高考物理一輪復習 第十二章 波粒二象性 原子結構與原子核 課后分級演練34 原子結構和原子核

課后分級演練(三十四) 原子結構和原子核【A級基礎練】1(多選)(2017河南三市二模)以下有關近代物理內(nèi)容的敘述，正確的是()A紫外線照射到鋅板表面時能夠發(fā)生光電效應，當增大紫外線的照射強度時，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能也隨之增大B盧瑟福的粒子散射實驗證實了在原子核內(nèi)部存在質子C重核的裂變和輕核的聚變過程一定有質量虧損，釋放出核能D氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，輻射一定頻率的光子，同時氫原子的電勢能減少，電子的動能增大解析：CD由愛因斯坦光電效應方程EkhW0知，發(fā)生光電效應時光電子的最大初動能與光的頻率有關，與光強無關，A項錯誤盧瑟福通過粒子散射實驗提出了原子的核式結構模型，不能證實原子核內(nèi)部存在質子，B項錯誤2(2017湖南六校聯(lián)考)關于近代物理，下列說法中不正確的是()A光電效應和康普頓效應說明光具有粒子性B單個氫原子從n4能級向較低能級躍遷時，最多可以向外輻射6種不同頻率的光子C在U235的裂變反應中(UnBaKr3n)，發(fā)生了質量虧損，Ba144和Kr89的比結合能比U235的大，該核反應釋放出核能D在、這三種射線中，射線的穿透能為最強，射線的電離能力最強解析：B當大量氫原子從n4能級向較低能級躍遷時最多可以向外輻射6種不同頻率的光子，但單個氫原子從n4能級向較低能級躍遷時最多向外輻射3種不同頻率的光子，B項錯誤A、C、D三項說法符合事實故選B.3(多選)(2017梅州一模)關于天然放射現(xiàn)象，以下敘述正確的是()A若使放射性物質的溫度升高，其半衰期將變大B衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的質子轉變?yōu)橹凶訒r產(chǎn)生的C在、這三種射線中，射線的穿透能力最強，射線的電離能力最強D鈾核(U)衰變?yōu)殂U核(Pb)的過程中，要經(jīng)過8次衰變和6次衰變解析：CD半衰期的時間與元素的物理狀態(tài)無關，若使某放射性物質的溫度升高，其半衰期不變，故A錯誤；衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉化成質子時產(chǎn)生的，故B錯誤；在、這三種射線中，射線的穿透能力最強，射線的電離能力最強，故C正確；鈾核(U)衰變?yōu)殂U核(Pb)的過程中，每經(jīng)過一次衰變質子數(shù)少2，質量數(shù)少4；而每經(jīng)過一次衰變質子數(shù)增加1，質量數(shù)不變；由質量數(shù)和核電荷數(shù)守恒，可知要經(jīng)過8次衰變和6次衰變，故D正確4(2017河南南陽模擬)玻爾認為，圍繞氫原子核做圓周運動的核外電子，軌道半徑只能取某些特殊的數(shù)值，這種現(xiàn)象稱為軌道的量子化若離核最近的第一條可能的軌道半徑為r1，則第n條可能的軌道半徑為rnn2r1(n1,2,3，)，其中n叫量子數(shù)設氫原子的核外電子繞核近似做勻速圓周運動形成的等效電流，在n3狀態(tài)時其大小為I，則在n2狀態(tài)時等效電流為()A.IB.IC.ID.I解析：C根據(jù)kmr解得T2，n2和n3軌道半徑之比為49，則n2和n3兩個軌道上的周期之比為827，根據(jù)I知，電流之比為278，所以n3狀態(tài)時其強度為I，則n2狀態(tài)時等效電流為I，C正確5(2017唐山調研)在勻強磁場中，有一個原來靜止的C原子核，它放出的粒子與反沖核的徑跡是兩個相內(nèi)切的圓，圓的直徑之比為71，那么碳14的衰變方程應為()A.CeBB.CHeBeC.CHBD.C eN解析：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6(多選)如圖甲所示，國際原子能機構2007年2月15日公布了核輻射警示新標志，新標志為黑框紅底三角，內(nèi)有一個輻射波標記：一個骷髏頭標記和一個逃跑的人形核輻射會向外釋放3種射線：射線帶正電，射線帶負電，射線不帶電現(xiàn)有甲、乙兩個原子核，原來都靜止在同一勻強磁場中，其中一個核放出一個粒子，另一個核放出一個粒子，得出圖乙所示的4條徑跡，則()A磁場的方向一定垂直于紙面向里B甲核放出的是粒子，乙核放出的是粒子Ca為粒子的徑跡，d為粒子的徑跡Db為粒子的徑跡，c為粒子的徑跡解析：BD衰變過程中滿足動量守恒，粒子與新核的動量大小相等，方向相反據(jù)帶電粒子在磁場中的運動不難分析：若軌跡為外切圓，則為衰變；若軌跡為內(nèi)切圓，則為衰變又由R知半徑與電荷量成反比，B、D正確7原子從一個高能級躍遷到一個較低的能級時，有可能不發(fā)射光子例如在某種條件下，鉻原子的n2能級上的電子躍遷到n1能級上時并不發(fā)射光子，而是將相應的能量轉交給n4能級上的電子，使之能脫離原子，這一現(xiàn)象叫做俄歇效應，以這種方式脫離了原子的電子叫做俄歇電子已知鉻原子的能級公式可簡化表示為En，式中n1,2,3，表示不同能級，A是正的已知常數(shù)，上述俄歇電子的動能是()A.AB.AC.AD.A解析：C先計算鉻原子的n2能級上的電子躍遷到n1能級上時應釋放的能量：EE2E1AA.n4能級上的電子要電離所需的能量E4A，則n4能級上的電子得到E的能量后，首先需要能量使之電離，然后多余的能量以動能的形式存在，所以EkEE4 A，選項C正確8(2017安徽江南十校聯(lián)考)(U)經(jīng)過m次衰變和n次衰變變成鉛核(Pb)，關于該過程，下列說法中正確的是()Am5，n4B鈾核(U)的比結合能比鉛核(Pb)的比結合能小C衰變產(chǎn)物的結合能之和小于鈾核(U)的結合能D鈾核(U)衰變過程的半衰期與溫度和壓強有關解析：B原子核衰變時質量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒，2354m207,92822mn，兩式聯(lián)立解得：m7，n4，A項錯誤衰變產(chǎn)物的結合能之和大于鈾核(U)的結合能，C錯誤半衰期由原子核內(nèi)部自身的因素決定，與溫度和壓強無關，D項錯誤9(多選)14C發(fā)生放射性衰變成為14N，半衰期約5 700年已知植物存活期間，其體內(nèi)14C與12C的比例不變；生命活動結束后，14C的比例持續(xù)減少現(xiàn)通過測量得知，某古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一下列說法正確的是()A該古木的年代距今約5 700年B12C、13C、14C具有相同的中子數(shù)C14C衰變?yōu)?4N的過程中放出射線D增加樣品測量環(huán)境的壓強將加速14C的衰變解析：AC古木樣品中14C正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一，可知時間正好是5 700年，A正確.12C中子數(shù)為6，13C中子數(shù)為7，14C中子數(shù)為8，B錯誤與14N相比，質量數(shù)一樣而質子數(shù)少一個，可知發(fā)生的是衰變，C正確半衰期與外界環(huán)境無關，D錯誤10原子核U經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍薚h，繼而經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍薖a再經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍薝.放射性衰變、和依次為()A衰變、衰變和衰變B衰變、衰變和衰變C衰變、衰變和衰變D衰變、衰變和衰變解析：A衰變過程中電荷數(shù)、質量數(shù)守恒，由題意可得衰變方程分別為UThHe，ThPae，PaUe，選項A正確，選項B、C、D錯誤【B級提升練】11(多選)根據(jù)玻爾理論，推導出了氫原子光譜譜線的波長公式：R()，m與n都是正整數(shù)，且n>m.當m取定一個數(shù)值時，不同數(shù)值的n得出的譜線屬于同一個線系如：m1，n2、3、4、組成的線系叫賴曼系，m2，n3、4、5、組成的線系叫巴耳末系，則()A賴曼系中n2對應的譜線波長最長B賴曼系中n2對應的譜線頻率最大C巴耳末系中n3對應的譜線波長最長D巴耳末系中，n3對應的譜線的光子能量最小E賴曼系中所有譜線頻率都比巴耳末系譜線頻率大解析：ACD在賴曼系中m1，n2、3、4、，利用氫原子光譜譜線的波長公式R()可知n值越大，波長就越短，頻率f就越大，則A正確，B錯誤；在巴耳末系中m2，n3、4、5、，利用氫原子光譜譜線的波長公式R()可知，n值越大，波長就越短，頻率f就越大，光子能量就越大，則C正確，D正確；由公式可判斷，賴曼系中與巴耳末系中的波長相比可以小也可以大，那么頻率可以大也可以小，所以E錯誤12(多選)(2017湖北七市三月聯(lián)考)如圖所示是氫原子的能級圖，大量處于n5激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，一共可以輻射出10種不同頻率的光子其中萊曼系是指氫原子由高能級向n1能級躍遷時釋放的光子，則()A10種光子中波長最短的是從n5激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時產(chǎn)生的B10種光子中有4種屬于萊曼系C使n5能級的氫原子電離至少要0.85 eV的能量D從n2能級躍遷到基態(tài)釋放光子的能量等于從n3能級躍遷到n2能級釋放光子的能量解析：AB由n5激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時產(chǎn)生的光子能量最大，頻率最高，波長最短，A項正確.51、41、31和21躍遷時釋放的4種光子屬于萊曼系，B項正確使n5能級的氫原子電離至少要0.54 eV的能量，C項錯誤從n2能級躍遷到基態(tài)釋放光子的能量為3.4 eV(13.6 eV)10.2 eV，從n3能級躍遷到n2能級釋放光子的能量為1.51 eV(3.4 eV)1.89 eV，D項錯誤13目前，在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝飾材料，這些巖石都不同程度地含有放射性元素比如，有些含有鈾、釷的花崗巖等巖石會釋放出放射性惰性氣體氡，而氡會發(fā)生放射性衰變，放射出、射線，這些射線會導致細胞發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾病根據(jù)有關放射性知識可知，下列說法正確的是()A氡的半衰期為3.8天，若取4個氡原子核，經(jīng)7.6天后就剩下一個原子核了B衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉化成質子和電子所產(chǎn)生的C射線一般伴隨著或射線產(chǎn)生，在這三種射線中，射線的穿透能力最強，電離能力最弱D發(fā)生衰變時，生成核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了4解析：B半衰期遵循統(tǒng)計規(guī)律，對單個或少數(shù)原子核是沒有意義的，A錯誤根據(jù)3種射線的特性及衰變實質可知B正確，C、D錯誤141930年英國物理學家考克饒夫和瓦爾頓建造了世界上第一臺粒子加速器，他們獲得了高速運動的質子，用來轟擊靜止的鋰7(Li)原子核，形成一個不穩(wěn)定的復合核后分解成兩個相同的原子核(1)寫出核反應方程；(2)已知質子的質量為m，初速度為v0，反應后產(chǎn)生的一個原子核速度大小為v0，方向與質子運動方向相反，求反應后產(chǎn)生的另一個原子核的速度以及反應過程中釋放的核能(設反應過程釋放的核能全部轉變?yōu)閯幽?解析：(1)根據(jù)質量數(shù)與電荷數(shù)守恒，則有LiH2He(2)由動量守恒定律得mv04m(v0)4mv解得vv0釋放的核能為E4mv24m(v0)2mv解得Emv.答案：(1)LiH2He(2)v0mv15(2017銀川模擬)盧瑟福用粒子轟擊氮核時發(fā)現(xiàn)質子發(fā)現(xiàn)質子的核反應方程為：NHeOH.已知氮核質量為mN14.007 53 u，氧核質量為mO17. 004 54 u，氦核質量為mHe4.003 87 u，質子(氫核)質量為mp1.008 15 u(已知：1 uc2931 MeV，結果保留2位有效數(shù)字)求：(1)這一核反應是吸收能量還是放出能量的反應？相應的能量變化為多少？(2)若入射氦核以v03107 m/s的速度沿兩核中心連線方向轟擊靜止氮核反應生成的氧核和質子同方向運動，且速度大小之比為150.求氧核的速度大小解析：(1)由mmNmHem0mP得：m0.001 29 u.所以這一核反應是吸收能量的反應，吸收能量E|m|c20.001 29 uc21.2 MeV.(2)由動量守恒定律可得：mHev0mOv氧mPvP又v氧vP150，可解得：v氧1.8106 m/s.答案：(1)吸收能量1.2 MeV(2)1.8106 m/s6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375