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1、
第二講 原子結(jié)構(gòu) 原子核
一、單項(xiàng)選擇題
1.不能用盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)模型得出的結(jié)論是( )
A.原子中心有一個(gè)很小的原子核
B.原子核是由質(zhì)子和中子組成的
C.原子質(zhì)量幾乎全部集中在原子核內(nèi)
D.原子的正電荷全部集中在原子核內(nèi)
解析:盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)粒子未發(fā)生偏轉(zhuǎn),少數(shù)發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn),極少數(shù)反向運(yùn)動(dòng),說(shuō)明原子質(zhì)量幾乎全部集中在核內(nèi);原子核和α粒子間具有斥力,所以正電荷集中在核內(nèi);因?yàn)橹挥袠O少數(shù)反向運(yùn)動(dòng),說(shuō)明原子核很小;并不能說(shuō)明原子核是由質(zhì)子和中子組成的.
答案:B
2.波粒二象性是微觀世界的基本特征,以下說(shuō)法正確的有( )
A.光電效應(yīng)
2、現(xiàn)象揭示了光的波動(dòng)性
B.熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說(shuō)明中子具有波動(dòng)性
C.黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用光的波動(dòng)性解釋
D.動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子,它們的德布羅意波長(zhǎng)也相等
解析:光電效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性,A錯(cuò)誤.衍射是波的特點(diǎn),說(shuō)明中子具有波動(dòng)性,B正確.黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律說(shuō)明光具有粒子性,C錯(cuò)誤.動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子,二者質(zhì)量不同,德布羅意波長(zhǎng)不相等,D錯(cuò)誤.
答案:B
3.目前,在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝飾材料,這些巖石都不同程度地含有放射性元素.比如,有些含有鈾、釷的花崗巖等巖石會(huì)釋放出放射性惰性氣體氡,而氡會(huì)發(fā)生放射性衰變,放射出α、β、γ射線,這些射線會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞
3、發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾病.根據(jù)有關(guān)放射性知識(shí)可知,下列說(shuō)法正確的是( )
A.氡的半衰期為3.8天,若取4個(gè)氡原子核,經(jīng)7.6天后就剩下一個(gè)原子核了
B.β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的
C.γ射線一般伴隨著α或β射線產(chǎn)生,在這三種射線中,α射線的穿透能力最強(qiáng),電離能力最弱
D.發(fā)生α衰變時(shí),生成核與原來(lái)的原子核相比,中子數(shù)減少了4
解析:半衰期遵循統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對(duì)單個(gè)或少數(shù)原子核是沒(méi)有意義的,A錯(cuò)誤,根據(jù)3種射線的特性及衰變實(shí)質(zhì)可知B正確,C、D錯(cuò)誤.
答案:B
4.如圖所示,放射性元素鐳衰變過(guò)程中釋放出α、β、γ三種射線,分別進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)
4、中.下列說(shuō)法正確的是( )
A.①表示γ射線,③表示α射線
B.②表示β射線,③表示α射線
C.④表示α射線,⑤表示γ射線
D.⑤表示β射線,⑥表示α射線
解析:γ射線為電磁波,在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中均不偏轉(zhuǎn),故②和⑤表示γ射線,選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤;α射線中的α粒子為氦的原子核,帶正電,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,沿電場(chǎng)方向偏轉(zhuǎn),故③表示α射線,由左手定則可知在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中α射線向左偏,故④表示α射線,選項(xiàng)C正確.
答案:C
二、多項(xiàng)選擇題
5.(2017湖北七市聯(lián)合模擬)下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是( )
A.湯姆生發(fā)現(xiàn)電子,表明原子具有核式結(jié)構(gòu)
B.光電效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性
C.按照波爾理論,
5、氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí),電子的動(dòng)能減小,原子總能量增加
D.氡的半衰期為3.8天,若有4個(gè)氡原子核,經(jīng)過(guò)7.6天就只剩下1個(gè)
解析:湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子,認(rèn)為原子是棗糕式模型,故A錯(cuò)誤;光電效應(yīng)現(xiàn)象說(shuō)明光具有粒子性,故B正確;氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí),原子能量增大,根據(jù)k=m知,動(dòng)能減小,故C正確;半衰期是對(duì)大量原子核的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對(duì)于單個(gè)或者少數(shù)是不成立的,故D錯(cuò)誤.
答案:AD
6.(2017河北正定中學(xué)期末)下列說(shuō)法正確的是( )
A.圖甲中,當(dāng)弧光燈發(fā)出的光照射到鋅板上時(shí),與鋅板相連的驗(yàn)電器鋁箔有張角,證明光具有粒子性
6、
B.圖乙為某金屬在光的照射下,光電子最大初動(dòng)能E與入射光頻率ν的關(guān)系圖象,當(dāng)入射光的頻率為2ν0時(shí),產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為E
C.圖丙中,用從n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑,不能發(fā)生光電效應(yīng)
D.丁圖中由原子核的核子平均質(zhì)量與原子序數(shù)Z的關(guān)系可知,若D和E能結(jié)合成F,結(jié)合過(guò)程一定會(huì)釋放能量
解析:光子帶有能量使鋅板中的電子吸收后脫離鋅板,鋅板帶有正電,驗(yàn)電器夾角張開,說(shuō)明發(fā)生了光電效應(yīng),光電效應(yīng)能說(shuō)明光具有粒子性,A正確;根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0,結(jié)合圖象可知縱截距代表的是逸出功W0=E=hν0,當(dāng)入射的頻率為2ν0時(shí),最大
7、初動(dòng)能為Ek=2hν0-W0=E,B正確;圖丙中放出光子的能量根據(jù)能級(jí)躍遷公式得出hν=E2-E1=10.2 eV>6.34 eV,所以能發(fā)生光電效應(yīng),C錯(cuò)誤;丁圖中D和E能結(jié)合成F屬于輕核聚變,一定釋放能量,D正確.
答案:ABD
7.(2017廣東深圳模擬)下列說(shuō)法正確的是( )
A.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,入射光越強(qiáng),單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多
B.氫原子輻射一個(gè)光子后,氫原子核外電子動(dòng)能減小
C.大量事實(shí)表明,原子核衰變時(shí)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒
D.原子核的半衰期與環(huán)境的溫度、壓強(qiáng)有關(guān)
解析:光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,入射光越強(qiáng),單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多,選項(xiàng)A正確;氫原子輻射一個(gè)光
8、子后,電子運(yùn)轉(zhuǎn)的半徑減小,則氫原子核外電子動(dòng)能增大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;大量事實(shí)表明,原子核衰變時(shí)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒,選項(xiàng)C正確;原子核的半衰期與環(huán)境的溫度、壓強(qiáng)無(wú)關(guān),選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
答案:AC
8.(2017云南師大附中月考)下列說(shuō)法正確的是( )
A.普朗克在研究黑體輻射時(shí)提出了能量子假說(shuō)
B.盧瑟福通過(guò)分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子
C.一定強(qiáng)度的入射光照射某金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),入射光的頻率越高,單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多
D.6C的半衰期為5730年,若測(cè)得一古生物遺骸中的6C含量只有活體中的,則此遺骸距今約有17190年
解析:普朗克在研究黑體輻射時(shí)提出了能量子
9、假說(shuō),A正確;盧瑟福預(yù)言了中子的存在,查德威克通過(guò)原子核人工轉(zhuǎn)變的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了中子,故B錯(cuò)誤;光照強(qiáng)度越大,單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多,C錯(cuò)誤;若測(cè)得一古生物遺骸中6C的含量只有活體中的,說(shuō)明經(jīng)過(guò)了三個(gè)半衰期,則此遺骸距今約有35730年=17190年,故D正確.
答案:AD
三、非選擇題
9.(2017陜西寶雞模擬)盧瑟福用α粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子.發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)為:N+He→O+H.已知氮核質(zhì)量為mN=14.007 53 u,氧核的質(zhì)量為mO=17.004 54 u,氦核質(zhì)量mHe=4.003 87 u,質(zhì)子(氫核)質(zhì)量為mp=1.008 15 u.(已知1u相當(dāng)于931 MeV的
10、能量,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)求:
(1)這一核反應(yīng)是吸收能量還是放出能量的反應(yīng)?相應(yīng)的能量變化為多少?
(2)若入射氦核以v0=3107 m/s的速度沿兩核中心連線方向轟擊靜止氮核.反應(yīng)生成的氧核和質(zhì)子同方向運(yùn)動(dòng),且速度大小之比為1∶50.求氧核的速度大?。?
解析:(1)Δm=mN+mHe-mO-mp=-0.001 29 u.
ΔE=Δmc2=-1.20 MeV.
故這一核反應(yīng)是吸收能量的反應(yīng),吸收的能量為1.20 MeV.
(2)mHev0=mHvH+mOvO,
又vO∶vH=1∶50,
解得vO=1.8106 m/s.
答案:(1)吸收能量 1.20 MeV (2)1.8
11、106 m/s
10.紫光在真空中的波長(zhǎng)為4.510-7 m,問(wèn):(h=6.6310-34 Js,c=3108 m/s)
(1)紫光光子的能量是多少?
(2)用它照射極限頻率νc=4.621014 Hz的金屬鉀能否產(chǎn)生光電效應(yīng)?
(3)若(2)能產(chǎn)生光電效應(yīng),則光電子的最大初動(dòng)能為多少?
解析:(1)E=hν=h=4.4210-19 J.
(2)ν=≈6.671014 Hz.
因?yàn)棣停睛蚦,所以能產(chǎn)生光電效應(yīng).
(3)光電子的最大初動(dòng)能Ek=hν-W0=h(ν-νc)≈1.3610-19 J
答案:(1)4.4210-19 J (2)能 (3)1.3610-19 J
11.
12、(2017淮安模擬)1930年英國(guó)物理學(xué)家考克饒夫和瓦爾頓建造了世界上第一臺(tái)粒子加速器,他們獲得了高速運(yùn)動(dòng)的質(zhì)子,用來(lái)轟擊靜止的鋰7(Li)原子核,形成一個(gè)不穩(wěn)定的復(fù)合核后分解成兩個(gè)相同的原子核.
(1)寫出核反應(yīng)方程式;
(2)已知質(zhì)子的質(zhì)量為m,初速度為v0,反應(yīng)后產(chǎn)生的一個(gè)原子核速度大小為v0,方向與質(zhì)子運(yùn)動(dòng)方向相反,求反應(yīng)后產(chǎn)生的另一個(gè)原子核的速度以及反應(yīng)過(guò)程中釋放的核能(設(shè)反應(yīng)過(guò)程釋放的核能全部轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能).
解析:(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒,則有
Li+H→2He
(2)由動(dòng)量守恒定律得
mv0=4m(-v0)+4mv
解得v=v0
釋放的核能為
ΔE=(4m)v2+4m(v0)2-mv
解得ΔE=mv
答案:(1)Li+H→2He
(2)v0 mv
我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài),需要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式,改變粗放式增長(zhǎng)模式,不斷優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)健康可持續(xù)發(fā)展進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展,推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化,推動(dòng)城鄉(xiāng)發(fā)展一體化因:我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展還面臨區(qū)域發(fā)展不平衡、城鎮(zhèn)化水平不高、城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡不協(xié)調(diào)等現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。