高三單元測(cè)試：15-原子原子核

PAGE4-物理高三單元測(cè)試15《原子原子核》一選擇題（共15題）1．關(guān)于天然放射現(xiàn)象，下列敘述正確的是字 （） A．若使放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期將減少 B．β衰變所釋放的電子是原子核外的電子電離形成的 C．在α，β，γ，這三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，α射線的電離能力最強(qiáng) D．鈾核（U）衰變?yōu)殂U核（U）的過(guò)程中，要經(jīng)過(guò)8次α衰變和10次β衰變2．放射性元素每秒有一個(gè)原子核發(fā)生衰變時(shí)，其放射性活度即為貝可勒爾。是核電站中核反應(yīng)的副產(chǎn)物，它可以衰變成，半衰期為天。福島核電站泄漏出的放射性物質(zhì)中就含有，當(dāng)?shù)卣谀炒螜z測(cè)中發(fā)現(xiàn)空氣樣品的放射性活度為本國(guó)安全標(biāo)準(zhǔn)值的倍。下列說(shuō)法正確的是（）A．一個(gè)核中有個(gè)核子B．衰變成時(shí)放出的粒子為粒子C．將該空氣樣品進(jìn)行加熱可以加快的衰變速度D．至少經(jīng)過(guò)16天，該空氣樣品中的放射性活度才會(huì)達(dá)到本國(guó)安全標(biāo)準(zhǔn)值3．科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的eq\o\al(3,2)He(氦3)．它是一種高效、清潔、安全的核聚變?nèi)剂希鋮⑴c的一種核聚變反應(yīng)的方程式為eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(3,2)He―→2eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(4,2)He.關(guān)于eq\o\al(3,2)He聚變下列表述正確的是（）A．聚變反應(yīng)不會(huì)釋放能量B．聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核C．聚變反應(yīng)沒有質(zhì)量虧損D．目前核電站都采用eq\o\al(3,2)He聚變反應(yīng)發(fā)電4.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5．氫原子的部分能級(jí)如圖所示，大量處于激發(fā)態(tài)的氫原子從一束單一頻率的光中吸收了能量后，躍遷到某較高激發(fā)態(tài)，再向低能級(jí)躍遷時(shí)，可以發(fā)出種不同頻率的光子，其中能量最小的光子是氫原子A．從躍遷到產(chǎn)生的B．從躍遷到產(chǎn)生的C．從躍遷到產(chǎn)生的D．從躍遷到產(chǎn)生的6.盧瑟福和他的助手做α粒子轟擊金箔實(shí)驗(yàn),獲得了重要發(fā)現(xiàn):關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,下列說(shuō)法正確的是()A.證明了質(zhì)子的存在B.證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的C.證明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核里D.說(shuō)明了原子中的電子只能在某些軌道上運(yùn)動(dòng)7.下列關(guān)于放射性現(xiàn)象的說(shuō)法中,正確的是()A.原子核發(fā)生α衰變時(shí),生成核與原來(lái)的原子核相比,中子數(shù)減少了4B.原子核發(fā)生α衰變時(shí),生成核與α粒子的總質(zhì)量等于原來(lái)的原子核的質(zhì)量C.原子核發(fā)生β衰變時(shí),生成核的質(zhì)量數(shù)比原來(lái)的原子核的質(zhì)量數(shù)多1D.單質(zhì)的鈾238與化合物中的鈾238的半衰期是相同的8．(2011·河北石家莊三月)正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像(PET)的基本原理是：將放射性同位素eq\o\al(15,8)O注入人體，eq\o\al(15,8)O在人體內(nèi)衰變放出的正電子與人體內(nèi)的負(fù)電子相遇湮滅轉(zhuǎn)化為一對(duì)γ光子，被探測(cè)器采集后，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理生成清晰圖像．則根據(jù)PET原理判斷下列表述正確的是)A.eq\o\al(15,8)O在人體內(nèi)衰變方程是eq\o\al(15,8)O→eq\o\al(15,7)N＋eq\o\al(0,1)eB．正、負(fù)電子湮滅方程是eq\o\al(0,1)e＋eq\o\al(0,－1)e→2γC．在PET中，eq\o\al(15,8)O主要用途是作為示蹤原子D．在PET中，eq\o\al(15,8)O主要用途是參與人體的新陳代謝8．光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：對(duì)于某種金屬()A．無(wú)論光強(qiáng)多強(qiáng)，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)B．無(wú)論光的頻率多低，只要光照時(shí)間足夠長(zhǎng)就能產(chǎn)生光電效應(yīng)C．超過(guò)極限頻率的入射光強(qiáng)度越弱，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越小D．超過(guò)極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越大10．裂變反應(yīng)是目前核能利用中常見的反應(yīng)．以原子核為燃料的反應(yīng)堆中，當(dāng)俘獲一個(gè)慢中子后發(fā)生的裂變反應(yīng)可以有多種方式，其中一種可表示為：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,54)Xe＋eq\o\al(94,38)Sr＋3X(1)C核的速度大小;(2)根據(jù)計(jì)算判斷C核是什么核;(3)寫出核反應(yīng)方程.19．原子可以從原子間的碰撞中獲得能量，從而發(fā)生能級(jí)躍遷(在碰撞中，動(dòng)能損失最大的是完全非彈性碰撞)．一個(gè)具有13.6eV動(dòng)能、處于基態(tài)的氫原子與另一個(gè)靜止的、也處于基態(tài)的氫原子發(fā)生對(duì)心正碰．(1)是否可以使基態(tài)氫原子發(fā)生能級(jí)躍遷(氫原子能級(jí)如圖11所示)?(2)若上述碰撞中可以使基態(tài)氫原子發(fā)生電離，則氫原子的初動(dòng)能至少為多少？20．(2010年濟(jì)寧模擬)根據(jù)巴耳末公式，指出氫原子光譜在可見光范圍內(nèi)波長(zhǎng)最長(zhǎng)的兩條譜線所對(duì)應(yīng)的n，它們的波長(zhǎng)各是多少？氫原子光譜有什么特點(diǎn)？21.（海南省?？谑?010屆高三調(diào)研測(cè)試）（1）已知能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的極限頻率為υ0，當(dāng)用頻率為2υ0的單色光照射該金屬時(shí)，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為。當(dāng)照射光的頻率繼續(xù)增大時(shí)，則逸出功（填“增大”“減小”或“不變”）（2），磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，MN是磁場(chǎng)的左邊界。在距磁場(chǎng)左邊界MN的1.0m處有一個(gè)放射源A，內(nèi)裝放射物質(zhì)（鐳）,發(fā)生α衰變生成新核Rn（氡）。放在MN左側(cè)的粒子接收器接收到垂直于邊界MN方向射出的α粒子，此時(shí)接收器位置距直線OA的距離為1.0m①試寫出Ra的衰變方程；②求衰變后Rn（氡）的速率.（質(zhì)子、中子的質(zhì)量為1.6×10-27kg，電子電量e=1.6×10-1922．氫原子處于基態(tài)時(shí)，原子能量E1=－13.6eV，已知電子電量e=1.6×10—19C，電子質(zhì)量m=0.91×10—30kg，氫的核外電子的第一條可能軌道的半徑為r1=0.53×10（1）氫原子核外電子的繞核運(yùn)動(dòng)可等效為一環(huán)形電流，則氫原子處于n=2的定態(tài)時(shí)，核外電子運(yùn)動(dòng)的等效電流多大？（用K，e，r1，m表示，不要求代入數(shù)據(jù)）（2）若要使處于n=2的氫原子電離，至少要用頻率多大的電磁波照射氫原子？（3）若已知鈉的極限頻率為6.00×1014Hz，今用一群處于n=4的激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)射的光譜照射鈉，試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明有幾條譜線可使鈉發(fā)生光電效應(yīng)？答案：1．答案：C2．答案：AD3．【答案】B【詳解】輕核聚變而生成質(zhì)量較大(中等)的新核．故B正確．4．【答案】選D.【詳解】光譜中的亮線對(duì)應(yīng)不同頻率的光,“分離的不連續(xù)的亮線”對(duì)應(yīng)著不同頻率的光,B、C錯(cuò).氫原子在不同的能級(jí)之間躍遷時(shí),輻射不同能量的光子,并且滿足E=hν.能量不同,相應(yīng)光子頻率不同,體現(xiàn)在光譜上是一些不連續(xù)的亮線,A錯(cuò)誤D正確.5答案：B6．【答案】選C.【詳解】α粒子散射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了原子內(nèi)存在一個(gè)集中了全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量的核.數(shù)年后盧瑟福發(fā)現(xiàn)核內(nèi)有質(zhì)子并預(yù)測(cè)核內(nèi)存在中子,所以C對(duì),A、B錯(cuò).玻爾發(fā)現(xiàn)了電子軌道量子化,D錯(cuò).7．【答案】選D.【詳解】原子核發(fā)生α衰變時(shí),生成核與原來(lái)的原子核相比,中子數(shù)減少了2,A錯(cuò)誤;生成核與α粒子的總質(zhì)量小于原來(lái)的原子核的質(zhì)量,B錯(cuò)誤;原子核發(fā)生β衰變時(shí),生成核的質(zhì)量數(shù)與原來(lái)的原子核的質(zhì)量數(shù)相同,C錯(cuò)誤;放射性元素的半衰期由原子核的內(nèi)部因素決定,跟元素的化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān),所以單質(zhì)的鈾238與化合物中的鈾238的半衰期是相同的,D正確.8．【答案】ABC【詳解】由題意知A、B正確，顯像的原理是采集γ光子，即注入人體內(nèi)的eq\o\al(15,8)O衰變放出正電子和人體內(nèi)的負(fù)電子湮滅轉(zhuǎn)化為γ光子，因此eq\o\al(15,8)O主要用途是作為示蹤原子，故C對(duì)，D錯(cuò)．9．【答案】AD【詳解】根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律可知A正確，B、C錯(cuò)誤．根據(jù)光電效應(yīng)方程eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)＝hν－W，頻率ν越高，初動(dòng)能就越大，D正確．10．【答案】C【結(jié)束】據(jù)核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可判斷X是中子．Δm＝(235.0432＋1.0087－138.9178－93.9154－3×1.0087)u＝0.1926u，可見該反應(yīng)釋放能量，釋放的能量ΔE＝0.1926×9.3×102MeV＝1.8×102MeV.故C正確．11．【答案】B、D【詳解】(1)選B、D.氫原子的核外電子離原子核越遠(yuǎn),氫原子的能量(包括動(dòng)能和勢(shì)能)越大.當(dāng)氫原子的核外電子由離原子核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道上時(shí),原子的能量減少,氫原子要放出一定頻率的光子.顯然,選項(xiàng)B、D正確.12．【答案】D【解析】根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程，kg，D正確13．【答案】D【解析】，應(yīng)用質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)的守恒，解得，答案D。14．【答案】A【解析】,質(zhì)量數(shù)少4,電荷數(shù)少2,說(shuō)明①為α衰變.,質(zhì)子數(shù)加1,說(shuō)明②為β衰變,中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子.,質(zhì)子數(shù)加1,說(shuō)明③為β衰變,中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子.15．【答案】A【解析】如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第二能級(jí)，能夠發(fā)出10.2eV的光子，不屬于可見光；如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第三能級(jí)，能夠發(fā)出12.09eV、10.2eV、1.89eV的三種光子，只有1.89eV屬于可見光；如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第四能級(jí)，能夠發(fā)出12.75eV、12.09eV、10.2eV、2.55eV、1.89eV、0.66eV的六種光子，1.89eV和2.55eV屬于可見光，1.89eV的光子為紅光，2.55eV的光子為藍(lán)—靛，A正確。16解析：⑴設(shè)氫原子發(fā)射光子前后分別位于第l與第m能級(jí)，依題意有：解得：m＝2l＝4⑵設(shè)碰撞前后氖核速度分別為v0、vNe，由動(dòng)量守恒與機(jī)械能守恒定律得：且：解得：17解析：解：⑴盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型（或其他成就）玻爾把量子理論引入原子模型，并成功解釋了氫光譜（或其他成就）查德威克發(fā)現(xiàn)了中子（或其他成就）。⑵設(shè)中子質(zhì)量為Mn，靶核質(zhì)量為M由動(dòng)量守恒定律：Mnv0＝Mnv1+Mv2由能量守恒定律：解得：在重水中靶核質(zhì)量：MH＝2Mn在石墨中靶核質(zhì)量：Mc＝12Mn與重水靶核碰后中子速度較小，故重水減速效果更好。18．解析:(1)設(shè)中子的質(zhì)量為m,則氮核的質(zhì)量為14m,B核的質(zhì)量為11m,C核的質(zhì)量為4m,根據(jù)動(dòng)量守恒可得:mv0=11mvB+4mvC,代入數(shù)值解得vC=3×106(2)根據(jù)帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑公式:R=可得:所以;又qC+qB=7e解得:qC=2e,qB=5e,所以C核為^4_2He.(3)核反應(yīng)方程147N+10n→115B+42He.答案:(1)3×106m/s(2)^4_2He(3)147N+10n→115B+42He[BW(S(S0,,)G29mm]19.【答案】(1)不能(2)27.2eV【詳解】(1)設(shè)運(yùn)動(dòng)氫原子的速度為v0，完全非彈性碰撞后兩者的速度為v，損失的動(dòng)能ΔE被基態(tài)氫原子吸收．若ΔE＝10.2eV，則基態(tài)氫原子可由n＝1躍遷到n＝2.由動(dòng)量守恒和能量守恒有：mv0＝2mv①eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)mv2＋eq\f(1,2)mv2＋ΔE②eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝Ek③Ek＝13.6eV④解①②③④得，ΔE＝eq\f(1,2)·eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝6.8eV因?yàn)棣＝6.8eV<10.2eV.所以不能使基態(tài)氫原子發(fā)生躍遷．(2)若使基態(tài)氫原子電離，則ΔE＝13.6eV，代入①②③得Ek＝27.2eV.20．【答案】6.5×10－7m4.8×10－7【詳解】根據(jù)巴耳末公式eq\f(1,λ)＝R(eq\f(1,22)－eq\f(1,n2))，得當(dāng)n＝3,4時(shí)氫原子發(fā)光所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)最長(zhǎng)當(dāng)n＝3時(shí)有eq\f(1,λ1)＝1.10×107×(eq\f(1,22)－eq\f(1,32))解得λ1＝6.5×10－7m當(dāng)n＝4時(shí)有eq\f(1,λ2)＝1.10×107×(eq\f(1,22)－eq\f(1,42))解得λ2＝4.8×10－7m.除巴耳末系外，在紅外和紫外光區(qū)的其他譜線也都是滿足與巴耳末公式類似的關(guān)系式，即eq\f(1,λ)＝R(eq\f(1,a2)－eq\f(1,n2))．其中a分別為1,3,4，…對(duì)應(yīng)不同的線系，由此可知?dú)湓庸庾V是由一系列線系組成的不連續(xù)的線狀譜21答案：（1）hv0不變（2）①②對(duì)α粒子動(dòng)量守恒得