内容正文:
第2讲 原子结构和原子核
[基础对点练]
1.(α粒子散射实验)(2023·福建南平期中)(多选)如图所示是英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔的实验装置.下列关于该实验的描述正确的是( )
A.α粒子轰击金箔的实验需要在真空条件下完成
B.该实验揭示了原子有核式结构
C.实验结果表明绝大多数α粒子穿过金箔后发生大角度偏转
D.该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性
解析:AB [α粒子轰击金箔的实验需要在真空条件下完成,故A 正确;α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构,卢瑟福提出了原子的核式结构模型,同时否定了汤姆孙原子模型,故B正确,D错误;实验结果表明绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进.故C错误.]
2.(原子物理知识)下列四幅图涉及不同的物理知识,如图所示,其中说明正确的是( )
A.图甲,卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,发现了质子和中子
B.图乙,用中子轰击铀核使其发生聚变,链式反应会释放出巨大的核能
C.图丙,玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率也是不连续的
D.图丁,汤姆孙通过电子的发现揭示了原子核内还有复杂结构
解析:C [题图甲:卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,得出原子的核式结构模型,故A错误;题图乙:用中子轰击铀核使其发生裂变,裂变反应会释放出巨大的核能,故B错误;题图丙:玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率也是不连续的,故C正确;题图丁:汤姆孙通过电子的发现揭示了原子有一定结构,天然放射现象的发现揭示了原子核内还有复杂结构,故D错误.]
3.(能级跃迁)(2022·广东广州模拟)一种利用红外线感应控制的紫外线灯,人在时自动切断紫外线灯电源,人离开时自动开启紫外线灯杀菌消毒.已知红外线的光子最高能量是1.62 eV,紫外线的光子最低能量是3.11 eV,如图是氢原子能级图,则大量氢原子( )
A.从n=2能级跃迁到低能级过程只可能辐射出红外线
B.从n=3能级跃迁到低能级过程不可能辐射出红外线
C.从n=4能级跃迁到低能级过程只可能辐射出紫外线
D.从n=5能级跃迁到低能级过程不可能辐射出紫外线
解析:B [由于E21=E2-E1=-3.4 eV-(-13.6 eV)=10.2 eV>3.11 eV,所以从n=2能级跃迁到低能级过程只可能辐射出紫外线,故A错误;从n=3能级跃迁到n=2能级过程中,由于E32=E3-E2=1.89 eV>1.62 eV,所以从n=3能级跃迁到低能级过程不可能辐射出红外线,故B正确;由于E43=E4-E3=0.66 eV<1.62 eV,所以从n=4能级跃迁到低能级过程中可能辐射出红外线,故C错误;由于E51=E5-E1=13.06 eV>3.11 eV,所以从n=5能级跃迁到低能级过程中可能辐射出紫外线,故D错误.]
4.(2022·浙江1月卷·T14)(多选)2021年12月15日秦山核电站迎来了安全发电30周年,核电站累计发电约6.9×1011kW·h,相当于减排二氧化碳六亿多吨.为了提高能源利用率,核电站还将利用冷却水给周围居民供热.下列说法正确的是( )
A.秦山核电站利用的是核聚变释放的能量
B.秦山核电站发电使原子核亏损的质量约为27.6 kg
C.核电站反应堆中需要用镉棒控制链式反应的速度
D.反应堆中存在U+n→Ba+Kr+3n的核反应
解析:CD [秦山核电站利用的是重核裂变释放的能量,故A错误;原子核亏损的质量全部转化为电能时,约为Δm== kg≈27.6 kg.
核电站实际发电还要考虑到核能的转化率和利用率,则原子核亏损的质量大于27.6 kg,故B错误;核电站反应堆中需要用镉棒能吸收中子的特性,通过中子的数量控制链式反应的速度,故C正确;反应堆利用铀235的裂变,生成多个中核和中子,且产物有随机的两分裂、三分裂,即存在U+n→Ba+Kr+3n的核反应,故D正确;]
5.(聚变反应)“国际热核聚变实验堆(ITER)计划”是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一,ITER装置俗称“人造太阳”,该装置中发生的核反应可能是下列的( )
A.H+H→He+n
B.He+Al→P+n
C.Ra→Rn+He
D.U+n→Xe+Sr+2n
答案:A
6.(三种射线的理解)目前,在居室装修中经常用到的花岗岩、大理石等装修材料,都不同程度地含有放射性元素,装修污染已经被列为“危害群众最大的五种环境污染”之一.有关放射性元素的下列说法正确的是( )
A.放射性元素发出的α、β、γ三种射线的成分均为带电粒子
B.每发生一次α衰变,原子核内的中子数减少4
C.β衰变所释放的电子是原子核中的中子转化为质子时所产生的
D.γ射线一般伴随着α或β射线产生,在这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,电离能力也最强
解析: