高三物理二輪復(fù)習(xí)（通用版）對應(yīng)練習(xí)-原子結(jié)構(gòu)與原子核 word版含解析

課前診斷——原子結(jié)構(gòu)與原子核考點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)與原子光譜1.考查α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置及結(jié)論]如圖是盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置，在一個小鉛盒里放有少量的放射性元素釙，它發(fā)出的α粒子從鉛盒的小孔射出，形成很細(xì)的一束射線，射到金箔上，最后打在熒光屏上產(chǎn)生閃爍的光點(diǎn)。下列說法正確的是()A．該實(shí)驗(yàn)是盧瑟福建立原子核式結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù)B．該實(shí)驗(yàn)證實(shí)了湯姆孫原子模型的正確性C．α粒子與原子中的電子碰撞會發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)D．絕大多數(shù)的α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)解析：選A盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，選項(xiàng)A正確，B錯誤；電子質(zhì)量太小，對α粒子的影響不大，選項(xiàng)C錯誤；絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原方向前進(jìn)，D錯誤。2．考查α粒子散射實(shí)驗(yàn)軌跡分析](北京市通州模擬)關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)，α粒子的運(yùn)動軌跡如圖所示，在其中一條α粒子的運(yùn)動軌跡上標(biāo)出a、b、c三點(diǎn)。原子核對α粒子的作用力在哪個點(diǎn)最大()A．a(chǎn)點(diǎn) B．b點(diǎn)C．c點(diǎn) D．三個點(diǎn)一樣大解析：選Bα粒子與金原子核間存在靜電斥力，即庫侖力，根據(jù)庫侖定律，該力與距離的二次方成反比，故在b點(diǎn)位置作用力最大，B正確。3．考查對玻爾氫原子模型的理解](北京市豐臺區(qū)二模)關(guān)于玻爾建立的氫原子模型，下列說法正確的是()A．氫原子處于基態(tài)時，電子的軌道半徑最大B．氫原子在不同能量態(tài)之間躍遷時可以吸收任意頻率的光子C．氫原子從基態(tài)向較高能量態(tài)躍遷時，電子的動能減小D．氫原子從基態(tài)向較高能量態(tài)躍遷時，系統(tǒng)的電勢能減小解析：選C氫原子處于基態(tài)時，電子的軌道半徑最小，故A錯誤；由hν＝Em－En知?dú)湓釉诓煌芰繎B(tài)之間躍遷時只可以吸收特定頻率的光子，故B錯誤；氫原子從基態(tài)向較高能量態(tài)躍遷，電子距離氫原子核的距離增大，勻速圓周運(yùn)動的半徑增大，線速度減小，動能減小，C正確；氫原子從基態(tài)向較高能量態(tài)躍遷時，電子距離氫原子核的距離增大，電場力做負(fù)功，電勢能增大，D錯誤。4．考查氫原子能級分布圖](龍巖模擬)1995年科學(xué)家“制成”了反氫原子，它是由一個反質(zhì)子和一個圍繞它運(yùn)動的正電子組成。反質(zhì)子和質(zhì)子有相同的質(zhì)量，帶有等量異種電荷。反氫原子和氫原子有相同的能級分布，氫原子能級如圖所示。下列說法中正確的是()A．反氫原子光譜與氫原子光譜不相同B．基態(tài)反氫原子的電離能是13.6eVC．基態(tài)反氫原子能吸收11eV的光子發(fā)生躍遷D．在反氫原子譜線中，從n＝2能級躍遷到基態(tài)輻射光子的波長最長解析：選B反氫原子和氫原子有相同的能級分布，所以反氫原子光譜與氫原子光譜相同，故A錯誤；處于基態(tài)的氫原子的電離能是13.6eV，具有大于等于13.6eV能量的光子可以使氫原子電離，故B正確；基態(tài)的反氫原子吸收11eV光子，能量為－13.6eV＋11eV＝－2.6eV，不能發(fā)生躍遷，所以該光子不能被吸收，故C錯誤；在反氫原子譜線中，從n＝2能級躍遷到基態(tài)輻射光子能量很大，頻率很大，波長很小，故D錯誤。5．考查玻爾氫原子模型的應(yīng)用]許多情況下光是由原子內(nèi)部電子的運(yùn)動產(chǎn)生的，因此光譜研究是探索原子結(jié)構(gòu)的一條重要途徑。利用氫氣放電管可以獲得氫原子光譜，根據(jù)玻爾理論可以很好地解釋氫原子光譜的產(chǎn)生機(jī)理。已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1，激發(fā)態(tài)能量為En＝eq\f(E1,n2)，其中n＝2,3,4，…。1885年，巴爾末對當(dāng)時已知的在可見光區(qū)的四條譜線做了分析，發(fā)現(xiàn)這些譜線的波長能夠用一個公式表示，這個公式寫作eq\f(1,λ)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))，n＝3,4,5，…。式中R叫做里德伯常量，這個公式稱為巴爾末公式。用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，則里德伯常量R可以表示為()A．－eq\f(E1,2hc) B.eq\f(E1,2hc)C．－eq\f(E1,hc) D.eq\f(E1,hc)解析：選C氫原子若從n＞2的能級躍遷到n＝2的能級，由玻爾理論可得：eq\f(E1,n2)－eq\f(E1,22)＝hν＝eq\f(hc,λ)，按照巴爾末公式，原子由n＞2的能級躍到n＝2的能級，放出的譜線的波長滿足：eq\f(1,λ)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))，以上兩式相比較可得：－E1＝hcR，故里德伯常量R可表示為R＝－eq\f(E1,hc)，C選項(xiàng)正確?？键c(diǎn)二原子核的衰變半衰期6.考查三種射線的特性]如圖所示，一天然放射性物質(zhì)發(fā)出三種射線，經(jīng)過一個勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場共存的區(qū)域(方向如圖所示)。調(diào)整電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小，使得在MN上只有兩個點(diǎn)受到射線的照射，則下面判斷正確的是()A．射到b點(diǎn)的一定是α射線B．射到b點(diǎn)的一定是β射線C．射到b點(diǎn)的一定是α射線或β射線D．射到b點(diǎn)的一定是γ射線解析：選Cγ射線不帶電，在電場和磁場中它都不受力的作用，只能射到a點(diǎn)，選項(xiàng)D錯誤；調(diào)整E和B的大小，既可以使帶正電的α射線沿直線前進(jìn)，也可以使帶負(fù)電的β射線沿直線前進(jìn)，沿直線前進(jìn)的條件是電場力與洛倫茲力平衡，即qE＝qBv。已知α粒子的速度比β粒子的速度小得多，當(dāng)α粒子沿直線前進(jìn)時，速度較大的β粒子向右偏轉(zhuǎn)；當(dāng)β粒子沿直線前進(jìn)時，速度較小的α粒子也向右偏轉(zhuǎn)，故選項(xiàng)C正確，A、B錯誤。7．考查α、β衰變次數(shù)的計(jì)算](上海高考)在一個eq\o\al(238,92)U原子核衰變?yōu)橐粋€eq\o\al(206,82)Pb原子核的過程中，發(fā)生β衰變的次數(shù)為()A．6次 B．10次C．22次 D．32次解析：選A一個eq\o\al(238,92)U原子核衰變?yōu)橐粋€eq\o\al(206,82)Pb原子核的過程中，發(fā)生α衰變的次數(shù)為(238－206)÷4＝8次，發(fā)生β衰變的次數(shù)為2×8－(92－82)＝6次，選項(xiàng)A正確。8．考查對半衰期概念的理解]將半衰期為5天、質(zhì)量為64g的鉍分成四份分別投入：(1)開口容器中；(2)100atm的密封容器中；(3)100℃的沸水中；(4)與別的元素形成化合物。經(jīng)10天后，四種情況下剩下的鉍的質(zhì)量分別為m1、m2、m3、m4，則()A．m1＝m2＝m3＝m4＝4gB．m1＝m2＝m3＝4g，m4<4gC．m1>m2>m3>m4，m1＝4gD．m1＝4g，其余無法知道解析：選A放射性元素的半衰期是一定的，與放射性元素所處的物理環(huán)境和化學(xué)環(huán)境無關(guān)，故四種情況下鉍剩余的質(zhì)量相等，剩余的鉍的質(zhì)量為m余＝16×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(10,5)g＝4g，所以A正確。9．考查半衰期公式的應(yīng)用]14C是碳的一種半衰期為5730年的放射性同位素，2010年2月科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了曹操墓，若考古工作者探測到其棺木中14C的含量約為原來的eq\f(4,5)，則該古木死亡的時間距今大約為eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))\f(1,3)≈0.8))()A．22900年 B．11400年C．5700年 D．1900年解析：選D假設(shè)古木死亡時14C的質(zhì)量為m0，現(xiàn)在的質(zhì)量為m，從古木死亡到現(xiàn)在所含14C經(jīng)過了n個半衰期，由題意可知：eq\f(m,m0)＝(eq\f(1,2))n＝eq\f(4,5)，所以n≈eq\f(1,3)，即古木死亡的時間距今約為5730×eq\f(1,3)年＝1910年，D正確?？键c(diǎn)三核反應(yīng)方程與核能計(jì)算10.考查核反應(yīng)的分類]對下列各原子核變化的方程，表述正確的是()A.eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n是核聚變反應(yīng)B.eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n是α衰變C.eq\o\al(82,34)Se→eq\o\al(82,36)Kr＋2eq\o\al(0,－1)e是核裂變反應(yīng)D.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(140,54)Xe＋eq\o\al(94,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n是β衰變解析：選Aeq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n，屬于核聚變反應(yīng)，A正確，B錯誤；eq\o\al(82,34)Se→eq\o\al(82,36)Kr＋2eq\o\al(0,－1)e是β衰變，C錯誤；eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(140,54)Xe＋eq\o\al(94,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n是核裂變反應(yīng)，D錯誤。11．考查核反應(yīng)方程遵守的規(guī)律及核能的理解](多選)(廣東高考)科學(xué)家使用核反應(yīng)獲取氚，再利用氘和氚的核反應(yīng)獲得能量，核反應(yīng)方程分別為：X＋Y→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(3,1)H＋4.9MeV和eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X＋17.6MeV，下列表述正確的有()A．X是中子B．Y的質(zhì)子數(shù)是3，中子數(shù)是6C．兩個核反應(yīng)都沒有質(zhì)量虧損D．氘和氚的核反應(yīng)是核聚變反應(yīng)解析：選AD核反應(yīng)方程遵守電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，則由eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X＋17.6MeV知X為eq\o\al(1,0)n，由X＋Y→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(3,1)H＋4.9MeV知Y為eq\o\al(6,3)Li，其中Y的質(zhì)子數(shù)是3，中子數(shù)也是3，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯誤；兩個核反應(yīng)都釋放出核能，故都有質(zhì)量虧損，選項(xiàng)C錯誤；X＋Y→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(3,1)H＋4.9MeV是原子核的人工轉(zhuǎn)變，eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n＋17.6MeV為輕核聚變，選項(xiàng)D正確。12．考查核反應(yīng)方程的書寫和質(zhì)能方程的應(yīng)用](黃岡高三期末)某些建筑材料可產(chǎn)生放射性氣體——氡，氡可以發(fā)生α或β衰變，如果人長期生活在氡濃度過高的環(huán)境中，那么，氡經(jīng)過人的呼吸道沉積在肺部，并放出大量的射線，從而危害人體健康。原來靜止的氡核eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\o\al(222,)86Rn))發(fā)生一次α衰變生成新核釙(Po)，并放出一個能量為E0＝0.09MeV的光子。已知放出的α粒子動能為Eα＝5.55MeV；忽略放出光子的動量，但考慮其能量；1u＝931.5MeV/c2。(1)寫出衰變的核反應(yīng)方程；(2)衰變過程中總的質(zhì)量虧損為多少？(保留三位有效數(shù)字)解析：(1)衰變方程為：eq\o\al(222,)86Rn→eq\o\al(218,)84Po＋eq\o\al(4,2)He＋γ；(2)忽略放出光子的動量，根據(jù)動量守恒定律，0＝pα＋pPo即新核釙(Po)的動量與α粒子的動量大小相等，又Ek＝eq\f(p2,2m)，可求出新核釙(Po)的動能為EPo＝eq\f(4,218)Eα，由題意，質(zhì)量虧損對應(yīng)的能量以光子的能量和新核、α粒子動能形式出現(xiàn)，衰變時釋放出的總能量為ΔE＝Eα＋EPo＋E0＝Δmc2故衰變過程中總的質(zhì)量虧損是Δm≈0.00616u。答案：(1)eq\o\al(222,)86Rn→eq\o\al(218,)84Po＋eq\o\al(4,2)He＋γ(2)0.00616u13．考查核能的計(jì)算]設(shè)氫彈內(nèi)裝的是氘和氚，試求在氫彈中當(dāng)合成1kg的氦時所釋放出的能量。(氘核eq\o\al(2,1)H的質(zhì)量為2.0136u，氚核eq\o\al(3,1)H的質(zhì)量為3.0166u，氦核eq\o\al(4,2)He的質(zhì)量為4.0026u，中子的質(zhì)量為1.0087u)。解析：氫彈內(nèi)裝的氘和氚在高溫下聚變生成氦，核聚變方程為eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n。當(dāng)