2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu)與原子核 課后分級(jí)演練34 原子結(jié)構(gòu)和原子核.doc

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課后分級(jí)演練(三十四) 原子結(jié)構(gòu)和原子核【A級(jí)基礎(chǔ)練】1(多選)(2017河南三市二模)以下有關(guān)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(shí)能夠發(fā)生光電效應(yīng)，當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時(shí)，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能也隨之增大B盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了在原子核內(nèi)部存在質(zhì)子C重核的裂變和輕核的聚變過程一定有質(zhì)量虧損，釋放出核能D氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，輻射一定頻率的光子，同時(shí)氫原子的電勢(shì)能減少，電子的動(dòng)能增大解析：CD由愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW0知，發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的最大初動(dòng)能與光的頻率有關(guān)，與光強(qiáng)無關(guān)，A項(xiàng)錯(cuò)誤盧瑟福通過粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，不能證實(shí)原子核內(nèi)部存在質(zhì)子，B項(xiàng)錯(cuò)誤2(2017湖南六校聯(lián)考)關(guān)于近代物理，下列說法中不正確的是()A光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)說明光具有粒子性B單個(gè)氫原子從n4能級(jí)向較低能級(jí)躍遷時(shí)，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(yīng)中(UnBaKr3n)，發(fā)生了質(zhì)量虧損，Ba144和Kr89的比結(jié)合能比U235的大，該核反應(yīng)釋放出核能D在、這三種射線中，射線的穿透能為最強(qiáng)，射線的電離能力最強(qiáng)解析：B當(dāng)大量氫原子從n4能級(jí)向較低能級(jí)躍遷時(shí)最多可以向外輻射6種不同頻率的光子，但單個(gè)氫原子從n4能級(jí)向較低能級(jí)躍遷時(shí)最多向外輻射3種不同頻率的光子，B項(xiàng)錯(cuò)誤A、C、D三項(xiàng)說法符合事實(shí)故選B.3(多選)(2017梅州一模)關(guān)于天然放射現(xiàn)象，以下敘述正確的是()A若使放射性物質(zhì)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(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶訒r(shí)產(chǎn)生的C在、這三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)，射線的電離能力最強(qiáng)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(shí)間與元素的物理狀態(tài)無關(guān)，若使某放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期不變，故A錯(cuò)誤；衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的，故B錯(cuò)誤；在、這三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)，射線的電離能力最強(qiáng)，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(zhì)子數(shù)少2，質(zhì)量數(shù)少4；而每經(jīng)過一次衰變質(zhì)子數(shù)增加1，質(zhì)量數(shù)不變；由質(zhì)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(yáng)模擬)玻爾認(rèn)為，圍繞氫原子核做圓周運(yùn)動(dòng)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(shè)氫原子的核外電子繞核近似做勻速圓周運(yùn)動(dòng)形成的等效電流，在n3狀態(tài)時(shí)其大小為I，則在n2狀態(tài)時(shí)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(gè)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(shí)其強(qiáng)度為I，則n2狀態(tài)時(shí)等效電流為I，C正確5(2017唐山調(diào)研)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)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(gè)相內(nèi)切的圓，圓的直徑之比為71，那么碳14的衰變方程應(yīng)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(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6(多選)如圖甲所示，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)2007年2月15日公布了核輻射警示新標(biāo)志，新標(biāo)志為黑框紅底三角，內(nèi)有一個(gè)輻射波標(biāo)記：一個(gè)骷髏頭標(biāo)記和一個(gè)逃跑的人形核輻射會(huì)向外釋放3種射線：射線帶正電，射線帶負(fù)電，射線不帶電現(xiàn)有甲、乙兩個(gè)原子核，原來都靜止在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其中一個(gè)核放出一個(gè)粒子，另一個(gè)核放出一個(gè)粒子，得出圖乙所示的4條徑跡，則()A磁場(chǎng)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(dòng)量守恒，粒子與新核的動(dòng)量大小相等，方向相反據(jù)帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)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(gè)高能級(jí)躍遷到一個(gè)較低的能級(jí)時(shí)，有可能不發(fā)射光子例如在某種條件下，鉻原子的n2能級(jí)上的電子躍遷到n1能級(jí)上時(shí)并不發(fā)射光子，而是將相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)交給n4能級(jí)上的電子，使之能脫離原子，這一現(xiàn)象叫做俄歇效應(yīng)，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(jí)公式可簡(jiǎn)化表示為En，式中n1,2,3，表示不同能級(jí)，A是正的已知常數(shù)，上述俄歇電子的動(dòng)能是()A.AB.AC.AD.A解析：C先計(jì)算鉻原子的n2能級(jí)上的電子躍遷到n1能級(jí)上時(shí)應(yīng)釋放的能量：EE2E1AA.n4能級(jí)上的電子要電離所需的能量E4A，則n4能級(jí)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(dòng)能的形式存在，所以EkEE4 A，選項(xiàng)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(guān)于該過程，下列說法中正確的是()Am5，n4B鈾核(U)的比結(jié)合能比鉛核(Pb)的比結(jié)合能小C衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和小于鈾核(U)的結(jié)合能D鈾核(U)衰變過程的半衰期與溫度和壓強(qiáng)有關(guān)解析：B原子核衰變時(shí)質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒，2354m207,92822mn，兩式聯(lián)立解得：m7，n4，A項(xiàng)錯(cuò)誤衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和大于鈾核(U)的結(jié)合能，C錯(cuò)誤半衰期由原子核內(nèi)部自身的因素決定，與溫度和壓強(qiáng)無關(guān)，D項(xiàng)錯(cuò)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(dòng)結(jié)束后，14C的比例持續(xù)減少現(xiàn)通過測(cè)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(cè)量環(huán)境的壓強(qiáng)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(shí)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(cuò)誤與14N相比，質(zhì)量數(shù)一樣而質(zhì)子數(shù)少一個(gè)，可知發(fā)生的是衰變，C正確半衰期與外界環(huán)境無關(guān)，D錯(cuò)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(zhì)量數(shù)守恒，由題意可得衰變方程分別為UThHe，ThPae，PaUe，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤【B級(jí)提升練】11(多選)根據(jù)玻爾理論，推導(dǎo)出了氫原子光譜譜線的波長(zhǎng)公式：R()，m與n都是正整數(shù)，且nm.當(dāng)m取定一個(gè)數(shù)值時(shí)，不同數(shù)值的n得出的譜線屬于同一個(gè)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(duì)應(yīng)的譜線波長(zhǎng)最長(zhǎng)B賴曼系中n2對(duì)應(yīng)的譜線頻率最大C巴耳末系中n3對(duì)應(yīng)的譜線波長(zhǎng)最長(zhǎng)D巴耳末系中，n3對(duì)應(yīng)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(zhǎng)公式R()可知n值越大，波長(zhǎng)就越短，頻率f就越大，則A正確，B錯(cuò)誤；在巴耳末系中m2，n3、4、5、，利用氫原子光譜譜線的波長(zhǎng)公式R()可知，n值越大，波長(zhǎng)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(zhǎng)相比可以小也可以大，那么頻率可以大也可以小，所以E錯(cuò)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(jí)圖，大量處于n5激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，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(jí)向n1能級(jí)躍遷時(shí)釋放的光子，則()A10種光子中波長(zhǎng)最短的是從n5激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)產(chǎn)生的B10種光子中有4種屬于萊曼系C使n5能級(jí)的氫原子電離至少要0.85 eV的能量D從n2能級(jí)躍遷到基態(tài)釋放光子的能量等于從n3能級(jí)躍遷到n2能級(jí)釋放光子的能量解析：AB由n5激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)產(chǎn)生的光子能量最大，頻率最高，波長(zhǎng)最短，A項(xiàng)正確.51、41、31和21躍遷時(shí)釋放的4種光子屬于萊曼系，B項(xiàng)正確使n5能級(jí)的氫原子電離至少要0.54 eV的能量，C項(xiàng)錯(cuò)誤從n2能級(jí)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(jí)躍遷到n2能級(jí)釋放光子的能量為1.51 eV(3.4 eV)1.89 eV，D項(xiàng)錯(cuò)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(huì)釋放出放射性惰性氣體氡，而氡會(huì)發(fā)生放射性衰變，放射出、射線，這些射線會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾病根據(jù)有關(guān)放射性知識(shí)可知，下列說法正確的是()A氡的半衰期為3.8天，若取4個(gè)氡原子核，經(jīng)7.6天后就剩下一個(gè)原子核了B衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)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(qiáng)，電離能力最弱D發(fā)生衰變時(shí)，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(jì)規(guī)律，對(duì)單個(gè)或少數(shù)原子核是沒有意義的，A錯(cuò)誤根據(jù)3種射線的特性及衰變實(shí)質(zhì)可知B正確，C、D錯(cuò)誤141930年英國(guó)物理學(xué)家考克饒夫和瓦爾頓建造了世界上第一臺(tái)粒子加速器，他們獲得了高速運(yùn)動(dòng)的質(zhì)子，用來轟擊靜止的鋰7(Li)原子核，形成一個(gè)不穩(wěn)定的復(fù)合核后分解成兩個(gè)相同的原子核(1)寫出核反應(yīng)方程；(2)已知質(zhì)子的質(zhì)量為m，初速度為v0，反應(yīng)后產(chǎn)生的一個(gè)原子核速度大小為v0，方向與質(zhì)子運(yùn)動(dòng)方向相反，求反應(yīng)后產(chǎn)生的另一個(gè)原子核的速度以及反應(yīng)過程中釋放的核能(設(shè)反應(yīng)過程釋放的核能全部轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能)解析：(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒，則有LiH2He(2)由動(dòng)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(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)子發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為：NHeOH.已知氮核質(zhì)量為mN14.007 53 u，氧核質(zhì)量為mO17. 004 54 u，氦核質(zhì)量為mHe4.003 87 u，質(zhì)子(氫核)質(zhì)量為mp1.008 15 u(已知：1 uc2931 MeV，結(jié)果保留2位有效數(shù)字)求：(1)這一核反應(yīng)是吸收能量還是放出能量的反應(yīng)？相應(yīng)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(yīng)生成的氧核和質(zhì)子同方向運(yùn)動(dòng)，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(yīng)是吸收能量的反應(yīng)，吸收能量E|m|c20.001 29 uc21.2 MeV.(2)由動(dòng)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/s