2018高中全程训练计划物理课练40原子结构原子核.doc

课练40原子结构原子核1.(多选)氢原子能级如图，当氢原子从n3跃迁到n2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是()A氢原子从n2跃迁到n1的能级时，辐射光的波长大于656 nmB用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n1跃迁到n2的能级C一群处于n3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633 nm的光照射，不能使氢原子从n2跃迁到n3的能级2.(多选)氢原子的部分能级如图所示，已知可见光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间，由此可推知，氢原子()A从高能级向n1能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高B从高能级向n2能级跃迁时发出的光一定为可见光C从高能级向n3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D大量处于n4能级的氢原子向基态跃迁时可以发出两种可见光3(多选)关于光谱，下列说法正确的是()A各种原子的发射光谱都是线状谱B由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的C由于各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同D根据各种原子发光的特征谱线进行光谱分析，可以鉴别物质和确定物质的组成成分4氢原子发出a、b两种频率的光，经三棱镜折射后的光路如图所示，若a光是由能级n5向n2跃迁时发出的，则b光可能是()A从能级n4向n3跃迁时发出的B从能级n4向n2跃迁时发出的C从能级n6向n3跃迁时发出的D从能级n6向n2跃迁时发出的5.(多选)氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子已知基态的氦离子能量为E154.4 eV，氦离子的能级示意图如图所示在具有下列能量的粒子中，能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是()A54.4 eV(光子) B50.4 eV(光子)C48.4 eV(电子) D42.8 eV(光子)E41.8 eV(电子)6(多选)在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用下列说法符合历史事实的是()A密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核C居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素D卢瑟福通过粒子散射实验，证实了在原子核内部存在质子E汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷7(多选)关于天然放射性，下列说法正确的是()A所有元素都可能发生衰变B放射性元素的半衰期与外界的温度无关C放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D、和三种射线中，射线的穿透能力最强E一个原子核在一次衰变中可同时放出、和三种射线8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氡的半衰期为3.8天，若取4个氡核，经过7.6天就只剩下1个氡原子核了B发生衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4个C衰变所释放的电子是原子核中的中子转化为质子所产生的D射线一般伴随着或射线产生，在这三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力也最强9.(多选)钚的一种同位素Pu衰变时释放巨大能量，如图所示，其衰变方程为PuUHe，则()A核燃料总是利用比结合能小的核B核反应中的能量就是Pu的结合能C.U的原子核比Pu更稳定，说明U比Pu的比结合能小D由于衰变时释放巨大能量，所以Pu比U的比结合能小10(多选)太阳内部有多种热核反应，其中的一个反应方程是HHHeX.若已知H的质量为m1，H的质量为m2，He的质量为m3，X的质量为m4，则下列说法中正确的是()AX是中子B.H和H在常温下就能够发生聚变C这个反应释放的核能为E(m1m2m3m4)c2D我国大亚湾核电站就是利用轻核的聚变释放的能量来发电的11太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核同时放出两个正电子的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源(1)写出这个核反应方程(2)这一核反应能释放多少能量？(3)已知太阳每秒释放的能量为3.81026 J，则太阳每秒减少的质量为多少千克？(mp1.007 3 u，mHe4.001 5 u，me0.000 55 u)12一静止的质量为M的铀核(U)发生衰变转变成钍核(Th)，放出的粒子速度为v0、质量为m.假设铀核发生衰变时，释放的能量全部转化为粒子和钍核的动能(1)写出衰变方程；(2)求出衰变过程中释放的核能 1(多选)(2016课标)一静止的铝原子核Al俘获一速度为1.0107 m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核Si*.下列说法正确的是()A核反应方程为pAlSi*B核反应过程中系统动量守恒C核反应过程中系统能量不守恒D核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和E硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度的方向一致2(2016课标)在下列描述核过程的过程中，属于衰变的是_，属于衰变的是_，属于裂变的是_，属于聚变的是_(填正确答案标号)A.CNe B.PSeC.UThHe D.NHeOHE.UnXeSr2n F.HHHen3(多选)(2017贵州八校联考)下列说法正确的是()A普朗克曾经大胆假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍，这个不可再分的最小能量值叫做能量子B粒子散射实验中只有少数粒子发生了大角度偏转，这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一C由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小D在光电效应实验中，用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子的最大初动能Ek越大，则这种金属的逸出功W0也越大E在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此，光子散射后波长变短4.(多选)(2017安徽安庆月考)如图所示为氢原子能级示意图的一部分，则关于氢原子发生能级跃迁的过程，下列说法中正确的是()A从高能级向低能级跃迁时，氢原子放出光子B从高能级向低能级跃迁时，氢原子核外电子轨道半径变大C用能量E14 eV的光照射基态的氢原子，可使基态氢原子电离D从n4能级跃迁到n3能级比从n3能级跃迁到n2能级辐射出的电磁波的波长短E大量处于n4能级的氢原子总共可辐射出6种不同频率的光5(多选)(2017湖北名校模拟)根据玻尔理论，以下说法正确的是()A只要电子绕核运动有加速度，就要向外辐射电磁波B处于定态的原子，其电子做变速运动，但它并不向外辐射能量C原子内电子的可能轨道是不连续的D原子能级跃迁时，辐射或吸收光子的能量取决于两个轨道的能量差E处于激发态的原子，只要吸收任意频率的光子就能从低能级跃迁到高能级6(多选)(2016山东枣庄期末)关于近代物理学的结论，下面叙述中正确的是()A在核反应中，电荷数守恒、质量守恒B科学研究发现，太阳光是其内部不断发生氢核到氦核的聚变反应而产生的C一个氘核(H)与一个氚核(H)聚变生成一个氦核(He)的同时，放出一个中子D轻核聚变与重核裂变均释放能量，但无质量亏损E质子、中子、粒子的质量分别为m1、m2、m3，质子和中子结合成一个粒子，释放的能量是(2m12m2m3)c27(多选)(2017黑龙江哈尔滨三校联考)U是一种放射性元素，能够自发地进行一系列放射性衰变，如图所示，判断下列说法正确的是()A图中a是84，b是206B.Pb比U的比结合能大CY是衰变，放出电子，电子是由中子转变成质子时产生的DY和Z是同一种衰变E从X衰变中放出的射线电离性最强8(多选)(2017河南六市一联)下列说法正确的是()A放射性元素的半衰期是针对大量原子核的统计规律B比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定C太阳辐射的能量主要来自太阳内部的裂变反应D按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，但原子的能量增大E天然放射现象的发现揭示了原子有复杂的结构9(多选)(2017广东佛山二模)关于核反应方程ThPaXE(E为释放的核能，X为新生成的粒子)，已知Th的半衰期为1.2 min，则下列说法正确的是()A此反应为衰变B.Pa核和Th核具有相同的质量C.Pa具有放射性D64 g的Th经过6 min还有1 g Th尚未衰变E.Th的平均结合能比Pa小10(多选)(2017福建漳州二模)根据玻尔理论，推导出了氢原子光谱谱线的波长公式：R，m与n都是正整数，且nm.当m取定一个数值时，不同数值的n得出的谱线属于同一个线系如：m1，n2、3、4、组成的线系叫赖曼系，m2，n3、4、5、组成的线系叫巴耳末系，则()A赖曼系中n2对应的谱线波长最长B赖曼系中n2对应的谱线频率最大C巴耳末系中n3对应的谱线波长最长D赖曼系中所有谱线频率都比巴耳末系谱线频率大11(2017江西重点中学协作体二模)原子核聚变有望给人类未来提供丰富洁净的能源当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，并放出能量这几种反应的总效果可以表示为6HkHedH2n43.15 MeV.(1 eV1.61019 J，真空中光速c3108 m/s)(1)该反应方程中的d_.(2)质量亏损为_kg.12(2017江苏南通二模)(1)我国科学家因中微子项目研究获2016年基础物理学突破奖，中微子是一种静止质量很小的不带电粒子，科学家在1953年找到了中微子存在的直接证据：把含氢物质置于预计有很强反中微子流(反中微子用表示)的反应堆内，将会发生如下反应Hne，实验找到了与此反应相符的中子和正电子，若反中微子能量是E0，则反中微子质量m_，该反中微子对应的物质波的频率_(普朗克常量为h，真空中光速为c)(2)在Hne反应过程中：若认为质子是静止的，测得正电子动量为p1，中子动量为p2，p1、p2方向相同，求反中微子的动量p.若质子质量为m1，中子质量为m2，电子质量为m3，m2m1，要实现上述反应，反中微子能量至少是多少？(真空中光速为c)课练40原子结构原子核1CD由Eh，可知，E越大，越小，A错误当氢原子由低能级向高能级跃迁时，照射光的能量必须正好等于两能级之差才能跃迁，B错误、D正确一群氢原子由n3能级向低能级自发跃迁，最多产生3种谱线，C正确2AD由高能级向n1能级跃迁，最少能量为10.2 eV，高于可见光频率，A正确；从高能级向n2能级跃迁，能量范围是1.89 eV3.4 eV，有可能比可见光能量高，B错误；从高能级向n3能级跃迁，能量范围是0.66 eV1.51 eV，频率低于可见光，C错误；从n4能级向低能级跃迁时，42和32产生两种可见光，D正确3ACD各种原子的发射光谱都是线状谱，都有一定的特征，也称特征谱线，是因原子结构不同，导致原子光谱也不相同，因而可以通过原子发光的特征谱线来确定和鉴别物质，称为光谱分析故A、C、D正确，B错误4D由光路图知，b光的折射率大于a光的折射率，所以b光的光子能量大于a光的光子能量，a光是由能级n5向n2跃迁时发出的，从能级n4向n3跃迁时发出的光子能量小于a光的光子能量，故A错误从能级n4向n2跃迁时发出的光子能量小于a光的光子能量，故B错误从能级n6向n3跃迁时发出的光子能量小于a光的光子能量，故C错误从能级n6向n2跃迁时发出的光子能量大于a光的光子能量，故D正确5ACE由玻尔理论可知，基态的氦离子要实现跃迁，入射光子的能量(光子能量不可分)应该等于氦离子在某激发态与基态的能量差，因此只有能量恰好等于两能级差的光子才能被氦离子吸收；而实物粒子(如电子)只要能量不小于两能级差，均可能被吸收氦离子在图示的各激发态与基态的能量差为：E1EE10(54.4 eV)54.4 eV，E2E4E13.4 eV(54.4 eV)51.0 eV，E3E3E16.0 eV(54.4 eV)48.4 eV，E4E2E113.6 eV(54.4 eV)40.8 eV.可见，42.8 eV和50.4 eV的光子不能被基态氦离子吸收而发生跃迁A、C、E正确6ACE密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值为1.61019 C，选项A正确；贝克勒尔通过对天然放射现象的研究发现了中子，选项B错误；居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素，选项C正确；卢瑟福通过粒子散射实验，得出了原子的核式结构理论，选项D错误；汤姆孙通过对阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷，选项E正确7BCD只有原子序数大于或等于83的元素或某些原子序数小于83的元素才能发生衰变，A错误；放射性元素的半衰期由原子核内部结构决定，与外界温度无关，B正确；放射性元素的放射性来自于原子核内部，与其他元素形成化合物并没有改变其内部结构，所以仍具有放射性，C正确；、三种射线中，射线能量最大，穿透本领最强，D正确；一个原子核在一次衰变中，要么是衰变，要么是衰变，同时伴随着能量的释放，即射线，E错误8C半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，对于单个原子核是不成立的，故A错误；根据质量数和电荷数守恒可知：发生衰变放出He，导致质子数减少2，质量数减少4，故中子数减少2，故B错误；发生衰变的过程是：一个中子变为质子的同时放出一个电子，故C正确；根据、三种射线特点可知，射线穿透能力最强，电离能力最弱，射线电离能力最强，穿透能力最弱，故D错误9AD比结合能小，原子核不稳定，易释放出核能，A正确；的能量只是结合能的一部分，B错误；U比Pu的比结合能大，C错误、D正确10AC根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，则X是中子，故A正确.H和H在常温下不能发生聚变，只有在高温下才能发生聚变，故B错误该方程的质量亏损为mm1m2m3m4，Emc2(m1m2m3m4)c2，故C正确我国大亚湾核电站是利用重核的裂变释放的能量来发电的，故D错误11解题思路：(1)由题意可得核反应方程应为4HHe2e.(2)反应前的质量m14mp41.007 3 u4.029 2 u，反应后的质量m2mHe2me4.001 5 u20.000 55 u4.002 6 u，mm1m20.026 6 u，由质能方程得，释放能量E0.026 6931.5 MeV24.78 MeV.(3)由质能方程Emc2得每秒减少的质量m kg4.2109 kg.答案：(1)4HHe2e(2)E24.78 MeV(3)m4.2109 kg12解题思路：(1)根据质量数守恒和电荷数守恒得，衰变方程为：UThHe(2)设钍核的反冲速度大小为v，由动量守恒定律得0mv0(Mm)v可得v粒子和钍核总动能Emv(Mm)v2解得E答案：(1)UThHe(2)加餐练1ABE质子p即H，核反应方程为pAlSi*，A项正确；核反应过程遵循动量守恒定律B项正确；核反应过程中系统能量守恒，C项错误；在核反应中质量数守恒，但会发生质量亏损，所以D项错误；设质子的质量为m，则Si*的质量为28m，由动量守恒定律有mv028mv，得v m/s3.6105 m/s，方向与质子的初速度方向相同，故E项正确2CABEF天然放射性元素自发地放出粒子(即氦核He)的衰变属于衰变；放出粒子的衰变属于衰变；重核分裂成几个中等质量原子核的现象为核裂变；轻原子核聚合成较重原子核的反应为核聚变3ABC普朗克曾经大胆假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍，这个不可再分的最小能量值叫做能量子，A对；粒子散射实验中少数粒子发生了大角度偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一，B对；由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子，同时由于电子的轨道半径减小，所以动能增大，电势能减小，C对；在光电效应实验中，用同种频率的光照射不同的金属表面，由爱因斯坦光电效应方程知从金属表面逸出的光电子的最大初动能Ek越大，说明这种金属的逸出功W0越小，D错；在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，由知光子散射后波长变长，E错4ACE氢原子从高能级向低能级跃迁时，氢原子会放出光子，A对；从高能级向低能级跃迁时，氢原子核外电子轨道半径变小，B错；要使基态的氢原子发生电离，至少需要吸收13.6 eV的能量，所以用能量E14 eV的光照射基态的氢原子，可使基态氢原子电离，C对；从n4能级跃迁到n3能级比从n3能级跃迁到n2能级时释放的能量小，所以辐射出电磁波的频率小，波长长，D错；大量处于n4能级的氢原子总共可辐射出6种不同频率的光，E对5BCD氢原子具有确定能量的稳定状态称为定态，电子在轨道上绕核转动，能量是稳定的，不产生电磁辐射，A错、B对；氢原子轨道是量子化的，是不连续的，C对；氢原子在辐射光子时，能量减小，吸收光子时，能量增加，能级间跃迁辐射或吸收的光子能量必须等于两能级间的能量差，即辐射或吸收光子的能量取决于两个轨道的能量差，D对、E错6BCE在核反应中，电荷数和质量数均守恒，存在质量亏损，质量不守恒，A错；氢核到氦核是轻核的聚变，B对；根据质量数和电荷数守恒知，一个氘核(H)与一个氚核(H)聚变生成一个氦核(He)的同时，放出一个中子，C对；轻核聚变与重核裂变均释放能量，存在质量亏损，D错；根据爱因斯坦质能方程知当质子、中子、粒子的质量分别为m1、m2、m3时，质子和中子结合成一个粒子，释放的能量是(2m12m2m3)c2，E对7ABD由BiPo，质量数没变，则X是衰变，所以a84，由BiTl电荷数减少2，则Y是衰变，所以b206，A对、C错；由衰变的过程知，Pb比U稳定，则Pb比