高中物理 9原子与原子核的结构课后作业 新人教版选修12
2022物理第12章近代物理初步第2节原子结构和原子核教案
第2节原子结构和原子核一、原子结构1．电子的发现：英国物理学家汤姆孙发现了电子。
2．原子的核式结构（1)α粒子散射实验：1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°,也就是说它们几乎被“撞”了回来。
(2）原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核,原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转.3．氢原子光谱（1)光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开,获得光的波长（频率）和强度分布的记录，即光谱。
(2)光谱分类(3)氢原子光谱的实验规律：巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝R错误!,（n＝3,4,5…，R是里德伯常量，R＝1。
10×107 m－1)。
（4)光谱分析：利用每种原子都有自己的特征谱线可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分，且灵敏度很高。
在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义。
4．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:原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＝E m－E n。
(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.5．氢原子的能级、能级公式（1）氢原子的能级能级图如图所示(2)氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式：E n＝错误!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：r n＝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 ×10－10m。
高考物理一轮复习 第12章 近代物理初步 第2讲 原子和原子核课时作业(含解析)新人教版-新人教版高
第2讲原子和原子核时间：45分钟总分为：100分一、选择题(此题共14小题，每一小题6分，共84分。
其中1～11题为单项选择，12～14题为多项选择)1．(2019·广东揭阳一模)如下列图，x为未知的放射源，L为薄铝片，假设在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，如此x可能是()A．α射线和β射线的混合放射源B．纯α射线放射源C．纯γ射线放射源D．α射线和γ射线的混合放射源答案 D解析在放射源和计数器之间加薄铝片L后，发现计数器的计数率大幅度减小，说明射线中含有穿透能力弱的α射线，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明没有射线或剩下的射线不带电，即为γ射线，因此放射源x可能是α射线或它和γ射线的混合放射源，故A、B、C错误，D正确。
2．(2019·江西高三九校3月联考)如下说法中正确的答案是()A．天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的B．玻尔的原子结构理论是在卢瑟福核式结构学说上引进了量子理论C．天然放射现象中出现的α射线、β射线、γ射线都是高能量的电磁波D．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构答案 B解析天然放射现象的发现，揭示了原子核有复杂的结构，故A错误；玻尔的原子结构理论是在卢瑟福核式结构学说的根底上引入了量子理论，故B正确；天然放射现象中出现的α射线、β射线、γ射线，其中α射线是氦原子核，β射线是电子流，只有γ射线是高能量的电磁波，故C错误；卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子有复杂结构，在此根底上，他建立了原子的核式结构模型，故D错误。
3．(2020·安徽省A10联盟高三摸底)据报道，香烟会释放一种危险的放射性元素“钋(210 84 Po)〞，如果每天抽1.5包香烟，一年后累积的辐射相当于300次胸透的辐射。
210 84Po发生一次α衰变和一次β衰变后产生了新核，新核的中子数比质子数多()A．38个B．40个C．42个D．44个答案 B解析210 84Po发生一次α衰变和一次β衰变产生的新核为206 83X，其中子数为206－83＝123，中子数比质子数多123－83＝40，B正确。
高中物理原子的核式结构模型课后习题答案及解析
高中物理原子的核式结构模型课后习题答案及解析1．加在阴极射线管内两个电极之间的电压为4×103 V，如果电子离开阴极表面时的速度为0，试求电子到达阳极时的速度。
解析：电子在两个电极间加速电场中进行加速，由动能定理eU＝12mv2－0得v＝√2eum＝3.75×107m/s。
2．一个半径为1.6×10-4 cm的带负电的油滴，在电场强度为1.92 V/m、方向竖直向下的匀强电场中，如果油滴受到的库仑力恰好与重力平衡，问：这个油滴带有几个电子的电荷？已知油的密度为0.851×103 kg/m3。
解析：3．一种测定电子比荷的实验装置如图4.3-5所示。
真空玻璃管内阴极K发出的电子经阳极A与阴极K之间的高压加速后，形成一细束电子流，以平行于平板电容器极板的速度进入两极板C、D间的区域，若两极板C、D间无电压，电子将打在荧光屏上的O点，若在两极板间施加电压U ，则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的P 点；若再在极板间施加一个方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B 的匀强磁场，则电子在荧光屏上产生的光点又回到O 点。
已知极板的长度为5.00 cm ，C 、D 间的距离为1.50 cm ，极板区的中点M 到荧光屏中点O 的距离为12.50 cm ，电压U 为200 V ，磁感应强度B 为6.3×10-4 T ，P 点到O 点的距离y 为3.00 cm 。
试求电子的比荷。
4．卢瑟福提出的原子结构的模型是怎样的？他提出这种模型的AK C D M OP图 4.3-5依据是什么？解析：卢瑟福的原子核式结构模型是：在原子的中间有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中于原子核，带负电的电子在核外空间里绕核旋转．原子核式结构的依据是α粒子散射实验．α粒子穿过原子时，电子对它的运动影响很小，影响α粒子运动的主体是原子核．α粒子进入原子区域后，由于原子核很小，大部分α粒子离核较远，受到的库仑力很小，运动方向几乎不变．极少数α粒子距核较近，因此受到很强的库仑力，发生大角度散射．5．按照原子的核式结构模型的比例，假如原子核有绿豆那么大，那么整个原子有多大？解析：原子大小的数量级是10-10m,原子核大小的数量级是10-15m，两者相差10万倍。
近年届高考物理一轮复习第十二章原子与原子核第2讲原子结构与原子核作业新人教版(2021年整理)
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第2讲原子结构与原子核[课时作业] 单独成册方便使用[基础题组]一、单项选择题1．(2017·四川宜宾高三诊断）有关原子结构和原子核的认识,下列说法正确的是( ）A．居里夫人最先发现天然放射现象B．伦琴射线的发现揭示了原子具有核式结构C．在光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关D．在衰变方程X原子核的质量数是234解析:贝克勒尔首先发现了天然放射性现象，证明原子核有复杂的结构，故A 错误；卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，B错误；在光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，选项C正确;在衰变方程→X＋中，X原子核的质量数是235,电荷数为92，选项D错误．答案：C2．（2018·湖北六校联考)关于近代物理,下列说法正确的是( ）A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B．目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变C．一个氢原子从n＝3的激发态跃迁到基态时，能辐射3种不同频率的光子D．α粒子散射实验表明核外电子轨道是量子化的解析:β衰变时β射线是原子核内部发出来的,不是原子核外的电子释放出来的，A错误．目前的核电都是利用重核裂变发电的,B正确．一群氢原子从n＝3的激发态跃迁到基态时,能辐射C错误!＝3种不同频率的光子，而只有一个氢原子时，只能是三种可能频率中的一种或两种，C错误．α粒子散射实验表明原子具有核式结构，D错误．答案：B3．(2018·安徽江南十校联考）铀核（错误!U）经过m次α衰变和n次β衰变变成铅核（错误!Pb)，关于该过程，下列说法中正确的是( )A．m＝5，n＝4B．铀核(错误!U)的比结合能比铅核（错误!Pb)的比结合能小C．衰变产物的结合能之和小于铀核（错误!U)的结合能D．铀核（错误!U)衰变过程的半衰期与温度和压强有关解析：原子核衰变时质量数守恒，电荷数守恒，235＝4m＋207，92＝82＋2m －n，两式联立解得m＝7，n＝4，A项错误．衰变产物的结合能之和大于铀核（错误!U)的结合能，C错误．半衰期由原子核内部自身的因素决定，与温度和压强无关，D项错误．答案：B4．(2018·湖南长沙模拟）一个静止的铀核，放在匀强磁场中，它发生一次α衰变后变为钍核，α粒子和钍核都在匀强磁场中做匀速圆周运动．某同学作出如图所示运动径迹示意图,以下判断正确的是（)A．1是α粒子的径迹，2是钍核的径迹B．1是钍核的径迹，2是α粒子的径迹C．3是α粒子的径迹，4是钍核的径迹D．3是钍核的径迹，4是α粒子的径迹解析：由动量守恒可知，静止的铀核发生α衰变后，生成的均带正电的α粒子和钍核的动量大小相等,但方向相反，由左手定则可知它们的运动轨迹应为“外切”圆，又R＝错误!＝错误!,在p和B相等的情况下，R∝错误!，因q 〉qα,则R钍<Rα,故B正确．钍答案：B5．氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为ν1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m,则（)A．吸收光子的能量为hν1＋hν2B．辐射光子的能量为hν1＋hν2C．吸收光子的能量为hν2－hν1D．辐射光子的能量为hν2－hν1解析：氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光，说明能级m高于能级n，而从能级n跃迁到能级k时吸收紫光，说明能级k也比能级n高,而紫光的频率ν2大于红光的频率ν1，所以hν2>hν1，因此能级k比能级m高，所以若氢原子从能级k跃迁到能级m，应辐射光子,且光子能量应为hν2－hν1。
高考物理总复习第十二单元波粒二象性原子结构与原子核课时2原子结构原子核教师用书(含解析)新人教版
1.原子的核式结构模型(1)电子的发现:英国物理学家汤姆孙发现了电子。
(2)α粒子散射实验:1909~1911年,英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验,实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但有少数α粒子发生了大角度偏转,几乎被“撞”了回来。
(3)卢瑟福提出原子的核式结构模型:在原子中心有一个很小的核,原子几乎全部质量都集中在核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转。
2.氢原子的能级结构(1)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:原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=E m-E n。
(h是普朗克常量,h=6.626×10-34J·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。
(2)基态和激发态:原子能量最低的状态叫基态,其他能量较高的状态叫激发态。
3.原子核的组成(1)原子核由质子和中子组成,它们统称为核子。
(2)原子核的核电荷数=质子数,原子核的质量数=质子数+中子数。
(3)同位素:具有相同质子数、不同中子数的原子。
同位素在元素周期表中的位置相同。
4.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,首先由贝可勒尔发现。
天然放射现象的发现,说明原子核还具有复杂的结构。
(2)三种射线放射性元素放射出的射线共有三种,分别是α射线、β射线、γ射线。
其中α射线是高速运动的氦核,β射线是高速运动的电子流,γ射线是光子。
(3)半衰期①定义:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。
②影响因素:放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的,跟原子所处的物理状态(如温度、压强)及化学状态(如单质、化合物)无关。
(4)α衰变和β衰变的实质α衰变:核内两个中子和两个质子作为一个整体从较大的原子核内抛射出来。
高中物理《原子的核式结构模型》教学设计练习含答案
《原子的核式结构模型》教学设计教学目标：1．α粒子散射实验结果：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°。
2．原子结构模型：在原子的中心有一个很小的核叫原子核，原子的所有正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕核旋转。
3．原子核由质子和中子组成，原子核的电荷数等于原子核中的质子数。
4．原子半径的数量级为10－10m，原子核半径的数量级为10－15 m。
新课教学：一、汤姆孙的原子模型汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌在球中。
汤姆孙的原子模型，小圆点代表正电荷，大圆点代表电子。
汤姆孙的原子模型被称为西瓜模型或枣糕模型，该模型能解释一些实验现象，但后来被α粒子散射实验否定了。
二、α粒子散射实验1．α粒子α粒子是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，含有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的4倍。
2．实验方法用α粒子源发射的α粒子束轰击金箔，用带有荧光屏的放大镜，在水平面内不同方向对散射的α粒子进行观察，根据散射到各方向的α粒子所占的比例，可以推知原子中正、负电荷的分布情况。
3．实验装置4．实验现象(1)绝大多数的α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进。
(2)少数α粒子发生了大角度偏转；偏转的角度甚至大于90°，它们几乎被“撞了回来”。
5．实验意义：卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了核式结构模型。
三、卢瑟福的核式结构模型1．核式结构模型：1911年由卢瑟福提出，原子中带正电的部分体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动。
2．原子核的电荷与尺度同步练习：1．自主思考——判一判(1)汤姆孙的枣糕式模型认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内。
(√)(2)α粒子带有一个单位的正电荷，质量为氢原子质量的2倍。
高中物理人教版选修1-2：课后作业12
1．对天然放射现象，下列说法中正确的是()A．α粒子带正电，所以α射线一定是从原子核中射出的B．β粒子带负电，所以β射线有可能是核外电子C．γ粒子是光子，所以γ射线有可能是由原子发光产生的D．α射线、β射线、γ射线都是从原子核内部释放出来的【解析】α衰变的实质是原子核中的两个质子和两个中子结合成一个氦核放出的，β衰变的实质是一个中子变成一个质子和一个电子，然后释放出电子，γ衰变是α衰变和β衰变的伴生物．所以这三种射线都是从原子核内部释放出来的．故正确选项为A、D.【答案】AD2．用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现，天然放射性同位素只不过40多种，而今天人工制造的同位素已达1 000多种，每种元素都有放射性同位素，放射性同位素在农业、医疗卫生、科研等许多方面得到广泛应用．带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失，其原因是() A．射线的贯穿作用B．射线的电离作用C．射线的物理、化学作用D．以上三个选项都不是【解析】因放射线的电离作用，空气中与验电器所带电荷电性相反的离子与之中和，所以使验电器所带电荷消失．故选B.【答案】 B3．若元素A的半衰期为4天，元素B的半衰期为5天，相同质量的A和B，经过20天后，剩下的质量之比为()A．20∶31 B．31∶30C．1∶2 D．2∶1【解析】 本题根据原子核的衰变及半衰期的规律可以求解．设A 和B 原来的质量均为m ，则20天后有m A ＝m (12)t τA ＝m (12)5，m B ＝m (12)t τB ＝m (12)4.则m A m B ＝m （12）5m （12）4＝12.【答案】 C4．放射性同位素被用做示踪原子，主要是因为( )A ．放射性同位素不改变其化学性质B ．放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多C ．半衰期与元素所处的物理、化学状态无关D ．放射性同位素容易制造【解析】 放射性同位素用做示踪原子，主要是用放射性同位素替代没有放射性的同位素参与正常的物理、化学、生物的过程，既要利用化学性质相同，也要利用衰变规律不受物理、化学变化的影响，同时还要考虑放射性废料容易处理等，因此，选项A ，B ，C 正确，D 不正确．【答案】 ABC5．放射性元素发生衰变时放出的γ光子，是由( )A ．核外电子从外层轨道跃迁到内层轨道时放出的B ．核外电子从内层轨道跃迁到外层轨道时放出的C ．核外电子受激发后产生的D ．它是处于激发状态的原子核放射的【答案】 D6．在工业生产中，某些金属材料内部出现的裂痕是无法直接观察到的，如果不能够发现它们，可能会给生产带来极大的危害．自从发现放射线以后，就可以利用放射线对其进行探测了，这是利用了( )A ．α射线的电离本领B．β射线的带电性质C．γ射线的贯穿本领D．放射性元素的示踪本领【解析】放射性的应用是沿着利用它的射线和作为示踪原子两个方向展开的，γ射线的贯穿本领最强，可以用于金属探伤，故选C.【答案】 C7．在下列4个核反应方程中，x表示质子的是()A.3015P―→3014Si＋xB.238 92U―→234 90Th＋xC.2713Al＋10n―→2712Mg＋xD.2713Al＋42He―→3015P＋x【解析】由质量数守恒和电荷数守恒知，A中x为正电子01e，B中x为42He，C中x为质子11H，D中x为中子10n.【答案】 C8．铀裂变的产物之一氪90(9036Kr)是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90(9040Zr)，这些衰变是()A．1次α衰变，6次β衰变B．4次β衰变C．2次α衰变D．2次α衰变，2次β衰变【解析】根据α衰变和β衰变过程规律，设反应方程为90Kr→9040Zr＋x·42He＋y·0－1e36则有36＝40＋2x－y，90＝90＋4x.解得x＝0，y＝4.【答案】 B9．(2011·上海高考单科)在存放放射性元素时，若把放射性元素①置于大量水中；②密封于铅盒中；③与轻核元素结合成化合物．则()A．措施①可减缓放射性元素衰变B．措施②可减缓放射性元素衰变C．措施③可减缓放射性元素衰变D．上述措施均无法减缓放射性元素衰变【解析】放射性元素的衰变快慢由其原子核内部结构决定，与外界因素无关，所以A、B、C错误，D正确．【答案】 D10．(2011·海南高考单科)2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站严重的核泄漏事故．在泄漏的污染物中含有131Ⅰ和137Cs两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射．在下列四个式子中，有两个能分别反映131Ⅰ和137Cs的衰变过程，它们分别是________和________(填入正确选项前的字母).131Ⅰ和137Cs原子核中的中子数分别是________和________．A．X1→137 56Ba＋10n B．X2→131 54Xe＋0－1eC．X3→137 54Ba＋ 0－1e D．X4→131 54Xe＋11p【解析】衰变的种类有α衰变和β衰变两类，衰变中放出的粒子是氦核或电子，而不会是质子或中子，故A、D错误，或从质量数守恒可知X1、X4的质量数分别是138、132，故它们不会是131Ⅰ和137Cs的衰变．由质量数守恒和电荷数守恒可知X2、X3分别是131 53Ⅰ、137 55Cs，而中子数等于质量数与核电荷数的差值，故它们的中子数分别为78、82.【答案】B C788211．(2012·山东高考理综)碘131核不稳定，会发生β衰变，其半衰期为8天．(1)碘131核的衰变方程：131 53Ⅰ→________(衰变后的元素用X表示)．(2)经过________天有75%的碘131核发生了衰变．【解析】(1)根据质量数、电荷数守恒，13153Ⅰ→131 54X＋ 0－1e.(2)根据m＝m0(12)tT得：0.25m0＝m0(12)18，解得t＝16天．【答案】(1)13154X＋ 0－1e(2)16。
高中物理9原子与原子核的结构课后作业新人教版选修1_2
高中物理9原子与原子核的结构课后作业新人教版选修1_21.卢瑟福提出了原子的核式结构模型,这一模型建立的基础是( )A.α粒子的散射实验B.对阴极射线的研究C.天然放射现象的发现D.质子的发现解析:卢瑟福根据α粒子的散射实验的结果,提出原子的核式结构模型。
故正确选项为A。
答案:A2.如图为卢瑟福和他的助手做α粒子散射实验装置的示意图,荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时,关于观察到的现象,下述说法中正确的是( )A.相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多B.相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数只比放在A位置时稍少些C.放在C、D位置时屏上观察不到闪光D.放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光,但次数极少解析:α粒子散射实验现象是判断各选项是否正确的依据。
大多数α粒子几乎不发生偏转,少数α粒子发生了大角度偏转,极少数α粒子几乎返回去。
A、B、D正确。
答案:ABD3.一个原子核Bi,关于这个原子核,下列说法中正确的是( )A.核外有83个电子,核内有127个质子B.核外有83个电子,核内有83个质子C.核内有83个质子、127个中子D.核内有210个核子解析:根据原子核的表示方法可知,这种原子核的电荷数为83,质量数为210。
因为原子核的电荷数等于核内质子数,故该核内有83个质子。
因为原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和,即等于核内核子数,故该核核内有210个核子,其中有127个中子。
答案:BCD4.质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3,真空中光速为c,当质子和中子结合成氘核时,放出的能量是( )A.m3c2B.(m1+m2)c2C.(m3-m1-m2)c2D.(m1+m2-m3)c2解析:根据ΔE=Δmc2,质子和中子结合成氘核放出的能量是ΔE=(m1+m2-m3)c2,D项正确。
答案:D5.下列对原子结构的认识中,错误的是( )A.原子中绝大部分是空的,原子核很小B.电子在核外空间绕核运动,向心力为库仑力C.原子的全部正电荷都集中在原子核内D.原子核的直径大约为10-10m解析:卢瑟福依据α粒子散射实验的结果否定了关于原子结构的汤姆孙模型,提出了关于原子的核式结构学说,并估算出原子核直径的数量级为10-15m。
新课标高中物理人教版选择性必修123册教材解读〖原子核〗
第五章原子核一、课标要求1了解原子核的组成和核力的性质。
知道四种基本相互作用。
能根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程。
2了解放射性和原子核衰变。
知道半衰期及其统计意义。
了解放射性同位素的应用，知道射线的危害与防护。
3认识原子核的结合能，了解核裂变反应和核聚变反应。
关注核技术应用对人类生活和社会发展的影响。
4了解人类对物质结构的探索历程。
二、教材概述本章内容主要涉及两个方面，一是有关原子核的知识；二是有关核能的开发与利用的知识。
前者包括原子核的组成、核力与结合能、核反应、衰变和半衰期、核裂变和核聚变、“基本”粒子等，并对现代物理最活跃而又紧密联系的领域——微观世界粒子物理的初步知识加以说明；后者则包括放射性同位素和核能的开发与利用。
本章是依循人类探索原子核内部奥秘的历程展开的。
在结构设计方面可划分为以下三个单元。
第一单元由第1节“原子核的组成”和第2节“放射性元素的衰变”组成。
教科书介绍了贝克勒尔、居里夫妇对天然放射现象的研究和射线的本质，以及质子和中子的发现、原子核的组成。
指出了天然放射现象产生的机理，即原子核的衰变，以及用半衰期描述衰变遵从的规律。
介绍了核反应、放射性同位素及其应用，特别强调了辐射与安全的相关问题。
第二单元由第3节“核力与结合能”和第4节“核裂变与核聚变”组成。
教科书介绍了四种基本相互作用、结合能和比结合能等概念，针对重核裂变和轻核聚变，不仅介绍了利用核裂变的反应堆、核电站，还介绍了磁约束和惯性约束可控核聚变。
第三单元由第5节“‘基本’粒子”构成。
教科书介绍了粒子物理中的一些基本知识，例如，粒子分为强子、轻子、规范玻色子、希格斯玻色子几种类别，还拓展介绍了夸克与粒子物理标准模型。
具体来说，在编写本章内容时有以下一些思考。
1．关注探索原子核的组成的科学历程和科学方法在了解人类对物质结构的探索历程中，上一章完成了对“原子的核式结构模型”的学习。
本章开篇就对“原子核的组成”展开讨论，引导学生认识人们怎样从天然放射现象一步一步揭开原子核秘密的科学过程。
人教版九上作业：(9)3.2原子的结构(含解析)
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课时作业(九)原子的结构(30分钟40分)一、选择题(本大题包括6小题,每小题3分,共18分)1.(2012·泰安中考)原子是构成物质的基本粒子,下列有关原子的叙述错误的是( )A.原子在化学变化中能够再分B.原子质量主要集中在原子核上C.原子的质子数等于核电荷数D.原子的体积及在化学变化中的表现是由电子决定2.一个重水分子是由两个重氢原子和一个氧原子构成的,重氢原子的核电荷数是1,相对原子质量是2。
则下列说法中正确的是( ) A.重氢原子核外有两个电子 B.重氢原子核内有一个质子C.重氢原子中没有中子 D.水分子和重水分子的质量相同3.(2012·龙东中考)如图4种微粒中,具有相似的化学性质的是( )A.②③B.①③C.②④D.①④4.(2012·娄底中考)如图4位同学对分子、原子、离子的描述,其中正确的是( )5.如图是钠与氯气(Cl2)反应生成氯化钠的模拟图。
下列说法不正确的是( )A.反应中钠原子转移一个电子给氯原子B.反应中氯气分子分成氯原子C.核外电子在化学反应中起着重要作用D.反应中钠原子与氯原子的得失电子情况是由原子的核内质子数决定的6.已知某氧原子的相对原子质量为16,某硫原子的相对原子质量为32。
如果该氧原子的质量为m,则该硫原子的质量为( )A.32mB.2mC.mD.不能确定二、非选择题(本大题包括3小题,共22分)7.(6分)硫原子的原子核内有16个质子,氧原子核外有8个电子,则一个二氧化硫(SO2)分子中共含有________个原子核,________个电子,已知一个镁原子质量约等于一个碳-12原子质量的2倍,则镁的相对原子质量为_________。
8.(8分)某粒子R的结构示意图为。
(1)当x=10+y时,该粒子为________(填“原子”或“阳离子”或“阴离子”,下同),当x<10+y时,该粒子为________。
高中物理原子结构问题解题详解
高中物理原子结构问题解题详解在高中物理学习中，原子结构是一个重要的知识点。
理解和掌握原子结构的概念和相关问题的解题方法对于学生来说至关重要。
本文将详细介绍几种常见的原子结构问题，并给出相应的解题方法和技巧。
一、原子半径问题原子半径是指原子的大小，通常用皮克米（pm）作为单位。
在解决原子半径问题时，需要注意以下几点：1. 原子半径的趋势：原子半径随着元素周期表中的原子序数增加而增大，即从左到右、从上到下。
例如，考虑以下题目：氢原子的半径是0.053nm，氦原子的半径是0.056nm，那么锂原子的半径大约是多少？解题思路：根据原子半径的趋势，锂原子的半径应该大于氦原子的半径，因此答案应该大于0.056nm。
2. 原子半径的比较：当两个元素的原子序数相同时，比较它们的原子半径时，需要考虑它们的电子层结构。
例如，考虑以下题目：氮原子的半径是0.071nm，氧原子的半径是0.066nm，那么氮原子和氧原子中哪个原子的电子层结构更复杂？解题思路：氮原子的原子序数为7，氧原子的原子序数为8，它们的原子序数相差1。
根据元素周期表，氮原子的电子层结构为2,5，氧原子的电子层结构为2,6。
由此可见，氧原子的电子层结构更复杂。
二、电子能级问题电子能级是指原子中电子所处的能量状态。
在解决电子能级问题时，需要注意以下几点：1. 电子能级的填充顺序：电子能级的填充顺序遵循奥尔布规则，即先填充低能级，再填充高能级。
例如，考虑以下题目：氧原子的电子能级填充顺序是怎样的？解题思路：氧原子的电子层结构为2,6。
根据奥尔布规则，先填充2个电子到内层能级（K层），再填充6个电子到外层能级（L层）。
2. 电子能级的能量差：电子能级之间的能量差随着原子序数的增加而减小。
例如，考虑以下题目：氢原子的第一激发能是10.2eV，氦原子的第一激发能是24.6eV，那么锂原子的第一激发能应该是多少？解题思路：根据电子能级的能量差随原子序数增加而减小的规律，锂原子的第一激发能应该小于24.6eV。
物理人教版选修3-5：(9) 原子的核式结构模型 同步配套练习Word版含解析
课时跟踪检测（九）原子的核式结构模型1．(多选)卢瑟福的α粒子散射实验结果表明了()A．原子核是可分的B．汤姆孙的“枣糕”模型是错误的C．原子是由均匀带正电的物质和带负电的电子构成D．原子中的正、负电荷并非均匀分布解析：选BDα粒子散射实验并非证明原子是由什么构成的，而是证明了组成原子的正、负电荷在原子内部是如何分布的，由实验现象可知原子内部的正、负电荷并非均匀分布，证明了“枣糕模型”是错误的，故答案为B、D。
2．(多选)在α粒子散射实验中，关于选用金箔的原因下列说法正确的是()A．金具有很好的延展性，可以做成很薄的箔B．金原子核不带电C．金原子核质量大，被α粒子轰击后不易移动D．金这种材料比较昂贵解析：选ACα粒子散射实验中，选用金箔是因为金具有很好的延展性，可以做成很薄的箔，α粒子很容易穿过，A 正确。
金原子核质量大，被α粒子轰击后不易移动，C 正确。
金核带正电，B 错误。
选用金箔做实验与金这种材料比较昂贵没有任何关系，D项错误。
3．在α粒子散射实验中，我们并没有考虑电子对α粒子偏转角度的影响，这是因为() A．电子的体积非常小，以致α粒子碰不到它B．电子的质量远比α粒子的小，所以它对α粒子运动的影响极其微小C．α粒子使各个电子碰撞的效果相互抵消D．电子在核外均匀分布，所以α粒子受电子作用的合外力为零解析：选Bα粒子的质量是电子质量的7 300倍，电子虽然很小，但数量很多，α粒子仍能碰到，影响微乎其微。
选项B正确。
4．(多选)用α粒子撞击金原子核发生散射，图1中关于α粒子的运动轨迹正确的是()图1A．a B．bC．c D．d解析：选CD α粒子受金原子核的排斥力，方向沿两者的连线方向，运动轨迹弯向受力方向的一侧，A 、B 均错误；离原子核越近，α粒子受到的斥力越大，偏转越大，C 、D 正确。
5．(多选)如图2所示，表示α粒子散射实验中，某个α粒子经过原子核的情景，虚线a 、b 和c 表示原子核形成的静电场中的三个等势面，它们的电势分别为φa 、φb 和φc ，φa >φb >φc ，一个α粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN 所示，由图可知( )图2A ．α粒子从K 到L 的过程中，电场力做负功B ．α粒子从L 到M 的过程中，电场力做负功C ．α粒子从K 到L 的过程中，电势能增加D ．α粒子从L 到M 的过程中，动能减小解析：选AC 从K 到L 时，库仑力与运动方向的夹角大于90°，做负功，电势能增加，选项A 、C 正确。
高中物理人教版选修12 第三章 核能(含解析)
高中物理人教版选修12 第三章核能（含解析）B. 1018k gC. 1013kgD. 109kg4.中广核集团现拥有大亚湾核电站、岭澳核电站一期、岭澳核电站二期等在运行的核电机组，核电站利用的是（）A. 放射性元素衰变放出的能量B. 人工放射性同位素放出的能量C. 重核裂变放出的能量D. 轻核聚变放出的能量5.下列叙述正确的是（）A. 两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力B. 由爱因斯坦质能方程E=mc2可知，质量可以转变为能量C. 质子与中子的质量不等，但质量数相等D. 天然放射现象说明原子核内部有电子6.下列说法中正确的是（）A. 中子和质子结合成氘核时放出能量B. 升高放射性物质的温度，可缩短其半衰期C. 某原子核经过一次α衰变和一次β衰变后，核内中子数减少4个D. γ射线的电离作用很强，可用来消除有害静电7.在核反应堆中，为了使快中子的速度减慢，可选用作为中子减速剂的物质是（）A. 水B. 镉C. 氧D. 氢二、多选题8.一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子．已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c．下列说法正确的是（）A. 核反应方程是H+ n→H+γB. 聚变反应中的质量亏损△m=m1+m2﹣m3C. 辐射出的γ光子的能量E=（m3﹣m1﹣m2）c D. γ光子的波长γ=9.A、B两架飞机沿地面上一足球场的长轴方向在其上空高速飞过，且vA >vB，对于在飞机上的人观察结果，下列说法正确的是( ) A. A飞机上的人观察到足球场的长度比B飞机上的人观察到的大B. A飞机上的人观察到足球场的长度比B飞机上的人观察到的小C. 两飞机上的人观察到足球场的长度相同D. 两飞机上的人观察到足球场的宽度相同10.中国的核聚变研究已进入世界前列，主要利用2个氘核聚变成3He，被称为人造太阳，已知氘核的质量为2.013u，中子质量为1.0087u，3He的质量为3.015u，质子的质量为1.0078u，α粒子的质量为4.0026u，1uc2=931MeV，则（）A. 该核反应中产生的新粒子为中子B. 该核反应中产生的新粒子为质子C. 该核反应中释放出的核能为3.26MeV D.该核反应中释放出的核能为4.10 MeV11.下列说法中正确的是( )A. 万有引力可以用狭义相对论做出正确的解释B. 电磁力可以用狭义相对论做出正确的解释C. 狭义相对论是惯性参考系之间的理论 D.万有引力理论无法纳入狭义相对论的框架12.下列说法正确的是（）A. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应B. 原子核经过6次α 衰变和4次β 衰变后成为原子核C. 用升温、加压或发生化学反应的方法不能改变放射性元素的半衰期D. 以mD 、mp、mn分别表示氘核、质子、中子的质量，则mD =mp+mnE. 天然发射现象中的γ射线是原子核受激发产生的13.目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等材料，这些岩石都不同程度的含有放射性元素，如有些含有铀、钍的花岗岩会释放出放射性气体氡，氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线：已知氡的半衰期为3.8天，则下列说法正确的是（）A. 发生α衰变时，生成的核和原来相比，中子数少2B. 发生β衰变时，释放出电子，说明原子核内有电子存在C. γ射线一般伴随着α和β射线产生，其中γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱 D. 若只有4个氡核，经过7.6天一定只剩下一个氡核三、填空题14.用中子轰击锂核（Li）发生核反应，生成氚核和α粒子，并释放出4.8Mev的能量，请写出核反应方程________．15.氢弹的工作原理是利用氢核聚变放出巨大能量．在某次聚变中，一个氘核与一个氚核结合成一个氦核．已知氘核的比结合能是1.09MeV；氚核的比结合能是2.78MeV；氦核的比结合能是7.03MeV ．则氢核聚变的方程是________一次氢核聚变释放出的能量是________ MeV ．16.在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入研究，如图为三种射线在同一磁场中的运动轨迹，请图中各射线的名称：1射线是________，2射线是________，3射线是________．17.天然放射性现象发出的射线中，存在α射线、________和γ射线，其中α射线的本质是高速运动的________核（填写元素名称）．18.某人工核反应如下：P+1327AL→X+N式中P代表质子，N代表中子，X代表核反应产生的新核．由反应式可知，新核X的质子数为________，中子数为________．19.质子的质量mp ，中子的质量为mn，它们结合成质量为m的氘核，放出的能量应为________（真空中的光速为c）20.电视机显像管是应用了________原理．四、计算题21.一个氘核和一个氚核发生聚变，放出一个中子和17.6MeV的能量．计算2克氘和3克氚聚变放出的能量，并写出核反应方程．22.如图所示，在列车车厢的光滑水平面上有一个质量为m=5 kg的小球，正随车厢以20 m/s的速度匀速前进.现在给小球一个水平向前的F=5 N的拉力作用，求经10 s时，车厢里的观察者和地面上的观察者看到小球的速度分别是多少？五、综合题23.一个锂受到一个质子的轰击，变成两个α粒子．已知一个氦原子核的质量是6.6466×10﹣27kg，一个锂原子核的质量是1.16506×10﹣26kg，一个氢原子核的质量是1.6736×10﹣27kg，（1）试写出这一过程的核反应方程；（2）计算这一过程中的质量亏损；（3）计算这一过程中所释放的核能．24.一个静止的氡核Rn，放出一个α粒子后衰变为钋核Po，同时放出能量为E=0.26MeV的光子．假设放出的核能完全转变为钋核与α粒子的动能，不计光子的动量．已知M氡=222.08663u、mα=4.0026u、M钋=218.0766u，1u相当于931.5MeV的能量．（1）写出上述核反应方程；（2）求出发生上述核反应放出的能量；（3）确定钋核与α粒子的动能．25.已知氘核的质量为2.0136U ，中子的质量为1.0087U ，He核的质量为3.0150U ，两个速率相等的氘核对心碰撞聚变成He并放出一个中子，释放的核能也全部转化为机械能．（质量亏损为1U时，释放的能量为931.5MeV ．除了计算质量亏损外，He的质量可以认为是中子的3倍．）（1）写出该核反应的反应方程式；（2）该核反应释放的核能是多少？（3）若测得反应后生成中子的动能是3.12MeV ，则反应前每个氘核的动能是多少MeV？答案解析部分一、单选题1.【答案】C【考点】原子的核式结构【解析】【分析】卢瑟福是质子的发现者，A错。
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二、原子与原子核的结构
1.卢瑟福提出了原子的核式结构模型,这一模型建立的基础是( )
A.α粒子的散射实验
B.对阴极射线的研究
C.天然放射现象的发现
D.质子的发现
解析:卢瑟福根据α粒子的散射实验的结果,提出原子的核式结构模型。
故正确选项为A。
答案:A
2.
如图为卢瑟福和他的助手做α粒子散射实验装置的示意图,荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时,关于观察到的现象,下述说法中正确的是( )
A.相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多
B.相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数只比放在A位置时稍少些
C.放在C、D位置时屏上观察不到闪光
D.放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光,但次数极少
解析:α粒子散射实验现象是判断各选项是否正确的依据。
大多数α粒子几乎不发生偏转,少数α粒子发生了大角度偏转,极少数α粒子几乎返回去。
A、B、D正确。
答案:ABD
3.一个原子核错误!未找到引用源。
Bi,关于这个原子核,下列说法中正确的是( )
A.核外有83个电子,核内有127个质子
B.核外有83个电子,核内有83个质子
C.核内有83个质子、127个中子
D.核内有210个核子
解析:根据原子核的表示方法可知,这种原子核的电荷数为83,质量数为210。
因为原子核的电荷数等于核内质子数,故该核内有83个质子。
因为原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和,即等于核内核子数,故该核核内有210个核子,其中有127个中子。
答案:BCD
4.质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3,真空中光速为c,当质子和中子结合成氘核时,放出的能量是( )
A.m3c2
B.(m1+m2)c2
C.(m3-m1-m2)c2
D.(m1+m2-m3)c2
解析:根据ΔE=Δmc2,质子和中子结合成氘核放出的能量是ΔE=(m1+m2-m3)c2,D项正确。
答案:D
5.下列对原子结构的认识中,错误的是( )
A.原子中绝大部分是空的,原子核很小
B.电子在核外空间绕核运动,向心力为库仑力
C.原子的全部正电荷都集中在原子核内
D.原子核的直径大约为10-10m
解析:卢瑟福依据α粒子散射实验的结果否定了关于原子结构的汤姆孙模型,提出了关于原子的核式结构学说,并估算出原子核直径的数量级为10-15m。
而原子直径的数量级为10-10m,是原子核直径的十万倍,所以原子内部是十分“空旷”的。
核外带负电的电子由于受到带正电的原子核的库仑引力而绕核旋转,所以本题应选D。
答案:D
6.下列氧的同位素表示错误的是( )
A错误!未找到引用源。
O B错误!未找到引用源。
O C错误!未找到引用源。
O D错误!未找到引用源。
O
解析:同位素指质子数相同、中子数不同的原子,它们的电荷数相等,但质量数不同。
题中O 的同位素质子数应都是8,故D选项错误。
答案:D
7.某原子序数为Z、质量数为A的原子核,若用m x表示该原子核的质量,m p表示质子的质量,m n 表示中子的质量,c表示真空中的光速,则核子结合成该原子核时的质量亏损Δm=,释放的核能ΔE=,平均每个核子释放的核能为。
答案:Zm p+(A-Z)m n-m x[Zm p+(A-Z)m n-m x]c2错误!未找到引用源。
8.三个α粒子结合成一个碳12,已知碳原子的质量为12.0000u,氦原子的质量为4.002 6 u(1u=1.66×10-27kg)。
求这个核反应放出的能量是多少?
解析:Δm=3×4.0026u-12.0000u=0.0078u,Δm=0.007 8×1.66×10-27kg=1.2948×10-29 kg,ΔE=Δmc2=1.165×10-12J。
答案:1.165×10-12J。