優(yōu)化探究（新課標(biāo)）2017屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 第13章 動(dòng)量守恒定律 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 第3講 原子結(jié)構(gòu) 原子核知能提升演練

1、原子結(jié)構(gòu) 原子核 隨堂反饋1(2015·高考天津卷)物理學(xué)重視邏輯，崇尚理性，其理論總是建立在對(duì)事實(shí)觀察的基礎(chǔ)上下列說(shuō)法正確的是()A天然放射現(xiàn)象說(shuō)明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的B電子的發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識(shí)到原子具有核式結(jié)構(gòu)C粒子散射實(shí)驗(yàn)的重要發(fā)現(xiàn)是電荷是量子化的D密立根油滴實(shí)驗(yàn)表明核外電子的軌道是不連續(xù)的解析：天然放射現(xiàn)象說(shuō)明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的，人們認(rèn)識(shí)原子核的復(fù)雜結(jié)構(gòu)是從天然放射現(xiàn)象開始的，選項(xiàng)A正確電子的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明了原子是可以分割的，是由更小的微粒組成的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤由粒子散射實(shí)驗(yàn)建立了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，選項(xiàng)C錯(cuò)誤密立根油滴實(shí)驗(yàn)說(shuō)明物質(zhì)所帶電荷量是量子化的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：A2(多選)(20

2、14·高考新課標(biāo)全國(guó)卷)關(guān)于天然放射性，下列說(shuō)法正確的是()A所有元素都可能發(fā)生衰變B放射性元素的半衰期與外界的溫度無(wú)關(guān)C放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性D、和三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)E一個(gè)原子核在一次衰變中可同時(shí)放出、和三種射線解析：本題考查了原子核的衰變?cè)有驍?shù)大于83的元素才可以發(fā)生衰變，原子序數(shù)小于83的元素有的可以發(fā)生衰變，有的不可以發(fā)生衰變，A錯(cuò)誤；放射性元素的半衰期與元素所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)，B、C正確；三種射線、穿透能力依次增強(qiáng)，D正確；原子核發(fā)生或衰變時(shí)常常伴隨著光子的產(chǎn)生，但同一原子核不會(huì)同時(shí)發(fā)生衰變和衰變，E錯(cuò)誤答案：BCD3.如圖所示為氫

3、原子的能級(jí)示意圖，一群氫原子處于n3的激發(fā)態(tài)，在向較低能級(jí)躍遷的過(guò)程中向外發(fā)出光子，用這些光照射逸出功為2.49 eV的金屬鈉，下列說(shuō)法正確的是()A這群氫原子能發(fā)出3種頻率不同的光，其中從n3躍遷到n2所發(fā)出的光波長(zhǎng)最短B這群氫原子能發(fā)出兩種頻率不同的光，其中從n3躍遷到n1所發(fā)出的光頻率最小C金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能為9.60 eVD金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能為11.11 eV解析：這群氫原子能發(fā)出C3種頻率不同的光，從n3躍遷到n2所發(fā)出的光子能量最小，頻率最低，波長(zhǎng)最長(zhǎng)，A錯(cuò)誤從n3躍遷到n1的光子能量最大，頻率最大，B錯(cuò)誤由E|E3E1|12.09 eV，照射到

4、金屬鈉表面發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能EkEW09.60 eV，C正確，D錯(cuò)誤答案：C4恒星向外輻射的能量來(lái)自于其內(nèi)部發(fā)生的各種熱核反應(yīng)，當(dāng)溫度達(dá)到108 K時(shí)，可以發(fā)生“氦燃燒”(1)完成“氦燃燒”的核反應(yīng)方程：He_Be.(2)Be是一種不穩(wěn)定的粒子，其半衰期為2.6×1016 s一定質(zhì)量的Be經(jīng)7.8×1016 s后所剩Be占開始時(shí)的_解析：(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知HeHeBe.(2)經(jīng)歷半衰期的次數(shù)n3，故剩余的占開始時(shí)的3.答案：(1)He(2)(或12.5%)5(2015·高考江蘇卷)取質(zhì)子的質(zhì)量mp1.672 6×1027 kg，中子的

5、質(zhì)量mn1.674 9×1027 kg，粒子的質(zhì)量m6.646 7×1027 kg，光速c3.0×108 m/s.請(qǐng)計(jì)算粒子的結(jié)合能(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)解析：組成粒子的核子與粒子的質(zhì)量差m(2mp2mn)m結(jié)合能Emc2代入數(shù)據(jù)得E4.3×1012 J答案：4.3×1012 J課時(shí)作業(yè)一、單項(xiàng)選擇題1(2015·高考福建卷)下列有關(guān)原子結(jié)構(gòu)和原子核的認(rèn)識(shí)，其中正確的是()A射線是高速運(yùn)動(dòng)的電子流B氫原子輻射光子后，其繞核運(yùn)動(dòng)的電子動(dòng)能增大C太陽(yáng)輻射能量的主要來(lái)源是太陽(yáng)中發(fā)生的重核裂變D.Bi的半衰期是5天，100克Bi經(jīng)過(guò)10

6、天后還剩下50克解析：射線是高速運(yùn)動(dòng)的光子流，A錯(cuò)誤氫原子輻射光子后，繞核運(yùn)動(dòng)的電子勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，B正確太陽(yáng)輻射能量的主要來(lái)源是太陽(yáng)中的輕核聚變，C錯(cuò)誤. 100克83Bi經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期后剩25克，D錯(cuò)誤答案：B2鈾是常用的一種核燃料，若它的原子核發(fā)生了如下的裂變反應(yīng)：Unab2n，則ab可能是()A.XeKrBBaKrC.BaSr DXeSr解析：本題考查了裂變反應(yīng)的反應(yīng)方程，在核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，經(jīng)分析各項(xiàng)中只有D選項(xiàng)符合要求答案：D3在一個(gè)U原子核衰變?yōu)橐粋€(gè)Pb原子核的過(guò)程中，發(fā)生衰變的次數(shù)為()A6次 B10次C22次 D32次解析：本題考查衰變規(guī)律，解題的關(guān)鍵要明確

7、每次發(fā)生衰變，電荷數(shù)減少2，質(zhì)量數(shù)減少4，每發(fā)生一次衰變，電荷數(shù)增加1，質(zhì)量數(shù)不變，設(shè)發(fā)生x次衰變，y次衰變，則有2382064x,922xy82，解得y6，A正確答案：A4已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1，激發(fā)態(tài)能量En，其中n2,3，.用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速能使氫原子從第一激發(fā)態(tài)電離的光子的最大波長(zhǎng)為()A BC D解析：處于第一激發(fā)態(tài)時(shí)n2，故其能量E2，電離時(shí)吸收的能量E0E2，而光子能量E，則解得，C正確答案：C5(2014·高考重慶卷)碘131的半衰期約為8天，若某藥物含有質(zhì)量為m的碘131，經(jīng)過(guò)32天后，該藥物中碘131的含量大約還有()A. BC. D解析：

8、本題考查元素的半衰期根據(jù)半衰期公式mm0，將題目中的數(shù)據(jù)代入可得C正確，A、B、D錯(cuò)誤答案：C6一靜止的原子核A發(fā)生衰變后變成原子核B，已知原子核A、原子核B和粒子的質(zhì)量分別為mA、mB和m，光速為c，反應(yīng)釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為粒子的動(dòng)能，則()A原子核B與粒子的速度之比為mBmB原子核B與粒子的動(dòng)能之比為mBmC原子核B與粒子的動(dòng)能之和為(mAmBm)c2D原子核A比原子核B的中子數(shù)多2，質(zhì)子數(shù)多4解析：原子核A發(fā)生衰變，設(shè)原子核B和粒子的速度分別為vB和v，由動(dòng)量守恒定律有0mBvBmv，則，A、B錯(cuò)誤由質(zhì)能方程知原子核B和粒子的動(dòng)能之和Emc2(mAmBm)c2，C正確由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)

9、守恒知，A比B質(zhì)子數(shù)多2，中子數(shù)多2，D錯(cuò)誤答案：C二、多項(xiàng)選擇題7如圖所示為盧瑟福和他的助手做粒子散射實(shí)驗(yàn)的裝置示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C三個(gè)位置時(shí)，關(guān)于觀察到的現(xiàn)象，下列說(shuō)法中正確的是()A相同時(shí)間內(nèi)放在A位置時(shí)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多B相同時(shí)間內(nèi)放在B位置時(shí)觀察到屏上的閃光次數(shù)最少C相同時(shí)間內(nèi)放在C位置時(shí)觀察到屏上的閃光次數(shù)最少D放在C位置時(shí)觀察不到屏上有閃光解析：盧瑟福粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是絕大多數(shù)粒子穿過(guò)金箔后基本上仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)，但有少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的角度大于90°，甚至被彈回，則A、C正確答案：AC8有關(guān)原子結(jié)構(gòu)，下列說(shuō)法正確的是

10、()A玻爾原子模型能很好地解釋氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律B盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型可以很好地解釋原子的穩(wěn)定性C盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)表明原子內(nèi)部存在帶負(fù)電的電子D盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)否定了湯姆孫關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的“西瓜模型”解析：玻爾提出的原子模型成功地說(shuō)明了原子的穩(wěn)定性和氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律；盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型不能解釋原子的穩(wěn)定性；盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)表明原子具有核式結(jié)構(gòu)，否定了湯姆孫關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的“西瓜模型”；湯姆孫在研究陰極射線時(shí)發(fā)現(xiàn)了電子故A、D正確，B、C錯(cuò)誤答案：AD9.(2015·東北三校二聯(lián))如圖所示，氫原子可在下列各能級(jí)間發(fā)生躍遷，設(shè)從n4到n1能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為1，從n4到n

11、2能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為2，從n2到n1能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為3，則下列關(guān)系式中正確的是()A13B32C32 DE.解析：已知從n4到n1能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為1，從n4到n2能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為2，從n2到n1能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為3，則1、2、3的關(guān)系為hhh，即，13，32，又hhh，即，則，即正確選項(xiàng)為A、B、E.答案：ABE三、非選擇題10(2015·高考江蘇卷)核電站利用原子核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)放出的巨大能量進(jìn)行發(fā)電，U是核電站常用的核燃料.U受一個(gè)中子轟擊后裂變成Ba和Kr兩部分，并產(chǎn)生_個(gè)中子要使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)生，裂變物質(zhì)的體積要_(選填“大于”或“小于”)它的臨界體

12、積解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可得，產(chǎn)生中子的數(shù)目為2351144893；只有大于臨界體積才能發(fā)生裂變答案：3大于11假設(shè)兩個(gè)氘核在一直線上相碰發(fā)生聚變反應(yīng)生成氦的同位素和中子，已知氘核的質(zhì)量是2.013 6 u，中子的質(zhì)量是1.008 7 u，氦核同位素的質(zhì)量是3.015 0 u.(1)聚變的核反應(yīng)方程是_，在聚變核反應(yīng)中釋放出的能量為_ MeV.(保留兩位有效數(shù)字)(2)若氚核和氦核發(fā)生聚變生成鋰核，反應(yīng)方程式為HHeLi，已知各核子比結(jié)合能分別為EH1.112 MeV、EHe7.075 MeV、ELi5.603 MeV，試求此核反應(yīng)過(guò)程中釋放的核能解析：(1)根據(jù)題中條件，可知核反應(yīng)方程式為HH

13、Hen.核反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損m2mH(mHemn)2×2.013 6 u(3.015 01.008 7)u3.5×103 u.由于1 u的質(zhì)量與931.5 MeV的能量相對(duì)應(yīng)，所以氘核聚變時(shí)放出的能量E3.5×103×931.5 MeV3.3 MeV.(2) H和He分解成7個(gè)核子所需的能量為E13×1.112 MeV4×7.075 MeV31.636 MeV，7個(gè)核子結(jié)合成Li，釋放的能量為E27×5.603 MeV39.221 MeV所以此核反應(yīng)過(guò)程中釋放的核能為EE2E139.221 MeV31.636 MeV7.585 MeV.答案：(1)HHHen3.3(2)7.585 MeV12一靜止的U核經(jīng)衰變成為Th核，釋放出的總動(dòng)能