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1、1第第 2 2 课时课时 原子结构与原子核原子结构与原子核1.(2018贵州安顺模拟)根据 粒子散射实验,卢瑟福提出了原子的核式结构模型.如图表 示了原子核式结构模型的 粒子散射图景.图中实线表示 粒子的运动轨迹.其中一个 粒子在从 a 运动到 b、再运动到 c 的过程中( 粒子在 b 点时距原子核最近),下列判断正确 的是( B )A. 粒子的动能先增大后减小 B. 粒子的电势能先增大后减小 C. 粒子的加速度先变小后变大 D.电场力对 粒子先做正功后做负功 解析: 粒子受到斥力作用,根据电场力做功特点可知从 a 运动到 b 过程中电场力做负功, 电势能增加,动能减小,从 b 运动到 c 过
2、程中,电场力做正功,电势能减小,动能增加,A,D 错 误,B 正确;根据点电荷周围电场可知,距离原子核近的地方电场强度大,故越靠近原子核加 速度越大,因此 粒子加速度先增大后减小,故 C 错误. 2.(2018上海闵行区模拟)在分析 粒子散射实验现象时,不考虑电子对 粒子运动轨迹 的影响,这是因为 粒子与电子( C ) A.不会相遇 B.不发生相互作用 C.发生的相互作用可以忽略 D.发生的相互作用可以相互抵消 解析:卢瑟福在分析 粒子散射实验现象时,认为电子不会对 粒子偏转产生影响,其主要 原因是电子的质量很小, 粒子与电子发生的相互作用可以忽略,就算碰到,也不会引起明 显的偏转,故 C 正
3、确,A,B,D 错误. 3.(2018湖南常德模拟)(多选)有关氢原子光谱的说法正确的是( BCD ) A.氢原子的发射光谱是连续谱 B.氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光 C.氢原子光谱说明氢原子能级是分立的 D.巴尔末公式反映了氢原子辐射光子频率的分立特性 解析:由于氢原子发射的光子的能量 E=En-Em,所以发射的光子的能量值 E 是不连续的,只能 是一些特定频率的谱线,故 A 错误,B 正确;由于氢原子的轨道是不连续的,故氢原子的能级 是不连续的即是分立的,故 C 正确;由于跃迁时吸收或发射的光子的能量是两个能级的能量 差,所以氢原子光谱的频率与氢原子能级的能量差有关,巴尔末公式反
4、映了氢原子辐射光子 频率的分立特性;故 D 正确. 4.(2018河南安阳模拟)一群处于基态的氢原子吸收某种光子后,向外辐射了 a,b,c 三种光,其 波长分别为 a,b,c,且 abc,三种光子的能量分别为 Ea,Eb,Ec,若 a 光恰能使某 金属产生光电效应,则( D )A.被氢原子吸收的光子的能量为 h2B.Ea=Eb+EcC.=+D.b 光一定能使该金属发生光电效应解析:根据能级间跃迁辐射或吸收的光子的能量等于两能级间的能级差,且 E=及abc,知 Ec=Ea+Eb,氢原子吸收的光子的能量为 h, A,B 错误;根据光子能量与波长的关系有,h=h+h,即=+,故 C 错误;b 光的光
5、子能量大于 a 光的光子能量,a 光恰好能使某金属发生光电效应,则 b 光一定能使该金属发生光电效应.故 D 正确. 5.(2018河北保定模拟)氢原子能级的示意图如图所示,大量氢原子从 n=4 的能级向 n=2 的 能级跃迁时辐射出可见光 a,从 n=3 的能级向 n=2 的能级跃迁时辐射出可见光 b,则( C )A.氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出 射线 B.大量氢原子从 n=4 的能级向 n=2 的能级跃迁时能够辐射出 6 种频率的光子 C.a 光子能量比 b 光子的能量大 D.氢原子在 n=2 的能级时可吸收任意频率的光而发生电离 解析:因为 射线是原子核变化时辐射的,因此氢原
6、子从高能级向低能级跃迁时,不会辐射 射线,故 A 错误;大量的氢原子从 n=4 的能级向 n=2 的能级跃迁时释放 3 种频率的光子, 故 B 错误;从 n=4 的能级向 n=2 的能级跃迁时辐射出的光子能量大于从 n=3 的能级向 n=2 的 能级跃迁时辐射出的光子能量,则 a 光子能量比 b 光子的能量大,故 C 正确;氢原子在 n=2 能 级时,吸收的能量需大于等于 3.4 eV,才能发生电离,故 D 错误. 6.(2018湖北宜昌质检)关于天然放射现象,下列说法正确的是( B ) A.放射性元素的原子核内的核子有半数发生变化所需的时间就是半衰期 B.放射性的原子核发生衰变后产生的新核从
7、高能级向低能级跃迁时,辐射出 射线 C.当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时,将发生 衰变 D.放射性物质放出的射线中, 粒子动能很大,因此贯穿物质的本领很强 解析:放射性元素的半衰期是有一半该元素的原子核发生衰变所用的时间,故 A 错误;放射性 的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时,辐射出 射线,故 B 正确; 衰 变的实质是核内的中子可以转化成质子和电子,产生的电子从核内发射出来,这就是 衰变,当 放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时将向低能级跃迁,不是发生衰变,故 C 错误; 粒子动能很大,但是贯穿物质的本领很弱,故 D 错误. 7.(2018沈阳模拟)(多选)正
8、电子发射机断层显像(PET)的基本原理是将放射性同位素O 注入人体O 在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇而湮灭,转化为一对3 光子而被探测器探测到后,经计算机处理即产生清晰的图像.根据 PET 的原理.下列说法 正确的是( AD )A.O 在人体内衰变的方程式是ONeB.在 PET 中O 的主要用途是正常参与代谢C.在 PET 中O 注入人体参与代谢化合后半衰期会发生变化D.用O 作为“示踪原子”是因为其半衰期短,对人体影响较小解析:根据电荷数守恒和质量数守恒知O 在人体内衰变的方程是ONe,故 A 正确;在 PET 中O 的主要用途是作为示踪原子,故 B 错误;半衰期的大小与元素所
9、处的物理环境和化学状态无关,可知O 注入人体参与代谢化合后半衰期不变,故 C 错误;用O 作为“示踪原子”是因为其半衰期短,对人体影响较小,故 D 正确. 8.(2018南通模拟)下列说法中正确的是( A ) A. 衰变的实质是原子核内的一个中子转化成一个质子,同时释放出一个电子B.铀核U)衰变成 粒子和另一原子核,衰变产物的比结合能一定小于铀核的比结合能C.实验表明,只要照射光的强度足够大,就一定能发生光电效应 D.放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关 解析: 衰变的实质是原子核内的一个中子转化成一个质子,同时释放出一个电子,故 A 正确;铀核U)衰变的过程中会释放能量,所以
10、衰变产物的比结合能一定大于铀核的比结合能,故 B 错误;根据光电效应方程可知,发生光电效应的条件与光的频率有关,与光的强度无 关,故 C 错误;放射性元素的半衰期是由放射性元素本身决定的,与原子所处的化学状态和外 部条件无关,故 D 错误.9.(2018安徽宿州模拟)铀核U)经过 m 次 衰变和 n 次 衰变变成铅核Pb),关于该过程,下列说法中正确的是( B )A.m=5,n=4B.铀核U)的比结合能比铅核Pb)的比结合能小C.衰变产物的结合能之和小于铀核U)的结合能D.铀核U)衰变过程的半衰期与温度和压强有关解析:核反应方程为UPb+He+e 根据质量数守恒和电荷数守恒,有235=207+
11、4m,92=82+2m-n,解得 m=7,n=4,故 A 错误;比结合能越大,原子核结合得越牢固,原子核越稳定,所以铀核的比结合能比铅核的比结合能小,故 B 正确;铀核U 衰变成原子核4Pb,根据爱因斯坦质能方程知,有质量亏损,释放能量,则衰变产物的结合能之和一定大于铀核的结合能,故 C 错误;放射性元素的半衰期与温度、压强无关,故 D 错误.10.导学号 58826253(2018宁波质检)静止的氡核Rn 放出 粒子后变成钋核Po, 粒子动能为 E.若衰变放出的能量全部变为反冲核和 粒子的动能,真空中的光速为 c,则该反应中的质量亏损为( C )A. B.0C. D.解析:设 粒子的质量为
12、m1,反冲核的质量为 m2,反冲核的速度大小为 v.根据动量守恒定律可得,m1v=m2v,则=; 粒子动能为 E= m1v2,反冲核的动能 E= m2v2,则E=E,释放的总动能为 E+E=E,根据能量守恒知,释放的核能 E=E,根据爱因斯坦质能方程 E=mc2得,m=,C 正确.11.(2018辽宁营口模拟)一个U 原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应,其裂变方程为UnX+Sr+n,则下列叙述正确的是( A )A.X 原子核中含有 54 个质子 B.X 原子核中含有 141 个核子 C.因为裂变时释放能量,根据 E=mc2,所以裂变后的总质量数增加 D.因为裂变时释放能量,出现质量亏损
13、,所以生成物的总质量数减少 解析:设 X 的原子核中含有 x 个质子,质量数为 y,根据电荷数和质量数守恒有, 92=x+38,235+1=y+94+2,解得,x=54,y=140,故质子数为 54 个,而核子数为 140 个,故 A 正确, B 错误;因为裂变时出现质量亏损,从而释放出能量,所以裂变后的总质量减少,但总的质量 数是不变的,故 C,D 错误. 12.导学号 58826254(2017上饶一模)在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等材料,这些岩石都不同程度地含有放射性元素,如有些含有铀、钍的花岗岩会释放出放射性气体氡, 氡会发生放射性衰变,放出 , 射线,已知氡的半衰期为 3.8
14、天,则下列说法正确的是( C ) A.发生 衰变时,生成的核与原来的核相比,中子数少 4 B.发生 衰变时,释放出电子,说明原子核内有电子存在5C. 射线一般伴随着 或 射线产生,其中 射线的穿透能力最强,电离能力却最弱 D.若只有 4 个氡核,经 7.6 天一定只剩下 1 个氡核解析:根据质量数和电荷数守恒可知,发生 衰变放出 He,导致质子数减少 2,质量数减少4,故中子数减少 2,故 A 错误;发生 衰变的过程是一个中子变为质子同时放出一个电子, 并非原子核内有电子存在,故 B 错误;根据 , 三种射线特点可知, 射线穿透能力最 强,电离能力最弱, 射线电离能力最强,穿透能力最弱,故 C
15、 正确;半衰期是对大量原子核 的衰变的统计规律,对于少量原子核是无意义的,故 D 错误. 13.(2018龙岩模拟)日本 9.0 级大地震导致福岛核电站发生核泄漏事故,引起周边国家的 关注和恐慌.核反应会产生许多放射性的副产品如碘 131 和铯 137,由于发生核泄漏,许多国 家都已检测出这两种元素.有关核反应及其产物,以下说法正确的是( D ) A.日本福岛核电站是采用可控聚变反应技术,将产生的核能转化为 电能B.反应堆可能发生的一种核反应方程是UnXeSr+nC.已知铯 137 的半衰期为 30 年,现有 100 个原子核铯 137 经过 60 年将剩下 25 个 D.若核反应中质量亏损了
16、 m,则将释放 mc2的核能. 解析:日本福岛核电站是采用可控裂变反应技术,故 A 错误;核反应方程要满足质量数和电荷 数守恒,故该反应产生 2 个中子,故 B 错误;半衰期是对大量放射性元素的统计规律,对个别 少量原子核是无意义的,故 C 错误;根据质能方程可知,若核反应中质量亏损了 m,则将释 放 E=mc2的核能,故 D 正确. 14.导学号 58826255(2018武汉模拟)(多选)一种典型的铀核裂变是生成钡和氪,同时放出 3 个中子,核反应方程是U+XBa+ Kr+n;已知部分原子核的比结合能与核子数的关系如图所示,下列说法正确的是( AD )A.核反应方程中,X 粒子是中子 B.核反应方程中,X 粒子是质子CUBa 和Kr 相比Ba 核的比结合能最大,它最稳定DUBa 和Kr 相比U 核的核子数最多,它的结合能最
