1、【 精品教育资源文库 】 课时达标 第 33 讲 原子结构与原子核 解密考纲 综合考查氢原子能级的跃迁、放射性元素的衰变、半衰期、核反应，以及质能方程、核反应方程的有关计算 1在 粒子散射实验中，电子对 粒子运动的影响可以忽略这是因为与 粒子相比，电子的 ( D ) A电量太小 B速度太小 C体积太小 D质量太小 解析 粒子是氦核，是电子电量的 2 倍，质量是电子的 7 600 倍，当 粒子碰到电子时，就像子弹碰到尘埃一样，故电子对 粒子运动的影响可以忽略是因为电子的质量相比 粒子太小，选项 D 项正确 2氢原子能级示意 图如图所示，不同色光的光子能量如下表所示 色光 红 橙 黄 绿 蓝 靛
2、 紫 光子能量 范围 (eV) 1.61 2 00 2.00 2 07 2.07 2 14 2.14 2 53 2.53 2 76 2.76 3 10 处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有 2 条，其颜色分别为( A ) A红、蓝 靛 B黄、绿 C红、紫 D蓝 靛、紫 解析 如果激发态的氢原子处于第 2 能级，能够发出 10.2 eV 的光子，不属于可见光；如果激发态的氢原子处于第 3 能级，能够发出 12.09 eV、 10.2 eV、 1.89 eV 的三种光子，只有 1.89 eV 属于可见光；如果激发态的氢原子处于第 4 能级，能够发出 12.75 eV、 12.09
3、 eV、 10.2 eV、 2.55 eV、 1.89 eV、 0.66 eV 的 6 种光子， 1.89 eV 和 2.55 eV 属于可见光，1.89 eV 的光子为红光， 2.55 eV 的光子为蓝 靛，故选项 A 正确 3 (多选 )14C 发生放射性衰变成为 14N，半衰期约为 5 700 年已知植物存活期间，其体内 14C 与 12C 的比例不变；生命活动结束后， 14C 的比例持续减少现通 过测量得知，某古木样品中 14C 的比例正好是现代植物所制样品的二分之一下列说法正确的是 ( AC ) A该古木的年代距今约 5 700 年 B 12C、 13C、 14C 具有相同的中子数
4、【 精品教育资源文库 】 C 14C 衰变为 14N 的过程中放出 射线 D增加样品测量环境的压强将加速 14C 的衰变 解析 由古木中的 14C 是现代植物中的二分之一知， 14C 经过了一个半衰期，距今 5 700年，选项 A 正确； C 的同位素质子数相同，中子数不同，选项 B 错误； 14C 衰变成 14N 是 衰变，选项 C 正确；改变环境的压强不会改变 14C 的半衰期，选项 D 错误 4 (多选 )铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应式是 235 92U 10n 144 56Ba 8936Kr 310n.下列说法正确的有 ( AC ) A上述裂变反应中伴随着中子放出
5、B铀块体积对链式反应的发生无影响 C铀核的链式反应可人工控制 D铀核的半衰期会受到环境温度的影响 解析 根据裂变反应的规律和影响半衰期的因素解决问题裂变反应式中的 10n 为中子，铀块体积大于临界体积，才能产生链式反应，且铀核的链式反应是可控的，选项 A、 C 正确，选项 B 错误；放射性元素的半衰期不受外界压强、温度的影响，选项 D 错误 5某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为 11H 12 6C 13 7N Q1、 11H 15 7N 12 6C X Q2， Q1、 Q2表示释放的能量，相关的原子核质 量见下表： 原子核 11H 32He 42He 12 6C
6、13 7N 15 7N 质量 /u 1.007 8 3.016 0 4.002 6 12.000 0 13.005 7 15.000 1 以下推断正确的是 ( B ) A X 是 32He， Q2 Q1 B X 是 42He， Q2 Q1 C X 是 32He， Q2 Q1 D X 是 42He， Q2 Q1 解析 由核反应中质量数、电荷数守恒可确定 X 是 粒子两个核反应中的质量亏损分别为 m1 (1.007 8 12.000 0 13.005 7) u 0.002 1 u， m2 (1.007 8 15.000 1 12.000 0 4.002 6) u 0.005 3 u，结合爱因斯坦质
7、能方程 Q mc2知 Q1 Q2，故选项B 正确 6放射性元素氡 (222 86Rn)经 衰变成为钋 (218 84Po)，半衰期约为 3.8 天；但勘测表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素 222 86 Rn 的矿石，其原因是( A ) A目前地壳中的 222 86Rn 主要来自于其他放射性元素的衰变 B在地球形成的初期，地壳中元素 222 86Rn 的含量足够高 C当衰变产物 218 84Po 积累到一定量以后， 218 84Po 的增加会减慢 222 86Rn 的衰变进程 D 222 86Rn 主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期 解析 放射
8、性元素 222 86Rn 可以衰变成 218 84Po，有的元素也可以衰变成 222 86Rn，所以尽管 222 86Rn【 精品教育资源文库 】 的半衰期很短，自然界中仍然存在 222 86Rn，选项 A 正确；半衰期的大小与外界环境无关，选项C、 D 错；如果 没有其他元素衰变成 222 86Rn，地球形成初期 222 86Rn 的含量无论多么高，现在 222 86Rn也几乎不存在了，选项 B 错误 7 (多选 )238 92U 放射性衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成 210 83Bi，而 210 83Bi 可以经一次衰变变成 210a X(X 代表某种元素 )，也可以经一次衰变
9、变成 b81Ti， 210a X 和 b81Ti 最后都变成 206 82Pb，衰变路径如图所示可知图中 ( BCE ) A a 82， b 206 B a 84， b 206 C 是 衰变，放出电子，电子是由中子转变成质子和电子而生成的 D 是 衰变，放出的是正电子，正电子是由质子转变成中子和一个正电子而生成的 E.238 92U 经过 8 次 衰变和 6 次 衰变后可生成新核 206 82Pb 解析 衰变 的方程式为： 210 83Bi 210 84X 0 1e，为 衰变，放出电子，选项 C 正确；衰变 的方程式为： 210 83Bi 206 81Ti 42He，为 衰变，选项 A、 D
10、错误， B 正确； 238 92U 需经过 8 次 衰变和 6 次 衰变后可生成新核 206 82Pb，选项 E 正确 8 (2017 珠海一模 )典型的铀核裂变是生 成钡和氪，同时放出 x 个中子： 235 92U 10n 144 56Ba 8936Kr x10n，铀 235 质量为 m1，中子质量为 m2，钡 144 质量为 m3，氪 89 的质量为 m4.下列说法正确的是 ( C ) A该核反应类型属于人工转变 B该反应放出能量 (m1 xm2 m3 m4)c2 C x 的值是 3 D该核反应比聚变反应对环境的污染较少 解析 该核反应是核裂变，可以自发进行，不是人工 控制的，选项 A 错
11、误；核反应方程23592U10n14456Ba8936Kr x10n 中根据质量数守恒，有 235 1 144 89 x 解得 x 3，选项 C正确；根据爱因斯坦质能方程，该反应放出能量为 E m c2 (m1 m2 m3 m4 3m2)c2 (m1 m3 m4 2m2)c2，选项 B 错误；该核反应生成两种放射性元素，核污染较大，故选项D 错误 9如图所示为卢瑟 福 粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察 粒子在各个角度的散射情况下列说法正确的是( C ) 【 精品教育资源文库 】 A在图中 A、 B 两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏
12、上的闪光次数一样多 B在图中的 B 位置进行观察，屏上观察不到任何闪光 C卢瑟福选用不同金属箔片作为 粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似 D 粒子发生散射的主要原因是 粒子撞击到金箔原子后产生的反弹 解析 粒子散射实验现象：绝大多数 粒子沿原方向前进，少数 粒子有大角度散射所以 A 处观察到的粒子多 ， B 处观察到的粒子少，所以选项 A、 B 错误； 粒子发生散射的主要原因是受到原子核库仑斥力的作用，所以选项 D 错误、 C 正确 10关于巴耳末公式 1 R ? ?122 1n2 的理解，下列说法正确的是 ( C ) A所有氢原子光谱的波长都可由巴耳末公式求出 B公式中 n 可取任意值，
13、故氢原子光谱是连续谱 C公式中 n 只能取不小于 3 的整数值，故氢原子光谱是线状谱 D公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他原子光 谱的分析 解析 巴耳末公式是经验公式，只适用于氢原子光谱，公式中 n 只能取 n3 的整数，故选项 C 正确 11太阳的光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线，产生这些暗线是由于( C ) A太阳表面大气层中缺少相应的元素 B太阳内部缺少相应的元素 C太阳表面大气层中存在着相应的元素 D太阳内部存在着相应的元素 解析 吸收光谱的暗线是连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的，太阳光的吸收光谱是太阳内部发出的强光经较低温度的太阳大气层时，某些波长的光
14、被太阳大气层中的元素吸收而产生的故选项 C 正确 12一个原子核 abX 进行一次 衰变后成为原子核 cdY，然后又进行一次 衰变，成为原子核 fgZ： abX cdY fgZ，它们的质量数 a、 c、 f 及电荷数 b、 d、 g 之间应有的关系中不正确的是( C ) A a f 4 B c f C d g 1 D b g 1 【 精品教育资源文库 】 解析 根据 衰变 (反应方程 AZX A 4Z 2Y 42He)和 衰变 (反应方程 AZX AZ 1Y 0 1e)的规律，推出 a c 4， c f， d b 2，代入 g d 1 得到 g b 2 1 b 1，所以 b g 1.故选项
15、C 错误 13 (2017 上海奉贤一模 )2011 年某国核电站发生核泄漏事故，其中铯 137(137 55Cs)对核辐射的影响最大，其半衰期约为 30 年 (1)请写出铯 137(137 55Cs)发生 衰变的核反应方程 _137 55Cs 137 56Ba 0 1e_已知 53 号元素是碘 (I)， 56 号元素是钡 (Ba) (2)若在该反应过程中释放的核能为 E，则该反应过程中质量亏损为 _ Ec2_(真空中的光速为 c) (3)泄漏出的铯 137 约要到公元 _2101_年才会有 87.5%的原子核发生衰变 解析 (1)发生 衰变的核反应方程 13755Cs13756Ba0 1e， (2)根据爱因斯坦质能方程知 m Ec2； (3)由半衰期公式 N 余 N0 ? ?12 t 知，经历了 3 个半衰期，即 90 年，剩余 18的原子核没衰变，所以要到公元 2101 年才会有 87.5%的原子核发生衰
