2019年高考物理一輪復習 第十二章 波粒二象性 原子結構與原子核 第2講 原子結構和原子核學案

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1、 第2講　原子結構和原子核 一、原子結構　光譜和能級躍遷 1．電子的發(fā)現(xiàn) 英國物理學家湯姆孫在研究陰極射線時發(fā)現(xiàn)了電子，提出了原子的“棗糕模型”． 2．原子的核式結構 (1)1909～1911年，英籍物理學家盧瑟福進行了α粒子散射實驗，提出了核式結構模型． 圖1 (2)α粒子散射實驗的結果：絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進，但有少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉，偏轉的角度甚至大于90°，也就是說它們幾乎被“撞了回來”，如圖1所示． (3)原子的核式結構模型：原子中帶正電部分的體積很小，但幾乎占有全部質量，電子在正電體的外面運動． 3．氫原子光譜 (

2、1)光譜：用光柵或棱鏡可以把各種顏色的光按波長展開，獲得光的波長(頻率)和強度分布的記錄，即光譜． (2)光譜分類 (3)氫原子光譜的實驗規(guī)律：巴耳末系是氫光譜在可見光區(qū)的譜線，其波長公式＝R(－)(n＝3,4,5，…，R是里德伯常量，R＝1.10×107m－1)． (4)光譜分析：利用每種原子都有自己的特征譜線可以用來鑒別物質和確定物質的組成成分，且靈敏度很高．在發(fā)現(xiàn)和鑒別化學元素上有著重大的意義． 4．氫原子的能級結構、能級公式 (1)玻爾理論 ①定態(tài)：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運動，但并不向外輻射能量． ②躍遷：電子

3、從能量較高的定態(tài)軌道躍遷到能量較低的定態(tài)軌道時，會放出能量為hν的光子，這個光子的能量由前后兩個能級的能量差決定，即hν＝Em－En.(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s) ③軌道：原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運動相對應．原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的． (2)能級和半徑公式： ①能級公式：En＝E1(n＝1,2,3，…)，其中E1為基態(tài)能量，其數(shù)值為E1＝－13.6eV. ②半徑公式：rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑，其數(shù)值為r1＝0.53×10－10m. 5．氫原子的能級圖 能級圖如圖2所示

4、 圖2 二、原子核　核反應和核能 1．原子核的組成 (1)原子核由質子和中子組成，質子和中子統(tǒng)稱為核子．質子帶正電，中子不帶電． (2)基本關系 ①核電荷數(shù)＝質子數(shù)(Z)＝元素的原子序數(shù)＝核外電子數(shù)． ②質量數(shù)(A)＝核子數(shù)＝質子數(shù)＋中子數(shù)． (3)X元素的原子核的符號為X，其中A表示質量數(shù)，Z表示核電荷數(shù)． 2．天然放射現(xiàn)象 (1)天然放射現(xiàn)象 元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象，首先由貝可勒爾發(fā)現(xiàn)．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說明原子核具有復雜的結構． (2)放射性同位素的應用與防護 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兩類，放射性同位素的化學性質相同． ②應

5、用：消除靜電、工業(yè)探傷、做示蹤原子等． ③防護：防止放射性對人體組織的傷害． 3．原子核的衰變、半衰期 (1)原子核的衰變 ①原子核放出α粒子或β粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變． ②分類 α衰變：X→Y＋He β衰變：X→　Y＋e 當放射性物質連續(xù)發(fā)生衰變時，原子核中有的發(fā)生α衰變，有的發(fā)生β衰變，同時伴隨著γ輻射． ③兩個典型的衰變方程 α衰變：U→Th＋He β衰變：Th→Pa＋e. (2)半衰期 ①定義：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間． ②影響因素：放射性元素衰變的快慢是由核內部自身的因素決定的，跟原子所處的化學狀態(tài)和外部條件沒有關系

6、． (3)公式：N余＝N原·，m余＝m原·. 4．核力和核能 (1)原子核內部，核子間所特有的相互作用力． (2)核子在結合成原子核時出現(xiàn)質量虧損Δm，其對應的能量ΔE＝Δmc2. (3)原子核分解成核子時要吸收一定的能量，相應的質量增加Δm，吸收的能量為ΔE＝Δmc2. 1．判斷下列說法是否正確． (1)原子光譜是不連續(xù)的，是由若干頻率的光組成的．(　√　) (2)電子躍遷時輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運動的頻率．(　×　) (3)氫原子吸收光子后，將從高能級向低能級躍遷．(　×　) (4)原子的能量量子化現(xiàn)象是指原子在不同狀態(tài)中具有不同的能量．(　√　) 2

7、．在盧瑟福α粒子散射實驗中，有少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉，其原因是(　　) A．原子的正電荷和絕大部分質量集中在一個很小的核上 B．正電荷在原子內是均勻分布的 C．原子中存在著帶負電的電子 D．原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中 答案　A 解析　盧瑟福α粒子散射實驗中使盧瑟福驚奇的就是有少數(shù)α粒子發(fā)生了較大角度的偏轉，這是由于α粒子帶正電，而原子核極小，且原子核帶正電，A正確，B錯誤．α粒子能接近原子核的機會很小，大多數(shù)α粒子都從核外的空間穿過，而與電子碰撞時如同子彈碰到塵埃一樣，運動方向不會發(fā)生改變．C、D的說法沒錯，但與題意不符． 3．(粵教版選修3－5P65第2題)氫原子

8、由n＝1的狀態(tài)激發(fā)到n＝4的狀態(tài)，在它回到n＝1的狀態(tài)的過程中，有以下說法： ①可能激發(fā)的能量不同的光子只有3種 ②可能發(fā)出6種不同頻率的光子 ③可能發(fā)出的光子的最大能量為12.75eV ④可能發(fā)出光子的最小能量為0.85eV 其中正確的說法是(　　) A．①③B．②④C．①④D．②③ 答案　D 4．(粵教版選修3－5P97第2題)用哪種方法可以減緩放射性元素的衰變速率？(　　) A．把該元素放在低溫陰涼處 B．把該元素密封在很厚的鉛盒子里 C．把該元素同其他的穩(wěn)定元素結合成化合物 D．上述各種方法都無法減緩放射性元素的衰變速率 答案　D 5．(粵教版選修3－5P9

9、7第3題改編)(多選)關于核衰變和核反應的類型，下列表述正確的是(　　) A．U→Th＋He是α衰變 B．N＋He→O＋11H是β衰變 C．H＋H→He＋n是輕核聚變 D．Se→Kr＋2e是重核裂變 答案　AC 6．(2015·福建·30(1))下列有關原子結構和原子核的認識，其中正確的是(　　) A．γ射線是高速運動的電子流 B．氫原子輻射光子后，其繞核運動的電子動能增大 C．太陽輻射能量的主要來源是太陽中發(fā)生的重核裂變 D．Bi的半衰期是5天，100克Bi經過10天后還剩下50克 答案　B 解析　β射線是高速電子流，而γ射線是一種電磁波，選項A錯誤．氫原子輻射光子后

10、，繞核運動的電子距核更近，動能增大，選項B正確．太陽輻射能量的主要來源是太陽內部氫核的聚變，選項C錯誤.10天為兩個半衰期，剩余的Bi為100×g＝100×()2g＝25g，選項D錯誤. 命題點一　原子的核式結構 例1　(多選)如圖3所示為盧瑟福和他的同事們做α粒子散射實驗裝置的示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個位置時觀察到的現(xiàn)象，下述說法中正確的是(　　) 圖3 A．放在A位置時，相同時間內觀察到屏上的閃光次數(shù)最多 B．放在B位置時，相同時間內觀察到屏上的閃光次數(shù)只比A位置時稍少些 C．放在C、D位置時，屏上觀察不到閃光 D．放在D位置時，屏上仍

11、能觀察到一些閃光，但次數(shù)極少 答案　ABD 解析　根據(jù)α粒子散射現(xiàn)象，絕大多數(shù)α粒子沿原方向前進，少數(shù)α粒子發(fā)生較大偏轉，A、B、D正確． 1．(多選)下列說法正確的是(　　) A．湯姆孫首先發(fā)現(xiàn)了電子，并測定了電子電荷量，且提出了“棗糕模型” B．盧瑟福做α粒子散射實驗時發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后基本上仍沿原來的方向前進，只有少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉 C．α粒子散射實驗說明了原子的正電荷和絕大部分質量集中在一個很小的核上 D．盧瑟福提出了原子核式結構模型，并解釋了α粒子發(fā)生大角度偏轉的原因 答案　BCD 解析　湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子符合物理史實，但電子電荷量是密立根測定的，

12、A錯誤，B、C、D都符合物理史實． 2．(多選)在物理學的發(fā)展過程中，許多物理學家的科學發(fā)現(xiàn)推動了人類歷史的進步．下列表述符合物理學史實的是(　　) A．普朗克為了解釋黑體輻射現(xiàn)象，第一次提出了能量量子化理論 B．愛因斯坦為了解釋光電效應的規(guī)律，提出了光子說 C．盧瑟福通過對α粒子散射實驗的研究，提出了原子的核式結構模型 D．貝可勒爾通過對天然放射性的研究，發(fā)現(xiàn)原子核是由質子和中子組成的 答案　ABC 解析　普朗克為了解釋黑體輻射現(xiàn)象，第一次提出了能量量子化理論，A正確．愛因斯坦為了解釋光電效應的規(guī)律，提出了光子說，B正確．盧瑟福通過對α粒子散射實驗的研究，提出了原子的核式結構模

13、型，C正確．貝可勒爾通過對天然放射性的研究，發(fā)現(xiàn)原子核具有復雜結構，D錯誤． 3．(多選)(2016·天津理綜·6)物理學家通過對實驗的深入觀察和研究，獲得正確的科學認知，推動物理學的發(fā)展，下列說法符合事實的是(　　) A．赫茲通過一系列實驗，證實了麥克斯韋關于光的電磁理論 B．查德威克用α粒子轟擊N獲得反沖核O，發(fā)現(xiàn)了中子 C．貝可勒爾發(fā)現(xiàn)的天然放射性現(xiàn)象，說明原子核有復雜結構 D．盧瑟福通過對陰極射線的研究，提出了原子核式結構模型 答案　AC 解析　麥克斯韋預言了電磁波的存在，赫茲通過實驗證實了麥克斯韋的電磁理論，選項A正確；盧瑟福用α粒子轟擊N，獲得反沖核O，發(fā)現(xiàn)了質子，選

14、項B錯誤；貝可勒爾發(fā)現(xiàn)的天然放射性現(xiàn)象，說明原子核具有復雜結構，選項C正確；盧瑟福通過對α粒子散射實驗的研究，提出了原子的核式結構模型，選項D錯誤． 4．(2015·重慶理綜·1)圖4中曲線a、b、c、d為氣泡室中某放射物發(fā)生衰變放出的部分粒子的徑跡，氣泡室中磁感應強度方向垂直于紙面向里．以下判斷可能正確的是(　　) 圖4 A．a、b為β粒子的徑跡 B．a、b為γ粒子的徑跡 C．c、d為α粒子的徑跡 D．c、d為β粒子的徑跡 答案　D 解析　γ粒子是不帶電的光子，在磁場中不偏轉，選項B錯誤；α粒子為氦核帶正電，由左手定則知向上偏轉，選項A、C錯誤；β粒子是帶負電的電子，應向

15、下偏轉，選項D正確． 命題點二　玻爾理論和能級躍遷 例2　(多選)有關氫原子光譜的說法正確的是(　　) A．氫原子的發(fā)射光譜是連續(xù)譜 B．氫原子光譜說明氫原子只發(fā)出特定頻率的光 C．氫原子光譜說明氫原子能級是分立的 D．氫原子光譜線的頻率與氫原子能級的能量差無關 答案　BC 解析　由于氫原子的軌道是不連續(xù)的，而氫原子在不同的軌道上的能級En＝E1，故氫原子的能級是不連續(xù)的即是分立的，故C正確；當氫原子從較高軌道第n能級躍遷到較低軌道第m能級時，發(fā)射的光子的能量為E＝En－Em＝E1－E1＝E1＝hν，顯然n、m的取值不同，發(fā)射光子的頻率就不同，故氫原子光譜線的頻率與氫原子能級的

16、能級差有關，故D錯誤；由于氫原子發(fā)射的光子的能量E＝E1，所以發(fā)射的光子的能量值E是不連續(xù)的，只能是一些特殊頻率的譜線，故A錯誤，B正確． 5.(多選)如圖5是氫原子的能級圖，一群氫原子處于n＝3能級，下列說法中正確的是(　　) 圖5 A．這群氫原子躍遷時能夠發(fā)出3種不同頻率的波 B．這群氫原子發(fā)出的光子中，能量最大為10.2eV C．從n＝3能級躍遷到n＝2能級時發(fā)出的光波長最長 D．這群氫原子能夠吸收任意光子的能量而向更高能級躍遷 答案　AC 解析　根據(jù)C＝3知，這群氫原子能夠發(fā)出3種不同頻率的光子，故A正確；由n＝3躍遷到n＝1，輻射的光子能量最大，ΔE＝(13.

17、6－1.51) eV＝12.09 eV，故B錯誤；從n＝3躍遷到n＝2輻射的光子能量最小，頻率最小，則波長最長，故C正確；一群處于n＝3能級的氫原子發(fā)生躍遷，吸收的能量必須等于兩能級的能級差，故D錯誤． 6．一群處于n＝4能級的激發(fā)態(tài)的氧原子，向低能級躍遷時，最多發(fā)射出的譜線為(　　) A．3種 B．4種 C．5種 D．6種 答案　D 解析　一群處于n＝4能級的激發(fā)態(tài)的氧原子，向低能級躍遷時，最多發(fā)射出的譜線為C＝6種，選D. 7．一群氫原子處于同一較高的激發(fā)態(tài)，它們向較低激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷的過程中(　　) A．可能吸收一系列頻率不同的光子，形成光譜中的若干條暗線 B．可能發(fā)出一

18、系列頻率不同的光子，形成光譜中的若干條亮線 C．只吸收頻率一定的光子，形成光譜中的一條暗線 D．只發(fā)出頻率一定的光子，形成光譜中的一條亮線 答案　B 解析　處于較高能級的電子可以向較低的能級躍遷，能量減小，原子要發(fā)出光子，由于放出光子的能量滿足hν＝Em－En，處于較高能級的電子可以向較低的激發(fā)態(tài)躍遷，激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定可能繼續(xù)向較低能級躍遷，所以原子要發(fā)出一系列頻率的光子．故A、C、D錯誤，B正確． 8．(多選)如圖6所示為氫原子的能級圖．氫原子從n＝5的能級躍遷到n＝3的能級時輻射出a光子，從n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時輻射出b光子．下列說法正確的是(　　) 圖6 A．a光

19、子的能量比b光子的能量大 B．若a、b兩種光在同一種均勻介質中傳播，則a光的傳播速度比b光的傳播速度大 C．若b光能使某種金屬發(fā)生光電效應，則a光一定能使該金屬發(fā)生光電效應 D．若用同一雙縫干涉裝置進行實驗，用a光照射雙縫得到相鄰亮條紋的間距比用b光照射雙縫得到的相鄰亮條紋的間距大 答案　BD 解析　據(jù)題意，氫原子從n＝5的能級躍遷到n＝3的能級釋放的光子能量為ΔEa＝0.97 eV＝hνa，氫原子從n＝4的能級躍遷到n＝2的能級釋放的光子能量為ΔEb＝2.55 eV＝hνb，則知b光光子的能量大，頻率也大，在同一種均勻介質中，頻率越大的光傳播速度越慢，A錯誤，B正確．如果b光能使某

20、種金屬發(fā)生光電效應，則a光不一定能使其發(fā)生光電效應，C錯誤．a光頻率較小，則a光波長較大，所以在做雙縫干涉實驗時，用a光照射雙縫時得到的干涉條紋較寬，D正確． 命題點三　原子核及核反應 例3　(2016·全國Ⅱ·35(1))在下列描述核過程的方程中，屬于α衰變的是________，屬于β衰變的是________，屬于裂變的是________，屬于聚變的是________．(填正確答案標號) A.C→N＋e B.P→S＋e C.U→Th＋He D.N＋He→O＋H E.U＋n→Xe＋Sr＋2n F.H＋H→He＋n 答案　C　AB　E　F 解析　α衰變是一種放射性衰變，α粒子

21、(He)會從原子核中射出，C項符合要求，β衰變是指自原子核內自發(fā)地放出一個電子(e)，同時原子序數(shù)加1的過程，A、B兩項符合要求，裂變是指一些質量非常大的原子核，如鈾、釷和钚等在吸收一個中子后分裂成兩個或更多質量較小的原子核，同時放出多個中子和很大能量的過程，只有E項符合要求．聚變是指由兩個輕原子核(一般是氘核和氚核)結合成較重原子核(氦核)并放出大量能量的過程，F(xiàn)項符合要求． 9．(多選)(2016·全國Ⅲ·35(1)改編)一靜止的鋁原子核Al俘獲一速度為1.0×107m/s的質子p后，變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核Si*.下列說法正確的是(　　) A．核反應方程為p＋Al→Si* B．

22、核反應過程中系統(tǒng)動量守恒 C．核反應過程中系統(tǒng)能量不守恒 D．核反應前后核子數(shù)相等，所以生成物的質量等于反應物的質量之和 答案　AB 解析　根據(jù)質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得，核反應方程為p＋Al→Si*，A正確；核反應過程中釋放的核力遠遠大于外力，故系統(tǒng)動量守恒，B正確；核反應過程中系統(tǒng)能量守恒，C錯誤；由于反應過程中，要釋放大量的能量，伴隨著質量虧損，所以生成物的質量小于反應物的質量之和，D錯誤． 10．(多選)關于核反應方程Th→Pa＋X＋ΔE(ΔE為釋放的核能，X為新生成的粒子)，已知Th的半衰期為1.2 min，則下列說法正確的是(　　) A．此反應為β衰變 B.Pa核和Th核

23、具有相同的質量 C.Pa具有放射性 D．64 g的Th經過6 min還有1 gTh尚未衰變 答案　AC 解析　根據(jù)核反應方程質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可判斷出X為e，所以此反應為β衰變，A正確；Pa核與Th核質量并不同，B錯誤；根據(jù)化學元素周期表及化學知識知，Pa為放射性元素，C正確；利用半衰期公式m余＝m原，可判斷m余＝2 g，則D錯誤． 11．(多選)下列說法正確的是(　　) A．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子的核式結構 B．一群處于n＝3能級激發(fā)態(tài)的氫原子，自發(fā)躍遷時能發(fā)出最多3種不同頻率的光 C．放射性元素發(fā)生一次β衰變，原子序數(shù)增加1 D.U的半衰期約為7億年，隨著地球環(huán)境的

24、不斷變化，半衰期可能變短 答案　BC 12．目前，在居室裝修中經常用到花崗巖、大理石等裝飾材料，這些巖石都不同程度地含有放射性元素．比如，有些含有鈾、釷的花崗巖等巖石會釋放出放射性惰性氣體氡，而氡會發(fā)生放射性衰變，放射出α、β、γ射線，這些射線會導致細胞發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾病．根據(jù)有關放射性知識可知，下列說法正確的是(　　) A．氡的半衰期為3.8天，若取4個氡原子核，經7.6天后就剩下一個原子核了 B．β衰變所釋放的電子是原子核內的中子轉化成質子和電子所產生的 C．γ射線一般伴隨著α或β射線產生，在這三種射線中，α射線的穿透能力最強，電離能力最弱 D．發(fā)生α衰變時，生成核與

25、原來的原子核相比，中子數(shù)減少了4 答案　B 解析　半衰期遵循統(tǒng)計規(guī)律，對單個或少數(shù)原子核是沒有意義的，A錯誤．根據(jù)3種射線的特性及衰變實質可知B正確，C、D錯誤． 題組1　原子結構和玻爾理論 1．用頻率為ν0的光照射大量處于基態(tài)的氫原子，在所發(fā)射的光譜中僅能觀測到頻率分別為ν1、ν2和ν3的三條譜線，且ν3＞ν2＞ν1，則(　　) A．ν0＜ν1 B．ν3＝ν2＋ν1 C．ν0＝ν1＋ν2＋ν3 D.＝＋ 答案　B 2．處于激發(fā)狀態(tài)的原子，在入射光的電磁場的影響下，從高能態(tài)向低能態(tài)躍遷，兩個狀態(tài)之間的能量差以輻射光子的形式發(fā)射出去，這種輻射叫做受激輻射．原子發(fā)生受激輻射時，發(fā)出

26、的光子頻率、發(fā)射方向等都跟入射光子完全一樣，這樣使光得到加強，這就是激光產生的機理．那么，發(fā)生受激輻射時，產生激光的原子的總能量E、電勢能Ep、電子動能Ek的變化情況是(　　) A．Ep增大、Ek減小，E減小 B．Ep減小、Ek增大，E減小 C．Ep增大、Ek增大，E增大 D．Ep減小、Ek增大，E不變 答案　B 3．(多選)以下有關近代物理內容的若干敘述，正確的是(　　) A．紫外線照射到金屬鋅板表面時能發(fā)生光電效應，則當增大紫外線的照射強度時，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能也隨之增大 B．玻爾認為，原子中電子軌道是量子化的，能量也是量子化的 C．光子不僅具有能量，也具

27、有動量 D．根據(jù)玻爾能級理論，氫原子輻射出一個光子后，將由高能級向較低能級躍遷，核外電子的動能增加 答案　BCD 4．在盧瑟福α粒子散射實驗中，金箔中的原子核可以看作靜止不動，下列各圖畫出的是其中兩個α粒子經歷金箔散射過程的徑跡，其中正確的是(　　) 答案　C 解析　金箔中的原子核與α粒子都帶正電，α粒子接近原子核過程中受到斥力而不是引力作用，A、D錯；由原子核對α粒子的斥力作用及物體做曲線運動的條件知曲線軌跡的凹側應指向受力一方，B錯，C對． 題組2　原子核和核反應 5.下列說法正確的是(　　) A.P→Si＋e是一種核裂變反應 B．核反應堆產生的能量一定來自輕核聚變

28、 C．太陽輻射的能量主要來自太陽內部的核裂變反應 D．盧瑟福為解釋α粒子散射實驗現(xiàn)象提出了原子核式結構學說 答案　D 6．關于天然放射現(xiàn)象，以下敘述正確的是(　　) A．若使放射性物質的溫度升高，其半衰期將變大 B．β衰變所釋放的電子是原子核內的質子轉變?yōu)橹凶訒r產生的 C．在α、β、γ這三種射線中，α射線的穿透能力最強，γ射線的電離能力最強 D．鈾核(U)衰變?yōu)殂U核(Pb)的過程中，要經過8次α衰變和6次β衰變 答案　D 7．(多選)下列說法正確的是(　　) A．天然放射性現(xiàn)象說明原子核內部具有復雜的結構 B．α粒子散射實驗說明原子核內部具有復雜的結構 C．原子核發(fā)生β

29、衰變生成的新核原子序數(shù)增加 D．氫原子從能級3躍遷到能級2輻射出的光子的波長小于從能級2躍遷到基態(tài)輻射出的光子的波長 答案　AC 解析　天然放射現(xiàn)象說明原子核內部具有復雜的結構，A正確．α粒子散射實驗說明原子具有核式結構，B錯誤．根據(jù)電荷數(shù)守恒、質量數(shù)守恒知，β衰變放出了一個電子，新核的電荷數(shù)增加1，即原子序數(shù)增加，C正確．氫原子從能級3躍遷到能級2輻射出的光子的能量小于從能級2躍遷到基態(tài)輻射出的光子的能量，故從能級3躍遷到能級2輻射出的光子的波長大于從能級2躍遷到基態(tài)輻射出的光子的波長，D錯誤． 8．(多選)(2014·新課標全國Ⅰ·35(1)改編)關于天然放射性，下列說法正確的是(

30、　　) A．所有元素都可能發(fā)生衰變 B．放射性元素的半衰期與外界的溫度無關 C．放射性元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性 D．α、β和γ三種射線中，γ射線的穿透能力最強 答案　BCD 解析　自然界中絕大部分元素沒有放射現(xiàn)象，選項A錯誤；放射性元素的半衰期只與原子核結構有關，與其他因素無關，選項B、C正確；α、β和γ三種射線電離能力依次減弱，穿透能力依次增強，選項D正確． 題組3　動量和能量守恒定律在核反應中的應用 9．1930年英國物理學家考克饒夫和瓦爾頓建造了世界上第一臺粒子加速器，他們獲得了高速運動的質子，用來轟擊靜止的鋰7(Li)原子核，形成一個不穩(wěn)定的復合核后分解成兩個相同的原子核． (1)寫出核反應方程； (2)已知質子的質量為m，初速度為v0，反應后產生的一個原子核速度大小為v0，方向與質子運動方向相反，求反應后產生的另一個原子核的速度以及反應過程中釋放的核能(設反應過程釋放的核能全部轉變?yōu)閯幽?． 答案　(1)Li＋H→2He　(2)v0　mv 解析　(1)根據(jù)質量數(shù)與電荷數(shù)守恒，則有 Li＋H→2He (2)由動量守恒定律得mv0＝4m(－v0)＋4mv 解得v＝v0 釋放的核能為 ΔE＝·4mv2＋·4m·(v0)2－mv 解得ΔE＝mv. 13