原子结构和原子核练习(含答案)_原子核和原子结构习题

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原子结构和原子核精选练习

知识要点：

⑵人工转变：

147

171(发现质子的核反应)(卢瑟福)用α粒N42He8O1H

1．原子的结构

①汤姆生模型(枣糕模型)汤姆生发现电子，使人们认识到原子有复杂结构。从而打开原子的大门.②卢瑟福的核式结构模型(行星式模型)卢瑟福α粒子散射实验装置,现象,从而总结出核式结构学说

α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，实验现象：结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但是有少数α粒子发生了较大的偏转.这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。

卢瑟福由α粒子散射实验提出：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动。

由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10m。

2．玻尔模型(引入量子理论，量子化就是不连续性，整数n叫量子数)玻尔补充三条假设

⑴定态--原子只能处于一系列不连续的能量状态(称为定态),电子虽然绕核运转,但不会向外辐射能量。(本假设是针对原子稳定性提出的)

⑵跃迁--原子从一种定态跃迁到另一种定态,要辐射(或吸收)一定频率的光子(其能量由两定态的能量差决定)(本假设针对线状谱提出)(hE初E终)辐射(吸收)光子的能量为hf＝E

初

5子轰击氮核,并预言中子的存在41

219(发现中子的核反应)(查德威克)钋产4Be2He6C0n

生的α射线轰击铍

430127

13Al2He15P0n

3015(人工制造放射P30i014S1e

性同位素)

正电子的发现(约里奥居里和伊丽芙居里夫妇)α粒子轰击铝箔

1141921⑶重核的裂变： 235

92U0n56Ba36Kr30n

在一定条件下(超过临界体积)，裂变反应会连续不断

地进行下去，这就是链式反应。

341（需要几百万度高温，⑷轻核的聚变：2

1H1H2He0n

所以又叫热核反应）

所有核反应的反应前后都遵守：质量数守恒、电荷数守恒。（注意：质量并不守恒。）6.核力与核能

(1)核力：原子核的半径很小，其中的质子之间的库仑力很大，受到这么大的库仑斥力却能是稳定状态，一定还有另外一种力把各核子紧紧地拉在一起，这种力叫做 核力.①核力是很强的力.－

②核力作用范围小，只在2.0×1015 m短距离内起作用.③每个核子只跟它相邻的核子间才有核力作用.(2)核能

①结合能：核子结合成原子核时放出一定的能量，原子核分解成核子时吸收一定能量，这种能量叫 结合能.②质量亏损：核子结合生成原子核，所生成的原子核的质量比生成它的核子的总质量要小些，这种现象叫做 质量亏损.也可以认为在核反应中，参加核反应的总质量m和核反应后生成的核总质量m′之差：Δm＝m－m′.③爱因斯坦质能方程：爱因斯坦的相对论指出：物体的能量和质量之间存在着密切的联系，它们的关系是：E＝mc2，这就是爱因斯坦的质能方程.2质能方程的另一个表达形式是：ΔE＝Δmc.(2)核能计算方法有三：①用E

mc2(△m单位为“kg”)；

②用△E=931.5△m(△m 单位为“u”)； ③借助动量守恒和能量守恒计算； 7.放射性同位素的应用

⑴利用其射线：α射线电离性强,用于使空气电离,将静电泄出,从而消除有害静电。γ射线贯穿性强,可用于金属探伤,也可用于治疗恶性肿瘤。各种射线均可使DNA发生突变,可用于生物工程，基因工程。

⑵作为示踪原子。用于研究农作物化肥需求情况，诊断甲状腺疾病的类型，研究生物大分子结构及其功能。

⑶进行考古研究。利用放射性同位素碳14，判定出土木质文物的产生年代。

一般都使用人工制造的放射性同位素（种类齐全，各种元素都有人工制造的放射性同位。半衰期短，废料容易处理。可制成各种形状，强度容易控制）。

要求：①会完成方程、判断类型；②记住人物方程； ③核反应能量的计算；④记住几种粒子的元素符号。

-E末

⑶能量和轨道量子化----定态不连续,能量和轨道也不连续;(即原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形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分布也是不连续的)3.天然放射现象

①天然放射现象的发现，使人们认识到原子核也有复杂结构 核变化从贝克勒耳发现天然放射现象开始衰变(用电磁场研究)：

②各种放射线的性质比较（略）4.半衰期

①半衰期是一个统计概念，只有对大量的原子核才成立，对几个原子核，则不存在半衰期的概念.半衰期的长短与所处的物理状态和化学状态无关．

1②公式：N余＝N原

2tT

tT

M余＝M原()

25.四种核反应类型(衰变,人工核转变,重核裂变,轻核骤变)

23414⑴衰变： α衰变：238(实质：核内21)492U90Th2He1H20n2He

α衰变形成外切(同方向旋)，0(实质：核内的中子转变成了质子和β衰变：23423490Th91Pa1e

10)β衰变形成内切(相反方向旋)，且大圆为α、中子0n11H1e

β粒子径迹。

1030+β衰变：30（核内1）i01H0n1e15P14S1e

练习：

1．卢瑟福粒子散射实验的结果 A、证明了质子的存在B、证明了原子核是由质子和中子组成的C、说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上

D、说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动 2．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内 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

3．在卢瑟福的粒子散射实验中，有少数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

4．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，电子的动能减少 B、原子的能量增加，电子的动能增加 C、原子的能量减少，电子的动能减少 D、原子的能量减少，电子的动能增加

5．按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为ra的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为rb的圆轨道上，ra>rb，在此过程中

A、原子要发出一系列频率的光子 B、原子要吸收一系列频率的光子 C、原子要发出某一频率的光子 D、原子要吸收某一频率的光子

6．用光子能量为E的光束照射容器中的氢气，氢原子吸收光子后，能发射频率为ν

1、ν

2、ν3的三种光子，且ν1

A．hv1B．h(v1+ν2)C．h(v2+v3)D．h(v1+v2+v3)7．按照玻尔理论，氢原子若能从能级A跃迁到能级B时，吸收频率为v1的光子，若从能级A跃迁到能级C时，释放频率为v2的光子．己知v2>v1，而氢原子从能级C跃迁到能级B时，则： A．释放频率为v2-v1的光子 B．释放频率为V2+ν1的光子 C．吸收频率为v2-ν1的光子D．吸收频率为V2+V1的光子

8、下列现象中，与原子核内部变化有关的是 A．粒子散射现象B．天然放射现象C．光电效应现象D．原子发光现象

9、放射性元素衰变时放出三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是（）

B、射线，射线，射线，D、射线，射线，射线

A、射线，射线，射线C、射线，射线，射线

同频率的光波。已知金属钾的逸出功为2.22eV.在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有（）A.二种B.三种C.四种D.五种

12、铀裂变的产物之—氦90(90Kr)是不稳定的，它经过一系列36衰变最终成为稳定的锆90(90Zr)，这些衰变是()． 40A．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 13．关于放射性元素原子核的衰变，下列叙述中哪些是不正确的[]

A．γ射线是伴随α射线或β射线而发射出来的 B．半衰期的大小不随化学状态、温度等变化而变。C．某核放出一个β粒子或α粒子后，都变成一种新元素的原子核。

D．若原来有某种放射性元素的原子核10个，则经一个半衰期后，一定有5个原子核发生了衰变。

14、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4B．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lD．原子核每放出一个β粒子，原子序数增加115、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

16、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17、A、B两种放射性元素，它们的半衰期分别为tA=10天，tB＝30天，经60天后，测得两种放射性元素的质量相等，那么它们原来的质量之比为[]

A．3∶1B．48∶63C．1∶16D．16∶118、下面列出的是一些核反应方程：

3030 P→14Si+X、1

594Be+2H→105B +Y、1He+42He→72

3Li+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

19、卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，其核反应

4161方程为：2下列说法错误的是（）He147N8O1H10、一个氢原子从n=4的激发态向基态跃迁的过程中最多能产生几种频率的光

Ａ、１种；Ｂ、２种；Ｃ、３种；Ｄ、６种；11.图中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E.处在n=4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不

A.通过该实验发现了质子 B.实验中是用α粒子轰击氮核的C.原子核在人工转变的过程中，核电荷数一定守恒 D.原子核的人工转变是指物质自发地放出射线的现象

20、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a、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 21．下列说法正确的是

1124A．15是α衰变方程。7N1H6C2He27、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

28．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

29．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．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 30、太阳辐射能量主要来自太阳内部的：

A.化学反应B.放射性衰变C.裂变反应D.热核反应 31．从静止的镭核226 88Ra中射出的α粒子垂直进入正交的匀强

电场E和匀强磁场B，在电磁场中做直线运动，已知E＝

－

3.72×104N/C，B＝2.0×103T.(1)写出核反应式.(2)放出α粒子后，反冲核速度多大？

(3)若静止的镭核放出α粒子是在匀强磁场中进行的，而且衰变后它们的速度均垂直于匀强磁场B，求α粒子与反冲核做圆周运动的半径之比，并定性地画出α粒子和反冲核运动的完整轨迹.32、太阳中含有大量的氘核，因氘核不断发生核反应释放大量的核能，以光和热的形式向外辐射．已知氘核质量为2.013 6 u，氦核质量为3.015 0 u，中子质量为1.008 7 u，1 u的质量相当于931.5 MeV的能量则：

21(1)完成核反应方程：21H＋1H→________＋0n.(2)求核反应中释放的核能．

(3)在两氘核以相等的动能0.35 MeV进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的情况下，求反应中产生的中子和氦核的动能．

答案：

3B．1H1H2He是核聚变反应方程

C．

238

UThHe是核裂变反应方程

2349

427301是原子核的人工转变方程 D．2He13Al15P0n22、天然放射性元素232(钍)经过一系列α衰变和β衰变之后，90Th变成208，下列论断中正确的是()． 82PbA．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

23、在下列四个方程中，x1、x2、x3和ｘ4，各代表某种粒子： ①

19523

5192U+0n→38

Sr+13654Xe+3x1②1H+ｘ2→2He+0n

2723424③23892U→90Th+ x3④12Mg+2He→13A1+ｘ

4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

24、下面是一核反应方程式：2→41H＋1H―2He＋X，用c表示光速，则()

A.X是质子，核反应放出的能量等于质子质量乘c2 B.X是中子，核反应放出的能量等于中子质量乘c

2C.X是质子，核反应放出的能量等于氘核与氘核的质量和减去氦核与质子的质量和，再乘c2

D.X是中子，核反应放出的能量等于氘核与氘核的质量和减去

氦核与中子的质量和，再乘c

25．在匀强磁场中有一个静止的氡原子核（222），由于衰变86Rn

它放出一个粒子，此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相互外切的圆，大圆与小圆的直径之比为42：1，如图6所 示，那么氡核的衰变方程应是下列方程中的哪一个（）

2220A．222

86Rn87Fr1e2184B．222 86Rn84Po2He

2220

C．22286Rn85At1e

2222D．222 86Rn85At1H

26．下列说法中正确的是()

A．射线比射线更容易使气体电离B．核反应堆产生的能量来自轻核的聚变 C.卢瑟福通过原子核的人工转变发现了质子

D．太阳辐射的能量主要来源于太阳内部重核的裂变

88862

5(2)3.4×10 m/s(3)43∶1轨迹如图

32、(1)2He(2)3.26 MeV

(3)0.99 MeV 2.97 MeV