【新步步高】高考物理大一輪總復(fù)習(xí)（江蘇專版 ）題庫 第十三章 動量守恒定律 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu)與原子核 第3課時

第3課時原子結(jié)構(gòu)與原子核考綱解讀 1.知道兩種原子結(jié)構(gòu)模型，會用玻爾理論解釋氫原子光譜.2.掌握氫原子的能級公式并能結(jié)合能級圖求解原子的躍遷問題.3.掌握原子核的衰變、半衰期等知識.4.會書寫核反應(yīng)方程，并能根據(jù)質(zhì)能方程求解核能問題考點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)與粒子散射實(shí)驗(yàn)1粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果圖1絕大多數(shù)粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，但少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)超過了90，有的甚至被撞了回來，如圖1所示2盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型在原子的中心有一個很小的核，叫原子核，原子的所有正電荷和幾乎所有質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)例1盧瑟福和他的助手做粒子散射實(shí)驗(yàn)，獲得了重要發(fā)現(xiàn)：關(guān)于粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，下列說法中正確的是()A證明了質(zhì)子的存在B證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的C證明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個很小的核里D說明了原子中的電子只能在某些軌道上運(yùn)動答案C解析粒子散射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了原子內(nèi)存在一個集中了全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量的核數(shù)年后盧瑟福發(fā)現(xiàn)核內(nèi)有質(zhì)子并預(yù)測核內(nèi)存在中子，所以C正確，A、B錯玻爾發(fā)現(xiàn)了電子軌道量子化，D錯變式題組1粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象英國物理學(xué)家盧瑟福用粒子轟擊金箔，為了解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果，他提出了原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說如圖所示O表示金原子核的位置，曲線ab和cd分別表示經(jīng)過金原子核附近的粒子的運(yùn)動軌跡，其中能正確反映實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是()答案BD解析粒子和原子核都帶正電，粒子離核越近所受斥力越大，偏轉(zhuǎn)越大，C錯，D正確；曲線運(yùn)動的軌跡總是彎向受力的一側(cè)，A錯，B正確2粒子散射現(xiàn)象分析在盧瑟福粒子散射實(shí)驗(yàn)中，有少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，其原因是()A原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個很小的核上B正電荷在原子內(nèi)是均勻分布的C原子中存在著帶負(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)中答案A解析盧瑟福粒子散射實(shí)驗(yàn)中使盧瑟福驚奇的就是粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)，這是由于粒子帶正電，而原子核極小，且原子核帶正電，A正確，B錯誤粒子能接近原子核的機(jī)會很小，大多數(shù)粒子都從核外的空間穿過，而與電子碰撞時如同子彈碰到塵埃一樣，運(yùn)動方向不會發(fā)生改變C、D的說法沒錯，但與題意不符考點(diǎn)二玻爾理論的理解與計算1定態(tài)：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運(yùn)動，但并不向外輻射能量2躍遷：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩個定態(tài)的能量差決定，即hEmEn.(h是普朗克常量，h6.631034 Js)3軌道：原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運(yùn)動相對應(yīng)原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的4氫原子的能級、能級公式(1)氫原子的能級圖(如圖2所示)圖2(2)氫原子的能級和軌道半徑氫原子的能級公式：EnE1(n1,2,3，)，其中E1為基態(tài)能量，其數(shù)值為E113.6 eV.氫原子的半徑公式：rnn2r1(n1,2,3，)，其中r1為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑，其數(shù)值為r10.531010 m.例2氫原子處于基態(tài)時，原子能量E113.6 eV，已知電子電量為e，電子質(zhì)量為m，氫的核外電子的第一條可能軌道的半徑為r1，已知?dú)湓痈鞫☉B(tài)能量與基態(tài)能量之間關(guān)系為En，式中n2、3、4、5(1)氫原子核外電子的繞核運(yùn)動可等效為一環(huán)形電流，處于基態(tài)的氫原子核外電子運(yùn)動的等效電流多大？(用K，e，r1，m表示)(2)若氫原子處于n2的定態(tài)，求該氫原子的電離能答案(1)I (2)3.4 eV解析(1)氫原子核外電子繞核做勻速圓周運(yùn)動，庫侖力作向心力，有根據(jù)電流的定義I得I (2)氫原子處于n2的定態(tài)時能級為E23.4 eV，要使處于n2的氫原子電離，需要吸收的能量值為3.4 eV，即電離能為3.4 eV.變式題組3能級躍遷的理解用頻率為0的光照射大量處于基態(tài)的氫原子，在所發(fā)射的光譜中僅能觀測到頻率分別為1、2、3的3條譜線，且321，則()A01 B321C0123 D.答案B解析大量氫原子躍遷時，只有3個頻率的光譜，這說明是從n3能級向低能級躍遷，根據(jù)能量守恒有h3h2h1，解得321，B正確4能級躍遷的理解如圖3甲是氫原子的能級圖，對于一群處于n4的氫原子，下列說法中正確的是()圖3A這群氫原子能夠吸收任意能量的光子后向更高能級躍遷B這群氫原子能夠發(fā)出6種不同頻率的光C這群氫原子發(fā)出的光子中，能量最大為10.2 eVD從n4能級躍遷到n3能級發(fā)出的光的波長最大答案BD解析處于n4激發(fā)態(tài)的大量氫原子躍遷時，最多發(fā)出的光子種數(shù)為C6，發(fā)出光的能量越小，頻率越低，波長越長考點(diǎn)三原子核的衰變1原子核的衰變(1)原子核放出粒子或粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變(2)分類衰變：XYHe衰變：XYe2三種射線的成分和性質(zhì)名稱構(gòu)成符號電荷量質(zhì)量電離能力貫穿本領(lǐng)射線氦核 He2 e4 u最強(qiáng)最弱射線電子ee u較強(qiáng)較強(qiáng)射線光子00最弱最強(qiáng)3.對半衰期的理解(1)根據(jù)半衰期的概念，可總結(jié)出公式N余N原，m余m原式中N原、m原表示衰變前的放射性元素的原子核數(shù)和質(zhì)量，N余、m余表示衰變后的放射性元素的原子核數(shù)和質(zhì)量，t表示衰變時間，表示半衰期(2)影響因素：放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部因素決定的，與原子所處的物理狀態(tài)(如溫度、壓強(qiáng))或化學(xué)狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)無關(guān)例3(1)Th(釷)經(jīng)過一系列衰變和衰變，變成Pb(鉛)以下說法中正確的是()A鉛核比釷核少8個質(zhì)子B鉛核比釷核少16個中子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(2)約里奧居里夫婦因發(fā)現(xiàn)人工放射性元素而獲得了1935年的諾貝爾化學(xué)獎，他們發(fā)現(xiàn)的放射性元素P衰變成Si的同時放出另一種粒子，這種粒子是_解析(1)設(shè)衰變次數(shù)為x，衰變次數(shù)為y，由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得2322084x90822xy解得x6，y4C錯，D正確鉛核、釷核的質(zhì)子數(shù)分別為82、90，故A正確鉛核、釷核的中子數(shù)分別為126、142，故B正確(2)寫出衰變方程PSie故這種粒子為e(正電子)答案(1)ABD(2)e變式題組5對原子核衰變的理解2014年5月10日南京發(fā)生放射銥192丟失事件，銥192化學(xué)符號是Ir，原子序數(shù)是77，半衰期為74天，銥192通過衰變放出射線，射線可以穿透10100 mm厚鋼板設(shè)衰變產(chǎn)生的新核用X表示，寫出銥192的衰變方程_；若現(xiàn)有1 g銥192經(jīng)過148天有_g銥192發(fā)生衰變答案77Ir78X01e0.756核反應(yīng)實(shí)質(zhì)的理解原子核U經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍薚h，繼而經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍薖a，再經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍薝.放射性衰變、和依次為()A衰變、衰變和衰變B衰變、衰變和衰變C衰變、衰變和衰變D衰變、衰變和衰變答案A解析UTh，質(zhì)量數(shù)少4，電荷數(shù)少2，說明為衰變.ThPa，質(zhì)子數(shù)加1，質(zhì)量數(shù)不變，說明為衰變中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子，PaU，質(zhì)子數(shù)加1，質(zhì)量數(shù)不變，說明為衰變，中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子故選A.1衰變方程衰變：XYHe衰變：XAZ1Ye2衰變實(shí)質(zhì)衰變：2H2nHe衰變：nHe3衰變規(guī)律：電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒4衰變次數(shù)的計算若XYnHeme則AA4n，ZZ2nm解以上兩式即可求出m和n.考點(diǎn)四核反應(yīng)類型及核反應(yīng)方程類型可控性核反應(yīng)方程典例衰變衰變自發(fā)92U90ThHe衰變自發(fā)90Th91Pae人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯た刂?NHe8OH(盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子)HeBe6Cn(查德威克發(fā)現(xiàn)中子)13AlHePn約里奧居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時發(fā)現(xiàn)正電子PSi01e重核裂變比較容易進(jìn)行人工控制92Un56BaKr3n92Un54XeSr10n輕核聚變目前無法控制HHHen注意：(1)核反應(yīng)過程一般都是不可逆的，所以核反應(yīng)方程只能用單向箭頭表示反應(yīng)方向，不能用等號連接(2)核反應(yīng)的生成物一定要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，不能憑空只依據(jù)兩個守恒規(guī)律杜撰出生成物來寫核反應(yīng)方程(3)核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒；遵循電荷數(shù)守恒例4(1)現(xiàn)有三個核反應(yīng)方程：NaMg01e；92Un56BaKr3n；HHHen.下列說法正確的是()A是裂變，是衰變，是聚變B是聚變，是裂變，是衰變C是衰變，是裂變，是聚變D是衰變，是聚變，是裂變(2)現(xiàn)有四個核反應(yīng)：A.HHHenB.UnXKr3nC.NaMgeD.HeBeCn_是發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程，_是研究原子彈的基本核反應(yīng)方程，_是研究氫彈的基本核反應(yīng)方程求B中X的質(zhì)量數(shù)和中子數(shù)解析(1)NaMge中Na核釋放出粒子，為衰變.UnBaKr3n為鈾核在被中子轟擊后，分裂成兩個中等質(zhì)量的核，為裂變而HHHen為聚變，故C正確(2)人工轉(zhuǎn)變核反應(yīng)方程的特點(diǎn)：箭頭的左邊是氦核與常見元素的原子核，箭頭的右邊也是常見元素的原子核D是查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程，B是裂變反應(yīng)，是研究原子彈的基本核反應(yīng)方程，A是聚變反應(yīng)，是研究氫彈的基本核反應(yīng)方程由電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可以判定，X質(zhì)量數(shù)為144，電荷數(shù)為56，所以中子數(shù)為1445688.答案(1)C(2)DBA14488變式題組7核反應(yīng)方程的書寫原子核聚變可望給人類未來提供豐富的潔凈能源當(dāng)氘等離子體被加熱到適當(dāng)高溫時，氘核參與的幾種聚變反應(yīng)可能發(fā)生，放出能量這幾種反應(yīng)的總效果可以表示為6HkHedH2n43.15 MeV由平衡條件可知()Ak1，d4 Bk2，d2Ck1，d6 Dk2，d3答案B解析核反應(yīng)的基本規(guī)律是質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，所以624kd2,612kd，解得k2，d2，因此B正確8核反應(yīng)類型的判斷關(guān)于核衰變和核反應(yīng)的類型，下列表述中正確的有()A.92U90ThHe是衰變B.7NHe8OH是衰變C.HHHen是輕核聚變D.SeKr2e是重核裂變答案AC解析衰變是放射出氦核的天然放射現(xiàn)象，A正確；衰變是放射出電子的天然放射現(xiàn)象，而B是發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的原子核人工轉(zhuǎn)變，故B錯；C是輕核的聚變，D是衰變現(xiàn)象，故C正確，D錯考點(diǎn)五核力與核能的計算1應(yīng)用質(zhì)能方程解題的流程圖書寫核反應(yīng)方程計算質(zhì)量虧損m利用Emc2計算釋放的核能(1)根據(jù)Emc2計算，計算時m的單位是“kg”，c的單位是“m/s”，E的單位是“J”(2)根據(jù)Em931.5 MeV計算因1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5 MeV的能量，所以計算時m的單位是“u”，E的單位是“MeV”2利用質(zhì)能方程計算核能時，不能用質(zhì)量數(shù)代替質(zhì)量進(jìn)行計算例5鈾核裂變有多種形式，其中一種的核反應(yīng)方程是UnBaKr3n.()(1)試計算一個鈾235原子核裂變后釋放的能量(235 92U、Ba、Kr、n的質(zhì)量分別為235.043 9 u、140.913 9u、91.897 3 u、1.008 7 u、1 u相當(dāng)于931 MeV)(2)1 kg鈾235原子核發(fā)生上述裂變時能放出多少核能？它相當(dāng)于燃燒多少煤釋放的能量？(煤的熱值為2.94107 J/kg)解析(1)裂變反應(yīng)的質(zhì)量虧損為m(235.043 91.008 7140.913 991.897 331.008 7) u0.2153 u一個鈾235原子核裂變后釋放的能量為E(0.215 3931)MeV200.4 MeV(2)1 kg鈾235中含原子核的個數(shù)為NNA6.0210232.561024則1 kg鈾235原子核發(fā)生裂變時釋放的總能量ENNE(2.561024200.4) MeV5.131026 MeV設(shè)q為煤的熱值，m為煤的質(zhì)量，有ENqm，所以m kg2 791.8 t答案(1)200.4 MeV(2)5.131026 MeV2791.8 t變式題組9核能的計算已知氦原子的質(zhì)量為MHe u，電子的質(zhì)量為me u，質(zhì)子的質(zhì)量為mp u，中子的質(zhì)量為mn u，u為原子質(zhì)量單位，且由愛因斯坦質(zhì)能方程Emc2可知：1 u對應(yīng)于931.5 MeV的能量，若取光速c3108 m/s，則兩個質(zhì)子和兩個中子聚變成一個氦核，釋放的能量為()A2(mpmn)MHe931.5 MeVB2(mpmnme)MHe931.5 MeVC2(mpmnme)MHec2 JD2(mpmn)MHec2 J答案B解析核反應(yīng)方程為2H2nHe，質(zhì)量虧損m2(mpmn)(MHe2me)2(mpmnme)MHe，所以釋放的能量為Em931.5 MeV2(mpmnme)MHe931.5 MeV，選項(xiàng)B正確10核能的計算氘核和氚核可發(fā)生熱核聚變而釋放出巨大的能量，該反應(yīng)方程為：HHHex，式中x是某種粒子已知：H、H、He和粒子x的質(zhì)量分別為2.014 1 u、3.016 1 u、4.002 6 u和1.008 7 u；1 u931.5 MeV/c2，c是真空中的光速由上述反應(yīng)方程和數(shù)據(jù)可知，粒子x是_，該反應(yīng)釋放出的能量為_MeV(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)答案(1)n(或中子)17.6解析核反應(yīng)方程必須滿足質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，可知x是n(中子)聚變前后質(zhì)量虧損是：m(2.014 13.016 14.002 61.008 7) u0.018 9 u釋放能量Emc20.018 9931.5 MeV17.6 MeV.高考模擬明確考向1(2014江蘇12C(2)氡222是一種天然放射性氣體，被吸入后，會對人的呼吸系統(tǒng)造成輻射損傷它是世界衛(wèi)生組織公布的主要環(huán)境致癌物質(zhì)之一其衰變方程是RnPo_.已知Rn的半衰期約為3.8天，則約經(jīng)過_天，16 g的Rn衰變后還剩1 g.答案He15.2解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒得衰變方程為RnPoHe.根據(jù)衰變規(guī)律mm0()，代入數(shù)據(jù)解得t15.2天2(2014新課標(biāo)35(1)關(guān)于天然放射性，下列說法正確的是_A所有元素都可能發(fā)生衰變B放射性元素的半衰期與外界的溫度無關(guān)C放射性元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性D、和三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)答案BCD解析自然界中絕大部分元素沒有放射現(xiàn)象，選項(xiàng)A錯誤；放射性元素的半衰期只與原子核結(jié)構(gòu)有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)，選項(xiàng)B、C正確；、和三種射線電離能力依次減弱，穿透能力依次增強(qiáng)，選項(xiàng)D正確3.(2013江蘇單科12C(2)根據(jù)玻爾原子結(jié)構(gòu)理論，氦離子(He)的能級圖如圖4所示電子處在n3軌道上比處在n5軌道上離氦核的距離_(選填“近”或“遠(yuǎn)”)當(dāng)大量He處在n4的激發(fā)態(tài)時，由于躍遷所發(fā)射的譜線有_條圖4答案近6解析量子數(shù)小的軌道半徑小，因此電子處在n3的軌道上比處在n5的軌道上離核近；能級躍遷發(fā)射的譜線條數(shù)為CC6條4(2014北京14)質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3.當(dāng)一個質(zhì)子和一個中子結(jié)合成氘核時，釋放的能量是(c表示真空中的光速)()A(m1m2m3)cB(m1m2m3)cC(m1m2m3)c2 D(m1m2m3)c2答案C解析由質(zhì)能方程Emc2，其中mm1m2m3，可得E(m1m2m3)c2，選項(xiàng)C正確5圖5為氫原子的能級圖，已知可見光的光子的能量范圍為1.623.11 eV，鋅板的電子逸出功為3.34 eV，那么對氫原子在能級躍遷的過程中輻射或吸收光子的特征認(rèn)識正確的是_圖5A用氫原子從高能級向基態(tài)躍遷時發(fā)射的光照射鋅板，一定不能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象B用能量為11.0 eV的自由電子轟擊，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)C處于n2能級的氫原子能吸收任意頻率的紫外線D處于n3能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離E用波長為60 nm的倫琴射線照射，可使處于基態(tài)的氫原子電離出自由電子答案BDE解析氫原子從高能級躍遷到基態(tài)發(fā)射的光子能量大于鋅板的電子逸出功，鋅板能發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)A錯誤；用能量為11.0 eV的自由電子轟擊，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到n2的激發(fā)態(tài)，選項(xiàng)B正確；紫外線的最小能量為3.11 eV，處于E23.4 eV能級的氫原子能吸收部分頻率的紫外線，選項(xiàng)C錯誤；處于n3能級(E31.51 eV)的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離，選項(xiàng)D正確；波長為60 nm的倫琴射線，能量E13.6 eV，用該倫琴射線照射，可使處于基態(tài)的氫原子電離出自由電子，選項(xiàng)E正確練出高分一、單項(xiàng)選擇題1(2013福建理綜30(1)在盧瑟福粒子散射實(shí)驗(yàn)中，金箔中的原子核可以看作靜止不動，下列各圖畫出的是其中兩個粒子經(jīng)歷金箔散射過程的徑跡，其中正確的是( )答案C解析金箔中的原子核與粒子都帶正電，粒子接近原子核過程中受到斥力而不是引力作用，A、D錯；由原子核對粒子的斥力作用及物體做曲線運(yùn)動的條件知曲線軌跡的凹側(cè)應(yīng)指向受力一方，B錯，C對2如圖1所示是某原子的能級圖，a、b、c為原子躍遷時所發(fā)出的三種波長的光在下列該原子光譜的各選項(xiàng)中，譜線從左向右的波長依次增大，則正確的是()圖1答案C解析根據(jù)玻爾的原子躍遷公式hEmEn可知，兩個能級間的能量差值越大，輻射光的波長越短，從題圖中可以看出，能量差值最大的是E3E1，輻射光的波長a最短，能量差值最小的是E3E2，輻射光的波長b最長，所以譜線從左向右的波長依次增大的順序是a、c、b，C正確3. 如圖2所示為氫原子能級示意圖，現(xiàn)有大量的氫原子處于n4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)向低能級躍遷時輻射出若干不同頻率的光，下列說法正確的是()圖2A這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光B由n2能級躍遷到n1能級產(chǎn)生的光頻率最小C由n4能級躍遷到n1能級產(chǎn)生的光最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象D用n2能級躍遷到n1能級輻射出的光照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng)答案D解析這些氫原子向低能級躍遷時可輻射出C6種光子，選項(xiàng)A錯誤；由n4能級躍遷到n3能級產(chǎn)生的光子能量最小，所以頻率最小，選項(xiàng)B錯誤；由n4能級躍遷到n1能級產(chǎn)生的光子能量最大，頻率最大，波長最小，最不容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)C錯誤；從n2能級躍遷到n1能級輻射出的光子能量為10.20 eV>6.34 eV，所以能使金屬鉑發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)D正確4一個氘核和一個氚核經(jīng)過反應(yīng)后生成一個氦核和一個中子，同時放出一個光子已知氘核、氚核、中子、氦核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3、m4，普朗克常量為h，真空中的光速為c.下列說法中正確的是()A這個反應(yīng)的核反應(yīng)方程是HHHenB這個反應(yīng)既不是聚變反應(yīng)也不是裂變反應(yīng)C輻射出的光子的能量E(m3m4m1m2)c2D輻射出的光子的波長答案A解析由電荷數(shù)守恒及質(zhì)量數(shù)守恒可知A正確此反應(yīng)是輕核聚變反應(yīng)，B錯誤由質(zhì)能方程知此過程中釋放的核能為E(m1m2m3m4)c2，C錯誤若此核能全部以光子的形式釋放時，由Eh知光子的波長為，D錯誤5下列核反應(yīng)方程及其表述中錯誤的是()A.HeHHeH是原子核的衰變B.HeAlPn是原子核的人工轉(zhuǎn)變C.NaMge是原子核的衰變D.UnKrBa3n是重核的裂變反應(yīng)答案A解析HeHHeH是聚變，不是原子核的衰變；HeAlPn為粒子撞擊鋁核，是原子核的人工轉(zhuǎn)變；NaMge，生成電子，是原子核的衰變；UnKrBa3n是鈾核的裂變反應(yīng)綜上可知，選項(xiàng)A符合題意6太陽內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生著4個質(zhì)子(H)聚變?yōu)?個氦核(He)的熱核反應(yīng)，核反應(yīng)方程是4HHe2X，這個核反應(yīng)釋放出大量核能已知質(zhì)子、氦核、X的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，真空中的光速為c.下列說法中正確的是()A方程中的X表示中子(n)B方程中的X表示正電子(e)C這個核反應(yīng)中質(zhì)量虧損m4m1m2D這個核反應(yīng)中釋放的核能E(4m1m2m3)c2答案B解析核反應(yīng)方程為4HHe2e，即X表示正電子，這個核反應(yīng)中質(zhì)量虧損m4m1m22m3，這個核反應(yīng)中釋放的核能E(4m1m22m3)c2，選項(xiàng)B正確二、單項(xiàng)選擇題7關(guān)于原子結(jié)構(gòu)，下列說法正確的是()A玻爾原子模型能很好地解釋氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律B盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型可以很好地解釋原子的穩(wěn)定性C盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)表明原子內(nèi)部存在帶負(fù)電的電子D盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)否定了湯姆孫關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的“西瓜模型”答案AD解析玻爾提出的原子模型能很好地解釋氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律；盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型不能解釋原子的穩(wěn)定性；盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)表明原子具有核式結(jié)構(gòu)，否定了湯姆孫關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的“西瓜模型”，故A、D正確，B、C錯誤8已知能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的光子的最小頻率為0.一群氫原子處于量子數(shù)n3的激發(fā)態(tài)，這些氫原子能夠自發(fā)地躍遷到較低的能量狀態(tài)，并向外輻射多種頻率的光下列說法正確的是()A當(dāng)用頻率為20的單色光照射該金屬時，一定能產(chǎn)生光電子B當(dāng)用頻率為20的單色光照射該金屬時，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能為h0C當(dāng)照射光的頻率大于0時，若增大，則逸出功增大D當(dāng)照射光的頻率大于0時，若增大一倍，則光電子的最大初動能也增大一倍答案AB解析200，頻率為20的光能發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)A正確；由光電效應(yīng)方程，有EkmhW0，而W0h0，用20的光照射該金屬時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為h0，當(dāng)照射光的頻率0時，若增大一倍，則光電子的最大初動能不一定增大一倍，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)D錯誤；金屬的逸出功與光的頻率無關(guān)，選項(xiàng)C錯誤9下列四幅圖的有關(guān)說法中，正確的是( )A若兩球質(zhì)量相等，碰后m2的速度一定為vB射線甲是粒子流，具有很強(qiáng)的穿透能力C在光顏色保持不變的情況下，入射光越強(qiáng)，飽和光電流越大D鏈?zhǔn)椒磻?yīng)屬于重核的裂變答案ACD三、非選擇題102011年3月11日日本福島核電站發(fā)生核泄漏事故，其中銫137(Cs)對核輻射的影響大，其半衰期約為30年(1)請寫出銫137(Cs)發(fā)生衰變的核反應(yīng)方程_已知53號元素是碘()，56號元素是鋇(Ba)(2)若在該反應(yīng)過程中釋放的核能為E，則該反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為_(真空中的光速為c)(3)泄漏出的銫137要到約公元_年才會有87.5%的原子核發(fā)生衰變答案(1)CsBae(2)(3)2101解析(1)銫137(Cs)發(fā)生衰變的核反應(yīng)方程為CsBae.(2)由愛因斯坦的質(zhì)能方程得Emc2可知，該反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為.(3)泄漏出的銫137有87.5%的原子核發(fā)生衰變，還剩12.5%，設(shè)衰變的時間為t，則，因半衰期30年，則t90年，即要到約公元2101年11兩個動能均為1 MeV的氘核發(fā)生正面碰撞，引起如下反應(yīng)：HHHH.已知氘核的質(zhì)量為2.013 6 u，氚核的質(zhì)量為3.015 6 u，氕核的質(zhì)量為1.007 3 u,1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5 MeV.(1)此核反應(yīng)中放出的能量E為多少兆電子伏特？(2)若放出的能量全部變?yōu)樾律说膭幽?，則新生的氕核所具有的動能為多少兆電子伏特？答案(1)4.005 MeV(2)4.5 MeV解析(1)由質(zhì)能方程得Emc2(22.013 6 u3.015 6 u1.007 3 u)931.5 MeV4.005 MeV.(2)相互作用過程中動量守恒，設(shè)新生核的動量大小分別為p1、p2，則p1p2pEkm1m1vEkm2m2v由能量守恒定律，有2EkEEkm1Ekm2解得Ekm24.5 MeV.12某些建筑材料可產(chǎn)生放射性氣體氡，氡可以發(fā)生或衰變，如果人長期生活在氡濃度過高的環(huán)境中，那么氡會經(jīng)過人的呼吸道沉積在肺部，并放出大量的射線，從而危害人體健康原來靜止的氡核(Rn)發(fā)生一次衰變生成新核釙(Po)，并放出一個能量E00.09 MeV的光子已知放出的粒子動能E5.55 MeV；忽略放出光子的動量，但考慮其能量；1 u相當(dāng)于931.5 MeV.(1)寫出衰變的核反應(yīng)方程(2)衰變過程中總的質(zhì)量虧損為多少？(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)答案(1)RnPoHe(2)0.006 16u解析(1)發(fā)生衰變，方程為RnPoHe.(2)忽略光子的動量，由動量守恒定律，有0ppPo又Ek新核釙的動能EPoE由題意知，質(zhì)量虧損對應(yīng)的能量以光子的能量和新核釙、粒子的動能形式出現(xiàn)，衰變時釋放出的總能量EEEPOE0mc2則衰變過程中總的質(zhì)量虧損m0.006 16 u.13(1)钚的一種同位素Pu衰變時釋放巨大能量，如圖3所示，其衰變方程為PuUHe，則()圖3A核燃料總是利用比結(jié)合能小的核B核反應(yīng)中的能量就是Pu的結(jié)合能C. U核比Pu核更穩(wěn)定，說明U的結(jié)合能大D由于衰變時釋放巨大能量，所以Pu比U的比結(jié)合能小(2)如圖4為氫原子的能級示意圖，一群氫原子處于n3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，用這些光子照射逸出功為2.49 eV的金屬鈉，金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為_圖4(3)用速度大小為v的中子轟擊靜止的鋰核(Li)，發(fā)生核反應(yīng)后生成氚核和粒子，生成的氚核速度方向與中子的初速度方向相反，氚核與粒子的速度之比為78.中子的質(zhì)量為m，質(zhì)子的質(zhì)量可近似看做m，光速為c.寫出核反應(yīng)過程；求氚核和粒子的速度大??；若中子的初動能以及核反應(yīng)過程中放出的核能全部轉(zhuǎn)化為粒子和氚核的動能，求質(zhì)量虧損答案(1)AD(2)9.60 eV(3)10n63Li31H42Hevv