2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 課時作業(yè)40 原子結(jié)構(gòu) 原子核 新人教版

課時作業(yè)40原子結(jié)構(gòu)原子核時間：45分鐘1如圖是盧瑟福的粒子散射實驗裝置，在一個小鉛盒里放有少量的放射性元素釙，它發(fā)出的粒子從鉛盒的小孔射出，形成很細的一束射線，射到金箔上，最后打在熒光屏上產(chǎn)生閃爍的光點下列說法正確的是(A)A該實驗是盧瑟福建立原子核式結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù)B該實驗證實了湯姆孫原子模型的正確性C粒子與原子中的電子碰撞會發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)D絕大多數(shù)的粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)解析：盧瑟福根據(jù)粒子散射實驗，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，A項正確，B項錯誤；電子質(zhì)量太小，對粒子的影響不大，C項錯誤；絕大多數(shù)粒子穿過金箔后，基本上仍沿原方向前進，D項錯誤2氡222經(jīng)過衰變變成釙218，t0時氡的質(zhì)量為m0，任意時刻氡的質(zhì)量為m，下列四幅圖中正確的是(B)解析：每經(jīng)過一個半衰期有一半質(zhì)量發(fā)生衰變，則剩余質(zhì)量mm0nm0，解得，T為半衰期，可知與t成指數(shù)函數(shù)關(guān)系，故B項正確，A、C、D項錯誤3如圖為氫原子能級示意圖，則氫原子(A)A從n4能級躍遷到n3能級比從n3能級躍遷到n2能級輻射出電磁波的波長長B從n5能級躍遷到n1能級比從n5能級躍遷到n4能級輻射出電磁波的速度大C處于不同能級時，核外電子在各處出現(xiàn)的概率是一樣的D從高能級向低能級躍遷時，氫原子核一定向外放出能量解析：光子能量Eh，而E43<E32，故43>32，A項正確不同頻率的電磁波在真空中傳播時速度均相等，故B錯誤電子在核外不同能級出現(xiàn)的概率是不同的，故C錯誤能級躍遷是核外電子在不同軌道間的躍遷，與原子核是否放出能量無關(guān)，故D錯誤4如圖所示為氫原子的能級圖，當(dāng)一群氫原子從n3能級向低能級躍遷時，共輻射出三種不同頻率的光子，光子的頻率分別為1、2、3，且1>2>3，則下列說法正確的是(B)A.B123C從n3能級躍遷到n2能級，輻射出的光子頻率為1D輻射出頻率為1的光子后的氫原子的電勢能比輻射出頻率為2的光子后的氫原子的電勢能大解析：由題意及玻爾理論可知，E3E1h1，E2E1h2，E3E2h3，因此有h1h2h3，即123，選項A錯誤，B正確；從n3能級躍遷到n2能級，輻射出的光子頻率為3，選項C錯誤；輻射出的頻率為1的光子后的氫原子處于基態(tài)，輻射出頻率為2的光子后氫原子也處于基態(tài)，因此氫原子的電勢能相同，選項D錯誤5下列關(guān)于核反應(yīng)方程及描述正確的是(C)A.HHHen是衰變方程B.UnXeSr2n是核聚變方程C.HeAlPn是居里夫婦發(fā)現(xiàn)人工放射性同位素的核反應(yīng)方程D.NHeOH是衰變方程解析：A項是輕核聚變反應(yīng)，故A錯誤；B項是核裂變方程，故B錯誤；D項是盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程，故D錯誤；故本題選C.6一靜止的鈾核放出一個粒子衰變成釷核，衰變方程為UThHe.下列說法正確的是(B)A衰變后釷核的動能等于粒子的動能B衰變后釷核的動量大小等于粒子的動量大小C鈾核的半衰期等于其放出一個粒子所經(jīng)歷的時間D衰變后粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量解析：衰變過程滿足動量守恒定律，所以衰變后釷核的動量與粒子的動量等大反向，B正確；由動能和動量的關(guān)系式可知Ekmv2，由于釷核的質(zhì)量大于粒子的質(zhì)量，所以釷核的動能小于粒子的動能，A錯誤；半衰期的定義是大量放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間，并不是其放出一個粒子所經(jīng)歷的時間，C錯誤；由于該反應(yīng)放出能量，所以一定會發(fā)生質(zhì)量虧損，衰變后粒子與釷核的質(zhì)量之和小于衰變前鈾核的質(zhì)量，D錯誤7在某些恒星內(nèi)部，3個粒子可以結(jié)合成一個C核，已知C核的質(zhì)量為m11.993 02×1026 kg，粒子的質(zhì)量為m26.646 72×1027 kg，真空中光速c3×108 m/s，求：(1)寫出這個核反應(yīng)方程(2)這個核反應(yīng)中釋放的核能(保留一位有效數(shù)字)試比較粒子的比結(jié)合能與C的比結(jié)合能哪個大？解析：(1)3個粒子可以結(jié)合成一個C核，這個核反應(yīng)方程是3HeC.(2)由愛因斯坦質(zhì)能方程Emc2，有：Emc2(3×6.646 72×10271.993 02×1026)×(3×108)2 J9×1013 J結(jié)合能與核子數(shù)的比值即為比結(jié)合能，因此可知，粒子的比結(jié)合能小于C的比結(jié)合能答案：(1)3HeC(2)9×1013 JC的比結(jié)合能大8(2019·福建福州質(zhì)檢)(多選)氫原子能級如圖所示，已知可見光光子的能量在1.613.10 eV范圍內(nèi)，則下列說法正確的是(BD)A氫原子能量狀態(tài)由n2能級躍遷到n1能級，放出的光子為可見光B大量氫原子處于n4能級時，向低能級躍遷能發(fā)出6種不同頻率的光子C處于基態(tài)的氫原子電離需要釋放13.6 eV的能量D氫原子處于n2能級時，可吸收2.86 eV能量的光子躍遷到高能級解析：由n2能級躍遷到n1能級產(chǎn)生的光子能量為E3.4 eV(13.6) eV10.2 eV，不在可見光的能量范圍內(nèi)，故放出的光子不是可見光，故A錯誤；大量處于n4能級的激發(fā)態(tài)氫原子向低能級躍遷時，能產(chǎn)生C6種不同頻率的光子，故B正確；處于基態(tài)的氫原子電離需要吸收13.6 eV的能量，故C錯誤；氫原子處于n2能級吸收能量為2.86 eV的光子，能量變?yōu)?.54 eV，即將躍遷到n5能級，故D正確9(2019·安徽六校二聯(lián))近幾年中國等許多國家積極發(fā)展“月球探測計劃”，該計劃中的科研任務(wù)之一是探測月球上氦3的含量氦3是一種清潔、安全和高效的核發(fā)電燃料，可以采用在高溫高壓下用氘和氦3進行核聚變反應(yīng)發(fā)電若已知氘核的質(zhì)量為2.013 6 u，氦3的質(zhì)量為3.015 0 u，氦核的質(zhì)量為4.001 51 u，質(zhì)子質(zhì)量為1.007 83 u，中子質(zhì)量為1.008 665 u,1 u相當(dāng)于931.5 MeV.則下列說法正確的是(A)A一個氘和一個氦3的核聚變反應(yīng)釋放的核能約為17.9 MeVB氘和氦3的核聚變反應(yīng)方程式：HHeHeX，其中X是中子C因為聚變時釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以生成物的總質(zhì)量數(shù)減少D目前我國的泰山、大亞灣等核電站廣泛使用氦3進行核聚變反應(yīng)發(fā)電解析：氘和氦3的核聚變反應(yīng)方程式：HHeHeH，可知X為質(zhì)子，B項錯誤釋放的核能Emc2(2.013 63.015 04.001 511.007 83)×931.5 MeV17.9 MeV，所以A項正確因為聚變時釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，則反應(yīng)后的總質(zhì)量小于反應(yīng)前的總質(zhì)量，但是在核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒，故C項錯誤現(xiàn)在的核電站均使用核裂變反應(yīng)發(fā)電，故D項錯誤10(2019·山東菏澤一模)如圖所示為氫原子的能級圖，一群氫原子處于n4的激發(fā)態(tài)，在向低能級躍遷的過程中向外發(fā)出光子，用這些光子照射逸出功為1.90 eV的金屬銫，下列說法正確的是(D)A這群氫原子能發(fā)出6種頻率不同的光，其中從n4能級躍遷到n3能級所發(fā)出的光波長最短B這群氫原子能發(fā)出3種頻率不同的光，其中從n4能級躍遷到n1能級所發(fā)出的光頻率最高C金屬銫表面所逸出的光電子的初動能最大值為12.75 eVD金屬銫表面所逸出的光電子的初動能最大值為10.85 eV解析：這群氫原子能發(fā)出C6種頻率的光子，從n4能級躍遷到n3能級所發(fā)出的光的頻率最小，波長最長，從n4能級躍遷到n1能級所發(fā)出的光的頻率最高，波長最短，選項A、B錯誤；光電子的初動能最大值對應(yīng)入射光子的頻率最高，EE4E10.85 eV(13.6 eV)12.75 eV，由光電效應(yīng)方程知EkEW010.85 eV，選項C錯誤，D正確11(2019·安徽滁州模擬)2017年，量子通信衛(wèi)星“墨子號”首席科學(xué)家潘建偉獲得“物質(zhì)科學(xué)獎”對于有關(guān)粒子的研究，下列說法正確的是(A)A在鈾核的裂變中，當(dāng)鈾塊的體積小于“臨界體積”時，不能發(fā)生鏈式反應(yīng)B當(dāng)溫度發(fā)生變化時，鈾元素的半衰期也發(fā)生變化C輕核聚變的過程質(zhì)量增大，重核裂變的過程有質(zhì)量虧損D比結(jié)合能小的原子核結(jié)合成(或分裂成)比結(jié)合能大的原子核時一定吸收能量解析：在鈾核的裂變中，當(dāng)鈾塊的體積小于“臨界體積”時，不能發(fā)生鏈式反應(yīng)，故A正確；半衰期由原子核內(nèi)部因素決定，與溫度等環(huán)境因素?zé)o關(guān)，故B錯誤；裂變和聚變都有質(zhì)量虧損，故C錯誤；比結(jié)合能小的原子核結(jié)合成(或分裂成)比結(jié)合能大的原子核時有質(zhì)量虧損，釋放能量，故D錯誤12在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，一個靜止的放射性原子核發(fā)生了一次衰變放射出的粒子(He)在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運動，其軌道半徑為R.以m、q分別表示粒子的質(zhì)量和電荷量(1)放射性原子核用X表示，新核的元素符號用Y表示，寫出該衰變的核反應(yīng)方程；(2)粒子的圓周運動可以等效成一個環(huán)形電流，求圓周運動的周期和環(huán)形電流的大?。?3)設(shè)該衰變過程釋放的核能都轉(zhuǎn)化為粒子和新核的動能，新核的質(zhì)量為M，求衰變過程的質(zhì)量虧損m.解析：(1)XYHe(2)洛倫茲力提供向心力，有qvBm所以v，T等效電流I.(3)衰變過程動量守恒，有0pYp所以pYp，“”表示方向相反因為pmv，Ekmv2所以Ek即EkYEkmM由能量守恒mc2EkYEkm，其中Ekmv2，所以m.答案：(1)XYHe(2)(3)7