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高考物理一轮复习专题训练—原子和原子核一、原子结构1.原子的核式结构(1)1909～1911年，英籍物理学家卢瑟福进行了α粒子散射实验，提出了原子核式结构模型。
(2)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，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞了回来”，如图1所示。
图1(3)原子的核式结构模型：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动。
2.氢原子光谱(1)光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱。
(2)光谱分类(3)氢原子光谱的实验规律：巴耳末系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝R(122－1n2)(n＝3，4，5，…，R是里德伯常量，R＝1.10×107m－1)。
(4)光谱分析：利用每种原子都有自己的特征谱线可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分，且灵敏度很高。
在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义。
3.玻尔理论(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：电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会放出能量为hν的光子，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝E m－E n。
(h 是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·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.氢原子的能级图，如图2所示图2【自测1】(2020·天津卷，1)在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。
下列图示的实验中导致发现原子具有核式结构的是()答案D解析发现原子具有核式结构的是卢瑟福的α粒子轰击金箔发生散射的实验，选项D正确。
2022届高考物理一轮复习知识点全方位练习：原子和原子核基础达标1.在卢瑟福α粒子散射实验中,金箔中的原子核可以看作静止,如图所示的各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹,其中正确的是()2.下列关于原子核的叙述中正确的是 ()A.居里夫人通过α粒子轰击铝原子核,首次发现了中子B.核反应堆中的“慢化剂”是为了减慢反应速度,防止反应过于剧烈C.轻核聚变过程中,会有质量亏损,要释放能量D.原子核的质量越大,比结合能就越小3.下列说法正确的是()A.γ射线是高速运动的电子流B.氢原子辐射光子后,绕核运动的电子动能增大C.天然放射现象的发现揭示了原子可再分D.83210Bi的半衰期是5天,100 g83210Bi经过10天会全部发生衰变4.为了做好疫情防控工作,小区物业利用红外测温仪对出入人员进行体温检测.红外测温仪的原理是:被测物体辐射的光线只有红外线可被捕捉,并转变成电信号.图为氢原子能级示意图,已知红外线单个光子能量的最大值为1.62 eV.要使氢原子辐射出的光子可被红外测温仪捕捉,最少应给处于n=2激发态的氢原子提供的能量为()A.10.20 eVB.2.89 eVC.2.55 eVD.1.89 eV5.下列说法中正确的是()A .原子核发生一次β衰变,该原子外层就一定失去一个电子B .核泄漏事故污染物55137Cs 能够产生对人体有害的辐射,其核反应方程为55137Cs →56137Ba +x ,可以判断x 为质子C .氢原子的能级图如图所示,若氢原子从n=2能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应,则氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光有可能使该金属发生光电效应D .质子、中子、α粒子的质量分别是m 1、m 2、m 3,质子和中子结合成一个α粒子,释放的能量是(2m 1+2m 2-m 3)c 26. 法国物理学家贝可勒尔发现了铀和含铀的矿物质发出看不见的射线,开始了对原子核的研究.一静止的92238U 核经α衰变成为 90234Th 核,释放出的总动能为E k ,则衰变后 90234Th 核的动能为( )A .2119E kB .1192E k C .2117E k D .1172E k 7. 2019年4月1日,在中国核能可持续发展论坛上,生态环境部介绍2019年会有核电项目陆续开工建设.某核电站获得核能的核反应方程为 92235U +01n →56144Ba +3689Kr +x 01n,已知铀核的质量为m 1,钡核的质量为m 2,氪核的质量为m 3,中子的质量为m 4,下列说法中正确的是 ( )A .该核电站通过核聚变获得核能B .铀核的质子数为143C .在上述核反应中x=2D .一个铀核发生上述核反应,释放的能量为(m 1-m 2-m 3-2m 4)c 2技能提升8. 氢原子的能级图如图所示.有一群处于n=4能级的氢原子,若氢原子从n=4能级向n=2能级跃迁时所辐射出的光恰能使某种金属A 发生光电效应,则下列说法中正确的是( )A .这群氢原子辐射出的光中共有3种频率的光能使金属A 发生光电效应B .如果辐射进来能量为0.32 eV 的光子,可以使氢原子从n=4能级向n=5能级跃迁C .如果辐射进来能量为1.32 eV 的光子,不可以使处于n=4能级的氢原子发生电离D .用氢原子从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射出的光照射金属A ,所产生的光电子的最大初动能为10.2 eV 9.(多选) μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ氢原子,它在原子核物理的研究中有重要作用,如图所示为μ氢原子的能级示意图.假定光子能量为E 的一束光照射容器中大量处于n=2能级的μ氢原子,μ氢原子吸收光子后,发出频率分别为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光,且频率依次增大,若普朗克常量为h ,则 ( )A .E=h (ν1+ν2)B .E=h (ν1-ν4+ν5)C .E=h (ν2+ν4)D .E=h (ν6-ν3)10.(多选) 下列关于原子结构和原子核的说法中正确的是( )A .卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型B .天然放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数守恒,其放射线在磁场中不偏转的是γ射线C .据图可知,原子核A 裂变成原子核B 和C 要放出核能D .据图可知,原子核D 和E 聚变成原子核F 要吸收能量11.某静止的原子核发生核反应且放出能量Q ,其方程为 x x X→x xY +x xZ,假设释放的能量全都转化为新核Y 和Z 的动能,其中Z 的速度为v ,以下结论正确的是 ( )A .Y 原子核的速度大小为xxvB .Y 原子核的动能与Z 原子核的动能之比为D ∶FC .Y 原子核和Z 原子核的质量之和比X 原子核的质量大D .Y 和Z 的结合能之和一定大于X 的结合能12. 如图所示为静止的原子核在匀强磁场中发生衰变后做匀速圆周运动的轨迹,衰变后两带电粒子a 、b 的半径之比为45∶1,两带电粒子a 、b 的动能之比为117∶2.下列说法正确的是 ( )A.此衰变为β衰变B.大圆为β粒子的运动轨迹C.小圆为α粒子的运动轨迹D.两带电粒子a、b的周期之比为10∶1313.(多选)现有两动能均为E0=0.35 MeV的12H在一条直线上相向运动,两个12H发生对撞后能发生核反应,得到23He和新粒子,且在核反应过程中释放的能量完全转化为23He和新粒子的动能.已知12H的质量为2.014 1 u,23He的质量为3.016 0 u,新粒子的质量为1.008 7 u,核反应时质量亏损1 u释放的核能约为931 MeV.下列说法正确的是(如果涉及计算,结果保留整数) ()A.核反应方程为12H+12H→23He+11HB.核反应前后不满足能量守恒定律C.新粒子的动能约为3 MeVD.23He的动能约为1 MeV挑战自我14.重元素的放射性衰变共有四个系列,分别是U238系列(从92238U开始到稳定的82208Pb为止)、Th232系列、U235系列及Np237系列(从93237Np开始到稳定的83209Bi为止),其中,前三个系列都已在自然界找到,而第四个系列在自然界一直没有被发现,只是在人工制造出Np237后才发现的.下列说法正确的是()A.92238U的中子数比83209Bi的中子数少20个B.从93237Np到83209Bi,共发生7次α衰变和4次β衰变C.Np237系列中所有放射性元素的半衰期随温度的变化而变化D.92238U与92235U是不同的元素6Li),发生核反应后生成氚核和α粒子.生成的氚核速度方向与中15.用速度大小为v的中子轰击静止的锂核(3子的速度方向相反,氚核与α粒子的速度大小之比为7∶8,已知中子的质量为m,质子的质量可近似看作m,光速为c.(1)写出核反应方程;(2)求氚核和α粒子的速度大小;(3)若核反应过程中放出的核能全部转化为α粒子和氚核的动能,求质量亏损.参考答案1.C 【解析】 金箔中的原子核与α粒子都带正电,α粒子接近原子核过程中受到斥力而不是引力作用,A 、D 错误;由原子核对α粒子的斥力作用及物体做曲线运动的条件知,α粒子受力的方向应指向曲线轨迹的凹侧,且入射方向越对准金核,偏转角度越大,B 错误,C 正确.2.C 【解析】 查德威克在α粒子轰击铍核实验中发现了中子,故A 错误;核反应堆中的“慢化剂”是为了减慢中子速度,故B 错误;轻核聚变过程中,会有质量亏损,由爱因斯坦质能方程可知,要释放能量,故C 正确;比结合能为结合能与核子数的比值,原子核的质量大,其比结合能不一定小,故D 错误.3.B 【解析】 γ射线是高频的电磁波,β射线是高速运动的电子流,故A 错误;氢原子辐射光子后,电子绕核运动的轨道半径减小,由xx 2x 2=m x 2x ,可知电子动能增大,故B 正确;天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构,故C 错误;设原来83210Bi 的质量为m 0,衰变后剩余质量为m ,有m=m 0(12)xx =100×(12)105g =25 g,即剩余质量为25 g,衰变的质量为75 g,故D 错误.4.C 【解析】 由题中提供信息,红外线单个光子的能量最大值为1.62 eV,所以氢原子跃迁辐射出的光子能量需小于或等于1.62 eV,才能被红外测温仪捕捉.根据氢原子能级图可知,氢原子由能级4向能级3跃迁时辐射出的光子满足这一要求,所以给处于能级2的氢原子提供的能量至少需要使其跃迁到能级4,即ΔE=E 4-E 2=2.55 eV,C 项正确.5.D 【解析】 原子核发生一次β衰变,该原子核内中子变成质子,放出一个电子,选项A 错误;根据核反应的质量数守恒和电荷数守恒可知,x 的质量数为零,电荷数为-1,则x 是电子,选项B 错误;根据玻尔理论可知,氢原子从n=2能级向n=1能级跃迁时辐射出的光的能量为hν=E 2-E 1=-3.4 eV -(-13.6 eV)=10.2 eV,氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光的能量为hν'=E 6-E 2=-0.38 eV -(-3.4 eV)=3.02 eV,结合光电效应发生的条件可知,若氢原子从n=2能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应,则氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应,故C 错误;质子、中子、α粒子的质量分别是m 1、m 2、m 3,质子和中子结合成一个α粒子的过程中亏损的质量为2m 1+2m 2-m 3,根据爱因斯坦质能方程可知释放的能量是(2m 1+2m 2-m 3)c 2,故D 正确.6.A 【解析】 根据动量守恒定律得0=m Th v Th +m αv α,又知E k =E kTh +E kα=12m Th x Th 2+12m αx α2,x Thx α=4234,联立解得E kTh =2119E k ,故A 正确.7.D 【解析】 该核电站利用核裂变获得核能,故A 错误;铀核 92235U 的质子数为92,故B 错误;根据电荷数守恒、质量数守恒可知,x=3,故C 错误;核反应后的中子数是3个,所以中子增加2个,则一个铀核 92235U 发生上述核反应,释放的能量为(m 1-m 2-m 3-2m 4)c 2,故D 正确.8.D 【解析】 氢原子从n=4能级向低能级跃迁时可以辐射出6种频率的光子,其中只有从n=4能级向n=3能级跃迁时所辐射出的光子的能量以及从n=3能级向n=2能级跃迁时所辐射出的光子的能量小于从n=4能级向n=2能级跃迁时所辐射出的光子的能量,不能使金属A 发生光电效应,故共有4种频率的光能使金属A 发生光电效应,故A 错误;因为从n=4能级向n=5能级跃迁时所需要的能量为ΔE=E 5-E 4=0.31 eV,不等于光子能量0.32 eV,所以不能发生跃迁,故B 错误;要使处于n=4能级的氢原子发生电离,需要的能量只要大于0.85 eV 就可以,故C 错误;由题意可知,金属A 的逸出功为2.55 eV, 氢原子从n=4能级向n=1能级跃迁时所辐射出光子的能量为hν=E 4-E 1=12.75 eV,由爱因斯坦光电效应方程可得最大初动能E k =hν-W 0=10.2 eV,故D 正确.9.AB 【解析】 μ氢原子吸收能量后从n=2能级跃迁到较高的m 能级,然后从m 能级向较低能级跃迁,从m 能级向低能级跃迁时如果直接跃迁到基态,则辐射的能量最大,跃迁到其他较低的激发态时μ氢原子仍不稳定,将继续向基态和更低的激发态跃迁,即1、2、3…m 任意两个轨道之间都可以产生一种频率的辐射光,故总共可以产生的光子的种类数为C x 2=x (x -1)2=6,解得m=4,即μ氢原子吸收能量后先从n=2能级跃迁到n=4能级,然后从n=4能级向低能级跃迁,辐射光子的能量按从小到大的顺序排列为4→3、3→2、4→2、2→1、3→1、4→1,所以能量E 与hν3相等,也等于h (x 1+x 2)和h (x 1-x 4+x 5),故A 、B 正确,C 、D 错误.10.ABC 【解析】 卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型,故A 正确;天然放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数守恒,其放射线在磁场中不偏转的是γ射线,B 正确;裂变和聚变都有质量亏损,根据质能方程可知,都放出能量,C 正确,D 错误.11.D 【解析】 由动量守恒定律得0=Dv'-Fv ,所以v'=x xv ,故A 错误;Y 原子核与Z 原子核的质量之比为D ∶F ,速度之比为F ∶D ,因此它们的动能之比为F ∶D ,故B 错误;因为放出能量,有质量亏损,所以Y 原子核和Z 原子核的质量之和比X 原子核的质量小,结合能之和比X 的大,故C 错误,D 正确.12.D 【解析】 根据动量守恒定律可知,两带电粒子动量相等,由两圆外切可知,此为α衰变,由R=xxxx可知,大圆为α粒子轨迹,A 、B 、C 错误;由R=xxxx ,可知xx x x=xx x x=451,根据动量守恒定律以及动量与动能的关系有√2x x x k x =√2x x x k x ,解得x x x x=x k x x k x=2117,根据周期公式T=2πx xx ,可知x x x x=x x x x x xx x=1013,D 正确.13.CD 【解析】 由核反应过程中的质量数守恒和电荷数守恒可知核反应方程为 12H +12H →23He +01n,则新粒子为中子 01n,A 错误;核反应过程中有质量亏损,释放能量,仍然满足能量守恒定律,B 错误;由题意可知ΔE=(2.014 1 u ×2-3.016 0 u -1.008 7 u)×931 MeV/u ≈3.3 MeV,根据核反应中系统的能量守恒有E kHe +E kn =2E 0+ΔE ,根据核反应中系统的动量守恒有p He -p n =0,由E k =x 22x ,可知x kHe x kn=xn x He,联立解得E kHe =x n xn +x He(2E 0+ΔE )≈1 MeV,E kn =x Hex n +x He (2E 0+ΔE )≈3 MeV,C 、D 正确. 14.B 【解析】 92238U 的中子数为238-92=146个,83209Bi 的中子数为209-83=126个,则 92238U 的中子数比 83209Bi的中子数多20个,A 错误;根据质量数守恒,有237-209=4×7,可知发生了7次α衰变,根据电荷数守恒,有93-83=2×7-4,可知发生了4次β衰变,B 正确;放射性物质的半衰期不受外界因素的影响,C 错误;92238U 与 92235U 的质子数相同,中子数不同,它们是相同的元素,D 错误.15.(1)01n +36Li →13H +24He(2)7x 11 8x11(3)141xx 2121x 2【解析】 (1)核反应方程为 01n +36Li →13H +24He(2)由动量守恒定律得m n v=-m H v 1+m He v 2 由题意得v 1∶v 2=7∶8,m n ∶m H ∶m He =1∶3∶4 解得v 1=7x11,v 2=8x 11(3)氚核和α粒子的动能之和为E k =12·3m x 12+12·4m x 22=403242mv 2释放的核能为ΔE=E k -E kn =403242mv 2-12mv 2=141121mv 2 由爱因斯坦质能方程得,质量亏损为 Δm=Δx x 2=141xx 2121x 2。
2021版高考物理一轮复习第十二章第2讲原子结构与原子核练习鲁科版[课时作业] 单独成册方便使用[基础题组]一、单项选择题1．(2021·四川宜宾高三诊断)有关原子结构和原子核的认识，下列说法正确的是( ) A．居里夫人最先发觉天然放射现象B．伦琴射线的发觉揭示了原子具有核式结构C．在光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关D．在衰变方程239 94Pu→X＋42He＋γ中，X原子核的质量数是234解析：贝克勒尔第一发觉了天然放射性现象，证明原子核有复杂的结构，故A错误；卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，B错误；在光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，选项C正确；在衰变方程239 94Pu →X＋42He＋γ中，X原子核的质量数是235，电荷数为92，选项D错误．答案：C2．(2020·湖北六校联考)关于近代物理，下列说法正确的是( )A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B．目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变C．一个氢原子从n＝3的激发态跃迁到基态时，能辐射3种不同频率的光子D．α粒子散射实验说明核外电子轨道是量子化的解析：β衰变时β射线是原子核内部发出来的，不是原子核外的电子开释出来的，A错误．目前的核电差不多上利用重核裂变发电的，B正确．一群氢原子从n＝3的激发态跃迁到基态时，能辐射C23＝3种不同频率的光子，而只有一个氢原子时，只能是三种可能频率中的一种或两种，C错误．α粒子散射实验说明原子具有核式结构，D错误．答案：B3．(2020·安徽江南十校联考)铀核(23592U)通过m次α衰变和n次β衰变变成铅核(20782Pb)，关于该过程，下列说法中正确的是( )A．m＝5，n＝4B．铀核(23592U)的比结合能比铅核(20782Pb)的比结合能小C．衰变产物的结合能之和小于铀核(23592U)的结合能D．铀核(23592U)衰变过程的半衰期与温度和压强有关解析：原子核衰变时质量数守恒，电荷数守恒，235＝4m＋207,92＝82＋2m－n，两式联立解得m ＝7，n ＝4，A 项错误．衰变产物的结合能之和大于铀核(23592U)的结合能，C 错误．半衰期由原子核内部自身的因素决定，与温度和压强无关，D 项错误． 答案：B4．(2020·湖南长沙模拟)一个静止的铀核，放在匀强磁场中，它发生一次α衰变后变为钍核，α粒子和钍核都在匀强磁场中做匀速圆周运动．某同学作出如图所示运动径迹示意图，以下判定正确的是( )A ．1是α粒子的径迹，2是钍核的径迹B ．1是钍核的径迹，2是α粒子的径迹C ．3是α粒子的径迹，4是钍核的径迹D ．3是钍核的径迹，4是α粒子的径迹解析：由动量守恒可知，静止的铀核发生α衰变后，生成的均带正电的α粒子和钍核的动量大小相等，但方向相反，由左手定则可知它们的运动轨迹应为“外切”圆，又R ＝mv Bq ＝p Bq，在p 和B 相等的情形下，R ∝1q，因q 钍>q α，则R 钍<R α，故B 正确．答案：B5．氢原子从能级m 跃迁到能级n 时辐射红光的频率为ν1，从能级n 跃迁到能级k 时吸取紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h ，若氢原子从能级k 跃迁到能级m ，则( ) A ．吸取光子的能量为h ν1＋hν2 B ．辐射光子的能量为hν1＋hν2 C ．吸取光子的能量为hν2－hν1 D ．辐射光子的能量为hν2－hν1解析：氢原子从能级m 跃迁到能级n 时辐射红光，说明能级m 高于能级n ，而从能级n 跃迁到能级k 时吸取紫光，说明能级k 也比能级n 高，而紫光的频率ν2大于红光的频率ν1，因此hν2>hν1，因此能级k 比能级m 高，因此若氢原子从能级k 跃迁到能级m ，应辐射光子，且光子能量应为hν2－hν1.故选项D 正确． 答案：D 二、多项选择题6．(2021·高考江苏卷)原子核的比结合能曲线如图所示．依照该曲线，下列判定正确的有( )A.42He核的结合能约为14 MeVB.42He核比63Li核更稳固C．两个21H核结合成42He核时开释能量D.23592U核中核子的平均结合能比8936Kr核中的大解析：由图象可知，42He的比结合能约为7 MeV，其结合能应约为28 MeV，故A错误．比结合能较大的核较稳固，故B正确．比结合能较小的核结合成比结合能较大的核时开释能量，故C正确．比结合能确实是平均结合能，故由图可知D错误．答案：BC7．下列说法正确的是( )A．方程式238 92U→234 90Th＋42He是重核裂变反应方程B．铯原子核(133 55Cs)的结合能小于铅原子核(208 82Pb)的结合能C．β衰变所开释的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的D．核力是短程力，与核子间的距离有关，有时表现为引力，有时表现为斥力解析：方程式238 92U→234 90Th＋42He的反应物只有一个，生成物有42He，属于α衰变，选项A错误；由原子核的比结合能的曲线可知，铯原子核的比结合能与铅原子核的比结合能差不多，而铯原子核的核子数少得多，因此铯原子核的结合能小于铅原子核的结合能，选项B正确；β衰变所开释的电子不是来源于原子核外的电子，而是原子核内的中子转化成质子时所产生的(10n→11H＋0－1e)，选项C正确；相邻的质子与质子、中子与质子、中子与中子既可不能融合在一起(斥力)，又相距一定距离组成原子核(引力)，选项D正确．答案：BCD8．氢原子核外电子发生了两次跃迁，第一次从外层轨道跃迁到n＝3轨道；第二次核外电子再从n＝3轨道跃迁到n＝2轨道，下列说法中正确的是( )A．两次跃迁原子的能量增加相等B．第二次跃迁原子的能量减小量比第一次的大C．两次跃迁原子的电势能减小量均大于电子的动能增加量D．两次跃迁原子均要放出光子，第一次放出的光子能量要大于第二次放出的光子能量解析：氢原子核外电子从外层轨道跃迁到内层轨道这一过程中，原子的能量减小，原子要放出光子，由能量守恒定律可知原子的电势能减小量大于电子的动能增加量．又由氢原子能级图知因跃迁到n＝3轨道放出的光子能量(或原子的能量减小量)最多为1.51 eV，而氢原子核外电子从n ＝3轨道跃迁到n ＝2轨道放出的光子的能量(或原子的能量减小量)为1.89 eV ，B 、C 正确． 答案：BC[能力题组]一、选择题9．原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子．例如在某种条件下，铬原子的n ＝2能级上的电子跃迁到n ＝1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n ＝4能级上的电子，使之脱离原子，这一现象叫作俄歇效应，以这种方式脱离了原子的电子叫作俄歇电子，已知铬原子的能级公式可简化表示为E n ＝－A n2，式中n ＝1,2,3，…表示不同能级，A 是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是( ) A.1116A B.716A C.316A D.1316A 解析：由题意可知铬原子n ＝1能级能量为E 1＝－A ，n ＝2能级能量为E 2＝－A4，从n ＝2能级跃迁到n ＝1能级开释的能量为ΔE ＝E 2－E 1＝3A 4，n ＝4能级能量为E 4＝－A16，电离需要能量为E ＝0－E 4＝A 16，因此电子从n ＝4能级电离后的动能为E k ＝ΔE －E ＝3A 4－A 16＝11A16，故B 、C 、D 错误，A 正确． 答案：A10.K －介子衰变的方程为K －→π－＋π0，其中K －介子和π－介子带负的基元电荷，π0介子不带电．如图所示，一个K －介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP ，衰变后产生的π－介子的轨迹为圆弧PB ，两轨迹在P 点相切，它们半径R K －与R π－之比为2∶1.π0介子的轨迹未画出．由此可知π－的动量大小与π0的动量大小之比为( ) A ．1∶1 B ．1∶2 C ．1∶3D ．1∶6解析：由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动规律知R ＝mv Bq ＝pBq ∝p ， p K －p π－＝21.即p π－＝12p K －.又由动量守恒定律p K －＝p π0－p π－ 得p π0＝p K －＋p π－＝32p K －.即p π－p π0＝13. 答案：C11．下列描述中正确的是( )A ．质子与中子结合成氘核的过程中需要吸取能量B ．某原子核通过一次α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少2个C ．238 92U(铀核)衰变为222 86Rn(氡核)要通过3次α衰变，4次β衰变D ．发生光电效应时入射光波长相同，从金属表面逸出的光电子最大初动能越大，这种金属的逸出功越小解析：中子和质子结合成氘核有质量亏损，开释能量，选顼A 错误；某原子核通过一次 α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少4个，选项B 错误；238 92U(铀核)衰变为222 86Rn(氡核)质量数减小16，故要通过4次α衰变，由于电荷数减少6，则应该有2次β衰变，选项C 错误；发生光电效应时入射光波长相同，则光的频率相同，依照hν＝W 逸出功＋12mv m2，从金属表面逸出的光电子最大初动能越大，这种金属的逸出功越小，选项D 正确．答案：D12．(多选)下列说法正确的是( )A ．人们在研究天然放射现象过程中发觉了质子B ．铀核裂变的一种核反应方程为23592U→14456Ba ＋8936Kr ＋210nC ．设质子、中子、α粒子的质量分别为m 1、m 2、m 3，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，开释的能量是(2m 1＋2m 2－m 3)c 2D ．原子在a 、b 两个能级的能量分别为E a 、E b ，且E a >E b ，当原子从a 能级跃迁到b 能级时，放出光子的波长λ＝hcE a －E b(其中c 为真空中的光速，h 为普朗克常量) 解析：卢瑟福通过α粒子轰击氮核，发觉了质子，选项A 错误；铀核裂变的一种核反应方程为23592U ＋10n→14456Ba ＋8936Kr ＋310n ，反应前后的中子不能抵消，选项B 错误；依照爱因斯坦质能方程E ＝mc 2可知，当两个质子和两个中子结合成一个α粒子时开释的能量为E ＝(2m 1＋2m 2－m 3)c 2，选项C 正确；依照玻尔原子模型可知，原子从高能级跃迁到低能级时会开释光子，由E a －E b ＝hc λ解得λ＝hcE a －E b，选项D 正确．答案：CD二、非选择题13．氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损害．它是世界卫生组织公布的要紧环境致癌物质之一．其衰变方程是22286Rn→21884Po ＋________.已知22286Rn 的半衰期约为3.8天，则约通过________天16 g 的22286Rn 衰变后还剩1 g. 解析：衰变过程中质量数、电荷数守恒， 有22286Rn→21884Po ＋42He ；由半衰期定义，1＝16×(12)t 3.8，解得t ＝15.2天． 答案：42He(或α) 15.214．(2021·高考北京卷)在磁感应强度为B 的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变．放射出的α粒子(42He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R .以m 、q 分别表示α粒子的质量和电荷量．(1)放射性原子核用AZ X 表示，新核的元素符号用Y 表示，写出该α衰变的核反应方程． (2)α粒子的圆周运动能够等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小． (3)设该衰变过程开释的核能都转化为α粒子和新核的动能，新核的质量为M ，求衰变过程的质量亏损Δm . 解析：(1)AZ X→A －4Z －2Y ＋42He (2)设α粒子的速度大小为v ，由qvB ＝m v 2R ，T ＝2πR v，得α粒子在磁场中的运动周期T ＝2πmqB环形电流大小I ＝q T ＝q 2B 2πm(3)由qvB ＝m v 2R ，得v ＝qBRm设衰变后新核Y 的速度大小为v ′，系统动量守恒Mv ′－mv ＝0 v ′＝mv M ＝qBRM由Δmc 2＝12Mv ′2＋12mv 2得Δm ＝M ＋mqBR22mMc2答案：见解析。
原子结构和原子核和物理学史、物理思想与方法练习一、选择题1．衰变是原子核的自发变化，科学家希望人工控制原子核的变化．卢瑟福用α粒子轰击氮(N)原子核，产生了氧(O)的一种同位素——氧17，这是人类第一次实现原子核的人工转变．这个核反应的方程是()A.147N＋31H→16 8O＋10nB.14 7N＋42He→17 8O＋11HC.15 7N＋21H→17 8OD.15 7N＋42He→18 8O＋11H2．“氚电池”利用氚核β衰变产生的能量工作，可以给心脏起搏器供电．已知氚核的半衰期为12.5年，下列说法正确的是()A．氚核衰变放出的β射线是电子流，来源于核内中子衰变为质子放出的电子B．氚核衰变放出的β射线是电子流，来源于核外内层电子C．2个氚核经过12.5年后，衰变一个，还剩一个氚核D．20克氚核经过12.5年后，衰变后剩余物的质量变为10克3．裂变核能燃料分为铀基和钍基，钍基核燃料中232 90Th类似于23292U，要通过转换或增殖才能作为裂变核能燃料使用．中子轰击235 92U或233 92U发生裂变反应，产生的中子与232 90Th反应生成233 90Th，再经过两次β衰变后生成233 92U，达到增殖的目的．下列说法正确的是()A.233 92U比233 90Th的中子数少1B.233 90Th比232 90Th的质子数多1C．β衰变的实质是10n→11H＋0－1eD.232 90Th转化成233 92U是化学变化4．根据所学的物理知识，下列说法正确的是()A.238 92U→234 90Th＋42He是重核裂变B．在核反应方程42He＋14 7N→17 8O＋X中，X是质子C．β衰变的本质是原子核外电子挣脱原子核的束缚形成的高速电子流D．铀核(238 92U)衰变为铅核(206 82Pb)的过程中，要经过8次α衰变和4次β衰变5．氟是放射性物质，其半衰期为12.5年．氚核(31H)与其同位素氘核(21H)在一定条件下可以发生反应，反应方程是21H＋31H→42He＋10n.下列说法正确的是()A．氚核(31H)和氦核(42He)的中子数相同B．100 g氚经过25年会全部衰变完C．当氚核(31H)发生β衰变时，衰变产物有氘核(21H)D.21H＋31H→42He＋10n是α衰变方程6．关于原子结构、原子核的组成与性质的认识，下列说法正确的是()A.232 90Th(钍核)经过6次α衰变和4次β衰变后变成208 82PbB．太阳辐射的能量，主要来自太阳内部发生的重核裂变C．比结合能越小的原子核越稳定D.210 83Bi的半衰期为5天，10 g210 83Bi经过15天后，发生衰变的210 83Bi的质量为1.25 g 7．(多选)(2023·辽宁大连市模拟)卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子的核反应为：14N＋42He→17 8O＋11H.已知氮核质量为m N＝14.007 53 u，氦核质量m He＝4.003 87 u， 7氧核的质量为m O＝17.004 54 u，质子(氢核)质量为m p＝1.008 15 u．(已知1 u相当于931 MeV)；假设入射氦核以v0＝3×107 m/s的速度沿两核中心连线方向轰击静止氮核．反应生成的氧核和质子同方向运动，且速度大小之比为1∶50.则()A．卢瑟福通过该反应发现了原子的核式结构B．该反应吸收能量1.2 MeVC．反应生成物的比结合能增大D．反应后氧核的速率为1.8×106 m/s8.氢原子的部分能级如图所示，已知可见光的光子能量在1.62～3.11 eV之间，下列说法正确的是()A．一个氢原子从n＝4能级向基态跃迁时，可能发出2种不同频率的可见光B．处于基态的氢原子可以吸收一个能量为12 eV的光子跃迁到n＝3能级C．氢原子从高能级向n＝3能级跃迁时，会发出可见光D．处于基态的氢原子不能吸收一个具有14 eV能量的光子9.如图所示为氢原子部分能级示意图．现有大量处于激发态n＝5能级的氢原子，向基态跃迁时，会放出不同频率的光子．已知可见光的光子能量范围介于1.63～3.10 eV之间，某锌板发生光电效应的逸出功为3.34 eV.下列说法正确的是()A．最多有6种不同频率的光子放出B．所有放出的光子中，有3种是可见光C．所有放出的光子中，有3种可以使该锌板发生光电效应D．放出的所有光子照射该锌板，逸出光电子的初动能的最大值为9.41 eV 10．(多选)天然放射性元素镭放出的α粒子动能约为E kα＝4.793 MeV，用α粒子轰击氮原子核，核反应可能不止有一种，比如：①42He＋14 7N→17 8O＋11H；②42He＋14 7 N→17 9F＋10n等，可以通过计算判断其是否有可能发生．已知：各原子核的相对原子质量如表所示，其中1 u的质量对应931.5 MeV的能量，下列关于第②种核反应的说法中正确的是()4He14 7N17 9F10n2M1＝4.002 603 u M2＝14.003 074 u M3＝17.002 095 u M4＝1.008 665 uB．第②种核反应为吸能反应，一次核反应吸收的能量约为4.735 MeVC．用该α粒子(E kα＝4.793 MeV)轰击静止的靶核(14 7N)，可能发生第②种核反应D．若用E kα＝6.173 MeV的α粒子轰击静止的靶核(14 7N)，可能发生第②种核反应11．物理学基于观察与实验，建构物理模型，应用数学等工具，通过科学推理和论证，形成系统的研究方法和理论体系．下列说法正确的是()A．忽略带电体的形状和大小，用“点电荷”表示带电体的方法，是运用了类比法B．牛顿运用理想实验法发现“力不是维持物体运动的原因”C．伽利略应用逻辑推理与实验相结合的方法得出“重物与轻物下落同样快”的结论D．法拉第用实验证明了电磁波的存在12.分子运动看不见、摸不着，不好研究，但科学家可以通过研究墨水的扩散现象去认识它，这种方法在科学上叫作“转换法’．下面是小明同学在学习中遇到的四个研究实例，其中采取的方法与刚才研究分子运动的方法相同的是() A．利用磁感线去研究磁场问题B．电流看不见、摸不着，判断电路中是否有电流时，我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定C．研究电流与电压、电阻关系时，先使电阻不变去研究电流与电压的关系；然后再让电压不变去研究电流与电阻的关系D．研究电流时，将它比作水流13.在物理学的发展过程中，科学家们总结出了许多物理学研究方法，以下关于物理学研究方法的叙述正确的是()A．在不需要考虑带电物体本身的大小和形状时，用点电荷来代替物体的方法叫微元法B．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时采用了假设法C．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了理想模型法D．伽利略认为自由落体运动是物体在倾角为90°的斜面上的运动，再根据铜球在斜面上的运动规律得出自由落体的运动规律，这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法14.下列关于物理学发展史的说法中正确的是()A．伽利略通过理想斜面实验，提出了力是维持物体运动状态的原因B．法拉第为了解释磁体产生的磁场提出了分子电流假说C．奥斯特发现了电流周围存在磁场，提出了电流的磁效应D．楞次在对理论基础和实验资料进行严格分析后，提出了电磁感应定律15.在物理学发展的过程中，有许多伟大的科学家做出了突出贡献．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是()A．麦克斯韦预言并通过实验证实了电磁波的存在B．法拉第坚信电和磁之间一定存在着联系，发现了电流的磁效应C．牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动D．普朗克认为微观粒子的能量是量子化的，从而开始揭开了微观世界物理规律的面纱16.关于近代物理学史的相关知识，下列说法正确的是()A．由康普顿效应可知，光子不仅具有能量，还具有动量B．汤姆孙研究β衰变时发现了电子，说明电子是原子的重要组成部分C．玻尔借鉴普朗克的能量子假说提出光子说，成功解释了氢原子光谱是分立的线状光谱D．放射性同位素发生衰变时，遵循能量守恒和质量守恒17.在物理学发展史上，有一些重大的发现和实验，对人类的进步起很大的作用．关于这些发现和实验，下列说法正确的是()A．伽利略通过“理想实验”得出结论：运动必具有一定速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去B．牛顿提出了三条运动定律，是整个动力学的基础，它既能处理低速运动，也能处理高速运动，既适用于宏观物体，也适用于微观粒子C．第谷通过研究行星观测记录，发现了行星运动的三大定律D．牛顿发现了万有引力定律，后来他通过扭秤实验测出了引力常量的数值18．(多选)在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程．在对以下几位物理学家所做科学贡献或者研究方法的叙述中，正确的说法是()A．伽利略是伟大的物理学家，他最先建立了速度、加速度等概念，并创造了一套科学的研究方法B．在推导匀变速直线运动的位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，物理学中把这种研究方法叫作“理想模型法”C．牛顿的理想斜面实验虽然是想象中的实验，但它是建立在可靠的事实基础上的D．根据速度定义式v＝ΔxΔt，当Δt非常小时，ΔxΔt就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法19．(多选)下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是()A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成功解释了光电效应B．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的C．图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子D．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有波动性答案1．B 2．A 3．C 4．B 5．A 6．A 7．BD 8. A 9. B 10．BD 11．C 12. B 13. D 14. C 15.D 16. A 17. A 18．AD 19．BD。
高考物理一轮复习专项训练及答案解析—原子结构、原子核1．(2022·湖南卷·1)关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是()A．卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征B．玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律C．光电效应揭示了光的粒子性D．电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性2．(2022·北京卷·1)氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子()A．放出光子，能量增加B．放出光子，能量减少C．吸收光子，能量增加D．吸收光子，能量减少3．(2022·辽宁卷·2)2022年1月，中国锦屏深地实验室发表了首个核天体物理研究实验成果．表明我国核天体物理研究已经跻身国际先进行列．实验中所用核反应方程为X＋2512Mg→2613Al，已知X、2512Mg、2613Al的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c，该反应中释放的能量为E.下列说法正确的是()A．X为氘核21HB．X为氚核31HC．E＝(m1＋m2＋m3)c2D．E＝(m1＋m2－m3)c24．(多选)(2022·浙江6月选考·14)秦山核电站生产146C的核反应方程为147N＋10n→146C＋X，其产物146C的衰变方程为146C→147N＋0－1e.下列说法正确的是()A．X是11HB.146C可以用作示踪原子C.0－1e来自原子核外D．经过一个半衰期，10个146C将剩下5个5．(2022·广东卷·5)目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大的氢原子．氢原子第n能级的能量为E n＝E1n2，其中E1＝－13.6eV.图是按能量排列的电磁波谱，要使n＝20的氢原子吸收一个光子后，恰好失去一个电子变成氢离子，被吸收的光子是()A．红外线波段的光子B．可见光波段的光子C．紫外线波段的光子D．X射线波段的光子6．如图所示为氢原子能级图，以及从n＝3、4、5、6能级跃迁到n＝2能级时辐射的四条光谱线．则下列叙述正确的有()A．Hα、Hβ、Hγ、Hδ的频率依次增大B．可求出这四条谱线的波长之比，Hα、Hβ、Hγ、Hδ的波长依次增大C．处于基态的氢原子要吸收3.4eV的能量才能被电离D．如果Hδ可以使某种金属发生光电效应，Hβ一定可以使该金属发生光电效应7．(2021·全国甲卷·17)如图，一个原子核X经图中所示的一系列α、β衰变后，生成稳定的原子核Y，在此过程中放射出电子的总个数为()A．6B．8C．10D．148．(多选)(2022·浙江1月选考·14)2021年12月15日秦山核电站迎来了安全发电30周年，核电站累计发电约6.9×1011kW·h，相当于减排二氧化碳六亿多吨．为了提高能源利用率，核电站还将利用冷却水给周围居民供热．下列说法正确的是()A．秦山核电站利用的是核聚变释放的能量B．秦山核电站发电使原子核亏损的质量约为27.6kgC．核电站反应堆中需要用镉棒控制链式反应的速度D．反应堆中存在23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n的核反应9．(多选)铀核裂变的一种方程为23592U＋X→9438Sr＋13954Xe＋310n，已知原子核的比结合能与质量数的关系如图所示，下列说法中正确的有()A．X是中子B．X是质子C.23592U、9438Sr、13954Xe相比，9438Sr的比结合能最大，最稳定D.23592U、9438Sr、13954Xe相比，23592U的质量数最大，结合能最大，最稳定10．(2020·全国卷Ⅱ·18)氘核21H可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式621H →242He＋211H＋210n＋43.15MeV表示．海水中富含氘，已知1kg海水中含有的氘核约为1.0×1022个，若全都发生聚变反应，其释放的能量与质量为M的标准煤燃烧时释放的热量相等；已知1kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107J,1MeV＝1.6×10－13J，则M约为() A．40kg B．100kg C．400kg D．1000kg11．A、B是两种放射性元素的原子核，原来都静止在同一匀强磁场，其中一个放出α粒子，另一个放出β粒子，运动方向都与磁场方向垂直．图中a、b与c、d分别表示各粒子的运动轨迹，下列说法中正确的是()A．A放出的是α粒子，B放出的是β粒子B．a为α粒子运动轨迹，d为β粒子运动轨迹C．a轨迹中的粒子比b轨迹中的粒子动量小D．磁场方向一定垂直纸面向外12．在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变．放射出的α粒子(42He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨迹半径为R.以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量．(1)放射性原子核用A Z X表示，新核的元素符号用Y表示，写出该α衰变的核反应方程；(2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小；(3)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损Δm(光速为c)．1．C 2.B3.D4.AB5.A6.A7.A 8．CD [秦山核电站利用的是重核裂变释放的能量，故A 错误；由题知原子核亏损释放的能量一部分转化为电能，一部分转化为内能，原子核亏损的质量大于27.6kg ，故B 错误；核电站反应堆中需要用镉棒能吸收中子的特性，通过控制中子的数量控制链式反应的速度，故C 正确；反应堆利用铀235的裂变，生成多个中等质量的核和中子，且产物有随机的两分裂、三分裂，即存在23592U ＋10n →14456Ba ＋8936Kr ＋310n 的核反应，故D 正确．]9．AC [根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X 的质量数为1，电荷数为0，为中子，A 正确，B 错误；根据题图可知，23592U 、9438Sr 、13954Xe 相比，9438Sr 的比结合能最大，最稳定，23592U 的质量数最大，结合能最大，比结合能最小，最不稳定，C 正确，D 错误．]10．C [根据核反应方程式，6个氘核聚变反应可释放出43.15MeV 的能量，1kg 海水中的氘核反应释放的能量为E ＝1.0×10226×43.15MeV ≈7.19×1022MeV ≈1.15×1010J ，则相当于燃烧的标准煤的质量为M ＝1.15×10102.9×107kg ≈396.6kg ，约为400kg.故选C.]11．A [放射性元素放出α粒子时，α粒子与反冲核的速度相反，但电性相同，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相反，两个粒子的运动轨迹应为外切圆；而放射性元素放出β粒子时，β粒子与反冲核的速度相反，且电性相反，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相同，两个粒子的运动轨迹应为内切圆，故B 放出的是β粒子，A 放出的是α粒子，故A 正确；根据带电粒子在磁场中的运动的半径r ＝m v qB半径小，故b 为α粒子运动轨迹，c 为β粒子运动轨迹，故B 、C 错误；粒子在磁场中做匀速圆周运动，磁场方向不同，粒子运动的方向相反，由于α粒子和β粒子的速度方向未知，不能判断磁场的方向，故D 错误．]12．(1)A Z X →A －4Z －2Y ＋42He (2)2πmqB q 2B 2πm (3)q 2B 2R 2(M ＋m )2Mmc 2解析(1)A Z X →A －4Z －2Y ＋42He(2)洛伦兹力提供向心力，有q v αB ＝m v α2R所以v α＝qBR m ，T ＝2πR v α＝2πm qB环形电流大小I ＝q T ＝q 2B 2πm(3)衰变过程动量守恒，有0＝p Y ＋p α所以p Y ＝－p α，“－”表示方向相反．因为p ＝m v ，E k ＝12m v 2，所以E k ＝p 22m即E kY ∶E kα＝m ∶M 由能量守恒得Δmc 2＝E kY ＋E kαΔm其中E kα＝12m v α2＝q 2B 2R 22m，所以Δm ＝q 2B 2R 2(M ＋m )2Mmc 2.。
原子结构和原子核李仕才考纲要求：原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期；放射性同位素；核力、核反应方程；结合能、质量亏损；裂变反应和聚变反应、裂变反应堆；放射性的防护；氢原子光谱；氢原子的能级结构、能级公式；（全部要求为Ⅰ级）。
一、原子的核式结构模型1.汤姆生的“枣糕”模型（1）1897年汤姆生发现了电子，使人们认识到原子．．有复杂结构，揭开了研究原子的序幕．(2)“枣糕”模型：原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球内，电子像枣糕里的枣子一样镶嵌在原子里．2.卢瑟福的核式结构模型（1）α粒子散射实验的结果：α粒子通过金箔时，绝大多数不发生偏转，仍沿原来的方向前进，但有少数发生大角度偏转，偏转的角度甚至大于900，有的几乎达到1800．（2）核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转．原子核所带的单位正电荷数等于核外的电子数，所以整个原子是呈电中性的．电子绕着核旋转所需的向心力就是核对它的库伦引力．（3）从α粒子散射实验的数据估算出原子核核半径的数量级为10－15 m，而原子半径的数量级为 10—10 m。
【例1】在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是（）A.原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B.正电荷在原子中是均匀分布的C.原子中存在着带负电的电子D.原子只能处于一系列不连续的能量状态中解析：α粒子散射实验中，有少数α粒子发生了较大偏转．这说明了这些α粒子受到很大的库伦力，施力物体应是体积甚小的带电实体。
根据碰撞知识，我们知道只有质量非常小的轻球与质量非常大的物体发生碰撞时，较小的球才被弹回去，这说明被反弹回去的α粒子碰上了质量比它大得多的物质实体，即集中了全部质量和正电荷的原子核．答案：A【练习1】关于α粒子散射实验，下列说法中正确的是（）A．绝大多数α粒子经过重金属箔后，发生了角度不太大的偏转B．α粒子在接近原子核的过程中，动能减少，电势能减少C．α粒子离开原子核的过程中，动能增大，电势能增大D．对α粒子散射实验的数据进行分析，可以估算出原子核的大小解析：“由于原子核很小，α粒子十分接近它的机会很少，所以绝大多数α粒子基本上仍按直线方向前进，只有极少数发生大角度的偏转”。
高中物理原子核物理复习题集一、选择题1. 原子核中最轻的粒子是：A. 中子B. 质子C. 电子D. 伽玛射线2. 下列物质中，具有最大原子序数的是：A. 铁B. 银C. 氢D. 钠3. 下列选项中，不属于离子的是：A. Na+B. Cl-C. O2-D. H+4. 原子核的组成粒子不包括：A. 质子B. 中子C. 电子D. α粒子5. 一个氧原子的核外电子层排布情况是：A. 2, 6B. 2, 8C. 2, 7D. 2, 5二、填空题1. 质子和中子是由________组成的。
2. 原子核的电量为________。
3. 原子核的直径远________于整个原子的直径。
4. 轨道电子的质量远________于原子核质量。
5. 同位素的原子序数相同，但________数不同。
三、判断题1. 原子核的质量主要集中在其中心区域。
（）2. α粒子是带正电的，质量数和电荷数均为2。
（）3. 质子是原子核中质量最轻的粒子，电荷为正。
（）4. 原子核附近的电子主要存在于能级轨道上。
（）5. 同位素是指同一原子序数但质子数不同的元素。
（）四、解答题1. 请问质子和中子分别是由什么组成的？2. 请简述原子核的电量特点。
3. 什么是同位素？并给出一个例子。
4. 简要说明原子核与电子互相之间的作用。
5. 解释电离现象是如何发生的。
六、应用题1. 一种原子核的质量数是20，电子数为18，请回答以下问题：a) 这种原子的原子序数是多少？b) 这种原子的质子数和中子数各是多少？c) 这种原子的核外电子层中，分别有几个电子？2. 下列物质中，哪个是离子？A. O2B. H2C. NaD. H2O3. 一个原子核中，质子数为16，中子数为18，请回答以下问题：a) 这个原子核的质量数是多少？b) 这个原子核的电子数是多少？c) 这个原子核的原子序数是多少？4. 请简要解释放射性衰变。
5. 什么是半衰期？请举例说明。
这是一份高中物理原子核物理复习题集，包含了选择题、填空题、判断题、解答题和应用题，通过回答这些问题来加深对原子核物理的理解。
原子结构和原子核李仕才考纲要求：原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期；放射性同位素；核力、核反应方程；结合能、质量亏损；裂变反应和聚变反应、裂变反应堆；放射性的防护；氢原子光谱；氢原子的能级结构、能级公式；（全部要求为Ⅰ级）。
一、原子的核式结构模型1.汤姆生的“枣糕”模型有复杂结构，揭开了研究原子的序幕．（1）1897年汤姆生发现了电子，使人们认识到原子．．(2)“枣糕”模型：原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球内，电子像枣糕里的枣子一样镶嵌在原子里．2.卢瑟福的核式结构模型（1）α粒子散射实验的结果：α粒子通过金箔时，绝大多数不发生偏转，仍沿原来的方向前进，但有少数发生大角度偏转，偏转的角度甚至大于900，有的几乎达到1800．（2）核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转．原子核所带的单位正电荷数等于核外的电子数，所以整个原子是呈电中性的．电子绕着核旋转所需的向心力就是核对它的库伦引力．（3）从α粒子散射实验的数据估算出原子核核半径的数量级为10－15m，而原子半径的数量级为10—10 m。
【例1】在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是（）A.原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B.正电荷在原子中是均匀分布的C.原子中存在着带负电的电子D.原子只能处于一系列不连续的能量状态中解析：α粒子散射实验中，有少数α粒子发生了较大偏转．这说明了这些α粒子受到很大的库伦力，施力物体应是体积甚小的带电实体。
根据碰撞知识，我们知道只有质量非常小的轻球与质量非常大的物体发生碰撞时，较小的球才被弹回去，这说明被反弹回去的α粒子碰上了质量比它大得多的物质实体，即集中了全部质量和正电荷的原子核．答案：A【练习1】关于α粒子散射实验，下列说法中正确的是（）A．绝大多数α粒子经过重金属箔后，发生了角度不太大的偏转B．α粒子在接近原子核的过程中，动能减少，电势能减少C．α粒子离开原子核的过程中，动能增大，电势能增大D．对α粒子散射实验的数据进行分析，可以估算出原子核的大小解析：“由于原子核很小，α粒子十分接近它的机会很少，所以绝大多数α粒子基本上仍按直线方向前进，只有极少数发生大角度的偏转”。
