2019-2020年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（四十五）原子結(jié)構(gòu)和與原子核.doc

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2019-2020年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（四十五）原子結(jié)構(gòu)和與原子核 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：原子核式結(jié)構(gòu)與物理學(xué)史 1.(xx福建師大附中模擬) 如圖1所示為α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置，α粒子打到熒光屏上都會(huì)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(shí)間內(nèi)統(tǒng)計(jì)的閃爍次數(shù)可能符合事實(shí)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(jié)構(gòu)模型得出的結(jié)論是(　　) A．原子中心有一個(gè)很小的原子核 B．原子核是由質(zhì)子和中子組成的 C．原子質(zhì)量幾乎全部集中在原子核內(nèi) D．原子的正電荷全部集中在原子核內(nèi) 3．(多選)(xx全國(guó)卷Ⅱ)在人類對(duì)微觀世界進(jìn)行探索的過程中，科學(xué)實(shí)驗(yàn)起到了非常重要的作用。下列說法符合歷史事實(shí)的是(　　) A．密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出了基本電荷的數(shù)值 B．貝克勒爾通過對(duì)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(shí)驗(yàn)證實(shí)了在原子核內(nèi)部存在質(zhì)子 E．湯姆孫通過陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負(fù)電的粒子組成的，并測(cè)出了該粒子的比荷 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)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(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)在薄鋁片和熒光屏之間有圖示方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)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(diǎn)數(shù)。若撤去電場(chǎng)后繼續(xù)觀察，發(fā)現(xiàn)每分鐘閃爍的亮點(diǎn)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(diǎn)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(zhì)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(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：原子能級(jí)躍遷規(guī)律 6．(xx重慶聯(lián)考)仔細(xì)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(gè)能級(jí) B．氫原子只能發(fā)出平行光 C．氫原子有時(shí)發(fā)光，有時(shí)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(duì)應(yīng)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(jí)的示意圖如圖3所示，大量氫原子從n＝4的能級(jí)向n＝2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出可見光a，從n＝3的能級(jí)向n＝2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出可見光b，則(　　) 圖3 A．氫原子在n＝2的能級(jí)時(shí)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(jí)向n＝3的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出光子的能量可以小于0.66 eV C．b光比a光的波長(zhǎng)短 D．氫原子從n＝4的能級(jí)可輻射出5種頻率的光子 8．(xx寶雞檢測(cè))紅寶石激光器的工作物質(zhì)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(jí)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(zhǎng)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(zhǎng)為λ2的光子，處于亞穩(wěn)態(tài)E2的離子躍遷到基態(tài)時(shí)輻射出的光就是激光，這種激光的波長(zhǎng)λ為(　　) 圖4 A. B. C. D. 9.實(shí)驗(yàn)室考查氫原子躍遷時(shí)的微觀效應(yīng)。已知?dú)湓幽芗?jí)圖如圖5所示，氫原子質(zhì)量為mH＝1.6710－27kg。設(shè)原來處于靜止?fàn)顟B(tài)的大量激發(fā)態(tài)氫原子處于n＝5的能級(jí)狀態(tài)。 圖5 (1)求氫原子由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，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(dòng)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(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：核反應(yīng)方程與核能計(jì)算 10．(xx唐山調(diào)研)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)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(gè)相內(nèi)切的圓，圓的直徑之比為7∶1，那么碳14的衰變方程應(yīng)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(zhì)檢)朝鮮在2013年2月12日進(jìn)行了第三次核試驗(yàn)，此舉引起國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注。據(jù)稱，此次核試驗(yàn)材料為鈾235，則下列說法正確的是(　　) A. U原子核中有92個(gè)質(zhì)子，143個(gè)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(huì)縮短 C．核爆炸的能量來自于原子核的質(zhì)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(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡是半徑為R的圓。已知α粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q；新核的質(zhì)量為M；光在真空中的速度大小為c。求衰變前原子核的質(zhì)量。 答 案 1．選A　根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，大多數(shù)粒子能按原來方向前進(jìn)，少數(shù)粒子方向發(fā)生了偏移，極少數(shù)粒子偏轉(zhuǎn)超過90，甚至有的被反向彈回。所以在相等時(shí)間內(nèi)A處閃爍次數(shù)最多，其次是B、C、D三處，所以選項(xiàng)A正確。 2．選B　盧瑟福通過α散射實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)粒子基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，少數(shù)發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)反向運(yùn)動(dòng)，說明原子幾乎全部質(zhì)量集中在核內(nèi)；且和α粒子具有斥力，所以正電荷集中在核內(nèi)；因?yàn)橹挥袠O少數(shù)反向運(yùn)動(dòng)，說明原子核很?。徊⒉荒苷f明原子核是由質(zhì)子和中子組成的，B項(xiàng)正確。 3．選ACE　密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出了元電荷即基本電荷的數(shù)值，A項(xiàng)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(fù)雜的結(jié)構(gòu)，盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)確定了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，B項(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)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(cè)定其質(zhì)量和電荷，確定該粒子為氫的原子核，證實(shí)了原子核內(nèi)部存在質(zhì)子，D項(xiàng)錯(cuò)誤；湯姆孫根據(jù)陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)情況確定了陰極射線的本質(zhì)是帶電的粒子流，并測(cè)出了這種粒子的比荷，E項(xiàng)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(qiáng)，可貫穿鋁片，γ射線穿過能力極強(qiáng)。α射線帶正電，β射線帶負(fù)電，在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)，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(xiàng)D正確。 5．選C　經(jīng)過32天即4個(gè)半衰期，碘131的含量變?yōu)閙′＝＝，C項(xiàng)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(cuò)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(jí)向n＝3的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出光子的能量為：－0.85－(－1.51)＝0.66 eV，故B錯(cuò)誤。根據(jù)躍遷規(guī)律可知從n＝4向n＝2躍遷時(shí)輻射光子的能量大于從n＝3向n＝2躍遷時(shí)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(zhǎng)短，故C錯(cuò)誤。氫原子從n＝4的能級(jí)躍遷時(shí)，能發(fā)出C＝6種頻率的光子，故D錯(cuò)誤。 8．選A　由＝＋，解得λ＝，選項(xiàng)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(dòng)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(guān)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(zhì)量數(shù)守恒寫出核反應(yīng)方程式。 11．選C　U原子核中有92個(gè)質(zhì)子，235個(gè)核子，143個(gè)中子，選項(xiàng)A錯(cuò)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(xiàng)B錯(cuò)誤。核爆炸的能量來自于原子核的質(zhì)量虧損，遵循規(guī)律ΔE＝Δmc2，選項(xiàng)C正確。選項(xiàng)D中給出的U＋n→Xe＋Sr＋3n，不滿足質(zhì)量數(shù)守恒條件，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 12．解析：設(shè)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(shè)衰變后新核的速度大小為V，衰變前后動(dòng)量守恒，有 0＝MV－mv 設(shè)衰變前原子核質(zhì)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)