高考物理一輪復(fù)習(xí) 第2講 原子結(jié)構(gòu) 原子核課件 新課標(biāo)選修35

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1、1原子的核式結(jié)構(gòu)(1)電子的發(fā)現(xiàn)：1897年，英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫通過(guò)對(duì)陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子第第2講原子結(jié)構(gòu)原子核講原子結(jié)構(gòu)原子核(2)原子的核式結(jié)構(gòu)粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果絕大多數(shù)粒子穿過(guò)金箔后，基本上仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)，但少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)粒子甚至被撞了回來(lái)，如圖121所示盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫原子核，原子的所有正電荷和幾乎所有質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)原子核的尺度：原子核直徑的數(shù)量級(jí)為1015 m，原子直徑的數(shù)量級(jí)約為1010 m.原子核的組成：原子核是由質(zhì)子和中子組成的，原子核的電荷數(shù)等于核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)(2)玻爾理論定態(tài)：原

2、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躍遷：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩個(gè)定態(tài)的能量差決定，即hEmEn.(h是普朗克常量，h6.631034 Js)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3氫原子的能級(jí)、能級(jí)公式(1)氫原子的能級(jí)能級(jí)圖如圖122所示能級(jí)圖中相關(guān)量意義的說(shuō)明相關(guān)量表示意義能級(jí)圖中的橫線表示氫原子可能的能量狀態(tài)定態(tài)橫線左端的數(shù)字“1,2,3”表示量子數(shù)橫線右端的數(shù)字“13.6，3.40”表示氫原

3、子的能級(jí)相鄰橫線間的距離表示相鄰的能級(jí)差，量子數(shù)越大相鄰的能級(jí)差越小帶箭頭的豎線表示原子由較高能級(jí)向較低能級(jí)躍遷，原子躍遷的條件為hEmEn1認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)的線索1天然放射現(xiàn)象、三種射線(1)天然放射現(xiàn)象：放射性元素自發(fā)地發(fā)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)三種射線的比較射線名稱比較項(xiàng)目射線射線射線垂直電磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)情況偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)貫穿本領(lǐng)最弱用一張薄紙能擋住較強(qiáng)穿透幾厘米厚的鋁板最強(qiáng)穿透幾厘米厚的鉛板對(duì)空氣的電離作用很強(qiáng)較弱很弱在空氣中的徑跡粗、短、直細(xì)、較長(zhǎng)、曲折最長(zhǎng)通過(guò)膠片感光感光感光2.原子核的衰變(1)原子核放出粒子或粒子，變成另一種原子核

4、的變化稱為原子核的衰變(2)分類衰變：ZAXZ2A4Y24He衰變：ZAXZ1AY10e(3)半衰期：放射性元素的原子核有發(fā)生衰變所需的時(shí)間半衰期由的因素決定，跟原子所處的無(wú)關(guān)半數(shù)半數(shù)核內(nèi)部本身核內(nèi)部本身物理物理或化學(xué)狀態(tài)或化學(xué)狀態(tài)3放射性同位素及應(yīng)用(1)同位素具有相同 而 不同的原子核，在元素周期表中處于同一位置，互稱 有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素天然放射性同位素不過(guò)四十多種，而人工制造的放射性同位素已達(dá)1 000多種(2)放射性同位素的應(yīng)用放射性同位素放出的射線應(yīng)用于工業(yè)、探傷、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等作示蹤原子質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)中子數(shù)中子數(shù)同位素同位素1衰變規(guī)律及實(shí)質(zhì)2.人造放射性同位素的優(yōu)點(diǎn)

5、(1)放射強(qiáng)度容易控制；(2)可以制成各種所需的形狀；(3)半衰期很短，廢料容易處理1.核力核子間的作用力核力是短程強(qiáng)引力，作用范圍在1.51015 m之內(nèi)，只在 的核子間發(fā)生作用2核能 結(jié)合為原子核時(shí)釋放的能量或原子核分解為核子時(shí)吸收的能量，叫做原子核的 能，亦稱核能3質(zhì)能方程、質(zhì)量虧損愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程E ，原子核的質(zhì)量必然比組成它的核子的質(zhì)量和要小m，這就是質(zhì)量虧損由質(zhì)量虧損可求出釋放的核能E .相鄰相鄰核子核子結(jié)合結(jié)合mc2mc21裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)(1)重核裂變：是重核分裂成中等質(zhì)量的核的反應(yīng)過(guò)程如： 由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)能持續(xù)地進(jìn)行的過(guò)程稱為鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件是：

6、裂變物質(zhì)的體積 臨界體積裂變的應(yīng)用：原子彈、核反應(yīng)堆大于大于等于等于(2)輕核聚變：聚變是兩個(gè)輕核結(jié)合成 的核的反應(yīng)過(guò)程如：使核發(fā)生聚變需要幾百萬(wàn)度以上的高溫，因此聚變又叫 質(zhì)量較大質(zhì)量較大熱核反應(yīng)熱核反應(yīng)2核反應(yīng)的四種類型污染與防護(hù)舉例與措施說(shuō)明污染核爆炸核爆炸的最初幾秒鐘輻射出來(lái)的主要是強(qiáng)烈的射線和中子流，長(zhǎng)期存在放射性污染核泄漏核工業(yè)生產(chǎn)和核科學(xué)研究中使用放射性原材料，一旦泄露就會(huì)造成嚴(yán)重污染醫(yī)療照射醫(yī)療中如果放射線的劑量過(guò)大，也會(huì)導(dǎo)致病人受到損害，甚至造成病人的死亡污染與防護(hù)舉例與措施說(shuō)明防護(hù)密封防護(hù)把放射源密封在特殊的包殼里，或者用特殊的方法覆蓋，以防止射線泄漏距離防護(hù)距放射源越遠(yuǎn)，

7、人體吸收的劑量就越少，受到的危害就越輕時(shí)間防護(hù) 盡量減少受輻射的時(shí)間屏蔽防護(hù)在放射源與人體之間加屏蔽物能起到防護(hù)作用鉛的屏蔽作用最好1關(guān)于原子結(jié)構(gòu)理論與粒子散射實(shí)驗(yàn)的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是()A盧瑟福做粒子散射實(shí)驗(yàn)是為了驗(yàn)證湯姆孫的棗糕模型是錯(cuò)誤的B盧瑟福認(rèn)識(shí)到湯姆孫“棗糕模型”的錯(cuò)誤后提出了“核式結(jié)構(gòu)”理論C盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)是為了驗(yàn)證核式結(jié)構(gòu)理論的正確性D盧瑟福依據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象提出了原子的“核式結(jié)構(gòu)”理論答案D2(2010全國(guó)，14)原子核ZAX與氘核12H反應(yīng)生成一個(gè)粒子和一個(gè)質(zhì)子由此可知()AA2，Z1 BA2，Z2CA3，Z3 DA3，Z2解析該核反應(yīng)的方程式為：ZAX12H

8、24He11H，由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得：A4123.Z2112，故正確答案為D.答案D3氦原子核由兩個(gè)質(zhì)子與兩個(gè)中子組成，這兩個(gè)質(zhì)子之間存在著萬(wàn)有引力、庫(kù)侖力和核力，則3種力從大到小的排列順序是()A核力、萬(wàn)有引力、庫(kù)侖力B萬(wàn)有引力、庫(kù)侖力、核力C庫(kù)侖力、核力、萬(wàn)有引力D核力、庫(kù)侖力、萬(wàn)有引力解析核力是核子之間的一種強(qiáng)相互作用，其相互作用力巨大，兩核子之間的萬(wàn)有引力極其微小，所以我們?cè)谄綍r(shí)的計(jì)算時(shí)不考慮答案D4下列說(shuō)法正確的是()A. 715N11H 612C24He是衰變方程B11H12H23He是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程C. 92238U 90234Th24He是核裂變反應(yīng)方程D24He132

9、7A11530P01n是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程解析核反應(yīng)類型分四種，方程特點(diǎn)各有不同，衰變方程的左邊只有一個(gè)原子核，右邊出現(xiàn)或粒子聚變方程的左邊是兩個(gè)輕核反應(yīng)，右邊是中等原子核裂變方程的左邊是重核與中子反應(yīng)，右邊是中等原子核人工核轉(zhuǎn)變方程的左邊是氦核與常見(jiàn)元素的原子核反應(yīng)，右邊也是常見(jiàn)元素的原子核，由此可知D選項(xiàng)正確答案D5現(xiàn)已建成的核電站發(fā)電的能量來(lái)自于()A天然放射性元素衰變放出的能量B人工放射性同位素放出的能量C重核裂變放出的能量D化學(xué)反應(yīng)放出的能量解析現(xiàn)在核電站所用原料主要是鈾，利用鈾裂變放出的核能發(fā)電，故C項(xiàng)正確答案C6根據(jù)玻爾理論，在氫原子中量子數(shù)n越大，則()A電子軌道半徑越小 B

10、核外電子速度越小C原子能級(jí)能量越小 D原子的電勢(shì)能越小答案B7如圖123(甲)是、三種射線穿透能力的示意圖，圖123(乙)是工業(yè)上利用射線的穿透性來(lái)檢查金屬內(nèi)部的傷痕的示意圖，請(qǐng)問(wèn)圖123(乙)中的檢查是利用了哪種射線()A射線 B射線C射線 D三種射線都可以答案答案C8. (2011從化模擬)可見(jiàn)光光子的能量在1.61 eV3.10 eV范圍內(nèi)若氫原子從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)，根據(jù)氫原子能級(jí)圖(如圖124所示)可判斷()A從n4能級(jí)躍遷到n3能級(jí)時(shí)發(fā)出可見(jiàn)光B從n3能級(jí)躍遷到n2能級(jí)時(shí)發(fā)出可見(jiàn)光C從n2能級(jí)躍遷到n1能級(jí)時(shí)發(fā)出可見(jiàn)光D從n4能級(jí)躍遷到n1能級(jí)時(shí)發(fā)出可見(jiàn)光解析發(fā)出可見(jiàn)光的能量h|E

11、nEm|，故四個(gè)選項(xiàng)中，只有B選項(xiàng)的能級(jí)差在1.61 eV3.10 eV范圍內(nèi)，故B選項(xiàng)正確答案B9太陽(yáng)的能量來(lái)自下面的反應(yīng)：四個(gè)質(zhì)子(氫核)聚變成一個(gè)粒子，同時(shí)發(fā)射出兩個(gè)正電子和兩個(gè)沒(méi)有靜止質(zhì)量的中微子已知粒子的質(zhì)量為m，質(zhì)子的質(zhì)量為mp，電子的質(zhì)量為me，則NA表示阿伏加德羅常數(shù)，用c表示光速，則太陽(yáng)上1 kg的氫核聚變成粒子所放出的能量為()A125(4mpm2me)NAc2B250(4mpm2me)NAc2C500(4mpm2me)NAc2D1 000(4mp4m2me)NAc2答案B10在未來(lái)的中國(guó)，從沿海的廣東、浙江、福建到內(nèi)陸的湖北、湖南、江西，幾十座核電站將拔地而起發(fā)展核電既是

12、中國(guó)發(fā)展突破能源、交通、環(huán)保瓶頸的上策，也符合國(guó)務(wù)院總理溫家寶在政府工作報(bào)告中關(guān)于“節(jié)能減排”的號(hào)召下列關(guān)于核電站的說(shuō)法中正確的是()A核反應(yīng)方程可能是： 92235U 56141Ba3692Kr201nB核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量和質(zhì)量數(shù)都發(fā)生了虧損C在核反應(yīng)堆中利用控制棒吸收中子從而減小中子對(duì)環(huán)境的影響D核電站的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程是：通過(guò)核反應(yīng)堆將核能轉(zhuǎn)化為熱能，再通過(guò)汽輪機(jī)將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，最后通過(guò)發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能解析(1)核電站是核裂變的一種應(yīng)用，其反應(yīng)方程式是： 92235U01n 56141Ba3692Kr301n.反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)不變但質(zhì)量發(fā)生虧損，從而釋放出核能在核反應(yīng)中，核反應(yīng)速度由

13、參與反應(yīng)的中子數(shù)目決定，控制棒通過(guò)插入的深度來(lái)調(diào)節(jié)中子的數(shù)目以控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度核電站的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程是：通過(guò)核反應(yīng)堆將核能轉(zhuǎn)化為熱能，再通過(guò)汽輪機(jī)將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，最后通過(guò)發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故D項(xiàng)正確答案D考點(diǎn)一能級(jí)躍遷問(wèn)題【典例1】 如圖125所示，氫原子從n2的某一能級(jí)躍遷到n2的能級(jí)，輻射出能量為2.55 eV的光子問(wèn)：(1)最少要給基態(tài)的氫原子提供多少電子伏特的能量，才能使它輻射上述能量的光子？(2)請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出獲得該能量后的氫原子可能的輻射躍遷圖 解析(1)氫原子從n2的某一能級(jí)躍遷到n2的能級(jí)，輻射光子的頻率應(yīng)滿足：hEnE22.55 eV，EnhE20.85 eV所以，

14、n4，基態(tài)氫原子要躍遷到n4的能級(jí)，應(yīng)提供：EE4E112.75 eV.(2)輻射躍遷圖如答案圖所示答案(1)12.75 eV(2)(1)量子數(shù)為n的氫原子輻射光子的可能頻率的判定方法：如果是一個(gè)氫原子，向低能級(jí)躍遷時(shí)最多發(fā)出的光子數(shù)為(n1)如果是一群氫原子，向低能級(jí)躍遷時(shí)最多發(fā)出的光子數(shù)的方法2：用數(shù)學(xué)組合公式求解(2)理解氫原子能級(jí)圖，量子數(shù)越大，相鄰能級(jí)差越小，發(fā)出光子波長(zhǎng)越長(zhǎng)【變式1】 圖126所示為氫原子的四個(gè)能級(jí)，其中E1為基態(tài)，若氫原子A處于激發(fā)態(tài)E2，氫原子B處于激發(fā)態(tài)E3，則下列說(shuō)法正確的是()A原子A可能輻射出3種頻率的光子B原子B可能輻射出3種頻率的光子C原子A能夠吸收

15、原子B發(fā)出的光子并躍遷到能級(jí)E4D原子B能夠吸收原子A發(fā)出的光子并躍遷到能級(jí)E4解析本題考查對(duì)玻爾理論的理解及推理能力原子A從激發(fā)態(tài)E2躍遷到E1，只輻射一種頻率的光子，A錯(cuò)原子B從激發(fā)態(tài)E3躍遷到基態(tài)E1可能輻射三種頻率的光子，B對(duì)由原子能級(jí)躍遷理論可知，原子A可能吸收原子B由E3躍遷到E2時(shí)放出的光子并躍遷到E3，但不能躍遷到E4，C錯(cuò)A原子發(fā)出的光子能量EE2E1大于E4E3，故原子B不可能躍遷到能級(jí)E4，D錯(cuò)答案B考點(diǎn)二核反應(yīng)方程及核反應(yīng)類型的判斷【典例2】 (1)現(xiàn)有三個(gè)核反應(yīng)方程：1124Na1224Mg10e 92235U01n 56141Ba3692Kr301n12H13H24

16、He01n下列說(shuō)法正確的是()A是裂變，是衰變，是聚變B是聚變，是裂變，是衰變C是衰變，是裂變，是聚變D是裂變，是聚變，是裂變(2)現(xiàn)有四個(gè)核反應(yīng)：A12H13H24He01nB. 92235U01nX3689Kr301nC1124Na1224Mg1 0eD24He49Be 612C01n_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)方程求B中X的質(zhì)量數(shù)和中子數(shù) 解析(1)1124Na1224Mg1 0e中Na核釋放出粒子，為衰變. 92235U01n 56141Ba3692Kr301n為鈾核在被中子轟擊后，分裂成兩個(gè)中等質(zhì)量的核，為裂變而12H13H24H

17、e01n為聚變，故C正確(2)人工轉(zhuǎn)變方程的特點(diǎn)是箭頭的左邊是氦核與常見(jiàn)元素的原子核箭頭的右邊也是常見(jiàn)元素的原子核D是查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程，B是裂變反應(yīng)，是研究原子彈的核反應(yīng)方程A是聚變反應(yīng)，是研究氫彈的核反應(yīng)方程由電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可以判定，X質(zhì)量數(shù)為144，電荷數(shù)為56，所以中子數(shù)為1445688.答案(1)C(2)DBA14488【變式2】 三個(gè)原子核X、Y、Z，X核放出一個(gè)正電子后變?yōu)閅核，Y核與質(zhì)子發(fā)生核反應(yīng)后生成Z核并放出一個(gè)氦核(24He)，則下面說(shuō)法正確的是()AX核比Z核多一個(gè)質(zhì)子BX核比Z核少一個(gè)中子CX核的質(zhì)量數(shù)比Z核的質(zhì)量數(shù)大2DX核與Z核的總電荷數(shù)是Y核電

18、荷數(shù)的2倍 解析設(shè)X核的核電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)分別為a、b，X核放出正電子及Y核與質(zhì)子的核反應(yīng)如下：abX10ea1bY，a1bY11Ha2b3Z24He.可見(jiàn)，X核比Z核多2個(gè)質(zhì)子，故A項(xiàng)錯(cuò)X核比Z核多1個(gè)中子，故B項(xiàng)錯(cuò)X核的質(zhì)量數(shù)比Z核的質(zhì)量數(shù)大3，故C項(xiàng)錯(cuò)Z核與X核的總電荷數(shù)為(2a2)，是Y核的2倍，故D項(xiàng)對(duì)答案D考點(diǎn)三核能的計(jì)算【典例3】 裂變反應(yīng)是目前核能利用中常用的反應(yīng)，以原子核 92235U為燃料的反應(yīng)堆中，當(dāng) 92235U俘獲一個(gè)慢中子后發(fā)生裂變反應(yīng)可以有多種方式，其中一種可表示為() 92235U 01n 54139Xe3894Sr301n235043 91.008 7138.9

19、17 893.915 4反應(yīng)方程下方的數(shù)字是中子及有關(guān)原子的靜止質(zhì)量(以原子質(zhì)量單位u為單位)已知1 u的質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量為9.3102 MeV，此裂變反應(yīng)釋放出的能量是_MeV.解析由題給核反應(yīng)方程及其下面的數(shù)據(jù)可知：裂變之前的總質(zhì)量為：235.043 9 u1.008 7 u236.052 6 u，裂變之后的總質(zhì)量為：138917 8 u93.915 4 u31.008 7 u235.859 3 u，質(zhì)量虧損為：m236.052 6 u235.859 3 u0.193 3 u.因?yàn)? u的質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量約為9.3102 MeV所以E0.1939.3102 MeV1.8102 MeV答案1.8

20、102(1)應(yīng)用質(zhì)能方程解題的流程圖根據(jù)Emc2計(jì)算，計(jì)算時(shí)m的單位是“kg”，c的單位是“m/s”，E的單位是“J”根據(jù)Em931.5 MeV計(jì)算因1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5 MeV的能量，所以計(jì)算時(shí)m的單位是“u”，E的單位是“MeV”根據(jù)核子比結(jié)合能來(lái)計(jì)算核能原子核的結(jié)合能核子比結(jié)合能核子數(shù)(2)利用質(zhì)能方程計(jì)算核能時(shí)，不能用質(zhì)量數(shù)代替質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算【變式3】 太陽(yáng)能來(lái)源于輕核的聚變，太陽(yáng)中存在的主要元素是氫，氫核的聚變反應(yīng)可以看作是4個(gè)氫核(11H)結(jié)合成1個(gè)氦核(24He)下表中列出了部分粒子的質(zhì)量.以下說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A核反應(yīng)方程為411H24He210eB核反應(yīng)方程為4

21、11H24He210eC4個(gè)氫核結(jié)合成1個(gè)氦核時(shí)的質(zhì)量虧損約為0.026 6 uD聚變反應(yīng)過(guò)程中釋放的能量約為24.8 MeV粒子名稱質(zhì)子p粒子電子e中子n質(zhì)量/u1.007 34.001 50.000 551.008 7解析(1)根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可得聚變的核反應(yīng)方程為：411H24He210e，B錯(cuò)誤、A正確；質(zhì)量虧損為：m4mHmHe2me41.007 3 u4.001 5 u20.000 55 u0.026 6 u，C正確；核反應(yīng)釋放的能量為Emc20.026 6931.5 MeV24.8 MeV，D正確(2)根據(jù)愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程，一個(gè)氘核(12H)和一個(gè)氚核(13H)結(jié)合成

22、一個(gè)氦核并放出一個(gè)中子釋放的能量為mc2，1 mol氘和1 mol氚完全發(fā)生上述核反應(yīng)，釋放的能量為上述反應(yīng)的NA倍，即NAmc2.答案(1)B(2)A【典例4】如圖127所示，印度第一艘自主研發(fā)的核潛艇于2009年7月26日正式下水，成為世界第六個(gè)擁有核潛艇的國(guó)家核動(dòng)力潛艇是潛艇中的一種類型，指以核反應(yīng)堆為動(dòng)力來(lái)源設(shè)計(jì)的潛艇(1)在核反應(yīng)中有一種是一個(gè) 92235U原子核在中子的轟擊下發(fā)生的一種可能的裂變反應(yīng)，其裂變方程為 92235U01nX3894Sr1001n，則下列敘述正確的是()AX原子核中含有54個(gè)質(zhì)子BX原子核中含有53個(gè)中子C裂變時(shí)釋放能量是因?yàn)樘潛p的質(zhì)量變成了能量D裂變時(shí)釋

23、放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，質(zhì)量數(shù)不守恒(2)用速度為v0、質(zhì)量為m1的24He核轟擊質(zhì)量為m2的靜止的 714N核，發(fā)生核反應(yīng)，最終產(chǎn)生兩種新粒子A和B.其中A為 817O核，質(zhì)量為m3，速度為v3；B的質(zhì)量為m4.計(jì)算粒子B的速度vB；粒子A的速度符合什么條件時(shí)，粒子B的速度方向與He核的運(yùn)動(dòng)方向相反【變式4】 一個(gè)靜止的氡核 86222Rn，放出一個(gè)粒子后衰變?yōu)獒暫?84218Po，同時(shí)放出能量為E0.09 MeV的光子假設(shè)放出的核能完全轉(zhuǎn)變?yōu)獒暫伺c粒子的動(dòng)能，不計(jì)光子的動(dòng)量已知M氡222.086 63 u、m4.002 6 u、M釙218.076 6 u,1 u相當(dāng)于931.5 MeV的能量

24、(1)寫(xiě)出上述核反應(yīng)方程(2)求出發(fā)生上述核反應(yīng)放出的能量(3)確定釙核與粒子動(dòng)能答案(1) 86222Rn 84218Po24He(2)6.92 MeV(3)0.12 MeV6.54 MeV一、對(duì)原子結(jié)構(gòu)的考查(低頻考查)1(2010上海單科，1)盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，這一模型建立的基礎(chǔ)是()A粒子的散射實(shí)驗(yàn) B對(duì)陰極射線的研究C天然放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) D質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)解析盧瑟福根據(jù)粒子的散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，提出原子的核式結(jié)構(gòu)模型，所以A項(xiàng)正確答案A2(2011上海單科，2)盧瑟福利用粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)研究原子結(jié)構(gòu)，正確反映實(shí)驗(yàn)結(jié)果的示意圖是()解析粒子轟擊金箔后偏轉(zhuǎn)，越靠近金箔，偏轉(zhuǎn)的角度

25、越大，所以A、B、C錯(cuò)誤，D正確答案D解析大量氫原子躍遷時(shí)，只有三個(gè)頻率的光譜，這說(shuō)明是從n3能級(jí)向低能級(jí)躍遷，根據(jù)能量守恒有，h3h2h1，解得：321，選項(xiàng)B正確答案B4(2010重慶理綜，19)氫原子部分能級(jí)的示意圖如圖128所示不同色光的光子能量如下表所示.處于某激發(fā)態(tài)的氫原子，發(fā)射的光的譜線在可見(jiàn)光范圍內(nèi)僅有2條，其顏色分別為()A紅、藍(lán)靛 B黃、綠C紅、紫 D藍(lán)靛、紫色光紅橙黃綠藍(lán)靛紫光子能量范圍(eV)1.612.002.002.072.072.142.142.532.532.762.763.10解析原子發(fā)光時(shí)光子的能量等于原子能級(jí)差，先分別計(jì)算各相鄰的能級(jí)差，再由小到大排序結(jié)合

26、可見(jiàn)光的光子能量表可知，有兩個(gè)能量分別為1.89 eV和2.55 eV的光子屬于可見(jiàn)光并且屬于紅光和藍(lán)靛的范圍答案A5(2011四川卷，18)氫原子從能級(jí)m躍遷到能級(jí)n時(shí)輻射紅光的頻率為1，從能級(jí)n躍遷到能級(jí)k時(shí)吸收紫光的頻率為2，已知普朗克常量為h，若氫原子從能級(jí)k躍遷到能級(jí)m，則()A吸收光子的能量為h1h2B輻射光子的能量為h1h2C吸收光子的能量為h2h1D輻射光子的能量為h2h1解析氫原子從能級(jí)m躍遷到能級(jí)n時(shí)輻射紅光，說(shuō)明能級(jí)m高于能級(jí)n，而從能級(jí)n躍遷到能級(jí)k時(shí)吸收紫光，說(shuō)明能級(jí)k也比能級(jí)n高，而紫光的頻率2大于紅光的頻率1，所以h2h1，因此能級(jí)k比能級(jí)m高，所以若氫原子從能級(jí)

27、k躍遷到能級(jí)m，應(yīng)輻射光子，且光子能量應(yīng)為h2h1.故選項(xiàng)D正確答案D答案C7(2011課標(biāo)全國(guó)卷，35)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某金屬的截止頻率相應(yīng)的波長(zhǎng)為0，該金屬的逸出功為_(kāi)若用波長(zhǎng)為(0)單色光做實(shí)驗(yàn)，則其截止電壓為_(kāi)已知電子的電荷量，真空中的光速和普朗克常量分別為e，c和h.三、對(duì)原子核的考查(高頻考查)8(2009廣東單科2)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的23He(氦3)它是一種高效、清潔、安全的核聚變?nèi)剂希鋮⑴c的一種核聚變反應(yīng)的方程式為23He23He211H24He.關(guān)于23He聚變下列表述正確的是()A聚變反應(yīng)不會(huì)釋放能量B聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核C聚變反應(yīng)沒(méi)有質(zhì)量虧損D目前核電站

28、都采用23He聚變反應(yīng)發(fā)電解析聚變反應(yīng)是輕核變?yōu)橹械荣|(zhì)量核的反應(yīng)，發(fā)生質(zhì)量虧損，釋放能量目前核電站采用重核裂變反應(yīng)答案B9(2010廣東理綜，18)關(guān)于核衰變和核反應(yīng)的類型，下列表述正確的有()A. 92238U 90234Th24He是衰變B. 714N24He 817O11H是衰變C12H13H24He01n是人工轉(zhuǎn)變D3482Se3682Kr210e是重核裂變解析衰變是放射出氦核的天然放射現(xiàn)象，A正確；衰變是放射出電子的天然放射現(xiàn)象，而B(niǎo)項(xiàng)是發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的原子核人工轉(zhuǎn)變，故B錯(cuò)；C項(xiàng)是輕核的聚變，D項(xiàng)是衰變現(xiàn)象，故C、D錯(cuò)答案A10(2010全國(guó)，14)原子核 92238U經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵?/p>

29、子核 90234Th，繼而經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍?91234Pa，再經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍?92234U.放射性衰變、和依次為()A衰變、衰變和衰變 B衰變、衰變和衰變C衰變、衰變和衰變 D衰變、衰變和衰變解析由電荷數(shù)守恒與質(zhì)量數(shù)守恒可分別寫(xiě)出衰變?yōu)?92238U 90234Th24He，衰變?yōu)?90234Th 91234Pa10e，衰變?yōu)?91234Pa 92234U10e，故知正確答案為A.答案A解析本題考查原子核的半衰期意在考查考生對(duì)半衰期的理解能力由題意，該放射性元素經(jīng)過(guò)11.4天發(fā)生了3個(gè)半衰期，所以該放射性元素的半衰期是3.8天，D正確答案D12(2010北京理綜，15)太陽(yáng)因核聚

30、變釋放出巨大的能量，同時(shí)其質(zhì)量不斷減少太陽(yáng)每秒鐘輻射出的能量約為41026J，根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程，太陽(yáng)每秒鐘減少的質(zhì)量最接近()A1036 kg B1018 kg C1013 kg D109 kg答案D13(2011天津卷1)下列能揭示原子具有核式結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)是()A光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn) B倫琴射線的發(fā)現(xiàn)C粒子散射實(shí)驗(yàn) D氫原子光譜的發(fā)現(xiàn)解析光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了光的粒子性，A錯(cuò)；倫琴射線的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明了原子內(nèi)部有能級(jí)結(jié)構(gòu)，B錯(cuò)；粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)，C對(duì)；氫原子光譜的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明原子內(nèi)軌道量子化，D錯(cuò)答案C14(2011北京卷13)表示放射性元素碘131( 53131I)衰變的方程是()A. 531

31、31I 51127Sb24He B. 53131I 54131Xe10eC. 53131I 53130I01n D. 53131I 52130Te11H解析衰變釋放出電子10e，根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可進(jìn)一步確定選項(xiàng)B正確答案B15(2011重慶卷16)核電站泄漏的污染物中含有碘131和銫137.碘131的半衰期約為8天，會(huì)釋放射線銫137是銫133的同位素，半衰期約為30年，發(fā)生衰變時(shí)會(huì)輻射射線下列說(shuō)法正確的是()A碘131釋放的射線由氦核組成B銫137衰變時(shí)輻射出的光子能量小于可見(jiàn)光光子能量C與銫137相比，碘131衰變更慢D銫133和銫137含有相同的質(zhì)子數(shù)解析射線由高速電子流組成，

32、選項(xiàng)A錯(cuò)誤射線為高頻電磁波，光子能量遠(yuǎn)大于可見(jiàn)光光子的能量，選項(xiàng)B錯(cuò)誤碘131半衰期小，說(shuō)明衰變快，選項(xiàng)C錯(cuò)誤銫133和銫137為同位素，具有相同的質(zhì)子數(shù)，不同的中子數(shù)，選項(xiàng)D正確答案D16(2011浙江卷15)關(guān)于天然放射現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是()A射線是由氦原子核衰變產(chǎn)生B射線是由原子核外電子電離產(chǎn)生C射線是由原子核外的內(nèi)層電子躍遷產(chǎn)生D通過(guò)化學(xué)反應(yīng)不能改變物質(zhì)的放射性解析射線是衰變時(shí)射出的由氦原子核組成的高速粒子流，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤射線是發(fā)生衰變時(shí)從原子核內(nèi)部射出的高速電子流，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤射線是原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤物質(zhì)的放射性由原子核的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定，與物質(zhì)是以單質(zhì)形式還是以化合物形式存在無(wú)關(guān)，也不受溫度、壓強(qiáng)等外界因素的影響，故選項(xiàng)D正確答案D 單擊此處進(jìn)入單擊此處進(jìn)入 活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練