（江蘇專用）2020高考物理復(fù)習(xí)專題五動(dòng)量與原子物理學(xué)第三講原子結(jié)構(gòu)與原子核——課前自測診斷卷.docx

第三講 原子結(jié)構(gòu)與原子核課前自測診斷卷考點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)與原子光譜1.考查粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置及結(jié)論如圖是盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置，在一個(gè)小鉛盒里放有少量的放射性元素釙，它發(fā)出的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粒子與原子中的電子碰撞會(huì)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)D絕大多數(shù)的粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)解析：選A盧瑟福根據(jù)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(cuò)誤；電子質(zhì)量太小，對粒子的影響不大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；絕大多數(shù)粒子穿過金箔后，基本上仍沿原方向前進(jìn)，D錯(cuò)誤。2考查對玻爾理論及氫原子能級的理解下列關(guān)于玻爾原子理論及氫原子能級的說法，正確的是()A原子中的電子在某一定態(tài)時(shí)，電子做加速運(yùn)動(dòng)，向外輻射能量B原子中的電子運(yùn)行軌道分布是連續(xù)的C由氫原子能級示意圖知，處于基態(tài)的氫原子至少要吸收13.6 eV的能量才能發(fā)生電離D氫原子的核外電子由一個(gè)能級躍遷到另一個(gè)能級時(shí)，氫原子的能量一定增大解析：選C原子處于稱為定態(tài)的能量狀態(tài)時(shí)，雖然電子做加速運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量，故A錯(cuò)誤。原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對應(yīng)，而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的，故B錯(cuò)誤。由氫原子能級示意圖知，處于基態(tài)的氫原子至少要吸收13.6 eV的能量才能發(fā)生電離，故C正確。氫原子的核外電子由高能級向低能級躍遷時(shí)釋放能量，能量減少；若從低能級向高能級躍遷，則要吸收能量，能量增大，故D 錯(cuò)誤。3考查氫原子能級分布圖及其應(yīng)用多選如圖所示是氫原子的能級圖，大量處于n5激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時(shí)，一共可以輻射出10種不同頻率的光子。其中萊曼系是指氫原子由高能級向n1能級躍遷時(shí)釋放的光子，則()A10種光子中波長最短的是從n5激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)產(chǎn)生的B10種光子中有4種屬于萊曼系C使n5能級的氫原子電離至少要0.85 eV的能量D從n2能級躍遷到基態(tài)釋放光子的能量等于從n3能級躍遷到n2能級釋放光子的能量解析：選ABn5激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)產(chǎn)生的光子的能量最大，頻率最大，所以波長最短，故A正確；由題意知，從n5、4、3、2激發(fā)態(tài)躍遷到n1時(shí)發(fā)出的4種光子屬于萊曼系，故B正確；由題圖知，n5能級的電離能為0.54 eV，所以C錯(cuò)誤；從n2能級躍遷到基態(tài)釋放光子的能量大于從n3能級躍遷到n2能級釋放光子的能量，所以D錯(cuò)誤。4考查氫原子能級躍遷理論多選圖示為氫原子的能級圖，現(xiàn)有一群處于n3激發(fā)態(tài)的氫原子，則這些原子躍遷時(shí)()A能發(fā)出3種不同頻率的光子B發(fā)出的光子最小能量是0.66 eVC發(fā)出的光子最大能量是12.75 eVD由n3能級躍遷到n1能級時(shí)發(fā)出的光子頻率最高解析：選AD一群處于n3激發(fā)態(tài)的氫原子，可能發(fā)出C3種不同頻率的光子，故A正確；由n3能級向n2能級躍遷時(shí)發(fā)出的光子能量最小，則光子頻率也最小，最小能量為(1.51 eV)(3.4 eV)1.89 eV，故B錯(cuò)誤；由n3能級向n1能級躍遷時(shí)發(fā)出的光子能量最大，則光子頻率也最大，波長最小。最大能量為(1.51 eV)(13.6 eV)12.09 eV，故C錯(cuò)誤，D正確。5考查氫原子躍遷和電離氫原子處于基態(tài)時(shí)，原子的能量為E113.6 eV，當(dāng)處于激發(fā)態(tài)時(shí)，能量為En(普朗克常量h6.631034 Js，真空中光速c3.0108 m/s)。(1)若有大量的氫原子處于n4的激發(fā)態(tài)，則在躍遷過程中可能釋放出幾種頻率的光子？(2)當(dāng)氫原子從n3的激發(fā)態(tài)躍遷到n1的基態(tài)時(shí)，向外輻射光子的波長是多少？(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)(3)若要使處于基態(tài)的氫原子電離，至少要用多大頻率的電磁波照射原子？(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)解析：(1)有大量的氫原子處于n4的激發(fā)態(tài)，則在躍遷過程中可能釋放出C426種頻率的光子。(2)由躍遷方程得hE3E1又有c，E3，聯(lián)立解得向外輻射光子的波長是1.03107 m。(3)要使處于基態(tài)的氫原子電離，入射光子必須滿足h0E1代入數(shù)據(jù)解得 Hz3.281015 Hz。答案：(1)6種(2)1.03107 m(3)3.281015 Hz考點(diǎn)二原子核的衰變半衰期6.考查物理學(xué)史在人類對微觀世界進(jìn)行探索的過程中，科學(xué)實(shí)驗(yàn)起到了非常重要的作用。下列說法不符合歷史事實(shí)的是()A密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測出了基本電荷的數(shù)值B貝可勒爾通過對天然放射現(xiàn)象的研究，發(fā)現(xiàn)了原子中存在原子核C居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙(Po)和鐳(Ra)兩種新元素D湯姆孫通過陰極射線在電場和磁場中偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負(fù)電的粒子組成的，并測出了該粒子的比荷解析：選B密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測得了基本電荷的數(shù)值，故A正確；貝可勒爾通過對天然放射性現(xiàn)象的研究，證明原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，粒子散射實(shí)驗(yàn)說明原子中存在原子核，故B錯(cuò)誤；居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙(Po)和鐳(Ra)兩種新元素，故C正確；湯姆孫通過陰極射線在電場和磁場中偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負(fù)電的粒子組成的，并測出了該粒子的比荷，故D正確。7考查三種射線的特點(diǎn)如圖是盧瑟福設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)：他在鉛塊上鉆了一個(gè)小孔，孔內(nèi)放入一點(diǎn)鐳，使射線只能從這個(gè)小孔里發(fā)出，隨后他將射線引入磁場中，發(fā)現(xiàn)射線立即分成三束，他把三束射線分別命名為 射線、射線、 射線?；趯@三種射線的深入分析，盧瑟福獲得了1907年的諾貝爾獎(jiǎng)。以下對這三束射線描述準(zhǔn)確的是()A射線的穿透能力最弱，容易被物體吸收B射線在真空中的運(yùn)動(dòng)速度是光速C射線本質(zhì)上是波長極短的電磁波，電離能力極強(qiáng)D射線帶負(fù)電，是來自鐳原子的核外電子解析：選A穿透能力最弱是射線，電離作用強(qiáng)，容易被物體吸收，故A正確；射線的速度約是光速的十分之九，故B錯(cuò)誤；射線是一種波長很短的電磁波，電離能力極弱，故C錯(cuò)誤；射線(高速電子流)帶負(fù)電，是由一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子后轉(zhuǎn)化而來的，故D錯(cuò)誤。8考查、衰變次數(shù)的計(jì)算在一個(gè)U原子核衰變?yōu)橐粋€(gè)Pb原子核的過程中，發(fā)生衰變的次數(shù)為()A6次B10次C22次 D32次解析：選A一個(gè)U原子核衰變?yōu)橐粋€(gè)Pb原子核的過程中，發(fā)生衰變的次數(shù)為(238206)48次，發(fā)生衰變的次數(shù)為28(9282)6次，選項(xiàng)A正確。9考查對半衰期概念的理解多選地球年齡有多大？一直是科學(xué)研究的問題，其中一種方法是利用天然放射性元素的衰變規(guī)律探測。通過對古老巖石中鈾和鉛的含量的測定，設(shè)鈾核衰變后全部變成鉛核，通過計(jì)算推出該巖石中含有的鈾是巖石形成初期的一半，鈾238的相對含量隨時(shí)間變化關(guān)系如圖，由此可判斷()A鈾238的半衰期為90億年B地球年齡大約45億年C被測定的巖石在90億年后鈾、鉛粒子比例約為14D被測定的巖石在90億年后鈾、鉛粒子比例約為13解析：選BD由于測定出該巖石中含有的鈾是巖石形成初期時(shí)的一半，由圖像可知對應(yīng)的時(shí)間是45億年，即地球年齡大約為45億年，半衰期為45億年，故A錯(cuò)誤，B正確；設(shè)被測定的巖石在90億年后鈾原子的數(shù)目為N，鉛原子的數(shù)目為N1，則，可得：，即鈾、鉛粒子數(shù)之比為13，故C錯(cuò)誤，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.HHHen是核聚變反應(yīng)B.HHHen是衰變C.SeKr2e是核裂變反應(yīng)D.UnXeSr2n是衰變解析：選AHHHen，屬于核聚變反應(yīng)，A正確，B錯(cuò)誤；SeKr2e是衰變，C錯(cuò)誤；UnXeSr2n是核裂變反應(yīng)，D錯(cuò)誤。11考查核反應(yīng)方程(2019江蘇高考)100年前，盧瑟福用粒子轟擊氮核打出了質(zhì)子。后來，人們用粒子轟擊Ni核也打出了質(zhì)子：HeNiCuHX，該反應(yīng)中的X是_(選填“電子”“正電子”或“中子”)。此后，對原子核反應(yīng)的持續(xù)研究為核能利用提供了可能。目前人類獲得核能的主要方式是_(選填“核衰變”“核裂變”或“核聚變”)。解析：設(shè)X的質(zhì)量數(shù)為A，質(zhì)子數(shù)為Z，即X，由質(zhì)量數(shù)守恒得A4606211，由電荷數(shù)守恒得Z2282910，則知X是中子；目前人類獲得核能的主要方式是重核的裂變。答案：中子核裂變12考查裂變與質(zhì)能方程多選核電站中采用反應(yīng)堆使重核裂變，將釋放出的巨大能量轉(zhuǎn)換成電能。反應(yīng)堆中一種可能的核反應(yīng)方程式是UnNdZrxy，設(shè)U核質(zhì)量為m1，中子質(zhì)量為m2，Nd核質(zhì)量為m3，Zr核質(zhì)量為m4，x質(zhì)量為m5，y質(zhì)量為m6，那么，在所給的核反應(yīng)中()Ax可能是3H，y可能是11eBx可能是3n，y可能是8eC釋放的核能為(m1m2m3m4m5m6)c2D釋放的核能為(m3m4m5m6m1m2)c2解析：選BC根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，若x是3H，y是11e，則質(zhì)量數(shù)不守恒，若x是3n，y是8e，則都滿足，故A錯(cuò)誤B正確；根據(jù)質(zhì)能方程可知釋放的核能為(m1m2m3m4m5m6)c2，故C正確D錯(cuò)誤。13考查輕核聚變與質(zhì)能方程多選太陽能量的來源是輕核的聚變，太陽中存在的主要元素是氫，核聚變反應(yīng)可以看作是4個(gè)氫核(H)結(jié)合成1個(gè)氦核同時(shí)放出2個(gè)正電子。下表中列出了部分粒子的質(zhì)量粒子名稱質(zhì)子(p)粒子正電子(e)中子(n)質(zhì)量/u1.007 34.001 5 0.000 551.008 7以下說法中正確的是()A核反應(yīng)方程為4HHe2eB4個(gè)氫核結(jié)合成1個(gè)氦核時(shí)的質(zhì)量虧損約為0.026 6 kgC4個(gè)氫核結(jié)合成1個(gè)氦核時(shí)的質(zhì)量虧損約為4.431029 kgD聚變反應(yīng)過程中釋放的能量約為4.01012 J解析：選ACD由核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)守恒及電荷數(shù)守恒得4HHe2e，故A正確。反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為m4mpm2me(41.007 34.001 520.000 55)u0.026 6 u4.431029 kg，故C正確，B錯(cuò)誤。由質(zhì)能方程得Emc24.431029(3 108)2 J4.01012 J，故D正確。14考查比結(jié)合能曲線多選(2017江蘇高考)原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示。根據(jù)該曲線，下列判斷正確的有()A.He核的結(jié)