第2課時(shí)　原子結(jié)構(gòu)與原子核

1、.第2課時(shí)原子構(gòu)造與原子核1.2019·貴州安順模擬根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn),盧瑟福提出了原子的核式構(gòu)造模型.如圖表示了原子核式構(gòu)造模型的粒子散射圖景.圖中實(shí)線表示粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡.其中一個(gè)粒子在從a運(yùn)動(dòng)到b、再運(yùn)動(dòng)到c的過程中粒子在b點(diǎn)時(shí)距原子核最近,以下判斷正確的選項(xiàng)是BA.粒子的動(dòng)能先增大后減小B.粒子的電勢(shì)能先增大后減小C.粒子的加速度先變小后變大D.電場(chǎng)力對(duì)粒子先做正功后做負(fù)功解析:粒子受到斥力作用,根據(jù)電場(chǎng)力做功特點(diǎn)可知從a運(yùn)動(dòng)到b過程中電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,動(dòng)能減小,從b運(yùn)動(dòng)到c過程中,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,動(dòng)能增加,A,D錯(cuò)誤,B正確;根據(jù)點(diǎn)電荷周圍電場(chǎng)可知,間隔 原子

2、核近的地方電場(chǎng)強(qiáng)度大,故越靠近原子核加速度越大,因此粒子加速度先增大后減小,故C錯(cuò)誤.2.2019·上海閔行區(qū)模擬在分析粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí),不考慮電子對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的影響,這是因?yàn)榱Ｗ优c電子CA.不會(huì)相遇B.不發(fā)生互相作用C.發(fā)生的互相作用可以忽略D.發(fā)生的互相作用可以互相抵消解析:盧瑟福在分析粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí),認(rèn)為電子不會(huì)對(duì)粒子偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響,其主要原因是電子的質(zhì)量很小,粒子與電子發(fā)生的互相作用可以忽略,就算碰到,也不會(huì)引起明顯的偏轉(zhuǎn),故C正確,A,B,D錯(cuò)誤.3.2019·湖南常德模擬多項(xiàng)選擇有關(guān)氫原子光譜的說法正確的選項(xiàng)是BCDA.氫原子的發(fā)射光譜是連續(xù)譜B.氫原子光

3、譜說明氫原子只發(fā)出特定頻率的光C.氫原子光譜說明氫原子能級(jí)是分立的D.巴爾末公式反映了氫原子輻射光子頻率的分立特性解析:由于氫原子發(fā)射的光子的能量E=En-Em,所以發(fā)射的光子的能量值E是不連續(xù)的,只能是一些特定頻率的譜線,故A錯(cuò)誤,B正確;由于氫原子的軌道是不連續(xù)的,故氫原子的能級(jí)是不連續(xù)的即是分立的,故C正確;由于躍遷時(shí)吸收或發(fā)射的光子的能量是兩個(gè)能級(jí)的能量差,所以氫原子光譜的頻率與氫原子能級(jí)的能量差有關(guān),巴爾末公式反映了氫原子輻射光子頻率的分立特性;故D正確.4.2019·河南安陽模擬一群處于基態(tài)的氫原子吸收某種光子后,向外輻射了a,b,c三種光,其波長(zhǎng)分別為a,b,c,且a&

4、gt;b>c,三種光子的能量分別為Ea,Eb,Ec,假設(shè)a光恰能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng),那么DA.被氫原子吸收的光子的能量為hcaB.Ea=Eb+EcC.1b=1a+1cD.b光一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)解析:根據(jù)能級(jí)間躍遷輻射或吸收的光子的能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差,且E=hc及a>b>c,知Ec=Ea+Eb,氫原子吸收的光子的能量為hcc, A,B錯(cuò)誤;根據(jù)光子能量與波長(zhǎng)的關(guān)系有,hcc=hca+hcb,即1c=1a+1b,故C錯(cuò)誤;b光的光子能量大于a光的光子能量,a光恰好能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),那么b光一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng).故D正確.5.2019·河北保定

5、模擬氫原子能級(jí)的示意圖如下圖,大量氫原子從n=4的能級(jí)向n=2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出可見光a,從n=3的能級(jí)向n=2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出可見光b,那么CA.氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)可能會(huì)輻射出射線B.大量氫原子從n=4的能級(jí)向n=2的能級(jí)躍遷時(shí)可以輻射出6種頻率的光子C.a光子能量比b光子的能量大D.氫原子在n=2的能級(jí)時(shí)可吸收任意頻率的光而發(fā)生電離解析:因?yàn)樯渚€是原子核變化時(shí)輻射的,因此氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí),不會(huì)輻射射線,故A錯(cuò)誤;大量的氫原子從n=4的能級(jí)向n=2的能級(jí)躍遷時(shí)釋放3種頻率的光子,故B錯(cuò)誤;從n=4的能級(jí)向n=2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出的光子能量大于從n=3的能級(jí)向n=2的能

6、級(jí)躍遷時(shí)輻射出的光子能量,那么a光子能量比b光子的能量大,故C正確;氫原子在n=2能級(jí)時(shí),吸收的能量需大于等于3.4 eV,才能發(fā)生電離,故D錯(cuò)誤.6.2019·湖北宜昌質(zhì)檢關(guān)于天然放射現(xiàn)象,以下說法正確的選項(xiàng)是BA.放射性元素的原子核內(nèi)的核子有半數(shù)發(fā)生變化所需的時(shí)間就是半衰期B.放射性的原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí),輻射出射線C.當(dāng)放射性元素的原子的核外電子具有較高能量時(shí),將發(fā)生衰變D.放射性物質(zhì)放出的射線中,粒子動(dòng)能很大,因此貫穿物質(zhì)的本領(lǐng)很強(qiáng)解析:放射性元素的半衰期是有一半該元素的原子核發(fā)生衰變所用的時(shí)間,故A錯(cuò)誤;放射性的原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核從高能級(jí)

7、向低能級(jí)躍遷時(shí),輻射出射線,故B正確;衰變的本質(zhì)是核內(nèi)的中子可以轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子,產(chǎn)生的電子從核內(nèi)發(fā)射出來,這就是衰變,當(dāng)放射性元素的原子的核外電子具有較高能量時(shí)將向低能級(jí)躍遷,不是發(fā)生衰變,故C錯(cuò)誤;粒子動(dòng)能很大,但是貫穿物質(zhì)的本領(lǐng)很弱,故D錯(cuò)誤.7.2019·沈陽模擬多項(xiàng)選擇正電子發(fā)射機(jī)斷層顯像PET的根本原理是將放射性同位素 815O注入人體,815O在人體內(nèi)衰變放出的正電子與人體內(nèi)的負(fù)電子相遇而湮滅,轉(zhuǎn)化為一對(duì)光子而被探測(cè)器探測(cè)到后,經(jīng)計(jì)算機(jī)處理即產(chǎn)生明晰的圖像.根據(jù)PET的原理.以下說法正確的選項(xiàng)是ADA. 815O在人體內(nèi)衰變的方程式是 81

8、5O715N+10eB.在PET中,815O的主要用處是正常參與代謝C.在PET中,815O注入人體參與代謝化合后半衰期會(huì)發(fā)生變化D.用 815O作為“示蹤原子是因?yàn)槠浒胨テ诙?對(duì)人體影響較小解析:根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒知,815O在人體內(nèi)衰變的方程是 815O715N+10e,故A正確;在PET中,815O的主要用處是作為示蹤原子,故B錯(cuò)誤;半衰期的大小與元素所處的物理環(huán)境和化學(xué)狀態(tài)無關(guān),可知 815O注入人體參與代謝化合后半衰期不變,故C錯(cuò)誤;用 815O作為“示蹤原子是因?yàn)槠浒胨テ诙?對(duì)人體影響較小,故D正確.8.2019·南通模擬以

9、下說法中正確的選項(xiàng)是AA.衰變的本質(zhì)是原子核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子,同時(shí)釋放出一個(gè)電子B.鈾核(92238U衰變成粒子和另一原子核,衰變產(chǎn)物的比結(jié)合能一定小于鈾核的比結(jié)合能C.實(shí)驗(yàn)說明,只要照射光的強(qiáng)度足夠大,就一定能發(fā)生光電效應(yīng)D.放射性元素的半衰期與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件有關(guān)解析:衰變的本質(zhì)是原子核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子,同時(shí)釋放出一個(gè)電子,故A正確;鈾核(92238U衰變的過程中會(huì)釋放能量,所以衰變產(chǎn)物的比結(jié)合能一定大于鈾核的比結(jié)合能,故B錯(cuò)誤;根據(jù)光電效應(yīng)方程可知,發(fā)生光電效應(yīng)的條件與光的頻率有關(guān),與光的強(qiáng)度無關(guān),故C錯(cuò)誤;放射性元素的半衰期是由放射性元素本身決定的,與原

10、子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān),故D錯(cuò)誤.9.2019·安徽宿州模擬鈾核(92235U經(jīng)過m次衰變和n次衰變變成鉛核(82207Pb,關(guān)于該過程,以下說法中正確的選項(xiàng)是BA.m=5,n=4B.鈾核(92235U的比結(jié)合能比鉛核(82207Pb的比結(jié)合能小C.衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和小于鈾核(92235U的結(jié)合能D.鈾核(92235U衰變過程的半衰期與溫度和壓強(qiáng)有關(guān)解析:核反響方程為 92235U82207Pb+m24He+n-10e根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,有235=207+4m,92=82+2m-n,解得m=7,n=4,故A錯(cuò)誤;比結(jié)合能越大,原子核結(jié)合得越結(jié)實(shí),原子核越穩(wěn)

11、定,所以鈾核的比結(jié)合能比鉛核的比結(jié)合能小,故B正確;鈾核 92235U衰變成原子核 82207Pb,根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程知,有質(zhì)量虧損,釋放能量,那么衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于鈾核的結(jié)合能,故C錯(cuò)誤;放射性元素的半衰期與溫度、壓強(qiáng)無關(guān),故D錯(cuò)誤.10.導(dǎo)學(xué)號(hào) 588262532019·寧波質(zhì)檢靜止的氡核 86222Rn放出粒子后變成釙核 84218Po,粒子動(dòng)能為E.假設(shè)衰變放出的能量全部變?yōu)榉礇_核和粒子的動(dòng)能,真空中的光速為c,那么該反響中的質(zhì)量虧損為CA.4218·Ec2 B.0C.222218·Ec2 D.21822

12、2·Ec2解析:設(shè)粒子的質(zhì)量為m1,反沖核的質(zhì)量為m2,反沖核的速度大小為v.根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得,m1v=m2v,那么vv'=m2m1=2184;粒子動(dòng)能為E=12m1v2,反沖核的動(dòng)能E=12m2v2,那么E=4218E,釋放的總動(dòng)能為E+4218E=222218E,根據(jù)能量守恒知,釋放的核能E=222218E,根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程E=mc2得,m=222E218c2,C正確.11.2019·遼寧營(yíng)口模擬一個(gè) 92235U原子核在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反響,其裂變方程為 92235U+01nX+ 3894Sr+201n,那么

13、以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是AA.X原子核中含有54個(gè)質(zhì)子B.X原子核中含有141個(gè)核子C.因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量,根據(jù)E=mc2,所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)增加D.因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量,出現(xiàn)質(zhì)量虧損,所以生成物的總質(zhì)量數(shù)減少解析:設(shè)X的原子核中含有x個(gè)質(zhì)子,質(zhì)量數(shù)為y,根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒有,92=x+38,235+1=y+94+2,解得,x=54,y=140,故質(zhì)子數(shù)為54個(gè),而核子數(shù)為140個(gè),故A正確,B錯(cuò)誤;因?yàn)榱炎儠r(shí)出現(xiàn)質(zhì)量虧損,從而釋放出能量,所以裂變后的總質(zhì)量減少,但總的質(zhì)量數(shù)是不變的,故C,D錯(cuò)誤.12.導(dǎo)學(xué)號(hào) 588262542019·上饒一模在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等材

14、料,這些巖石都不同程度地含有放射性元素,如有些含有鈾、釷的花崗巖會(huì)釋放出放射性氣體氡,氡會(huì)發(fā)生放射性衰變,放出,射線,氡的半衰期為3.8天,那么以下說法正確的選項(xiàng)是CA.發(fā)生衰變時(shí),生成的核與原來的核相比,中子數(shù)少4B.發(fā)生衰變時(shí),釋放出電子,說明原子核內(nèi)有電子存在C.射線一般伴隨著或射線產(chǎn)生,其中射線的穿透才能最強(qiáng),電離才能卻最弱D.假設(shè)只有4個(gè)氡核,經(jīng)7.6天一定只剩下1個(gè)氡核解析:根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知,發(fā)生衰變放出 24He,導(dǎo)致質(zhì)子數(shù)減少2,質(zhì)量數(shù)減少4,故中子數(shù)減少2,故A錯(cuò)誤;發(fā)生衰變的過程是一個(gè)中子變?yōu)橘|(zhì)子同時(shí)放出一個(gè)電子,并非原子核內(nèi)有電子存在,故B錯(cuò)誤;根據(jù),

15、三種射線特點(diǎn)可知,射線穿透才能最強(qiáng),電離才能最弱,射線電離才能最強(qiáng),穿透才能最弱,故C正確;半衰期是對(duì)大量原子核的衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對(duì)于少量原子核是無意義的,故D錯(cuò)誤.13.2019·龍巖模擬日本9.0級(jí)大地震導(dǎo)致福島核電站發(fā)生核泄漏事故,引起周邊國(guó)家的關(guān)注和恐慌.核反響會(huì)產(chǎn)生許多放射性的副產(chǎn)品如碘131和銫137,由于發(fā)生核泄漏,許多國(guó)家都已檢測(cè)出這兩種元素.有關(guān)核反響及其產(chǎn)物,以下說法正確的選項(xiàng)是DA.日本福島核電站是采用可控聚變反響技術(shù),將產(chǎn)生的核能轉(zhuǎn)化為 電能B.反響堆可能發(fā)生的一種核反響方程是 92235U+01n54140Xe+3894Sr+301nC.銫137的

16、半衰期為30年,現(xiàn)有100個(gè)原子核銫137經(jīng)過60年將剩下25個(gè)D.假設(shè)核反響中質(zhì)量虧損了m,那么將釋放mc2的核能.解析:日本福島核電站是采用可控裂變反響技術(shù),故A錯(cuò)誤;核反響方程要滿足質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒,故該反響產(chǎn)生2個(gè)中子,故B錯(cuò)誤;半衰期是對(duì)大量放射性元素的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對(duì)個(gè)別少量原子核是無意義的,故C錯(cuò)誤;根據(jù)質(zhì)能方程可知,假設(shè)核反響中質(zhì)量虧損了m,那么將釋放E=mc2的核能,故D正確.14.導(dǎo)學(xué)號(hào) 588262552019·武漢模擬多項(xiàng)選擇一種典型的鈾核裂變是生成鋇和氪,同時(shí)放出3個(gè)中子,核反響方程是 92235U+X56144Ba+  3689Kr+30

17、1n;部分原子核的比結(jié)合能與核子數(shù)的關(guān)系如下圖,以下說法正確的選項(xiàng)是ADA.核反響方程中,X粒子是中子B.核反響方程中,X粒子是質(zhì)子C.92235U,56144Ba和 3689Kr相比,56144Ba核的比結(jié)合能最大,它最穩(wěn)定D.92235U,56144Ba和 3689Kr相比,92235U核的核子數(shù)最多,它的結(jié)合能最大解析:根據(jù)核反響方程結(jié)合質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知,X粒子是中子,故A正確,B錯(cuò)誤;根據(jù)比結(jié)合能的曲線可知,在 2656Fe附近原子核的比結(jié)合能最大,然后隨核子數(shù)的增大,比結(jié)合能減小,所以 92235U,56144Ba和 3689K

18、r相比,3689Kr核的比結(jié)合能最大,它最穩(wěn)定,故C錯(cuò)誤;由于在核反響的過程中釋放核能,可知 92235U,56144Ba和 3689Kr相比,92235U核的核子數(shù)最多,它的結(jié)合能最大,故D正確.15.導(dǎo)學(xué)號(hào) 588262562019·山東煙臺(tái)模擬某實(shí)驗(yàn)室工作人員,用初速度v0=0.09cc為真空中的光速的粒子轟擊靜止的氮原子核 714N,產(chǎn)生了質(zhì)子 11H.假設(shè)某次碰撞可看做對(duì)心正碰,碰后新核與質(zhì)子同方向運(yùn)動(dòng),垂直磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng),通過分析偏轉(zhuǎn)半徑可得出新核與質(zhì)子的速度大小之比為120,質(zhì)子質(zhì)量為m,那么BA.該核反響方程為 24He+714N816O+11HB.質(zhì)子的速度v約為0.19cC.假設(shè)用兩個(gè)上述質(zhì)子發(fā)生對(duì)心彈性碰撞,那么每個(gè)質(zhì)子的動(dòng)量變化量是0.19mcD.假設(shè)用兩個(gè)上述質(zhì)子發(fā)生對(duì)心彈性碰撞,那么每個(gè)質(zhì)子的動(dòng)量變化量方向與末動(dòng)量方向相反解析:由題意可知,該核反響方程為 24He+714N817O+