原子和原子核考点复习题2

α粒子散射实验、原子的核式结构A

1、　  [94上海一1]提出原子核式结构模型的科学家是(  ．)．

　　A．汤姆生　  B．玻尔　　C．卢瑟福　  D．查德成克

答：C

解析：卢瑟福很据。粒子散射实验的结果提出原子的核式结构．

2、　 [01上海2]卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有(　　)．

　　A．原子的中心有个核，叫做原子核　　B．原子的正负电荷都均匀分布在整个原子中

　　C．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里　　D．带负电的电子在核外绕核旋转

答：A、C、D．

解析：核式模型指出，原子的几乎全部质量和全部正电荷都集中在原予核里，电子在核外绕核高速旋转．故A C D正确．

3、　 [96上海一1]根据卢瑟福的原子核式结构模型，下列说法正确的是(　　)．

A．原子中的正电荷均匀分布在整个原子范围内　　B．原子中的质量均匀分布在整个原子范围内

C．原子中的正电荷和质量都均匀分布在整个原子范围D.原子中的正电荷和几乎全部质量都集中在很小的区域范围内

答：Ｄ

解析：粒子散射实验表明原子中的正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的范围内．

4、　 [97全国1]在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是(　　)．

A，原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上　　B．正电荷在原子中是均匀分布的

C．原子中存在着带负电的电子　　　　　　　　　　　　  D．原子只能处于一系列不连续的能量状态中

答：A．

解析：只有正电荷和绝大部分质量集中在很小的核上，α粒子才能发生大角度偏转。故A正确，B错．C和D并非原因，故都错．

氢原子的能级结构、光子的发射和吸收B

5、　 [95全国20]如图16-1给出氢原子最低的四个能级，氢原子在这些能级之间跃迁所辐射的光子的频率最多有　　　　种，其中最小的频率等于　　　　 Hz．(保留两位有效数字)

答：6，1.6×10^１４

解析：如图16-7所示氢原子最低4个能级的辐射跃迁共有6种，其中从n＝4跃迁到n＝3能级时原子辐射能量最小，光子频率最小，由玻尔理论：γ＝＝1.6×10¹⁴Hz．

6、　 [96全国5]根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后(　　)．

　　A．原子的能量增加，电子的动能减小　　B．原子的能量增加，电于的动能增加

　　C．原子的能量减小，电子的动能减小　　D．原子的能量减小，电子的动能增加

答：D

解析：由玻尔理论，因E₁=-13.6ev，所以n减小，E_n减小，由F_e=F_向得：，化简得：E_ｋｎ＝＝，n减小，r_n减小，E_ｋｎ增大．

7、　 [98全国9]处于基态的氢原子在某单色光束的照射下，只能发出顿率为、、₃的三种光，且＜＜₃，则该单色光的光子能量为(　  )．

　　A．，　　B．　  C．，　　D．(++)

答：C

解析：氢原子吸收能量E₀＝₀为某单色光频率)，跃迁到某激发态，从激发态再往低能态跃迁

会以光子形式辐射能量，跃迁回基态时辐射能量最大，对应光子频率最大，即为γ₃，因此γ₀＝γ₃，即γ₀＝γ₃。

氢原子的电子云A

原子核的组成、天然放射现象、αβγ射线、衰变、半衰期A

8、　 [03江苏4]铀裂变的产物之—氦90(Kr)是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90(Zr)，这些衰变是(　  )．

　　A．1次α衰变，6次β衰变　　B．4次β衰变　  C．2次α衰变　　D．2次α衰变．2次β衰变

答：B．

解析：设经历了x次α衰变，y次β衰变．

　　则Kr→Zr+He+e

∵90＝90+4x；36＝40+2x+（-y）．∴＝6，＝4，故选B．

9、　 [02上海1]图16-4中P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成，，三束，以下判断正确的是(　　)．

　　A．为α射线、为β射线．　　B．为β射线、为γ射线．

　　C．为γ射线、为α射线．　　D．为α射线、为γ射线．

答：B、C．

解析：α为He带正电，β为e带负电，γ为光子，不带电，故选B、C

10、[01广东理综19]原子序数大于92的所有元素，都能自发地放出射线，这些射线共有

三种α射线、β射线和γ射线．下列说法中正确的是

　A．原予核每放出一个α粒子，原子序数减少4  　B．原予核每放出一个α粒子，原于序数增加4

　C．原子核每放出一个β粒子，原子序数减少l  　 D．原子核每放出一个β粒子，原子序数增加1

答：D．

解析：由质量数与电荷数守恒，放出一个α粒子原子序数减少2，放出一个β粒子原子序数增加1，故D正确．

11、[01全国春季2]下列现象中，与原子核内部变化有关的是(　　)．

　　A．α粒子散射　　 B．光电效应　  C．天然放射现象　　D．原子发光现象

答：C

解析：α粒子散射实验表明原子的核式结构，A错；光电效应表明光具有粒子性，B错；天然放射性是人们认识原子内部复杂结构的开始，C正确；原子发光是原子能级跃迁的结果，D错．

12、[99上海2]天然放射现象的发现揭示了(　　)．

　　A．原子不可再分　  B．原子的核式结构　　C，原子核还可再分　  D．原子核由质子和中子组成

答：C

解析：天然放射性说明一个原予核可以分成几个原予核，即原子可分．

原子核的人工转变、核反应方程、放射性同位素及其应用A

13、[03全国理综16]下面列出的是一些核反应方程：

³⁰ P→³⁰ Si+X、Be+H→B +Y、He+He→Li+Z　 其中(　  )．

　　A．X是质子，Y是中子，Z是正电子　  B，X是正电子，Y是质子，Z是中子

　　C．X是中子，Y是正电子，Z是质子　  D．K是正电于，Y是中子，Z是正质子

答：D

解析：由质量数与电荷数守恒规律得：X是⁰e，Y是n，Z是H，故选D．

14、[94上海二4]在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图16-2所示中、b，由图可以判定(　　)．

　　A．该核反生的是α衰变　　B．该核发生的是β衰变

　　C．磁场方向一定垂直纸面向里　  D．磁场方向向里还是向外无法判定

答：B、D

解析：由左手定则，当粒子在磁场中反向运动，若两粒子电性相同，则所形成圆轨迹应外切，电性相反，则所形成的圆轨迹内切，由图知核与粒子电性相反，又因外冲核带正电。所以带电粒子应带负电，即核反应为β衰变，A错，B正确．

　　不管磁场方向向里还是向外，电性相反的粒子轨迹都为内切圆，所以D正确．故选B、D．

15、[98全国6]天然放射性元素(钍)经过一系列α衰变和β衰变之后，变成，下列

论断中正确的是(　　)．

　　A．铅核比钍核少24个中子　　B．衰变过程中共有4次α衰变和8次β衰变

　　C．铅核比钍核少8个质子　　D．衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变

答：C、D．

解析：铅核中子数为208-82＝126，钍核中子数为232-90＝142，

　　所以铅核比钍核少142-126＝16，A错．

　　设衰变过程经历了x次α衰变，次β衰变，

　　则→+ｘHe+ｙe

　　由电荷数与质量守恒得：232=208+4，90＝82+2-

　　得＝6，＝4

　　故B错D正确．铅核比钍核少90-82＝8个质子，故C正确

　　故选C、D．

16、[99全国3]下列说法正确的是(　　)．

A．Ra衰变为Rn要经过1次α衰变和1次β衰变　　B．U衰变为Pa要经过1次α衰变和1次β衰变．

C．衰变为要经过6次α衰变和4次β衰变　　D．U衰变为Rn要经过4次α衰变和4次β衰变

答．B、C．

解析：设Z、Z′为核反应前后的电荷数，M、M′，为反应前后的质量数．设核反应过程经历了x次α衰变和次β衰变．

　　则A→B+ｘHe+ｙe

　　由电荷数与质量守恒得M＝M′+4x，Z＝M′+2-y，由此可解出、y，经验算只有B、C正确．

17、[01安微春季11]平衡下列核反应方程式：

　　(1) B+α→N+ｎ　 x＝　　　　,y＝　　　　　　(2)Li+p→α+　　　　·

答：(1)5，10；(2)He或α

解析：关键抓住核反应过程中，电荷数与质量数的守恒．

　　(1)B+He→N+n

　　∵4+y＝13+1，+2＝7+0；∴y＝10，＝5

　　(2)Li+H→He+X

∵7+1=4+′，3+1=2+′；∴′＝4；′＝2；∴X为He或α粒子．

18、[01全国1]在下列四个方程中，x₁、x₂、x₃和ｘ₄，各代表某种粒子：

①U+n→Sr+Xe+3x₁　②H+ｘ₂→He+n　③→+ x₃　④Mg+He→A1+ｘ₄

以下判断中正确的是(　　)．

　　A．x₁是中子　　B．x₂是质子　　C．x₃是α粒子　  D．x₄是氘核

答：A、C

解析：质量数和电荷数守恒得：₁为n，x₂为H，x₃为He，x₄为H，故A、C正确．

19、 [94上海三1]放射性元素铋的半衰期是5天，10g的铋经过10天后还剩余　　　　  ｇ

答2.5．

解析：由衰变公式得：m＝m₀＝10×＝2.5

放射性污染和防护A

20、对放射性的应用中，下列说法正确的是　　(　　)

A．放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，对人体的正常细胞不会有伤害作用

B．对放射性的废料，要装入特制的容器并埋人深地层进行处理

C．γ射线探伤仪中的放射源必须存放在特制的容器里，而不能随意放置

D．对可能有放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的

[解析]　放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，也会对人体的正常细胞有伤害，A错．正因为放射线具有伤害作用，选项B、C、D均是正确的．[答案]　BCD  [点拨]  明确放射线的作用才能作出正确判断．

利用放射性同位素做示踪原子时，应选择半衰期较长的还是较短的?为什么?

[解析]　因为放射性同位素和同种元素的非放射性同位素具有相同的化学性质，所以我们利用放射性元素做示踪原子．但由于放射线对人体有害，一旦研究完毕，就希望放射性同位素放出的射线量大大减小，因此，我们应选择半衰期较短衰变稍快的放射性元素做示踪原子．

[点拨]　放射性同位素做示踪原子一是利用了它的放射性，二是利用了它和同种元素的非放射性同位素具有相同的化学性质．

核能、质量亏损、爱因斯坦质能方程B

21、[00全国11]裂变反应是目前核能利用中常用的反应．以原子核U为燃料的反应堆中，当U俘获—个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为

U　　　　+　　 n　　 →Xe　　 +　　 Sr　　+　　　3n

　235.0439　　　1.0087　　　138.9178　　　 93.9154

　　反应方程下方的数字是中子及有关原子的静止质量(以原子质量单位u为单位)．已知lu的质量对应的能量为9.3×10²MeV，此裂变反应释放出的能量是　　　　 MeV．

答：1.82 ×10²MeV．

解析：裂变过程中质量亏损为∆m＝（235.0439+1.0087-138.9178-93.9154）u＝3.2194u

　　由质能方程∆E=mc²，又1u相当于9.3×10²MeV，则∆E=∆m×9.3×10²＝1.82×10²MeV．

22、 [03江苏9]原子从—个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子，例如在某种条件下，铬原子的n＝2能级上的电子跃迁到n＝1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给ｎ＝4能级上的电子，使之能脱离原子，这一现象叫做俄歇效应，以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子，已知铬原子的能级公式可简化表示为E_ｎ＝-A/ｎ²，式中n＝1，2，3，……表示不同能级，且是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是(　  )．

　　A．3／16A　　B．7／16A　　C，11／16A　　D．13／16A

答：C

解析：根据题意n＝1时，E₁＝-A；n＝2时，E₂＝-A；n＝4时，E₄＝-A·．

　　铬原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级时放出能量为

　　∆E＝E₂- E₁＝A　 ∴俄歇电子动能为E= E₄+∆E＝A

23、关于质能方程，下列哪种说法是正确的　　(　　)

A．质量减少，能量就会增加，在一定条件下质量转化为能量B．物体获得一定的能量，它的质量也相应地增加

C．某一定量的质量总是与一定量的能量相联系

D．物体一定有质量，但不一定有能量，所以质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系

[解析]  根据爱因斯坦质能方程可知，物体具有的能量与质量有简单的正比关系。物体的质量增大，能量也增大，认为能量与质量转化的观点是错误的．所以A错B对．物体具有一定的质量，即对应一定的能量，是无条件的．故C对D错．[答案]　BC　[点拨]　质能方程中反映的是能量与质量的对应关系，但不能理解为能量转化为质量，也不能认为质量转化为能量．

重核裂变、链式反应、核反应堆A

24、[01广东理综20]原子核反应有广泛的应用，如用于核电站等．在下列核反应中，属于核裂变反应的是(　　)．

A．B+n→Li+He　B．→+He　C．N+He→O+H　D．U+n→Ba+Kr+3n

答：D．

解析：由链式反应特点知：反应过程中由一个中子引发裂变，放出2～3个中子促成链式反应，故D正确．

25、[02江苏大综22]在其他能源中，核能具有能量密度大，地区适应性强的优势．在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能．核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能．

　　(1)核反应方程式

　　U+n→Ba+Kr+X

是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，x为待求粒子，为X的个数，则X为　　　　，＝　　　　，以m_ｕ、m_Ba、m_Kr，分别表示U、Ba、Kr核的质量，m_ｎ、m_ｐ，分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能∆E＝　　　

　　(2)有一座发电能力为P=1.00×10⁶kW的核电站，核能转化为电能的效率η＝40％．假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应，已知每次核反应过程中放出的核能∆E＝2.78×10^-11J，U核的质量m_ｕ＝390×10^-27kg．求每年(1年＝3.15×10⁷s)消耗的U的质量．

答：(1)n，3，(ｍ_U-m_Bａ-m_Kr-2m_n)c²；(2)1.10×10³k

解析：(1)链式反应中会放出中子n，所以x为ｎ

　　由质量数和电荷数守恒得＝3．

　　由质能方程得

　　∆E＝(ｍ_U-m_Bａ-m_Kr-2m_n)c²。

　　(2)每年提供的总能量为E_总＝P/η设一年消耗质量为M_总

　　则＝1.01×10³k

26、关于我国已建成的秦山和大亚湾两座核电站，下面说法中正确的是　 ( 　 )

A．它们都是利用核聚变释放原子能的　 B．它们都是利用核裂变释放原子能的

C．两者的核燃烧都是纯铀235　　 D．一座是利用核裂变一座是利用核聚变释放原子能

[解析]  目前核能利用的均是核裂变，核聚变的和平利用还处在探索阶段．[答案]　B　[点拨]核电站的核燃料是浓缩铀，其中铀235占3％—4％。

27、6．关于原子反应堆，下面哪种说法是错误的　　(　　)

A．铀棒是核燃料，裂变时释放核能　　　　 B．镉棒的作用是控制反应堆的功率

C．石墨的作用是吸收中子　　　　  　D．冷却剂的作用是控制反应堆的温度和输出内能

答C　点拨：石墨的作用是使中子减速．

28、7．原子反应堆是实现可控制的重核裂变链式反应的一种装置，它主要有哪四部分组成?(  A  )

A．原子燃料、减速剂、冷却系统和控制调节系统　　B．原子燃料、减速剂、冷热系统和传热系统

C．原子燃料，调速剂、碰撞系统和传热系统　　　　 D．原子燃料，中子源、原子能聚存系统和输送系统

轻核聚变、可控热核反应A

29、[03天津理综8]人类探测月球发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦，它可以作为未来核聚变的重要原料之一．氦的该种同位素应表示为(　　)．

　　A．He　  B．He　 C．He　  D．He

答：B．

解析：氮的分子式为He，同位素为电荷数相同而质量数不同的元素．故选B．

30、太阳辐射能量主要来自太阳内部的：D

A.化学反应　  B.放射性衰变　　C.裂变反应　  D.热核反应

人类对物质结构的认识A

31、[98上海三12]现在，科学家们正在设法寻找“反物质”。所谓“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子具有相同质量和相同电荷量，但电荷的符号相反．据此，若有反α粒子，它的质量数为　　　　，电荷数为　　　　·

答：4，-2．

解析：正α粒子为He，由反粒子定义，反α粒子为He，即它的质量数为4，电荷数为—2．

32、[00全国理综23]1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用云Co放射源进行了实验验证．次年，李、杨二人为此获得诺贝尔物理奖．Co的衰变方程是　 Co→Ni+e+其中是反中微子，它的电荷为零，静止质量可认为是零．

　　(1)Co与Fe同周期，它应在周期表的第　　　　周期，Co的核外电子数为　　　　·在上述衰变方程中，衰变产物Ni的质量数A是　　　　，核电荷数z是　　　　；

　　(2)在衰变前Co核静止，根据云室照片中可以看出，衰变产物Ni和e的运动轨迹不在一条直线上．如果认为衰变产物只有Ni和e，那么衰变过程将违背　　　　守恒定律．

答(1)4，27，60，28；(2)动量．

解析：⑴∵Fe为周期表中的第4周期，∴C₀也为第4周期；核外电子数同质子数为27；因为电荷数和质量数都为0，则由电荷数与质量数守恒得60=A+0；27=Z-1得：A=60，Z=28

　　(2)若衰变产物只有Ni和e，则由动量守恒规律知衰变后的总动量应等于系统初动量0，因此Ni和e的动量应等值反向，但题中两者并不反向，因此违背动量守恒定律．

　　(说明：本题为综合题，兼有化学、生物知识，因此做了部分删减)

综合

33、[99全国1]下列说法正确的是(　　)．

　　A．当氢原子从n＝2的状态跃迁到n＝6的状态时，发射出光子

　　D．放射性元素的半衰期是指大量该元素的原子核中有半数发生衰变需要的时间

　　C．同一元素的两种同位素具有相同的质子数　 D．中子与质子结合成氘核时吸收能量

答：B、C

解析：氢原子从n＝2能级跃迁至n＝6能级，属低能级向高能级跃迁，需吸收能量，即吸收光子，A错．由半衰期的定义可知B正确．质子数相同而中子数不同的元素称为同位素，C正确．

　　中于与质子的聚变反应属于热核反应，放出大量的热，D错．故选B、C

34、[00全国理综16]光子的能量为，动量的大小为/，如果一个静止的放射性元素的原子核在发生γ衰变时只发出一个光子，则衰变后的原子核(　　)．

　　A．仍然静止　  B．沿着与光子运动方向相同的方向运动

　　C．沿着与光子运动方向相反的方向运动　　D．可能向任何方向运动