第13章第3讲原子结构与原子核

1.电子的发现英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了

，提出了原子的“枣糕模型”.2.原子的核式结构(1)1909～1911年,英籍物理学家

进行了α粒子散射实验,提出了核式结构模型.(2)α粒子散射实验的结果：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

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”，如图所示.(3)原子的核式结构模型：原子中带正电部分的体积

，但几乎占有全部

，电子在正电体的外面运动.卢瑟福少数很小质量【考点逐项排查】电子答案1.(多选)如图所示为卢瑟福和他的同事们做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四个位置时观察到的现象，下述说法中正确的是(

)A.放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B.放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比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，但次数极少解析根据α粒子散射现象，绝大多数α粒子沿原方向前进，少数α粒子发生较大偏转.ABD【题组阶梯突破】解析答案21342.在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是

.(填选图下方的字母)解析α粒子受到原子核的斥力作用而发生散射，离原子核越近的粒子，受到的斥力越大，散射角度越大，选项C正确．吸引吸引√解析答案21343．在卢瑟福α粒子散射实验中，有少数α粒子发生了大角度偏转，其原因是(

)A．原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B．正电荷在原子内是均匀分布的C．原子中存在着带负电的电子D．原子只能处于一系列不连续的能量状态中均匀分布不会出现大角度偏转不能判断，电子不影响α粒子轨迹不能判断√解析答案21344.不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是(

)A.原子中心有一个很小的原子核B.原子核是由质子和中子组成的C.原子质量几乎全部集中在原子核内D.原子的正电荷全部集中在原子核内√原子核结构，不是原子结构返回解析答案2134

特征谱线波长

连续吸收特征光谱发射光谱

光谱

谱线状谱原子的

光谱【考点逐项排查】答案2.氢原子的能级结构、能级公式(1)玻尔理论①定态：原子只能处于一系列

的能量状态中,在这些能量状态中原子是

的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量.②跃迁：电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会放出能量为hν的光子，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝

.(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·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

，因此电子的可能轨道也是

.不连续稳定Em－En不连续的不连续的答案(2)几个概念①能级：在玻尔理论中，原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值，叫做能级.②基态：原子能量

的状态.③激发态：在原子能量状态中除基态之外的其他的状态.④量子数：原子的状态是不连续的，用于表示原子状态的

.(3)氢原子的能级公式：En＝

(n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝

eV.(4)氢原子的半径公式：rn＝

(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.最低正整数－13.6n2r1

答案3.氢原子的能级图请判断下列说法是否正确.(1)原子光谱是不连续的，是由若干频率的光组成的.(

)(2)电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率.(

)(3)氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁.(

)(4)原子的能量量子化现象是指原子在不同状态中具有不同的能量.(

)[思维深化]√××√答案5.(多选)如图甲所示是a、b、c、d四种元素的线状谱，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以了解该矿物中缺乏的是(

)A.a元素 B.b元素C.c元素 D.d元素解析由乙图可知，此光谱是由a与c元素线状谱叠加而成的，因此通过光谱分析可以了解该矿物中缺乏的是b、d元素.BD【题组阶梯突破】解析答案65786.一个氢原子从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.√解析答案65787.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－hν1ν2>ν1能级k比能级m高Em-En=hν1Ek-En=hν2kmn辐射光子E=Ek-Em=hν2－hν1√解析答案65788.氢原子能级如图所示，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656nm.以下判断正确的是

(双选，填正确答案标号).a.氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656nmb.用波长为325nm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633nm的光照射，不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级解析能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，辐射的光子频率越大，波长越小，a错误；由Em－En＝hν可知，b错误，d正确；cd解析答案6578[特别提醒]

返回内容呈现1.原子核的组成(1)原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为

.质子带正电，中子不带电.(2)基本关系①核电荷数＝质子数(Z)＝元素的原子序数＝

.②质量数(A)＝

＝质子数＋中子数.(3)X元素的原子核的符号为

，其中A表示

，Z表示核电荷数.2.天然放射现象(1)天然放射现象元素

地放出射线的现象，首先由

发现.天然放射现象的发现，说明原子核具有

的结构.核子核外电子数核子数质量数自发贝可勒尔复杂【考点逐项排查】答案(2)三种射线名称构成符号电荷量质量电离能力贯穿本领α射线氦核＋2e4u最强最弱β射线电子

－e较强较强γ射线光子γ00最弱最强

(3)放射性同位素的应用与防护①放射性同位素：有

放射性同位素和

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、做

等.③防护：防止放射性对人体组织的伤害.天然人工示踪原子答案

原子核答案内部半数答案③链式反应：由重核裂变产生的

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

的最小体积及其相应的质量.⑤裂变的应用：

、核反应堆.⑥反应堆构造：核燃料、减速剂、

、防护层.链式反应原子弹镉棒中子答案(2)轻核聚变①定义：两个轻核结合成

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

.质量较大热核反应答案人工转变轻核的聚变β衰变√【题组阶梯突破】解析答案1091112

解析β射线是高速电子流，而γ射线是一种电磁波，选项A错误.氢原子辐射光子后，绕核运动的电子距核更近，动能增大，选项B正确.太阳辐射能量的主要来源是太阳内部氢核的聚变，选项C错误.√解析答案1091112解析设X的质子数为m，质量数为n.则有4＋2＝m＋6,9＋4＝12＋n，所以m＝0，n＝1，即X为中子.√解析答案1091112AC返回1091112答案1.核力：原子核

，核子间所特有的相互作用力.2.核能(1)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其对应的能量ΔE＝

.(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＝

.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大，都可以释放能量.Δmc2Δmc2【考点逐项排查】内部答案13.质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3.当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是(c表示真空中的光速)(

)A.(m1＋m2－m3)c

B.(m1－m2－m3)cC.(m1＋m2－m3)c2 D.(m1－m2－m3)c2解析由质能方程ΔE＝Δmc2，其中Δm＝m1＋m2－m3可得ΔE＝(m1＋m2－m3)c2.√【题组阶梯突破】解析答案1314

越稳定等于ABC返回解析答案13141.(多选)下列说法正确的是(

)A.汤姆孙首先发现了电子，并测定了电子电荷量，且提出了“枣糕模型”B.卢瑟福做α粒子散射实验时发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，只有少数α粒子发生大角度偏转C.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D.卢瑟福提出了原子核式结构模型，并解释了α粒子发生大角度偏转的原因解析汤姆孙发现了电子符合物理史实，但电子电荷量是密立根测定的.BCD解析答案21342.图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里.以下判断可能正确的是(

)A.a、b为β粒子的径迹

B.a、b为γ粒子的径迹C.c、d为α粒子的径迹

D.c、d为β粒子的径迹解析γ粒子是不带电的光子，在磁场中不偏转，选项B错误；α粒子为氦核带正电，由左手定则知向上偏转，选项A、C错误；β粒子是带负电的电子，应向下偏转，选项D正确.√解析答案2134√解析答案213417.6

返回解析答案21342134567891211131415101.物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上.下列说法正确的是(

)A.天然放射现象说明原子核内部是有结构的B.电子的发现使人们认识到原子具有核式结构C.α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的D.密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的解析放射现象中释放出了其他粒子，说明原子核内部具有一定的结构，A正确；电子的发现使人们认识到原子是可以分割的，是由更小的微粒组成的，B错误；α粒子散射实验否定了汤姆孙提出的枣糕式原子模型，建立了核式结构模型，C错误；密立根油滴实验测定了电子的电荷量，D错误.A解析答案

B145678912111314151023解析答案

D145678912111314151023解析答案4.如图所示，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是

(填选项前的字母).A.①表示γ射线，③表示α射线B.②表示β射线，③表示α射线C.④表示α射线，⑤表示γ射线D.⑤表示β射线，⑥表示α射线解析根据三种射线的偏转轨迹可知①⑥表示β射线，②⑤表示γ射线，③④表示α射线.选项C正确.C214567891211131415103解析答案解析由原子核反应的质量数守恒及电荷数守恒规律知D正确.D214567891211131415103解析答案6.核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放β射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射γ射线.下列说法正确的是(

)A.碘131释放的β射线由氦核组成B.铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量C.与铯137相比，碘131衰变更慢D.铯133和铯137含有相同的质子数解析β射线的本质是电子，并非氦核，A错误.γ光子的频率大于可见光光子的频率，由E＝hν可知，γ光子的能量大于可见光光子的能量，B错误.半衰期越小表示元素衰变越快，C错误.同位素的中子数不同但含有相同的质子数，D正确.D214567891211131415103解析答案

B214567891211131415103解析答案8.14C发生放射性衰变成为14N，半衰期约5700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的比例持续减小.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(

)A.该古木的年代距今约5700年B.12C、13C、14C具有相同的中子数C.14C衰变为14N的过程中放出β射线D.增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变解析因古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一，则可知经过的时间为一个半衰期，即该古木的年代距今约为5700年，选项A正确；12C、13C、14C具有相同的质子数，由于质量数不同，故中子数不同，选项B错误；根据核反应方程可知，14C衰变为14N的过程中放出电子，即放出β射线，选项C正确；外界环境不影响放射性元素的半衰期，选项D错误.AC214567891211131415103解析答案AC214567891211131415103答案10.(多选)如图所示是氢原子的能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出6种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n＝2能级跃迁时释放的光子，则(

)A.6种光子中波长最长的是n＝4激发态跃迁到基态时产生的B.6种光子中有2种属于巴耳末系C.使n＝4能级的氢原子电离至少要0.85eV的能量D.若从n＝2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应，则从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子也一定能使该板发生光电效应E.在6种光子中，从n＝4能级跃迁到n＝1能级释放的光子康普顿效应最明显214567891211131415103解析答案

214567891211131415103214567891211131415103解析答案答案BDE214567891211131415103解析卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，但并不能说明原子核有复杂的结构，A错；β衰变中β射线是由原子核中的中子转变形成的，C错；放射性物质的半衰期只由原子核本身决定，