江蘇 徐漢屏(特級教師)

深入原子內(nèi)部，揭開微觀世界的奧秘。

“原子與原子核”核心考點點擊

在現(xiàn)行高考考綱中，“原子與原子核”部分的考點均屬必考內(nèi)容的Ⅰ級要求，試題通常以選擇題的形式出現(xiàn)?，F(xiàn)對這部分考點分述如下：

考點一、原子結(jié)構(gòu)

1．氫原子光譜

2．氫原子的能級結(jié)構(gòu)、能級公式

氫原子的能級結(jié)構(gòu)如例1附圖所示。

【例1】(2017·安徽合肥二模卷)圖1為氫原子的能級圖，下列說法正確的是

( )

圖1

A．氫原子從較高的能級躍遷到較低的能級時，釋放一定頻率的光子，核外電子的動能增加，電勢能減小

B．氫原子從n=3的能級躍遷到n=4的能級時，需要吸收的光子能量必須大于0.66 eV

C．氫原子處于不同能級時，核外電子在某處出現(xiàn)的概率相同

D．一個處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時，可以釋放6種頻率的光子

【答案】A

考點二、原子核

1．原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期

原子核由質(zhì)子和中子(統(tǒng)稱核子)組成。

原子核的衰變有α衰變、β衰變和γ輻射，原子核衰變時電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒。

半衰期描述的是大量放射性原子核衰變快慢的統(tǒng)計規(guī)律。放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部自身的因素決定的，與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件都沒有關(guān)系。

2．核力、核反應(yīng)方程

核力是原子核中核子間的一種相互作用力，它有如下特點：核力是強相互作用(強力)的一種表現(xiàn)，在它的作用范圍內(nèi)，核力比庫侖力大得多；從作用距離上來看，它是一個短程力，作用范圍在1.5×10-15m之內(nèi)；核力具有飽和性，即每個核子只跟相鄰的核子發(fā)生核力作用。

在核反應(yīng)中，同樣遵循質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒的規(guī)律。核反應(yīng)過程一般都不是可逆的，所以核反應(yīng)方程只能用單向箭頭表示反應(yīng)方向，不能用等號連接；核反應(yīng)的生成物一定要以實驗為基礎(chǔ)，不能憑空依照兩個守恒規(guī)律杜撰出生成物來寫核反應(yīng)方程。

3．結(jié)合能、質(zhì)量虧損

原子核是核子結(jié)合在一起構(gòu)成的，要把它們分開需要能量，這就是原子核的結(jié)合能。結(jié)合能并不是由于核子結(jié)合成原子核而具有的能量，而是為把核子分開而需要的能量。

原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和，這個現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損，據(jù)此可根據(jù)質(zhì)能方程計算得到該原子核的結(jié)合能。物體的質(zhì)量發(fā)生了Δm的變化，相應(yīng)的能量也就發(fā)生了ΔE的變化，有ΔE=Δmc2。

4．裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)、裂變反應(yīng)堆

裂變反應(yīng)堆的主要組成有：核燃料，用濃縮鈾(能吸收慢中子的鈾235占3%～4%)；慢化劑，用石墨或重水，使裂變中產(chǎn)生的中子減速，以便被鈾235吸收；控制棒，用鎘做成(鎘吸收中子的能力很強)；冷卻劑，用水或液態(tài)鈉，把反應(yīng)堆內(nèi)的熱量傳輸出去用于發(fā)電，同時使反應(yīng)堆冷卻，保證安全；水泥防護(hù)層，用來屏蔽裂變產(chǎn)物放出的各種射線。

【例2】(2017·四川涼山三模卷)關(guān)于原子核反應(yīng)，下列描述正確的是

( )

A．溫度升高，放射性元素衰變的半衰期減小

D．用中子轟擊鈾核，產(chǎn)生幾個中等質(zhì)量原子核的現(xiàn)象屬于核聚變

【答案】C

考點三、波粒二象性

1．光電效應(yīng)

實驗規(guī)律有：

存在飽和電流——光照條件不變，增大正向電壓，光電流隨之增大，并趨向于一個飽和值。入射光越強，飽和電流越大。

存在遏止電壓——使光電流減小到零的反向電壓Uc稱為遏止電壓。若以Ek表示光電子的最大初動能，則有Ek=eUc。對于一定頻率的光，無論光的強弱如何，遏止電壓都是一樣的；光的頻率改變時，遏止電壓也會改變。

存在截止頻率——當(dāng)入射光的頻率低于截止頻率時，無論光有多強，也不能產(chǎn)生光電效應(yīng)。不同金屬的截止頻率不同。

具有瞬時性——當(dāng)頻率超過截止頻率時，無論入射光怎樣微弱，幾乎在照到金屬時立即產(chǎn)生光電流，產(chǎn)生電流的時間不超過10-9s。

2．愛因斯坦光電效應(yīng)方程

【例3】(2017·河南濮陽三模卷)如圖2所示為研究光電效應(yīng)的電路圖，用頻率相同、強度不同的甲、乙兩束光分別照射密封真空管的陰極K，陰極K發(fā)射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流。已知乙光光強為甲光的2倍，當(dāng)用甲光照射時，作出的光電流I與A、K之間的電壓UAK的關(guān)系如圖3所示；若改用乙光照射時，下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的關(guān)系圖像中正確的

( )

江蘇省江陰高級中學(xué))