2019届高考物理大一轮复习第12章第2讲原子结构和原子核精练

第2讲 原子结构和原子核

◎基础巩固练

1．(2015·天津理综·1)物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上。下列说法正确的是( )

A．天然放射现象说明原子核内部是有结构的 B．电子的发现使人们认识到原子具有核式结构 C．α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的 D．密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的

解析： 放射现象中释放出了其他粒子，说明原子核内部具有一定的结构，A正确；电子的发现使人们认识到原子是可以分割的，是由更小的微粒组成的，B错误；α粒子散射实验否定了汤姆孙提出的枣糕式原子模型，建立了核式结构模型，C错误；密立根油滴实验测定了电子的电荷量，D错误。

答案： A 2.

(多选)(2018·江苏泰州中学模拟)如图为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可以观察α粒子在各个角度的散射情况，下列说法正确的是( )

A．α粒子发生散射的主要原因是 α粒子撞击到金原子核后产生的反弹 B．在图中A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多 C．卢瑟福选用不同的金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似 D．卢瑟福根据此实验得出原子的核式结构模型

解析： 放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少，而放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多，B错误；α粒子发生散射的主要原因是受到金原子核的库仑斥力作用，A错误；选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似，故C正确；卢瑟福根据此实验得出原子的核式结构模型，D正确。

答案： CD

3．下列说法正确的是( )

A．天然放射性元素 90Th(钍)经过4次α衰变和8次β衰变变成 82Pb(铅) B．α衰变产生的α射线穿透能力最强

C．质子、中子、α粒子的质量分别是m1、m2、m3，质子和中子结合成一个α粒子，释

232

208

放的能量是(2m1＋2m2－m3)c

D．由爱因斯坦质能方程可知，质量和能量可以相互转化

解析： 天然放射性元素 90Th(钍)衰变变成 82Pb，根据质量数守恒和质子数守恒，需要232－208

经过n＝＝6次α衰变、经过m＝2n－(90－82)＝4次β衰变，即天然放射性元素

4

232 90

232

208

2

Th(钍)经过6次α衰变和4次β衰变变成 82Pb(铅)，选项A错误； α衰变产生的α射

208

线电离能力最强，穿透能力最弱，选项B错误；质子和中子结合成一个α粒子，需要两个质子和两个中子，质量亏损Δm＝2m1＋2m2－m3，由质能方程可知，释放的能量ΔE＝Δm·c2

2

＝(2m1＋2m2－m3)c，选项C正确；爱因斯坦质能方程只是反映了质量与能量之间的关系，质量和能量不可以相互转化，选项D错误。

答案： C

4．核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137。碘131的半衰期约为8天，会释放β射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射γ射线。下列说法正确的是( )

A．碘131释放的β射线由氦核组成

B．铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量 C．与铯137相比，碘131衰变更慢 D．铯133和铯137含有相同的质子数

解析： β射线的本质是电子，并非氦核，A错误。γ光子的频率大于可见光光子的频率，由E＝hν可知，γ光子的能量大于可见光光子的能量，B错误。半衰期越小表示元素衰变越快，C错误。同位素的中子数不同但含有相同的质子数，D正确。

答案： D

5．铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应； 92U＋0n―→a＋b＋20n则a＋b可能是( )

A. 54Xe＋36Kr C. 56Ba＋38Sr

141

93

140

93

1

235

1

B. 56Ba＋36Kr D． 54Xe＋38Sr

140

94

14193

解析： 根据核反应中的质量数守恒可知，a＋b的质量数应为235＋1－2＝234，质子数应为92，A项中的质量数为140＋93＝233，B项中质量数是141＋92＝233，C项中质量数为141＋93＝234，质子数为56＋38＝94，D项中质量数为140＋94＝234，质子数为54＋38＝92，综上可知，答案为D。

答案： D

6．(多选)如图所示，氢原子在不同能级间发生a、b、c三种跃迁时，释放光子的波长分别是λa、λb、λc，则下列说法正确的是( )

A．释放光子的波长关系为λb＝λa＋λc

B．从n＝3能级跃迁到n＝2能级时，辐射的光子频率最小

C．从n＝3能级跃迁到n＝2能级时，电子的动能增加，电势能减小，氢原子的能量减小

D．若用波长为λc的光照射某金属时恰好能发生光电效应，则用波长为λa的光照射该金属时也一定能发生光电效应

解析： 根据E＝hν，可得νb＝νa＋νc、νb＞νc＞νa，B正确；由ν＝得A错

λ误；氢原子从高能级向低能级跃迁，将以辐射光子的形式向外放出能量，电子的动能增加，电势能减小，氢原子的总能量减小，C正确；由于νc＞νa，用波长为λa的光照射该金属时一定不能发生光电效应，D错误。

答案： BC

7．一个静止的放射性同位素的原子核15P衰变为14Si，另一个静止的天然放射性元素的原子核 90Th衰变为 91Pa，在同一磁场中，得到衰变后粒子的运动径迹1、2、3、4，如图所示，则这四条径迹依次是( )

A．电子， 91Pa，14Si，正电子 B. 91Pa，电子，正电子，14Si C.14Si，正电子，电子， 91Pa D．正电子，14Si， 91Pa，电子

30

234

30

234

234

30

234

30

234

234

30

30

c

解析： 衰变前后动量守恒，由运动半径r＝知1、4为反冲核，根据旋转方向知2是电子，3是正电子。选项B正确。

答案： B 8．(多选)

mvqB

如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系图象，下列说法中正确的是( )

A．若原子核D和E结合成F，结合过程一定会吸收核能 B．若原子核D和E结合成F，结合过程一定会释放核能 C．若原子核A分裂成B和C，分裂过程一定会吸收核能 D．在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度

解析： 原子核D和E结合成F，有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程，有能量释放，故选项A错误，B正确；若原子核A分裂成B和C，也有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程，有能量释放，故选项C错误；在核反应堆的铀棒之间插入镉棒，用镉棒来吸收中子控制核反应速度，选项D正确。

答案： BD

9．(多选)静止的镭原子核 88Ra经一次α衰变后变成一个新核Rn，则下列相关说法正确的是( )

A．该衰变方程为 88Ra→ 86Rn＋2He

B．若该元素的半衰期为τ，则经过2τ的时间，2 kg的 88Ra中有1.5 kg已经发生了衰变

C．随着该元素样品的不断衰变，剩下未衰变的原子核 88Ra越来越少，其半衰期也变短 D．若把该元素放到密闭的容器中，则可以减慢它的衰变速度

228

228

228

224

4

228

?1?t2282244

解析： 由镭的α衰变方程 88Ra→ 86Rn＋2He，可判断A正确。由m＝m0??，可知，t?2?τ

＝2τ时，m＝0.5 kg，则已衰变的镭为m衰＝2 kg－0.5 kg＝1.5 kg，B正确。放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，C、D错误。

答案： AB

10．(多选)(2018·武汉市毕业生调研)一种典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出3个中子，核反应方程是 92U＋X―→ 56Ba＋36Kr＋30n，已知部分原子核的比结合能与核子数的关系如图所示，下列说法正确的是( )

235

144

89

1