高考物理一輪復(fù)習(xí) 原子結(jié)構(gòu)和原子核全章訓(xùn)練（含解析）新人教版

1、高考物理一輪復(fù)習(xí) 原子結(jié)構(gòu)和原子核全章訓(xùn)練（含解析）新人教版原子結(jié)構(gòu)和原子核李仕才考綱要求：原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期；放射性同位素；核力、核反應(yīng)方程；結(jié)合能、質(zhì)量虧損；裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)、裂變反應(yīng)堆；放射性的防護(hù)；氫原子光譜；氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)、能級(jí)公式；（全部要求為級(jí)）。一、原子的核式結(jié)構(gòu)模型1.湯姆生的“棗糕”模型（1）1897年湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，使人們認(rèn)識(shí)到原子有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，揭開了研究原子的序幕(2)“棗糕”模型：原子是一個(gè)球體，正電荷均勻分布在整個(gè)球內(nèi)，電子像棗糕里的棗子一樣鑲嵌在原子里2.盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型（1）粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果：粒子通過金箔時(shí)，絕大多數(shù)不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，

2、仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)，但有少數(shù)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于900，有的幾乎達(dá)到1800（2）核式結(jié)構(gòu)模型：在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫做原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn)原子核所帶的單位正電荷數(shù)等于核外的電子數(shù)，所以整個(gè)原子是呈電中性的電子繞著核旋轉(zhuǎn)所需的向心力就是核對(duì)它的庫(kù)倫引力（3）從粒子散射實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)估算出原子核核半徑的數(shù)量級(jí)為1015m，而原子半徑的數(shù)量級(jí)為1010m?！纠?】在盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)中，有少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，其原因是（）A.原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上B.正電荷在原子中是均勻分布的C.原

3、子中存在著帶負(fù)電的電子D.原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中解析：粒子散射實(shí)驗(yàn)中，有少數(shù)粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)這說明了這些粒子受到很大的庫(kù)倫力，施力物體應(yīng)是體積甚小的帶電實(shí)體。根據(jù)碰撞知識(shí)，我們知道只有質(zhì)量非常小的輕球與質(zhì)量非常大的物體發(fā)生碰撞時(shí)，較小的球才被彈回去，這說明被反彈回去的粒子碰上了質(zhì)量比它大得多的物質(zhì)實(shí)體，即集中了全部質(zhì)量和正電荷的原子核答案：A【練習(xí)1】關(guān)于粒子散射實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是（）A絕大多數(shù)粒子經(jīng)過重金屬箔后，發(fā)生了角度不太大的偏轉(zhuǎn)B粒子在接近原子核的過程中，動(dòng)能減少，電勢(shì)能減少C粒子離開原子核的過程中，動(dòng)能增大，電勢(shì)能增大D對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以估算出原

4、子核的大小解析：“由于原子核很小，粒子十分接近它的機(jī)會(huì)很少，所以絕大多數(shù)粒子基本上仍按直線方向前進(jìn)，只有極少數(shù)發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn)”。故選項(xiàng)A錯(cuò)誤。用極端法，設(shè)粒子在向重金屬核射去，粒子接近核時(shí)，克服電場(chǎng)力做功其動(dòng)能減小，勢(shì)能增加；當(dāng)粒子遠(yuǎn)離原子核時(shí)，電場(chǎng)力做功，其動(dòng)能增加，勢(shì)能減小，故選項(xiàng)B、C是錯(cuò)誤的。答案：D二、天然放射性現(xiàn)象1放射性現(xiàn)象：貝克勒耳發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象，使人們認(rèn)識(shí)到原子核也有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，揭開了人類研究原子核結(jié)構(gòu)的序幕通過對(duì)天然放射現(xiàn)象的研究，人們發(fā)現(xiàn)原子序數(shù)大于83的所有天然存在的元素都有放射性，原子序數(shù)小于83的天然存在的元素有些也具有放射性，它們放射出來(lái)的射線共有三種：射線、射

5、線、射線2.三種射線的本質(zhì)和特性（1）射線：速度約為光速110的氦核流，貫穿作用很弱，電離作用很強(qiáng)（2）射線：速度約為光速十分之幾的電子流，貫穿作用很強(qiáng)，電離作用較弱（3）射線：波長(zhǎng)極短的電磁波，貫穿作用最強(qiáng)，電離作用最弱種類本質(zhì)質(zhì)量（u）電荷（e）速度（c）電離性貫穿性射線氦核4+20.1最強(qiáng)最弱，紙能擋住射線電子1/1840-10.99較強(qiáng)較強(qiáng)，穿幾mm鋁板射線光子001最弱最強(qiáng)，穿幾cm鉛版三種射線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)、勻強(qiáng)電場(chǎng)、正交電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)情況比較：O3.原子核的衰變規(guī)律（1）衰變的一般方程為He·每發(fā)生一次衰變，新元素與原元素相比較，核電荷數(shù)減小2，質(zhì)量數(shù)減少4衰變的實(shí)質(zhì)是

6、某元素的原子核同時(shí)放出由兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子組成的粒子（即氦核）（核內(nèi)）【練習(xí)2】以下幾個(gè)原子核反應(yīng)中，X代表粒子的反應(yīng)式是（C）ABCD（2）衰變的一般方程為e每發(fā)生一次衰變，新元素與原元素相比較，核電荷數(shù)增加1，質(zhì)量數(shù)不變衰變的實(shí)質(zhì)是元素的原子核內(nèi)的一個(gè)中子變成質(zhì)子時(shí)放射出一個(gè)電子（核內(nèi)），+衰變：（核內(nèi)）（3）射線是伴隨衰變或衰變同時(shí)產(chǎn)生的、射線不改變?cè)雍说碾姾蓴?shù)和質(zhì)量數(shù)其實(shí)質(zhì)是放射性原子核在發(fā)生衰變或衰變時(shí)，產(chǎn)生的某些新核由于具有過多的能量（核處于激發(fā)態(tài)）而輻射出光子（4）半衰期A意義：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時(shí)間用希臘字母表示公式：，B半衰期由放射性元素的原子核內(nèi)部本身

7、的因素決定，跟原子所處的物理狀態(tài)（如壓強(qiáng)、溫度等）或化學(xué)狀態(tài)（如單質(zhì)或化合物）無(wú)關(guān)【練習(xí)】某放射性元素在9天內(nèi)衰變了3/4,這種元素的半衰期為(B)A.6天B.4.5天C.3天D.1.5天【練習(xí)3】有一種放射性元素X，它的氧化物X2O的半衰期為8天，X2O與F2能發(fā)生如下反應(yīng)：2X2O+2F2=4XF+O2，則關(guān)于生成物XF的半衰期的說法正確的是(B)A.4天B.8天C.16天D.無(wú)法確定【例2】Th（釷）經(jīng)過一系列和衰變，變成Pb（鉛），下列說法正確的是（）A鉛核比釷核少8個(gè)質(zhì)子B鉛核比釷核少16個(gè)中子C共經(jīng)過4次衰變和6次衰變D共經(jīng)過6次衰變和4次衰變解析：由原子核符號(hào)的意義，很容易判定A

8、、B是正確的至于各種衰變的次數(shù)，由于衰變不會(huì)引起質(zhì)量數(shù)的減少，故可先根據(jù)質(zhì)量數(shù)的減少確定衰變的次數(shù)為：x=6次）再結(jié)合核電荷數(shù)的變化情況和衰變規(guī)律來(lái)判定衰變的次數(shù)y應(yīng)滿足：2Xy9082=8所以y2x84（次）即D也是正確的答案：ABD【例3】鈾（）經(jīng)過、衰變形成穩(wěn)定的鉛（），問在這一變化過程中，共有多少中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子（）A6；B14；C22；D32解析：衰變?yōu)?，需?jīng)過8次衰變和6次衰變，每經(jīng)過一次衰變就會(huì)有一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子，同時(shí)放出一個(gè)電子，所以共有6個(gè)中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子答案：A【例4】如圖所示，兩個(gè)相切的圓表示一個(gè)靜止原子核發(fā)生某種核變化后，產(chǎn)生的兩種運(yùn)動(dòng)粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，可能的是

9、（）原子核發(fā)生了衰變；B原子核發(fā)生了衰變C原子核放出了一個(gè)正電子；D原子核放出了一個(gè)中子；解析：兩個(gè)相切的圓表示在相切點(diǎn)處是靜止的原子核發(fā)生了衰變，由于無(wú)外力作用，動(dòng)量守恒，說明原子核發(fā)生衰變后，新核與放出的粒子速度方向相反，若是它們帶相同性質(zhì)的電荷，則它們所受的洛倫茲力方向相反，則軌道應(yīng)是外切圓，若它們所帶電荷的性質(zhì)不同，則它們的軌道應(yīng)是內(nèi)切圓圖示的軌跡說明是放出了正電荷，所以可能是衰變或放出了一個(gè)正電子，故A、C兩選項(xiàng)正確點(diǎn)評(píng)：本題僅僅只是判斷衰變的種類，而沒有判斷軌跡是屬于哪種粒子的處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的原子核發(fā)生的衰變，它們的動(dòng)量大小相等，而新核的電量一般遠(yuǎn)大于粒子（、）的電量，又在同一磁場(chǎng)

10、中，由洛倫茲力提供向心力時(shí)，其圓運(yùn)動(dòng)的半徑RmvqB，此式的分子是相等的，分母中電量大的半徑小，電量小的半徑大，所以，一般情況下，半徑小的是新核的軌跡，半徑大的是粒子（、或正電子）的軌跡【練習(xí)4】在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一原來(lái)靜止的原子核，該核衰變后，放出的帶電粒子和反沖核的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖a、b所示，由圖可知(B)abA.該核發(fā)生的是衰變B.該核發(fā)生的是衰變C.磁場(chǎng)方向一定垂直紙面向里D.磁場(chǎng)方向一定垂直紙面向外三.原子核的人工轉(zhuǎn)變核能1原子核的組成：質(zhì)子和中子組成原子核。質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子，原子核的質(zhì)量數(shù)等于其核子數(shù)，原子核的電荷數(shù)等于其質(zhì)子數(shù)，原子核的中子數(shù)N等于其質(zhì)量數(shù)A與電荷數(shù)Z之

11、差，即N=AZ。質(zhì)子質(zhì)量=1.007277u16725×1027kg;中子質(zhì)量=1.008665u1.6748×10-27kg具有相同的質(zhì)子數(shù)、不同的中子數(shù)的原子核互稱為同位素【例5】現(xiàn)在，科學(xué)家們正在設(shè)法探尋“反物質(zhì)”所謂的“反物質(zhì)”是由“反粒子”構(gòu)成的，“反粒子”與其對(duì)應(yīng)的正粒子具有相同的質(zhì)量和相同的電量，但電荷的符號(hào)相反，據(jù)此，若反的粒子，它的質(zhì)量數(shù)為，電荷數(shù)為【解析】粒子是氦核，它是由二個(gè)質(zhì)子和二個(gè)中子組成，故質(zhì)量數(shù)為4，電荷數(shù)為2而它的“反粒子”的質(zhì)量數(shù)也是“4”，但電荷數(shù)為“2”2原子核的人工轉(zhuǎn)變：用高能粒子轟擊靶核，產(chǎn)生另一種新核的反應(yīng)過程，其核反應(yīng)方程的一般

12、形式為：。式中是靶核的符號(hào)，為入射粒子的符號(hào)，是新生核符號(hào)，是放射出的粒子的符號(hào)。盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為：查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為：。約里奧·居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素和正電子的核反應(yīng)方程為：，其中，P是放射性同位素，e為正電子3.放射性同位素的應(yīng)用利用其射線：射線電離性強(qiáng)，用于使空氣電離，將靜電泄出，從而消除有害靜電。射線貫穿性強(qiáng)，可用于金屬探傷，也可用于治療惡性腫瘤。各種射線均可使DNA發(fā)生突變，可用于生物工程，基因工程。作為示蹤原子。用于研究農(nóng)作物化肥需求情況，診斷甲狀腺疾病的類型，研究生物大分子結(jié)構(gòu)及其功能。進(jìn)行考古研究。利用放射性同位素碳14，判定出土木質(zhì)文物的產(chǎn)

13、生年代。一般都使用人工制造的放射性同位素（種類齊全，半衰期短，可制成各種形狀，強(qiáng)度容易控制）?！揪毩?xí)5】關(guān)于放射性同位素應(yīng)用的下列說法中正確的有()A.放射線改變了布料的性質(zhì)使其不再因摩擦而生電，因此達(dá)到消除有害靜電的目的B.利用射線的貫穿性可以為金屬探傷，也能進(jìn)行人體的透視C.用放射線照射作物種子能使其DNA發(fā)生變異，其結(jié)果一定是成為更優(yōu)秀的品種D.用射線治療腫瘤時(shí)一定要嚴(yán)格控制劑量，以免對(duì)人體正常組織造成太大的危害解：利用放射線消除有害靜電是利用放射線的電離性，使空氣分子電離成為導(dǎo)體，將靜電泄出。射線對(duì)人體細(xì)胞傷害太大，不能用來(lái)進(jìn)行人體透視。作物種子發(fā)生的DNA突變不一定都是有益的，還要經(jīng)

14、過篩選才能培育出優(yōu)秀品種。用射線治療腫瘤對(duì)人體肯定有副作用，因此要科學(xué)地嚴(yán)格控制劑量。本題選D。四.核力與核能1核力：原子核的半徑很小，其中的質(zhì)子之間的庫(kù)侖力很大，受到這么大的庫(kù)侖斥力卻能是穩(wěn)定狀態(tài)，一定還有另外一種力把各核子緊緊地拉在一起這種力叫做核力核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)核力作用范圍小，是短程力,只在20×1015m短距離內(nèi)起作用每個(gè)核子只跟它相鄰的核子間才有核力作用(稱為核力的飽和性)2核能（1）結(jié)合能：核子結(jié)合成原子核時(shí)放出一定的能量，原子核分解成核子時(shí)吸收一定能量，這種能量叫結(jié)合能（2）質(zhì)量虧損：核子結(jié)合生成原子核，所生成的原子核的質(zhì)量比生成它的核子的總質(zhì)量要小些，這種

15、現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損。也可以認(rèn)為在核反應(yīng)中，參加核反應(yīng)的總質(zhì)量m和核反應(yīng)后生成的核總質(zhì)量m/之差：m=m一m/（3）愛因斯坦質(zhì)能方程：愛因斯坦的相對(duì)論指出：物體的能量和質(zhì)量之間存在著密切的聯(lián)系，它們的關(guān)系是：E=mc2，這就是愛因斯坦的質(zhì)能方程。質(zhì)能方程的另一個(gè)表達(dá)形式是：E=mc2。（4）核能計(jì)算：應(yīng)用公式E=mc2時(shí)應(yīng)選用國(guó)際單位，即E的單位為焦耳，m的單位為千克，C的單位為米秒1u相當(dāng)于9315MeV，其中u為原子質(zhì)量單位：1u=1660566×1027kg，lMev=l06ev，leV16×1019J應(yīng)用公式E=9315m時(shí)，E的單位為兆電子伏（MeV），m的單位為原子

16、質(zhì)量單位【例6】下面是一核反應(yīng)方程，用表示光速，則（）A.X是質(zhì)子，核反應(yīng)放出的能量等于質(zhì)子質(zhì)量乘C2B.X是中子，核反應(yīng)放出的能量等于質(zhì)子質(zhì)量乘C2C.X是質(zhì)子，核反應(yīng)放出的能量等于氘核與氚核的質(zhì)量和減去氦核與質(zhì)子的質(zhì)量和，再乘C2D.X是中子，核反應(yīng)放出的能量等于氘核與氚核的質(zhì)量和減去氦核與中子的質(zhì)量和，再乘C2分析：根據(jù)在核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒，可知核反應(yīng)方程中的X為中子，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程E=mc2知，核反應(yīng)放出的能量等于氘核與氚核的質(zhì)量和減去氦核與中子的質(zhì)量和，再乘以C2，答案為D。五.重核的裂變與輕核的聚變1重核的裂變所謂重核即為質(zhì)量數(shù)很大的原子核重核俘獲一個(gè)中子后分裂為

17、兩個(gè)或幾個(gè)中等質(zhì)量數(shù)的原子核的反應(yīng)過程叫重核的裂變。在裂變的同時(shí)，還會(huì)放出幾個(gè)中子和大量能量裂變方程式例舉：鈾235裂變時(shí)，同時(shí)放出23個(gè)中子，如果這些中子再引起其他鈾235核裂變，就可使裂變反應(yīng)不斷地進(jìn)行下去，這種反應(yīng)叫鏈?zhǔn)椒磻?yīng)鈾235核能夠發(fā)生接式反應(yīng)的鈾塊的最小體積叫做它的臨界體積核反應(yīng)堆的構(gòu)造：A.核燃料用鈾棒（含3%-4%的濃縮鈾）。B減速劑用石墨、重水或普通水（只吸收慢中子）。C控制棒用鎘做成（鎘吸收中子的能力很強(qiáng)）。D冷卻劑用水或液態(tài)鈉（把反應(yīng)堆內(nèi)的熱量傳遞出去）2輕核的聚變所謂輕核是指質(zhì)量數(shù)很小的原子核，如氫核、氘核等某些輕核結(jié)合成質(zhì)量數(shù)較大的原子核的反應(yīng)過程叫做輕核的聚變，同

18、時(shí)放出大量的能量輕核聚變方程例舉HHHen經(jīng)核聚變只能發(fā)生在超高溫（需要幾百萬(wàn)度高溫）條件下，故輕核聚變也叫做熱核反應(yīng)【例7】一個(gè)中子以19×107m/s的速度射中一個(gè)靜止的氮核,并發(fā)生核反應(yīng)，生成甲、乙兩種新核，它們的運(yùn)動(dòng)方向與中子原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向相同，測(cè)得甲核質(zhì)量是中子質(zhì)量的11倍，速度是1×106m/s，乙核垂直進(jìn)入B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R=002m，已知中子質(zhì)量m=16×1027kg，e=16×1019C，求乙核是何種原子核？并寫出核反應(yīng)方程?！窘馕觥吭O(shè)乙核質(zhì)量為m乙，甲核質(zhì)量為m甲=11m，氮核質(zhì)量為14m。則由核反應(yīng)過程中質(zhì)

19、量數(shù)守恒知，乙核質(zhì)量數(shù)為：141114，即m乙=4m由動(dòng)量守恒定律：mv0m甲v甲m乙v乙，解得v乙=2×l06m/s設(shè)乙核的電量為q，則由：R=mv/qB，得：q=m乙v/BR=32×1019（C）=2e【例8】眾所周知，地球圍繞著太陽(yáng)做橢圓運(yùn)動(dòng)，陽(yáng)光普照大地，萬(wàn)物生長(zhǎng)。根據(jù)你學(xué)過的知以，試論述隨著歲月的流逝，地球公轉(zhuǎn)的周期，日地的平均距離及地球的表面溫度變化的趨勢(shì)。（不考慮流星及外星球與地球發(fā)生碰撞的可能性）?！窘馕觥刻?yáng)內(nèi)部進(jìn)行著激烈的熱核反應(yīng)，輻射大量光子，根據(jù)質(zhì)能方程E=m·C2，可知太陽(yáng)的質(zhì)量M在不斷減小。由萬(wàn)有引力定律FGMm/r2知，太陽(yáng)對(duì)地球的萬(wàn)

20、有引力也在不斷減小。根據(jù)牛頓第二定律Fmv2/r知，日、地距離r將不斷增大。由v=知，地球環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的速度將減?。ɑ虻厍蚩朔ψ龉Γ瑒?dòng)能減?。缘厍蜻\(yùn)行周期T2r/v將增大。由于太陽(yáng)質(zhì)量不斷減小，輻射光子的功率不斷減小，而r日地增大，所以輻射到地球表面熱功率也不斷減小。這樣，地球表面溫度也將逐漸降低。六、粒子和宇宙到19世紀(jì)末，人們認(rèn)識(shí)到物質(zhì)由分子組成，分子由原子組成，原子由原子核和電子組成，原子核由質(zhì)子和中子組成。20世紀(jì)30年代以來(lái)，人們認(rèn)識(shí)了正電子、子、K介子、介子等粒子。后來(lái)又發(fā)現(xiàn)了各種粒子的反粒子（質(zhì)量相同而電荷及其它一些物理量相反）?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的粒子達(dá)400多種，形成了粒

21、子物理學(xué)。按照粒子物理理論，可以將粒子分成三大類：媒介子、輕子和強(qiáng)子，其中強(qiáng)子是由更基本的粒子夸克組成。從目前的觀點(diǎn)看，媒介子、輕子和夸克是沒有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的“點(diǎn)狀”粒子。用粒子物理學(xué)可以較好地解釋宇宙的演化。七、原子光譜1.氫原子能級(jí)。能級(jí)公式：；半徑公式：。在人們了解原子結(jié)構(gòu)以前，就發(fā)現(xiàn)了氣體光譜。和白光形成的連續(xù)光譜不同，稀薄氣體通電后發(fā)出的光得到的光譜是不連續(xù)的幾條亮線，叫做線狀譜。因?yàn)楦鞣N原子的能級(jí)是不同的，它們的線狀譜也就不會(huì)完全相同。因此把這些線狀譜叫做原子光譜。利用原子光譜可以鑒別物質(zhì)，分析物體的化學(xué)組成。玻爾理論能夠很好地解釋氫的原子光譜。根據(jù)h=Em-En計(jì)算出的頻率跟實(shí)驗(yàn)中觀

22、察到的線狀譜對(duì)應(yīng)的頻率恰好相同。2.玻爾理論的局限性玻爾理論成功地解釋了氫光譜的規(guī)律，它的成功是因?yàn)橐M(jìn)了量子理論（軌道量子化、能量量子化）。但用它解釋其它元素的光譜就遇到了困難，它的局限性是由于它保留了過多的經(jīng)典物理理論（牛頓第二定律、向心力、庫(kù)侖力等）。3.量子化理論為了解決這種困難，需要建立更加徹底的量子理論，這就是量子力學(xué)。在量子力學(xué)種所謂電子繞核運(yùn)行的軌道，實(shí)際上只是電子出現(xiàn)概率密度較大的位置。如果用疏密不同的點(diǎn)表示電子在各個(gè)位置出現(xiàn)的概率，畫出的圖形叫做電子云?！纠?】氫原子輻射出一個(gè)光子后，根據(jù)玻爾理論下述說法中正確的是（）A電子繞核旋轉(zhuǎn)的半徑增大B.氫原子的能級(jí)增大C氫原子的電

23、勢(shì)能增大D.氫原子的核外電子的速率增大解析：氫原子輻射出一個(gè)光子是由于繞核運(yùn)轉(zhuǎn)的電子由外層軌道向內(nèi)層軌道躍遷產(chǎn)生的，即由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷產(chǎn)生的。因此選項(xiàng)A、B、C都是錯(cuò)誤的。電子和氫原子核之間的庫(kù)侖力是電子繞核轉(zhuǎn)動(dòng)的向心力，即所以ve由于k、e、m都為定值，所以r減小時(shí)，v增大答案：D【練習(xí)6】用光子能量為E的單色光照射容器中處于基態(tài)的氫原子。停止照射后，發(fā)現(xiàn)該容器內(nèi)的氫能夠釋放出三種不同頻率的光子，它們的頻率由低到高依次為1、2、3，由此可知，開始用來(lái)照射容器的單色光的光子能量可以表示為：h1；h3；h(1+2)；h(1+2+3)以上表示式中A.只有正確B.只有正確C.只有正確D.只有正確

24、321321【分析與解答】：該容器內(nèi)的氫能夠釋放出三種不同頻率的光子，說明這時(shí)氫原子處于第三能級(jí)。根據(jù)玻爾理論應(yīng)該有h3=E3-E1，h1=E3-E2，h2=E2-E1，可見h3=h1+h2=h(1+2)，所以照射光子能量可以表示為或，答案選C。【例10】如圖給出氫原子最低的4個(gè)能級(jí)，在這些能級(jí)間躍遷所輻射的光子的頻率最多有P種，其中最小頻率為fmin，則（）AP5BP=6Cfmin16×1014Hz。Dfmin15×1015Hz解析：由圖可知，氫原子在能級(jí)間躍遷最多有6種可能情況：43；32；21；42；3l；41所以是多能輻射6種頻率的光子由hE高E低可知，能級(jí)間能量差

25、值越小輻射的光子頻率越小，所以從第4能級(jí)向第3能級(jí)躍遷輻射的光子頻率最?。‥4E3）h16×1014Hz答案：BC【練習(xí)7】原子從一個(gè)能級(jí)躍遷到一個(gè)較低的能級(jí)時(shí)，有可能不發(fā)射光子，例如在某種條件下，鉻原子從n=2能級(jí)上的電子躍遷到n=1能級(jí)上時(shí)并不發(fā)射光子，而是將相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)交給n=4能級(jí)上的電子，使之能脫離原子，這一現(xiàn)象叫做俄歇效應(yīng)，以這種方式脫離原子的電子叫俄歇電子.已知鉻原子的能級(jí)公式可簡(jiǎn)化為En=-，式中n=1，2，3表示不同的能級(jí)，A是正的已知常數(shù).上述俄歇電子的動(dòng)能是A.AB.AC.D.解析：鉻原子n=2的能級(jí)E2=A/22=A/4，n=1的能級(jí)E1=-A，所以電子從n=

26、2能級(jí)躍遷到n=1的能級(jí)釋放的能量E=E2-E1=3A/4.又鉻原子n=4的能級(jí)E4=A/42=A/16，說明電子從n=4能級(jí)躍遷到無(wú)窮遠(yuǎn)能級(jí)（E=0），即脫離原子需吸收A/16的能量，由能的轉(zhuǎn)化和守恒知，該俄歇電子的能量應(yīng)為Ek=E-（-E4）=11A/16，即答案C正確.第十四章原子結(jié)構(gòu)和原子核全章綜合訓(xùn)練1原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說，是盧瑟福根據(jù)以下哪個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出來(lái)的（C）A光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)；B氫原子光譜實(shí)驗(yàn)；C粒子散射實(shí)驗(yàn)；D陰極射線實(shí)驗(yàn)。2.在下列四個(gè)核反應(yīng)中，X表示了質(zhì)子的是哪些（A）AB；C；D3如圖所示，為氫原子的能級(jí)圖，若用能量為10.5ev的光子去照射一群處于基態(tài)的氫原子，則氫原子(

27、D)A能躍遷到n=2的激發(fā)態(tài)上去B能躍遷到n=3的激發(fā)態(tài)上去C能躍遷到n=4的激發(fā)態(tài)上去D以上三種說法均不對(duì)4上題圖示為氫原子的能級(jí)圖，用光子能量為13.07ev的光子照射一群處在基態(tài)的氫原子，可能觀測(cè)到氫原子發(fā)射的不同波長(zhǎng)的光有多少種（B）A15C4B10D15.雷蒙德戴維絲因研究來(lái)自太陽(yáng)的電子中微子（）而獲得了2002年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。他探測(cè)中微子所用的探測(cè)器的主體是一個(gè)貯滿615t四氯已烯（）溶液中的巨桶。電子中微子可以將一個(gè)氯核轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)氬核，其核反應(yīng)方程為：已知核的質(zhì)量為36.95658u，核的質(zhì)量為36.95691u，的質(zhì)量為0.00055u，質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量為931.5Mev。根

28、據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以判斷參與上述反應(yīng)的電子中微子的最小能量為(A)AB.C.D.6.中子，質(zhì)子，氘核的質(zhì)量分別為、，現(xiàn)用光子能量為的射線照射靜止氘核使之分解，反應(yīng)的方程為：,若分解后中子、質(zhì)子的動(dòng)能可視為相等，則中子的動(dòng)能是：(C)AB.C.D.（分析：已知質(zhì)子和中子結(jié)合成氘核時(shí)，會(huì)放出能量，反過來(lái)，將氘核分解成中子和質(zhì)子需吸收同樣多的能量，在光子的照射下，光子的能量中，有一部分（等于）會(huì)被氘核吸收用于分解，剩下的能量才轉(zhuǎn)變成中子和質(zhì)子的動(dòng)能，因此有，然后，便可求出中子的動(dòng)能）7一個(gè)氘核（）與一個(gè)氚核（）發(fā)生聚變，產(chǎn)生一個(gè)中子和一個(gè)新核，并出現(xiàn)質(zhì)量虧損。聚變過程中（B）A吸收能量，生成的新核是B放

29、出能量，生成的新核是C吸收能量，生成的新核是D放出能量，生成的新核是8.某原子核X吸收一個(gè)中子后，放出一個(gè)電子，分裂為兩個(gè)粒子.由此可知（A）A.A=7,Z=3B.A=7,Z=4C.A=8,Z=3D.A=8,Z=49.目前核電站利用的核反應(yīng)是（）A.裂變，核燃料為鈾B.聚變，核燃燒為鈾C(jī).裂變，核燃燒為氘D.聚變，核燃料為氘10一個(gè)原子核在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應(yīng)，其裂變方程為則下列敘述正確的是（）AX原子核中含有86個(gè)中子BX原子核中含有141個(gè)核子C因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量，根據(jù)，所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)增加D因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以生成物的總質(zhì)量數(shù)減少11.某核反應(yīng)方程為H

30、+HHe+X.已知H的質(zhì)量為2.0136u.H的質(zhì)量為3.018u,He的質(zhì)量為4.0026u,X的質(zhì)量為1.0087u.則下列說法中錯(cuò)誤的是（）A.X是質(zhì)子，該反應(yīng)釋放能量B.X是中子，該反應(yīng)釋放能量C.X是質(zhì)子，該反應(yīng)吸收能量D.X是中子，該反應(yīng)吸收能量12有人欲減緩放射性元素的衰變，下面的說法錯(cuò)誤的是（ABC）A把放射性元素放置在密封的鉛盒里B把放射性元素放置在低溫處C把放射性元素同其它穩(wěn)定性的元素結(jié)合成化合物D上述各種辦法都無(wú)法減緩放射性元素的衰變13如圖所示，x為未知放射源，將強(qiáng)力磁場(chǎng)M移開，計(jì)數(shù)器所測(cè)得的計(jì)數(shù)率保持不變，其后將鋁薄片移開，則見計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)率大幅度上升，則x為（D）A純

31、放射源B純放射源C、混合放射源D、混合放射源14.下列說法中正確的是（BC）.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，揭示了原子核是由質(zhì)子和中子組成的.玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論是在盧瑟福核式結(jié)構(gòu)學(xué)說上引進(jìn)了量子理論.射線是波長(zhǎng)很短的電磁波，它的貫穿能力很強(qiáng).盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu)15為紀(jì)念愛因斯坦對(duì)物理學(xué)的巨大貢獻(xiàn)，聯(lián)合國(guó)將2005年定為“國(guó)際物理年”.對(duì)于愛因斯坦提出的質(zhì)能方程E=mc2，下列說法中不正確的是（D）A.E=mc2表明物體具有的能量與其質(zhì)量成正比B.根據(jù)E=mc2可以計(jì)算核反應(yīng)中釋放的核能C.一個(gè)中子核一個(gè)質(zhì)子結(jié)合成氘核使，釋放出核能，表明此過程中出現(xiàn)了質(zhì)量虧損D.E=mc2中的E是

32、發(fā)生核反應(yīng)中釋放的核能16下面哪個(gè)事實(shí)能證明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)（B）A.粒子的散射實(shí)驗(yàn)B.天然放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)C.陰極射線的發(fā)現(xiàn)D.倫琴射線的發(fā)現(xiàn)17在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)原來(lái)靜止的碳14原子核，它放射出的粒子與反沖核的徑跡是兩個(gè)內(nèi)切的圓，兩圓的直徑之比為7：1，如圖所示，那么碳14的衰變方程為（D）BACe+B××××BCHe+Be××××CCH+B××××DCe+N××××18.氫原子核外電子由外層軌道躍遷到內(nèi)層軌道時(shí)，下列說法中錯(cuò)誤

33、的是（ACD）.電子動(dòng)能增大，電勢(shì)能減少，且減少量等于增大量.電子動(dòng)能增大，電勢(shì)能減少，且減少量大于增大量.電子動(dòng)能增大，電勢(shì)能減少，且減少量小于增大量.電子動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大，且減少量等于增大量19一個(gè)靜止的放射性原子核發(fā)生天然衰變時(shí)，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中得到內(nèi)切圓的兩條變經(jīng)，如圖143所示，兩圓半徑之比為441，則下列說法中，正確的是(BC)發(fā)生的是衰變21軌跡2是反沖核的徑跡反沖核是逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，放射出的粒子是順時(shí)針運(yùn)動(dòng)該放射性元素的原子序數(shù)是9020以下說法中，正確的是（AC）A太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的熱核反應(yīng)B要使輕原子核發(fā)生聚變，必須使它們間的距離至少接近到10-10mC氫原子核外

34、電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，電子的動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大，總能量增大D隨溫度的升高，放射性元素的半衰期將減小21在下列四個(gè)方程中，X1、X2、X3和X4各代表某種粒子，以下判斷中正確的是（ACD）AX1是中子BX2是質(zhì)子CX3是粒子DX4是電子22.下列說法正確的是(BC)A射線與射線都是電磁波B原子核發(fā)生衰變后，新核的質(zhì)量數(shù)比原核的質(zhì)量數(shù)減少4C原子核內(nèi)某個(gè)中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子，產(chǎn)生的電子從核內(nèi)發(fā)射出來(lái)，這就是衰變D放射性元素的原子核數(shù)量越多，半衰期就越長(zhǎng)23.1999年9月18日，中共中央、國(guó)務(wù)院、中央軍委在人民大會(huì)堂隆重表彰研制“兩彈一星”作出突出貢獻(xiàn)的科學(xué)家，下列核反應(yīng)方

35、程中屬于“兩彈一星”的核反應(yīng)方程式的是（BD）A.B.C.D.24.2006年2月4日,由中科院等離子體物理研究所設(shè)計(jì)、制造的EAST全超導(dǎo)非圓截面托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置大部件已安裝完畢,進(jìn)入抽真空降溫試驗(yàn)階段.其目的是建成一個(gè)受控核聚變反應(yīng)堆,屆時(shí)就相當(dāng)于人類為自己制造了一個(gè)小太陽(yáng),可以得到無(wú)窮盡的清潔能源.據(jù)專家介紹,今年七、八月份如能按期完成首次放電實(shí)驗(yàn),合肥將成為世界上第一個(gè)建成此類全超導(dǎo)非圓截面核聚變實(shí)驗(yàn)裝置并能實(shí)際運(yùn)行的地方.核聚變的主要原料是氘,在海水中含量極其豐富.已知氘核()的質(zhì)量為2.0136u,中子()的質(zhì)量為1.0087u,的質(zhì)量為3.0150u,1u=931.5MeV,則下

36、列說法正確的是(ACD)A.兩個(gè)氘核聚變成一個(gè)所釋放的核能為3.26MeVB.兩個(gè)氘核聚變成一個(gè)所釋放的核能為3.16MeVC.其核反應(yīng)的方程式：+D.與這種受控核聚變比較,核裂變反應(yīng)堆產(chǎn)生的廢物具有放射性25把下列原子物理領(lǐng)域中科學(xué)家所做的重要貢獻(xiàn)填在空格中(1)盧瑟福_b_(a)解釋氫光譜規(guī)律(2)玻爾_a_(b)原子核式結(jié)構(gòu)理論(3)瑪麗·居里_f_(c)第一次制成人工放射性同位素(4)湯姆生_d_(d)發(fā)現(xiàn)電子(5)愛因斯坦_g_(e)發(fā)現(xiàn)中子(6)約里奧·居里_c_(f)發(fā)現(xiàn)天然放射性元素鐳(7)查德威克_e_(g)解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象26完成下列核反應(yīng)方程：(1)(2)(3)(4)(5)(6)（(1)(2)：(3)(4)(5)(6)：）27.如圖所示，原子從的某一能級(jí)躍遷到的能級(jí)，輻射出能量為的光子。問最少要給基態(tài)的氫原子提供多少電子伏的能量，才能使它輻射上述能量的光子？請(qǐng)?jiān)趫D中畫