高考物理一轮复习 第13章 原子结构 原子核综合过关规范限时检测 新人教版选修35.doc

第十三章综合过关规范限时检测满分100分，考试时间60分钟。一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共计48分。14题为单选，58题为多选，全都选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分)1(2016江苏扬州中学月考)下列说法不正确的是(c)a物体吸收一定频率的电磁波，可能辐射不同频率的电磁波b放射性元素的半衰期与原子所处的物理、化学状态无关c结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定d铀裂变反应中，如果铀块体积不够大，链式反应不能继续解析当原子吸收能量后，从基态跃迁到n2的激发态，由于不稳定，从n2的激发态向基态跃迁时，可能辐射不同频率的电磁波，故a正确；放射性元素的半衰期与原子所处的物理、化学状态无关，故b正确；比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故c错误；裂变反应中，必须达到临界体积，链式反应才能继续，故d正确。本题选择不正确的，故选c。2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n4的能级向低能级跃迁时，下列说法正确的是(d)a氢原子系统的电势能增加，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种不同波长的光解析当一个氢原子从n4的能级向低能级跃迁时，可能发生43,32,21三种情况，切记不是大量氢原子，故c错误，d正确；当氢原子向低能级跃迁时，轨道半径减小，根据公式km可得电子的动能增大，电势能减小，故a、b错误。3物理学家在微观领域发现了“电子偶素”这一现象。所谓“电子偶素”就是由一个负电子和一个正电子绕它们连线的中点，做匀速圆周运动形成相对稳定的系统。类比玻尔的原子量子化模型可知：两电子做圆周运动的可能轨道半径的取值是不连续的，所以“电子偶素”系统对应的能量状态(能级)也是不连续的。若规定两电子相距无限远时该系统的势能为零，则该系统的最低能量值为e(e0)，称为“电子偶素”的基态。处于基态的“电子偶素”系统，可能由于吸收一个光子而达到更高的能级，甚至正、负电子分离导致系统瓦解，也可能由于正、负电子湮灭而转化为光子。已知基态对应的电子运动的轨道半径为r，正、负电子的质量均为m，电荷量大小均为e，光在真空中传播的速度为c，静电力常量为k，普朗克常量为h，则下列说法中正确的是(b)a该“电子偶素”系统可吸收任意频率的光，使其达到能量值更高的激发态b若用光照射处于基态的“电子偶素”系统，使其发生瓦解，则光的波长可以是满足的任意值c若处于基态的“电子偶素”系统的负电子和正电子湮灭，转化为1个光子，光子频率为d若处于基态的“电子偶素”系统的负电子和正电子湮灭，转化为2个光子，光子频率为解析根据频率条件，只有光子能量等于“电子偶素”基态与高能级差值才可能使其达到能量值更高的激发态，故a错误；若用光照射处于基态的“电子偶素”系统，使其发生瓦解，光子能量大于或等于e，则光的波长可以是满足的任意值，故b正确；若处于基态的“电子偶素”系统的负电子和正电子湮灭，转化为2个光子，光子频率为，故c、d错误。4如图所示为氢原子的能级图。当氢原子从n4的能级跃迁到n2的能级时，辐射出光子a；当氢原子从n3的能级跃迁到n1的能级时，辐射出光子b，则下列判断正确的是(a)a若光子a能使某金属发生光电效应，则光子b也一定能使该金属发生光电效应b光子a的波长小于光子b的波长cb光比a光更容易发生衍射现象d光子a的能量大于光子b的能量解析n4能级和n2能级的能级差小于n3能级和n1能级的能级差，根据emenh知，光子a的能量小于光子b的能量，则光子a的频率小于光子b的频率，故d错误。若光子能使某金属发生光电效应，因为光子b的频率大于光子a的频率，则光子b也一定能使该金属发生光电效应，故a正确。光子a的频率小于光子b的频率，所以光子a的波长大于光子b的波长，所以a光更容易发生衍射，故b、c错误。5(2016重庆一中期中)下列说法正确的是(acd)a卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为henohb铀核裂变的核反应是ubakr2nc已知质子、中子、粒子的质量分别为m1、m2、m3，那么，质子和中子结合成一个粒子，释放的能量是(2m12m2m3)c2d铀(u)经过多次、衰变形成稳定的铅(pb)的过程中，有6个中子转变成质子e一个处于n5能级的氢原子，自发向低能级跃迁的过程中能够辐射10种不同频率的电磁波解析卢瑟福通过粒子轰击氮核再得到质子，该核反应方程的电荷数、质量数都守恒，故a正确；铀核裂变的核反应是unbakr3n，两边中子不能约掉，故b错误；质子和中子结合成一个粒子的质量亏损为m2m12m2m3，由质能方程emc2可求得释放的核能，故c正确；根据质量数和电荷数守恒知：23820648，发生8次衰变；9282286，发生6次衰变，衰变的实质为中子转化为质子同时释放电子，所以有6个中子转变成质子，故d正确；一个处于n5能级的氢原子，自发向低能级跃迁的过程中最多能够辐射4种不同频率的电磁波，故e错误。6(2017黑龙江实验中学月考)如图为玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图，一群氢原子处于n4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，以下说法符合玻尔理论的有 (ad)a电子轨道半径减小，动能要增大b氢原子跃迁时，可发出连续不断的光谱线c由n4能级跃迁到n1能级时发出光子的频率最小d金属钾的逸出功为2.21ev，能使金属钾发生光电效应的光谱线有4条解析当原子从第4能级向低能级跃迁时，原子的能量减小，电子轨道半径减小，电子的动能增大，电势能减小，故a正确；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级差，氢原子跃迁时，可发出不连续的光谱线，故b错误；由n4能级跃迁到n1能级辐射的光子能量最大，发出光子的频率最大，故c错误；第4能级的氢原子向低能级跃迁可以放出6条光谱线，其放出的光子能量分别为e10.85ev(1.51ev)0.66ev，e20.85ev(3.40ev)2.55ev，e30.85ev(13.6ev)12.75ev，e41.51ev(3.40ev)1.89ev，e51.51ev(13.6ev)12.09ev，e63.40ev(13.6ev)10.20ev，故大于2.21ev的光谱线有4条，故d正确。7(2016江西赣州厚德外国语学校期中)下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是(abe)a射线是高速运动的电子流b氢原子辐射光子后，向低能级跃迁c太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变d.bi的半衰期是5天，100克bi经过10天后还剩下50克e要使链式反应发生，裂变物质的体积应大于它的临界体积解析射线是高速运动的电子流，而射线是高速运动的光子流，故a正确；氢原子辐射光子后，要从高能级向低能级跃迁，故b正确；太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的轻核聚变，故c错误；设原来bi的质量为m0，衰变后剩余质量为m，则有mm0()25g，故d错误；铀核裂变过程中能够发生链式反应的条件之一是它的体积不能小于其临界体积，故e正确。8(2016东北三省三校联考)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，可以判断下列说法正确的是(abd)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能力最强解析popb，质量数少4，知发生了一次衰变，则电荷数少2，所以a84，biti，发生了一次衰变，则b206，故a正确；比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时会出现质量亏损，根据爱因斯坦质能方程得知一定释放核能，因此核反应放出能量，则pb比u的比结合能大，选项b正确，y和z是同一种衰变，选项c错误，d正确；bipo发生了衰变，放出的射线电离能力不是最强的，选项e错误。二、非选择题(共4小题，共52分。计算题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分。)9(6分)氢原子第n能级的能量en，其中e1为基态能量。当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为1；若氢原子由第2能级跃迁到基态，发出光子的频率为2，则。解析当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的能量e；氢原子由第2能级跃迁到基态，发出光子的能量ee1；光子能量为h，则。10(8分)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到108k时，可以发生“氦燃烧”。(1)完成“氦燃烧”的核反应方程：he_he_be。(2)be是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.61016s。一定质量的be，经7.81016s后剩下的be占开始时的。解析(1)由质量数和电荷数守恒可得答案为he或。(2)由题意可知此过程经过了3个半衰期，故剩余的be的质量mm0()3m0，故应填或12.5%。11(18分)已知氢原子在基态时的轨道半径为r10.531010m，能级值e113.6ev，求赖曼系(高能级跃迁至基态)中能量最大的光子和能量最小光子的波长各是多少？答案max121.9nmmin91.4nm解析由电离状态跃迁到基态，光子的能量最大，有：emaxminminm0.914107m91.4nm由n2态跃迁到基态，光子的能量最大，有：eminmaxmaxm1.219107m121.9m。12(20分)两个氘核以相等的动能ek0.5mev相向运动并发生正碰，产生一个中子和一个氦核。已知氘核的质量md2.0136u，氦核的质量mhe3.0150u，中子的质量mn1.0087u，阿伏伽德罗常数na6.01023mol1。(1u对应的能量为931.56mev) (1)写出核反应方程。(2)求该过程释放的核能。(3)求中子和氦核的动能。(4)若共有1kg的氘完全反应，求放出的总能量。答案(1)hhhen(2)3.26mev(3)3.195mev1.065mev(4)7.81013j解析(1)核反应方程为hhhen。(2)质量亏损为m2mdmhemn(22.01363.01501.0087)u0