《原子結(jié)構(gòu)原子核》復(fù)習(xí)

1、第十八章原子結(jié)構(gòu) 第十九章 原子核、知識框架二、知識梳理和例題講練1 .炮子散射實驗19091911年，英國物理學(xué)家 和他的助手們進行了 實驗。(1)實驗裝置如圖所示：(2)實驗結(jié)果：絕大多數(shù) a粒子穿過金箔后基本上仍 ,少數(shù)a粒子發(fā)生了 , 絕少數(shù)a粒子甚至被.2 .原子的核式結(jié)構(gòu)模型內(nèi)容：在原子的中心有 ,叫做,原子的全部 和幾乎全部 都集 中在,帶負電的電子在 .說明核式結(jié)構(gòu)模型的實驗基礎(chǔ)是 ，從a粒子散射的實驗數(shù)據(jù)，估計原子核半徑的數(shù)量級為,而原子半徑的數(shù)量級是 .例題1.如圖為盧瑟福和他的同事們做粒子散射實驗裝置的示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個位置時，關(guān)于

2、觀察到的現(xiàn)象，下述說法中正確的是(AC )A.相同時間內(nèi)放在 A位置時觀察到屏上的閃光次數(shù)最多。B.相同時間內(nèi)放在 B位置時觀察到屏上的IX光次數(shù)比放在A位置時稍少些。C.放在D位置時屏上仍能觀察到一些閃光，但次數(shù)極少。D.放在C、D位置時屏上觀察不到閃光。例題2.盧瑟福通過對 a粒子散射實驗結(jié)果的分析，提出 (A )(A)原子的核式結(jié)構(gòu)模型.(B)原子核內(nèi)有中子存在.(C)電子是原子的組成部分.(D)原子核是由質(zhì)子和中子組成的.3 .玻爾的原子模型內(nèi)容：玻爾認為，圍繞原子核運動的電子軌道半徑只能是 ,這種現(xiàn)象叫 ;不 同的軌道對應(yīng)著不同的狀態(tài)，在這些狀態(tài)中，盡管電子做變速運動，卻不輻射能量，

3、因此這些狀態(tài)是穩(wěn)定的；原 子在不同的狀態(tài)中具有不同的能量，所以原子的能量也是 的.理解要點：玻爾的原子模型是以假說的形式提出來的，包括以下三方面的內(nèi)容：(1)軌道假設(shè)：即軌道是量子化的，只能是某些 .(2)定態(tài)假設(shè)：即不同的軌道對應(yīng)著不同的能量狀態(tài)，這些狀態(tài)中原子是 ，不向外.(3)躍遷假設(shè)：原子在不同的狀態(tài)具有不同的能量，從一個定態(tài)向另一個定態(tài)躍遷時要輻射或吸收一定頻率的光子，該光子的能量，等于 . 即：例題3.氫原子的能級如圖所示，已知可見光的光子能量范圍約為1.62eV 3.11eV,下列說法錯誤的是(D )A.處于n = 3能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并發(fā)生電離B .大量氫原

4、子從高能級向 n = 3能級躍遷時，發(fā)出的光具有顯著的熱效應(yīng)C.大量處于n= 4能級的氫原子向低能級躍遷時，可能發(fā)出6種不同頻率的光D.大量處于n = 4能級的氫原子向低能級躍遷時，可能發(fā)出3種不同頻率的可見光4 .三種射線的比較(1) a射線：是氨核(He)流，速度約為光速的十分之一，在空氣中射程幾厘米， 小，強.(2) 0射線：是 ,穿透本領(lǐng)較大，能穿透幾毫米的鋁板，電離作用較弱(3) 丫射線：是高能光子流，貫穿本領(lǐng) ,能穿透幾厘米鉛板，電離作用 .5 .衰變定義：放射性元素的原子核由于 而轉(zhuǎn)變?yōu)?稱為衰變.衰變規(guī)律：都守恒.(1) a衰變：XHY+He , a衰變的實質(zhì)是某元素的原子核放

5、出由 (2) 0衰變：XHY+e , 0衰變的實質(zhì)是某元素的原子核內(nèi)的 (3) 丫衰變：丫衰變是 a衰變或0衰變同時發(fā)生的.濠變不改變原子核的 .其實質(zhì)是放射性 原子核在發(fā)生 a衰變或B衰變時，產(chǎn)生的某些新核由于具有 而輻射出光子.例題4.某原子核的衰變過程是表示放出一個 a粒子，下列說法中正確的是(AD )A、核C比核B的中子數(shù)少2B、核C比核A的質(zhì)量數(shù)少5C、原子核為 A的中性原子的電子數(shù)比原子核為B的中性原子的電子數(shù)多1D、核C比核A的質(zhì)子數(shù)少1例題5 U衰變后Rn共發(fā)生了 4 次a衰變和 2 次0衰變.例題6.軌道電子俘獲”是放射性同位素衰變的一種形式，它是指原子核(稱為母核)俘獲一個

6、核外電子，使其內(nèi)部的一個質(zhì)子變?yōu)橹凶?，并放出一個中微子，從而變成一個新核(稱為子核)的過程。中微子的質(zhì)量遠小于質(zhì)子 的質(zhì)量，且不帶電，很難被探測到，人們最早就是通過核的反沖而間接證明中微子的存在的，一個靜止的原子核 發(fā)生軌道電子俘獲”，衰變?yōu)樽雍瞬⒎懦鲋形⒆樱旅嬲f法正確的是(AB )A.母核的質(zhì)量數(shù)等于子核的質(zhì)量數(shù)B.母核的電荷數(shù)大于子核的電荷數(shù)C.子核的動量與中微子的動量相同D.子核的動能大于中微子的動能6 .半衰期定義：放射性元素的原子核有 ,叫這種元素的半衰期 .說明(1)半衰期由放射性元素的原子核 決定的，跟原子所處的 (如壓強、溫度等) 或 (如單質(zhì)或化合物)無關(guān) .(2)半衰期只

7、對 才有意義，因為放射性元素的衰變規(guī)律是統(tǒng)計規(guī)律，對少數(shù)原子核衰變不再起作用(3)確定衰變次數(shù)的方法：設(shè)放射性元素X經(jīng)過n次a衰變m次0衰變后，變成穩(wěn)定的新元素 Y,則表示核反應(yīng)的方程為：X Y+nHe +me.例題7.放射性同位素 C被考古學(xué)家稱為 碳鐘”，它可以用來判定古生物體的年代，此項研究獲得1960年諾貝爾化學(xué)獎.(1)宇宙射線中高能量的中子碰到空氣中的氮原子后，會形成很不穩(wěn)定的，它很容易發(fā)生衰變，放出B射線變成一個新核，其半衰期為5 730年.試寫出此核反應(yīng)方程.(2)若測得一古生物遺骸中的含量只有活體中的12.5%,則此遺骸距今約有多少年？17190Y7 .原子核的人工轉(zhuǎn)變原子核

8、的人工轉(zhuǎn)變：用人工方法使一種原子核變成另一種原子核的變化原子核人工轉(zhuǎn)變的三大發(fā)現(xiàn)：1919年盧瑟夫發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)：N+He>O+H1932年查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)：Be+He>C+n1934年約里奧 居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素和正電子的核反應(yīng)： Al+He fP+nP- Si+e8 .放射性同位素的應(yīng)用(1) :如利用鉆60放出的很強的 丫射線來檢查金屬內(nèi)部有沒有砂眼和裂紋，這叫 丫射線探 傷，利用放射線的貫穿本領(lǐng)了解物體的厚度和密度的關(guān)系，可以用放射性同位素來檢查各種產(chǎn)品的厚度、密封容器中的液面高度，從而自動控制生產(chǎn)過程，再如利用a射線的電離作用，可以消除機器在運轉(zhuǎn)中因摩擦而產(chǎn)

9、生的有害靜電，利用射線殺死體內(nèi)的癌細胞等(2) :如在生物科學(xué)研究方面，同位素示蹤技術(shù)起著十分重要的作用，在人工方法合成牛胰島素的研制、驗證方向、示蹤原子起著重要的作用.在輸油管線漏的檢查和對植物生長的檢測方面，示蹤原子都起著重要作用.例題8如圖是工廠利用放射線自動控制鋁板厚度的裝置示意圖(1)請你簡述自動控制的原理；(2)如果工廠生產(chǎn)的是厚度為1毫米的鋁板，在 a、B和丫三種射線中，你認為哪一種射線在鋁板的厚度控制中起主要作用，為什么？B射線，因為它的穿透能力適中，能穿透幾毫米厚的鋁板(9) 能及其計算(1)核力與結(jié)合能：核力具有短程、飽和性、與電荷無關(guān)的特點當核子結(jié)合成原子核時要放出一定能

10、量；原子核分解成核子時，要吸收同樣的能量.這個能量叫做原子核 的結(jié)合能.結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱做為比結(jié)合能。也叫平均結(jié)合能。比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固， 原子核越穩(wěn)定(2)核能質(zhì)能方程：愛因斯擔的相對論指出，物體的質(zhì)量和能量存在著密切聯(lián)系，即這就是愛因斯坦的質(zhì)能方程.核能：稱為核能.核能的計算根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，用核子結(jié)合成原子核時質(zhì)量虧損()的千克數(shù)乘以真空中光速的平方.即：根據(jù)1原子質(zhì)量單位(u)相當于931.5MeV能量，用核子結(jié)合成原子核時質(zhì)量虧損的原子質(zhì)量單位數(shù)乘以931.5MeV.即： MeV例題10一個靜止的U (原子質(zhì)量為 232.0372U),放出一個 a粒

11、子(原子質(zhì)量為 4.00260U)后，衰變成 Th (原子 質(zhì)量為228.0287U).假設(shè)放出的結(jié)合能完全變成Th核和a粒子的動能，試計算a粒子的動能.5.4Mev10.釋放核能的途徑重核的裂變和輕核的聚變(1)裂變：鏈式反應(yīng)核反應(yīng)堆：目前的所有正式運行的核電站都是應(yīng)用裂變發(fā)電的。核反應(yīng)堆的主要組成是：核燃料、減速劑、 控制棒、冷卻劑、水泥防護層(2)聚變：熱核反應(yīng)原子結(jié)構(gòu)與原子核檢測題1 如圖所示，鉛盒A 中裝有天然放射性物質(zhì)，放射線從其右端小孔中水平向右射出，在小孔和熒光屏之間有垂直于紙面向里的勻強磁場，則下列說法中正確的有（ C ）A 打在圖中a、 b、 c 三點的依次是射線、射線和射

12、線B 射線和射線的軌跡是拋物線C.射線和射線的軌跡是圓弧D 如果在鉛盒和熒光屏間再加一豎直向下的勻強電場，則屏上的亮斑可能只剩下b2在盧瑟福的粒子散射實驗中，某一粒子經(jīng)過某一原子核附近時的軌跡如圖所示圖中P 、 Q 為軌跡上的點，虛線是經(jīng)過P、 Q 兩點并與軌跡相切的直線， 兩虛線和軌跡將平面分為四個區(qū)域 不考慮其他原子核對粒子的作用，則關(guān)于該原子核的位置，正確的是（ A ）A 一定在區(qū)域B 可能在區(qū)域C 可能在區(qū)域D 一定在區(qū)域3如圖所示為盧瑟福和他的同事們做粒子散射實驗的裝置示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A 、B 、 C 、 D 四個位置時，下面關(guān)于觀察到的現(xiàn)象的說法中正確的是（

13、 AD ）A 放在A位置時，相同時間內(nèi)觀察到熒光屏上的閃光次數(shù)最多B 放在B位置時，相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)只比 A 位置時稍少些C 放在C、 D 位置時，屏上觀察不到閃光D 放在D位置時，屏上仍能觀察一些閃光，但次數(shù)極少4 下列四個方程中，表示衰變的是（AB ）A.B.C. D.5 某原子核的衰變過程為：，則（D ）A X 的中子數(shù)比P 的中子數(shù)少2 B X 的質(zhì)量數(shù)比P 的質(zhì)量數(shù)多 5C . X的質(zhì)子數(shù)比 P的質(zhì)子數(shù)少1 D . X的質(zhì)子數(shù)比P的質(zhì)子數(shù)多16 由圖可得出結(jié)論（C ）A 質(zhì)子和中子的質(zhì)量之和小于氘核的質(zhì)量B.質(zhì)子和中子的質(zhì)量之和等于笊核的質(zhì)量C.笊核分解為質(zhì)子和中子時要

14、吸收能量D.質(zhì)子和中子結(jié)合成笊核時要吸收能量7 如圖所示為氫原子的能級示意圖，一群氫原子處于n=3 的激發(fā)態(tài)，在向較低能級躍遷的過程中向外發(fā)出光子，A 這群氫原子能發(fā)出三種頻率不同的光，其中從 B 這群氫原子能發(fā)出兩種頻率不同的光，其中從 C 金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的初動能最大值為 D 金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的初動能最大值為用這些光照射逸出功為2. 49 eV 的金屬鈉，下列說法正確的是（ D ）n=3 躍遷到n=2 所發(fā)出的光波長最短n=3 躍遷到n=1 所發(fā)出的光頻率最高11. 11 eV9. 60 eV8 .氯原子被電離一個核外電子，形成類氫結(jié)構(gòu)的氨離子，已知基態(tài)的氮離子能量為Ei=

15、 54. 4 eV,氯離子的能級示意圖如圖所示在具有下列能量的光子或者電子中，不能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是（ A ）A 42.8 eV （光子）B 43. 2 eV （電子） C 41. 0 eV （電子） D 54.4 eV （光子）9 下列說法正確的是（ C ）A 鈾 235 只要俘獲中子就能進行鏈式反應(yīng)B 所有的鈾核俘獲中子后都能裂變C 太陽不斷地向外輻射大量能量，太陽質(zhì)量應(yīng)不斷減小，日地間距離應(yīng)不斷增大，地球公轉(zhuǎn)速度應(yīng)不斷減小D 粒子散射實驗的結(jié)果證明原子核是由質(zhì)子和中子組成的10 由原子核的衰變規(guī)律可知（CD ）A 放射性元素一次衰變就同時產(chǎn)生射線和射線B 放射性元素發(fā)生衰變，

16、產(chǎn)生的新核的化學(xué)性質(zhì)不變C.放射性元素衰變的快慢跟它所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)D 放射性元素發(fā)生正電子衰變時，產(chǎn)生的新核質(zhì)量數(shù)不變，核電荷數(shù)減少111 一群處于基態(tài)的氫原子受某種單色光照射時，只能發(fā)射甲、乙、丙三種單色光，其中甲光的波長最短，丙光的波長最長，則甲、丙這兩種單色光的光子能量之比E甲:E丙等于（ C ）A. 3:2B.6:1C.32:5D.9:412 有兩束均由質(zhì)子和氘核混合組成的粒子流，第一束中的質(zhì)子和氘核具有相同的動量，第二束中的質(zhì)子和氘核具有相同的動能現(xiàn)打算將質(zhì)子和氘核分開，有以下一些做法，這些方法中可行的是（ AD ）A 讓第一束粒子流垂直電場方向進入勻強電場后穿出B 讓第一

17、束粒子流垂直磁場方向進入勻強磁場后穿出C 讓第二束粒子流垂直電場方向進入勻強電場后穿出D 讓第二束粒子流垂直磁場方向進入勻強磁場后穿出13 用紫外線照射一些物質(zhì)時會發(fā)生熒光效應(yīng)，即物質(zhì)發(fā)出可見光，這些物質(zhì)中的原子先后發(fā)生兩次躍遷，其能量變化分別為和，下列關(guān)于原子這兩次躍遷的說法中正確的是（ D ）A .兩次均向高能級躍遷，且 >B.兩次均向低能級躍遷，且 <C.先向高能級躍遷，再向低能級躍遷，且 <D.先向高能級躍遷，再向低能級躍遷，且 >14. “秒 ”是國際單位制中的時間單位， 它等于 133 Cs 原子基態(tài)的兩個超精細能級之間躍遷時所輻射的電磁波周期的 9192

18、631 770倍.據(jù)此可知，該兩能級之間的能量差為（普朗克常量 h=6. 63便34J s） （ C ）A. 7. 21 1%24eVB. 6. 09 1（X24eVC. 3. 81 1（X5 eV D. 4. 50 10（5 eV15 正電子是電子的反粒子，它跟普通電子的電量相等，而電性相反，科學(xué)家設(shè)想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子構(gòu)成的物質(zhì) 反物質(zhì) 1997 年初和年底，歐洲和美國的科學(xué)研究機構(gòu)先后宣布：他們分別制造出 9 個和 7 個反氫原子，這是人類探索反物質(zhì)的一大進步你推測反氫原子的結(jié)構(gòu)是（ B ）A 由一個帶正電荷的質(zhì)子與一個帶負電荷的電子構(gòu)成B 由一個帶負電荷的質(zhì)子與一個帶

19、正電荷的電子構(gòu)成C.由一個不帶電的中子與一個帶負電荷的電子構(gòu)成D 由一個帶負電荷的質(zhì)子與一個帶負電荷的電子構(gòu)成16 .一個電子（質(zhì)量為m、電荷量為一e）和一個正電子（質(zhì)量為m、電荷量為e）,以相等的初動能Ek相向運動，并撞到一起發(fā)生 湮滅”，產(chǎn)生兩個頻率相同的光子，設(shè)產(chǎn)生光子的頻率為.若這兩個光子的能量都為h,動量分別為p和p,下面關(guān)系正確的是（ C ）A. h=mc 2 ， p= p'B. h=mc 2， p= p'C. h= mc2 Ek， p= p'D. h= （mc 2 Ek ）， p= p'17 .雷蒙德 戴維斯因研究來自太陽的電子中微子（）而獲得了

20、2002年度諾貝爾物理學(xué)獎，他探測中微子所用的探測器的主體是一個貯滿615 t 四氯乙烯（C2Cl4） 溶液的巨桶， 電子中微子可以將一個氯核轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€氫核，其核反應(yīng)方程式為 ClAr e,己知 Cl 核的質(zhì)量為36.956 58 u, Ar 核的質(zhì)量為 36. 956 91 u ， e 的質(zhì)量為 0. 000 55 u, l u 質(zhì)量對應(yīng)的能量為931. 5MeV 。根據(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（ B ）A. 1. 33 MeVB. 0. 82 MeVC.0. 51 MeVD.0.31 MeV18 已知氦離子He 能級 En 與量子數(shù) n 的關(guān)系和氫原子能級公式

21、類似，處于基態(tài)的氦離子He 的電離能力為 E=54.4 eV 為使處于基態(tài)的氦離子He 處于激發(fā)態(tài)，入射光子所需的最小能量為（ B ）A. 13. 6 eVB. 40.8 eVC. 48. 4 eVD. 54.4 eV19 “軌道電子俘獲” 也是放射性同位素衰變的一種形式，它是指原子核（稱為母核）俘獲一個核外電子，其內(nèi)部一個質(zhì)子變?yōu)橹凶?，從而變成一個新核（稱為子核），并且放出一個中微子的過程中徽子的質(zhì)量很小，不帶電，很難被探測到，人們最早就是通過子核的反沖而間接證明中微子的存在的一個靜止的原子的原子核發(fā)生“軌道電子俘獲 ” ，衰變?yōu)樽雍瞬⒎懦鲋形⒆酉旅娴恼f法中正確的是（ AB ）A 母核的質(zhì)量

22、數(shù)等于子核的質(zhì)量數(shù)B 母核的電荷數(shù)大于子核的電荷數(shù)C 子核的動量與中徽子的動量相同D 子核的動能大于中微子的動能20 .中子n、質(zhì)子P、笊核D的質(zhì)量分別為、.現(xiàn)用光子能量為E的射線照射靜止的笊核使之分解，核反應(yīng)方程+ D=p + n,若分解后中子、質(zhì)子的動能可視為相等，則中子的動能是（C ）A. B. C. D.21 據(jù)有關(guān)資料介紹，受控熱核聚變反應(yīng)裝置中有極高的溫度，因而帶電粒子將沒有通常意義上的容器可裝，而是由磁場約束帶電粒子運動將其束縛在某個區(qū)域內(nèi)，現(xiàn)按下面的簡化條件來討論這個問題，如圖所示，有一個環(huán)形區(qū)域，其截面內(nèi)半徑為，外半徑為R2=1. 0 m ，區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，已知磁感應(yīng)強度 B=1.0 T