山东省2012届高三物理复习 第二章 原子 原子核课堂练习 新人教版选修3-5

用心 爱心 专心 1 选修选修 3 53 5 第第 2 2 章章 原子原子 原子核原子核 例 1 在卢瑟福的 粒子散射实验中 有少数 粒子发生大角度偏转 其原因是 A 原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 B 正电荷在原子中是均匀分布的 C 原子中存在着带负电的电子 D 原子只能处于一系列不连续的能量状态中 解析解析 粒子散射实验中 有少数 粒子发生了较大偏转 并且有极少数 粒子的偏转超 过了 900 有的甚至被反弹回去 偏转角达到 l800 这说明了这些 粒子受到很大的库仑力 施力体应是体积甚小的带电实体 根据碰撞知识 我们知道只有质量非常小的轻球与质量非 常大的物体发生碰撞时 较小的球才被弹回去 这说明被反弹回去的 粒子碰上了质量比 它大得多的物质实体 即集中了全部质量和正电荷的原子核 答案答案 A 类型二 能级跃迁与光纤谱线 例例 2 2 09 09 全国卷全国卷 18 18 氢原子的部分能级如图所示 已知可见光的光子能量在 1 62eV 到 3 11eV 之间 由此可推知 氢原子 A 从高能级向 n 1 能级跃迁时了出的光的波长比可见光的短 B 从高能级向 n 2 能级跃迁时发出的光均为可见光 C 从高能级向 n 3 能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高 D 从 n 3 能级向 n 2 能级跃迁时发出的光为可见光 解析解析 本题考查玻尔的原理理论 从高能级向 n 1 的能级跃迁的过程中辐射出的最小光子能 量为 9 20ev 不在 1 62eV 到 3 11eV 之间 A 正确 已知可见光子能量在 1 62eV 到 3 11eV 之 间从高能级向 n 2 能级跃迁时发出的光的能量 3 40ev B 错 从高能级向 n 3 能级跃迁时 发出的光的频率只有能量大于 3 11ev 的光的频率才比可见光高 C 错 从 n 3 到 n 2 的过程中 释放的光的能量等于 1 89ev 介于 1 62 到 3 11 之间 所以是可见光 D 对 类型三 核能的计算 用心 爱心 专心 2 例例 3 3 09 09 山东物理山东物理 38 38 1 历史上第一次利用加速器实现的核反应 是用加速后动能 为 0 5MeV 的质子 1 1H 轰击静止的 X 生成两个动能均为 8 9MeV 的 4 2 He 1MeV 1 6 13J 上述核反应方程为 质量亏损为 kg 解析解析 1 1744 1322 HXHeHe 或 1744 1322 HLiHeHe 29 2 3 1 10 E mKg C 考点 原子核 巩固练习巩固练习 1 2010 2010 重庆重庆 1 1 氢原子分能级示意图如题 19 所示 不同色光的光子能量如下表所示 色光赤橙黄绿蓝 靛紫 光子能量范围 eV 1 61 2 002 00 2 072 07 2 142 14 2 532 53 2 762 76 3 10 处于某激发态的氢原子 发射的光的谱线在可见光范围内仅有 2 条 其颜色分别为 红 蓝靛 黄 绿 红 紫 蓝靛 紫 答案 A 解析 如果激发态的氢原子处于第二能级 能够发出 10 2 eV 的光子 不属于可见光 如果激发态的氢原 子处于第三能级 能够发出 12 09 eV 10 2 eV 1 89 eV 的三 种光子 只有 1 89 eV 属于可见光 如果激发态的氢原子处于第四能级 能够发出 12 75 eV 12 09 eV 10 2 eV 2 55 eV 1 89 eV 0 66 eV 的六种光子 1 89 eV 和 2 55 eV 属 于可见光 1 89 eV 的光子为红光 2 55 eV 的光子为蓝 靛 A 正确 2 2 2010 2010 全国卷全国卷 14 14 原子核 238 92U经放射性衰变 变为原子核 234 90Th 继而经放射性衰 变 变为原子核 234 91Pa 再经放射性衰变 变为原子核 234 92U 放射性衰变 和 依次 为 A 衰变 衰变和 衰变 B 衰变 衰变和 衰变 C 衰变 衰变和 衰变 D 衰变 衰变和 衰变 答案 A 解析 ThU 234 90 238 92 质量数少 4 电荷数少 2 说明 为 衰变 PaTh 234 91 234 90 质子数加 1 说明 为 衰变 中子转化成质子 UPa 234 92 234 91 质子数加 1 说明 为 衰变 中子转化成质子 用心 爱心 专心 3 命题意图与考点定位 主要考查根据原子核的衰变反应方程 应用质量数与电荷数的守恒 分析解决 3 3 2010 2010 天津天津 2 2 下列关于原子和原子核的说法正确的是 A 衰变现象说明电子是原子核的组成部分 B 波尔理论的假设之一是原子能量的量子化 C 放射性元素的半衰期随温度的升高而变短 D 比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固 答案 答案 B B 4 4 2010 2010 天津天津 8 8 用同一光管研究 a b 两种单色光产生的光电效应 得到光电流 I 与光 电管两极间所加电压 U 的关系如图 则这两种光 A 照射该光电管时 a 光使其逸出的光电子最大初动能大 B 从同种玻璃射入空气发生全反射时 a 光的临界角大 C 通过同一装置发生双缝干涉 a 光的相邻条纹间距大 D 通过同一玻璃三棱镜时 a 光的偏折程度大 答案 答案 BCBC 5 5 2010 2010 全国卷全国卷 14 14 原子核 A ZX 与氘核 2 1H 反应生成一个 粒子和一个质子 由此可知 A A 2 Z 1 B A 2 Z 2 C A 3 Z 3 D A 3 Z 2 答案 D 解析 HHeHX A Z 1 1 4 2 2 1 应用质量数与电荷数的守恒121 142 ZA 解 得2 3 ZA 答案 D 命题意图与考点定位 主要考查根据原子核的聚变反应方程 应用质量数与电荷数的守恒 分析解决 6 6 2010 2010 北京北京 15 15 太阳因核聚变释放出巨大的能量 同时其质量不断减少 太阳每秒钟 辐射出的能量约为 4 1026 J 根据爱因斯坦质能方程 太阳每秒钟减少的质量最接近 A 1036 kgB 1018 kgC 1013 kgD 109 kg 答案 D 解析 根据爱因斯坦的质能方程 9 16 26 2 104 4 109 104 c E mkg D 正确 7 7 2010 2010 上海物理上海物理 1 1 卢瑟福提出了原子的核式结构模型 这一模型建立的基础是 A 粒子的散射实验 B 对阴极射线的研究 C 天然放射性现象的发现 D 质子的发现 答案答案 A 解析解析 卢瑟福根据 粒子的散射实验结果 提出了院子的核式结构模型 原子核聚集了院 子的全部正电荷和几乎全部质量 电子在核外绕核运转 本题考查原子的核式结构的建立 8 8 2010 2010 上海物理上海物理 4 4 现已建成的核电站的能量来自于 A 天然放射性元素衰变放出的能量 B 人工放射性同位素放出的的能量 用心 爱心 专心 4 C 重核裂变放出的能量 D 化学反应放出的能量 解析 C 本题考查原子核反应 难度 易 9 9 2010 2010 上海物理上海物理 4 4 某放射性元素经过 11 4 天有78的原子核发生了衰变 该元素的 半衰期为 A 11 4 天 B 7 6 天 C 5 7 天 D 3 8 天 答案 答案 D 解析 解析 根据 11 28 t 3 t 因为 t 11 4day 所以 11 4 3 3 8day 选 D 本题考查原子核半衰期的计算 难度 中等 10 10 2010 2010 新课标新课标 34 1 34 1 用频率为 0 v的光照射大量处于基态的氢原子 在所发射的光 谱中仅能观测到频率分别为 123 vvv 的三条谱线 且 321 vvv 则 填入正确选 项前的字母 A 01 vv B 321 vvv C 0123 vvvv D 123 111 vvv 答案 B 解析 大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱 这说明是从 n 3 能级向低能级跃迁 根据能 量守恒有 123 hhh 解得 321 vvv 选项 B 正确 考点模拟演练考点模拟演练 1 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 3 2 其参与的一种核聚变反应的方程式为 He He 2 H He 关于 He 聚变下列表述正确的 3 23 21 14 23 2 是 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 3 2 答案 B 详解 轻核聚变而生成质量较大 中等 的新核 故 B 正确 2 仔细观察氢原子的光谱 发现它只有几条分离的不连续的亮线 其原因是 A 氢原子只有几个能级 B 氢原子只能发出平行光 C 氢原子有时发光 有时不发光 D 氢原子辐射的光子的能量是不连续的 所以对应的光的频率也是不连续的 答案 选 D 详解 光谱中的亮线对应不同频率的光 分离的不连续的亮线 对应着不同频率的光 B C 错 氢原子在不同的能级之间跃迁时 辐射不同能量的光子 并且满足 E h 能量不同 相应光子频率不同 体现在光谱上是一些不连续的亮线 A 错误 D 正确 用心 爱心 专心 5 3 卢瑟福和他的助手做 粒子轰击金箔实验 获得了重要发现 关于 粒子散射实验的结果 下 列说法正确的是 A 证明了质子的存在 B 证明了原子核是由质子和中子组成的 C 证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里 D 说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动 答案 选 C 详解 粒子散射实验发现了原子内存在一个集中了全部正电荷和几乎全部质量的核 数 年后卢瑟福发现核内有质子并预测核内存在中子 所以 C 对 A B 错 玻尔发现了电子轨道量 子化 D 错 4 下列关于放射性现象的说法中 正确的是 A 原子核发生 衰变时 生成核与原来的原子核相比 中子数减少了 4 B 原子核发生 衰变时 生成核与 粒子的总质量等于原来的原子核的质量 C 原子核发生 衰变时 生成核的质量数比原来的原子核的质量数多 1 D 单质的铀 238 与化合物中的铀 238 的半衰期是相同的 答案 选 D 详解 原子核发生 衰变时 生成核与原来的原子核相比 中子数减少了 2 A 错误 生成核 与 粒子的总质量小于原来的原子核的质量 B 错误 原子核发生 衰变时 生成核的质量数 与原来的原子核的质量数相同 C 错误 放射性元素的半衰期由原子核的内部因素决定 跟元素 的化学状态无关 所以单质的铀 238 与化合物中的铀 238 的半衰期是相同的 D 正确 5 2011 河北石家庄三月 正电子发射型计算机断层显像 PET 的基本原理是 将放射性同 位素O 注入人体 O 在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇湮灭转化为一对 15 815 8 光子 被探测器采集后 经计算机处理生成清晰图像 则根据 PET 原理判断下列表述正确 的是 A O 在人体内衰变方程是O N e 15 815 815 70 1 B 正 负电子湮灭方程是 e e 2 0 10 1 C 在 PET 中 O 主要用途是作为示踪原子 15 8 D 在 PET 中 O 主要用途是参与人体的新陈代谢 15 8 答案 ABC 详解 由题意知 A B 正确 显像的原理是采集 光子 即注入人体内的O 衰变放出正 15 8 电子和人体内的负电子湮灭转化为 光子 因此O 主要用途是作为示踪原子 故 C 对 D 15 8 错 6 光电效应的实验结论是 对于某种金属 A 无论光强多强 只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应 B 无论光的频率多低 只要光照时间足够长就能产生光电效应 C 超过极限频率的入射光强度越弱 所产生的光电子的最大初动能就越小 D 超过极限频率的入射光频率越高 所产生的光电子的最大初动能就越大 答案 AD 详解 根据光电效应规律可知 A 正确 B C 错误 根据光电效应方程mv h W 频 1 22m 率 越高 初动能就越大 D 正确 7 裂变反应是目前核能利用中常见的反应 以原子核为燃料的反应堆中 当俘获一 个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式 其中一种可表示为 用心 爱心 专心 6 U n Xe Sr 3X 235921 0139549438 235 0432 1 0087 138 9178 93 9154 反应方程下方的数字是中子及有关原子核的静止质量 以原子质量单位 u 为单位 取 1 u 的 质量对应的能量为 9 3 102 MeV 此裂变反应中 A 释放出的能量是 30 102 MeV X 是中子 B 释放出的能量是 30 MeV X 是质子 C 释放出的能量是 1 8 102 MeV X 是中子 D 释放出的能量是 1 8 102 MeV X 是质子 答案 C 结束 据核反应过程中质量数和电荷数守恒可判断 X 是中 子 m 235 0432 1 0087 138 9178 93 9154 3 1 0087 u 0 1926 u 可见该反 应释放能量 释放的能量 E 0 1926 9 3 102 MeV 1 8 102 MeV 故 C 正确 8 1 氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时 下列说法中正确 的是 A 氢原子的能量增加 B 氢原子的能量减少 C 氢原子要吸收一定频率的光子 D 氢原子要放出一定频率的光子 2 在氢原子光谱中 电子从较高能级跃迁到 n 2 能级发出的谱线属于巴耳末线系 若一群 氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有 2 条属于巴耳末线系 则这群氢原子自发跃迁时最多发 出 条不同频率的谱线 答案 1 B D 2 6 详解 1 选 B D 氢原子的核外电子离原子核越远 氢原子的能量 包括动能和势能 越大 当氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时 原子的能量减少 氢 原子要放出一定频率的光子 显然 选项 B D 正确 2 氢原子发出的光谱线中有 2 条属于巴耳末线系 说明电子是从 n 4 能级向低能级跃迁的 因此可发出的谱线条数为 条 9 2010 年济宁模拟 根据巴耳末公式 指出氢原子光谱在可见光范围内波长最长的两条谱 线所对应的n 它们的波长各是多少 氢原子光谱有什么特点 答案 6 5 10 7 m 4 8 10 7 m 不连续的线状谱 详解 根据巴耳末公式 R 得 1 1 22 1 n2 当n 3 4