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查补易混易错15原子物理学

高考试题对本专题的考查主要围绕原子结构、原子核和波粒二象性三个部分内容命制试题，涉及的考点比较多；题型多为选择题，可能只考查一个知识点，也可能涉及多个考点，试题难度不大。如2021年湖南卷第1题、河北卷第1题、广东卷第1题等都在第1题对该部分内容进行了考查。值得注意的是，在一些地区的高考物理改革中（如山东省、江苏省）可能会打破必修、选修的界限，出现如光电效应、氢原子光谱、光的折射、光的反射相结合的题目，进行综合考查。

A.衰变方程中的X是电子

【答案】A

【解析】

A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X是电子，A正确；

B．半衰期非常稳定，不受温度，压强，以及该物质是单质还是化合物的影响，B错误；

故选A。

【易错分析】考生容易将反应后的电子的质量忽略，不计算在反应前后的质量亏损中，易选成C项。

【易错01】爱因斯坦光电效应方程和图像问题

光电效应的图像分析

图像名称

图线形状

读取信息

最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线

①截止频率(极限频率):横轴截距

②逸出功:纵轴截距是金属逸出功的负值

③普朗克常量:图线的斜率k=h

遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线

①截止频率νc:横轴截距

②遏止电压Uc:随入射光频率的增大而增大

③普朗克常量h:等于图线的斜率与电子电荷量的乘积,即h=ke

颜色相同、强度不同的光照射金属,光电流与电压的关系

①遏止电压Uc:横轴截距

②饱和电流Im:电流的最大值

③最大初动能:Ek=eUc

颜色不同时,光电流与电压的关系

①遏止电压Uc1、Uc2

②饱和电流Im1、Im2

③最大初动能Ek1=eUc1,Ek2=eUc2

【易错02】.对光的波粒二象性的理解

从数量上看

个别光子的作用效果往往表现为粒子性;大量光子的作用效果往往表现为波动性

从频率上看

频率越低波动性越显著,越容易看到光的干涉和衍射现象;频率越高粒子性越显著,越不容易看到光的干涉和衍射现象,贯穿本领越强

从传播与作用上看

光在传播过程中往往表现出波动性;在与物质发生作用时往往表现出粒子性

波动性与粒子性的统一

由光子的能量ε=hν、光子的动量表达式p=hλ也可以看出,光的波动性和粒子性并不矛盾,表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量——频率ν和波长

【易错03】玻尔理论和能级跃迁

1.对原子跃迁条件hν=EmEn的说明

(1)原子跃迁条件hν=EmEn只适用于原子在各定态之间跃迁的情况。

(2)当光子能量大于或等于13.6eV(或|En|)时,也可以被处于基态(或n能级)的氢原子吸收,使氢原子电离;当处于基态(或n能级)的氢原子吸收的光子能量大于13.6eV(或|En|)时,氢原子电离后,电子具有一定的初动能。

(3)原子还可吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而被激发。由于实物粒子的动能可全部或部分被原子吸收,所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差值(E=EmEn),均可使原子发生能级跃迁。

2.跃迁中两个易混问题

(1)一群原子和一个原子

氢原子核外只有一个电子,这个电子在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上,在某段时间内,由某一轨道跃迁到另一个轨道时,可能的情况只有一种,但是如果容器中盛有大量的氢原子,这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现了。

(2)直接跃迁与间接跃迁

原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时,有时可能是直接跃迁,有时可能是间接跃迁。两种情况下辐射(或吸收)光子的能量是不同的。直接跃迁时辐射(或吸收)光子的能量等于间接跃迁时辐射(或吸收)的所有光子的能量和。

3.氢原子跃迁前后电子的能量分析

当轨道半径增大时,原子能量增大,电子动能减小,原子的电势能增大。反之,当轨道半径减小时,原子能量减小,电子动能增大,原子的电势能减小。

【易错04】α衰变、β衰变的比较

衰变类型

α衰变

β衰变

衰变方程

?ZAX→Z?2

?ZAX→Z+1

衰变实质

2个质子和2个中子结合成一个整体射出

1个中子转化为1个质子和1个电子

211H+20

?01n→1

衰变规律

电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒

【易错05】.对半衰期的理解

(1)半衰期是大量原子核衰变时的统计规律,对个别或少量原子核,无半衰期可言。

(2)根据半衰期的概念,可总结出公式N余=N原12t/τ,m余=m原12t/τ。式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量,N余

【易错06】核反应方程与核能计算

1.核反应方程的比较

类型

可控性

核反应方程典例

衰

变

α衰变

自发

?92238U→90

β衰变

自发

?90234Th→91

人工转变

人工控制

?714N+24He

?24He+49Be

人工转变

人工控制

?1327Al+24He

约里奥·居里夫妇发现放射性同位