高考物理一輪復習課時跟蹤檢測（四十四）原子結構與原子核（重點高中）

課時跟蹤檢測（四十四）原子結構與原子核(二)重點高中適用作業(yè)[A級——保分題目巧做快做]1．鈾核可以發(fā)生衰變和裂變，鈾核的()A．衰變和裂變都能自發(fā)發(fā)生B．衰變和裂變都不能自發(fā)發(fā)生C．衰變能自發(fā)發(fā)生而裂變不能自發(fā)發(fā)生D．衰變不能自發(fā)發(fā)生而裂變能自發(fā)發(fā)生解析：選C鈾是天然放射性元素，所以鈾核的衰變是能自發(fā)發(fā)生，而鈾核的裂變是人工實現(xiàn)的，是用中子轟擊鈾核實現(xiàn)的，所以鈾核的裂變不能自發(fā)發(fā)生，故A、B、D錯誤，C正確?！?.(2015·天津高考)物理學重視邏輯，崇尚理性，其理論總是建立在對事實觀察的基礎上。下列說法正確的是()A．天然放射現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部是有結構的B．電子的發(fā)現(xiàn)使人們認識到原子具有核式結構C．α粒子散射實驗的重要發(fā)現(xiàn)是電荷是量子化的D．密立根油滴實驗表明核外電子的軌道是不連續(xù)的解析：選A天然放射現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部是有結構的，人們認識原子核的復雜結構是從天然放射現(xiàn)象開始的，選項A正確。電子的發(fā)現(xiàn)說明了原子是可以分割的，是由更小的微粒組成的，選項B錯誤。由α粒子散射實驗建立了原子的核式結構模型，選項C錯誤。密立根油滴實驗說明物質所帶電荷量是量子化的，選項D錯誤。3.eq\o\al(232,90)Th經(jīng)過一系列α衰變和β衰變后變成eq\o\al(208,82)Pb，則eq\o\al(208,82)Pb比eq\o\al(232,90)Th少()A．16個中子，8個質子B．8個中子，16個質子C．24個中子，8個質子D．8個中子，24個質子解析：選Aeq\o\al(208,82)Pb比eq\o\al(232,90)Th質子數(shù)少(90－82)＝8個，核子數(shù)少(232－208)＝24個，所以中子數(shù)少(24－8)＝16個，故A正確；B、C、D錯誤。4.(2018·南昌十所省重點中學模擬)下列說法正確的是()A．光子像其他粒子一樣，不但具有能量，也具有動量B．比結合能越大，原子核越不穩(wěn)定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．原子核的質量大于組成它的核子的質量之和，這個現(xiàn)象叫做質量虧損解析：選A光子像其他粒子一樣，不但具有粒子性，而且也有波動性，則不但具有能量，也具有動量，故A正確；比結合能越大的原子核越穩(wěn)定，B錯誤；放射性元素的半衰期與外界因素沒有任何關系，只和本身性質有關，C錯誤；原子核的質量小于組成它的核子的質量之和，這個現(xiàn)象叫做質量虧損，故D錯誤。5.(2015·北京高考)下列核反應方程中，屬于α衰變的是()A.eq\o\al(14,)7N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,)8O＋eq\o\al(1,1)H B.eq\o\al(238,)92U→eq\o\al(234,)90Th＋eq\o\al(4,2)HeC.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n D.eq\o\al(234,)90Th→eq\o\al(234,)91Pa＋0－1e解析：選Bα衰變是放射性元素的原子核放出α粒子(eq\o\al(4,2)He)的核反應，選項B正確。6.(2018·泰安質檢)根據(jù)氫原子的能級圖，現(xiàn)讓一束單色光照射到大量處于基態(tài)(量子數(shù)n＝1)的氫原子上，受激的氫原子能自發(fā)地發(fā)出6種不同頻率的光，則照射氫原子的單色光的光子能量為()A．12.75eV B．13.06eVC．13.6eV D．0.85eV解析：選A受激的氫原子能自發(fā)地發(fā)出6種不同頻率的光，知躍遷到第4能級，則吸收的光子能量為ΔE＝－0.85eV＋13.6eV＝12.75eV，故A正確。7．(2016·江蘇高考)貝可勒爾在120年前首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，如今原子核的放射性在眾多領域中有著廣泛應用。下列屬于放射性衰變的是()A.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)eB.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,53)I＋eq\o\al(95,39)Y＋2eq\o\al(1,0)nC.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nD.eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n解析：選A放射性元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象叫天然放射現(xiàn)象。A選項為β衰變方程，B選項為重核裂變方程，C選項為輕核聚變方程，D選項為原子核的人工轉變方程，故A正確。8．[多選]14C發(fā)生放射性衰變?yōu)?4N，半衰期約為5700年。已知植物存活期間，其體內(nèi)14C與12C的比例不變；生命活動結束后，14C的比例持續(xù)減少?，F(xiàn)通過測量得知，某古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一。下列說法正確的是()A．該古木的年代距今約為5700年B．12C、13C、14C具有相同的中子數(shù)C．14C衰變?yōu)?4N的過程中放出β射線D．增加樣品測量環(huán)境的壓強將加速14C的衰變解析：選AC因古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一，則可知經(jīng)過的時間為一個半衰期，即該古木的年代距今約為5700年，選項A正確；12C、13C、14C具有相同的質子數(shù)，由于質量數(shù)不同，故中子數(shù)不同，選項B錯誤；根據(jù)核反應方程可知，14C衰變?yōu)?4N的過程中放出電子，即發(fā)出β射線，選項C正確；外界環(huán)境不影響放射性元素的半衰期，選項D錯誤。9．[多選]科學家使用核反應獲取氚，再利用氘和氚核反應獲得能量，核反應方程分別為：X＋Y→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(3,1)H＋4.9MeV和eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X＋17.6MeV，下列表述正確的有()A．X是中子B．Y的質子數(shù)是3，中子數(shù)是6C．兩個核反應都沒有質量虧損D．氘和氚的核反應是核聚變反應解析：選AD由eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X＋17.6MeV，根據(jù)反應前后質量數(shù)、電荷數(shù)守恒可知，X的質量數(shù)為1，電荷數(shù)為0，因此X是中子，故選項A正確；再由X＋Y→eq\o\al(4,1)He＋eq\o\al(1,1)H＋4.9MeV，根據(jù)反應前后質量數(shù)、電荷數(shù)守恒可知，Y的質量數(shù)為6，電荷數(shù)為3，即其質子數(shù)為3，中子數(shù)也為3，故選項B錯誤；由于兩個反應中都釋放了能量，因此根據(jù)愛因斯坦質能方程可知，兩個反應中都存在質量虧損，故選項C錯誤；根據(jù)核聚變反應的定義可知，氘和氚反應是核聚變反應，故選項D正確。10．不同色光的光子能量如下表所示：色光紅橙黃綠藍—靛紫光子能量范圍(eV)1.61～2．002.00～2．072.07～2．142.14～2．532.53～2．762.76～3．10氫原子部分能級的示意圖如圖所示。大量處于n＝4能級的氫原子，發(fā)射出的光的譜線在可見光范圍內(nèi)，其顏色分別為()A．紅、藍—靛 B．紅、紫C．橙、綠 D．藍—靛、紫解析：選A計算出各種光子能量然后和表格中數(shù)據(jù)進行對比，便可解決本題。氫原子處于第四能級，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—靛光。[B級——拔高題目穩(wěn)做準做]11．(2018·南昌十所省重點中學模擬)根據(jù)玻爾理論，氫原子的能級公式為En＝eq\f(A,n2)(n為能級，A為基態(tài)能量)，一個氫原子中的電子從n＝4的能級直接躍遷到基態(tài)，在此過程中()A．氫原子輻射一個能量為eq\f(15A,16)的光子B．氫原子輻射一個能量為－eq\f(15A,16)的光子C．氫原子輻射一系列頻率的光子，其中頻率最大的光子能量為eq\f(15A,16)D．氫原子輻射一系列頻率的光子，其中頻率最大的光子能量為－eq\f(15A,16)解析：選B根據(jù)玻爾理論，一個氫原子中的電子從n＝4的能級直接躍遷到基態(tài)，輻射一個光子的能量為ΔE＝E4－E1＝eq\f(A,42)－eq\f(A,12)＝－eq\f(15A,16)，選項B正確，A、C、D錯誤。12.(2018·哈爾濱六中模擬)靜止在勻強電場中的碳14原子核，某時刻放射的某種粒子與反沖核的初速度方向均與電場方向垂直，且經(jīng)過相等的時間后形成的軌跡如圖所示(a、b表示長度)。那么碳14的核反應方程可能是()A.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(10,4)Be B.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,1)e＋eq\o\al(14,5)BC.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(14,7)N D.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(12,5)B解析：選A設時間為t，則eq\f(\f(1,2)a1t2,v1t)＝2，eq\f(\f(1,2)a2t2,v2t)＝4，而a＝eq\f(qE,m)，故有eq\f(q1,m1v1)∶eq\f(q2,m2v2)＝1∶2，又因為動量守恒m1v1＝m2v2，故q1∶q2＝1∶2，故只有A正確?！?3.[多選]用中子(eq\o\al(2,0)n)轟擊鈾核(eq\o\al(235,92)U)產(chǎn)生裂變反應，會產(chǎn)生鋇核(eq\o\al(144,56)Ba)和氪核(eq\o\al(89,36)Kr)并釋放出中子(eq\o\al(1,0)n)，當達到某些條件時可發(fā)生鏈式反應。一個鈾核(eq\o\al(235,92)U)裂變時，釋放的能量約為200MeV(1eV＝1.6×10－19J)。以下說法正確的是()A.eq\o\al(235,92)U的裂變方程為eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋eq\o\al(1,0)nB.eq\o\al(235,92)U的裂變方程為eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)nC.eq\o\al(235,92)U發(fā)生鏈式反應的條件與鈾塊的體積有關D．一個eq\o\al(235,92)U裂變時，質量虧損約為3.6×10－28kg解析：選BC鈾核在裂變過程中需要中子的轟擊，產(chǎn)生鏈式反應，所以選項A錯誤，選項B正確。而鏈式反應在進行過程中，還需要鈾礦達到臨界體積才能維持鏈式反應持續(xù)不斷進行下去，所以選項C正確。根據(jù)釋放出來的核能，結合質能方程可知ΔE＝Δmc2，反應過程中，虧損質量為Δm＝eq\f(200×106×1.6×10－19,3×1082)kg＝1×10－28kg，選項D錯誤。14．[多選](2016·全國卷Ⅲ)一靜止的鋁原子核eq\o\al(27,13)Al俘獲一速度為1.0×107m/s的質子p后，變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核eq\o\al(28,14)Si*。下列說法正確的是()A．核反應方程為p＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(28,14)Si*B．核反應過程中系統(tǒng)動量守恒C．核反應過程中系統(tǒng)能量不守恒D．核反應前后核子數(shù)相等，所以生成物的質量等于反應物的質量之和E．硅原子核速度的數(shù)量級為105m/s，方向與質子初速度的方向一致解析：選ABE核反應過程中遵循質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，核反應方程為p＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(28,14)Si*，A正確。核反應過程中遵從動量守恒和能量守恒，B正確，C錯誤。核反應中發(fā)生質量虧損，生成物的質量小于反應物的質量之和，D錯誤。根據(jù)動量守恒定律有mpvp＝mSivSi，碰撞后硅原子核速度的數(shù)量級為105m/s，方向與質子初速度方向一致，E正確。15．(2017·北京高考)在磁感應強度為B的勻強磁場中，一個靜止的放射性原子核發(fā)生了一次α衰變。放射出的α粒子(eq\o\al(4,2)He)在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運動，其軌道半徑為R。以m、q分別表示α粒子的質量和電荷量。(1)放射性原子核用eq\o\al(A,Z)X表示，新核的元素符號用Y表示，寫出該α衰變的核反應方程。(2)α粒子的圓周運動可以等效成一個環(huán)形電流，求圓周運動的周期和環(huán)形電流大小。(3)設該衰變過程釋放的核能都轉化為α粒子和新核的動能，新核的質量為M，求衰變過程的質量虧損Δm。解析：(1)eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)He。(2)設α粒子的速度大小為v，由qvB＝meq\f(v2,R)，T＝eq\f(2πR,v)，得α粒子在磁場中運動周期T＝eq\f(2πm,qB)環(huán)形電流大小I＝eq\f(q,T)＝eq\f(q2B,