《2019年度高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 近代物理初步 第2講 原子和原子核學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019年度高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 近代物理初步 第2講 原子和原子核學(xué)案（19頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第2講原子和原子核一、原子物理1.原子的核式結(jié)構(gòu)(1)19091911年，英籍物理學(xué)家盧瑟福進(jìn)行了粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出了核式結(jié)構(gòu)模型.(2)粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果：絕大多數(shù)粒子穿過(guò)金箔后，基本上仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)，但有少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90，也就是說(shuō)它們幾乎被“撞了回來(lái)”，如圖1所示.圖1(3)原子的核式結(jié)構(gòu)模型：原子中帶正電部分的體積很小，但幾乎占有全部質(zhì)量，電子在正電體的外面運(yùn)動(dòng).2.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(zhǎng)展開(kāi)，獲得光的波長(zhǎng)(頻率)和強(qiáng)度分布的記錄，即光譜.(2)光譜分類(3)氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律：巴耳末系是氫原子光譜在可見(jiàn)光區(qū)的譜線

2、，其波長(zhǎng)公式R()(n3,4,5，R是里德伯常量，R1.10107 m1).(4)光譜分析：利用每種原子都有自己的特征譜線可以用來(lái)鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分，且靈敏度很高.在發(fā)現(xiàn)和鑒別化學(xué)元素上有著重大的意義.3.玻爾理論(1)定態(tài)：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量.(2)躍遷：電子從能量較高的定態(tài)軌道躍遷到能量較低的定態(tài)軌道時(shí)，會(huì)放出能量為h的光子，這個(gè)光子的能量由前后兩個(gè)能級(jí)的能量差決定，即hEmEn.(h是普朗克常量，h6.631034 Js)(3)軌道：原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng).原子

3、的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的.4.氫原子的能量和能級(jí)變遷(1)能級(jí)和半徑公式：能級(jí)公式：EnE1(n1,2,3，)，其中E1為基態(tài)能量，其數(shù)值為E113.6 eV.半徑公式：rnn2r1(n1,2,3，)，其中r1為基態(tài)軌道半徑，又稱玻爾半徑，其數(shù)值為r10.531010 m.(2)氫原子的能級(jí)圖，如圖2所示圖2自測(cè)1(多選)如圖3所示為盧瑟福和他的同事們做粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個(gè)位置時(shí)觀察到的現(xiàn)象，下述說(shuō)法中正確的是()圖3A.放在A位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多B.放在B位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次

4、數(shù)只比A位置時(shí)稍少些C.放在C、D位置時(shí)，屏上觀察不到閃光D.放在D位置時(shí)，屏上仍能觀察到一些閃光，但次數(shù)極少答案ABD解析根據(jù)粒子散射現(xiàn)象，絕大多數(shù)粒子沿原方向前進(jìn)，少數(shù)粒子發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，A、B、D正確.自測(cè)2一個(gè)氫原子從n3能級(jí)躍遷到n2能級(jí)，該氫原子()A.放出光子，能量增加B.放出光子，能量減少C.吸收光子，能量增加D.吸收光子，能量減少答案B二、天然放射現(xiàn)象和原子核1.天然放射現(xiàn)象(1)天然放射現(xiàn)象元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象，首先由貝可勒爾發(fā)現(xiàn).天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu).(2)放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù)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

5、素的化學(xué)性質(zhì)相同.應(yīng)用：消除靜電、工業(yè)探傷、做示蹤原子等.防護(hù)：防止放射性對(duì)人體組織的傷害.2.原子核的組成(1)原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子.質(zhì)子帶正電，中子不帶電.(2)基本關(guān)系核電荷數(shù)(Z)質(zhì)子數(shù)元素的原子序數(shù)核外電子數(shù).質(zhì)量數(shù)(A)核子數(shù)質(zhì)子數(shù)中子數(shù).(3)X元素的原子核的符號(hào)為X，其中A表示質(zhì)量數(shù)，Z表示核電荷數(shù).3.原子核的衰變、半衰期(1)原子核的衰變?cè)雍朔懦隽Ｗ踊蛄Ｗ樱兂闪硪环N原子核的變化稱為原子核的衰變.分類衰變：XYHe衰變：XYe當(dāng)放射性物質(zhì)連續(xù)發(fā)生衰變時(shí)，原子核中有的發(fā)生衰變，有的發(fā)生衰變，同時(shí)伴隨著輻射.兩個(gè)典型的衰變方程衰變：U ThHe衰變：T

6、hPae.(2)半衰期定義：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間.影響因素：放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部自身的因素決定的，跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒(méi)有關(guān)系.(3)公式：N余N原，m余m原.4.核力和核能(1)原子核內(nèi)部，核子間所特有的相互作用力.(2)核子在結(jié)合成原子核時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量虧損m，其對(duì)應(yīng)的能量Emc2.(3)原子核分解成核子時(shí)要吸收一定的能量，相應(yīng)的質(zhì)量增加m，吸收的能量為Emc2.自測(cè)3(2015福建理綜30(1)下列有關(guān)原子結(jié)構(gòu)和原子核的認(rèn)識(shí)，其中正確的是()A.射線是高速運(yùn)動(dòng)的電子流B.氫原子輻射光子后，其繞核運(yùn)動(dòng)的電子動(dòng)能增大C.太陽(yáng)輻射能量的主要來(lái)源是太陽(yáng)中發(fā)生的

7、重核裂變D.Bi的半衰期是5天，100克Bi經(jīng)過(guò)10天后還剩下50克答案B解析射線是高速電子流，而射線是一種電磁波，選項(xiàng)A錯(cuò)誤.氫原子輻射光子后，繞核運(yùn)動(dòng)的電子距核更近，動(dòng)能增大，選項(xiàng)B正確.太陽(yáng)輻射能量的主要來(lái)源是太陽(yáng)內(nèi)部氫核的聚變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤.10天為兩個(gè)半衰期，剩余的Bi為100 g100()2 g25 g，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.命題點(diǎn)一玻爾理論和能級(jí)躍遷1.定態(tài)間的躍遷滿足能級(jí)差(1)從低能級(jí)(n)高能級(jí)(m)吸收能量.hEmEn(2)從高能級(jí)(m)低能級(jí)(n)放出能量.hEmEn.2.電離電離態(tài)與電離能電離態(tài)：n，E0基態(tài)電離態(tài)：E吸0(13.6 eV)13.6 eV.激發(fā)態(tài)電離態(tài)：E吸0En

8、|En|.若吸收能量足夠大，克服電離能后，獲得自由的電子還攜帶動(dòng)能.例1(多選)(2017江西南昌檢測(cè))如圖4所示是氫原子的能級(jí)圖，現(xiàn)有大量處于n3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷，所輻射的光子中只有一種能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng).以下判斷正確的是()圖4A.該光子一定是氫原子從激發(fā)態(tài)n3躍遷到基態(tài)時(shí)輻射的光子B.若大量氫原子從激發(fā)態(tài)n3躍遷到低能級(jí)，可輻射出3種頻率的光子C.若氫原子從激發(fā)態(tài)n4躍遷到基態(tài)，輻射出的光子一定能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)D.若大量氫原子從激發(fā)態(tài)n4躍遷到低能級(jí)，則會(huì)有3種光子使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)答案ABC變式1(多選)如圖5是氫原子的能級(jí)圖，一群氫原子處于n3能級(jí)，下列說(shuō)法中正

9、確的是()圖5A.這群氫原子躍遷時(shí)能夠發(fā)出3種不同頻率的波B.這群氫原子發(fā)出的光子中，能量最大為10.2 eVC.從n3能級(jí)躍遷到n2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光波長(zhǎng)最長(zhǎng)D.這群氫原子能夠吸收任意光子的能量而向更高能級(jí)躍遷答案AC解析根據(jù)C3知，這群氫原子能夠發(fā)出3種不同頻率的光子，故A正確；由n3躍遷到n1，輻射的光子能量最大，E(13.61.51) eV12.09 eV，故B錯(cuò)誤；從n3躍遷到n2輻射的光子能量最小，頻率最小，則波長(zhǎng)最長(zhǎng)，故C正確；一群處于n3能級(jí)的氫原子發(fā)生躍遷，吸收的能量必須等于兩能級(jí)的能級(jí)差，故D錯(cuò)誤.命題點(diǎn)二原子核的衰變及半衰期1.衰變規(guī)律及實(shí)質(zhì)(1)衰變、衰變的比較衰變類型衰變

10、衰變衰變過(guò)程XYHeXYe衰變實(shí)質(zhì)2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)整體射出1個(gè)中子轉(zhuǎn)化為1個(gè)質(zhì)子和1個(gè)電子2H2nHenHe勻強(qiáng)磁場(chǎng)中軌跡形狀衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒、動(dòng)量守恒(2)射線：射線經(jīng)常伴隨著衰變或衰變同時(shí)產(chǎn)生.其實(shí)質(zhì)是放射性原子核在發(fā)生衰變或衰變的過(guò)程中，產(chǎn)生的新核由于具有過(guò)多的能量(原子核處于激發(fā)態(tài))而輻射出光子.2.確定衰變次數(shù)的方法因?yàn)樗プ儗?duì)質(zhì)量數(shù)無(wú)影響，所以先由質(zhì)量數(shù)的改變確定衰變的次數(shù)，然后再根據(jù)衰變規(guī)律確定衰變的次數(shù).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(nèi)部自身因素決定的，跟原子所處的物理狀態(tài)(如溫度、壓強(qiáng))或化學(xué)狀

11、態(tài)(如單質(zhì)、化合物)無(wú)關(guān).例2(2017全國(guó)卷15)一靜止的鈾核放出一個(gè)粒子衰變成釷核，衰變方程為UThHe，下列說(shuō)法正確的是()A.衰變后釷核的動(dòng)能等于粒子的動(dòng)能B.衰變后釷核的動(dòng)量大小等于粒子的動(dòng)量大小C.鈾核的半衰期等于其放出一個(gè)粒子所經(jīng)歷的時(shí)間D.衰變后粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量答案B解析靜止的鈾核在衰變過(guò)程中，滿足動(dòng)量守恒的條件，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得pThp0，即釷核的動(dòng)量和粒子的動(dòng)量大小相等，方向相反，選項(xiàng)B正確；根據(jù)Ek可知，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；半衰期的定義是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)于一個(gè)粒子不適用，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；鈾核在衰變過(guò)程中，伴隨著一定的能量放出，即衰變過(guò)程中有一定的質(zhì)量虧損，故衰變

12、后粒子與釷核的質(zhì)量之和小于衰變前鈾核的質(zhì)量，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.變式2(2017湖南長(zhǎng)沙三月模擬)一個(gè)靜止的鈾核，放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它發(fā)生一次衰變后變?yōu)殁Q核，粒子和釷核都在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng).某同學(xué)作出如圖6所示運(yùn)動(dòng)徑跡示意圖，以下判斷正確的是()圖6A.1是粒子的徑跡，2是釷核的徑跡B.1是釷核的徑跡，2是粒子的徑跡C.3是粒子的徑跡，4是釷核的徑跡D.3是釷核的徑跡，4是粒子的徑跡答案B解析由動(dòng)量守恒可知，靜止的鈾核發(fā)生衰變后，生成的均帶正電的粒子和釷核的動(dòng)量大小相等，但方向相反，由左手定則可知它們的運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)為“外切”圓，又R，在p和B大小相等的情況下，R，因q釷q，則R釷R，故B正確.變式

13、3(2017山西五校四聯(lián))在很多裝飾材料中，都不同程度地含有放射性元素.下列說(shuō)法正確的是()A.射線、射線和射線都是電磁波B.在、三種射線中，射線的電離能力最強(qiáng)C.氡的半衰期為3.8天，4個(gè)氡原子核經(jīng)過(guò)7.6天后一定只剩下1個(gè)氡原子核D.放射性元素發(fā)生衰變時(shí)所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的答案D解析射線是高速He核流，射線是高速電子流，射線是能量很高的電磁波，A項(xiàng)錯(cuò)誤.在、三種射線中，射線的電離能力最強(qiáng)，射線的電離能力最弱，B項(xiàng)錯(cuò)誤.半衰期是對(duì)大量原子核的衰變行為作出的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)于少數(shù)原子核無(wú)意義，C項(xiàng)錯(cuò)誤.命題點(diǎn)三核反應(yīng)及核反應(yīng)類型1.核反應(yīng)的四種類型類型可控性核反應(yīng)方程典例

14、衰變衰變自發(fā)UThHe衰變自發(fā)ThPae人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯た刂芅HeOH(盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子)HeBeCn(查德威克發(fā)現(xiàn)中子)AlHePn約里奧居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時(shí)發(fā)現(xiàn)正電子PSie重核裂變?nèi)菀卓刂芔nBaKr3nUnXeSr10n輕核聚變很難控制HHHen2.核反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)(1)熟記常見(jiàn)基本粒子的符號(hào)，是正確書(shū)寫(xiě)核反應(yīng)方程的基礎(chǔ).如質(zhì)子(H)、中子(n)、粒子(He)、粒子(e)、正電子(e)、氘核(H)、氚核(H)等.(2)掌握核反應(yīng)方程遵守的規(guī)律，是正確書(shū)寫(xiě)核反應(yīng)方程或判斷某個(gè)核反應(yīng)方程是否正確的依據(jù)，由于核反應(yīng)不可逆，所以書(shū)寫(xiě)核反應(yīng)方程式時(shí)只能用“”表示反應(yīng)方向.(3)核反應(yīng)過(guò)程中

15、質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒.例3(1)關(guān)于核衰變和核反應(yīng)的類型，下列表述正確的有_.A.UThHe是重核裂變B.NHeOH是輕核聚變C.HHHen是衰變D.SeKr2e是衰變(2)現(xiàn)有四個(gè)核反應(yīng)：A.HHHenB.UnXKr3nC.NaMgeD.HeBeCn_是發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程，_是研究原子彈的基本核反應(yīng)方程，_是研究氫彈的基本核反應(yīng)方程.B項(xiàng)中X的質(zhì)量數(shù)為_(kāi)，中子數(shù)為_(kāi).答案(1)D(2)DBA14488解析(1)A為衰變，B為原子核的人工轉(zhuǎn)變，C為輕核聚變，D為衰變，故只有D正確.(2)D為查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程；B是研究原子彈的基本核反應(yīng)方程；A是研究氫彈的基本核反應(yīng)方程；C是一種

16、衰變反應(yīng).X的質(zhì)量數(shù)為(2351)(893)144X的質(zhì)子數(shù)為923656X的中子數(shù)為1445688.變式4(2017天津理綜1)如圖7所示，我國(guó)自主研發(fā)制造的國(guó)際熱核聚變核心部件在國(guó)際上率先通過(guò)權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證，這是我國(guó)對(duì)國(guó)際熱核聚變項(xiàng)目的重大貢獻(xiàn).下列核反應(yīng)方程中屬于聚變反應(yīng)的是()圖7A.HHHenB.NHeOHC.HeAlPnD.UnBaKr3n答案A解析HHHen是一個(gè)氘核與一個(gè)氚核結(jié)合成一個(gè)氦核，同時(shí)放出一個(gè)中子，屬于聚變反應(yīng)，故A正確；NHeOH是盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程，是人類第一次實(shí)現(xiàn)原子核的人工轉(zhuǎn)變，屬于人工核反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；HeAlPn屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變，故C錯(cuò)誤；UnB

17、aKr3n是一種典型的鈾核裂變，屬于裂變反應(yīng)，故D錯(cuò)誤.變式5(多選)(2016全國(guó)卷35(1)改編)一靜止的鋁原子核Al俘獲一速度為1.0107 m/s的質(zhì)子p后，變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核Si*.下列說(shuō)法正確的是()A.核反應(yīng)方程為pAlSi*B.核反應(yīng)過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒C.核反應(yīng)過(guò)程中系統(tǒng)能量不守恒D.核反應(yīng)前后核子數(shù)相等，所以生成物的質(zhì)量等于反應(yīng)物的質(zhì)量之和答案AB解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得，核反應(yīng)方程為pAlSi*，A正確；核反應(yīng)過(guò)程中釋放的核力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力，故系統(tǒng)動(dòng)量守恒，B正確；核反應(yīng)過(guò)程中系統(tǒng)能量守恒，C錯(cuò)誤；由于反應(yīng)過(guò)程中，要釋放大量的能量，伴隨著質(zhì)量虧損，所以生成物的質(zhì)量

18、小于反應(yīng)物的質(zhì)量之和，D錯(cuò)誤.變式6(2016全國(guó)卷35(1)在下列描述核過(guò)程的方程中，屬于衰變的是_，屬于衰變的是_，屬于裂變的是_，屬于聚變的是_.(填正確答案標(biāo)號(hào))A.CNe B.PSeC.UThHe D.NHeOHE.UnXeSr2n F.HHHen答案CABEF解析衰變是一種放射性衰變，粒子(He)會(huì)從原子核中射出，C項(xiàng)符合要求，衰變是指自原子核內(nèi)自發(fā)地放出一個(gè)電子(e)，同時(shí)原子序數(shù)加1的過(guò)程，A、B兩項(xiàng)符合要求，裂變是指一些質(zhì)量非常大的原子核，如鈾、釷和钚等在吸收一個(gè)中子后分裂成兩個(gè)或更多質(zhì)量較小的原子核，同時(shí)放出多個(gè)中子和很大能量的過(guò)程，只有E項(xiàng)符合要求.聚變是指由兩個(gè)輕原子核

19、(一般是氘核和氚核)結(jié)合成較重原子核(氦核)并放出大量能量的過(guò)程，F(xiàn)項(xiàng)符合要求.命題點(diǎn)四質(zhì)量虧損及核能的計(jì)算1.利用質(zhì)能方程計(jì)算核能(1)根據(jù)核反應(yīng)方程，計(jì)算出核反應(yīng)前與核反應(yīng)后的質(zhì)量虧損m.(2)根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程Emc2計(jì)算核能.質(zhì)能方程Emc2中m的單位用“kg”，c的單位用“m/s”，則E的單位為“J”.(3)Emc2中，若m的單位用“u”，則可直接利用Em931.5 MeV計(jì)算E，此時(shí)E的單位為“MeV”，即1 u1.660 61027 kg，相當(dāng)于931.5 MeV，這個(gè)結(jié)論可在計(jì)算中直接應(yīng)用.2.利用比結(jié)合能計(jì)算核能原子核的結(jié)合能核子的比結(jié)合能核子數(shù).核反應(yīng)中反應(yīng)前系統(tǒng)內(nèi)所有原

20、子核的總結(jié)合能與反應(yīng)后生成的所有新核的總結(jié)合能之差，就是該核反應(yīng)所釋放(或吸收)的核能.例4(2017全國(guó)卷17)大科學(xué)工程“人造太陽(yáng)”主要是將氘核聚變反應(yīng)釋放的能量用來(lái)發(fā)電.氘核聚變反應(yīng)方程是：HHHen.已知H的質(zhì)量為2.013 6 u，He的質(zhì)量為3.015 0 u，n的質(zhì)量為1.008 7 u,1 u931 MeV/c2.氘核聚變反應(yīng)中釋放的核能約為()A.3.7 MeV B.3.3 MeVC.2.7 MeV D.0.93 MeV答案B解析根據(jù)質(zhì)能方程，釋放的核能Emc2，m2mHmHemn0.003 5 u，則E0.003 5931 MeV3.258 5 MeV3.3 MeV，故B正

21、確，A、C、D錯(cuò)誤.例5(多選)原子核的比結(jié)合能曲線如圖8所示.根據(jù)該曲線，下列判斷正確的有()圖8A.He核的結(jié)合能約為14 MeVB.He核比Li核更穩(wěn)定C.兩個(gè)H核結(jié)合成He核時(shí)釋放能量D.U核中核子的平均結(jié)合能比Kr核中的大答案BC解析由圖象可知He核的結(jié)合能約為28 MeV，A項(xiàng)錯(cuò)誤；He核比Li核的比結(jié)合能大，故He核比Li核穩(wěn)定，B項(xiàng)正確；兩個(gè)H核結(jié)合成He核時(shí)比結(jié)合能增大，釋放能量，C項(xiàng)正確；U核中核子的平均結(jié)合能比Kr核中的小，D項(xiàng)錯(cuò)誤.變式7用放射源釙放出的射線轟擊鈹Be時(shí)，能放出一種穿透力極強(qiáng)的中性射線，這就是所謂的鈹“輻射”.1932年，英國(guó)物理學(xué)家查德威克用鈹“輻射”

22、分別照射(轟擊)氫和氮(氫和氮可視為靜止)，測(cè)得照射后沿鈹“輻射”方向高速運(yùn)動(dòng)的氫核和氮核的速度之比為71.查德威克假設(shè)鈹“輻射”是由一種質(zhì)量不為零的中性粒子構(gòu)成的，從而通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)在歷史上首次發(fā)現(xiàn)了中子，為人類確定原子核的結(jié)構(gòu)做出了重要貢獻(xiàn).若已知粒子的質(zhì)量為4.001 509 u，中子的質(zhì)量為1.008 665 u，鈹核的質(zhì)量為9.012 19 u，碳核的質(zhì)量為12.000 00 u，試確定核反應(yīng)中所釋放的核能為多少？答案4.7 MeV解析根據(jù)題意可寫(xiě)出發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為HeBeCn，可得核反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損為mmHemBemCmn0.005 034 u，根據(jù)質(zhì)能方程Emc2得該核反

23、應(yīng)所釋放的核能為E0.005 034 u4.7 MeV.變式8已知氘核的比結(jié)合能為1.1 MeV，氦核的比結(jié)合能為7.1 MeV，則兩個(gè)氘核結(jié)合成一個(gè)氦核時(shí)()A.釋放出4.9 MeV的能量B.釋放出6.0 MeV的能量C.釋放出24.0 MeV的能量D.吸收4.9 MeV的能量答案C解析根據(jù)題意可寫(xiě)出兩個(gè)氘核結(jié)合成一個(gè)氦核的核反應(yīng)方程為HHHe，由于氘核的比結(jié)合能為1.1 MeV，氦核的比結(jié)合能為7.1 MeV，故結(jié)合前氘核的結(jié)合能為E121.1 MeV，結(jié)合后氦核的結(jié)合能為E247.1 MeV，故E2E1E224.0 MeV，負(fù)號(hào)表示釋放能量，選項(xiàng)C正確.1.(多選)下列說(shuō)法正確的是()A

24、.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)B.一群處于n3能級(jí)激發(fā)態(tài)的氫原子，自發(fā)躍遷時(shí)能發(fā)出最多3種不同頻率的光C.放射性元素發(fā)生一次衰變，原子序數(shù)增加1D.U的半衰期約為7億年，隨著地球環(huán)境的不斷變化，半衰期可能變短答案BC2.在盧瑟福粒子散射實(shí)驗(yàn)中，金箔中的原子核可以看做靜止不動(dòng)，下列各圖畫(huà)出的是其中兩個(gè)粒子經(jīng)歷金箔散射過(guò)程的徑跡，其中正確的是()答案C解析金箔中的原子核與粒子都帶正電，粒子接近原子核過(guò)程中受到斥力而不是引力作用，A、D錯(cuò)；由原子核對(duì)粒子的斥力作用及物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件知曲線軌跡的凹側(cè)應(yīng)指向粒子所受力的方向，B錯(cuò)，C對(duì).3.下列說(shuō)法正確的是()A.PSie是一種核裂變反應(yīng)B

25、.核反應(yīng)堆產(chǎn)生的能量一定來(lái)自輕核聚變C.太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的核裂變反應(yīng)D.盧瑟福為解釋粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出了原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)答案D4.關(guān)于天然放射現(xiàn)象，以下敘述正確的是()A.若使放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期將變大B.衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶訒r(shí)產(chǎn)生的C.在、這三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)，射線的電離能力最強(qiáng)D.鈾核(U)衰變?yōu)殂U核(Pb)的過(guò)程中，要經(jīng)過(guò)8次衰變和6次衰變答案D5.(多選)下列說(shuō)法正確的是()A.天然放射性現(xiàn)象說(shuō)明原子核內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)B.粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明原子核內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)C.原子核發(fā)生衰變生成的新核原子序數(shù)增加D.氫原子從能級(jí)3躍遷到

26、能級(jí)2輻射出的光子的波長(zhǎng)小于從能級(jí)2躍遷到基態(tài)輻射出的光子的波長(zhǎng)答案AC解析天然放射現(xiàn)象說(shuō)明原子核內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，A正確.粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明原子具有核式結(jié)構(gòu)，B錯(cuò)誤.根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒知，衰變放出了一個(gè)電子，新核的電荷數(shù)增加1，即原子序數(shù)增加，C正確.氫原子從能級(jí)3躍遷到能級(jí)2輻射出的光子的能量小于從能級(jí)2躍遷到基態(tài)輻射出的光子的能量，故從能級(jí)3躍遷到能級(jí)2輻射出的光子的波長(zhǎng)大于從能級(jí)2躍遷到基態(tài)輻射出的光子的波長(zhǎng)，D錯(cuò)誤.6.(多選)(2014新課標(biāo)全國(guó)卷35(1)改編)關(guān)于天然放射性，下列說(shuō)法正確的是()A.所有元素都可能發(fā)生衰變B.放射性元素的半衰期與外界的溫度無(wú)關(guān)C.放射性元

27、素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性D.、和三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)答案BCD解析自然界中絕大部分元素沒(méi)有放射現(xiàn)象，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；放射性元素的半衰期只與原子核結(jié)構(gòu)有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)，選項(xiàng)B、C正確；、和三種射線電離能力依次減弱，穿透能力依次增強(qiáng)，選項(xiàng)D正確.7.(2017天津和平質(zhì)量調(diào)查)下列說(shuō)法正確的是()A.盧瑟福用粒子轟擊N核獲得反沖核O發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子B.普朗克通過(guò)對(duì)光電效應(yīng)現(xiàn)象的分析提出了光子說(shuō)C.玻爾通過(guò)對(duì)天然放射現(xiàn)象的研究提出了氫原子能級(jí)理論D.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子從而提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型答案A解析光子說(shuō)是愛(ài)因斯坦提出的，B錯(cuò)誤.玻爾通過(guò)對(duì)氫原子光譜的成因的研究提出了氫原子能級(jí)理論

28、，C項(xiàng)錯(cuò)誤.盧瑟福通過(guò)粒子的散射實(shí)驗(yàn)，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，D項(xiàng)錯(cuò)誤.8.(2017安徽江南十校聯(lián)考)鈾核(U)經(jīng)過(guò)m次衰變和n次衰變變成鉛核(Pb)，關(guān)于該過(guò)程，下列說(shuō)法中正確的是()A.m5，n4B.鈾核(U)的比結(jié)合能比鉛核(Pb)的比結(jié)合能小C.衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和小于鈾核(U)的結(jié)合能D.鈾核(U)衰變過(guò)程的半衰期與溫度和壓強(qiáng)有關(guān)答案B解析原子核衰變時(shí)質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒，2354m207,92822mn，兩式聯(lián)立解得：m7，n4，A項(xiàng)錯(cuò)誤.衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和大于鈾核(U)的結(jié)合能，C錯(cuò)誤.半衰期由原子核內(nèi)部自身的因素決定，與溫度和壓強(qiáng)無(wú)關(guān)，D項(xiàng)錯(cuò)誤.9.(多選)關(guān)于核反應(yīng)方

29、程ThPaXE(E為釋放的核能，X為新生成的粒子)，已知Th的半衰期為1.2 min，則下列說(shuō)法正確的是()A.此反應(yīng)為衰變B.Pa核和Th核具有相同的質(zhì)量C.Pa具有放射性D.64 g的Th經(jīng)過(guò)6 min還有1 g Th尚未衰變答案AC解析根據(jù)核反應(yīng)方程質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可判斷出X為e，所以此反應(yīng)為衰變，A正確；Pa核與Th核質(zhì)量并不同，B錯(cuò)誤；根據(jù)化學(xué)元素周期表及化學(xué)知識(shí)知，Pa為放射性元素，C正確；利用半衰期公式m余m原，解得m余2 g，則D錯(cuò)誤.10.用頻率為0的光照射大量處于基態(tài)的氫原子，在所發(fā)射的光譜中僅能觀測(cè)到頻率分別為1、2和3的三條譜線，且321，則()A.01B.321C.

30、0123D.答案B11.處于激發(fā)狀態(tài)的原子，在入射光的電磁場(chǎng)的影響下，從高能態(tài)向低能態(tài)躍遷，兩個(gè)狀態(tài)之間的能量差以輻射光子的形式發(fā)射出去，這種輻射叫做受激輻射.原子發(fā)生受激輻射時(shí)，發(fā)出的光子頻率、發(fā)射方向等都跟入射光子完全一樣，這樣使光得到加強(qiáng)，這就是激光產(chǎn)生的機(jī)理.那么，發(fā)生受激輻射時(shí)，產(chǎn)生激光的原子的總能量E、電勢(shì)能Ep、電子動(dòng)能Ek的變化情況是()A.Ep增大、Ek減小，E減小B.Ep減小、Ek增大，E減小C.Ep增大、Ek增大，E增大D.Ep減小、Ek增大，E不變答案B12.(多選)以下有關(guān)近代物理內(nèi)容的若干敘述，正確的是()A.紫外線照射到金屬鋅板表面時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)，則當(dāng)增大紫外線

31、的照射強(qiáng)度時(shí)，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能也隨之增大B.玻爾認(rèn)為，原子中電子軌道是量子化的，能量也是量子化的C.光子不僅具有能量，也具有動(dòng)量D.根據(jù)玻爾能級(jí)理論，氫原子輻射出一個(gè)光子后，將由高能級(jí)向較低能級(jí)躍遷，核外電子的動(dòng)能增加答案BCD13.(2017河南六市一聯(lián))以下說(shuō)法正確的是()A.氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，電子的動(dòng)能減小，原子電勢(shì)能增大，原子能量減小B.紫外線照射到金屬鋅板表面時(shí)能夠產(chǎn)生光電效應(yīng)，則當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時(shí)，從鋅板表面逸出的光電子的個(gè)數(shù)增多，光電子的最大初動(dòng)能增大C.氫原子光譜有很多不同的亮線，說(shuō)明氫原子能發(fā)出很多不同的頻率的光，但

32、它的光譜不是連續(xù)譜D.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，陰極射線是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的高速電子流答案C解析氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，電子的動(dòng)能減小，原子電勢(shì)能增大，原子能量增大，A項(xiàng)錯(cuò)誤.由EkhW0可知，只增加光照強(qiáng)度而不改變光的頻率，光電子的最大初動(dòng)能不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤.原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的高速電子流是射線，不是陰極射線，D項(xiàng)錯(cuò)誤.14.用速度大小為v的中子轟擊靜止的鋰核(Li)，發(fā)生核反應(yīng)后生成氚核和粒子，生成的氚核速度方向與中子的初速度方向相反，氚核與粒子的速度之比為78，中子的質(zhì)量為m，質(zhì)子的質(zhì)量可近似看做m，光速為c.(1)寫(xiě)出核反應(yīng)方程.(2)求氚核與粒子的速度大小.(3)若核反應(yīng)過(guò)程中放出的核能全部轉(zhuǎn)化為粒子和氚核的動(dòng)能，求出質(zhì)量虧損.答案(1)nLiHHe(2)vv(3)解析(1)由題意可知，核反應(yīng)方程為nLiHHe.(2)設(shè)中子的初速度方向?yàn)檎较颍蓜?dòng)量守恒定律得mv3mv14mv2由題意得v1v278解得v1v，v2v.(3)氚核和粒子的動(dòng)能之和為Ek3mv124mv22mv2釋放的核能為EEkEknmv2mv2mv2由愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程得，質(zhì)量虧損為m.19