1、1第 2 讲 原子和原子核一、原子物理1.原子的核式结构(1)19091911 年，英籍物理学家卢瑟福进行了 粒子散射实验，提出了核式结构模型.(2) 粒子散射实验的结果：绝大多数 粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数 粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于 90，也就是说它们几乎被“撞了回来” ，如图 1 所示.图 1(3)原子的核式结构模型：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动.2.氢原子光谱(1)光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱.(2)光谱分类(3)氢原子光谱的实验规律：巴耳末系
2、是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式 R(1 )(n3,4,5， R 是里德伯常量， R1.1010 7 m1 ).122 1n2(4)光谱分析：利用每种原子都有自己的特征谱线可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分，且灵敏度很高.在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义.3.玻尔理论(1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量.(2)跃迁：电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会放出能量为 h 的2光子，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即 h Em En.(h 是普朗克常量，h6.6310 34 Js
3、)(3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应.原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的.4.氢原子的能量和能级变迁(1)能级和半径公式：能级公式： En E1(n1,2,3，)，其中 E1为基态能量，其数值为 E113.6 eV.1n2半径公式： rn n2r1(n1,2,3，)，其中 r1为基态轨道半径，又称玻尔半径，其数值为 r10.5310 10 m.(2)氢原子的能级图，如图 2 所示图 2自测 1 (多选)如图 3 所示为卢瑟福和他的同事们做 粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的 A、 B、 C、 D 四个位置时观察到的现象，
4、下述说法中正确的是( )图 3A.放在 A 位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B.放在 B 位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比 A 位置时稍少些C.放在 C、 D 位置时，屏上观察不到闪光D.放在 D 位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少答案 ABD解析 根据 粒子散射现象，绝大多数 粒子沿原方向前进，少数 粒子发生较大偏转，A、B、D 正确.3自测 2 一个氢原子从 n3 能级跃迁到 n2 能级，该氢原子( )A.放出光子，能量增加B.放出光子，能量减少C.吸收光子，能量增加D.吸收光子，能量减少答案 B二、天然放射现象和原子核1.天然放射现象(1)天然放射现象元素自发
5、地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现.天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构.(2)放射性同位素的应用与防护放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同.应用：消除静电、工业探伤、做示踪原子等.防护：防止放射性对人体组织的伤害.2.原子核的组成(1)原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子.质子带正电，中子不带电.(2)基本关系核电荷数( Z)质子数元素的原子序数核外电子数.质量数( A)核子数质子数中子数.(3)X 元素的原子核的符号为 X，其中 A 表示质量数， Z 表示核电荷数.AZ3.原子核的衰变、半衰期(1)原子核的衰变原子核放出 粒子
6、或 粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变.分类 衰变： X Y HeAZ A 4Z 2 42 衰变： X Y eAZ AZ 1 0 1当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生 衰变，有的发生 衰变，同时伴随着 辐射.两个典型的衰变方程 衰变： U Th He23892 23490 42 衰变： Th Pa e.23490 23491 0 14(2)半衰期定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间.影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系.(3)公式： N 余 N 原 1()2t， m 余 m 原 1()2t.4.核力和核
7、能(1)原子核内部，核子间所特有的相互作用力.(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损 m，其对应的能量 E mc2.(3)原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加 m，吸收的能量为 E mc2.自测 3 (2015福建理综30(1)下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是( )A. 射线是高速运动的电子流B.氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C.太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D. Bi 的半衰期是 5 天，100 克 Bi 经过 10 天后还剩下 50 克21083 21083答案 B解析 射线是高速电子流，而 射线是一种电磁波，选项 A 错误.氢原子辐射光
8、子后，绕核运动的电子距核更近，动能增大，选项 B 正确.太阳辐射能量的主要来源是太阳内部氢核的聚变，选项 C 错误.10 天为两个半衰期，剩余的 Bi 为 100 1()2tg100( )2 2108312g25 g，选项 D 错误.命题点一 玻尔理论和能级跃迁1.定态间的跃迁满足能级差(1)从低能级( n) 高能级( m)吸收能量. 跃 迁 h Em En(2)从高能级( m) 低能级( n)放出能量. 跃 迁 h Em En.2.电离5电离态与电离能电离态： n， E0基态电离态： E 吸 0(13.6 eV)13.6 eV.激发态电离态： E 吸 0 En| En|.若吸收能量足够大，克
9、服电离能后，获得自由的电子还携带动能.例 1 (多选)(2017江西南昌检测)如图 4 所示是氢原子的能级图，现有大量处于 n3激发态的氢原子向低能级跃迁，所辐射的光子中只有一种能使某金属产生光电效应.以下判断正确的是( )图 4A.该光子一定是氢原子从激发态 n3 跃迁到基态时辐射的光子B.若大量氢原子从激发态 n3 跃迁到低能级，可辐射出 3 种频率的光子C.若氢原子从激发态 n4 跃迁到基态，辐射出的光子一定能使该金属产生光电效应D.若大量氢原子从激发态 n4 跃迁到低能级，则会有 3 种光子使该金属产生光电效应答案 ABC变式 1 (多选)如图 5 是氢原子的能级图，一群氢原子处于 n
10、3 能级，下列说法中正确的是( )图 5A.这群氢原子跃迁时能够发出 3 种不同频率的波B.这群氢原子发出的光子中，能量最大为 10.2 eVC.从 n3 能级跃迁到 n2 能级时发出的光波长最长D.这群氢原子能够吸收任意光子的能量而向更高能级跃迁答案 AC解析 根据 C 3 知，这群氢原子能够发出 3 种不同频率的光子，故 A 正确；由 n3 跃迁23到 n1，辐射的光子能量最大， E(13.61.51) eV12.09 eV，故 B 错误；从 n3跃迁到 n2 辐射的光子能量最小，频率最小，则波长最长，故 C 正确；一群处于 n3 能6级的氢原子发生跃迁，吸收的能量必须等于两能级的能级差，
11、故 D 错误.7命题点二 原子核的衰变及半衰期1.衰变规律及实质(1) 衰变、 衰变的比较衰变类型 衰变 衰变衰变过程 X Y HeAZ A 4Z 2 42 X Y eAZ AZ 1 0 12 个质子和 2 个中子结合成一个整体射出1 个中子转化为 1 个质子和 1 个电子衰变实质2 H2 n He1 10 42 n H e10 1 0 1匀强磁场中轨迹形状衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒(2) 射线： 射线经常伴随着 衰变或 衰变同时产生.其实质是放射性原子核在发生 衰变或 衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量(原子核处于激发态)而辐射出光子.2.确定衰变次数的方法因为 衰变
12、对质量数无影响，所以先由质量数的改变确定 衰变的次数，然后再根据衰变规律确定 衰变的次数.3.半衰期(1)公式： N 余 N 原 1()2t， m 余 m 原 1()2t.(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关.例 2 (2017全国卷15)一静止的铀核放出一个 粒子衰变成钍核，衰变方程为U Th He，下列说法正确的是( )23892 23490 42A.衰变后钍核的动能等于 粒子的动能B.衰变后钍核的动量大小等于 粒子的动量大小C.铀核的半衰期等于其放出一个 粒子所经历的时间D.衰变后 粒子与钍
13、核的质量之和等于衰变前铀核的质量答案 B解析 静止的铀核在 衰变过程中，满足动量守恒的条件，根据动量守恒定律得pTh p 0，即钍核的动量和 粒子的动量大小相等，方向相反，选项 B 正确；根据 Ek8可知，选项 A 错误；半衰期的定义是统计规律，对于一个 粒子不适用，选项 C 错误；p22m铀核在衰变过程中，伴随着一定的能量放出，即衰变过程中有一定的质量亏损，故衰变后 粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，选项 D 错误.变式 2 (2017湖南长沙三月模拟)一个静止的铀核，放在匀强磁场中，它发生一次 衰变后变为钍核， 粒子和钍核都在匀强磁场中做匀速圆周运动.某同学作出如图 6 所示运动径
14、迹示意图，以下判断正确的是( )图 6A.1 是 粒子的径迹，2 是钍核的径迹B.1 是钍核的径迹，2 是 粒子的径迹C.3 是 粒子的径迹，4 是钍核的径迹D.3 是钍核的径迹，4 是 粒子的径迹答案 B解析 由动量守恒可知，静止的铀核发生 衰变后，生成的均带正电的 粒子和钍核的动量大小相等，但方向相反，由左手定则可知它们的运动轨迹应为“外切”圆，又R ，在 p 和 B 大小相等的情况下， R ，因 q 钍 q ，则 R 钍 R ，故 B 正确.mvBq pBq 1q变式 3 (2017山西五校四联)在很多装饰材料中，都不同程度地含有放射性元素.下列说法正确的是( )A. 射线、 射线和 射
15、线都是电磁波B.在 、 三种射线中， 射线的电离能力最强C.氡的半衰期为 3.8 天，4 个氡原子核经过 7.6 天后一定只剩下 1 个氡原子核D.放射性元素发生 衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的答案 D解析 射线是高速 He 核流， 射线是高速电子流， 射线是能量很高的电磁波，A 项42错误.在 、 三种射线中， 射线的电离能力最强， 射线的电离能力最弱，B 项错误.半衰期是对大量原子核的衰变行为作出的统计规律，对于少数原子核无意义，C 项错误.命题点三 核反应及核反应类型1.核反应的四种类型9类型 可控性 核反应方程典例 衰变 自发 U Th He23892 23490
16、 42衰变 衰变 自发 Th Pa e23490 23491 0 1N He O H(卢瑟福发现质子)147 42 178 1He Be C n(查德威克发现中子)42 94 126 10Al He2713 42 P n3015 10人工转变人工控制P Si3015 3014e0 1约里奥居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子U n Ba Kr3 n23592 10 14456 8936 10重核裂变容易控制 U n Xe Sr10 n23592 10 13654 9038 10轻核聚变很难控制H H He n21 31 42 102.核反应方程式的书写(1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书
17、写核反应方程的基础.如质子( H)、中子( n)、1 10粒子( He)、 粒子( e)、正电子( e)、氘核( H)、氚核( H)等.42 0 1 0 1 21 31(2)掌握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“”表示反应方向.(3)核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒.例 3 (1)关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有_.A. U Th He 是重核裂变23892 23490 42B. N He O H 是轻核聚变147 42 178 1C. H H He n 是 衰变21 31 42 10D.
18、Se Kr2 e 是 衰变8234 8236 0 1(2)现有四个核反应：A. H H He n21 31 42 10B. U nX Kr3 n23592 10 8936 10C. Na Mg e2411 2412 0 1D. He Be C n42 94 126 10_是发现中子的核反应方程，_是研究原子弹的基本核反应方程，_是研究氢弹的基本核反应方程.B 项中 X 的质量数为_，中子数为_.答案 (1)D (2)D B A 144 8810解析 (1)A 为 衰变，B 为原子核的人工转变，C 为轻核聚变，D 为 衰变，故只有 D 正确.(2)D 为查德威克发现中子的核反应方程；B 是研究原
19、子弹的基本核反应方程；A 是研究氢弹的基本核反应方程；C 是一种衰变反应.X 的质量数为(2351)(893)144X 的质子数为 923656X 的中子数为 1445688.变式 4 (2017天津理综1)如图 7 所示，我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献.下列核反应方程中属于聚变反应的是( )图 7A. H H He n21 31 42 10B. N He O H147 42 178 1C. He Al P n42 2713 3015 10D. U n Ba Kr3 n23592 10 14456 8936 10答案 A
20、解析 H H He n 是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核，同时放出一个中子，属21 31 42 10于聚变反应，故 A 正确； N He O H 是卢瑟福发现质子的核反应方程，是人类第147 42 178 1一次实现原子核的人工转变，属于人工核反应，故 B 错误； He Al P n 属于原子42 2713 3015 10核的人工转变，故 C 错误； U n Ba Kr3 n 是一种典型的铀核裂变，属于裂23592 10 14456 8936 10变反应，故 D 错误.变式 5 (多选)(2016全国卷35(1)改编)一静止的铝原子核 Al 俘获一速度为27131.0107 m/s 的质子
21、p 后，变为处于激发态的硅原子核 Si*.下列说法正确的是( )2814A.核反应方程为 p Al Si*2713 2814B.核反应过程中系统动量守恒C.核反应过程中系统能量不守恒D.核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和答案 AB解析 根据质量数和电荷数守恒可得，核反应方程为 p Al Si*，A 正确；核反应过2713 2814程中释放的核力远远大于外力，故系统动量守恒，B 正确；核反应过程中系统能量守恒，C错误；由于反应过程中，要释放大量的能量，伴随着质量亏损，所以生成物的质量小于反11应物的质量之和，D 错误.变式 6 (2016全国卷35(1)在下列描述核过程的
22、方程中，属于 衰变的是_，属于 衰变的是_，属于裂变的是_，属于聚变的是_.(填正确答案标号)A. C N e 146 147 0 1B. P S e3215 3216 0 1C. U Th He 23892 23490 42D. N He O H147 42 178 1E. U n Xe Sr2 n 23592 10 1405 9438 10F. H H He n31 21 42 10答案 C AB E F解析 衰变是一种放射性衰变， 粒子( He)会从原子核中射出，C 项符合要求， 衰42变是指自原子核内自发地放出一个电子( e)，同时原子序数加 1 的过程，A、B 两项符合0 1要求，裂
23、变是指一些质量非常大的原子核，如铀、钍和钚等在吸收一个中子后分裂成两个或更多质量较小的原子核，同时放出多个中子和很大能量的过程，只有 E 项符合要求.聚变是指由两个轻原子核(一般是氘核和氚核)结合成较重原子核(氦核)并放出大量能量的过程，F 项符合要求.命题点四 质量亏损及核能的计算1.利用质能方程计算核能(1)根据核反应方程，计算出核反应前与核反应后的质量亏损 m.(2)根据爱因斯坦质能方程 E mc2计算核能.质能方程 E mc2中 m 的单位用“kg” ， c 的单位用“m/s” ，则 E 的单位为“J”.(3) E mc2中，若 m 的单位用“u” ，则可直接利用 E m931.5 M
24、eV 计算 E，此时 E 的单位为“MeV” ，即 1 u1.660 61027 kg，相当于 931.5 MeV，这个结论可在计算中直接应用.2.利用比结合能计算核能原子核的结合能核子的比结合能核子数.核反应中反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差，就是该核反应所释放(或吸收)的核能.例 4 (2017全国卷17)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电.氘核聚变反应方程是： H H He n.已知 H 的质量为 2.013 6 u， He 的质21 21 32 10 21 32量为 3.015 0 u， n 的质量为 1.008 7 u,1
25、 u931 MeV/c2.氘核聚变反应中释放的核能约10为( )12A.3.7 MeV B.3.3 MeVC.2.7 MeV D.0.93 MeV答案 B解析 根据质能方程，释放的核能 E mc2， m2 mH mHe mn0.003 5 u，则 E0.003 5931 MeV3.258 5 MeV3.3 MeV，故 B 正确，A、C、D 错误.13例 5 (多选)原子核的比结合能曲线如图 8 所示.根据该曲线，下列判断正确的有( )图 8A. He 核的结合能约为 14 MeV42B. He 核比 Li 核更稳定42 63C.两个 H 核结合成 He 核时释放能量21 42D. U 核中核子
26、的平均结合能比 Kr 核中的大23592 8936答案 BC解析 由图象可知 He 核的结合能约为 28 MeV，A 项错误； He 核比 Li 核的比结合能大，42 42 63故 He 核比 Li 核稳定，B 项正确；两个 H 核结合成 He 核时比结合能增大，释放能量，42 63 21 42C 项正确； U 核中核子的平均结合能比 Kr 核中的小，D 项错误.23592 8936变式 7 用 放 射 源 钋 放 出 的 射 线 轰 击 铍 Be 时 ， 能 放 出 一 种 穿 透 力 极 强 的 中 性 射 线 ， 这 就94是 所 谓 的 铍 “辐 射 ”.1932 年 ， 英 国 物
27、理 学 家 查 德 威 克 用 铍 “辐 射 ”分 别 照 射 (轰 击 )氢 和 氮 (氢和 氮 可 视 为 静 止 )， 测 得 照 射 后 沿 铍 “辐 射 ”方 向 高 速 运动的氢核和氮核的速度之比为 71.查德威克假设铍“辐射”是由一种质量不为零的中性粒子构成的，从而通过上述实验在历史上首次发现了中子，为人类确定原子核的结构做出了重要贡献.若已知 粒子的质量为4.001 509 u，中子的质量为 1.008 665 u，铍核的质量为 9.012 19 u，碳核的质量为12.000 00 u，试确定核反应中所释放的核能为多少？答案 4.7 MeV解析 根据题意可写出发现中子的核反应方
28、程为 He Be C n，可得核反应过程中42 94 126 10的质量亏损为 m mHe mBe mC mn0.005 034 u，根据质能方程 E mc2得该核反应所释放的核能为 E 0.005 034 u4.7 MeV.931.5 MeV1 u变式 8 已知氘核的比结合能为 1.1 MeV，氦核的比结合能为 7.1 MeV，则两个氘核结合成一个氦核时( )A.释放出 4.9 MeV 的能量B.释放出 6.0 MeV 的能量C.释放出 24.0 MeV 的能量D.吸收 4.9 MeV 的能量答案 C14解析 根据题意可写出两个氘核结合成一个氦核的核反应方程为 H H He，由于氘核21 2
29、1 42的比结合能为 1.1 MeV，氦核的比结合能为 7.1 MeV，故结合前氘核的结合能为E121.1 MeV，结合后氦核的结合能为 E247.1 MeV，故 E2 E1 E224.0 MeV，负号表示释放能量，选项 C 正确.1.(多选)下列说法正确的是( )A.天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构B.一群处于 n3 能级激发态的氢原子，自发跃迁时能发出最多 3 种不同频率的光C.放射性元素发生一次 衰变，原子序数增加 1D. U 的半衰期约为 7 亿年，随着地球环境的不断变化，半衰期可能变短23592答案 BC2.在卢瑟福 粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看做静止不动，下列各图画出
30、的是其中两个 粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是( )答案 C解析 金箔中的原子核与 粒子都带正电， 粒子接近原子核过程中受到斥力而不是引力作用，A、D 错；由原子核对 粒子的斥力作用及物体做曲线运动的条件知曲线轨迹的凹侧应指向 粒子所受力的方向，B 错，C 对.3.下列说法正确的是( )A. P Si e 是一种核裂变反应3015 3014 01B.核反应堆产生的能量一定来自轻核聚变C.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应D.卢瑟福为解释 粒子散射实验现象提出了原子核式结构学说答案 D4.关于天然放射现象，以下叙述正确的是( )A.若使放射性物质的温度升高，其半衰期将变大B. 衰
31、变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的C.在 、 这三种射线中， 射线的穿透能力最强， 射线的电离能力最强D.铀核( U)衰变为铅核( Pb)的过程中，要经过 8 次 衰变和 6 次 衰变23892 20682答案 D155.(多选)下列说法正确的是( )A.天然放射性现象说明原子核内部具有复杂的结构B. 粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构C.原子核发生 衰变生成的新核原子序数增加D.氢原子从能级 3 跃迁到能级 2 辐射出的光子的波长小于从能级 2 跃迁到基态辐射出的光子的波长答案 AC解析 天然放射现象说明原子核内部具有复杂的结构，A 正确. 粒子散射实验说明原子具有核式结
32、构，B 错误.根据电荷数守恒、质量数守恒知， 衰变放出了一个电子，新核的电荷数增加 1，即原子序数增加，C 正确.氢原子从能级 3 跃迁到能级 2 辐射出的光子的能量小于从能级 2 跃迁到基态辐射出的光子的能量，故从能级 3 跃迁到能级 2 辐射出的光子的波长大于从能级 2 跃迁到基态辐射出的光子的波长，D 错误.6.(多选)(2014新课标全国卷35(1)改编)关于天然放射性，下列说法正确的是( )A.所有元素都可能发生衰变B.放射性元素的半衰期与外界的温度无关C.放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D.、 和 三种射线中， 射线的穿透能力最强答案 BCD解析 自然界中绝大部分元素没
33、有放射现象，选项 A 错误；放射性元素的半衰期只与原子核结构有关，与其他因素无关，选项 B、C 正确；、 和 三种射线电离能力依次减弱，穿透能力依次增强，选项 D 正确.7.(2017天津和平质量调查)下列说法正确的是( )A.卢瑟福用 粒子轰击 N 核获得反冲核 O 发现了质子147 178B.普朗克通过对光电效应现象的分析提出了光子说C.玻尔通过对天然放射现象的研究提出了氢原子能级理论D.汤姆孙发现电子从而提出了原子的核式结构模型答案 A解析 光子说是爱因斯坦提出的，B 错误.玻尔通过对氢原子光谱的成因的研究提出了氢原子能级理论，C 项错误.卢瑟福通过 粒子的散射实验，提出了原子的核式结构
34、模型，D 项错误.8.(2017安徽江南十校联考)铀核( U)经过 m 次 衰变和 n 次 衰变变成铅核( Pb)，23592 20782关于该过程，下列说法中正确的是( )A.m5， n4B.铀核( U)的比结合能比铅核( Pb)的比结合能小23592 2078216C.衰变产物的结合能之和小于铀核( U)的结合能23592D.铀核( U)衰变过程的半衰期与温度和压强有关23592答案 B解析 原子核衰变时质量数守恒，电荷数守恒，2354 m207,92822 m n，两式联立解得： m7， n4，A 项错误.衰变产物的结合能之和大于铀核( U)的结合能，C 错误.半23592衰期由原子核内
35、部自身的因素决定，与温度和压强无关，D 项错误.9.(多选)关于核反应方程 Th PaX E( E 为 释 放 的 核 能 ， X 为 新 生 成 的 粒 子)，23490 23491已知 Th 的半衰期为 1.2 min，则下列说法正确的是( )23490A.此反应为 衰变B. Pa 核和 Th 核具有相同的质量23491 23490C. Pa 具有放射性23491D.64 g 的 Th 经过 6 min 还有 1 g Th 尚未衰变23490 23490答案 AC解析 根据核反应方程质量数和电荷数守恒可判断出 X 为 e，所以此反应为 衰变，A0 1正确； Pa 核与 Th 核质量并不同，
36、B 错误；根据化学元素周期表及化学知识知，23491 23490Pa 为放射性元素，C 正确；利用半衰期公式 m 余 ()2tm 原 ，解得 m 余 2 g，则 D 错误.2349110.用频率为 0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为 1、 2和 3的三条谱线，且 3 2 1，则( )A. 0 1 B. 3 2 1C. 0 1 2 3 D. 1 1 1 2 1 3答案 B11.处于激发状态的原子，在入射光的电磁场的影响下，从高能态向低能态跃迁，两个状态之间的能量差以辐射光子的形式发射出去，这种辐射叫做受激辐射.原子发生受激辐射时，发出的光子频率、发射方向等都跟入
37、射光子完全一样，这样使光得到加强，这就是激光产生的机理.那么，发生受激辐射时，产生激光的原子的总能量 E、电势能 Ep、电子动能 Ek的变化情况是( )A.Ep增大、 Ek减小， E 减小B.Ep减小、 Ek增大， E 减小C.Ep增大、 Ek增大， E 增大D.Ep减小、 Ek增大， E 不变答案 B171812.(多选)以下有关近代物理内容的若干叙述，正确的是( )A.紫外线照射到金属锌板表面时能发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B.玻尔认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的C.光子不仅具有能量，也具有动量D.根据玻尔能级理论，
38、氢原子辐射出一个光子后，将由高能级向较低能级跃迁，核外电子的动能增加答案 BCD13.(2017河南六市一联)以下说法正确的是( )A.氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子电势能增大，原子能量减小B.紫外线照射到金属锌板表面时能够产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的个数增多，光电子的最大初动能增大C.氢原子光谱有很多不同的亮线，说明氢原子能发出很多不同的频率的光，但它的光谱不是连续谱D.天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，阴极射线是原子核内的中子转变为质子时产生的高速电子流答案 C解析 氢原子核外电子从半径较小的轨道跃
39、迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子电势能增大，原子能量增大，A 项错误.由 Ek h W0可知，只增加光照强度而不改变光的频率，光电子的最大初动能不变，B 项错误.原子核内的中子转变为质子时产生的高速电子流是 射线，不是阴极射线，D 项错误.14.用速度大小为 v 的中子轰击静止的锂核( Li)，发生核反应后生成氚核和 粒子，生成63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 78，中子的质量为 m，质子的质量可近似看做 m，光速为 c.(1)写出核反应方程.(2)求氚核与 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，求出质量亏损.答案 (1) n Li H He10 63 31 42(2) v v (3)711 811 141mv2121c2解析 (1)由题意可知，核反应方程为n Li H He.10 63 31 42(2)设中子的初速度方向为正方向，19由动量守恒定律得 mv3 mv14 mv2由题意得 v1 v278解得 v1 v， v2 v.711 811(3)氚核和 粒子的动能之和为Ek 3mv12 4mv2212 12 mv2403242释放的核能为 E Ek Ekn mv2 mv2403242 12 mv2141121由爱因斯坦质能方程得，质量亏损为 m . Ec2 141mv2121c2
