高考物理一轮复习 专题51 原子与原子核（练）（含解析）.doc

专题51 原子与原子核 1四个示意图表示的实验中能说明原子核式结构的是： （ ）【答案】a【名师点睛】粒子散射实验说明了原子的核式结构；单缝干涉实验说明光具有波动性；光电效应说明光具有粒子性；放射线在电场中偏转说明了放射线的电性。2如图所示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光，下列说法正确的是： （ ）a这些氢原子总共可辐射出 3种不同频率的光b由n = 2能级跃迁到n = 1能级产生的光频率最小c由n = 4能级跃迁到n = 1 能级产生的光波长最长d用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 ev的金属铂能发生光电效应【答案】d【解析】根据知，这些氢原子总共可辐射6种不同频率的光子，故a错误；n=4和n=3间的能级差最小，辐射的光子频率最小，故b错误；n=4和n=1件的能级差最大，辐射的光子频率最大，波长最小，故c错误；用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子能量为10.2ev，大于金属的逸出功，可知能发生光电效应，故d正确【名师点睛】解决本题的关键知道能级跃迁与吸收或辐射光子能量的关系，掌握光电效应的条件，并能灵活运用，基础题3在居室装修中经常用花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，例如，含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放射出、r射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射性知识可知： （ ）a衰变成要经过8次衰变和4次衰变b放射性元素发生衰变时所释放的电子是原子核内的质子转化为中子时产生的c是天然放射性元素，它的半衰期约为7亿年，随着全球气候变暖，半衰期变短dr射线一般伴随着或射线产生，在这三种射线中，r射线的穿透能力最强，电离能力最弱【答案】d【名师点睛】正确解答本题需要掌握：根据质量数和电荷数守恒判断产生衰变和衰变次数；明确衰变的实质；半衰期的物理意义；、三种射线的特点以及应用。4（多选）氢原子的能级图如图所示，已知可见光光子的能量范围约为1.62 ev3.11 ev，下列说法中正确的是： （ ）a大量处于n4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出2种不同频率的可见光b处于n4能级的氢原子向n1能级跃迁时，产生的光为可见光c处于n4能级的氢原子吸收任意频率的紫外线，一定能够发生电离d处于n2能级的氢原子向n4能级跃迁时，核外电子的动能增大【答案】ac【解析】根据=6知，大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光子因为可见光的光子能量范围约为1.62ev3.11ev，满足此范围的有：n=4到n=2，n=3到n=2所以可将有2种不同频率的可见光故a正确，b错误紫外线的频率大于3.11ev，而处于n4能级的氢原子发生电离至少要吸收0.85 ev的能量，故处于n4能级的氢原子吸收任意频率的紫外线，一定能够发生电离，选项c正确；处于n2能级的氢原子向n4能级跃迁时，电子旋转的半径变大，则核外电子的动能减小，选项d错误；故选ac【名师点睛】此题是对玻尔理论知识的考查；解决本题的关键知道什么是电离；原子核从一定的能级跃迁到无穷远的能级需要的能量，知道能级的跃迁满足h=em-en。5已知质子的质量为m1，中子的质量为m2，碳核()的质量为m3，则碳核()的比结合能为 ，碳-14是碳的一种具有放射性的同位素，研究发现外来的宇宙射线与大气作用产生宇宙射线中子，宇宙射线中子和大气中氮核（）起核反应产生碳-14，请写出核反应方程 【答案】，【名师点睛】本题关键是掌握爱因斯坦质能方程以及比结合能的计算公式，知道核反应过程中，电荷数守恒、质量数守恒1如图所示为粒子散射实验装置，粒子打到荧光屏上都会引起闪烁，若将带有荧光屏的显微镜分别放在图中a、b、c、d四处位置。则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数符合实验事实的是： （ ）abcda1305、25、7、1 b202、405、625、825c1202、1010、723、203 d1202、1305、723、203【答案】a【解析】由于绝大多数粒子运动方向基本不变，所以a位置闪烁此时最多，少数粒子发生了偏转，极少数发生了大角度偏转符合该规律的数据只有a选项故a正确，bcd错误故选a。【名师点睛】由粒子的散射实验可知，原子内部的结构：中心有一个很小的核，全部正电荷及几乎全部的质量都集中在里面，外面自由电子绕核高速旋转，知道粒子的散射实验的结果。2如图为氢原子的能级图，已知可见光的光子的能量范围为1.623.11ev，普朗克常量h=6.6310-34js那么对氢原子在能级跃迁的过程中辐射或吸收光子的特征认识正确的： （ ）a用能量为11.0ev的光子照射氢原子，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态b处于n2能级的氢原子能吸收任意频率的紫外线c处于n3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离d用波长为60nm的伦琴射线照射，不能使处于基态的氢原子电离出自由电子【答案】c【名师点睛】此题是对玻尔理论的考查；解决本题的关键知道什么是电离，以及能级的跃迁满足h=em-en，注意吸收光子是向高能级跃迁，释放光子是向低能级跃迁，同时掌握吸收或释放能量要正好等于能级之差。3某种元素具有多种同位素，反映这些同位素的质量数a与中子数n关系的是图： （ ）【答案】b【解析】同位素的质子数相同，中子数不同，而质量数等于质子数加中子数，设质子数为m，则有：a=n+m，所以b正确【名师点睛】本题主要考查了同位素的定义，知道质子数相同中子数不同的同一元素不同原子互为同位素，质量数等于质子数加中子数，难度不大，属于基础题. 4（多选）按照玻尔的理论，氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值，它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能。当一个氢原子从n=4的能级向低能级跃迁时，下列说法正确的是： （ ）a氢原子系统的电势能减小，电子的动能增加b氢原子系统的电势能减小，电子的动能减小c氢原子可能辐射6种不同波长的光d氢原子可能辐射3种不同波长的光【答案】ad【名师点睛】解决本题的关键知道原子能量、电势能、动能与轨道半径的关系注意一个氢原子和一群氢原子辐射的光子种数不同。5氘核粒子和氚核粒子可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：式中x是某种粒子，粒子x是；已知：、x单个粒子的实际质量分别为、，该反应的质量亏损为；若该反应中生成的总质量为a，则放出的总核能为（真空中光速为c）【答案】（或中子）；+；a（+）/【解析】根据核反应方程的质量数守恒及电荷数守恒可知，粒子x是（或中子）；该反应的质量亏损为+；若该反应中生成的总质量为a，则参加反应的原子核和生成的原子核的数目均为，故反应放出的总能量为1【2017新课标卷】大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应方程是。已知的质量为2.013 6 u，的质量为3.015 0 u，的质量为1.008 7 u，1 u=931 mev/c2。氘核聚变反应中释放的核能约为： （ ）a3.7 mev b3.3 mev c2.7 mev d0.93 mev【答案】b【解析】根据质能方程，释放的核能，则，故b正确，acd 错误。【名师点睛】本题考查质能方程，注意原子核的质量单位不是kg，由质能方程求核能时要细心。2【2017天津卷】我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。下列核反应方程中属于聚变反应的是： （ ）a bc d【答案】a【名师点睛】本题的关键是知道核反应的分类，区别衰变和核反应。3【2017江苏卷】（多选）原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正确的有： （ ）（a）核的结合能约为14 mev（b）核比核更稳定（c）两个核结合成核时释放能量（d）核中核子的平均结合能比核中的大【答案】bc【解析】由图知核的比结合能约为7 mev，所以结合能约为47=28 mev，故a错误；核比核的比结合能大，所以核比核更稳定，b正确；两个核结合成核时，即由比结合能小的反应生成比结合能大的释放能量，c正确；由图知核中核子的平均结合能比核中的小，所以d错误【名师点睛】本题主要是要理解比结合能的含义，知道结合能与比结合能的区分与关系以及在核反应过程中由比结合能小的反应生成比结合能大的要释放能量4【2016上海卷】放射性元素a经过2次衰变和1次衰变后生成一新元素b，则元素b在元素周期表中的位置较元素a的位置向前移动了： （ ）a1位 b2位 c3位 d4位【答案】c【解析】粒子是，粒子是，因此发生一次衰变电荷数减少2，发生一次衰变电荷数增加1，据题意，电荷数变化为：，所以新元素在元素周期表中的位置向前移动了3位。故选项c正确。【方法技巧】衰