3-5-2波粒二象性原子結(jié)構(gòu)與原子核一、選擇題（2011天津）下列能揭示原子具有核式結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)是（）光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn) B.倫琴射線的發(fā)現(xiàn)C.a粒子散射實(shí)驗(yàn) D.氫原子光譜的發(fā)現(xiàn)［答案］C［解析］①光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)揭示了光具有粒子性，故A錯(cuò)誤；倫琴射線是原子內(nèi)層電子能級(jí)躍遷產(chǎn)生，故B錯(cuò)誤；a粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子具有核式結(jié)構(gòu).因?yàn)榻^大部分a粒子不偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)a粒子發(fā)生了大角度散射.故C正確；氫原子光譜的發(fā)現(xiàn)揭示了氫原子能量分布是不連續(xù)的.故D錯(cuò)誤.（2011北京）表示放射性元素碘捋姬1"衰變的方程是（）53A.131I—127Sb+4He B.131I—131Xe+0e53 51 2 53 54 -1C.131I—130I+1n D.131I-130Te+1H53 53 0 53 52 1［答案］B［解析］P衰變釋放的是電子空，A、C、D錯(cuò)誤，B正確.碘131釋放的p射線由氦核組成銫137衰變時(shí)輻射出的y光子能量小于可見光光子能量與銫137相比，碘131衰變更慢銫133和銫137含有相同的質(zhì)子數(shù)（2011重慶）核電站核泄漏的污染物中含有碘131和銫碘131釋放的p射線由氦核組成銫137衰變時(shí)輻射出的y光子能量小于可見光光子能量與銫137相比，碘131衰變更慢銫133和銫137含有相同的質(zhì)子數(shù)B.C.DB.C.D.［答案］D［解析］①。射線是高速電子流，A錯(cuò)誤；②y光子能量比可見光光子能量大，B錯(cuò)誤；③碘131比銫137衰變得更快，C錯(cuò)誤.④銫137和銫133是同位素，即核內(nèi)具有相同質(zhì)子數(shù)和不同中子數(shù)，故D正確.4.（2011浙江）關(guān)于天然放射現(xiàn)象，下列說法正確的是（）a射線是由氦原子核衰變產(chǎn)生p射線是由原子核外電子電離產(chǎn)生7射線是由原子核外的內(nèi)層電子躍遷產(chǎn)生通過化學(xué)反應(yīng)不能改變物質(zhì)的放射性［答案］D［解析］①a射線本身是氮核流，所以A錯(cuò)誤；②p射線是高速電子流，是原子核內(nèi)一個(gè)中子變成一個(gè)質(zhì)子時(shí)放射出的電子，不是核外電子電離產(chǎn)生的，所以B錯(cuò)誤：③〉射線是a衰變或P衰變發(fā)生時(shí)，產(chǎn)生的新核由于具有過多的能量佻于激發(fā)態(tài)）而輻射出的光子流，所以C錯(cuò)誤；④化學(xué)反應(yīng)中不會(huì)形成新的原子核，而物質(zhì)的放射性主要是元素的放射性，所以D正確.5.902Th（釷）經(jīng)過一系列a和p衰變，變颼28Pb（鉛），下列說法錯(cuò)誤的是（）鉛核比釷核少8個(gè)質(zhì)子鉛核比釷核少16個(gè)中子共經(jīng)過4次a衰變和6次p衰變共經(jīng)過6次a衰變和4次p衰變［答案］C［解析］由于p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a衰變的次數(shù)為：232-208x= 1 =64現(xiàn)結(jié)合核電荷數(shù)的變化情況和衰變規(guī)律來判斷隧變的次數(shù)J應(yīng)滿足：2x-y=90-82=8所以y=2x-8=4.6.（2011蘇北四市模擬）北京時(shí)間2011年3月11日在日本海域發(fā)生強(qiáng)烈地震，強(qiáng)震引發(fā)了福島核電站危機(jī).下列關(guān)于核裂變和核輻射的方程正確的是（）235U+0n^1?1Ba+92Kr+10Jn235Puf235U+4He94 92 2137Cs—137Ba+0e35 56 -115；If^Xe+^e［答案］BCD［解析］根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知，BCD正確.7.當(dāng)用具有1.87eV能量的光子照射n=3激發(fā)態(tài)的氫原子時(shí)（）氫原子不會(huì)吸收這個(gè)光子氫原子吸收該光子后被電離，電離后電子的動(dòng)能為0?36eV氫原子吸收該光子后被電離，電離后電子的動(dòng)能為零氫原子吸收該光子后不會(huì)被電離［答案］B13.6［解析］當(dāng)n=3時(shí)，氧原子的能量E== eV=-1.51eV所以處3 32于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子的電離能是1.51eV,當(dāng)該原子吸收具有1.87eV能量的光子后被電離，電離后電子的動(dòng)能是（1?87-1?51）eV=0?36eV（2011溫州八校模擬）如圖為氫原子的能級(jí)示意圖，一群氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài)，在向較低能級(jí)躍遷的過程中向外發(fā)出光子，用這些光子照射逸出功為2.49eV的金屬鈉，下列說法中正確的是（）n=4 0.85eVn=3 1.51eVn=2 —3.40eV7i=l —13.6eV這群氫原子能輻射出三種頻率不同的光，其中從n=3躍遷到n=2所發(fā)出的光波長(zhǎng)最短這群氫原子在輻射光子的過程中電子繞核運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能減小，原子勢(shì)能增大C.金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能為11.11eVD?金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能為9.60eV［答案］D［解析］①氫原子由n=3的激發(fā)態(tài)向較低能級(jí)躍遷的過程中，可輻射出三種不同頻率的光，分別為n=3—n=2、n=3—n=1和n=2—n=1躍遷時(shí)發(fā)出，由E=hcl入可以得出：能級(jí)差越大的，所發(fā)出的光波長(zhǎng)越短，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;②這群氫原子在輻射光子的過程中電子繞核運(yùn)動(dòng)的半徑減小，動(dòng)能增大，原子勢(shì)能減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；③入射光能量越大，從金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能越大，所以金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能為氫原子由n=3向n=1躍遷時(shí)發(fā)出的光子照射時(shí)獲得的，Etk=加一W=(13.6一1.51)eV-2.49eV=9.60eV選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確.二、非選擇題(2011江蘇)按照玻爾原子理論，氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn)，氫原子的能 選填“越大”或“越小”).已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1(E1V0)，電子質(zhì)量為m,基態(tài)氫原子中的電子吸收一頻率為v的光子被電離后，電子速度大小為 詹朗克常量為K).［答案］越大\、竺瘁［解析］由E廣.春可知，電子離原子核越遠(yuǎn)，n越大，En越大，故氫原子的能量越大.1由能量守恒定律得：E1+hv=^mv2-0解得：，e駕瘁(2011茂名模擬)一個(gè)原來靜止的鋰核(6Li)俘獲一個(gè)速度為v0=1.54X105m/s的中子后，生成一個(gè)氚核和一個(gè)氦核，已知氚核的速度為v1=2.0X103m/s,方向與中子的運(yùn)動(dòng)方向相反.請(qǐng)寫出核反應(yīng)方程；(2球出氦核的速度v2.［答案］(1)6Li+m—3H+4He(2)4X104m/s3 0 12［解析］(1)核反應(yīng)方程：3Li+1n—3H+4He設(shè)中子速度v0的方向?yàn)檎?，中子質(zhì)量為m，則氚核質(zhì)量為3m，氦核質(zhì)量為4m.根據(jù)動(dòng)量守恒定律得：mv0=-3mv1+4mv2代入數(shù)據(jù)得：v2=4X104m/s.氫原子的核外電子質(zhì)量為m,電荷量為g,在離核最近的軌道上運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為r1.電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能Ek是多少？電子繞核轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率是多少？氫原子核在離核最近的電子軌道處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度占為多大？［答案］(免(2#房礁1 111ke2mv2 1 ke2［解析］(1)根據(jù)點(diǎn)=亍和Ek=2mv2得Ek=廳TOC\o"1-5"\h\zii i周期”事頻率尸*結(jié)*=牛得v 1 r1 0fe2 ke根據(jù)庫侖定律F=k-和F=Ee得Er.ri i12.(2011濰坊模擬)用速度大小為v的中子轟擊靜止的鋰核(6Li)，發(fā)生核反應(yīng)后生成氚核和a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a粒子的速度之比為7：8.中子的質(zhì)量為m，質(zhì)子的質(zhì)量可近似看做血，光速為c.寫出核反應(yīng)過程；求氚核和a粒子的速度大?。蝗艉朔磻?yīng)過程中放出的核能全部轉(zhuǎn)化為a粒子和氚核的動(dòng)能，求質(zhì)量虧損.［答案］(1加+貌—洲+糜(2痔v和⑶1*20 3 1 2 11 11 121C2［解析］(1)0n+3Li-3H+；He①(2)由動(dòng)量守恒定律得mv=-3mvi+4mv(②由題意得vi:v2=7：8解得v1=￡v，v2=18［v③TOC\o"1-5"\h\z1 1 403(3)氤核和a粒子的動(dòng)能之和為Ek=2X3mvJ+2X4mv2=242mv2?403 1 141一釋放的核能為4E=Ek-Ekn=242mv2-^mv2=克產(chǎn)彩2⑤由愛因斯坦質(zhì)能方程得，質(zhì)量虧損為』m=^=碧詈⑥c2 121c213.如圖所示，氫原子從n>2的某一能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)，輻射出能量為2.55eV的光子.問最少要給基態(tài)的氫原子提供多少電子伏特的能量，才能使它輻射上述能量的光子？請(qǐng)?jiān)趫D中畫出獲得該能量