2019届高考物理一轮复习第十二章近代物理第二节原子与原子核课后达标新人教版

第2讲原子与原子核1．(2017·高考上海卷)由放射性元素放出的氦核流被称为( )A ．阴极射线B ．α射线C ．β射线D ．γ射线解析：选B.在天然放射现象中，放出α、β、γ三种射线，其中α射线属于氦核流，选项B 正确．2．(2016·高考上海卷)研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示．两块平行放置的金属板A 、B 分别与电源的两极a 、b 连接，放射源发出的射线从其上方小孔向外射出．则( )A ．a 为电源正极，到达A 板的为α射线B ．a 为电源正极，到达A 板的为β射线C ．a 为电源负极，到达A 板的为α射线D ．a 为电源负极，到达A 板的为β射线解析：选B.从题图可以看出，到达两极板的粒子做类平抛运动，到达A 极板的粒子在初速度方向的位移小于到达B 板的粒子在初速度方向的位移，粒子在初速度方向做匀速直线运动，则根据公式x ＝v 0t ＝v 0md 2qU ，两个粒子初速度v 0相差不大，两极板间电压U 相同，放射源与两极板的距离d 2也相同，而电子的mq小得多，所以电子在初速度方向的位移小，故达到A 极板的是β射线，A 极板带正电，a 为电源的正极，故选项B 正确．3．(多选)如图为氢原子的能级示意图，则下列对氢原子跃迁的理解正确的是( )A ．由高能级向低能级跃迁时辐射出来的光子一定不能使逸出功为3.34 eV 的金属发生光电效应B ．大量处于n ＝4能级的氢原子向n ＝1能级跃迁时，向外辐射6种不同频率的光子C ．大量处于n ＝3能级的氢原子向n ＝1能级跃迁时，用发出的光照射逸出功为3.34 eV 的金属，从金属表面逸出的光电子的最大初动能为8.75 eVD ．如果用光子能量为10.3 eV 的光照射处于n ＝1能级的氢原子，则该能级的氢原子能够跃迁到较高能级 解析：选BC.氢原子从高能级向低能级跃迁时放出的光子的能量等于前后两个能级之差，当氢原子从高能级跃迁到基态时放出的光子的能量最小值为－3.4 eV －(－13.6 eV)＝10.2 eV ，大于3.34 eV ，所以一定能使逸出功为3.34 eV 的金属发生光电效应，A 错误；大量处于n ＝4能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子的种类为C 24＝4×32＝6，B 正确；大量处于n ＝3能级的氢原子向n ＝1能级跃迁时，辐射出的光子能量最大为－1.51 eV －(－13.6 eV)＝12.09 eV ，用此光子照射逸出功为3.34 eV 的金属，由爱因斯坦光电效应方程可得该金属的最大初动能为12.09 eV －3.34 eV ＝8.75 eV ，C 正确；当氢原子由低能级向高能级跃迁时，氢原子吸收的光子能量一定等于两能级之间的能量差，而由氢原子的能级图可知任何两能级间的能量差都不等于10.3 eV ，因此不能使n ＝1能级的氢原子跃迁到较高的能级，D 错误．4．(1)232 90Th(钍)经过一系列α衰变和β衰变，变成20882Pb(铅)．以下说法中错误的是( )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3015P 衰变成3014Si 的同时放出另一种粒子，这种粒子是________．解析：(1)设α衰变次数为x ，β衰变次数为y ，由质量数守恒和电荷数守恒得232＝208＋4x ，90＝82＋2x －y ，解得x ＝6，y ＝4，C 错误，D 正确；铅核、钍核的质子数分别为82、90，故A 正确；铅核、钍核的中子数分别为126、142，故B 正确．(2)写出衰变方程3015P →3014Si ＋ 0＋1e ，故这种粒子为 0＋1e(正电子)．答案：见解析。

1.原子的核式结构模型(1)电子的发现:英国物理学家汤姆孙发现了电子。

(2)α粒子散射实验:1909~1911年,英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验,实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但有少数α粒子发生了大角度偏转,几乎被“撞”了回来。

(3)卢瑟福提出原子的核式结构模型:在原子中心有一个很小的核,原子几乎全部质量都集中在核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转。

2.氢原子的能级结构(1)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: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=E m-E n。

(h是普朗克常量,h=6.626×10-34J·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。

(2)基态和激发态:原子能量最低的状态叫基态,其他能量较高的状态叫激发态。

3.原子核的组成(1)原子核由质子和中子组成,它们统称为核子。

(2)原子核的核电荷数=质子数,原子核的质量数=质子数+中子数。

(3)同位素:具有相同质子数、不同中子数的原子。

同位素在元素周期表中的位置相同。

4.天然放射现象(1)天然放射现象:元素自发地放出射线的现象,首先由贝可勒尔发现。

天然放射现象的发现,说明原子核还具有复杂的结构。

(2)三种射线放射性元素放射出的射线共有三种,分别是α射线、β射线、γ射线。

其中α射线是高速运动的氦核,β射线是高速运动的电子流,γ射线是光子。

(3)半衰期①定义:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。

②影响因素:放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的,跟原子所处的物理状态(如温度、压强)及化学状态(如单质、化合物)无关。

(4)α衰变和β衰变的实质α衰变:核内两个中子和两个质子作为一个整体从较大的原子核内抛射出来。

课时规范练39原子核及核反应基础巩固组1.(原子核的衰变)(2017·河南安阳殷都区期末)(多选)关于天然放射性,下列说法正确的是()A.所有元素都可能发生衰变B.放射性元素的半衰期与外界的温度无关C.放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D.α、β和γ三种射线中,γ射线的穿透能力最强答案BCD解析只有原子序数超过83的元素才能发生衰变,选项A错误;半衰期由原子核内部的结构决定,与外界温度无关,与其所处的化学状态无关,选项B、C正确;α、β、γ三种射线中,γ射线能量最高,穿透能力最强,选项D正确。

2.(原子核的衰变)放射性同位素钍(92302Th)经x次α衰变和y次β衰变会生成氡(28260Rn),则()A.x=1,y=3B.x=2,y=3C.x=3,y=1D.x=3,y=2答案D1{232 = 220 + 4푥, 解得x=3,y=2,故解析根据衰变方程左右两边的质量数和电荷数守恒,可列方程90 = 86 + 2푥-푦,选项D正确。

3.(多选)(核反应方程及核反应类型)科学家使用核反应获取氚,再利用氘和氚的核反应获得能量,核反应方程分别为X+Y→42He + 13H+4.9 MeV和21H + 13H→24He+X+17.6 MeV,下列表述正确的有()A.X是中子B.Y的质子数是3,中子数是6C.两个核反应都没有质量亏损D.氘和氚的核反应是核聚变反应答案AD解析核反应方程遵守核电荷数守恒和质量数守恒,则由给出的核反应方程知X的电荷数为0,质量数为1,是中子;Y的质子数是3,中子数也是3,即Y是36Li,选项A正确,选项B错误;两个核反应都释放出核能,故都有质量亏损,选项C错误;63Li+01n→24He + 31H+4.9 MeV是原子核的人工转变,21H + 13H→42He+ 10n+17.6 MeV为轻核聚变,选项D正确。

4.(多选)(核力与核能)关于原子核的结合能,下列说法正确的是()A.原子核的结合能等于使其完全分开成自由核子所需的最小能量B.一重原子核衰变成α粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C.铯原子核(51353Cs)的结合能小于铅原子核(82028Pb)的结合能D.比结合能越大,原子核越不稳定答案ABC解析原子核分开成自由核子时,需要的最小能量就是原子核的结合能,选项A正确;重核衰变时释放能量,衰变产物更稳定,即衰变产物的比结合能更大,衰变前后核子数不变,所以衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能,选项B正确;铯核的核子数比铅核的核子数少,其结合能也小,选项C正确;比结合能越大,原子核越稳定,选项D错误。

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课时达标第33讲原子结构与原子核[解密考纲］综合考查氢原子能级的跃迁、放射性元素的衰变、半衰期、核反应,以及质能方程、核反应方程的有关计算．1．在α粒子散射实验中，电子对α粒子运动的影响可以忽略．这是因为与α粒子相比，电子的（D）A．电量太小B．速度太小C．体积太小D．质量太小解析α粒子是氦核，是电子电量的2倍，质量是电子的7 600倍，当α粒子碰到电子时,就像子弹碰到尘埃一样，故电子对α粒子运动的影响可以忽略是因为电子的质量相比α粒子太小，选项D项正确．2．氢原子能级示意图如图所示，不同色光的光子能量如下表所示．色光红橙黄绿蓝—靛紫光子能量范围(eV）1.61～2．002。

00～2．072。

07～2．142.14～2．532.53~2．762。

76～3．10A)A．红、蓝—靛B．黄、绿C．红、紫D．蓝-靛、紫解析如果激发态的氢原子处于第2能级，能够发出10。

2 eV的光子，不属于可见光;如果激发态的氢原子处于第3能级,能够发出12。

09 eV、10。

2 eV、1.89 eV的三种光子,只有1.89 eV属于可见光；如果激发态的氢原子处于第4能级，能够发出12。