高考物理一轮复习 第14章 近代物理初步 练案41 原子结构与原子核 新人教版.doc

练案41原子结构与原子核一、选择题(本题共12小题，18题为单选，912题为多选)1(2018吉林省百校联盟高三12月联考)在下列物理现象中，原子核发生变化的是(d)a黑体辐射现象b光电效应现象c原子发光现象 d天然放射现象解析黑体辐射现象和原子发光现象均为原子外层电子跃迁而辐射电磁波的现象，不是核反应，a、c错误；光电效应现象是原子外层电子受光照射脱离原子核的束缚而逸出，没有发生核反应，b错误；天然放射现象是原子核发生改变并伴随产生放射线的现象，d正确。2(2018江西省临川区第一中学高三上学期第三次段考试题)下列说法正确的是(c)a铀核裂变时释放的能量等于它俘获中子时得到的能量b发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大c原子核内的中子转化成一个质子和电子，产生的电子发射到核外，就是粒子，这就是衰变的实质d用能量为11.0ev的光子照射时，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态解析根据爱因斯坦质能方程可知，裂变时释放能量是因为发生了亏损质量，emc2，故a错误；发生光电效应时，入射光的频率越高，光子的能量越大，由：ekmhw逸出功得，逸出的光电子的最大初动能就越大，而与入射光的强度无关，故b错误；衰变时，原子核中的一个中子，转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，故c正确；11.0ev的能量不等于基态与其它能级间的能级差，所以不能吸收而发生跃迁，故d错误；故选c。3(2018河北省邯郸市鸡泽县第一中学高三上学期期中试题)下列说法正确的是(d)a卢瑟福粒子散射实验表明原子存在中子b外界温度越高，放射性元素的半衰期越短c核聚变反应方程hhhea中，a表示质子du原子核衰变为一个pb原子核的过程中，发生6次衰变解析卢瑟福粒子散射实验确定了原子核核式结构理论，选项a错误；放射性元素的半衰期与外界因素无关，选项b错误；核聚变反应方程中a的电荷数为0，质量数为2341，故a表示中子，选项c错误；u原子核衰变为一个pb原子核的过程中设经过m次衰变，n次衰变，则有：4m32,2mn10，解得：m8，n6，选项d正确；故选d。4(2018四川省资阳市12月月考)核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设。核泄漏中的钚(pu)是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因，提高患癌的风险。已知钚的一种同位素pu的衰变方程为：puxhe，半衰期为24100年，则下列说法中正确的是(b)a衰变时发出的射线是波长很短的实物粒子，穿透能力很强bx原子核中含有143个中子c10个pu经过24100年后一定还剩余5个d衰变过程的总质量不变解析衰变时发出的射线是电磁波，穿透能力很强，故a错误。根据电荷数守恒、质量数守恒知，x的电荷数为92，质量数为235，则x原子核中的中子数为143，故b正确。半衰其具有统计规律，对大量的原子核适用，对少数原子核不适用，故c错误；衰变的过程中有质量亏损，总质量减小，故d错误，故选b。5(2018河北八校检测)下列说法中，不属于玻尔所提出的原子模型理论的是(d)a原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做圆周运动，但不向外辐射能量b原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道分布是不连续的c电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子d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解析根据玻尔对原于结构的假设可知：(1)原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做圆周运动，但不向外辐射能量。(2)原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道分布是不连续的，原子的能级公式为ene1(e1是基态原子的能量)。(3)电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子，辐射(或吸收)的光子的频率由两能级间的能量差决定，hemen。所以不属于玻尔所提出的原子模型理论的是d。6(2018天津红桥区月考)科学家发现在月球上含有丰富的he(氦3)，它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为hehe2hhe。关于he聚变，下列表述正确的是(b)a聚变反应不会释放能量b聚变反应产生了新的原子核c聚变反应没有质量亏损d目前核电站都采用he聚变反应发电解析由于核聚变过程中存在质量亏损，故c错误。根据爱因斯坦质能方程emc2可以确定有质量亏损，则核聚变会释放能量，故a错误。由于该核反应的生成物有he和h，故该反应产生了新的原子核，故b正确。目前的核电站都采用了铀235的核裂变，而核聚变发电仍处于实验阶段，故d错误。7(2018广东肇庆月考)下列说法正确的是(b)a玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了各种原子光谱的实验规律b普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一c放射性原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出射线，射线在电场和磁场中都会发生偏转d一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光强太小解析玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律，故a错误；普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，b正确；放射性元素的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出射线，射线是一种波长很短的电磁波，在电场和磁场中都不会发生偏转，故c错误；一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的频率太低，与光的强度无关，d错误。8(2018江西省新余市段考)关于核反应方程式hhhen17.6mev，下列说法正确的是(b)a17.6mev是该核反应的结合能bh、h的比结合能均比he的比结合能小c该核反应质量数守恒，没有质量亏损d结合能是质量较小的原子核结合成质量较大的原子核所放出的能量解析17.6mev是该核反应放出的核能，而结合能是把原子核分成核子所需要的能量，所以a、d错误；比结合能较小的原子核反应后生成比结合能较大的原子核时放出核能，所以b正确；每个核反应都遵循质量数守恒，但是核反应会出现质量亏损，所以c错误。9(2018辽宁鞍山月考)氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n4的能级向n2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n3的能级向n2的能级跃迁时辐射出可见光b，则(ac)aa光的光子能量大于b光的光子能量b氢原子从n4的能级向n3的能级跃迁时会辐射出紫外线c处于n4能级的电子的动能小于处于n2能级的电子的动能d在真空中传播时，b光的波长较短解析根据跃迁规律可知从高能级向低能级跃迁时辐射光子的能量等于这两个能级的能量差。由公式hemen，可知从n4的能级向n2的能级跃迁时辐射光子的能量大于从n3的能级向n2的能级跃迁时辐射光子的能量，则a光的光子能量大于b光的光子能量，又根据光子能量eh可得a光子的频率大于b光子的频率，由，则a光的波长小于b光的波长，故a正确，d错误；根据跃迁规律可知，氢原子从n4的能级向n3的能级跃迁时辐射出的光子的能量小于a光子的能量，因为紫外线的能量大于可见光的能量，所以不可能是紫外线，故b错误；根据玻尔理论，库仑力提供向心力，有km，可知越靠近原子核，电子的速率越大，动能越大，那么处于n4能级的电子的动能小于处于n2能级的电子的动能，故c正确。10(2018山东省枣庄期中)氘核和氚核的核反应方程为hhhen，已知h的比结合能是2.78mev，h的比结合能是1.09mev，he的比结合能是7.03mev，下列有关核力、核能和结合能的说法正确的是(ac)a氦原子核由两个质子和两个中子组成，其中两个质子之间三种作用力从大到小的排列顺序为：核力、库仑力、万有引力b聚变反应后生成的氦核的结合能为14.06mevc该核反应过程释放出的能量为17.6mevd原子核的比结合能大小可反映原子核的稳定程度，该值随质量数的增加而增大解析核力是强相互作用的一种表现，作用力最强，其次是库仑力，最小的是万有引力，故a正确；反应后生成的氦核的结合能e147.03mev28.12mev，故b错误；由核反应方程式可知，该反应是核聚变反应，反应中会释放能量，放出的能量ee1e28.12mev(2.7831.092)mev17.6mev，故c正确；比结合能越大，原子核越稳定，但该值并不随质量数的增加而增大，故d错误。11(2018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206bpb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，bitl，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。12(2018重庆九龙坡月考)锌对人体的新陈代谢起着重要作用，在儿童生长发育时期测量体内含锌量已成为体格检查的重要内容之一。取儿童的头发约50mg，放在反应堆中经中子照射后，头发中的锌元素与中子反应生成具有放射性的同位素锌，其核反应方程式为：znnzn，zn衰变放出能量为1115ev的射线，通过射线强度的测定可以计算出头发中锌的含量。关于以上叙述，下列说法正确的是(bde)azn和zn有相同的核子数bzn和zn有相同的质子数c射线是由锌原子的内层电子激发的d射线在真空中传播的速度是3108m/se射线其实是光子流(高频电磁波)解析核子数质子数中子数，zn和zn核子数不同，质子数相同，故a错误，b正确；射线是在、衰变过程中释放出来的，它是光子流，以光速传播，故c错误，d、e正确。二、非选择题1319091911年，英国物理学家卢瑟福与其合作者做了用粒子轰击固定金箔的实验，发现绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数粒子却发生子较大的偏转，并且还有极少数粒子偏转角度超过了90，有的甚至被弹回，偏转角几乎达到180，这就是粒子散射实验。为了解释这个结果，卢瑟福在1911年提出了原子的核式结构学说：在原子的中心有一个很小的核，叫作原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核上，带负电的电子在核外空间绕着核旋转。设某一次实验，有一初速度为v0的粒子正对着金箔中某一金原子核q运动，结果被反向弹回。已知在点电荷q的电场中，粒子在距离q为r的点的电势能w，k9.0109nm2/c2，金的原子序数为79，粒子质量ma6.641027kg，粒子初速度v01.6107m/s，电子电荷量e1.61019c。(1)若该粒子距离这个金核r1时，其速度为v1，加速度为a1，则在距离这个金核r2时，其速度v2，加速度a2各为多少？(2)请估算出金原子核的直径d。答案：见解析解析(1)由牛顿第二定律得af，由库仑定律知f，故有，解得a2()2a1，忽略金原子内电子产生的电场的影响，由能量守恒定律得mvmv解得v2。(2)设粒子从零势能位置以速度v0对准金原子核运动，能到达离核最近的距离为s，由能量守恒定律得mv，解得sm4.31014m。金原子核的直径d2s24.31014m8.61014m，所以金原子核的直径约为8.61014m。14(2018湖北黄石联考)用速度大小为v的中子轰击静止的锂核(li)，发生核反应后生成氚核和