【物理】2019届一轮复习人教版原子结构　原子核学案（江苏专用） 21页

基础课2　原子结构　原子核 知识排查 氢原子光谱、原子的能级 ‎1.氢原子光谱 ‎(1)光谱 用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱。‎ ‎(2)光谱分类 有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱。‎ 有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱。‎ ‎(3)氢原子光谱的实验规律 巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式＝R，(n＝3，4，5，…)，R是里德伯常量，R＝1.10×107 m－1，n为量子数。‎ ‎2.玻尔理论 ‎(1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。‎ ‎(2)跃迁：电子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝Em－En。(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s)‎ ‎(3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周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也是不连续的。‎ ‎3.氢原子的能级、能级公式 ‎(1)氢原子的能级 能级图如图1所示 图1‎ ‎(2)氢原子的能级和轨道半径 ‎①氢原子的能级公式：En＝E1 (n＝1，2，3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV。‎ ‎②氢原子的半径公式：rn＝n2r1 (n＝1，2，3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m。‎ 原子核的组成、原子核的衰变、半衰期、放射性同位素 ‎1.原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的质子数。‎ ‎2.天然放射现象 ‎(1)天然放射现象 元素自发地放出射线的现象，首先由贝克勒尔发现。天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构。‎ ‎(2)放射性和放射性元素 物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性。具有放射性的元素叫放射性元素。‎ ‎　(3)三种射线：放射性元素发射出的射线共有三种，分别是α射线、β射线、γ射线。‎ ‎(4)放射性同位素的应用与防护 ‎①放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同。‎ ‎②应用：消除静电、工业探伤、作示踪原子等。‎ ‎③防护：防止放射性对人体组织的伤害。‎ ‎3.原子核的衰变 ‎(1)衰变：原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变。‎ ‎(2)分类 α衰变：X→Y＋He β衰变：X→Y＋e 两个典型的衰变方程。‎ ‎①α衰变：U→Th＋He；‎ ‎②β衰变：Th→Pa＋e；‎ ‎(3)半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。半衰期由原子核内部的因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关。‎ 核力与结合能、质量亏损 ‎1.核力 ‎(1)定义：原子核内部，核子间所特有的相互作用力。‎ ‎(2)特点：①核力是强相互作用的一种表现；‎ ‎②核力是短程力，作用范围在1.5×10－15m之内；‎ ‎③每个核子只跟它的相邻核子间才有核力作用。‎ ‎2.结合能 核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能。‎ ‎3.比结合能 ‎(1)定义：原子核的结合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均结合能。‎ ‎(2)特点：不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。‎ ‎4.质能方程、质量亏损 爱因斯坦质能方程E＝mc2，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm，这就是质量亏损。由质量亏损可求出释放的核能ΔE＝Δmc2。‎ 裂变反应和聚变反应、链式反应　核反应方程 ‎1.重核裂变 ‎(1)定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程。‎ ‎(2)典型的裂变反应方程：‎ U＋n→Kr＋Ba＋3n。‎ ‎(3)链式反应：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程。‎ ‎(4)临界体积和临界质量：裂变物质能够发生链式反应的最小体积及其相应的质量。‎ ‎(5)裂变的应用：原子弹、核反应堆。‎ ‎(6)反应堆构造：核燃料、减速剂、镉棒、防护层。‎ ‎2.轻核聚变 ‎(1)定义：两轻核结合成质量较大的核的反应过程。轻核聚变反应必须在高温下进行，因此又叫热核反应。‎ ‎(2)典型的聚变反应方程：‎ H＋H→He＋n＋17.6 MeV ‎3.人工转变 人工转变方程 ‎(1)卢瑟福发现质子：N＋He→O＋H。‎ ‎(2)查德威克发现中子：Be＋He→C＋n。‎ 小题速练 ‎1.思考判断 ‎(1)人们认识原子具有复杂结构是从英国物理学家汤姆孙研究阴极射线发现电子开始的。(　　)‎ ‎(2)人们认识原子核具有复杂结构是从卢瑟福发现质子开始的。(　　)‎ ‎(3)α粒子散射实验说明了原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上。(　　)‎ ‎(4)氢原子由能量为En的定态向低能级跃迁时，氢原子辐射的光子能量为hν＝En。(　　)‎ ‎(5)按照玻尔理论，核外电子均匀地分布在各个不连续的轨道上。(　　)‎ ‎(6)玻尔理论成功地解释了氢原子光谱，也成功地解释了氦原子光谱。(　　)‎ ‎(7)氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁。(　　)‎ ‎(8)氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就剩下一个原子核了。(　　)‎ ‎(9)爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化。(　　)‎ ‎(10)三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是γ射线、β射线、α射线。(　　)‎ ‎(11)目前核电站多数是采用核聚变反应发电。(　　)‎ 答案　(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×　(8)×　(9)×　(10)√　(11)×‎ ‎2.根据所给图片结合课本相关知识，下列说法正确的是(　　)‎ 图2‎ A.图2甲是电子束穿过铝箔后的衍射图样，证明电子具有粒子性 B.图乙是利用不同气体制成的五颜六色的霓虹灯，原因是各种气体原子的能级不同，跃迁时发射光子的能量不同，光子的频率不同 C.图丙是工业上使用的用射线检测金属板厚度的装置，在α、β、γ三种射线中，最有可能使用的射线是β射线 D.图丁是原子核的比结合能与质量数A的关系图象，由图可知中等大小的核的比结合能最大，即(核反应中)平均每个核子的质量亏损最小 解析　题图甲是电子束穿过铝箔后的衍射图样，证明电子具有波动性，选项A错误；题图乙是利用不同气体制成的五颜六色的霓虹灯，原因是各种气体原子的能级不同，跃迁时发射光子的能量不同，光子的频率不同，选项B正确；题图丙是工业上使用的用射线检测金属板厚度的装置，在α、β、γ三种射线中，由于γ射线穿透能力最强，最有可能使用的射线是γ射线，选项C错误；题图丁是原子核的比结合能与质量数A的关系图象，可知中等大小的核的比结合能最大，即在核子结合成原子核时平均每个核子释放的能量最大，平均每个核子的质量亏损最大，选项D错误。‎ 答案　B ‎3.如图3所示为查德威克发现中子的实验示意图，利用钋(Po)衰变放出的α粒子轰击铍(Be)，产生的粒子P能将石蜡中的质子打出来。下列说法正确的是(　　)‎ 图3‎ A.α粒子是氦原子 B.粒子Q的穿透能力比粒子P的强 C.钋的α衰变方程为Po―→Pb＋He D.α粒子轰击铍的核反应方程为He＋Be―→C＋n 解析　α粒子是氦原子核，选项A错误；粒子P是中子，粒子Q是质子，由于质子带正电，当质子射入物质时，受到的库仑力作用会阻碍质子的运动，而中子不带电，不受库仑力作用，所以选项B错误；在钋衰变中，根据质量数守恒知产生的是Pb，并非Pb，选项C错误；He＋Be―→C＋ n是查德威克发现中子的核反应方程，选项D正确。‎ 答案　D ‎　玻尔理论 ‎1.定态间的跃迁——满足能级差 ‎(1)从低能级(n小)高能级（n大）―→吸收能量。‎ hν＝En大－En小 ‎（2）从高能级（n大）低能级（n小）―→放出能量。‎ hν＝En大－En小 ‎2.电离 电离态：n＝∞，E＝0‎ 基态→电离态：E吸＝0－（－13.6 eV）＝13.6 eV电离能。‎ n＝2→电离态：E吸＝0－E2＝3.4 eV 如吸收能量足够大，克服电离能后，获得自由的电子还携带动能。‎ ‎【例1】　一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子（　　）‎ A.放出光子，能量增加 B.放出光子，能量减少 C.吸收光子，能量增加 D.吸收光子，能量减少 解析　 氢原子从高能级向低能级跃迁时，放出光子，能量减少，故选项B正确，A、C、D错误。‎ 答案　B ‎【例2】　如图4是氢原子的能级图。一个氢原子从n＝4的能级向低能级跃迁，则以下判断正确的是（　　）‎ 图4‎ A.该氢原子最多可辐射出6种不同频率的光子 B.该氢原子跃迁到基态时需要吸收12.75 eV的能量 C.该氢原子只有吸收0.85 eV的光子时才能电离 D.该氢原子向低能级跃迁时，向外辐射的光子的能量是特定值 解析　本题研究的是单个氢原子，单个处于n能级的氢原子向低能级跃迁时最多可辐射出n－1条不同频率的光子，故该氢原子向低能级跃迁时最多可辐射出3种不同频率的光子，选项A错误；该氢原子跃迁到基态时需要释放－0.85 eV－（－13.6 eV）＝12.75 eV的能量，选项B错误；只要吸收的光子的能量大于0.85 eV，该氢原子就能电离，选项C错误；氢原子向低能级跃迁时，向外辐射的光子的能量等于两能级的能量差，此能量差为一特定值，选项D正确。‎ 答案　D 解答氢原子能级图与原子跃迁问题应注意 ‎（1）能级之间发生跃迁时放出（吸收）光子的频率由hν＝Em－En求得。若求波长可由公式c＝λν求得。‎ ‎（2）一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为（n－1）。‎ ‎（3）一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法。‎ ‎①用数学中的组合知识求解：N＝C＝。‎ ‎②利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出，然后相加。‎ ‎　原子核的衰变　半衰期 ‎1.衰变规律及实质 ‎（1）α衰变和β衰变的比较 衰变类型 α衰变 β衰变 衰变方程 X→Y＋He X→Y＋e 衰变实质 ‎2个质子和2个中子结合成一个整体射出 中子转化为质子和电子 ‎2H＋2n→He n→H＋e 匀强磁场中 轨迹形状 衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒 ‎（2）γ射线：γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的。‎ ‎2.三种射线的成分和性质 名称 构成 符号 电荷量 质量 电离 能力 贯穿 本领 α射线 氦核 He ‎＋2e ‎4 u 最强 最弱 β射线 电子 e ‎－e u 较强 较强 γ射线 光子 γ ‎0‎ ‎0‎ 最弱 最强 ‎3.半衰期的理解 半衰期的公式：N余＝N原，m余＝m原。式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期。‎ ‎【例3】　（2017·梅州一模）（多选）关于天然放射现象，以下叙述正确的是（　　）‎ A.若使放射性物质的温度升高，其半衰期将变大 B.β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的 C.在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强 D.铀核（U）衰变为铅核（Pb）的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变 解析　半衰期的时间与元素的物理状态无关，若使某放射性物质的温度升高，其半衰期不变，故选项A错误；β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生的，故选项B错误；在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强，故选项C正确；铀核（U）衰变为铅核（Pb）的过程中，每经过一次α衰变质子数少2，质量数少4；而每经过一次β衰变质子数增加1，质量数不变；由质量数和核电荷数守恒，可知要经过8次α衰变和6次β衰变，故选项D正确。‎ 答案　CD ‎【例4】　[2014·江苏单科，12C（2）]氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤。它是世界卫生组织公布 的主要环境致癌物质之一。其衰变方程是Rn―→Po＋　　　　。已知Rn的半衰期约为3.8天， 则约经过　　　　天，16 g的Rn衰变后还剩1 g。‎ 解析　根据质量数、电荷数守恒得衰变方程为 Ra→Po＋He。根据衰变规律m＝m0（），代入数值解得t＝15.2天。‎ 答案　He　15.2‎ 确定衰变次数的方法 设放射性元素X经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素Y。‎ ‎（1）反应方程：X→Y＋nHe＋me。‎ ‎（2）根据电荷数和质量数守恒列方程A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m。两式联立解得：n＝，m＝＋Z′－Z。‎ ‎[注意]　为了确定衰变次数，一般是由质量数的改变先确定α衰变的次数，这是因为β衰变的次数的多少对质量数没有影响，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数。‎ ‎　核反应方程与核能的计算 ‎1.核反应的四种类型 类　型 可控性 核反应方程典例 衰变 α衰变 自发 U―→Th＋He β衰变 自发 Th―→Pa＋e 人工转变 人工控制 N＋He―→O＋H ‎（卢瑟福发现质子）‎ He＋Be―→C＋n ‎（查德威克发现中子）‎ Al＋He―→‎ P＋n 约里奥·居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子 P―→‎ Si＋e 重核裂变 比较容易 进行人工 控制 U＋n―→Ba＋Kr＋3n U＋n―→Xe＋Sr＋10n 轻核聚变 很难控制 H＋H―→He＋n ‎2.核能 ‎（1）核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量也要相应减少，即ΔE＝Δmc2。‎ ‎（2）原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm，吸收的能量为ΔE＝Δmc2。‎ ‎3.核能释放的两种途径的理解 ‎（1）使较重的核分裂成中等大小的核。‎ ‎（2）较小的核结合成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，都可以释放能量。‎ ‎4.核能的计算方法 →→ ‎（1）根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”。‎ ‎（2）根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算。 因1原子质量单位（u）相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”。‎ ‎（3）根据核子比结合能来计算核能：‎ 原子核的结合能＝核子比结合能×核子数。‎ ‎【例5】　（多选）关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有（　　）‎ A.U→Th＋He是α衰变 B.N＋He→O＋H是β衰变 C.H＋H→He＋n是轻核聚变 D.Se→Kr＋2e是重核裂变 解析　α衰变是放射出氦核的天然放射现象，A正确；β衰变是放射出电子的天然放射现象，而B项是发现质子的原子核人工转变，故B错误；C项是轻核聚变，D项是β衰变现象，故C正确，D错误。‎ 答案　AC ‎【例6】　[2015·江苏单科，12C（2）（3）]（2）核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电，U是核电站常用的核燃料。U受一个中子轰击后裂变成Ba和Kr两部分，并产生　　　　个中子。要使链式反应发生，裂变物质的体积要　　　　（选填“大于”或“小于”）它的临界体积。‎ ‎（3）取质子的质量mp＝1.672 6×10－27kg，中子的质量mn＝1.674 9×10－27 kg，α粒子的质量mα＝6.646 7×10－27 kg，光速c＝3.0×108 m/s。请计算α粒子的结合能。（计算结果保留2位有效数字）‎ 解析　（2）由质量数和电荷数守可知U＋n→Ba＋Kr＋3n，可见产生了3个中子，链式反应的一个条件是铀燃料的体积必须大于或等于临界体积。‎ ‎（3）根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2，可求ΔE＝（2mp＋2mn－mα）c2＝4.3×‎ ‎10－12 J。‎ 答案　（2）3　大于　（3）4.3×10－12 J ‎1.（2017·上海单科）由放射性元素放出的氦核流被称为（　　）‎ A.阴极射线 B.α射线 C.β射线 D.γ射线 解析　本题考查天然放射现象。在天然放射现象中，放出α、β、γ三种射线，其中α射线属于氦核流，选项B正确。‎ 答案　B ‎2.（2017·上海单科）在同位素氢、氘、氚的核内具有相同的（　　）‎ A.核子数 B.电子数 C.中子数 D.质子数 解析　本题考查对同位素的认识。同位素是指在原子核中的质子数相同而中子数不同的元素，故氢、氘、氚的核内具有相同的质子数，选项D正确。‎ 答案　D ‎3.一个U原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为U＋n→X＋Sr＋2n，则下列叙述正确的是（　　）‎ A.X原子核中含有86个中子 B.X原子核中含有141个核子 C.因为裂变时释放能量，根据E＝mc2，所以裂变后的总质量数增加 D.因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少 解析　X原子核中的核子数为（235＋1）－（94＋2）＝140个，选项B错误；中子数为140－（92－38）＝86个，选项A正确；裂变时释放能量，出现质量亏损，但是其总质量数是不变的，选项C、D错误。‎ 答案　A ‎4.如图5所示为氢原子的能级图，现让一束单色光照射到一群处于基态的氢原子上，受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为（　　）‎ 图5‎ A.13.6 eV 　　　 B.3.4 eV C.12.75 eV 　　　 D.14.45 eV 解析　由题意有6＝，得n ‎＝4，即能发出6种频率的光的氢原子一定是从基态跃迁到n＝4能级的激发态，则照射氢原子的单色光的光子能量为E＝－0.85 eV－（－13.6 eV）＝12.75 eV，故选项C正确。‎ 答案　C 活页作业 ‎（时间：30分钟）‎ 一、单项选择题 ‎1.下列有关氢原子光谱的说法正确的是（　　）‎ A.氢原子的发射光谱是连续谱 B.氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光 C.氢原子光谱说明氢原子能量是连续的 D.氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关 解析　由于氢原子发射的光子的能量E＝En－Em＝E1－E1＝E1，所以发射的光子的能量值E是不连续的，只能是一些特定频率的谱线，故选项A错误，B正确；由于氢原子的轨道是不连续的，根据玻尔原子理论知氢原子的能级也是不连续的，即是分立的，故选项C错误；当氢原子从较高轨道第n能级跃迁到较低轨道第m能级时，发射的光子的能量为E＝En－Em＝hν，显然n、m的取值不同，发射光子的频率就不同，故氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差有关，选项D错误。‎ 答案　B ‎2.研究放射性元素射线性质的实验装置如图1所示。两块平行放置的金属板A、B分别与电源的两极a、b连接，放射源发出的射线从其上方小孔向外射出。则（　　）‎ 图1‎ A.a为电源正极，到达A板的为α射线 B.a为电源正极，到达A板的为β射线 C.a为电源负极，到达A板的为α射线 D.a为电源负极，到达A板的为β射线 解析　从题图可以看出，到达两极板的粒子做类平抛运动，到达A极板的粒子在初速度方向的位移小于到达B板的粒子在初速度方向的位移，粒子在初速度方向做匀速直线运动，则根据公式x＝v0t＝v0，两个粒子初速度v0相差不大，两极板间电压U相同，放射源与两极板的距离也相同，而电子的小得多，所以电子在初速度方向的位移小，故达到A极板的是β射线，A极板带正电，a为电源的正极，故选项B正确。‎ 答案　B ‎3.[2016·江苏单科，12C（1）]贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。下列属于放射性衰变的是（　　）‎ A.C→N＋e B.U＋n→I＋Y＋2n C.H＋H→He＋n D.He＋Al→P＋n 解析　A属于β衰变，B属于裂变，C是聚变，D是原子核的人工转变，故选A项。‎ 答案　A ‎4.（2017·全国卷Ⅰ，17）大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应方程是：H＋H→He＋n。已知H的质量为2.013 6 u，He的质量为3.015 0 u，n的质量为1.008 7 u，1 u ＝931 MeV/c2。氘核聚变反应中释放的核能约为（　　）‎ A.3.7 MeV B.3.3 MeV C.2.7 MeV D.0.93 MeV 解析　根据质能方程，释放的核能ΔE＝Δmc2，Δm＝2mH－mHe－mn＝0.003 5‎ ‎ u，则ΔE＝0.003 5×931 MeV＝3.258 5 MeV≈3.3 MeV，故选项B正确，A、C、D错误。‎ 答案　B ‎5.（2017·天津理综，1）我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。下列核反应方程中属于聚变反应的是（　　）‎ 图2‎ A.H＋H→He＋n B.N＋He→O＋H C.He＋Al→P＋n D.U＋n→Ba＋Kr＋3n 解析　H＋H→He＋n是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核，同时放出一个中子，属于聚变反应，故A正确；N＋He→O＋H是卢瑟福发现质子的核反应方程，是人类第一次实现的原子核的人工转变，属于人工核反应，故B错误；He＋Al→P＋n是小居里夫妇用α粒子轰击铝片时发现了放射性磷（磷30），同时发现中子的核反应方程，属于人工核反应，故C错误；U＋n→‎ Ba＋Kr＋3n是一种典型的铀核裂变，属于裂变反应，故D错误。‎ 答案　A ‎6.下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是（　　）‎ A.γ射线是高速运动的电子流 B.氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大 C.太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变 D. Bi的半衰期是5天，100克Bi经过10天后还剩下50克 解析　γ射线是光子流，故选项A错误；氢原子辐射光子后，由高能级向低能级跃迁，半径减小，绕核运动的动能增大，故选项B正确；太阳辐射能量主要来源是太阳中发生的轻核聚变，故选项C错误；100克Bi经过10天即2个半衰期还剩下×100克＝25克，故选项D错误。‎ 答案　B ‎7.（2017·全国卷Ⅱ，15）一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为U→Th＋He，下列说法正确的是（　　）‎ A. 衰变后钍核的动能等于α粒子的动能 B. 衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小 C. 铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间 D. 衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量 解析　静止的铀核在α衰变过程中，满足动量守恒的条件，根据动量守恒定律得pTh＋pα＝0，即钍核的动量和α粒 子的动量大小相等，方向相反，选项B正确；根据Ek＝可知，选项A错误；半衰期的定义是统计规律，对于一个α粒子不适用，选项C错误；铀核在衰变过程中，伴随着一定的能量放出，即衰变过程中有一定的质量亏损，故衰变后α粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，选项D错误。‎ 答案　B ‎8.（2018·领航高考冲刺卷）已知真空中的光速c＝3.0×108 m/s，下列说法正确的是（　　）‎ A.铋210的半衰期是5天，经过10天，32个铋210衰变后还剩下8个 B.用中子轰击铀核的核反应方程为U＋n―→Ba＋Kr＋3n，属于原子核的衰变 C.若核反应n＋H―→H释放出2.2 MeV能量，该过程质量亏损为3.9×10－30 kg D.某原子核X吸收一个中子后，放出一个电子，最后分裂为两个α粒子，则A＝7，Z＝2‎ 解析　半衰期是针对大量原子核的衰变行为的统计规律，少数原子核不适用此规律，选项A错误；U＋n―→Ba＋Kr＋3n是原子核的裂变，选项B错误；根据ΔE＝Δmc2，可得Δm＝3.9×10－30 kg，选项C正确；根据质量数和电荷数守恒可知A＋1＝8，Z＋1＝4，则A＝7，Z＝3，选项D错误。‎ 答案　C 二、多项选择题 ‎9.下图中有四幅图片，涉及有关物理学发展历史的四个重大发现，则下列有关说法中，正确的是（　　）‎ A.甲图片与居里夫人有关 B.乙图片所反映的现象是贝克勒尔最先发现的 C.丙图片是法拉第研究阴极射线并发现电子的装置 D.丁图片与爱因斯坦的质能方程有关 解析　结合教材史料，应用物理规律。甲图片为伦琴发现X射线后，照射的伦琴夫人手的照片，与居里夫人无关，故选项A错误；乙图片中反映的天然放射性现象是贝克勒尔最先发现的，故选项B正确；丙图片的现象是法拉第研究电磁感应规律时的装置，与阴极射线及电子的发现无关，选项C错误；原子弹的能量来源于核能，与爱因斯坦的质能方程ΔE＝Δmc2有关，选项D正确。‎ 答案　BD ‎10.关于天然放射性，下列说法正确的是（　　）‎ A.所有元素都可能发生衰变 B.放射性元素的半衰期与外界的温度无关 C.放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性 D.一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线 解析　自然界中绝大部分元素没有放射现象，选项A错误；放射性元素的半衰期只与原子核结构有关，与其他因素无关，选项B、C正确；原子核发生衰变时，不能同时发生α和β衰变，γ射线伴随这两种衰变产生，故选项D错误。‎ 答案　BC ‎11.关于原子核的结合能，下列说法正确的是（　　）‎ A.原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量 B.一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能 C.铯原子核（Cs）的结合能小于铅原子核（Pb）的结合能 D.比结合能越大，原子核越不稳定 解析　由原子核的结合能定义可知，原子核分解成自由核子时所需的最小能量为原子核的结合能，选项A正确；重原子核的核子平均质量大于轻原子核的核子平均质量，因此原子核衰变产物的结合能之和一定大于衰变前的结合能，选项B正确；铯原子核的核子数少，因此其结合能小，选项C正确；比结合能越大的原子核越稳定，选项D错误。‎ 答案　ABC ‎12.[2017·江苏单科，12C（1）]原子核的比结合能曲线如图3所示。根据该曲线，下列判断正确的有（　　）‎ 图3‎ A.He核的结合能约为14 MeV B.He核比Li核更稳定 C.两个H核结合成He核时释放能量 D. U核中核子的平均结合能比Kr核中的大 解析　由图象可知He核的结合能约为28 MeV，选项A错误；He核比Li核的比结合能大，故He核比Li核稳定，选项B正确；两个H核结合成He核时比结合能增大，释放能量，选项C正确； U的平均结合能比Kr核中的小，选项D错误。‎ 答案　BC ‎13.（2017·南通质检）如图4所示，为氢原子能级图，A、B、C分别表示电子三种不同能级跃迁时放出的光子，其中（　　）‎ 图4‎ A.频率最大的是B B.波长最长的是C C.频率最大的是A D.波长最长的是B 解析　根据hν＝ΔE和c＝λν可知，ΔE大，频率就大，波长就小。选项A、B正确。‎ 答案　AB ‎14.氢原子能级如图5，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm。以下判断正确的是（　　）‎ 图5‎ A.氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nm B.用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级 C.一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线 D.用波长为633 nm的光照射，不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级 解析　根据氢原子的能级图和能级跃迁规律，当氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级时，辐射光的波长一定小于656 nm，因此选项A错误；根据发生跃迁只能吸收和辐射一定频率的光子，可知选项B错误，D正确；一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时可以产生3种频率的光子，所以选项C正确。‎ 答案　CD