2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu)與原子核 第2講 原子結(jié)構(gòu)和原子核學(xué)案.doc

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第2講　原子結(jié)構(gòu)和原子核 一、原子結(jié)構(gòu)　光譜和能級(jí)躍遷 1．電子的發(fā)現(xiàn) 英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫在研究陰極射線時(shí)發(fā)現(xiàn)了電子，提出了原子的“棗糕模型”． 2．原子的核式結(jié)構(gòu) (1)1909～1911年，英籍物理學(xué)家盧瑟福進(jìn)行了α粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出了核式結(jié)構(gòu)模型． 圖1 (2)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果：絕大多數(shù)α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)α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． (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)． 3．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：巴耳末系是氫光譜在可見(jiàn)光區(qū)的譜線，其波長(zhǎng)公式＝R(－)(n＝3,4,5，…，R是里德伯常量，R＝1.10107m－1)． (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． 4．氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)、能級(jí)公式 (1)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hν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hν＝Em－En.(h是普朗克常量，h＝6.6310－34Js) 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． (2)能級(jí)和半徑公式： ①能級(jí)公式：En＝E1(n＝1,2,3，…)，其中E1為基態(tài)能量，其數(shù)值為E1＝－13.6eV. ②半徑公式：rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑，其數(shù)值為r1＝0.5310－10m. 5．氫原子的能級(jí)圖 能級(jí)圖如圖2所示 圖2 二、原子核　核反應(yīng)和核能 1．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 ①核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＝元素的原子序數(shù)＝核外電子數(shù)． ②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)． 2．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) ①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． ②應(yīng)用：消除靜電、工業(yè)探傷、做示蹤原子等． ③防護(hù)：防止放射性對(duì)人體組織的傷害． 3．原子核的衰變、半衰期 (1)原子核的衰變 ①原子核放出α粒子或β粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變． ②分類 α衰變：X→Y＋He β衰變：X→　Y＋e 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α衰變，有的發(fā)生β衰變，同時(shí)伴隨著γ輻射． ③兩個(gè)典型的衰變方程 α衰變：U→Th＋He β衰變：Th→Pa＋e. (2)半衰期 ①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． ②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Δm，其對(duì)應(yīng)的能量ΔE＝Δmc2. (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Δm，吸收的能量為ΔE＝Δmc2. 1．判斷下列說(shuō)法是否正確． (1)原子光譜是不連續(xù)的，是由若干頻率的光組成的．(　√　) (2)電子躍遷時(shí)輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率．(　　) (3)氫原子吸收光子后，將從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷．(　　) (4)原子的能量量子化現(xiàn)象是指原子在不同狀態(tài)中具有不同的能量．(　√　) 2．在盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，有少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，其原因是(　　) A．原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上 B．正電荷在原子內(nèi)是均勻分布的 C．原子中存在著帶負(fù)電的電子 D．原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中 答案　A 解析　盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)中使盧瑟福驚奇的就是有少數(shù)α粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)，這是由于α粒子帶正電，而原子核極小，且原子核帶正電，A正確，B錯(cuò)誤．α粒子能接近原子核的機(jī)會(huì)很小，大多數(shù)α粒子都從核外的空間穿過(guò)，而與電子碰撞時(shí)如同子彈碰到塵埃一樣，運(yùn)動(dòng)方向不會(huì)發(fā)生改變．C、D的說(shuō)法沒(méi)錯(cuò)，但與題意不符． 3．(粵教版選修3－5P65第2題)氫原子由n＝1的狀態(tài)激發(fā)到n＝4的狀態(tài)，在它回到n＝1的狀態(tài)的過(guò)程中，有以下說(shuō)法： ①可能激發(fā)的能量不同的光子只有3種 ②可能發(fā)出6種不同頻率的光子 ③可能發(fā)出的光子的最大能量為12.75eV ④可能發(fā)出光子的最小能量為0.85eV 其中正確的說(shuō)法是(　　) A．①③B．②④C．①④D．②③ 答案　D 4．(粵教版選修3－5P97第2題)用哪種方法可以減緩放射性元素的衰變速率？(　　) A．把該元素放在低溫陰涼處 B．把該元素密封在很厚的鉛盒子里 C．把該元素同其他的穩(wěn)定元素結(jié)合成化合物 D．上述各種方法都無(wú)法減緩放射性元素的衰變速率 答案　D 5．(粵教版選修3－5P97第3題改編)(多選)關(guān)于核衰變和核反應(yīng)的類型，下列表述正確的是(　　) A．U→Th＋He是α衰變 B．N＋He→O＋11H是β衰變 C．H＋H→He＋n是輕核聚變 D．Se→Kr＋2e是重核裂變 答案　AC 6．(2015福建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．γ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　β射線是高速電子流，而γ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100g＝100()2g＝25g，選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 命題點(diǎn)一　原子的核式結(jié)構(gòu) 例1　(多選)如圖3所示為盧瑟福和他的同事們做α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3 A．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)α粒子散射現(xiàn)象，絕大多數(shù)α粒子沿原方向前進(jìn)，少數(shù)α粒子發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，A、B、D正確． 1．(多選)下列說(shuō)法正確的是(　　) A．湯姆孫首先發(fā)現(xiàn)了電子，并測(cè)定了電子電荷量，且提出了“棗糕模型” B．盧瑟福做α粒子散射實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后基本上仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)，只有少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn) C．α粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上 D．盧瑟福提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，并解釋了α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因 答案　BCD 解析　湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子符合物理史實(shí)，但電子電荷量是密立根測(cè)定的，A錯(cuò)誤，B、C、D都符合物理史實(shí)． 2．(多選)在物理學(xué)的發(fā)展過(guò)程中，許多物理學(xué)家的科學(xué)發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了人類歷史的進(jìn)步．下列表述符合物理學(xué)史實(shí)的是(　　) A．普朗克為了解釋黑體輻射現(xiàn)象，第一次提出了能量量子化理論 B．愛(ài)因斯坦為了解釋光電效應(yīng)的規(guī)律，提出了光子說(shuō) C．盧瑟福通過(guò)對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的研究，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型 D．貝可勒爾通過(guò)對(duì)天然放射性的研究，發(fā)現(xiàn)原子核是由質(zhì)子和中子組成的 答案　ABC 解析　普朗克為了解釋黑體輻射現(xiàn)象，第一次提出了能量量子化理論，A正確．愛(ài)因斯坦為了解釋光電效應(yīng)的規(guī)律，提出了光子說(shuō)，B正確．盧瑟福通過(guò)對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的研究，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，C正確．貝可勒爾通過(guò)對(duì)天然放射性的研究，發(fā)現(xiàn)原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，D錯(cuò)誤． 3．(多選)(2016天津理綜6)物理學(xué)家通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的深入觀察和研究，獲得正確的科學(xué)認(rèn)知，推動(dòng)物理學(xué)的發(fā)展，下列說(shuō)法符合事實(shí)的是(　　) A．赫茲通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了麥克斯韋關(guān)于光的電磁理論 B．查德威克用α粒子轟擊N獲得反沖核O，發(fā)現(xiàn)了中子 C．貝可勒爾發(fā)現(xiàn)的天然放射性現(xiàn)象，說(shuō)明原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu) D．盧瑟福通過(guò)對(duì)陰極射線的研究，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型 答案　AC 解析　麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了麥克斯韋的電磁理論，選項(xiàng)A正確；盧瑟福用α粒子轟擊N，獲得反沖核O，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；貝可勒爾發(fā)現(xiàn)的天然放射性現(xiàn)象，說(shuō)明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，選項(xiàng)C正確；盧瑟福通過(guò)對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的研究，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 4．(2015重慶理綜1)圖4中曲線a、b、c、d為氣泡室中某放射物發(fā)生衰變放出的部分粒子的徑跡，氣泡室中磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面向里．以下判斷可能正確的是(　　) 圖4 A．a(chǎn)、b為β粒子的徑跡 B．a(chǎn)、b為γ粒子的徑跡 C．c、d為α粒子的徑跡 D．c、d為β粒子的徑跡 答案　D 解析　γ粒子是不帶電的光子，在磁場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；α粒子為氦核帶正電，由左手定則知向上偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；β粒子是帶負(fù)電的電子，應(yīng)向下偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)D正確． 命題點(diǎn)二　玻爾理論和能級(jí)躍遷 例2　(多選)有關(guān)氫原子光譜的說(shuō)法正確的是(　　) A．氫原子的發(fā)射光譜是連續(xù)譜 B．氫原子光譜說(shuō)明氫原子只發(fā)出特定頻率的光 C．氫原子光譜說(shuō)明氫原子能級(jí)是分立的 D．氫原子光譜線的頻率與氫原子能級(jí)的能量差無(wú)關(guān) 答案　BC 解析　由于氫原子的軌道是不連續(xù)的，而氫原子在不同的軌道上的能級(jí)En＝E1，故氫原子的能級(jí)是不連續(xù)的即是分立的，故C正確；當(dāng)氫原子從較高軌道第n能級(jí)躍遷到較低軌道第m能級(jí)時(shí)，發(fā)射的光子的能量為E＝En－Em＝E1－E1＝E1＝hν，顯然n、m的取值不同，發(fā)射光子的頻率就不同，故氫原子光譜線的頻率與氫原子能級(jí)的能級(jí)差有關(guān)，故D錯(cuò)誤；由于氫原子發(fā)射的光子的能量E＝E1，所以發(fā)射的光子的能量值E是不連續(xù)的，只能是一些特殊頻率的譜線，故A錯(cuò)誤，B正確． 5.(多選)如圖5是氫原子的能級(jí)圖，一群氫原子處于n＝3能級(jí)，下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖5 A．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10.2eV C．從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2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)C＝3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n＝3躍遷到n＝1，輻射的光子能量最大，ΔE＝(13.6－1.51) eV＝12.09 eV，故B錯(cuò)誤；從n＝3躍遷到n＝2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n＝3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． 6．一群處于n＝4能級(jí)的激發(fā)態(tài)的氧原子，向低能級(jí)躍遷時(shí)，最多發(fā)射出的譜線為(　　) A．3種 B．4種 C．5種 D．6種 答案　D 解析　一群處于n＝4能級(jí)的激發(fā)態(tài)的氧原子，向低能級(jí)躍遷時(shí)，最多發(fā)射出的譜線為C＝6種，選D. 7．一群氫原子處于同一較高的激發(fā)態(tài)，它們向較低激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷的過(guò)程中(　　) A．可能吸收一系列頻率不同的光子，形成光譜中的若干條暗線 B．可能發(fā)出一系列頻率不同的光子，形成光譜中的若干條亮線 C．只吸收頻率一定的光子，形成光譜中的一條暗線 D．只發(fā)出頻率一定的光子，形成光譜中的一條亮線 答案　B 解析　處于較高能級(jí)的電子可以向較低的能級(jí)躍遷，能量減小，原子要發(fā)出光子，由于放出光子的能量滿足hν＝Em－En，處于較高能級(jí)的電子可以向較低的激發(fā)態(tài)躍遷，激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定可能繼續(xù)向較低能級(jí)躍遷，所以原子要發(fā)出一系列頻率的光子．故A、C、D錯(cuò)誤，B正確． 8．(多選)如圖6所示為氫原子的能級(jí)圖．氫原子從n＝5的能級(jí)躍遷到n＝3的能級(jí)時(shí)輻射出a光子，從n＝4的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)輻射出b光子．下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖6 A．a(chǎn)光子的能量比b光子的能量大 B．若a、b兩種光在同一種均勻介質(zhì)中傳播，則a光的傳播速度比b光的傳播速度大 C．若b光能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則a光一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) D．若用同一雙縫干涉裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用a光照射雙縫得到相鄰亮條紋的間距比用b光照射雙縫得到的相鄰亮條紋的間距大 答案　BD 解析　據(jù)題意，氫原子從n＝5的能級(jí)躍遷到n＝3的能級(jí)釋放的光子能量為ΔEa＝0.97 eV＝hνa，氫原子從n＝4的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)釋放的光子能量為ΔEb＝2.55 eV＝hνb，則知b光光子的能量大，頻率也大，在同一種均勻介質(zhì)中，頻率越大的光傳播速度越慢，A錯(cuò)誤，B正確．如果b光能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則a光不一定能使其發(fā)生光電效應(yīng)，C錯(cuò)誤．a(chǎn)光頻率較小，則a光波長(zhǎng)較大，所以在做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，用a光照射雙縫時(shí)得到的干涉條紋較寬，D正確． 命題點(diǎn)三　原子核及核反應(yīng) 例3　(2016全國(guó)Ⅱ35(1))在下列描述核過(guò)程的方程中，屬于α衰變的是________，屬于β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.C→N＋e B.P→S＋e C.U→Th＋He D.N＋He→O＋H E.U＋n→Xe＋Sr＋2n F.H＋H→He＋n 答案　C　AB　E　F 解析　α衰變是一種放射性衰變，α粒子(He)會(huì)從原子核中射出，C項(xiàng)符合要求，β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(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． 9．(多選)(2016全國(guó)Ⅲ35(1)改編)一靜止的鋁原子核Al俘獲一速度為1.0107m/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p＋Al→Si* 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p＋Al→Si*，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)量小于反應(yīng)物的質(zhì)量之和，D錯(cuò)誤． 10．(多選)關(guān)于核反應(yīng)方程Th→Pa＋X＋ΔE(ΔE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β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 gTh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β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，可判斷m余＝2 g，則D錯(cuò)誤． 11．(多選)下列說(shuō)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n＝3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β衰變，原子序數(shù)增加1 D.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　BC 12．目前，在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝飾材料，這些巖石都不同程度地含有放射性元素．比如，有些含有鈾、釷的花崗巖等巖石會(huì)釋放出放射性惰性氣體氡，而氡會(huì)發(fā)生放射性衰變，放射出α、β、γ射線，這些射線會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾?。鶕?jù)有關(guān)放射性知識(shí)可知，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．氡的半衰期為3.8天，若取4個(gè)氡原子核，經(jīng)7.6天后就剩下一個(gè)原子核了 B．β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的 C．γ射線一般伴隨著α或β射線產(chǎn)生，在這三種射線中，α射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力最弱 D．發(fā)生α衰變時(shí)，生成核與原來(lái)的原子核相比，中子數(shù)減少了4 答案　B 解析　半衰期遵循統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)單個(gè)或少數(shù)原子核是沒(méi)有意義的，A錯(cuò)誤．根據(jù)3種射線的特性及衰變實(shí)質(zhì)可知B正確，C、D錯(cuò)誤． 題組1　原子結(jié)構(gòu)和玻爾理論 1．用頻率為ν0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ν1、ν2和ν3的三條譜線，且ν3＞ν2＞ν1，則(　　) A．ν0＜ν1 B．ν3＝ν2＋ν1 C．ν0＝ν1＋ν2＋ν3 D.＝＋ 答案　B 2．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　B 3．(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　BCD 4．在盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，金箔中的原子核可以看作靜止不動(dòng)，下列各圖畫(huà)出的是其中兩個(gè)α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α粒子都帶正電，α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)α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)指向受力一方，B錯(cuò)，C對(duì)． 題組2　原子核和核反應(yīng) 5.下列說(shuō)法正確的是(　　) A.P→Si＋e是一種核裂變反應(yīng) B．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?duì)亮Ｗ由⑸鋵?shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出了原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō) 答案　D 6．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．β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α、β、γ這三種射線中，α射線的穿透能力最強(qiáng)，γ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α衰變和6次β衰變 答案　D 7．(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．α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β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．α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，β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． 8．(多選)(2014新課標(biāo)全國(guó)Ⅰ35(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．放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性 D．α、β和γ三種射線中，γ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；α、β和γ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． 題組3　動(dòng)量和能量守恒定律在核反應(yīng)中的應(yīng)用 9．1930年英國(guó)物理學(xué)家考克饒夫和瓦爾頓建造了世界上第一臺(tái)粒子加速器，他們獲得了高速運(yùn)動(dòng)的質(zhì)子，用來(lái)轟擊靜止的鋰7(Li)原子核，形成一個(gè)不穩(wěn)定的復(fù)合核后分解成兩個(gè)相同的原子核． (1)寫出核反應(yīng)方程； (2)已知質(zhì)子的質(zhì)量為m，初速度為v0，反應(yīng)后產(chǎn)生的一個(gè)原子核速度大小為v0，方向與質(zhì)子運(yùn)動(dòng)方向相反，求反應(yīng)后產(chǎn)生的另一個(gè)原子核的速度以及反應(yīng)過(guò)程中釋放的核能(設(shè)反應(yīng)過(guò)程釋放的核能全部轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能)． 答案　(1)Li＋H→2He　(2)v0　mv 解析　(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒，則有 Li＋H→2He (2)由動(dòng)量守恒定律得mv0＝4m(－v0)＋4mv 解得v＝v0 釋放的核能為 ΔE＝4mv2＋4m(v0)2－mv 解得ΔE＝mv.