1、基础课时3原子结构原子核一、单项选择题1.原子核U经放射性衰变变为原子核Th，继而经放射性衰变变为原子核Pa，再经放射性衰变变为原子核U。放射性衰变、和依次为()A.衰变、衰变和衰变B.衰变、衰变和衰变C.衰变、衰变和衰变D.衰变、衰变和衰变解析UTh，质量数少4，电荷数少2，说明为衰变。ThPa，质子数加1，质量数不变，说明为衰变。中子转化成质子，PaU，质子数加1，质量数不变，说明为衰变，中子转化成质子。选项A正确。答案A2.(2014重庆理综，1)碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有()A. B. C. D.解析由半衰期公
2、式mm()可知，mm()m，故选项C正确。答案C3.核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设。核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因，提高罹患癌症的风险。已知钚的一种同位素Pu的半衰期为24 100年，其衰变方程为PuXHe，下列说法中正确的是()A.X原子核中含有92个中子B.100个Pu经过24 100年后一定还剩余50个C.由于衰变时释放巨大能量，根据Emc2，衰变过程总质量增加D.衰变发出的射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力解析根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可得，X原子核中含有92个质子，235个核子，则
3、中子数为23592143(个)，选项A错误；半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，100个Pu经过24 100年后不一定还剩余50个，选项B错误；由于衰变时释放巨大能量，衰变过程总质量减少，选项C错误；衰变发出的射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力，选项D正确。答案D二、多项选择题4.卢瑟福和他的学生用粒子轰击不同的金属，并同时进行观测，经过大量的实验，最终确定了原子的核式结构。如图1为该实验的装置，其中荧光屏能随显微镜在图中的圆面内转动。当用粒子轰击金箔时，在不同位置进行观测，如果观测的时间相同，则下列说法正确的是()图1A.在1处看到的闪光次数最多B.2处的闪光次数比4处多C.3和4处没
4、有闪光D.4处有闪光但次数极少E.如果从4处将显微镜顺时针转过一个小角度，观察到的闪光将消失解析卢瑟福和他的学生做粒子散射实验时，得到以下结论：绝大多数粒子直接穿过金箔，少数发生偏转，极少数发生大角度的偏转，偏转的角度甚至大于90，A、B、D正确。答案ABD5.2014新课标全国卷，35(1) 在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符合历史事实的是()A.密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B.贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核 C.居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素D.卢瑟福通过粒子散射实验证实了在原子核内部
5、存在质子E.汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷解析密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值为1.61019 C，选项A正确；贝克勒尔通过对天然放射性研究发现了放射性元素，选项B错误；居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素，选项C正确；卢瑟福通过粒子散射实验，得出了原子的核式结构理论，选项D错误；汤姆逊通过对阴极射线在电场及在磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测出了该粒子的比荷，选项E正确。答案ACE6.下列叙述正确的是()A.卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子B.玻尔理论
6、指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的C.原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径不是任意的，有特定的轨道D.玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征E.原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是吸收能量的过程解析卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，A错误；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也是不连续的，B正确；电子绕核运转的轨道半径是特定的，C正确；玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征，故D正确；原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是释放能量的过程，E错误。答案
7、BCD7.氢原子的能级示意图如图2所示。开始大量的氢原子均处于基态，用一束光子能量为E12.75 eV的单色光照射该氢原子，并用发出的光线照射逸出功为2.29 eV的钠。则下列分析正确的是()图2A.该氢原子能发出10种不同频率的光B.发出的光线中有4种光子能使钠发生光电效应C.发出的光线中，能量为0.66 eV的光子波长最长D.发出的光线中，光子的最大能量为13.06 eVE.钠发出的光电子的最大初动能为10.46 eV解析用光子能量为12.75 eV的光照射一群处于基态的氢原子，原子能量为E13.6 eV12.75 eV0.85 eV，知原子跃迁到第4能级，根据C6知，最多发射6种不同波长
8、的光子，A错误；根据EmEnh得：从n4跃迁到n3能级辐射的光子能量最小，波长最长，其能量为E4E30.85(1.51)0.66 eV，C正确；从n4跃迁到n1能级辐射的光子能量最大，光子能量为E4E10.85(13.6)12.75 eV，D错误；当光子能量大于钠的逸出功时，则可发生光电效应，经计算可知，能使钠发生光电效应的光线有四种，B正确；钠发出的所有光电子中最大的初动能为Ek12.75 eV2.29 eV10.46 eV，E正确。答案BCE8.如图3所示为氢原子的能级示意图，假设氢原子从n能级向较低的各能级跃迁的概率均为。则对300个处于n4能级的氢原子，下列说法正确的是()图3A.向低
9、能级跃迁时，向外辐射的光子的能量可以是任意值B.向低能级跃迁时，向外辐射的光子能量的最大值为12.75 eVC.辐射的光子的总数为550个D.吸收大于1 eV的光子时不能电离E.吸收大于1 eV的光子时能电离解析向低能级跃迁时，向外辐射的光子的能量一定等于两能级的能量差，A错误；当氢原子由第4能级跃迁到第1能级时，向外辐射的光子能量最大，其值为12.75 eV，B正确；这300个氢原子向低能级跃迁时，分别向第3、2、1能级跃迁100个，第3能级的100个氢原子分别向第2、1能级跃迁50个，第2能级的150个氢原子直接跃迁到第1能级，因此总共向外辐射550个光子，C正确；只要吸收的光子具有的能量
10、大于等于0.85 eV就能使氢原子电离，D错误，E正确。答案BCE三、非选择题9.(2016湖北襄阳模拟)氢原子的能级如图4所示。有一群处于n4能级的氢原子，若原子从n4向n2跃迁时所发出的光正好使某种金属产生光电效应，则：图4(1)这群氢原子发出的光中共有种频率的光能使该金属产生光电效应；(2)从n4向n1跃迁时发出的光照射该金属，所产生的光电子的最大初动能为eV。解析n4向n2跃迁时所发出的光正好使某种金属产生光电效应，E4E22.55 eV，所以该金属逸出功W02.55 eV。氢原子跃迁时，共发出6种频率的光，光子能量分别为E2E110.2 eV，E3E112.09 eV，E4E112.
11、75 eV，E4E30.66 eV，E4E22.55 eV，E3E21.89 eV，其中大于或等于2.55 eV的有4种。n4向n1跃迁时发出的光子能量为12.75 eV，根据光电效应方程hEkW0，可得Ek10.2 eV。答案(1)4(2)10.210.已知氘核(H)质量为2.013 6 u，中子(n)质量为1.008 7 u，氦核(He)质量为3.015 0 u，1 u相当于931.5 MeV。(1)写出两个氘核聚变成He的核反应方程；(2)计算上述核反应中释放的核能(保留三位有效数字)；(3)若两个氘核以相同的动能0.35 MeV做对心碰撞即可发生上述反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应后生成的氦核(H)和中子(n)的速度大小之比是多少？解析(1)根据题中条件，可知核反应方程为HHHen。(2)质量亏损m2mH(mHemn)2.013 6 u2(3.015 0 u1.008 7 u)0.003 5 u。由于1 u的质量与931.5 MeV的能量相对应，所以核反应中释放的核能为E0.003 5931.5 MeV3.26 MeV。(3)由动量守恒定律有0mHevHemnvn，得vHevn13。答案(1)见解析(2)3.26 MeV(3)13
