《（江蘇專用版）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第十一章 第3講 原子結(jié)構(gòu)和原子核練習(xí)（含解析）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（江蘇專用版）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第十一章 第3講 原子結(jié)構(gòu)和原子核練習(xí)（含解析）（8頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第3講　原子結(jié)構(gòu)和原子核 一、選擇題 1.(多選)(2019運(yùn)河中學(xué)月考)下列說法正確的是(　　) A.比結(jié)合能小的原子核結(jié)合成比結(jié)合能大的原子核時(shí)一定釋放核能 B.一定強(qiáng)度的入射光照射某金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),入射光的頻率越高,單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多 C.根據(jù)玻爾理論可知,氫原子輻射出一個(gè)光子后,氫原子的電勢能減小,核外電子的運(yùn)動(dòng)速度增大 D.β射線的速度接近光速,一張普通白紙就可以擋住 答案　AC　比結(jié)合能小的原子核結(jié)合成比結(jié)合能大的原子核時(shí)有質(zhì)量虧損,所以釋放核能,A項(xiàng)正確;一定強(qiáng)度的入射光照射某金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),入射光的頻率越高,單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少,B項(xiàng)

2、錯(cuò)誤;根據(jù)玻爾理論可知,氫原子輻射出一個(gè)光子后,電子與原子核距離變小,電場力做正功,氫原子的電勢能減小,核外電子的運(yùn)動(dòng)速度增大,C項(xiàng)正確;一張普通白紙可以擋住α射線,但擋不住β射線,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2.(2017天津理綜)我國自主研發(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.12H+13H→24He+01n B.714N+24He→817O+11H C.24He+1327Al→1530P+01n D.92235U+01n→56144Ba+3689Kr+301n 答案　A　12H+13H→2

3、4He+01n是核聚變反應(yīng)方程,A項(xiàng)正確;?714N+24He→817O+11H是原子核的人工轉(zhuǎn)變反應(yīng)方程,B項(xiàng)錯(cuò)誤;24He+1327Al→1530P+01n是居里夫婦發(fā)現(xiàn)人工放射性的核反應(yīng)方程,C項(xiàng)錯(cuò)誤;92235U+01n→56144Ba+3689Kr+301n是鈾核裂變的反應(yīng)方程,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3.(2018課標(biāo)Ⅲ,14,6分)1934年,約里奧·居里夫婦用α粒子轟擊鋁核?1327Al,產(chǎn)生了第一個(gè)人工放射性核素X:α+1327Al→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 答案　B　α粒子為?24He,n為中子,根

4、據(jù)核反應(yīng)過程中滿足的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,核反應(yīng)方程為?24He+1327Al→?1530P+01n,所以X的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為15和30,選項(xiàng)B正確。 4.(多選)(2018鹽城三模)如圖所示是氫原子的能級圖。下列判斷正確的是(　　) A.E1>E2 B.E1

5、+13H→24He+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6 C.兩個(gè)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) 答案　AD　根據(jù)核反應(yīng)方程:12H+13H→24He+X,X的質(zhì)量數(shù):m1=2+3-4=1,核電荷數(shù):z1=1+1-2=0,所以X是中子,故A項(xiàng)正確;根據(jù)核反應(yīng)方程:X+Y→24He+13H,X是中子,所以Y的質(zhì)量數(shù):m2=4+3-1=6,核電荷數(shù):z2=2+1-0=3,所以Y的質(zhì)子數(shù)是3,中子數(shù)是3,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)兩個(gè)核反應(yīng)方程可知,都有大量的能量釋放出來,所以一定都有質(zhì)量虧損,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;氘和氚的核反應(yīng)過程中是

6、質(zhì)量比較小的核生成質(zhì)量比較大的新核,所以是核聚變反應(yīng),故D項(xiàng)正確。 6.下列說法正確的是(　　) A.92238U衰變?yōu)?91234Pa要經(jīng)過2次α衰變和1次β衰變 B.β射線與γ射線一樣都是電磁波,但β射線的穿透本領(lǐng)遠(yuǎn)比γ射線弱 C.放射性元素的半衰期與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件有關(guān) D.天然放射現(xiàn)象使人類首次認(rèn)識到原子核可分 答案　D　92238U衰變?yōu)?91234Pa,質(zhì)量數(shù)減小4,所以α衰變的次數(shù)為1次,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;β射線的實(shí)質(zhì)是電子流,γ射線的實(shí)質(zhì)是電磁波,γ射線的穿透本領(lǐng)比較強(qiáng),故B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)半衰期的特點(diǎn)可知,放射性元素的半衰期與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān),故

7、C項(xiàng)錯(cuò)誤;天然放射現(xiàn)象是原子核內(nèi)部自發(fā)地放射出α粒子或電子的現(xiàn)象,反應(yīng)的過程中核內(nèi)核子數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)發(fā)生變化,涉及到原子核內(nèi)部的變化,所以天然放射現(xiàn)象使人類首次認(rèn)識到原子核可分,故D項(xiàng)正確。 7.(多選)(2017揚(yáng)州調(diào)研)核電池又叫“放射性同位素電池”,一個(gè)硬幣大小的核電池可以讓手機(jī)不充電使用5000年。將某種放射性元素制成核電池,帶到火星上去工作,已知火星上的溫度、壓強(qiáng)等環(huán)境因素與地球有很大差別,下列說法正確的有(　　) A.該放射性元素到火星上之后,半衰期發(fā)生變化 B.該放射性元素到火星上之后,半衰期不變 C.若該放射性元素的半衰期為T年,經(jīng)過2T年,該放射性元素還剩余12.

8、5% D.若該放射性元素的半衰期為T年,經(jīng)過3T年,該放射性元素還剩余12.5% 答案　BD　原子核的衰變是由原子核內(nèi)部因素決定的,與外界環(huán)境無關(guān),因此半衰期不發(fā)生變化,故A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;該元素還剩余12.5%=18,根據(jù)m=12n·m0,可知經(jīng)過了3個(gè)半衰期,所以經(jīng)過了3T年,故C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。 8.(多選)(2017浙江11月選考)下列說法正確的是(　　) A.核聚變反應(yīng)方程可能為?12H+13H→24He+201n B.鈾核裂變的核反應(yīng)方程可能為?92235U+01n→54140Xe+3894Sr+201n C.發(fā)生β衰變時(shí)原子核放出電子,說明電子是原子核的組成部分

9、 D.中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核,若該過程質(zhì)量虧損為Δm,則氘核的結(jié)合能為Δmc2 答案　BD　A項(xiàng)中的核聚變反應(yīng)方程應(yīng)為?12H+13H→24He+01n,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)重核裂變的核反應(yīng)方程配平方式可知,選項(xiàng)B正確;β衰變時(shí)原子核內(nèi)部中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子,并不是原子核內(nèi)部存在電子,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)質(zhì)能方程可知選項(xiàng)D正確。 二、非選擇題 9.(2018蘇州調(diào)研)(1)下列說法正確的是(　　) A.電子的衍射圖樣表明電子具有波動(dòng)性 B.氫原子從某激發(fā)態(tài)躍遷至基態(tài)要吸收特定頻率的光子 C.在光電效應(yīng)現(xiàn)象中,金屬的逸出功能隨入射光的頻率增大而增大 D.在光電效應(yīng)現(xiàn)象中,光電子的最大

10、初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度有關(guān) (2)氘核與氚核發(fā)生熱核聚變反應(yīng)的方程式為?12H+13H→?34He+X,式中粒子X是　　　　,已知?12H、13H、24He和粒子X的質(zhì)量分別為2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u,1u相當(dāng)于931.5MeV,該反應(yīng)中平均每個(gè)核子釋放出的能量為　　　　MeV。? 答案　(1)A　(2)01n　3.52 解析　(1)衍射和干涉都是波特有的性質(zhì),A正確;氫原子從某激發(fā)態(tài)躍遷至基態(tài)要輻射特定頻率的光子,B錯(cuò)誤;金屬的逸出功W0與入射光的頻率無關(guān),只與金屬的極限頻率有關(guān),即W0=hνc,C錯(cuò)誤;光電子的最大初動(dòng)能Emax=hν-W0,即與入

11、射光的頻率有關(guān),與入射光的強(qiáng)度無必然關(guān)系,D錯(cuò)誤。 (2)根據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒,可知X應(yīng)為?01n;根據(jù)ΔE=Δm·c2,可知該反應(yīng)釋放的總能量為ΔE=(2.0141u+3.0161u-4.0026u-1.0087u)×931.5MeV/u=17.6MeV,因?yàn)楣灿?個(gè)核子,則每個(gè)核子釋放出的能量為17.6MeV5=3.52MeV。 10.(2018蘇北四市一模)(1)(多選)下列說法正確的有(　　) A.比結(jié)合能大的原子核分解成比結(jié)合能小的原子核時(shí)要吸收能量 B.用紫光照射某金屬表面時(shí)發(fā)生光電效應(yīng),改用紅光照射時(shí)也一定能發(fā)生光電效應(yīng) C.黑體輻射的強(qiáng)度隨溫度的升高而變大

12、,且最大值向波長較短的方向移動(dòng) D.改變壓強(qiáng)、溫度可改變放射性元素的半衰期 (2)如圖所示為氫原子的能級圖,萊曼線系是氫原子從n=2,3,4,5…激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)輻射的光譜線系,輻射出光子的最小頻率為　　　　;若該光子被某種金屬吸收后,逸出的光電子最大初動(dòng)能為Ek,則該金屬的逸出功為　。? 已知普朗克常量為h,氫原子處于基態(tài)時(shí)的能級為E1。 答案　(1)AC　(2)-3E14h　-3E14-Ek 解析　(1)比結(jié)合能小的原子核分解成比結(jié)合能大的原子核時(shí)要放出能量,比結(jié)合能大的原子核分解成比結(jié)合能小的原子核時(shí)要吸收能量,A正確;用紫光照射某金屬表面時(shí)發(fā)生光電效應(yīng),紅光的頻率小于紫

13、光,改用紅光照射時(shí)不一定能發(fā)生光電效應(yīng),B錯(cuò)誤,放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部自身的因素決定的,與其所處的外部環(huán)境沒有關(guān)系,D錯(cuò)誤。 (2)萊曼線系中,從n=2激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)輻射出光子的頻率小,根據(jù)E2-E1=hν,解得ν=-3E14h;若該光子被某種金屬吸收后,逸出的光電子最大初動(dòng)能為Ek,根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hν-W,可得逸出功W=hν-Ek=-3E14-Ek。 11.(2018揚(yáng)州調(diào)研)(1)(多選)關(guān)于核反應(yīng)方程,下列說法正確的是(　　) A.13H+12H→24He+01n是核聚變反應(yīng) B.鈾核裂變的核反應(yīng)為:92235U→56141Ba+3692Kr+201n C

14、.在衰變方程?94239Pu→X+He+γ中,X原子核的質(zhì)量數(shù)是234 D.盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子的核反應(yīng)方程為:24H+714N→817O+11H (2)可見光中某綠光的光子能量是2.5eV,若用它照射逸出功是2.2eV的某種金屬,產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為　　　　eV;如圖所示為氫原子能級的示意圖,若用該綠光照射處于n=2能級的氫原子,　　　　(選填“能”或“不能”)使氫原子躍遷。? 答案　(1)AD　(2)0.3　不能 解析　(1)13H+12H→24He+01n是輕核的聚變,A正確;鈾核裂變的核反應(yīng)方程為?92235U+01n→56141Ba+3692Kr+301n,B錯(cuò)誤;根據(jù)核

15、反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒可知,在衰變方程?94219Pu→X+He+γ中,X原子核的質(zhì)量數(shù)為235,C錯(cuò)誤;盧瑟福用α粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子,核反應(yīng)方程為?24He+714N→?817O+11H,D正確。 (2)根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知,產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為2.5eV-2.2eV=0.3eV;若用該綠光照射處于n=2能級的氫原子,由于該綠光光子的能量不等于能級差En-E2(n為大于2的正整數(shù)),因此氫原子不能吸收該光子而發(fā)生躍遷。 12.(2018蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)研)(1)(多選)關(guān)于下列四幅圖的說法,正確的是　　　　。? A.圖甲中放射源放出的三種射線是由同一種元素的原子核釋

16、放的 B.圖乙中用紫外光燈照射與驗(yàn)電器相連的鋅板,鋅板和驗(yàn)電器均帶正電 C.圖丙為黑體輻射規(guī)律,普朗克提出能量子概念成功解釋了這個(gè)規(guī)律 D.圖丁中電子束通過鋁箔后的衍射圖樣說明電子具有粒子性 (2)我國自行研制的一種大型激光器,能發(fā)出頻率為ν、功率為P的高純度和高亮度激光,當(dāng)該激光垂直照射到某純黑物體表面時(shí)能被完全吸收。已知真空中光速為c,普朗克常量為h,則該激光發(fā)出的光子的動(dòng)量為　　　　　　　　,純黑物體受到該激光的壓力為　　　　。? (3)氡存在于建筑水泥、裝飾石材及土壤中,是除吸煙外導(dǎo)致肺癌的重大因素,靜止的氡核?86222Rn放出一個(gè)粒子X后變成釙核?84218Po,釙核的動(dòng)

17、能為0.33MeV,設(shè)衰變放出的能量全部變成釙核和粒子X的動(dòng)能。 ①寫出上述衰變的核反應(yīng)方程　　　　　　　　;? ②粒子X的動(dòng)能為　　　　　　　　。(保留兩位有效數(shù)字)? 答案　(1)BC　(2)hνc　Pc　(3)86222Rn→24He+84218Po　18MeV 解析　(1)由左手定則可知,放射源放出的三種射線分別帶正電、不帶電、帶負(fù)電,故不一定是由同一種元素的原子核釋放的,A錯(cuò)誤;圖乙中用紫外光燈照射與驗(yàn)電器相連的鋅板,由于發(fā)生光電效應(yīng)釋放電子而使鋅板和驗(yàn)電器均帶正電,B正確;圖丙為黑體輻射規(guī)律,普朗克提出能量子概念成功解釋了這個(gè)規(guī)律,C正確;圖丁中電子束通過鋁箔后的衍射圖樣說明電子具有波動(dòng)性,干涉和衍射是波特有的性質(zhì),D錯(cuò)誤。 (2)光子的動(dòng)量p=hλ=hcν=hνc;設(shè)單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出光子數(shù)為n,則P=nhν,得n=Phν,根據(jù)動(dòng)量定理nt·p=Ft,得F=np=Phν·p=Pc。 (3)①根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒,可得核反應(yīng)方程為?86222Rn→84218Po+24He ②設(shè)釙核的質(zhì)量為m1、速度為v1,粒子X的質(zhì)量為m2、速度為v2, 根據(jù)動(dòng)量守恒定律有0=m1v1-m2v2, 解得粒子X的動(dòng)能 Ek1=(m2v2)22m2=109Ek12=18MeV。 8