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高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 原子與原子核 第二講 原子結(jié)構(gòu) 原子核課時作業(yè)1

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1、 第二講 原子結(jié)構(gòu) 原子核 [A組基礎(chǔ)題] 一、單項選擇題 1.(2017甘肅涼州診測)20世紀初,為了研究物質(zhì)內(nèi)部的結(jié)構(gòu),物理學(xué)家做了大量的實驗,揭示了原子內(nèi)部的結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)了電子、中子和質(zhì)子.如圖是(  ) A.盧瑟福的α粒子散射實驗裝置 B.盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的實驗裝置 C.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子的實驗裝置 D.查德威克發(fā)現(xiàn)中子的實驗裝置 解析:如圖是α粒子轟擊金箔,是盧瑟福的α粒子散射實驗裝置. 答案:A 2.(2017河北石家莊質(zhì)檢)下列說法正確的是(  ) A.Th核發(fā)生一次α衰變時,新核與原來的原子核相比,中子數(shù)減少了4 B.太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的熱核

2、反應(yīng) C.若使放射性物質(zhì)的溫度升高,其半衰期可能變小 D.用14 eV的光子照射處于基態(tài)的氫原子,不能使其電離 解析:發(fā)生一次α衰變時,新核與原來的原子核相比,中子數(shù)減少了2,A錯誤;半衰期不隨溫度變化,C錯誤;用14 eV的光子照射處于基態(tài)的氫原子,可使其電離,D錯誤. 答案:B 3.(2016東北三校二模)下列說法正確的是(  ) A.光子只具有能量,不具有動量 B.玻爾認為,氫原子中電子軌道是量子化的,能量也是量子化的 C.將由放射性元素組成的化合物進行高溫分解,會改變放射性元素的半衰期 D.原子核的質(zhì)量大于組成它的核子的質(zhì)量之和,這個現(xiàn)象叫作質(zhì)量虧損 解析:光子既有

3、能量又有動量,A錯誤;玻爾認為,氫原子中電子軌道是量子化的,能量也是量子化的,B正確;半衰期不會隨溫度變化,C錯誤;原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和,D錯誤. 答案:B 4.(2017湖北八市聯(lián)考)人們發(fā)現(xiàn),不同的原子核,其核子的平均質(zhì)量(原子核的質(zhì)量除以核子數(shù))與原子序數(shù)有如圖所示的關(guān)系.下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和核反應(yīng)的說法錯誤的是(  ) A.由圖可知,原子核D和E聚變成原子核F時會有質(zhì)量虧損,要放出能量 B.由圖可知,原子核A裂變成原子核B和C時會有質(zhì)量虧損,要放出核能 C.已知原子核A裂變成原子核B和C時放出的γ射線能使某金屬板逸出光電子,若增加γ射線強度,則逸出光電子的

4、最大初動能增大 D.在核反應(yīng)堆的鈾棒之間插入鎘棒是為了控制核反應(yīng)速度 解析:原子核D和E聚變成原子核F時會有質(zhì)量虧損,要放出能量,A正確;增強γ射線強度,則逸出光電子的最大初動能不變,C錯誤. 答案:C 二、多項選擇題 5.(2016高考天津卷)物理學(xué)家通過對實驗的深入觀察和研究,獲得正確的科學(xué)認知,推動物理學(xué)的發(fā)展,下列說法符合事實的是(  ) A.赫茲通過一系列實驗,證實了麥克斯韋關(guān)于光的電磁理論 B.查德威克用α粒子轟擊7N獲得反沖核8O,發(fā)現(xiàn)了中子 C.貝克勒爾發(fā)現(xiàn)的天然放射性現(xiàn)象,說明原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu) D.盧瑟福通過對陰極射線的研究,提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型 解析:

5、赫茲在人類歷史上首先捕捉到了電磁波,證實了麥克斯韋關(guān)于光的電磁理論,貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射性現(xiàn)象,而射線是原子核內(nèi)部發(fā)生變化產(chǎn)生的,說明原子核有內(nèi)部結(jié)構(gòu),故選項A、C正確;He+7N→H+8O為盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程,查德威克用α粒子轟擊鈹原子核,打出一種中性粒子流,其反應(yīng)方程為He+Be→6C+n,選項B錯誤;盧瑟福通過對α粒子散射實驗的研究,提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型,選項D錯誤. 答案:AC 6.(2017河北衡水武邑中學(xué)期末)下列的若干敘述中正確的是(  ) A.用加溫加壓或改變其化學(xué)狀態(tài)的方法都不能改變原子核的半衰期 B.對于同種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)時逸出光電子的最大初動能Ek與照

6、射光的頻率呈線性關(guān)系 C.一塊純凈的放射性元素的礦石經(jīng)過一個半衰期后它的總質(zhì)量僅剩下一半 D.按照玻爾理論,氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時,電子的動能減小,原子的能量也減小了 解析:原子核的半衰期由其自身決定,與所處的物理、化學(xué)狀態(tài)等外界環(huán)境無關(guān),故A正確;根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hν-W可知,逸出光電子的最大初動能Ek與照射光的頻率成線性關(guān)系,故B正確;經(jīng)過一個半衰期以后,礦石有一半的質(zhì)量發(fā)生衰變,但總質(zhì)量大于原來的一半,故C錯誤;氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道,庫侖力對電子做負功,所以動能變小,電勢能變大,因為吸收了光子,總能量變大,故D錯誤.

7、 答案:AB 7.(2016高考全國卷Ⅲ)一靜止的鋁原子核Al俘獲一速度為1.0107 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:核反應(yīng)過程中遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,核反應(yīng)方程為p+Al+Si,說法A正確.核反應(yīng)過程中遵從動量守恒和能量守恒,說法B正確,說法C錯誤.核反應(yīng)中發(fā)生質(zhì)量虧損,生成物的質(zhì)量小于反應(yīng)物的質(zhì)量之和,說法D錯誤. 答案:AB 8.(2017河北邯鄲一中調(diào)研)近

8、日,奧地利維也納理工大學(xué)的一個科學(xué)家團隊成功在兩個單光子之間建立起強大的相互作用,據(jù)科學(xué)家介紹:兩個相互作用的光子同時到達時顯示出與單個光子完全不同的行為.我們通過學(xué)習(xí)也了解了光子的初步知識,下列有關(guān)光子的現(xiàn)象以及相關(guān)說法正確的是(  ) A.如果利用紫光照射某種金屬可以發(fā)生光電效應(yīng),改用紅光一定不能發(fā)生光電效應(yīng) B.大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出波動性 C.當(dāng)氫原子的電子吸收光子時會從較低的能量態(tài)躍遷到較高的能量態(tài),吸收的光子的能量由兩能級差決定 D.一個處于n=3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時最多可以釋放3種不同頻率的光子 解析:紫光照射某種金屬發(fā)生光電效應(yīng),紅光的頻率小于紫光,改用紅光

9、照射這種金屬可能發(fā)生光電效應(yīng),故A錯誤;大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出波動性,少量光子體現(xiàn)粒子性,故B正確;由玻爾理論可知,核外電子由較低能級躍遷到較高能級時,要吸收一定頻率的光子,而吸收光子的能量由兩能級差決定,故C正確;一群處于n=3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時最多可以釋放C=3種不同頻率的光子,但一個處于n=3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時最多可以釋放兩種不同頻率的光子,故D錯誤. 答案:BC [B組能力題] 一、選擇題 9.(多選)(2016陜西五校聯(lián)考)下列說法正確的是(  ) A.原子的核式結(jié)構(gòu)模型是湯姆孫最早提出的 B.鈾核(92U)衰變?yōu)殂U核(82Pb)的過程中,要經(jīng)過8次α衰

10、變和6次β衰變 C.一個氫原子從量子數(shù)n=3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時最多可輻射2種不同頻率的光子 D.一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng),可能是因為這束光的強度太小 解析:原子核式結(jié)構(gòu)模型是盧瑟福提出的,A錯誤;鈾核(92)U衰變?yōu)殂U核(82Pb),先根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒計算α衰變次數(shù)n==8,再根據(jù)電荷數(shù)守恒計算β衰變的次數(shù)m=82+28-92=6,B正確;一個氫原子從n=3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時可能會釋放1種頻率的光子或2種不同頻率的光子,C正確;能不能發(fā)生光電效應(yīng)與光強無關(guān),只與頻率有關(guān),D錯誤. 答案:BC 10.(多選)(2016佳木斯重點中學(xué)一模)下列說法正確的是(  ) A.

11、90Th經(jīng)過6次α衰變和4次β衰變后成為穩(wěn)定的原子核82Pb B.在核反應(yīng)堆中,為使快中子減速,在鈾棒周圍要放“慢化劑”,常用的慢化劑有石墨、重水和普通水 C.當(dāng)用藍色光照射某金屬表面時有電子逸出,則改用紅光照射也一定會有電子逸出 D.將由放射性元素組成的化合物進行高溫分解,會改變該放射性元素的半衰期 解析:發(fā)生α衰變是放出He,發(fā)生β衰變是放出電子e,設(shè)發(fā)生了x次α衰變和y次β衰變,則根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒,衰變后變?yōu)樵雍薖b,A正確;在核反應(yīng)堆中,為使快中子減速,在鈾棒周圍要放“慢化劑”,常用的慢化劑有石墨、重水和普通水,故B正確;發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻

12、率,紅光的頻率小于藍光,不一定有光電效應(yīng)現(xiàn)象,故C錯誤;放射性元素的半衰期只由自身性質(zhì)決定,與外界無關(guān),故D錯誤. 答案:AB 二、非選擇題 11.(2017湖北荊州模擬)太陽內(nèi)部不斷進行著各種核聚變反應(yīng),一個氘核和一個氚核結(jié)合成一個氦核是其中一種,請寫出其核反應(yīng)方程________;如果氘核的比結(jié)合能為E1,氚核的比結(jié)合能為E2,氦核的比結(jié)合能為E3,則上述反應(yīng)釋放的能量可表示為____________. 解析:核反應(yīng)方程為:H+H→He+n;反應(yīng)釋放的能量可表示為:4E3-2E1-3E2. 答案:H+H→He+n 4E3-2E1-3E2 12.(2017江蘇蘇中三市第二次調(diào)研測

13、試)(1)許多情況下光是由原子內(nèi)部電子的運動產(chǎn)生的,因此光譜的研究是探索原子結(jié)構(gòu)的一條重要途徑.關(guān)于氫原子光譜、氫原子能級和氫原子核外電子的運動,下列說法中正確的是(  ) A.氫原子巴爾末線系譜線是包含從紅外到紫外的線狀譜 B.氫原子光譜的不連續(xù)性,表明了氫原子的能級是不連續(xù)的 C.氫原子處于不同能級時,電子在各處的概率是相同的 D.氫光譜管內(nèi)氣體導(dǎo)電發(fā)光是熱輻射現(xiàn)象 (2)我國科學(xué)家因中微子項目研究獲得2016年基礎(chǔ)物理學(xué)突破獎.中微子是一種靜止質(zhì)量很小的不帶電粒子,科學(xué)家在1953年找到了中微子存在的直接證據(jù):把含氫物質(zhì)置于預(yù)計有很強反中微子流(反中微子用表示)的反應(yīng)堆內(nèi),將會

14、發(fā)生如下反應(yīng):+H→n+e,實驗找到了與此反應(yīng)相符的中子和正電子.若反中微子能量是E0,則反中微子質(zhì)量m=________,該物質(zhì)波的頻率ν=________.(普朗克常量為h,真空中光速為c) (3)在+H→n+e反應(yīng)過程中, ①若質(zhì)子認為是靜止的,測得正電子動量為p1,中子動量為p2,p1、p2方向相同,求反中微子的動量p. ②若質(zhì)子質(zhì)量為m1,中子質(zhì)量為m2,電子質(zhì)量為m3,m2>m1.要實現(xiàn)上述反應(yīng),反中微子能量至少是多少?(真空中光速為c) 解析:(1)氫原子巴爾末線系譜線是包含可見光到紫外線的線狀譜,不包含紅外線,A錯誤;氫原子光譜的不連續(xù)性,表明了氫原子的能級是不連續(xù)的,

15、B正確;氫原子處于不同能級時,電子在各處的概率是不同的,電子云就是用疏密不同的點表示電子在各個位置出現(xiàn)的概率的,C錯誤;氫光譜管內(nèi)氣體導(dǎo)電發(fā)光是由于大量氫原子從較高的激發(fā)態(tài)向較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷,從而輻射不同頻率的光子,D錯誤. (2)利用質(zhì)能方程E=mc2,得反中微子質(zhì)量為m=,利用德布羅意波滿足的關(guān)系E=hν得該物質(zhì)波的頻率為ν=. (3)①由動量守恒定律有p=p1+p2. ②由能量守恒,反中微子能量最小時,E=(m2+m3-m1)c2. 答案:(1)B (2)  (3)①p=p1+p2 ②(m2+m3-m1)c2 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375

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