原子与原子核.docx

一、原子核结构模型
1.α粒子散射实验的结果
绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子发生了大角度偏转，极少数α粒子的偏转超过了90°，有的甚至被撞了回来，如图1所示.
2.卢瑟福的原子核式结构模型
在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的所有正电荷和几乎所有质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外绕核旋转.
1.下列说法正确的是(　BCD　)
A.汤姆孙首先发现了电子，并测定了电子电荷量，且提出了“枣糕”式原子模型
B.卢瑟福做α粒子散射实验时发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，只有少数α粒子发生大角度偏转
C.α粒子散射实验说明了原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上
D.卢瑟福提出了原子核式结构模型，并解释了α粒子发生大角度偏转的原因
2. 关于原子结构，下列说法正确的是(　AD　)
A.玻尔原子模型能很好地解释氢原子光谱的实验规律
B.卢瑟福核式结构模型可以很好地解释原子的稳定性
C.卢瑟福的α粒子散射实验表明原子内部存在带负电的电子
D.卢瑟福的α粒子散射实验否定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜模型”
3.卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是 (　D　)

二、氢原子的能级及能级跃迁
1.定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量.
2.跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝Em－En.(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s)
3.轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应.原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的.
4.氢原子的能级、能级公式
(1)氢原子的能级图(如图所示)
(2)氢原子的能级和轨道半径
①氢原子的能级公式：En＝E1(n＝1,2,3，…)，
其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV.
②氢原子的半径公式：rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m.
1.如图所示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光，下列说法正确的是(　D　)
A.这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光
B.由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的光频率最小
C.由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的光最容易表现出衍射现象
D.用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应
2. 已知金属钙的逸出功为2.7 eV，氢原子的能级图如图4所示，一群氢原子处于量子数n＝4能级状态，则(　AC　)
A.氢原子可能辐射6种频率的光子
B.氢原子可能辐射5种频率的光子
C.有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应
D.有4种频率的辐射光子能使钙发生光电效应

3. 根据玻尔原子结构理论，氦离子(He＋)的能级图如图6所示.电子处在n＝3轨道上比处在n＝5轨道上离氦核的距离________(选填“近”或“远”).当大量He＋处在n＝4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有________条.答案　近　6
4. 下列说法中正确的是(　AC　)
A.氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，电子动能增加，原子势能减少
B.原子核的衰变是原子核在其他粒子的轰击下发生的
C.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子而产生的
D.放射性元素的半衰期随温度和压强的变化而变化
5. 下列说法正确的是(　CDE　)
A.根据玻尔理论，氢原子在辐射光子的同时，轨道也在连续地减小
B.放射性物质的温度升高，则半衰期减小
C.用能量等于氘核结合能的光子照射静止氘核不可能使氘核分解为一个质子和一个中子
D.某放射性原子核经过2次α衰变和一次β衰变，核内质子数减少3个
E.根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小
6. 如图1所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁时所发出的三种波长的光.在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是( C )

7. 已知金属钾的逸出功为2.22 eV，氢原子的能级示意图如图所示，一群处于在n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，能够从金属钾的表面打出光电子的光波共有(　B　)
A.一种 B.两种 C.三种 D.四种

三、原子核和原子核的衰变
1.三种射线的比较
种类
α射线
β射线
γ射线
组成
高速氦核流
高速电子流
光子流(高频
电磁波)
带电荷量
2e
－e
0
质量
4mp(mp＝1.67×10－27 kg)

静止质量为零
符号
He
e
γ
速度
0.1c
0.99c
c
在电磁场中
偏转
与α射线
反向偏转
不偏转
贯穿本领
最弱，用纸能挡住
较强，穿透几毫米的铝板
最强，穿透几厘米的铅板和几十厘米厚的混凝土
对空气的电离作用
很强
较弱
很弱
2两种衰变的比较
衰变类型
α衰变
β衰变
衰变方程
X→Y＋He
X→ AZ＋1Y＋e
衰变实质
2个质子和2个中子结合成一个整体射出
中子转化为质子和电子
2H＋2n→He
n→H＋e
衰变规律
质量数守恒、电荷数守恒
3.γ射线：γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的.其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出光子.
4.原子核的人工转变
用高能粒子轰击靶核，产生另一种新核的反应过程.
(1)卢瑟福发现质子的核反应方程为：7N＋He→8O＋H.
(2)查德威克发现中子的核反应方程为：
Be＋He→6C＋n.
(3)居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为：
Al＋He→P＋n.
P→Si＋e.
5.确定衰变次数的方法
因为β衰变对质量数无影响，先由质量数的改变确定α衰变的次数，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数.
6.半衰期
(1)公式：N余＝N原()t/τ，m余＝m原()t/τ
(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关.
1. 　(1)Th(钍)经过一系列α衰变和β衰变，变成Pb(铅).以下说法中正确的是(　　)
A.铅核比钍核少8个质子
B.铅核比钍核少16个中子
C.共经过4次α衰变和6次β衰变
D.共经过6次α衰变和4次β衰变
(2)约里奥·居里夫妇因发现人工放射性元素而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素P衰变成Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是________.P是P的同位素，被广泛应用于生物示踪技术，1 mg P随时间衰变的关系如图5所示，请估算4 mg的P经多少天的衰变后还剩0.25 mg? 答案　(1)ABD　(2)正电子(e)　56天
2. 核电站泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放β射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射γ射线.下列说法正确的是(　D　)
A.碘131释放的β射线由氦核组成
B.铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量
C.与铯137相比，碘131衰变更慢
D.铯133和铯137含有相同的质子数
3. (1)现有三个核反应方程：
①Na→Mg＋　0－1e；
②92U＋n→56Ba＋Kr＋3n；
③H＋H→He＋n.
下列说法正确的是 (　　)
A.①是裂变，②是β衰变，③是聚变
B.①是聚变，②是裂变，③是β衰变
C.①是β衰变，②是裂变，③是聚变
D.①是β衰变，②是聚变，③是裂变
(2)现有四个核反应：
A.H＋H→He＋n
B.U＋n→X＋Kr＋3n
C.Na→Mg＋e
D.He＋Be→C＋n
①________是发现中子的核反应方程，________是研究原子弹的基本核反应方程，________是研究氢弹的基本核反应方程.
②求B中X的质量数和中子数.
答案　(1)C　(2)①D　B　A　②144　88
4. 关于下列核反应或核衰变方程，说法正确的是(　A　)
A.Be＋He→C＋X，符号“X”表示中子
B.N＋He→O＋X，符号“X”表示中子
C.Na→Mg＋e是裂变
D.U＋n→Xe＋Sr＋2n是聚变
5. 恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到108 K时，可以发生“氦燃烧”.
①完成“氦燃烧”的核反应方程：He＋________→Be＋γ.
②Be是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10－16 s.一定质量的Be，经7.8×10－16 s后所剩Be占开始时的________________.
答案　①He(或α)　②(或12.5%)
6. 核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设规模.核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因，提高罹患癌症的风险.已知钚的一种同位素Pu的半衰期为24 100年，其衰变方程为Pu→X＋He＋γ，下列有关说法正确的是(　D　)
A.X原子核中含有92个中子
B.100个Pu经过24 100年后一定还剩余50个
C.由于衰变时释放巨大能量，根据E＝mc2，衰变过程总质量增加
D.衰变发出的γ射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力
7. (1)下列四幅图的有关说法中，正确的是________.

A.若两球质量相等，碰后m2的速度一定为v
B.射线甲是α粒子流，具有很强的穿透能力
C.在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大
D.链式反应属于重核的裂变
(2)轻核聚变能够比重核裂变释放更多的能量，若实现受控核聚变，且稳定地输出聚变能，人类将不再有“能源危机”.一个氘核(H)和一个氚核(H)聚变成一个新核并放出一个中子(n).
①完成上述核聚变方程H＋H→________＋n.
②已知上述核聚变中质量亏损为Δm，真空中光速为c，则该核反应中所释放的能量为________________.
答案　(1)CD　(2)①He　②Δmc2
8. 能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一.下列释放核能的反应方程，表述正确的有(　AC　)
A.H＋H→He＋n是核聚变反应
B.H＋H→He＋n是β衰变
C.U＋n→Ba＋Kr＋3n是核裂变反应
D.U＋n→Xe＋Sr＋2n是α衰变
9. 如图3甲是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部伤痕的示意图，请问图乙中的检查利用的是(　C　)

图3
A.α射线 B.β射线
C.γ射线 D.三种射线都可以
10. 下列说法正确的是 (　AC　)
A.发现中子的核反应方程是Be＋He→C＋n
B.20个U的原子核经过两个半衰期后剩下5个U
C.U在中子轰击下生成Sr和Xe的过程中，原子核中的平均核子质量变小
D.原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定辐射出一定频率的光子
11. 一个氘核和一个氚核经过反应后生成一个氦核和一个中子，同时放出一个γ光子.已知氘核、氚核、中子、氦核的质量分别为m1、m2、m3、m4，普朗克常量为h，真空中的光速为c.下列说法中正确的是 (　A　)
A.这个反应的核反应方程是H＋H→He＋n＋γ
B.这个反应既不是聚变反应也不是裂变反应
C.辐射出的γ光子的能量E＝(m3＋m4－m1－m2)c2
D.辐射出的γ光子的波长λ＝

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