《2019届高三物理人教版一轮作业:第十二章 第2讲 原子结构与原子核 》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2019届高三物理人教版一轮作业:第十二章 第2讲 原子结构与原子核 (8页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、课时作业 单独成册 方便使用 基础题组 一、单项选择题 1(2017四川宜宾高三诊断)有关原子结构和原子核的认识,下列说法正确的是 ( ) A居里夫人最先发现天然放射现象 B伦琴射线的发现揭示了原子具有核式结构 C在光电效应中,光电子的最大初动能与入射光的频率有关 D在衰变方程X 原子核的质量数是 234 解析:贝克勒尔首先发现了天然放射性现象,证明原子核有复杂的结构,故 A 错误;卢瑟福的 粒子散射实验揭示了原子具有核式结构,B 错误;在光电效 应中,光电子的最大初动能与入射光的频率有关,选项 C 正确;在衰变方程 X中,X 原子核的质量数是 235,电荷数为 92,选项 D 错 误 答案:
2、C 2(2018湖北六校联考)关于近代物理,下列说法正确的是( ) A 衰变现象说明电子是原子核的组成部分 B目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变 C一个氢原子从 n3 的激发态跃迁到基态时,能辐射 3 种不同频率的光子 D 粒子散射实验表明核外电子轨道是量子化的 解析: 衰变时 射线是原子核内部发出来的,不是原子核外的电子释放出来 的,A 错误目前的核电都是利用重核裂变发电的,B 正确一群氢原子从 n3 的激发态跃迁到基态时,能辐射 C 3 种不同频率的光子,而只有一个氢 2 3 原子时,只能是三种可能频率中的一种或两种,C 错误 粒子散射实验表明 原子具有核式结构,D 错误 答案:B 3
3、(2018安徽江南十校联考)铀核(U)经过 m 次 衰变和 n 次 衰变变成铅 23592 核(Pb),关于该过程,下列说法中正确的是( ) 20782 Am5,n4 B铀核(U)的比结合能比铅核(Pb)的比结合能小 2359220782 C衰变产物的结合能之和小于铀核(U)的结合能 23592 D铀核(U)衰变过程的半衰期与温度和压强有关 23592 解析:原子核衰变时质量数守恒,电荷数守恒, 2354m207,92822mn,两式联立解得 m7,n4,A 项错误衰变 产物的结合能之和大于铀核(U)的结合能,C 错误半衰期由原子核内部自 23592 身的因素决定,与温度和压强无关,D 项错误
4、 答案:B 4(2018湖南长沙模拟)一个静止的铀核,放在匀强磁场中,它发生一次 衰变 后变为钍核, 粒子和钍核都在匀强磁场中做匀速圆周运动某同学作出如图 所示运动径迹示意图,以下判断正确的是( ) A1 是 粒子的径迹,2 是钍核的径迹 B1 是钍核的径迹,2 是 粒子的径迹 C3 是 粒子的径迹,4 是钍核的径迹 D3 是钍核的径迹,4 是 粒子的径迹 解析:由动量守恒可知,静止的铀核发生 衰变后,生成的均带正电的 粒子 和钍核的动量大小相等,但方向相反,由左手定则可知它们的运动轨迹应为 “外切”圆,又 R,在 p 和 B 相等的情况下,R ,因 q钍q,则 R mv Bq p Bq 1
5、q 钍h1,因此能级 k 比能级 m 高,所以若氢原子从 能级 k 跃迁到能级 m,应辐射光子,且光子能量应为 h2h1.故选项 D 正确 答案:D 二、多项选择题 6(2017高考江苏卷)原子核的比结合能曲线如图所示根据该曲线,下列判断 正确的有( ) A. He 核的结合能约为 14 MeV 4 2 B. He 核比 Li 核更稳定 4 26 3 C两个 H 核结合成 He 核时释放能量 2 14 2 D.U 核中核子的平均结合能比Kr 核中的大 235928936 解析:由图像可知, He 的比结合能约为 7 MeV,其结合能应约为 28 MeV,故 4 2 A 错误比结合能较大的核较稳
6、定,故 B 正确比结合能较小的核结合成比结 合能较大的核时释放能量,故 C 正确比结合能就是平均结合能,故由图可知 D 错误 答案:BC 7下列说法正确的是( ) A方程式UTh He 是重核裂变反应方程 23892234904 2 B铯原子核(Cs)的结合能小于铅原子核(Pb)的结合能 1335520882 C 衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的 D核力是短程力,与核子间的距离有关,有时表现为引力,有时表现为斥力 解析:方程式UTh He 的反应物只有一个,生成物有 He,属于 23892234904 24 2 衰变,选项 A 错误;由原子核的比结合能的曲线可知,铯原子核的
7、比结合能与 铅原子核的比结合能差不多,而铯原子核的核子数少得多,所以铯原子核的结 合能小于铅原子核的结合能,选项 B 正确; 衰变所释放的电子不是来源于原 子核外的电子,而是原子核内的中子转化成质子时所产生的( n He), 1 01 101 选项 C 正确;相邻的质子与质子、中子与质子、中子与中子既不会融合在一起 (斥力),又相距一定距离组成原子核(引力),选项 D 正确 答案:BCD 8氢原子核外电子发生了两次跃迁,第一次从外层轨道跃迁到 n3 轨道;第 二次核外电子再从 n3 轨道跃迁到 n2 轨道,下列说法中正确的是( ) A两次跃迁原子的能量增加相等 B第二次跃迁原子的能量减小量比第
8、一次的大 C两次跃迁原子的电势能减小量均大于电子的动能增加量 D两次跃迁原子均要放出光子,第一次放出的光子能量要大于第二次放出的 光子能量 解析:氢原子核外电子从外层轨道跃迁到内层轨道这一过程中,原子的能量减 小,原子要放出光子,由能量守恒定律可知原子的电势能减小量大于电子的动 能增加量又由氢原子能级图知因跃迁到 n3 轨道放出的光子能量(或原子的 能量减小量)最多为 1.51 eV,而氢原子核外电子从 n3 轨道跃迁到 n2 轨道 放出的光子的能量(或原子的能量减小量)为 1.89 eV,B、C 正确 答案:BC 能力题组 一、选择题 9原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时,有可能不发射光子
9、例如在某种 条件下,铬原子的 n2 能级上的电子跃迁到 n1 能级上时并不发射光子,而 是将相应的能量转交给 n4 能级上的电子,使之脱离原子,这一现象叫作俄歇 效应,以这种方式脱离了原子的电子叫作俄歇电子,已知铬原子的能级公式可 简化表示为 En,式中 n1,2,3,表示不同能级,A 是正的已知常数, A n2 上述俄歇电子的动能是( ) A.A B.A 11 16 7 16 C.A D.A 3 16 13 16 解析:由题意可知铬原子 n1 能级能量为 E1A,n2 能级能量为 E2 ,从 n2 能级跃迁到 n1 能级释放的能量为 EE2E1,n4 A 4 3A 4 能级能量为 E4,电离
10、需要能量为 E0E4,所以电子从 n4 能级 A 16 A 16 电离后的动能为 EkEE,故 B、C、D 错误,A 正确 3A 4 A 16 11A 16 答案:A 10.K介子衰变的方程为 K0,其中 K介子和 介 子带负的基元电荷,0介子不带电如图所示,一个 K介子 沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中,其轨迹为圆弧 AP,衰 变后产生的 介子的轨迹为圆弧 PB,两轨迹在 P 点相切,它们半径 RK与 R之比为 21.0介子的轨迹未画出由此可知 的动量大小与 0的动量大 小之比为( ) A11 B12 C13 D16 解析:由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动规律知 Rp, mv Bq p
11、Bq . pK p 2 1 即 p pK. 1 2 又由动量守恒定律 pKp0p 得 p0pKp pK. 3 2 即 . p p0 1 3 答案:C 11下列描述中正确的是( ) A质子与中子结合成氘核的过程中需要吸收能量 B某原子核经过一次 衰变和两次 衰变后,核内中子数减少 2 个 C (氡核)要经过 3 次 衰变,4 次 衰变 D发生光电效应时入射光波长相同,从金属表面逸出的光电子最大初动能越 大,这种金属的逸出功越小 解析:中子和质子结合成氘核有质量亏损,释放能量,选顼 A 错误;某原子核 经过一次 衰变和两次 衰变后,核内中子数减少 4 个,选项 B 错误; Rn(氡核)质量数减小
12、16,故要经过 4 次 衰变,由于电荷 数减少 6,则应该有 2 次 衰变,选项 C 错误;发生光电效应时入射光波长相 同,则光的频率相同,根据 hW逸出功 mvm2,从金属表面逸出的光电子最 1 2 大初动能越大,这种金属的逸出功越小,选项 D 正确 答案:D 12(多选)下列说法正确的是( ) A人们在研究天然放射现象过程中发现了质子 B铀核裂变的一种核反应方程为UBaKr2 n 235921445689361 0 C设质子、中子、 粒子的质量分别为 m1、m2、m3,两个质子和两个中子结 合成一个 粒子,释放的能量是(2m12m2m3)c2 D原子在 a、b 两个能级的能量分别为 Ea、
13、Eb,且 EaEb,当原子从 a 能级跃 迁到 b 能级时,放出光子的波长 (其中 c 为真空中的光速,h 为普朗 hc EaEb 克常量) 解析:卢瑟福通过 粒子轰击氮核,发现了质子,选项 A 错误;铀核裂变的一 种核反应方程为U nBaKr3 n,反应前后的中子不能抵消, 235921 01445689361 0 选项 B 错误;根据爱因斯坦质能方程 Emc2可知,当两个质子和两个中子结 合成一个 粒子时释放的能量为 E(2m12m2m3)c2,选项 C 正确;根据玻 尔原子模型可知,原子从高能级跃迁到低能级时会释放光子,由 EaEb解 hc 得 ,选项 D 正确 hc EaEb 答案:C
14、D 二、非选择题 13氡 222 是一种天然放射性气体,被吸入后,会对人的呼吸系统造成辐射损 伤它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一其衰变方程是Rn 22286 Po_.已知Rn 的半衰期约为 3.8 天,则约经过_天 16 g 2188422286 的Rn 衰变后还剩 1 g. 22286 解析:衰变过程中质量数、电荷数守恒,有RnPo He;由半衰期定 22286218844 2 义,解得 t15.2 天 答案: He(或 ) 15.2 4 2 14(2017高考北京卷)在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,一个静止的放射性原 子核发生了一次 衰变放射出的 粒子( He)在与磁场垂直的平
15、面内做圆周运 4 2 动,其轨道半径为 R.以 m、q 分别表示 粒子的质量和电荷量 (1)放射性原子核用X 表示,新核的元素符号用 Y 表示,写出该 衰变的核反 A Z 应方程 (2) 粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,求圆周运动的周期和环形电流 大小 (3)设该衰变过程释放的核能都转化为 粒子和新核的动能,新核的质量为 M, 求衰变过程的质量亏损 m. 解析:(1) XY He A ZA4Z24 2 (2)设 粒子的速度大小为 v,由 qvBm,T,得 粒子在磁场中的运 v2 R 2R v 动周期 T 2m qB 环形电流大小 I q T q2B 2m (3)由 qvBm,得 v v2 R qBR m 设衰变后新核 Y 的速度大小为 v,系统动量守恒 Mvmv0 v mv M qBR M 由 mc2 Mv2 mv2 1 2 1 2 得 m MmqBR2 2mMc2 答案:见解析