（江苏专版）2020版高考物理一轮复习 课时跟踪检测（三十九）原子结构与原子核（含解析）.doc

课时跟踪检测（三十九） 原子结构与原子核对点训练：原子的核式结构1.如图所示为卢瑟福的粒子散射实验的经典再现，用放射性元素发出的粒子轰击金箔，用显微镜观测在环形荧光屏上所产生的亮点，根据实验现象，下列分析正确的是()A在荧光屏上形成的亮点是由粒子在金箔上打出的电子产生的B原子核应该带负电C在荧光屏上观测到极少数的粒子发生了大角度的偏转D该实验中粒子由于和电子发生碰撞而发生了大角度的偏转解析：选C在荧光屏上形成的亮点是由粒子打在荧光屏上产生的，故A错误；原子核带正电，故B错误；当粒子穿过原子时，电子对粒子影响很小，影响粒子运动的主要是原子核，离核较远时，粒子受到的库仑斥力很小，运动方向改变量较小。只有当粒子与原子核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以粒子接近原子核的机会就很少，所以只有极少数粒子发生大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进，故C正确，D错误。2.如图为卢瑟福的粒子散射实验，、两条线表示实验中粒子运动的轨迹，则沿所示方向射向原子核的粒子可能的运动轨迹为()A轨迹aB轨迹bC轨迹c D轨迹d解析：选A卢瑟福通过粒子散射并由此提出了原子的核式结构模型，正电荷全部集中在原子核内，粒子带正电，同种电荷相互排斥，所以沿所示方向射向原子核的粒子可能的运动轨迹为a，因离原子核越近，受到的库仑斥力越强，则偏转程度越强，故A正确，B、C、D错误。3多选(2016天津高考)物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。下列说法符合事实的是()A赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论B查德威克用粒子轰击N获得反冲核O，发现了中子C贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构D卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型解析：选AC麦克斯韦曾提出光是电磁波，赫兹通过实验证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，选项A正确；查德威克用粒子轰击Be，获得反冲核6C，发现了中子，选项B错误；贝克勒尔发现了天然放射现象，说明原子核有复杂的结构，选项C正确；卢瑟福通过对粒子散射实验的研究，提出了原子核式结构模型，选项D错误。对点训练：原子能级跃迁规律4多选(2019南通一模)已知氢原子基态能量为13.6 eV，下列说法正确的是()A使n2能级的氢原子电离至少需要吸收3.4 eV的能量B氢原子由n3能级跃迁到n2能级，放出光子，能量增加C处于基态的氢原子吸收能量为10.2 eV的光子跃迁到n4激发态D大量处于n3激发态的氢原子会辐射出3种不同频率的光解析：选AD氢原子基态能量为13.6 eV，则n2能级的能量为E2 eV3.4 eV，因此要使处于n2能级的氢原子电离至少需要吸收3.4 eV的能量，故A正确；氢原子由n3能级跃迁到n2能级，放出光子，能量减少，故B错误；处于基态的氢原子吸收能量为10.2 eV的光子，能量变为E13.6 eV10.2 eV3.4 eV，因此会从n1能级跃迁到n2能级，故C错误；根据C3，可知，大量处于n3能级的氢原子跃迁时能辐射出3种不同频率的光子，故D正确。5.(2019苏北一模)如图所示为氢原子的能级图，莱曼线系是氢原子从n2,3,4,5，激发态跃迁到基态时辐射的光谱线系，辐射出光子的最小频率为_，该光子被某种金属吸收后，逸出的光电子最大初动能为Ek，则该金属的逸出功为_。(已知普朗克常量为h，氢原子处于基态时的能级为E1)解析：由激发态跃迁到基态的能级差越小，辐射出的光子能量越小，则从n2能级跃迁到n1能级辐射出的光子频率最小，E2E1Eminhmin，而E2，可得min；根据爱因斯坦的光电效应方程EkhminW0，可得W0E1Ek。答案：Ek6.(2018南京、盐城二模)如图是氢原子的能级示意图，已知基态氢原子能量为E1，普朗克常量为h，则氢原子从n2能级跃迁到n1能级时辐射出的光子的频率为_；若此光子恰好能使某金属发生光电效应，则当氢原子从n3能级跃迁到n1能级时放出的光子照到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为_。解析：根据玻尔理论，处于n2能级的能量为，当氢原子从能级n2跃迁到n1能级时，放出光子的频率为E1h，；根据玻尔理论，处于n3能级的能量为，当氢原子从能级n3跃迁到n1时，放出光子的能量为E1，照射到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为Ek。答案：7(2018泰州二模)氢原子能级图如图所示，大量处于n2能级的氢原子跃迁到基态，发射出的光照射光电管阴极K，测得遏止电压为7.91 V，则阴极K的逸出功W_eV；在氢原子巴尔末系(氢原子从n3能级直接跃迁到n2能级形成的谱线)中有_种频率的光照射该光电管不能发生光电效应。解析：由题意知，遏止电压为7.91 V，光电子的最大初动能为7.91 eV，光子的能量是(3.4 eV)(13.6 eV)10.2 eV，故阴极K的逸出功W010.2 eV7.91 eV2.29 eV；在氢原子巴尔末系中，从n3能级跃迁到n2能级释放光子的能量为(1.51 eV)(3.4 eV)1.89 eV，小于2.29 eV，从n4能级跃迁到n2能级释放光子的能量为(0.85 eV)(3.4 eV)2.55 eV，大于2.29 eV，故氢原子巴尔末系中只有1种频率的光照射该光电管不能发生光电效应。答案：2.291对点训练：原子核的衰变规律8多选目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些材料都不同程度地含有放射性元素。下列有关放射性元素的说法中正确的是()A射线与射线一样都是电磁波，但穿透本领远比射线弱B氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核C.U衰变成Pb要经过8次衰变和6次衰变D放射性元素发生衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的解析：选CD射线的实质是电子流，射线的实质是电磁波，射线的穿透本领比较强，故A项错误；半衰期对大量的原子核适用，对少量的原子核不适用，故B项错误；经过一次衰变，原子核的质量数不变，核电荷数增加1，经过一次衰变，原子核的质量数减少4，核电荷数减少2，则92822n1n2,2382064n1，衰变的次数n18，衰变的次数n26，故C项正确；发生衰变时，原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，故D项正确。9多选(2019徐州模拟)下列说法正确的是()A质量数越小的原子核，比结合能越大B粒子被加速后，其物质波的波长将变短C玻尔的能级和电子轨道不连续的观点，成功地解释了氢原子的光谱D某放射性元素的400个原子核中有200个发生衰变的时间为它的一个半衰期解析：选BC组成原子核的核子越多，它的结合能就越高，它的结合能与核子数之比，称做比结合能，所以质量数越小的原子核，比结合能不一定越大，故A错误；根据物质波的波长，则粒子被加速后，其物质波的波长将变短，故B正确；玻尔的能级和电子轨道不连续的观点，成功地解释了氢原子的光谱，故C正确；放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间叫半衰期，这是一个统计规律，对于大量的原子核才适用，对于少量原子核是不成立的，故D错误。10多选放射性元素钋(Po)发生衰变，其半衰期是138天，衰变方程为PoXHe，则下列说法中正确的是()AX原子核含有124个中子BX原子核含有206个核子C射线是由处于激发态的钋核从较高能级向较低能级跃迁时发出的D100 g的Po经276天，已衰变的质量为75 g解析：选ABD根据电荷数守恒和质量数守恒得，X的电荷数为82，质量数为206，则中子数为20682124，故A、B正确；衰变发出的放射线是伴随着衰变产生的，故C错误；根据mm0知100 g的Po经276天，已衰变的质量为75 g，故D正确。11能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一，核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设规模，核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因，提高罹患癌症的风险。已知钚的一种同位素Pu的半衰期为24 100年，其衰变方程为PuXHe。下列有关说法正确的是()AX原子核中含有92个中子B100个Pu经过24 100年后一定还剩余50个C由于衰变时释放巨大的能量，根据Emc2，衰变过程总质量增加D衰变发出的射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力解析：选D由方程式可计算X，原子核含质子92个，中子143个，故A项错误；放射性元素的衰变规律是统计规律，对大量的原子核衰变才有意义，100个原子核过少，不一定在半衰期后只剩余一半，故B项错误；衰变时释放巨大能量，即有能量损失，根据Emc2，应有质量损失，总质量减少，故C项错误；射线是光子流，穿透能力很强，能穿透几厘米厚的铅板，故D项正确。对点训练：核反应方程与核能计算12多选(2018南通三模)中微子是一种不带电、质量很小的粒子，早在1942年我国物理学家王淦昌首先提出证实中微子存在的实验方案。静止的铍核(Be)可能从很靠近它的核外电子中俘获一个电子(动能忽略不计)形成一个新核并放出中微子，新核处于激发态，放出光子后回到基态。通过测量新核和光子的能量，可间接证明中微子的存在。则()A产生的新核是锂核(Li)B反应过程吸收能量C中微子的动量与处于激发态新核的动量大小相等D中微子的动能与处于激发态新核的动能相等解析：选AC根据题意可知发生的核反应方程为：Be eLie，所以产生的新核是锂核，反应过程放出能量，故A正确，B错误；根据动量守恒可知中微子的动量与处于激发态新核的动量大小相等，方向相反，故C正确；因为质量不等，根据Ek，可知中微子的动能与处于激发态新核的动能不相等，故D错误。13多选(2018南京、盐城二模)放射性元素氡(Rn)的半衰期为T，氡核放出一个X粒子后变成钋核(Po)，设氡核、钋核和X粒子的质量分别为m1、m2、m3。下列说法正确的是()A该过程的核反应方程是RnPoHeB发生一次核反应释放的核能为(m2m3m1)c2C1 g氡经2T时间后，剩余氡原子的质量为0.5 gD钋核的比结合能比氡核的比结合能大解析：选AD根据核反应过程质量数守恒，电荷数守恒，该核反应方程是RnPoHe，故A正确；该核反应中亏损的质量转化为能量，故释放的核能为E(m1m2m3)c2，故B错误；1 g氡经2T时间后，剩余氡原子的质量为0.25 g，故C错误；从氡核衰变到钋核放出核能，所以钋核的比结合能比氡核的比结合能大，故D正确。14多选(2019苏锡常镇一模)下列四副图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是()A甲图中，原子核D和E聚变成原子核F要放出能量B乙图中，卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子C丙图中，原来有1 000个氡222，经过一个半衰期的时间，一定还剩下500个D丁图中，链式反应属于重核的裂变解析：选AD甲图中，原子核D和E聚变成原子核F有质量亏损要放出能量，选项A正确；乙图中，卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，确定了原子的核式结构理论，选项B错误；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量的原子核不适用，选项C错误；丁图中，链式反应属于重核的裂变，选项D正确。15正电子发射型计算机断层显像，是核医学领域比较先进的临床检查影像技术。放射性同位素在衰变过程中会释放出正电子，一个正电子遇到一个电子后发生湮灭，产生方向相反的一对光子。已知电子的质量为m，光速为c，则一对静止的正、负电子湮灭过程中产生的一个光子能量是_，湮灭的反应方程式为_。解析：由于光子无静止的质量，则电子对撞过程中的质量亏损为m2m02m。由爱因斯坦质能方程知电子对撞放出的能量为Emc22mc2，根据能量守恒得，每个光子的能量为mc2，根据质量数守恒与电荷数守恒写出湮灭的反应方程式为：ee2。答案：mc2ee216(2018南京三模)用速度为v的中子轰击静止的锂核(Li)，发生核反应后生成氚核和粒子，生成的氚核速度方向与中子的初速度方向相反，氚核与粒子的速度之比为78。已知中子的质量为m，质子的质量也可近似看作m，普朗克常量为h。(1)写出核反应方程；(2)该核反应中粒子对应的物质波的波长为多少？解析：(1)由题意可得，核反应方程为nLiHHe。(2)由动量守恒定律得mv3mv14mv2又v1v278解得v1v，v2v粒子对应的物质波的波长为。答案：(1)nLiHHe(2)