1、课时跟踪检测(四十六) 原子结构与原子核对点训练：原子核式结构与物理学史1(2016福建师大附中模拟)如图1所示为粒子散射实验装置，粒子打到荧光屏上都会引起闪烁，若将带有荧光屏的显微镜分别放在图中A、B、C、D四处位置。则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数可能符合事实的是()图1A1 305、25、7、1B202、405、625、825C1 202、1 010、723、203D1 202、1 305、723、203解析：选A根据粒子散射实验的统计结果，大多数粒子能按原来方向前进，少数粒子方向发生了偏移，极少数粒子偏转超过90，甚至有的被反向弹回。所以在相等时间内A处闪烁次数最多，其次是B、C
2、、D三处，所以选项A正确。2(2015天津高考)物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上。下列说法正确的是()A天然放射现象说明原子核内部是有结构的B电子的发现使人们认识到原子具有核式结构C粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的D密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的解析：选A天然放射现象说明原子核内部是有结构的，人们认识原子核的复杂结构是从天然放射现象开始的，选项A正确。电子的发现说明了原子是可以分割的，是由更小的微粒组成的，选项B错误。由粒子散射实验建立了原子的核式结构模型，选项C错误。密立根油滴实验说明物质所带电荷量是量子化的，选项D错误。对点训练：原子核的衰变规
3、律3(多选)(2016江门模拟)放射性元素Th的衰变方程为ThPaX，下列表述正确的是()AX是由Th原子释放的核外电子B该衰变是衰变C加压或加温不能改变其衰变的快慢DTh发生衰变时原子核要吸收能量解析：选BC根据电荷数守恒、质量数守恒知，X的电荷数为1，质量数为0，则X为电子，该衰变为衰变。衰变的本质是核内的一个中子变成一个质子和一个电子，故A错误，B正确。衰变的快慢与温度压强无关，由原子核内部因素决定，故C正确。衰变时原子核会放出能量，故D错误。4(2016福州二模)下列说法中正确的是()A衰变放出的电子来自组成原子核的电子B衰变放出的电子来自核外电子C衰变说明原子核中含有粒子D射线总是伴
4、随其他衰变发生，它的本质是电磁波解析：选D原子核发生衰变中放出的电子是原子核内的中子转化为质子而释放的电子，故A、B错误；射线是具有放射性的元素的原子核在发生衰变时两个中子和两个质子结合在一起而从原子核中释放出来，故C错误；射线总是伴随其他衰变发生，它的本质是电磁波，故D正确。5(2015福建高考)下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是()A射线是高速运动的电子流B氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D. Bi的半衰期是5天，100克Bi经过10天后还剩下50克解析：选B射线是高速电子流，而射线是一种电磁波，选项A错误。氢原子辐射光子后
5、，绕核运动的电子距核更近，动能增大，选项B正确。太阳辐射能量的主要来源是太阳内部氢核的聚变，选项C错误。10天为两个半衰期，剩余的Bi为100g1002g25 g，选项D错误。6如图2所示，R为一含有U的放射源，它能放出、三种射线，变为Rn。LL为一张厚纸板，MN为涂有荧光物质的光屏，虚线框内存在平行于边界ab的匀强电场。若射线正对光屏的中心O点射出，在光屏上只观察到O、P两个亮点，则打在O点的是_射线，虚线框内匀强电场的方向_(选填“由a指向b”或“由b指向a”)。图2解析：、三种射线中射线不带电，在电场中不偏转，所以打在O点的是射线。一张纸就能挡住射线，所以打在P点的是射线，而粒子带负电，
6、要使射线向下偏转，虚线框内匀强电场的方向应由b指向a。答案：由b指向a对点训练：原子能级跃迁规律7(2015梅州一模)一群氢原子处于同一较高的激发态，它们向较低激发态或基态跃迁的过程中()A可能吸收一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条暗线B可能发出一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条亮线C只吸收频率一定的光子，形成光谱中的一条暗线D只发出频率一定的光子，形成光谱中的一条亮线解析：选B处于较高能级的电子可以向较低的能级跃迁，能量减小，原子要发出光子，由于放出光子的能量满足hEmEn，处于较高能级的电子可以向较低的激发态跃迁，激发态不稳定可能继续向较低能级跃迁，所以原子要发出一系列频率的光
7、子。故A、C、D错误，B正确。8(多选)(2015佳木斯重点中学一模)下列说法正确的是()A. Th经过6次衰变和4次衰变后成为稳定的原子核PbB在核反应堆中，为使快中子减速，在铀棒周围要放“慢化剂”，常用的慢化剂有石墨、重水和普通水C当用蓝色光照射某金属表面时有电子逸出，则改用红光照射也一定会有电子逸出D将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变该放射性元素的半衰期E原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为2的光子，已知12。那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收波长为的光子解析：选ABE发生衰变是放出He，发生衰变是放出
8、电子e，设发生了x次衰变和y次衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2xy8290,4x208232，解得x6，y4，故衰变过程中共有6次衰变和4次衰变，A正确；在核反应堆中，为使快中子减速，在铀棒周围要放“慢化剂”，常用的慢化剂有石墨、重水和普通水，故B正确；发生光电效应的条件是入射光的频率等于金属的极限频率，红光的频率小于蓝光，不一定有光电效应现象，故C错误；放射性元素的半衰期只由自身性质决定，与外界无关，故D错误；原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为2的光子，已知12。根据玻尔理论得ab：EaEbhbc：EcEbhac：EcEah
9、联立以上三式得，故E正确。9(多选)(2016唐山二模)19世纪初，爱因斯坦提出光子理论，使得光电效应现象得以完美解释，玻尔的氢原子模型也是在光子概念的启发下提出的。关于光电效应和氢原子模型，下列说法正确的是()A光电效应实验中，入射光足够强就可以有光电流B若某金属的逸出功为W0，该金属的截止频率为C保持入射光强度不变，增大入射光频率，金属在单位时间内逸出的光电子数将减小D一群处于第四能级的氢原子向基态跃迁时，将向外辐射六种不同频率的光子E氢原子由低能级向高能级跃迁时，吸收光子的能量可以稍大于两能级间能量差解析：选BCD发生光电效应的条件是入射光频率大于极限频率，并不是光足够强，就能发生光电效
10、应，故A错误；金属的逸出功W0h，得：，故B正确；一定强度的入射光照射某金属发生光电效应时，入射光的频率越高，单个光子的能量值越大，光子的个数越少，单位时间内逸出的光电子数就越少，故C正确；一群处于第四能级的氢原子向基态跃迁的过程中，根据C6知，最多将向外辐射六种不同频率的光子，故D正确；氢原子由低能级向高能级跃迁时，吸收光子的能量等于两能级间能量差，故E错误。对点训练：核反应方程与核能计算10(2016广东六校高三第一次联考)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应。核反应方程为HeHeBe。以下说法正确的是()图3A该核反应为裂变反应B热核反应中有质量亏损，会放出巨大能量C由于核反
11、应中质量数守恒，所以质量也是守恒的D任意原子核内的质子数和中子数总是相等的解析：选B该核反应为聚变反应，故A错误；核反应中的裂变和聚变，都会有质量亏损，都会放出巨大的能量，故B正确；核反应中质量数守恒，质量不守恒，故C错误；原子中原子核内的质子数和中子数不一定相等，有的原子中相等，有的原子中不相等，有的原子没有中子，例如氢原子核内有一个质子，没有中子，故D错误。11(2016唐山调研)在匀强磁场中，有一个原来静止的6C原子核，它放出的粒子与反冲核的径迹是两个相内切的圆，圆的直径之比为71，那么碳14的衰变方程应为()ACeBBCHe4BeCCHB DCN 解析：选D静止的放射性原子核发生了衰变
12、放出粒子后，新核的速度与粒子速度方向相反，放出的粒子与新核所受的洛伦兹力方向相同，根据左手定则判断粒子与新核的电性关系相反，根据r，因粒子和新核的动量大小相等，可由半径之比确定电荷量之比，即可根据电荷数守恒及质量数守恒写出核反应方程式为D。12(多选)(2016汕头二模)恒星内部发生着各种热核反应，其中“氦燃烧”的核反应方程为：HeXBe，其中X表示某种粒子，Be是不稳定的粒子，其半衰期为T，则下列说法正确的是()AX粒子是HeBBe的衰变需要外部作用激发才能发生C经过3个T，剩下的Be占开始时的D“氦燃烧”的核反应是裂变反应解析：选AC根据质量数与质子数守恒，HeXBe，则X粒子是He，故A
13、正确；衰变是自发的，不需要外部作用激发也能发生，故B错误；经过1个半衰期，有半数发生衰变，即剩下开始的一半，那么经过3个T，剩下的Be占开始时的，故C正确；“氦燃烧”的核反应是聚变反应，不是裂变反应，故D错误。13(2015海南高考)(1)氢原子基态的能量为E113.6 eV。大量氢原子处于某一激发态。由这些氢原子可能发出的所有的光子中，频率最大的光子能量为0.96E1，频率最小的光子的能量为_eV(保留2位有效数字)，这些光子可具有_种不同的频率。(2)运动的原子核X放出粒子后变成静止的原子核Y。已知X、Y和粒子的质量分别是M、m1和m2，真空中的光速为c，粒子的速度远小于光速。求反应后与反
14、应前的总动能之差以及粒子的动能。解析：(1)频率最大的光子能量为0.96E1，即En(13.6 eV)0.96(13.6 eV)，解得En0.54 eV，即n5，从n5能级开始，共有C10种不同频率的光子，频率最小的光子能量最小，为0.54 eV(0.85 eV)0.31 eV。(2)反应后由于存在质量亏损，所以反应前后总动能之差等于质量亏损而释放出的能量，故根据爱因斯坦质能方程可得m2v2Mvx2(Mm1m2)c2反应过程中三个粒子组成的系统动量守恒，故有Mvxm2v联立可得m2v2(Mm1m2)c2。答案：(1)0.3110(2)(Mm1m2)c2(Mm1m2)c214(2016银川模拟)
15、卢瑟福用粒子轰击氮核时发现质子。发现质子的核反应方程为：NHeOH。已知氮核质量为mN14.007 53 u，氧核质量为mO17.004 54 u，氦核质量为mHe4.003 87 u，质子(氢核)质量为mP1.008 15 u。(已知：1 uc2931 MeV，结果保留2位有效数字)求：(1)这一核反应是吸收能量还是放出能量的反应？相应的能量变化为多少？(2)若入射氦核以v03107 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150。求氧核的速度大小。解析：(1)由mmNmHemOmP得：m0.001 29 u。所以这一核反应是吸收能量的反应，吸收能量E|m|c20.001 29 uc21.2 MeV。(2)由动量守恒定律可得：mHev0mOv氧mPvP又v氧vP150，可解得：v氧1.8106 m/s。答案：(1)吸收能量1.2 MeV(2)1.8106 m/s
