《2020高考物理一輪總復(fù)習(xí) 課時(shí)沖關(guān)四十二 原子結(jié)構(gòu)和原子核(含解析)新人教版》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2020高考物理一輪總復(fù)習(xí) 課時(shí)沖關(guān)四十二 原子結(jié)構(gòu)和原子核(含解析)新人教版(7頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第2講 原子結(jié)構(gòu)和原子核
[A級-基礎(chǔ)練]
1.(多選)如圖所示為盧瑟福和他的同事們做α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖,熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個(gè)位置時(shí)觀察到的現(xiàn)象,下列說法中正確的是( )
A.放在A位置時(shí),相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多
B.放在B位置時(shí),相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)只比A位置時(shí)稍少些
C.放在C、D位置時(shí),屏上觀察不到閃光
D.放在D位置時(shí),屏上仍能觀察到一些閃光,但次數(shù)極少
解析:ABD [根據(jù)α粒子散射現(xiàn)象,絕大多數(shù)α粒子沿原方向前進(jìn),少數(shù)α粒子發(fā)生較大偏轉(zhuǎn),A、B、D正確.]
2.(2017·天津卷)如圖所示,我國自
2、主研發(fā)制造的國際熱核聚變核心部件在國際上率先通過權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證,這是我國對國際熱核聚變項(xiàng)目的重大貢獻(xiàn).下列核反應(yīng)方程中屬于聚變反應(yīng)的是( )
A.H+H→He+n
B.N+He→O+H
C.He+Al→P+n
D.U+n→Ba+Kr+3n
解析:A [H+H→He+n是一個(gè)氘核與一個(gè)氚核結(jié)合成一個(gè)氦核,同時(shí)放出一個(gè)中子,屬于聚變反應(yīng),故A正確;N+He→O+H是盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng),他用α粒子轟擊氮原子核,產(chǎn)生氧的同位素——氧17和一個(gè)質(zhì)子,是人類第一次實(shí)現(xiàn)原子核的人工轉(zhuǎn)變,屬于人工核反應(yīng),故B錯(cuò)誤;He+Al→P+n是居里夫婦用α粒子轟擊鋁片時(shí)發(fā)現(xiàn)了放射性磷(磷30),屬于
3、人工核反應(yīng),故C錯(cuò)誤;U+n→Ba+Kr+3n是一種典型的鈾核裂變,屬于裂變反應(yīng),故D錯(cuò)誤.]
3.貝克勒爾在120年前首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象,如今原子核的放射性在眾多領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用.下列屬于放射性衰變的是( )
A.C→N+e
B.U+n→I+Y+2n
C.H+H→He+n
D.He+Al→P+n
解析:A [A屬于β衰變,B屬于裂變,C是聚變,D是原子核的人工轉(zhuǎn)變,故選項(xiàng)A正確.]
4.氫原子的能級圖如圖所示,欲使一處于基態(tài)的氫原子釋放出一個(gè)電子而變成氫離子,氫原子需要吸收的能量至少是( )
A.13.60 eV B.10.20 eV
C.0.5
4、4 eV D.27.20 eV
解析:A [要使氫原子變成氫離子,使氫原子由基態(tài)向高能級躍遷,需要吸收的能量大于等于ΔE=En-E1=0-(-13.6 eV)=13.6 eV.]
5.(2018·全國卷Ⅲ)1934年,約里奧·居里夫婦用α粒子轟擊鋁核Al,產(chǎn)生了第一個(gè)人工放射性核素X:α+Al→n+X.X的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為( )
A.15和28 B.15和30
C.16和30 D.17和31
解析:B [α粒子轟擊鋁核的核反應(yīng)方程為He+Al―→n+X,所以X的原子序數(shù)為15,質(zhì)量數(shù)為30,故B對,A、C、D錯(cuò)誤.]
6.[2016·全國卷Ⅲ35(1)改編](多選)一
5、靜止的鋁原子核Al俘獲一速度為1.0×107 m/s的質(zhì)子p后,變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核Si*.下列說法正確的是( )
A.核反應(yīng)方程為p+Al→Si*
B.核反應(yīng)過程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒
C.核反應(yīng)過程中系統(tǒng)能量不守恒
D.核反應(yīng)前后核子數(shù)相等,所以生成物的質(zhì)量等于反應(yīng)物的質(zhì)量之和
解析:AB [根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得,核反應(yīng)方程為p+Al→Si*,A正確;核反應(yīng)過程中釋放的核力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力,故系統(tǒng)動(dòng)量守恒,B正確;核反應(yīng)過程中系統(tǒng)能量守恒,C錯(cuò)誤;由于反應(yīng)過程中,要釋放大量的能量,伴隨著質(zhì)量虧損,所以生成物的質(zhì)量小于反應(yīng)物的質(zhì)量之和,D錯(cuò)誤.]
7.(2019·河北省兩校模擬
6、)下列說法正確的是( )
A.用能量等于氘核結(jié)合能的光子照射靜止的氘核,可使氘核分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子
B.質(zhì)子和中子結(jié)合成原子核時(shí)不一定有質(zhì)量虧損,但一定釋放出能量
C.原子核的結(jié)合能越大,原子核越穩(wěn)定
D.重核裂變前后質(zhì)量數(shù)守恒,但質(zhì)量一定減小
解析:D [質(zhì)子和中子結(jié)合成氘核前,需要有很大的動(dòng)能,才能使它們的距離達(dá)到能夠結(jié)合的程度,所以要使靜止的氘核分解為質(zhì)子和中子,除了要給它補(bǔ)充由于質(zhì)量虧損釋放的能量外,還需要給它們分離時(shí)所需的動(dòng)能,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;質(zhì)子和中子結(jié)合成原子核時(shí)一定有質(zhì)量虧損,根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程知,有能量放出,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;原子核的比結(jié)合能越大,原子核越穩(wěn)定,選
7、項(xiàng)C錯(cuò)誤;重核裂變過程遵循質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒,但裂變過程會釋放出巨大的能量,由愛因斯坦質(zhì)能方程可知,一定有質(zhì)量虧損,選項(xiàng)D正確.]
[B級-能力練]
8.(2019·貴州貴陽模擬)如圖所示為氫原子的能級圖,現(xiàn)讓一束單色光照射到一群處于基態(tài)的氫原子上,受激的氫原子能自發(fā)地發(fā)出6種不同頻率的光,則照射氫原子的單色光的光子能量為( )
A.13.6 eV B.3.4 eV
C.12.75 eV D.14.45 eV
解析:C [由題意有6=,得n=4,即能發(fā)出6種頻率的光的氫原子一定是從基態(tài)躍遷到n=4能級的激發(fā)態(tài),則照射氫原子的單色光的光子能量為E=-0.85 eV-(-13
8、.6 eV)=12.75 eV,故選項(xiàng)C正確.]
9.在勻強(qiáng)磁場中,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7∶1,那么碳14的衰變方程為( )
A.C→e+B
B.C→He+Be
C.C→H+B
D.C→e+N
解析:D [由動(dòng)量守恒定律可知,放出的粒子與反沖核動(dòng)量大小相等、方向相反,由在磁場中兩圓徑跡內(nèi)切可知,反沖核帶正電,放出的粒子帶負(fù)電,由兩圓直徑之比為7∶1和R=可知,反沖核的電荷量是粒子的7倍,故只有選項(xiàng)D正確.]
10.(2019·江蘇南京模擬)Th釷具有放射性,它能放出一個(gè)新的粒子而變?yōu)镻a鏷,同時(shí)伴隨有γ射線產(chǎn)生,
9、其方程為Th→Pa+x,釷的半衰期為24天.則下列說法正確的是( )
A.x為質(zhì)子
B.x是釷核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的
C.Th的比結(jié)合能比Pa的比結(jié)合能大
D.1 g釷Th經(jīng)過120天后還剩0.2 gTh
解析:B [根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒知釷核衰變過程中放出了一個(gè)電子,即x為電子,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;β衰變的實(shí)質(zhì)是β衰變時(shí)釋放的電子是由核內(nèi)一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的,故選項(xiàng)B正確;釷的比結(jié)合能比鏷的比結(jié)合能小,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;釷的半衰期為24天,1 gTh 經(jīng)過120天后,發(fā)生5次衰變,最后還剩0.031 25 g Th,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.]
11.(多選)太陽的能量來
10、源是氫核的聚變,太陽中存在的主要元素是氫,核聚變反應(yīng)可以看做是4個(gè)氫核(H)結(jié)合成1個(gè)氦核同時(shí)放出2個(gè)正電子.下表中列出了部分粒子的質(zhì)量(取1 u=×10-26 kg)
粒子名稱
質(zhì)子(p)
α粒子
正電子(e)
中子(n)
質(zhì)量/u
1.007 3
4.001 5
0.000 55
1.008 7
以下說法正確的是( )
A.核反應(yīng)方程為4H→He+2e
B.4個(gè)氫核結(jié)合成1個(gè)氦核時(shí)的質(zhì)量虧損約為0.026 6 kg
C.4個(gè)氫核結(jié)合成1個(gè)氦核時(shí)的質(zhì)量虧損約為4.43×10-29 kg
D.聚變反應(yīng)過程中釋放的能量約為4.0×10-12 J
解析:ACD
11、[由核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)守恒及電荷數(shù)守恒得4H→He+2e,故選項(xiàng)A正確;反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為Δm=4mp-mα-2me=(4×1.007 3-4.001 5-2×0.000 55) u=0.026 6 u=4.43×10-29 kg,故選項(xiàng)C正確,B錯(cuò)誤;由質(zhì)能方程得ΔE=Δmc2=4.43×10-29×(3×108)2 J≈4×10-12 J,故選項(xiàng)D正確.]
12.如圖所示為氫原子的能級圖,當(dāng)一群氫原子從n=3能級向低能級躍遷時(shí),共輻射出三種不同頻率的光子,光子的頻率分別為ν1、ν2、ν3,且ν1>ν2>ν3,則下列說法正確的是( )
A.+=
B.ν1=ν2+ν3
C.從n=3
12、能級躍遷到n=2能級,輻射出的光子頻率為ν1
D.輻射出頻率為ν1的光子后的氫原子的電勢能比輻射出頻率為ν2的光子后的氫原子的電勢能大
解析:B [由題意及玻爾理論可知,E3-E1=hν1,E2-E1=hν2,E3-E2=hν3,因此有hν1=hν2+hν3,即ν1=ν2+ν3,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;從n=3能級躍遷到n=2能級,輻射出的光子頻率為ν3,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;輻射出的頻率為ν1的光子后的氫原子處于基態(tài),輻射出頻率為ν2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(xiàng)D錯(cuò)誤.]
13.(多選)美國科研人員正在研制一種新型鎳銅長效電池,它是采用半衰期長達(dá)100年的放射性同位素鎳63
13、(Ni)和銅兩種金屬作為長效電池的材料,利用鎳63發(fā)生β衰變時(shí)釋放電子給銅片,把鎳63和銅片做電池兩極外接負(fù)載,為負(fù)載提供電能.下面有關(guān)該電池的說法正確的是( )
A.β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
B.鎳63的衰變方程是Ni→e+Cu
C.提高溫度,增大壓強(qiáng)可以改變鎳63的半衰期
D.該電池內(nèi)部電流方向是從鎳63到銅片
解析:AB [β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子同時(shí)釋放電子所產(chǎn)生的,A正確;根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒知鎳63的衰變方程是Ni→e+Cu,B正確;半衰期由原子核本身決定,與外界因素?zé)o關(guān),故C錯(cuò)誤;銅片得到電子帶負(fù)電,鎳63
14、帶正電,和外接負(fù)載時(shí)鎳63的電勢比銅片的高,該電池內(nèi)部電流方向是從銅片到鎳63,故D錯(cuò)誤.]
14.(2019·南昌十所省重點(diǎn)中學(xué)模擬)根據(jù)玻爾理論,氫原子的能級公式為En=(n為能級,A為基態(tài)能量),一個(gè)氫原子中的電子從n=4的能級直接躍遷到基態(tài),在此過程中( )
A.氫原子輻射一個(gè)能量為的光子
B.氫原子輻射一個(gè)能量為-的光子
C.氫原子輻射一系列頻率的光子,其中頻率最大的光子能量為
D.氫原子輻射一系列頻率的光子,其中頻率最大的光子能量為-
解析:B [根據(jù)玻爾理論,一個(gè)氫原子中的電子從n=4的能級直接躍遷到基態(tài),輻射一個(gè)光子的能量為ΔE=E4-E1=-=-,選項(xiàng)B正確,A、C、D錯(cuò)誤.]
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