(全国通用版)19版高考物理大一轮复习第十二章波粒二象性原子结构与原子核课时达标33原子结构与原子核

PAGEPAGE4。。内部文件，版权追溯内部文件，版权追溯课时达标第33讲原子结构与原子核[解密考纲]综合考查氢原子能级的跃迁、放射性元素的衰变、半衰期、核反应，以及质能方程、核反应方程的有关计算．1．在α粒子散射实验中，电子对α粒子运动的影响可以忽略．这是因为与α粒子相比，电子的(D)A．电量太小 B．速度太小C．体积太小 D．质量太小解析α粒子是氦核，是电子电量的2倍，质量是电子的7600倍，当α粒子碰到电子时，就像子弹碰到尘埃一样，故电子对α粒子运动的影响可以忽略是因为电子的质量相比α粒子太小，选项D项正确．2．氢原子能级示意图如图所示，不同色光的光子能量如下表所示．色光红橙黄绿蓝—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(A)A．红、蓝—靛 B．黄、绿C．红、紫 D．蓝—靛、紫解析如果激发态的氢原子处于第2能级，能够发出10.2eV的光子，不属于可见光；如果激发态的氢原子处于第3能级，能够发出12.09eV、10.2eV、1.89eV的三种光子，只有1.89eV属于可见光；如果激发态的氢原子处于第4能级，能够发出12.75eV、12.09eV、10.2eV、2.55eV、1.89eV、0.66eV的6种光子，1.89eV和2.55eV属于可见光，1.89eV的光子为红光，2.55eV的光子为蓝—靛，故选项A正确．3．(多选)14C发生放射性衰变成为14N，半衰期约为5700年．已知植物存活期间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减少．现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一．下列说法正确的是(AC)A．在图中A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多B．在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光C．卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似D．α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金箔原子后产生的反弹解析α粒子散射实验现象：绝大多数α粒子沿原方向前进，少数α粒子有大角度散射．所以A处观察到的粒子多，B处观察到的粒子少，所以选项A、B错误；α粒子发生散射的主要原因是受到原子核库仑斥力的作用，所以选项D错误、C正确．10．关于巴耳末公式eq\f(1,λ)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))的理解，下列说法正确的是(C)A．所有氢原子光谱的波长都可由巴耳末公式求出B．公式中n可取任意值，故氢原子光谱是连续谱C．公式中n只能取不小于3的整数值，故氢原子光谱是线状谱D．公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他原子光谱的分析解析巴耳末公式是经验公式，只适用于氢原子光谱，公式中n只能取n≥3的整数，故选项C正确．11．太阳的光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线，产生这些暗线是由于(C)A．太阳表面大气层中缺少相应的元素B．太阳内部缺少相应的元素C．太阳表面大气层中存在着相应的元素D．太阳内部存在着相应的元素解析吸收光谱的暗线是连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的，太阳光的吸收光谱是太阳内部发出的强光经较低温度的太阳大气层时，某些波长的光被太阳大气层中的元素吸收而产生的．故选项C正确．12．一个原子核eq\o\al(a,b)X进行一次α衰变后成为原子核eq\o\al(c,d)Y，然后又进行一次β衰变，成为原子核eq\o\al(f,g)Z：eq\o\al(a,b)X→eq\o\al(c,d)Y→eq\o\al(f,g)Z，它们的质量数a、c、f及电荷数b、d、g之间应有的关系中不正确的是(C)A．a＝f＋4 B．c＝fC．d＝g＋1 D．b＝g＋1解析根据α衰变(反应方程eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)He)和β衰变(反应方程eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A,Z＋1)Y＋eq\o\al(0,－1)e)的规律，推出a＝c＋4，c＝f，d＝b－2，代入g＝d＋1得到g＝b－2＋1＝b－1，所以b＝g＋1.故选项C错误．13．(2017·上海奉贤一模)2011年某国核电站发生核泄漏事故，其中铯137(eq\o\al(137,55)Cs)对核辐射的影响最大，其半衰期约为30年．(1)请写出铯137(eq\o\al(137,55)Cs)发生β衰变的核反应方程__eq\o\al(137,55)Cs→eq\o\al(137,56)Ba＋eq\o\al(0,－1)e__[已知53号元素是碘(I)，56号元素是钡(Ba)]．(2)若在该反应过程中释放的核能为E，则该反应过程中质量亏损为_eq\f(E,c2)__(真空中的光速为c)．(3)泄漏出的铯137约要到公元__2101__年才会有87.5%的原子核发生衰变．解析(1)发生β衰变的核反应方程eq\o\al(137,55)Cs→eq\o\al(137,56)Ba＋eq\o\al(0,－1)e，(2)根据爱因斯坦质能方程知Δm＝eq\f(E,c2)；(3)由半衰期公式N余＝N0×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(t,τ)知，经历了3个半衰期，即90年，剩余eq\f(1,8)的原子核没衰变，所以要到公元2101年才会有87.5%的原子核发生衰变．14．用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现．天然放射性同位素只不过40几种，而今天人工制造的放射性同位素已达1000多种，每种元素都有放射性同位素．放射性同位素在农业、医疗卫生和科学研究的许多方面得到了广泛的应用．(1)带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失．其原因是(B)A．射线的贯穿作用 B．射线的电离作用C．射线的物理、化学作用 D．以上三个选项都不是(2)如图是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图．如工厂生产的厚度为1mm的铝板，在α、β、γ三种射线中，你认为对铝板的厚度起主要作用的是__β__射线．(3)在我国首先用人工方法合成牛胰岛素时，需要证明人工合成的牛胰岛素结晶跟天然牛胰岛素的结晶是同一种物质，为此曾采用放射性同位素14C作__示踪原子__．解析(1)因放射线的电离作用，空气中与验电器所带电荷电性相反的离子与之中和，从而使验电器所带电荷消失，选项B正确．(2)α射线穿透物质的本领弱，不能穿透厚度为1mm的铝板，因而探测器不能探测，γ射线穿透物质的本领极强，穿透1mm厚的铝板和几毫米厚的铝板后打在探测器上很难分辨，β射线也能够穿透1mm甚至几毫米厚的铝板，但厚度不同，穿透后β射线的强度明显不同，探测器容易分辨．(3)放射性同位素的原子掺到其他物质中去，让它们一起运动、迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可以知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里，是怎样分布的，从而可以了解某些不容易察明的情况或规律，人们把作这种用途的放射性同位素叫做示踪原子．15．一静止原子核发生α衰变，生成一α粒子及一新核．α粒子垂直进入磁感应强度大小为B的匀强磁场，其运动轨迹是半径为R的圆．已知α粒子的质量为m，电荷量为q，新核的质量为M，光在真空中的速度大小为c.求衰变前原子核的质量．解析设衰变产生的α粒子的速度大小为v.由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得qvB＝meq\f(v2,R)， ①设衰变后新核的速度大小为v′，衰变前后动量守恒，有0＝Mv′－mv ②设衰变前原子核质量为M0衰变前后能量守