斯坦光电效应方程 (1)表达式：Ek＝hν－W0. (2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是 hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功 1 W0，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能 Ek＝ mev2. 2 三、光的波粒二象性与物质波 1．光的波粒二象性 (1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性． (2)光电效应说明光具有粒子性． (3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性． 2．物质波 (1)概率波 光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到 达概率小的地方，因此光波又叫概率波． (2)物质波
专题13.4 原子核 核反应与核能(名师预测)-2019年高考物理一轮复习精品资料(解析版)
专题13.4 原子核核反应与核能（名师预测）-2019年高考物理一轮复习精品资料1．氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为ν1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则( )A．吸收光子的能量为hν1＋hν2B．辐射光子的能量为hν1＋hν2C．吸收光子的能量为hν2－hν1D．辐射光子的能量为hν2－hν12．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．如图1-3-9所示为原子核式结构模型的α粒子散射图景．图中实线表示α粒子的运动轨迹．其中一个α粒子在从a运动到b、再运动到c的过程中(α粒子在b点时距原子核最近)，下列判断正确的是( )．图13-3-1A．α粒子的动能先增大后减小B．α粒子的电势能先增大后减小C．α粒子的加速度先变小后变大D．电场力对α粒子先做正功后做负功3．氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子已知基态的氦离子能量为E1＝－54.4 eV，氦离子的能级示意图如图13-3-3所示，在具有下列能量的光子或者电子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是( )．图13-3-2A ．42.8 eV(光子)B ．43.2 eV(电子)C ．41.0 eV(电子)D ．54.4 eV(光子)4．如图13-3-3为氢原子的能级图，已知处于较高能级的氢原子能自发地向较低能级跃迁，则：图13-3-3(1)一群氢原子由n ＝4能级向n ＝1能级跃迁时最多可辐射出________种不同频率的光． (2)要想使处在n ＝2激发态的氢原子电离至少吸收________eV 的能量． 答案 (1)6 (2)3.405．光子不仅具有能量E ＝h ν，而且像实物粒子一样具有大小为p ＝h νc ＝hλ的动量．如果氢原子能级可用如下公式来描述：E n ＝－(2.18×10－18J)Z 2n2，n ＝1,2,3…，其中Z 为原子序数．已知电子电荷量取1.60×10－19C.则氢原子第一激发态的能量为________，为使处于基态的氢原子进入激发态，入射光子所需的最小能量为________．氢原子从第一激发态跃迁回基态时，如果考虑到原子的反冲，辐射光子的频率________(选填“小于”或“大于”)不考虑原子的反冲时辐射光子的频率．解析 第一激发态E2＝－(2.18×10－1822)J ＝－3.4 eV.由能级跃迁公式：h ν＝Em －En ，从基态跃迁至第一激发态，所需光子的最小能量为E 最小＝E2－E1＝10.2 eV.不考虑氢原子反冲时，辐射光子的频率为：h ν0＝E 最小＝E2－E1.考虑氢原子反冲时，设反冲的动能为12m ν2，辐射的光子能量为h ν.由能量守恒：h ν0＝h ν＋12m ν2，可见辐射光子的频率降低了． 答案 －3.4 eV 10.2 eV 小于6．一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子．已知质子、中子、氘核的质量分别为m 1、m 2、m 3，普朗克常量为h ，真空中的光速为c.下列说法正确的是( )． A ．核反应方程是11H ＋10n ―→31H ＋γB ．聚变反应中的质量亏损Δm ＝m 1＋m 2－m 3C ．辐射出的γ光子的能量E ＝(m 3－m 1－m 2)cD ．γ光子的波长λ＝h1＋m 2－m 327．太阳内部持续不断地发生着4个质子(11H)聚变为1个氦核(42He)的热核反应，核反应方程是411H→42He ＋2X ，这个核反应释放出大量核能．已知质子、氦核、X 的质量分别为m 1、m 2、m 3，真空中的光速为c.下列说法中正确的是( )．A ．方程中的X 表示中子(10n) B ．方程中的X 表示电子(0－1e)C ．这个核反应中质量亏损Δm ＝4m 1－m 2D ．这个核反应中释放的核能ΔE ＝(4m 1－m 2－2m 3)c 28．我国科学家研制“两弹”所涉及的基本核反应方程有： (1)23592U ＋10n→9038Sr ＋13654Xe ＋k 10n (2)21H ＋31H→42He ＋d 10n关于这两个方程的下列说法，正确的是( )． A ．方程(1)属于α衰变 B ．方程(2)属于轻核聚变C ．方程(1)中k ＝10，方程(2)中d ＝1D ．方程(1)中k ＝6，方程(2)中d ＝1解析 本题考查核反应方程．(1)为典型的裂变方程，故A 选项错误．(2)为聚变反应，故B 项正确．根据质量数守恒和电荷数守恒定律可得k ＝10，d ＝1，故C 选项正确． 答案 BC9．放射性同位素电池是一种新型电池，它是利用放射性同位素衰变放出的高速带电粒子(α射线、β射线)与物质相互作用，射线的动能被吸收后转变为热能，再通过换能器转化为电能的一种装置．其构造大致是：最外层是由合金制成的保护层，次外层是防止射线泄漏的辐射屏蔽层，第三层是把热能转化成电能的换能器，最里层是放射性同位素．电池使用的三种放射性同位素的半衰期和发出的射线如下表：若选择上述某一种同位素作为放射源，使用相同材料制成的辐射屏蔽层，制造用于执行长期航天任务的核电池，则下列论述正确的是( )．A ．90Sr 的半衰期较长，使用寿命较长，放出的β射线比α射线的贯穿本领弱，所需的屏蔽材料较薄 B ．210Po 的半衰期最短，使用寿命最长，放出的α射线比β射线的贯穿本领弱，所需的屏蔽材料较薄 C ．238Pu 的半衰期最长，使用寿命最长，放出的α射线比β射线的贯穿本领弱，所需的屏蔽材料较薄 D ．放射性同位素在发生衰变时，出现质量亏损，但衰变前后的总质量数不变10．2019年上海世博会太阳能应用技术引领了世界．太阳能屋顶、太阳能幕墙、太阳能汽车、太阳能动态景观……科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核(11H)转化成一个氦核(42He)和两个正电子(01e)并放出能量．已知质子质量m p ＝1.007 3 u ，α粒子的质量m α＝4.001 5 u ，电子的质量m e ＝0.000 5 u ，1 u 的质量相当于931 MeV 的能量． (1)热核反应方程为________；(2)一次这样的热核反应过程中释放出多少MeV 的能量？(结果保留四位有效数字)11．(1)在核反应堆中，铀核吸收中子会发生裂变，裂变的产物是多样的，所生成的核往往还会衰变，其中一个衰变过程可表述为131 53I ―→13154Xe ＋________＋ΔE.试问式中空格应为何种粒子？(2)13153I 的半衰期为8天．开始时核废料中有N 0个13153I 核，经过16天，还有________个13153I 核．(3)核电站的固体废料放射性比较强，要在核电站内的专用废物库放置5年，且在放置的初始阶段要对固体废料进行冷却处理．请简述需要进行冷却处理的理由．12．太阳中含有大量的氘核，因氘核不断发生核反应释放大量的核能，以光和热的形式向外辐射．已知氘核质量为2.013 6 u ，氦核质量为3.015 0 u ，中子质量为1.008 7 u ，1 u 的质量相当于931.5 MeV 的能量则：(1)完成核反应方程：21H＋21H→________＋10n.(2)求核反应中释放的核能．(3)在两氘核以相等的动能0.35 MeV进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的情况下，求反应中产生的中子和氦核的动能．13．(1)234 90Th是不稳定的，能自发的发生衰变．①完成234 90Th衰变反应方程234 90Th→234 91Pa＋________.②234 90Th衰变为222 86Rn，经过________次α衰变，________次β衰变．(2)1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子．科学研究表明其核反应过程是：α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核，复核发生衰变放出质子，变成氧核．设α粒子质量为m1，初速度为v0，氮核质量为m2，质子质量为m0，氧核的质量为m3，不考虑相对论效应．①α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间，复核的速度为多大？[:②求此过程中释放的核能．解析(1)①根据核电荷数守恒和质量数守恒，粒子为0－1e.②设发生n次α衰变，m次β衰变，则有234＝222＋4n，90＝86＋2n－m，解得n＝3，m＝2.(2)①设复核的速度为v，由动量守恒定律得m1v0＝(m1＋m2)v解得v＝m1v0m1＋m2.。
2019年高考物理真题同步分类解析专题13 原子和原子核(解析版)
2019年高考物理试题分类解析专题13 原子和原子核1.全国1卷14．氢原子能级示意图如图所示。
光子能量在1.63 eV~3.10 eV 的光为可见光。
要使处于基态（n =1）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为（ ）A ．12.09 eVB ．10.20 eVC ．1.89 eVD ．1.5l eV 【答案】14．A【解析】光子从n=3能级跃迁到n=2能级时产生的光是可见光，因为eV 89.140.3--51.1-=）（。
光子能量在1.63 eV~3.10 eV 之间。
要使处于基态（n =1）的氢原子被激发后跃迁到n=3能级，可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为eV 09.126.13-51.1-=）（，答案为A 。
2.全国2卷15．太阳内部核反应的主要模式之一是质子-质子循坏，循环的结果可表示为1401214H He+2e+2v →，已知11H 和42He 的质量分别为P 1.0078u m =和 4.0026u m α=，1u=931MeV/c 2，c 为光速。
在4个11H 转变成1个42He 的过程中，释放的能量约为（ ） A ．8 MeVB ．16 MeVC ．26 MeVD ．52 MeV 【答案】15．C【解析】质量亏损u u u m m m p 0286.00026.40078.144=-⨯=-=∆αMeV M E 26eV 0286.0931=⨯=∆,C 正确。
3.北京卷19．光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。
表中给出了6次实验的结果。
组次入射光子的能量/eV相对光强光电流大小/mA 逸出光电子的最大动能/eV第 一 组 1 2 3 4.0 4.0 4.0 弱 中 强 29 43 60 0.9 0.9 0.9 第 二 组4 5 66.0 6.0 6.0弱 中 强 27 40 552.9 2.9 2.9由表中数据得出的论断中不正确的是（ ） A ．两组实验采用了不同频率的入射光 B ．两组实验所用的金属板材质不同C ．若入射光子的能量为5.0 eV ，逸出光电子的最大动能为1.9 eVD ．若入射光子的能量为5.0 eV ，相对光强越强，光电流越大 【答案】19．B 【解析】逐项研究A.根据νεh =，因为入射光子的能量（ε）不等，所以频率（ν）不等，A 正确。
解密13 原子与原子核-备战2019年高考物理之高频考点解密 Word版含解析
核心考点考纲要求氢原子光谱氢原子的能级结构、能级公式原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期放射性同位素核力、核反应方程结合能、质量亏损裂变反应和聚变反应、裂变反应堆射线的危害和防护光电效应爱因斯坦光电效应方程ⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠ考点1光电效应一、光电效应1．光电效应现象照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出。
逸出的电子叫做光电子。
2．光电效应的规律（1）每种金属都有一个发生光电效应的最小频率，称为截止频率或极限频率（νc）。
（2）入射光的频率不变时，入射光越强，饱和光电流越大。
光电流的强度（单位时间内发射的光电子数）与入射光的强度成正比。
（3）入射光的频率不变时，存在一个使光电流减小到0的反向电压，即遏止电压（U c）。
表明光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强度无关。
（4）光照射到金属表面时，光电子的逸出几乎是瞬时的，精确测量为10–9 s。
3．爱因斯坦光电效应方程（1）光子说：光由一个个不可分割的能量子组成，频率为ν的光的能量子为hν，即光子，其中h普朗克常量。
（2）爱因斯坦光电效应方程：E k=hν–W0其中E k为光电子的最大初动能，E k=eU c=12m e v2，hν为入射光子的能量，W0为金属的逸出功4．爱因斯坦光电效应方程对光电效应的解释（1）光电子的最大初动能E k与入射光的频率ν有关，而与光的强弱无关。
只有当hν>W0时，才有光电子逸出，截止频率νc =W h（2）电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，所以光电流几乎在瞬间产生。
（3）对于频率ν相同的光，光较强时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和光电流较大。
二、光电效应的图象分析1．光电流与电压的关系图象（I –U 图象）（1）电压范围足够大时，电流的最大值为饱和光电流I m ；图线与横轴交点的横坐标的绝对值为遏止电压U c ；光电子的最大初动能E k =eU c（2）频率相同的入射光，遏止电压相同；饱和光电流与光照强度成正比。
2019江苏物理高考第十三章第3节 原子结构与原子核
原子结构与原子核
结束
2．两类能级跃迁 (1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子。 光子的频率 ν＝ΔhE＝E高－h E低。 (2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量。 ①光照(吸收光子)：光子的能量必须恰等于能级差 hν＝ΔE。 ②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≥ΔE。 ③大于电离能的光子被吸收，将原子电离。
答案：AD
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原子结构与原子核
结束
2.1995 年科学家“制成”了反氢原子，它
是由一个反质子和一个围绕它运动的正
电子组成，反质子和质子有相同的质
量，带有等量异种电荷。反氢原子和氢
原子有相同的能级分布，氢原子能级如
图所示，则下列说法中正确的是
()
衰变。
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由以上两式联立解得 n＝A－4A′，m＝A－2A′＋Z′－Z
由此可见确定衰变次数可归结为求解一个二元一次方程组。
方法二：因为 β 衰变对质量数无影响，可先由质量数的改变
确定 α 衰变的次数，然后根据衰变规律确定 β 衰变的次数。
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原子结构与原子核
力作用。
(2)原子的核式结构模型
在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的所有正电荷和
几乎所有质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外绕核旋转。
(3)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。
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2019年高考物理试题分类解析
专题13 原子和原子核
1.全国1卷14．氢原子能级示意图如图所示。
光子能量在1.63 eV~3.10 eV 的光为可见光。
要使处于基态（n =1）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为（ ）
A ．12.09 eV
B ．10.20 eV
C ．1.89 eV
D ．1.5l eV 【答案】14．A
【解析】光子从n=3能级跃迁到n=2能级时产生的光是可见光，因为eV 89.140.3--51.1-=）（。
光子能量在1.63 eV~3.10 eV 之间。
要使处于基态（n =1）的氢原子被激发后跃迁到n=3能级，可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为eV 09.126.13-51.1-=）（，答案为A 。
2.全国2卷15．太阳内部核反应的主要模式之一是质子-质子循坏，循环的结果可表示为1401214H He+2e+2v →，已知11H 和42He 的质量分别为P 1.0078u m =和 4.0026u m α=，1u=931MeV/c 2，c 为光速。
在4个11H 转变成1个42He 的
过程中，释放的能量约为（ ） A ．8 MeV
B ．16 MeV
C ．26 MeV
D ．52 MeV 【答案】15．C
【解析】质量亏损u u u m m m p 0286.00026.40078.144=-⨯=-=∆α
MeV M E 26eV 0286.0931=⨯=∆,C 正确。
3.北京卷19．光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。
表中给出了6次实验的结果。
组 次
入射光子的能
量/eV
相对光强
光电流大小
/mA 逸出光电子的最大动能/eV
第 一 组 1 2 3 4.0 4.0 4.0 弱 中 强 29 43 60 0.9 0.9 0.9 第 二 组
4 5 6
6.0 6.0 6.0
弱 中 强 27 40 55
2.9 2.9 2.9
由表中数据得出的论断中不正确的是（ ） A ．两组实验采用了不同频率的入射光 B ．两组实验所用的金属板材质不同
C ．若入射光子的能量为5.0 eV ，逸出光电子的最大动能为1.9 eV
D ．若入射光子的能量为5.0 eV ，相对光强越强，光电流越大 【答案】19．B 【解析】逐项研究
A.根据νεh =，因为入射光子的能量（ε）不等，所以频率（ν）不等，A 正确。
B ．根据爱因斯坦光电效应方程0W h E km -=ν，第一组V W e 1.39.00.401=-=，第二组
V W e 1.39.20.602=-=，所以两组实验所用的金属板材质相同，B 错误，本题选B. C 、D 也正确。
4.北京卷20．国际单位制（缩写SI ）定义了米（m ）、秒（s ）等7个基本单位，其他单位均可由物理关系导出。
例如，由m 和s 可以导出速度单位m·
s –
1。
历史上，曾用“米原器”定义米，用平均太阳日定义秒。
但是，以实物或其运动来定义基本单位会受到环境和测量方式等因素的影响，而采用物理常量来定义则可避免这种困扰。
1967年用铯–133原子基态的两个超精细能级间跃迁辐射的频率∆ν=9 192 631 770 Hz 定义s ；1983年用真空中的光速c =299 792 458 m·
s –1定义m 。
2018年第26届国际计量大会决定，7个基本单位全部用基本物理常量来定义（对应关系如图，例如，s 对应∆ν，m 对应c ）。
新SI 自2019年5月20日（国际计量日）正式实施，这将对科学和技术发展产生深远影响。
下列选项不正确的是（ ）
A ．7个基本单位全部用物理常量定义，保证了基本单位的稳定性
B ．用真空中的光速c （m·s –1）定义m ，因为长度l 与速度v 存在l =vt ，而s 已定义
C ．用基本电荷e （C ）定义安培（A ），因为电荷量与电流I 存在I =q /t ，而s 已定义
D ．因为普朗克常量h （J ·s ）的单位中没有kg ，所以无法用它来定义质量单位 【答案】20．D
【解析】普朗克光子能量公式νεh =，所以h 的单位为s J ⋅，而2
2/111s kgm m N J =⋅=，其中有kg ，所
以D 错误，本题选D.
5.天津卷
6.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（ ）
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 【答案】 6.AD 【解析】
根据比结合能曲线（如下图，教科书有），D 正确，根据质量亏损，C 错误。
6.江苏省卷12.（2）100年前，卢瑟福用α粒子轰击氮核打出了质子．后来，人们用α粒子轰击6028Ni 核也打出
了质子：460621
228291He+Ni Cu+H X →+；该反应中的X 是 （选填“电子”“正电子”或“中子”）．此后，对原子
核反应的持续研究为核能利用提供了可能．目前人类获得核能的主要方式是 （选填“核衰变”“核裂变”或“核聚变”）．
（3）在“焊接”视网膜的眼科手术中，所用激光的波长λ=6.4×107 m ，每个激光脉冲的能量E =1.5×
10-2 J ．求每个脉冲中的光子数目．（已知普朗克常量h =6.63×l0-34 J·s ，光速c =3×108 m/s ．计算结果保留一位有效数字） 【答案】12.（2）中子 核裂变 （3）光子能量 hc
ελ
=
光子数目 n =
E
ε
，代入数据得n =5×
1016 【解析】（1）动量守恒0=MV+mv ’，解得v ’=-m
MV
,大小为B.。