[A組·基礎(chǔ)鞏固]知識點一原子的核式結(jié)構(gòu)玻爾理論1．(2018·南昌十所省重點中學(xué)模擬)根據(jù)玻爾理論，氫原子的能級公式為En＝eq\f(A,n2)(n為能級，A為基態(tài)能量)，一個氫原子中的電子從n＝4的能級直接躍遷到基態(tài)，在此過程中()A．氫原子輻射一個能量為eq\f(15A,16)的光子B．氫原子輻射一個能量為－eq\f(15A,16)的光子C．氫原子輻射一系列頻率的光子，其中頻率最大的光子能量為eq\f(15A,16)D．氫原子輻射一系列頻率的光子，其中頻率最大的光子能量為－eq\f(15A,16)解析：根據(jù)玻爾理論，一個氫原子中的電子從n＝4的能級直接躍遷到基態(tài)，輻射一個光子的能量為ΔE＝E4－E1＝eq\f(A,42)－eq\f(A,12)＝－eq\f(15A,16)，選項B正確，A、C、D錯誤．答案：B2．(2018·山東泰安質(zhì)量檢測)根據(jù)氫原子的能級圖，現(xiàn)讓一束單色光照射到大量處于基態(tài)(量子數(shù)n＝1)的氫原子上，受激的氫原子能自發(fā)地發(fā)出6種不同頻率的光，則照射氫原子的單色光的光子能量為()A．12.75eV B．13.06eVC．13.6eV D．0.85eV解析：受激的氫原子能自發(fā)地發(fā)出6種不同頻率的光，知躍遷到第4能級，則吸收的光子能量為ΔE＝－0.85eV＋13.6eV＝12.75eV，A正確，B、C、D錯誤．答案：A3．(2018·四川遂寧一診)不同色光的光子能量如下表所示.色光紅橙黃綠藍(lán)—靛紫光子能量范圍(eV)1.61～2.002.00～2.072.07～2.142.14～2.532.53～2.762.76～3.10氫原子部分能級的示意圖如圖所示．大量處于n＝4能級的氫原子，發(fā)射出的光的譜線在可見光范圍內(nèi)，其顏色分別為()A．紅、藍(lán)—靛 B．紅、紫C．橙、綠 D．藍(lán)—靛、紫解析：計算出各種光子能量，然后和表格中數(shù)據(jù)進行對比，便可解決本題．氫原子處于第四能級，能夠發(fā)出12.75eV、12.09eV、10.2eV、2.55eV、1.89eV、0.66eV的六種光子，1.89eV和2.55eV屬于可見光，1.89eV的光子為紅光，2.55eV的光子為藍(lán)—靛．答案：A知識點二原子核的衰變、半衰期4．(2018·山西晉城一模)下列對原子核及其性質(zhì)的描述正確的是()A．若使放射性物體的溫度升高，其半衰期將減小B．原子核發(fā)生一次β衰變，該原子核外層就失去一個電子C．比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定D．α粒子散射實驗說明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)解析：半衰期與外界環(huán)境無關(guān)，選項A錯誤；原子核發(fā)生一次β衰變，生成的新核內(nèi)增加一個質(zhì)子，減少一個中子，選項B錯誤；比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，選項C正確；放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，選項D錯誤．答案：C5．(2018·日照模擬)下列說法正確的是()A．氡的半衰期是3.8天，所以10個氡原子核經(jīng)過3.8天一定還剩5個B．太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核裂變反應(yīng)C．核子憑借核力結(jié)合在一起構(gòu)成原子核D．溫度越高，放射性元素衰變越快解析：半衰期對大量的原子核適用，對少量的原子核不適用，故A錯誤；太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核聚變反應(yīng)，選項B錯誤；核子憑借核力結(jié)合在一起構(gòu)成原子核，選項C正確；半衰期與外界條件無關(guān)，選項D錯誤．答案：C6．一個eq\o\al(14,6)C核經(jīng)一次β衰變后，生成新原子核的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)分別是()A．6和8 B．5和9C．8和6 D．7和7解析：一個eq\o\al(14,6)C核經(jīng)一次β衰變后，生成新原子核，質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)增加1，故質(zhì)量數(shù)為14，電荷數(shù)為7，即新核的質(zhì)子數(shù)為7，中子數(shù)也為7，故選D.答案：D知識點三核反應(yīng)方程與核能的計算7．(2018·四川涼山診斷)關(guān)于原子核反應(yīng)，下列描述正確的是()A．溫度升高，放射性元素衰變的半衰期減小B．放射性物質(zhì)eq\o\al(238,92)U發(fā)生β衰變所釋放的電子來源于核外電子C.eq\o\al(232,90)Th經(jīng)過6次α衰變、4次β衰變后變成eq\o\al(208,82)PbD．用中子轟擊鈾核，產(chǎn)生幾個中等質(zhì)量原子核的現(xiàn)象屬于核聚變解析：放射性元素的半衰期不隨溫度及化學(xué)狀態(tài)變化而改變，是由原子核內(nèi)部本身決定的，A錯誤；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，B錯誤；發(fā)生α衰變是放出eq\o\al(4,2)He，發(fā)生β衰變是放出電子eq\o\al(0,－1)e，設(shè)發(fā)生了x次α衰變和y次β衰變，則根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒有：2x－y＋82＝90,4x＋208＝232，解得x＝6，y＝4，故衰變過程中共有6次α衰變和4次β衰變，C正確；用中子轟擊鈾核，產(chǎn)生幾個中等質(zhì)量原子核的現(xiàn)象屬于核裂變，D錯誤．答案：C8．(2018·唐山調(diào)研)在勻強磁場中，有一個原來靜止的eq\o\al(14,6)C原子核，它放出的粒子與反沖核的徑跡是兩個相內(nèi)切的圓，圓的直徑之比為7∶1，那么碳14的衰變方程應(yīng)為()A.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,1)e＋eq\o\al(14,5)BB.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(10,4)BeC.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(12,5)BD.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(14,7)N解析：靜止的放射性原子核發(fā)生了衰變放出粒子后，新核的速度與粒子速度方向相反，放出的粒子與新核所受的洛倫茲力方向相同，根據(jù)左手定則判斷出粒子與新核的電性相反，根據(jù)r＝eq\f(mv,Bq)，因粒子和新核的動量大小相等，可由半徑之比7∶1確定電荷量之比為1∶7，即可根據(jù)電荷數(shù)守恒及質(zhì)量數(shù)守恒得出核反應(yīng)方程式為D.答案：D[B組·能力提升]9．(多選)(2018·大連模擬)在足夠大的勻強磁場中，靜止的鈉的同位素eq\o\al(24,11)Na發(fā)生衰變，沿與磁場垂直的方向釋放出一個粒子后，變?yōu)橐粋€新核，新核與放出粒子在磁場中運動的軌跡均為圓，如圖所示，下列說法正確的是()A．新核為eq\o\al(24,12)MgB．軌跡2是新核的徑跡C.eq\o\al(24,11)Na發(fā)生的是α衰變D．新核沿順時針方向旋轉(zhuǎn)解析：根據(jù)動量守恒得知，放出的粒子與新核的速度方向相反，由左手定則判斷得知，放出的粒子應(yīng)帶負(fù)電，是β粒子，所以發(fā)生的是β衰變，根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒知，衰變方程為eq\o\al(24,11)Na→eq\o\al(24,12)Mg＋eq\o\al(0,－1)e，可知新核為eq\o\al(24,12)Mg，故A正確，C錯誤．由題意，靜止的鈉核eq\o\al(24,11)Na發(fā)生衰變時動量守恒，釋放出的粒子與新核的動量大小相等，兩個粒子在勻強磁場中都做勻速圓周運動，因為新核的電荷量大于所釋放出的粒子電荷量，由半徑公式r＝eq\f(mv,qB)得知，新核的半徑小于粒子的半徑，所以軌跡2是新核的軌跡，故B正確．根據(jù)洛倫茲力提供向心力，由左手定則判斷得知，新核要沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，故D錯誤．答案：AB10．(2018·銀川模擬)盧瑟福用α粒子轟擊氮核時發(fā)現(xiàn)質(zhì)子．發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為：eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H.已知氮核質(zhì)量為mN＝14.00753u，氧核質(zhì)量為mO＝17.00454u，氦核質(zhì)量為mHe＝4.00387u，質(zhì)子(氫核)質(zhì)量為mp＝1.00815u．(已知：1uc2＝931MeV，結(jié)果保留2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＝3×107m/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)子同方向運動，且速度大小之比為1解析：(1)由Δm＝mN＋mHe－mO－mp得：Δm＝－0.00129u.所以這一核反應(yīng)是吸收能量的反應(yīng)，吸收能量ΔE＝|Δm|c2＝0.00129×931MeV≈1.2MeV.(2)由動量守恒定律可得：mHev0＝mOv氧＋mpvp又v氧∶vp＝1∶50，可解得：v氧≈1.8×106答案：(1)吸收能量1.2MeV(2)1.8×10611．(2017·高考北京卷)在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，一個靜止的放射性原子核發(fā)生了一次α衰變．放射出的α粒子(eq\o\al(4,2)He)在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運動，其軌道半徑為R.以m、q分別表示α粒子的質(zhì)量和電荷量．(1)放射性原子核用eq\o\al(A,Z)X表示，新核的元素符號用Y表示，寫出該α衰變的核反應(yīng)方程．(2)α粒子的圓周運動可以等效成一個環(huán)形電流，求圓周運動的周期和環(huán)形電流大小．(3)設(shè)該衰變過程釋放的核能都轉(zhuǎn)為α粒子和新核的動能，新核的質(zhì)量為M，求衰變過程的質(zhì)量虧損Δm.解析：(1)根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒可知，該α衰變的核反應(yīng)方程為eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)He(2)設(shè)α粒子在磁場中做圓周運動的速度大小為v，由洛倫茲力提供向心力有qvB＝meq\f(v2,R)根據(jù)圓周運動的參量關(guān)系有T＝eq\f(2πR,v)得α粒子在磁場中運動的周期T＝eq\f(2πm,qB)根據(jù)電流強度定義式，可得環(huán)形電流大小為I＝eq\f(q,T)＝eq\f(q2B,2πm)(3)由qvB＝meq\f(v2,R)，得v＝eq\f(qBR,m)設(shè)衰變后新核Y的速度大小為v′，核反應(yīng)前后系統(tǒng)動量守恒，有Mv′－mv＝0可得v′＝eq\f(mv,M)＝eq\f(qBR,M)