2019-2020年高考物理第一輪復習 課時跟蹤檢測（四十五）原子結構和與原子核.doc

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2019-2020年高考物理第一輪復習 課時跟蹤檢測（四十五）原子結構和與原子核 對點訓練：原子核式結構與物理學史 1.(xx福建師大附中模擬) 如圖1所示為α粒子散射實驗裝置，α粒子打到熒光屏上都會引起閃爍，若將帶有熒光屏的顯微鏡分別放在圖中A、B、C、D四處位置。則這四處位置在相等時間內統(tǒng)計的閃爍次數(shù)可能符合事實的是(　　) 圖1 A．1305、25、7、1 B．202、405、625、825 C．1202、1010、723、203 D．1202、1305、723、203 2．(xx上海高考)不能用盧瑟福原子核式結構模型得出的結論是(　　) A．原子中心有一個很小的原子核 B．原子核是由質子和中子組成的 C．原子質量幾乎全部集中在原子核內 D．原子的正電荷全部集中在原子核內 3．(多選)(xx全國卷Ⅱ)在人類對微觀世界進行探索的過程中，科學實驗起到了非常重要的作用。下列說法符合歷史事實的是(　　) A．密立根通過油滴實驗測出了基本電荷的數(shù)值 B．貝克勒爾通過對天然放射現(xiàn)象的研究，發(fā)現(xiàn)了原子中存在原子核 C．居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙(Po)和鐳(Ra)兩種新元素 D．盧瑟福通過α粒子散射實驗證實了在原子核內部存在質子 E．湯姆孫通過陰極射線在電場和磁場中偏轉的實驗，發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負電的粒子組成的，并測出了該粒子的比荷 對點訓練：原子核的衰變規(guī)律 4．(xx上海市靜安區(qū)二模)如圖2所示為研究某未知元素放射性的實驗裝置，實驗開始時在薄鋁片和熒光屏之間有圖示方向的勻強電場E，通過顯微鏡可以觀察到，在熒光屏的某一位置上每分鐘閃爍的亮點數(shù)。若撤去電場后繼續(xù)觀察，發(fā)現(xiàn)每分鐘閃爍的亮點數(shù)沒有變化；如果再將薄鋁片移開，觀察到每分鐘閃爍的亮點數(shù)大大增加，由此可以判斷，放射源發(fā)出的射線可能為(　　) 圖2 A．β射線和γ射線　　　　　 B．α射線和β射線 C．β射線和X射線 D．α射線和γ射線 5．(xx重慶高考)碘131的半衰期約為8天。若某藥物含有質量為m的碘131，經(jīng)過32天后，該藥物中碘131的含量大約還有(　　) A. B. C. D. 對點訓練：原子能級躍遷規(guī)律 6．(xx重慶聯(lián)考)仔細觀察氫原子的光譜，發(fā)現(xiàn)它只有幾條分離的不連續(xù)的亮線，其原因是(　　) A．氫原子只有幾個能級 B．氫原子只能發(fā)出平行光 C．氫原子有時發(fā)光，有時不發(fā)光 D．氫原子輻射的光子的能量是不連續(xù)的，所以對應的光的頻率也是不連續(xù)的 7．(xx天津六校聯(lián)考)氫原子能級的示意圖如圖3所示，大量氫原子從n＝4的能級向n＝2的能級躍遷時輻射出可見光a，從n＝3的能級向n＝2的能級躍遷時輻射出可見光b，則(　　) 圖3 A．氫原子在n＝2的能級時可吸收能量為3.6 eV的光子而發(fā)生電離 B．氫原子從n＝4的能級向n＝3的能級躍遷時輻射出光子的能量可以小于0.66 eV C．b光比a光的波長短 D．氫原子從n＝4的能級可輻射出5種頻率的光子 8．(xx寶雞檢測)紅寶石激光器的工作物質紅寶石含有鉻離子的三氧化二鋁晶體，利用其中的鉻離子產(chǎn)生激光。鉻離子的能級如圖4所示，E1是基態(tài)，E2是亞穩(wěn)態(tài)，E3是激發(fā)態(tài)，若以脈沖氙燈發(fā)出波長為λ1的綠光照射晶體，處于基態(tài)的鉻離子受激發(fā)躍遷到E3，然后自發(fā)躍遷到E2，釋放波長為λ2的光子，處于亞穩(wěn)態(tài)E2的離子躍遷到基態(tài)時輻射出的光就是激光，這種激光的波長λ為(　　) 圖4 A. B. C. D. 9.實驗室考查氫原子躍遷時的微觀效應。已知氫原子能級圖如圖5所示，氫原子質量為mH＝1.6710－27kg。設原來處于靜止狀態(tài)的大量激發(fā)態(tài)氫原子處于n＝5的能級狀態(tài)。 圖5 (1)求氫原子由高能級向低能級躍遷時，可能發(fā)射出多少種不同頻率的光； (2)若躍遷后光子沿某一方向飛出，且光子的動量可以用p＝表示(h為普朗克常量，ν為光子頻率，c為真空中光速)，求發(fā)生電子躍遷后氫原子的最大反沖速率。(保留三位有效數(shù)字) 對點訓練：核反應方程與核能計算 10．(xx唐山調研)在勻強磁場中，有一個原來靜止的6C原子核，它放出的粒子與反沖核的徑跡是兩個相內切的圓，圓的直徑之比為7∶1，那么碳14的衰變方程應為(　　) A.6C―→e＋5B B.6C―→He＋4Be C.6C―→H＋5B D.6C―→ 11．(xx天津市五區(qū)縣質檢)朝鮮在2013年2月12日進行了第三次核試驗，此舉引起國際社會的廣泛關注。據(jù)稱，此次核試驗材料為鈾235，則下列說法正確的是(　　) A. U原子核中有92個質子，143個核子 B. U是天然放射性元素，常溫下它的半衰期約為45億年，升高溫度后半衰期會縮短 C．核爆炸的能量來自于原子核的質量虧損，遵循規(guī)律ΔE＝Δmc2 D. U的一種裂變可能為U＋n→Xe＋Sr＋3n 12．(xx海南高考)一靜止原子核發(fā)生α衰變，生成一α粒子及一新核，α粒子垂直進入磁感應強度大小為B的勻強磁場，其運動軌跡是半徑為R的圓。已知α粒子的質量為m，電荷量為q；新核的質量為M；光在真空中的速度大小為c。求衰變前原子核的質量。 答 案 1．選A　根據(jù)α粒子散射實驗的統(tǒng)計結果，大多數(shù)粒子能按原來方向前進，少數(shù)粒子方向發(fā)生了偏移，極少數(shù)粒子偏轉超過90，甚至有的被反向彈回。所以在相等時間內A處閃爍次數(shù)最多，其次是B、C、D三處，所以選項A正確。 2．選B　盧瑟福通過α散射實驗，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)粒子基本上仍沿原來的方向前進，少數(shù)發(fā)生了大角度的偏轉，極少數(shù)反向運動，說明原子幾乎全部質量集中在核內；且和α粒子具有斥力，所以正電荷集中在核內；因為只有極少數(shù)反向運動，說明原子核很小；并不能說明原子核是由質子和中子組成的，B項正確。 3．選ACE　密立根通過油滴實驗測出了元電荷即基本電荷的數(shù)值，A項正確；貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，說明原子核具有復雜的結構，盧瑟福通過α粒子散射實驗確定了原子的核式結構模型，B項錯誤；居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙和鐳兩種新元素，C項正確；盧瑟福用鐳放射出的α粒子轟擊氮的原子核，從中找出了新的粒子，通過測定其質量和電荷，確定該粒子為氫的原子核，證實了原子核內部存在質子，D項錯誤；湯姆孫根據(jù)陰極射線在電場和磁場中的偏轉情況確定了陰極射線的本質是帶電的粒子流，并測出了這種粒子的比荷，E項正確。 4．選D　放射性元素放射出的射線為α射線、β射線和γ射線，α射線貫穿能力弱，一張薄紙就可擋住，β射線貫穿能力較強，可貫穿鋁片，γ射線穿過能力極強。α射線帶正電，β射線帶負電，在電場中偏轉，γ射線不帶電。由此可知，放射源發(fā)出的射線可能為α射線和γ射線。選項D正確。 5．選C　經(jīng)過32天即4個半衰期，碘131的含量變?yōu)閙′＝＝，C項正確。 6．選D　根據(jù)玻爾理論可知，氫原子的能量是不連續(xù)的，輻射的光子的能量是不連續(xù)的，輻射的光子頻率滿足hν＝Em－En，所以輻射的光子頻率不連續(xù)。故D正確，A、B、C錯誤。 7．選A　從n＝2電離所需的最小能量等于：E－E2＝0－(－3.4)＝3.4 eV，光子能量3.6 eV高于此值故能引起電離，故A正確。氫原子從n＝4的能級向n＝3的能級躍遷時輻射出光子的能量為：－0.85－(－1.51)＝0.66 eV，故B錯誤。根據(jù)躍遷規(guī)律可知從n＝4向n＝2躍遷時輻射光子的能量大于從n＝3向n＝2躍遷時輻射光子的能量，則可見光a的光子能量大于b，又根據(jù)光子能量E＝hν可得a光子的頻率大于b，故a光比b光的波長短，故C錯誤。氫原子從n＝4的能級躍遷時，能發(fā)出C＝6種頻率的光子，故D錯誤。 8．選A　由＝＋，解得λ＝，選項A正確。 9．解析：(1)可能發(fā)射出不同頻率的光譜的種數(shù)為N＝C＝10。 (2)由動量守恒定律可得：－mHvH＝0， 解得氫原子的最大反沖速率為 vH＝＝ m/s＝4.17 m/s。 答案：(1)10　(2)4.17 m/s 10．選D　靜止的放射性原子核發(fā)生了衰變放出粒子后，新核的速度與粒子速度方向相反，放出的粒子與新核所受的洛倫茲力方向相同，根據(jù)左手定則判斷粒子與新核的電性關系，即可判斷發(fā)生了哪種衰變。即可根據(jù)電荷數(shù)守恒及質量數(shù)守恒寫出核反應方程式。 11．選C　U原子核中有92個質子，235個核子，143個中子，選項A錯誤。U是天然放射性元素，常溫下它的半衰期約為45億年，升高溫度后半衰期不變，選項B錯誤。核爆炸的能量來自于原子核的質量虧損，遵循規(guī)律ΔE＝Δmc2，選項C正確。選項D中給出的U＋n→Xe＋Sr＋3n，不滿足質量數(shù)守恒條件，選項D錯誤。 12．解析：設衰變產(chǎn)生的α粒子的速度大小為v，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律得 qvB＝m 設衰變后新核的速度大小為V，衰變前后動量守恒，有 0＝MV－mv 設衰變前原子核質量為M0，衰變前后能量守恒，有 M0c2＝Mc2＋MV2＋mc2＋mv2 解得M0＝(M＋m)。 答案：(M＋m)