1、3-5-2波粒二象性原子结构与原子核 一、选择题1(2011天津)下列能揭示原子具有核式结构的实验是()A光电效应实验B伦琴射线的发现C粒子散射实验 D氢原子光谱的发现答案C解析光电效应实验揭示了光具有粒子性，故A错误；伦琴射线是原子内层电子能级跃迁产生，故B错误；粒子散射实验揭示了原子具有核式结构因为绝大部分粒子不偏转，极少数粒子发生了大角度散射故C正确；氢原子光谱的发现揭示了氢原子能量分布是不连续的故D错误2(2011北京)表示放射性元素碘131(I)衰变的方程是()A.ISbHe B.IXeeC.IIn D.ITeH答案B解析衰变释放的是电子e，A、C、D错误，B正确3(2011重庆)核
2、电站核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，发生衰变时会辐射射线下列说法正确的是()A碘131释放的射线由氦核组成B铯137衰变时辐射出的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含有相同的质子数答案D解析射线是高速电子流，A错误；光子能量比可见光光子能量大，B错误；碘131比铯137衰变得更快，C错误铯137和铯133是同位素，即核内具有相同质子数和不同中子数，故D正确4(2011浙江)关于天然放射现象，下列说法正确的是()A射线是由氦原子核衰变产生B射线是由原子核外电子
3、电离产生C射线是由原子核外的内层电子跃迁产生D通过化学反应不能改变物质的放射性答案D解析射线本身是氦核流，所以A错误；射线是高速电子流，是原子核内一个中子变成一个质子时放射出的电子，不是核外电子电离产生的，所以B错误 ；射线是衰变或衰变发生时，产生的新核由于具有过多的能量(处于激发态)而辐射出的光子流，所以C错误；化学反应中不会形成新的原子核，而物质的放射性主要是元素的放射性，所以D正确5.Th(钍)经过一系列和衰变，变成Pb(铅)，下列说法错误的是()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次衰变和6次衰变D共经过6次衰变和4次衰变答案C解析由于衰变不会引起质量数的减少，故可
4、先根据质量数的减少确定衰变的次数为：x6现结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判断衰变的次数y应满足：2xy90828所以y2x84.6(2011苏北四市模拟)北京时间2011年3月11日在日本海域发生强烈地震，强震引发了福岛核电站危机下列关于核裂变和核辐射的方程正确的是()A.UnBaKr10nB.PuUHeC.CsBaeD.IXee答案BCD解析根据电荷数和质量数守恒可知，BCD正确7当用具有1.87eV能量的光子照射n3激发态的氢原子时()A氢原子不会吸收这个光子B氢原子吸收该光子后被电离，电离后电子的动能为0.36eVC氢原子吸收该光子后被电离，电离后电子的动能为零D氢原子吸收该光子后不
5、会被电离答案B解析当n3时，氢原子的能量E3eV1.51eV，所以处于n3激发态的氢原子的电离能是1.51eV，当该原子吸收具有1.87eV能量的光子后被电离，电离后电子的动能是(1.871.51)eV0.36eV.8(2011温州八校模拟)如图为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光子照射逸出功为2.49eV的金属钠，下列说法中正确的是()A这群氢原子能辐射出三种频率不同的光，其中从n3跃迁到n2所发出的光波长最短B这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减小，原子势能增大C金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为11.11eVD金
6、属钠表面所发出的光电子的最大初动能为9.60eV答案D解析氢原子由n3的激发态向较低能级跃迁的过程中，可辐射出三种不同频率的光，分别为n3n2、n3n1和n2n1跃迁时发出，由Ehc/可以得出：能级差越大的，所发出的光波长越短，选项A错误；这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的半径减小，动能增大，原子势能减小，选项B错误；入射光能量越大，从金属钠表面所发出的光电子的最大初动能越大，所以金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为氢原子由n3向n1跃迁时发出的光子照射时获得的，EkhW(13.61.51)eV2.49eV9.60eV，选项C错误、D正确二、非选择题9(2011江苏)按照玻尔原子理论
7、，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量_(选填“越大”或“越小”)已知氢原子的基态能量为E1(E10)，电子质量为m, 基态氢原子中的电子吸收一频率为的光子被电离后，电子速度大小为_(普朗克常量为h)答案越大解析由En可知，电子离原子核越远，n越大，En越大，故氢原子的能量越大由能量守恒定律得：E1hmv20解得：v.10(2011茂名模拟)一个原来静止的锂核(Li)俘获一个速度为v01.54105m/s的中子后，生成一个氚核和一个氦核，已知氚核的速度为v12.0103m/s，方向与中子的运动方向相反(1)请写出核反应方程；(2)求出氦核的速度v2.答案(1)LinHHe(2)4104m/
8、s解析(1)核反应方程：LinHHe(2)设中子速度v0的方向为正，中子质量为m，则氚核质量为3m，氦核质量为4m.根据动量守恒定律得：mv03mv14mv2代入数据得：v24104m/s.11氢原子的核外电子质量为m，电荷量为e，在离核最近的轨道上运动，轨道半径为r1.(1)电子运动的动能Ek是多少？(2)电子绕核转动的频率是多少？(3)氢原子核在离核最近的电子轨道处产生的电场强度E为多大？答案(1)(2)(3)解析(1)根据和Ekmv2得Ek(2)周期T，频率f，结合得f(3)根据库仑定律Fk和FEe得E.12(2011潍坊模拟)用速度大小为v的中子轰击静止的锂核(Li)，发生核反应后生成
9、氚核和粒子，生成的氚核速度方向与中子的初速度方向相反，氚核与粒子的速度之比为7 8.中子的质量为m，质子的质量可近似看做m，光速为c.(1)写出核反应过程；(2)求氚核和粒子的速度大小；(3)若核反应过程中放出的核能全部转化为粒子和氚核的动能，求质量亏损答案(1)nLiHHe(2)vv(3)解析(1)nLiHHe(2)由动量守恒定律得mv3mv14mv2由题意得v1 v278解得v1v，v2v(3)氚核和粒子的动能之和为Ek3mv4mvmv2释放的核能为EEkEknmv2mv2mv2由爱因斯坦质能方程得，质量亏损为m13如图所示，氢原子从n2的某一能级跃迁到n2的能级，辐射出能量为2.55eV的光子问最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射上述能量的光子？请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图答案12.75eV见解析图解析氢原子从n2的某一能级跃迁到n2的能级，满足hEnE22.55eVEnhE20.85eV, 所以n4.基态氢原子要跃迁到n4的能级，应提供：EE4E112.75eV跃迁图见下图