「精选」2019-2020学年高考物理总复习第十二章原子与原子核第2课时原子结构与原子核课时训练教科版-精选文

1、精选文档 可编辑修改第 2 课时 原子结构与原子核1.(2018贵州安顺模拟)根据粒子散射实验,卢瑟福提出了原子的核式结构模型.如图表示 了原子核式结构模型的粒子散射图景.图中实线表示粒子的运动轨迹.其中一个粒子在 从 a 运动到 b、再运动到 c 的过程中(粒子在 b 点时距原子核最近),下列判断正确的是( b )a. 粒子的动能先增大后减小b. 粒子的电势能先增大后减小c. 粒子的加速度先变小后变大d. 电场力对粒子先做正功后做负功解析:粒子受到斥力作用,根据电场力做功特点可知从 a 运动到 b 过程中电场力做负功,电势 能增加,动能减小,从 b 运动到 c 过程中,电场力做正功,电势能减

2、小,动能增加,a,d 错误,b 正 确;根据点电荷周围电场可知,距离原子核近的地方电场强度大,故越靠近原子核加速度越大, 因此粒子加速度先增大后减小,故 c 错误.2.(2018上海闵行区模拟)在分析粒子散射实验现象时,不考虑电子对粒子运动轨迹的 影响,这是因为粒子与电子( c )a. 不会相遇b. 不发生相互作用c. 发生的相互作用可以忽略d. 发生的相互作用可以相互抵消解析:卢瑟福在分析粒子散射实验现象时,认为电子不会对粒子偏转产生影响,其主要原 因是电子的质量很小,粒子与电子发生的相互作用可以忽略,就算碰到,也不会引起明显的 偏转,故 c 正确,a,b,d 错误.3.(2018湖南常德模

3、拟)(多选)有关氢原子光谱的说法正确的是( bcd )a. 氢原子的发射光谱是连续谱b. 氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光c. 氢原子光谱说明氢原子能级是分立的d. 巴尔末公式反映了氢原子辐射光子频率的分立特性解析:由于氢原子发射的光子的能量 e=e -e ,所以发射的光子的能量值 e 是不连续的,只能是一n m些特定频率的谱线,故 a 错误,b 正确;由于氢原子的轨道是不连续的,故氢原子的能级是不连续 的即是分立的,故 c 正确;由于跃迁时吸收或发射的光子的能量是两个能级的能量差,所以氢原 子光谱的频率与氢原子能级的能量差有关,巴尔末公式反映了氢原子辐射光子频率的分立特 性;故 d 正

4、确.4.(2018河南安阳模拟)一群处于基态的氢原子吸收某种光子后,向外辐射了 a,b,c 三种光, 其波长分别为 , , ,且 ,三种光子的能量分别为 e ,e ,e ,若 a 光恰能使某金属a b c a b c a b c产生光电效应,则( d )a.被氢原子吸收的光子的能量为 h1精选文档 可编辑修改精选文档 可编辑修改b.e =e +ea b cc. = +c. b 光一定能使该金属发生光电效应解析:根据能级间跃迁辐射或吸收的光子的能量等于两能级间的能级差,且 e=及 , a b c知 e =e +e ,氢原子吸收的光子的能量为 h , a,b 错误;根据光子能量与波长的关系c a

5、b有,h =h +h ,即 = + ,故 c 错误;b 光的光子能量大于 a 光的光子能量,a 光恰好能使某 金属发生光电效应,则 b 光一定能使该金属发生光电效应.故 d 正确.5.(2018河北保定模拟)氢原子能级的示意图如图所示,大量氢原子从 n=4 的能级向 n=2 的能 级跃迁时辐射出可见光 a,从 n=3 的能级向 n=2 的能级跃迁时辐射出可见光 b,则( c )a. 氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出射线b. 大量氢原子从 n=4 的能级向 n=2 的能级跃迁时能够辐射出 6 种频率的光子c. a 光子能量比 b 光子的能量大d. 氢原子在 n=2 的能级时可吸收任意频率

6、的光而发生电离解析:因为射线是原子核变化时辐射的,因此氢原子从高能级向低能级跃迁时,不会辐射 射线,故 a 错误;大量的氢原子从 n=4 的能级向 n=2 的能级跃迁时释放 3 种频率的光子,故 b 错 误;从 n=4 的能级向 n=2 的能级跃迁时辐射出的光子能量大于从 n=3 的能级向 n=2 的能级跃迁 时辐射出的光子能量,则 a 光子能量比 b 光子的能量大,故 c 正确;氢原子在 n=2 能级时,吸收 的能量需大于等于 3.4 ev,才能发生电离,故 d 错误.6.(2018湖北宜昌质检)关于天然放射现象,下列说法正确的是( b )a. 放射性元素的原子核内的核子有半数发生变化所需的

7、时间就是半衰期b. 放射性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c. 当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时,将发生衰变d. 放射性物质放出的射线中,粒子动能很大,因此贯穿物质的本领很强解析:放射性元素的半衰期是有一半该元素的原子核发生衰变所用的时间,故 a 错误;放射性的 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,故 b 正确;衰变的实 质是核内的中子可以转化成质子和电子,产生的电子从核内发射出来,这就是衰变,当放射 性元素的原子的核外电子具有较高能量时将向低能级跃迁,不是发生衰变,故 c 错误;粒子动 能很大,但是贯穿物质的本领很弱,故 d

8、错误.7.(2018沈阳模拟)(多选)正电子发射机断层显像(pet)的基本原理是将放射性同位素o注入人体2o 在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇而湮灭,转化为一对光子精选文档 可编辑修改精选文档 可编辑修改而被探测器探测到后,经计算机处理即产生清晰的图像.根据 pet 的原理.下列说法正确的是 ( ad )a. o 在人体内衰变的方程式是 o n eb. 在 pet 中c. 在 pet 中o 的主要用途是正常参与代谢o 注入人体参与代谢化合后半衰期会发生变化d.用o 作为“示踪原子”是因为其半衰期短,对人体影响较小解析:根据电荷数守恒和质量数守恒知o 在人体内衰变的方程是 o n e

9、,故 a 正确;在 pet 中 o 的主要用途是作为示踪原子,故 b 错误;半衰期的大小与元素所处的物理环境和化学状态无关,可知o 注入人体参与代谢化合后半衰期不变,故 c 错误;用 o 作为“示踪原子”是因为其半衰期短,对人体影响较小,故 d 正确.8.(2018南通模拟)下列说法中正确的是( a )a. 衰变的实质是原子核内的一个中子转化成一个质子,同时释放出一个电子b. 铀核 u)衰变成粒子和另一原子核,衰变产物的比结合能一定小于铀核的比结合能c. 实验表明,只要照射光的强度足够大,就一定能发生光电效应d. 放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关解析:衰变的实质是原子核内的

10、一个中子转化成一个质子,同时释放出一个电子,故 a 正确;铀核 u)衰变的过程中会释放能量,所以衰变产物的比结合能一定大于铀核的比结合能,故b 错误;根据光电效应方程可知,发生光电效应的条件与光的频率有关,与光的强度无关,故 c 错 误;放射性元素的半衰期是由放射性元素本身决定的 ,与原子所处的化学状态和外部条件无关 , 故 d 错误.9.(2018安徽宿州模拟)铀核u)经过 m 次衰变和 n 次衰变变成铅核 pb),关于该过程,下列说法中正确的是( b )a. m=5,n=4b. 铀核 u)的比结合能比铅核 pb)的比结合能小c.衰变产物的结合能之和小于铀核u)的结合能d.铀核 u)衰变过程

11、的半衰期与温度和压强有关解析:核反应方程为u pb+ he+ e 根据质量数守恒和电荷数守恒,有235=207+4m,92=82+2m-n,解得 m=7,n=4,故 a 错误;比结合能越大,原子核结合得越牢固,原子核越稳定,所以铀核的比结合能比铅核的比结合能小,故 b 正确;铀核 u 衰变成原子核 pb,3精选文档 可编辑修改精选文档 可编辑修改根据爱因斯坦质能方程知,有质量亏损,释放能量,则衰变产物的结合能之和一定大于铀核的 结合能,故 c 错误;放射性元素的半衰期与温度、压强无关,故 d 错误.10. 导学号 58826253(2018宁波质检)静止的氡核 rn 放出粒子后变成钋核 po,

12、粒子动能为 e .若衰变放出的能量全部变为反冲核和粒子的动能,真空中的光速为 c,则该反应 中的质量亏损为( c )a. b.0c. d. 解析:设粒子的质量为 m ,反冲核的质量为 m ,反冲核的速度大小为 v.根据动量守恒定律可1 2得,m v=m v,则 = = ;粒子动能为 e = m v2,反冲核的动能 e= m v21 2 1 2,则 e=e,释放的总动能为 e + e = e ,根据能量守恒知,释放的核能 e= e ,根据爱因斯坦质 能方程 e=mc2 得,m= ,c 正确.11.(2018辽宁营口模拟)一个u 原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应,其裂变方程为 u n x

13、+sr+ n,则下列叙述正确的是( a )a. x 原子核中含有 54 个质子b. x 原子核中含有 141 个核子c. 因为裂变时释放能量,根据 e=mc2,所以裂变后的总质量数增加d. 因为裂变时释放能量,出现质量亏损,所以生成物的总质量数减少解 析 : 设 x 的 原 子 核 中 含 有 x 个 质 子 , 质 量 数 为 y, 根 据 电 荷 数 和 质 量 数 守 恒 有,92=x+38,235+1=y+94+2,解得,x=54,y=140,故质子数为 54 个,而核子数为 140 个,故 a 正 确,b 错误;因为裂变时出现质量亏损,从而释放出能量,所以裂变后的总质量减少,但总的质

14、量 数是不变的,故 c,d 错误.12. 导学号 58826254(2017上饶一模)在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等材料,这些岩 石都不同程度地含有放射性元素 ,如有些含有铀、钍的花岗岩会释放出放射性气体氡 ,氡会发 生放射性衰变,放出,射线,已知氡的半衰期为 3.8 天,则下列说法正确的是( c ) a.发生衰变时,生成的核与原来的核相比,中子数少 4b. 发生衰变时,释放出电子,说明原子核内有电子存在c. 射线一般伴随着或射线产生,其中射线的穿透能力最强,电离能力却最弱d. 若只有 4 个氡核,经 7.6 天一定只剩下 1 个氡核4精选文档 可编辑修改精选文档 可编辑修改解析:根据质

15、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 a 错误;发生衰变的过程是一个中子变为质子同时放出一个电子,并非原子 核内有电子存在,故 b 错误;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 c 正确;半衰期是对大量原子核的衰变的统计规 律,对于少量原子核是无意义的,故 d 错误.13.(2018龙岩模拟)日本 9.0 级大地震导致福岛核电站发生核泄漏事故,引起周边国家的关 注和恐慌.核反应会产生许多放射性的副产品如碘 131 和铯 137,由于发生核泄漏,许多国家都 已检测出这两种元素.有关

16、核反应及其产物,以下说法正确的是( d )a. 日本福岛核电站是采用可控聚变反应技术,将产生的核能转化为 电能b. 反应堆可能发生的一种核反应方程是 u n xe sr+ nc. 已知铯 137 的半衰期为 30 年,现有 100 个原子核铯 137 经过 60 年将剩下 25 个d.若核反应中质量亏损了m,则将释放mc2的核能.解析:日本福岛核电站是采用可控裂变反应技术,故 a 错误;核反应方程要满足质量数和电荷数 守恒,故该反应产生 2 个中子,故 b 错误;半衰期是对大量放射性元素的统计规律,对个别少量 原子核是无意义的,故 c 错误;根据质能方程可知,若核反应中质量亏损了m,则将释放

17、e= mc2 的核能,故 d 正确.14. 导学号 58826255(2018武汉模拟)(多选)一种典型的铀核裂变是生成钡和氪,同时放出 3个中子,核反应方程是 u+x ba+ kr+ n; 已知部分原子核的比结合能与核子数的关 系如图所示,下列说法正确的是( ad )a.核反应方程中,x 粒子是中子 b.核反应方程中,x 粒子是质子cduuba 和ba 和kr 相比kr 相比ba 核的比结合能最大,它最稳定u 核的核子数最多,它的结合能最大解析:根据核反应方程结合质量数和电荷数守恒可知,x 粒子是中子,故 a 正确,b 错误;根据比结合能的曲线可知,在fe 附近原子核的比结合能最大,然后随核

18、子数的增大,比结合能减小,所以 u ba 和kr 相比kr 核的比结合能最大,它最稳定,故 c 错误;由于在核反应的过程中释放核能,可知 u ba 和kr 相比 u 核的核子数最多,它的结合能最大,故 d 正确.15. 导学号 58826256(2018山东烟台模拟)某实验室工作人员,用初速度 v =0.09c(c 为真空0中的光速)的粒子轰击静止的氮原子核 5n,产生了质子 h.若某次碰撞可看做对心正碰,碰精选文档 可编辑修改精选文档 可编辑修改后新核与质子同方向运动,垂直磁场方向射入磁场,通过分析偏转半径可得出新核与质子的速 度大小之比为 120,已知质子质量为 m,则( b )a. 该核反应方程为 he n o hb. 质子的速度 v 约为 0.19cc. 若用两个上述质子发生对心弹性碰撞,则每个质子的动量变化量是 0.19mcd. 若用两个上述质子发生对心弹性碰撞,则每个质子的动量变化量方向与