（江苏专用版）高考物理总复习 第十一章 第3讲 原子结构和原子核练习（含解析）-人教版高三物理试题

第3讲原子结构和原子核一、选择题1.(多选)(2019运河中学月考)下列说法正确的是()A.比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定释放核能B.一定强度的入射光照射某金属发生光电效应时,入射光的频率越高,单位时间内逸出的光电子数就越多C.根据玻尔理论可知,氢原子辐射出一个光子后,氢原子的电势能减小,核外电子的运动速度增大D.β射线的速度接近光速,一张普通白纸就可以挡住答案AC比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时有质量亏损,所以释放核能,A项正确;一定强度的入射光照射某金属发生光电效应时,入射光的频率越高,单位时间内逸出的光电子数就越少,B项错误;根据玻尔理论可知,氢原子辐射出一个光子后,电子与原子核距离变小,电场力做正功,氢原子的电势能减小,核外电子的运动速度增大,C项正确;一张普通白纸可以挡住α射线,但挡不住β射线,D项错误。2.(2017天津理综)我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证,这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。下列核反应方程中属于聚变反应的是()A.12H+13H→24He+01n BC.24He+1327Al→1530P+01n D.92答案A12H+13H→24He+01n是核聚变反应方程,A项正确;

714N+24He→817O+11H是原子核的人工转变反应方程,B项错误;23.(2018课标Ⅲ,14,6分)1934年,约里奥·居里夫妇用α粒子轰击铝核

1327Al,产生了第一个人工放射性核素X:αA.15和28 B.15和30 C.16和30 D.17和31答案Bα粒子为

24He,n为中子,根据核反应过程中满足的质量数守恒和电荷数守恒,核反应方程为

24He4.(多选)(2018盐城三模)如图所示是氢原子的能级图。下列判断正确的是()A.E1>E2 B.E1<E2 C.E2=12E1 D.E2=14答案BD根据玻尔理论,原子能级E1是最低能级,A错误,B正确:能级关系为En=1n2E5.(多选)(2018扬州中学模拟)科学家使用核反应获取氚,再利用氘和氚的核反应获得能量,核反应方程分别为:X+Y→

24He+13H+4.9MeV和

A.X是中子 B.Y的质子数是3,中子数是6C.两个核反应都没有质量亏损 D.氘和氚的核反应是核聚变反应答案AD根据核反应方程:12H+13H→24He+X,X的质量数:m1=2+3-4=1,核电荷数:z1=1+1-2=0,所以X是中子,故A项正确;根据核反应方程:X+Y→26.下列说法正确的是()A.92238U衰变为B.β射线与γ射线一样都是电磁波,但β射线的穿透本领远比γ射线弱C.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D.天然放射现象使人类首次认识到原子核可分答案D92238U衰变为7.(多选)(2017扬州调研)核电池又叫“放射性同位素电池”,一个硬币大小的核电池可以让手机不充电使用5000年。将某种放射性元素制成核电池,带到火星上去工作,已知火星上的温度、压强等环境因素与地球有很大差别,下列说法正确的有()A.该放射性元素到火星上之后,半衰期发生变化B.该放射性元素到火星上之后,半衰期不变C.若该放射性元素的半衰期为T年,经过2T年,该放射性元素还剩余12.5%D.若该放射性元素的半衰期为T年,经过3T年,该放射性元素还剩余12.5%答案BD原子核的衰变是由原子核内部因素决定的,与外界环境无关,因此半衰期不发生变化,故A项错误,B项正确;该元素还剩余12.5%=18,根据m=12n8.(多选)(2017浙江11月选考)下列说法正确的是()A.核聚变反应方程可能为

12H+13HB.铀核裂变的核反应方程可能为

92235U+01n→54C.发生β衰变时原子核放出电子,说明电子是原子核的组成部分D.中子和质子结合成氘核,若该过程质量亏损为Δm,则氘核的结合能为Δmc2答案BDA项中的核聚变反应方程应为

12H+13H二、非选择题9.(2018苏州调研)(1)下列说法正确的是()A.电子的衍射图样表明电子具有波动性B.氢原子从某激发态跃迁至基态要吸收特定频率的光子C.在光电效应现象中,金属的逸出功能随入射光的频率增大而增大D.在光电效应现象中,光电子的最大初动能与入射光的强度有关(2)氘核与氚核发生热核聚变反应的方程式为

12H+13H→

34He+X,式中粒子X是,已知

1答案(1)A(2)0解析(1)衍射和干涉都是波特有的性质,A正确;氢原子从某激发态跃迁至基态要辐射特定频率的光子,B错误;金属的逸出功W0与入射光的频率无关,只与金属的极限频率有关,即W0=hνc,C错误;光电子的最大初动能Emax=hν-W0,即与入射光的频率有关,与入射光的强度无必然关系,D错误。(2)根据核反应前后质量数和电荷数守恒,可知X应为

01n;根据ΔE=Δm·c2,可知该反应释放的总能量为ΔE=(2.0141u+3.0161u-4.0026u-1.0087u)×931.5MeV/u=17.6MeV,因为共有5个核子,则每个核子释放出的能量为10.(2018苏北四市一模)(1)(多选)下列说法正确的有()A.比结合能大的原子核分解成比结合能小的原子核时要吸收能量B.用紫光照射某金属表面时发生光电效应,改用红光照射时也一定能发生光电效应C.黑体辐射的强度随温度的升高而变大,且最大值向波长较短的方向移动D.改变压强、温度可改变放射性元素的半衰期(2)如图所示为氢原子的能级图,莱曼线系是氢原子从n=2,3,4,5…激发态跃迁到基态时辐射的光谱线系,辐射出光子的最小频率为;若该光子被某种金属吸收后,逸出的光电子最大初动能为Ek,则该金属的逸出功为。

已知普朗克常量为h,氢原子处于基态时的能级为E1。答案(1)AC(2)-3E14ℎ解析(1)比结合能小的原子核分解成比结合能大的原子核时要放出能量,比结合能大的原子核分解成比结合能小的原子核时要吸收能量,A正确;用紫光照射某金属表面时发生光电效应,红光的频率小于紫光,改用红光照射时不一定能发生光电效应,B错误,放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身的因素决定的,与其所处的外部环境没有关系,D错误。(2)莱曼线系中,从n=2激发态跃迁到基态辐射出光子的频率小,根据E2-E1=hν,解得ν=-3E14ℎ;若该光子被某种金属吸收后,逸出的光电子最大初动能为Ek,根据光电效应方程Ek=hν-W,可得逸出功W=hν-Ek=-11.(2018扬州调研)(1)(多选)关于核反应方程,下列说法正确的是()A.13H+12HB.铀核裂变的核反应为:92235U→56141BaC.在衰变方程

94D.卢瑟福发现了质子的核反应方程为:24H+714N(2)可见光中某绿光的光子能量是2.5eV,若用它照射逸出功是2.2eV的某种金属,产生光电子的最大初动能为eV;如图所示为氢原子能级的示意图,若用该绿光照射处于n=2能级的氢原子,(选填“能”或“不能”)使氢原子跃迁。

答案(1)AD(2)0.3不能解析(1)13H+12H→24He+01n是轻核的聚变,A正确;铀核裂变的核反应方程为

92235U+01n→56141Ba(2)根据爱因斯坦光电效应方程可知,产生光电子的最大初动能为2.5eV-2.2eV=0.3eV;若用该绿光照射处于n=2能级的氢原子,由于该绿光光子的能量不等于能级差En-E2(n为大于2的正整数),因此氢原子不能吸收该光子而发生跃迁。12.(2018苏锡常镇四市调研)(1)(多选)关于下列四幅图的说法,正确的是。

A.图甲中放射源放出的三种射线是由同一种元素的原子核释放的B.图乙中用紫外光灯照射与验电器相连的锌板,锌板和验电器均带正电C.图丙为黑体辐射规律,普朗克提出能量子概念成功解释了这个规律D.图丁中电子束通过铝箔后的衍射图样说明电子具有粒子性(2)我国自行研制的一种大型激光器,能发出频率为ν、功率为P的高纯度和高亮度激光,当该激光垂直照射到某纯黑物体表面时能被完全吸收。已知真空中光速为c,普朗克常量为h,则该激光发出的光子的动量为,纯黑物体受到该激光的压力为。

(3)氡存在于建筑水泥、装饰石材及土壤中,是除吸烟外导致肺癌的重大因素,静止的氡核

86222Rn放出一个粒子X后变成钋核①写出上述衰变的核反应方程;

②粒子X的动能为。(保留两位有效数字)

答案(1)BC(2)ℎνcPc(3)86222Rn解析(1)由左手定则可知,放射源放出的三种射线分别带正电、不带电、带负电,故不一定是由同一种元素的原子核释放的,A错误;图乙中用紫外光灯照射与验电器相连的锌板,由于发生光电效应释放电子而使锌板和验电器均带正电,B正确;图丙为黑体辐射规律,普朗克提出能量子概念成功解释了这个规律,C正确;