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)家盧瑟福進行了粒子散射實驗，提出了核式結(jié)構(gòu)模型.(2)粒子散射實驗的結(jié)果：絕大多數(shù)粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進，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，也就是說它們幾乎被“撞了回來”，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動.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展開，獲得光的波長(頻率)和強度分布的記錄，即光譜.(2)光譜分類(3)氫原子光譜的實驗規(guī)律：巴耳末系是氫原子光譜在可見光區(qū)的譜線，其波長公式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，電子雖然繞核運動，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，會放出能量為h的光子，這個光子的能量由前后兩個能級的能量差決定，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動相對應(yīng).原子的定態(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變遷(1)能級和半徑公式：能級公式：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)氫原子的能級圖，如圖2所示圖2自測1(多選)如圖3所示為盧瑟福和他的同事們做粒子散射實驗裝置的示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個位置時觀察到的現(xiàn)象，下述說法中正確的是()圖3A.放在A位置時，相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多B.放在B位置時，相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)只比A位置時稍少些C.放在C、D位置時，屏上觀察不到閃光D.放在D位置時，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，少數(shù)粒子發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，A、B、D正確.自測2一個氫原子從n3能級躍遷到n2能級，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：防止放射性對人體組織的傷害.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)原子核的衰變原子核放出粒子或粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變.分類衰變：XYHe衰變：XYe當放射性物質(zhì)連續(xù)發(fā)生衰變時，原子核中有的發(fā)生衰變，有的發(fā)生衰變，同時伴隨著輻射.兩個典型的衰變方程衰變：U ThHe衰變：ThPae.(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)合成原子核時出現(xiàn)質(zhì)量虧損m，其對應(yīng)的能量Emc2.(3)原子核分解成核子時要吸收一定的能量，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)和原子核的認識，其中正確的是()A.射線是高速運動的電子流B.氫原子輻射光子后，其繞核運動的電子動能增大C.太陽輻射能量的主要來源是太陽中發(fā)生的重核裂變D.Bi的半衰期是5天，100克Bi經(jīng)過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A錯誤.氫原子輻射光子后，繞核運動的電子距核更近，動能增大，選項B正確.太陽輻射能量的主要來源是太陽內(nèi)部氫核的聚變，選項C錯誤.10天為兩個半衰期，剩余的Bi為100 g100()2 g25 g，選項D錯誤.命題點一玻爾理論和能級躍遷1.定態(tài)間的躍遷滿足能級差(1)從低能級(n)高能級(m)吸收能量.hEmEn(2)從高能級(m)低能級(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|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能.例1(多選)(2017江西南昌檢測)如圖4所示是氫原子的能級圖，現(xiàn)有大量處于n3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷，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，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，則會有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是氫原子的能級圖，一群氫原子處于n3能級，下列說法中正確的是()圖5A.這群氫原子躍遷時能夠發(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能級躍遷到n2能級時發(fā)出的光波長最長D.這群氫原子能夠吸收任意光子的能量而向更高能級躍遷答案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錯誤；從n3躍遷到n2輻射的光子能量最小，頻率最小，則波長最長，故C正確；一群處于n3能級的氫原子發(fā)生躍遷，吸收的能量必須等于兩能級的能級差，故D錯誤.命題點二原子核的衰變及半衰期1.衰變規(guī)律及實質(zhì)(1)衰變、衰變的比較衰變類型衰變衰變衰變過程XYHeXYe衰變實質(zhì)2個質(zhì)子和2個中子結(jié)合成一個整體射出1個中子轉(zhuǎn)化為1個質(zhì)子和1個電子2H2nHenHe勻強磁場中軌跡形狀衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒、動量守恒(2)射線：射線經(jīng)常伴隨著衰變或衰變同時產(chǎn)生.其實質(zhì)是放射性原子核在發(fā)生衰變或衰變的過程中，產(chǎn)生的新核由于具有過多的能量(原子核處于激發(fā)態(tài))而輻射出光子.2.確定衰變次數(shù)的方法因為衰變對質(zhì)量數(shù)無影響，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)或化學(xué)狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)無關(guān).例2(2017全國卷15)一靜止的鈾核放出一個粒子衰變成釷核，衰變方程為UThHe，下列說法正確的是()A.衰變后釷核的動能等于粒子的動能B.衰變后釷核的動量大小等于粒子的動量大小C.鈾核的半衰期等于其放出一個粒子所經(jīng)歷的時間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程中，滿足動量守恒的條件，根據(jù)動量守恒定律得pThp0，即釷核的動量和粒子的動量大小相等，方向相反，選項B正確；根據(jù)Ek可知，選項A錯誤；半衰期的定義是統(tǒng)計規(guī)律，對于一個粒子不適用，選項C錯誤；鈾核在衰變過程中，伴隨著一定的能量放出，即衰變過程中有一定的質(zhì)量虧損，故衰變后粒子與釷核的質(zhì)量之和小于衰變前鈾核的質(zhì)量，選項D錯誤.變式2(2017湖南長沙三月模擬)一個靜止的鈾核，放在勻強磁場中，它發(fā)生一次衰變后變?yōu)殁Q核，粒子和釷核都在勻強磁場中做勻速圓周運動.某同學(xué)作出如圖6所示運動徑跡示意圖，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量大小相等，但方向相反，由左手定則可知它們的運動軌跡應(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C.氡的半衰期為3.8天，4個氡原子核經(jīng)過7.6天后一定只剩下1個氡原子核D.放射性元素發(fā)生衰變時所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時產(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項錯誤.在、三種射線中，射線的電離能力最強，射線的電離能力最弱，B項錯誤.半衰期是對大量原子核的衰變行為作出的統(tǒng)計規(guī)律，對于少數(shù)原子核無意義，C項錯誤.命題點三核反應(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)方程式的書寫(1)熟記常見基本粒子的符號，是正確書寫核反應(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，是正確書寫核反應(yīng)方程或判斷某個核反應(yīng)方程是否正確的依據(jù)，由于核反應(yīng)不可逆，所以書寫核反應(yīng)方程式時只能用“”表示反應(yīng)方向.(3)核反應(yīng)過程中質(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項中X的質(zhì)量數(shù)為_，中子數(shù)為_.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，我國自主研發(fā)制造的國際熱核聚變核心部件在國際上率先通過權(quán)威機構(gòu)認證，這是我國對國際熱核聚變項目的重大貢獻.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是一個氘核與一個氚核結(jié)合成一個氦核，同時放出一個中子，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，是人類第一次實現(xiàn)原子核的人工轉(zhuǎn)變，屬于人工核反應(yīng)，故B錯誤；HeAlPn屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變，故C錯誤；UnBaKr3n是一種典型的鈾核裂變，屬于裂變反應(yīng)，故D錯誤.變式5(多選)(2016全國卷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*.下列說法正確的是()A.核反應(yīng)方程為pAlSi*B.核反應(yīng)過程中系統(tǒng)動量守恒C.核反應(yīng)過程中系統(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)過程中釋放的核力遠遠大于外力，故系統(tǒng)動量守恒，B正確；核反應(yīng)過程中系統(tǒng)能量守恒，C錯誤；由于反應(yīng)過程中，要釋放大量的能量，伴隨著質(zhì)量虧損，所以生成物的質(zhì)量小于反應(yīng)物的質(zhì)量之和，D錯誤.變式6(2016全國卷35(1)在下列描述核過程的方程中，屬于衰變的是_，屬于衰變的是_，屬于裂變的是_，屬于聚變的是_.(填正確答案標號)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)會從原子核中射出，C項符合要求，衰變是指自原子核內(nèi)自發(fā)地放出一個電子(e)，同時原子序數(shù)加1的過程，A、B兩項符合要求，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中子后分裂成兩個或更多質(zhì)量較小的原子核，同時放出多個中子和很大能量的過程，只有E項符合要求.聚變是指由兩個輕原子核(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程，F(xiàn)項符合要求.命題點四質(zhì)量虧損及核能的計算1.利用質(zhì)能方程計算核能(1)根據(jù)核反應(yīng)方程，計算出核反應(yīng)前與核反應(yīng)后的質(zhì)量虧損m.(2)根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程Emc2計算核能.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計算E，此時E的單位為“MeV”，即1 u1.660 61027 kg，相當于931.5 MeV，這個結(jié)論可在計算中直接應(yīng)用.2.利用比結(jié)合能計算核能原子核的結(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全國卷17)大科學(xué)工程“人造太陽”主要是將氘核聚變反應(yīng)釋放的能量用來發(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正確，A、C、D錯誤.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H核結(jié)合成He核時釋放能量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項錯誤；He核比Li核的比結(jié)合能大，故He核比Li核穩(wěn)定，B項正確；兩個H核結(jié)合成He核時比結(jié)合能增大，釋放能量，C項正確；U核中核子的平均結(jié)合能比Kr核中的小，D項錯誤.變式7用放射源釙放出的射線轟擊鈹Be時，能放出一種穿透力極強的中性射線，這就是所謂的鈹“輻射”.1932年，英國物理學(xué)家查德威克用鈹“輻射”分別照射(轟擊)氫和氮(氫和氮可視為靜止)，測得照射后沿鈹“輻射”方向高速運動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，從而通過上述實驗在歷史上首次發(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.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)題意可寫出發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為HeBeCn，可得核反應(yīng)過程中的質(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，則兩個氘核結(jié)合成一個氦核時()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)題意可寫出兩個氘核結(jié)合成一個氦核的核反應(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，負號表示釋放能量，選項C正確.1.(多選)下列說法正確的是()A.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能級激發(fā)態(tài)的氫原子，自發(fā)躍遷時能發(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驗中，金箔中的原子核可以看做靜止不動，下列各圖畫出的是其中兩個粒子經(jīng)歷金箔散射過程的徑跡，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，粒子接近原子核過程中受到斥力而不是引力作用，A、D錯；由原子核對粒子的斥力作用及物體做曲線運動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，C對.3.下列說法正確的是()A.PSie是一種核裂變反應(yīng)B.核反應(yīng)堆產(chǎn)生的能量一定來自輕核聚變C.太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核裂變反應(yīng)D.盧瑟福為解釋粒子散射實驗現(xiàn)象提出了原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說答案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產(chǎn)生的C.在、這三種射線中，射線的穿透能力最強，射線的電離能力最強D.鈾核(U)衰變?yōu)殂U核(Pb)的過程中，要經(jīng)過8次衰變和6次衰變答案D5.(多選)下列說法正確的是()A.天然放射性現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)B.粒子散射實驗說明原子核內(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3躍遷到能級2輻射出的光子的波長小于從能級2躍遷到基態(tài)輻射出的光子的波長答案AC解析天然放射現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，A正確.粒子散射實驗說明原子具有核式結(jié)構(gòu)，B錯誤.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3躍遷到能級2輻射出的光子的能量小于從能級2躍遷到基態(tài)輻射出的光子的能量，故從能級3躍遷到能級2輻射出的光子的波長大于從能級2躍遷到基態(tài)輻射出的光子的波長，D錯誤.6.(多選)(2014新課標全國卷35(1)改編)關(guān)于天然放射性，下列說法正確的是()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關(guān)C.放射性元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性D.、和三種射線中，射線的穿透能力最強答案BCD解析自然界中絕大部分元素沒有放射現(xiàn)象，選項A錯誤；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，選項D正確.7.(2017天津和平質(zhì)量調(diào)查)下列說法正確的是()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.普朗克通過對光電效應(yīng)現(xiàn)象的分析提出了光子說C.玻爾通過對天然放射現(xiàn)象的研究提出了氫原子能級理論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解析光子說是愛因斯坦提出的，B錯誤.玻爾通過對氫原子光譜的成因的研究提出了氫原子能級理論，C項錯誤.盧瑟福通過粒子的散射實驗，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，D項錯誤.8.(2017安徽江南十校聯(lián)考)鈾核(U)經(jīng)過m次衰變和n次衰變變成鉛核(Pb)，關(guān)于該過程，下列說法中正確的是()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)衰變過程的半衰期與溫度和壓強有關(guān)答案B解析原子核衰變時質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒，2354m207,92822mn，兩式聯(lián)立解得：m7，n4，A項錯誤.衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和大于鈾核(U)的結(jié)合能，C錯誤.半衰期由原子核內(nèi)部自身的因素決定，與溫度和壓強無關(guān)，D項錯誤.9.(多選)關(guān)于核反應(yīng)方程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錯誤；根據(jù)化學(xué)元素周期表及化學(xué)知識知，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到頻率分別為1、2和3的三條譜線，且321，則()A.01B.321C.0123D.答案B11.處于激發(fā)狀態(tài)的原子，在入射光的電磁場的影響下，從高能態(tài)向低能態(tài)躍遷，兩個狀態(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，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，這就是激光產(chǎn)生的機理.那么，發(fā)生受激輻射時，產(chǎn)生激光的原子的總能量E、電勢能Ep、電子動能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能發(fā)生光電效應(yīng)，則當增大紫外線的照射強度時，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能也隨之增大B.玻爾認為，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，也具有動量D.根據(jù)玻爾能級理論，氫原子輻射出一個光子后，將由高能級向較低能級躍遷，核外電子的動能增加答案BCD13.(2017河南六市一聯(lián))以下說法正確的是()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，電子的動能減小，原子電勢能增大，原子能量減小B.紫外線照射到金屬鋅板表面時能夠產(chǎn)生光電效應(yīng)，則當增大紫外線的照射強度時，從鋅板表面逸出的光電子的個數(shù)增多，光電子的最大初動能增大C.氫原子光譜有很多不同的亮線，說明氫原子能發(fā)出很多不同的頻率的光，但它的光譜不是連續(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，電子的動能減小，原子電勢能增大，原子能量增大，A項錯誤.由EkhW0可知，只增加光照強度而不改變光的頻率，光電子的最大初動能不變，B項錯誤.原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時產(chǎn)生的高速電子流是射線，不是陰極射線，D項錯誤.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)過程中放出的核能全部轉(zhuǎn)化為粒子和氚核的動能，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)中子的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得mv3mv14mv2由題意得v1v278解得v1v，v2v.(3)氚核和粒子的動能之和為Ek3mv124mv22mv2釋放的核能為EEkEknmv2mv2mv2由愛因斯坦質(zhì)能方程得，質(zhì)量虧損為m.