第2节 原子结构和原子核
[随堂检测]
1．(2019·4月浙江选考)静止在匀强磁场中的原子核X发生α衰变后变成新原子核Y.已知核X的质量数为A，核电荷数为Z，核X、核Y和α粒子的质量分别为mX、mY和mα，α粒子在磁场中运动的半径为R.则( )
A．衰变方程可表示为X→Y＋He
B．核Y的结合能为(mX－mY－mα)c2
C．核Y在磁场中运动的半径为
D．核Y的动能为EkY＝
解析：选AC.衰变过程中质量数和电荷数均守恒，故该衰变方程为X→Y＋He，故A正确；结合能是把核子分开而需要的能量，而(mX－mY－mα)c2是衰变过程中释放的能量，故B错误；衰变过程中满足动量守恒定律，即有0＝mYvY－mαvα，又粒子在磁场中做圆周运动的半径r＝，故核Y与α粒子在磁场中做圆周运动的半径之比＝＝，则rY＝，故C正确；衰变过程中根据能量守恒定律，若释放的核能全部转化为动能，则EkY＋Ekα＝(mX－mY－mα)c2，而＝＝，联合上述二式可得，EkY＝，若释放的核能不完全转化为动能，则无法计算，故D错误．
2．能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一．下列释放核能的反应方程，表述正确的有( )
A.H＋H→He＋n是核聚变反应
B.H＋H→He＋n是β衰变
C.U＋n→Ba＋Kr＋3n是核裂变反应
D.U＋n→Xe＋Sr＋2n是α衰变
解析：选AC.β衰变时释放出电子(e)，α衰变时释放出氦原子核(He)，可知选项B、D错误；选项A中一个氚核和一个氘核结合成一个氦核并释放出一个中子是典型的核聚变反应；选项C中一个U235原子核吸收一个中子，生成一个Ba原子核和一个Kr原子核并释放出三个中子．
3．(2018·11月浙江选考)一个铍原子核(Be)俘获一个核外电子(通常是最靠近原子核的K壳层的电子)后发生衰变，生成一个锂核(Li)，并放出一个不带电的质量接近零的中微子νe，人们把这种衰变称为“K俘获”．静止的铍核发生了“K俘获”，其核反应方程为Be＋－1e→Li＋νe.已知铍原子的质量为MBe＝7.016 929 u，锂原子的质量为MLi＝7.016 004 u，1 u相当于9.31×102 MeV.下列说法正确的是( )
A．中微子的质量数和电荷数均为零
B．锂核(Li)获得的动能约为0.86 MeV
C．中微子与锂核(Li)的动量之和等于反应前电子的动量
D．中微子与锂核(Li)的能量之和等于反应前电子的能量
解析：选AC.中微子是不带电的，且质量接近于零，根据质量数的确定法，可知中微子的质量数和电荷数均为零，选项A正确；Li核获得的动能约为由于核衰变时的质量亏损放出的能量E＝Δmc2＝9.31×102(MBe＋Me－MLi)＞0.86 MeV，选项B错误；根据动量守恒定律可知中微子与锂核(Li)的动量之和等于反应前电子的动量，但能量不等，选项C正确，D错误．
4.
(2020·浙江省绿色评估联盟高三考试)如图为氢原子的能级示意图，则下列对氢原子跃迁的理解正确的是( )
A．由高能级向低能级跃迁时辐射出来的光电子一定不能使逸出功为3.34 eV的金属发生光电效应
B．大量处于n＝4能级的氢原子向n＝1能级跃迁时，向外辐射6种不同频率的光子
C．大量处于n＝3能级的氢原子向n＝1能级跃迁时，用发出的光照射逸出功为3.34 eV的金属，从金属表面逸出的光电子的最大初动能为8.75 eV
D．如果用光子能量为10.3 eV的光照射处于n＝1能级的氢原子，则该能级的氢原子能够跃迁到较高能级
解析：选BC.氢原子从高能级向低能级跃迁时放出的光子的能量等于前后两个能级之差，当氢原子从高能级跃迁到基态时放出的光子的能量最小值为－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV，大于3.34 eV，所以一定能使逸出功为3.34 eV的金属发生光电效应，A错误；大量处于n＝4能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子的种类为C＝＝6，B正确；大量处于n＝3能级的氢原子向n＝1能级跃迁时，辐射出的光子能量最大为－1.51 eV－(－13.6 eV)＝12.09 eV，用此光子照射逸出功为3.34 eV的金属，由爱因斯坦光电效应方程可得该金属的最大初动能为12.09 eV－3.34 eV＝8.75 eV，C正确；当氢原子由低能级向高能级跃迁时，氢原子吸收的光子能量一定等于两能级之间的能量差，而由氢原子的能级图可知任何两能级间的能量差都不等于10.3 eV，因此不能使n＝1能级的氢原子跃迁到较高的能级，D错误．
