（新課標(biāo)）高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十四章 動(dòng)量 近代物理初步 第三節(jié) 原子結(jié)構(gòu)和原子核課時(shí)作業(yè).doc

原子結(jié)構(gòu)和原子核時(shí)間：45分鐘一、單項(xiàng)選擇題1下列關(guān)于原子和原子核的說法正確的是()a衰變現(xiàn)象說明電子是原子核的組成部分b玻爾理論的假設(shè)之一是原子能量的量子化c放射性元素的半衰期隨溫度的升高而變短d比結(jié)合能越小表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固解析：衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)所產(chǎn)生的，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；玻爾理論的基本假設(shè)是軌道、速度、能量都是量子化的，選項(xiàng)b正確；半衰期由原子核的內(nèi)部因素決定，跟元素的化學(xué)狀態(tài)、溫度、壓強(qiáng)等因素?zé)o關(guān)，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定，選項(xiàng)d錯(cuò)誤答案：b2如圖所示是某原子的能級(jí)圖，a、b、c為原子躍遷時(shí)所發(fā)出的三種波長的光在下列該原子光譜的各選項(xiàng)中，譜線從左向右的波長依次增大，則正確的是()解析：根據(jù)玻爾的原子躍遷公式hemen可知，兩個(gè)能級(jí)間的能量差值越大，輻射光的波長越短，從題圖中可以看出，能量差值最大的是e3e1，輻射光的波長a最短，能量差值最小的是e3e2，輻射光的波長b最長，所以譜線從左向右的波長依次增大的順序是a、c、b，c正確答案：c3氫原子由原子核和一個(gè)核外電子組成，電子繞原子核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；電子運(yùn)動(dòng)的半徑可以變化，且沿不同軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)原子具有的能量不同(原子的能量為電子的動(dòng)能與原子的電勢能之和)現(xiàn)有一氫原子吸收了一定的能量后其核外電子從半徑為r1的軌道躍遷到半徑為r2的軌道上若已知?dú)湓拥碾妱菽躤p(e為電子的電荷量)則()a核外電子的動(dòng)能增加了b核外電子的動(dòng)能減少了c氫原子吸收的能量等于d氫原子吸收的能量等于解析：本題結(jié)合能級(jí)躍遷、圓周運(yùn)動(dòng)考查能量守恒，意在考查考生的綜合分析能力電子在半徑為r1的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，由m得ek1，由ep得ep1，同理可得電子在半徑為r2的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能和電勢能分別為ek2，ep2，氫原子吸收能量后，軌道半徑增大，動(dòng)能減少，減少量為ek1ek2，選項(xiàng)a、b錯(cuò)誤；氫原子吸收的能量等于原子增加的能量，大小為(ek2ep2)(ek1ep1)，選項(xiàng)c正確，d錯(cuò)誤答案：c4一個(gè)氘核和一個(gè)氚核經(jīng)過反應(yīng)后生成一個(gè)氦核和一個(gè)中子，同時(shí)放出一個(gè)光子已知氘核、氚核、中子、氦核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3、m4，普朗克常量為h，真空中的光速為c.下列說法中正確的是()a這個(gè)反應(yīng)的核反應(yīng)方程是hhhenb這個(gè)反應(yīng)既不是聚變反應(yīng)也不是裂變反應(yīng)c輻射出的光子的能量e(m3m4m1m2)c2d輻射出的光子的波長解析：由電荷數(shù)守恒及質(zhì)量數(shù)守恒可知a正確此反應(yīng)是輕核聚變反應(yīng)，b錯(cuò)誤由質(zhì)能方程知此過程中釋放的核能為e(m1m2m3m4)c2，c錯(cuò)誤若此核能全部以光子的形式釋放時(shí)，由eh知光子的波長為，d錯(cuò)誤答案：a5一個(gè)電子(質(zhì)量為m，電量為e)和一個(gè)正電子(質(zhì)量為m，電量為e)，以相等的初動(dòng)能ek相向運(yùn)動(dòng)，并撞到了一起，發(fā)生“湮滅”，產(chǎn)生兩個(gè)頻率相同的光子，設(shè)產(chǎn)生光子的頻率為；若這兩個(gè)光子的能量都是h，動(dòng)量分別為p和p，下列關(guān)系中正確的是()ahmc2bhmc2，ppchmc2ek，ppdh(mc2ek)，pp解析：由能量守恒知2mc22ek2h，故hmc2ek，由動(dòng)量守恒知0pp，故pp，c正確，a、b、d錯(cuò)誤答案：c二、多項(xiàng)選擇題6設(shè)氫原子由n3的狀態(tài)向n2的狀態(tài)躍遷時(shí)放出能量為e、頻率為的光子則氫原子()a躍遷時(shí)可以放出或吸收能量為任意值的光子b由n2的狀態(tài)向n1的狀態(tài)躍遷時(shí)放出光子的能量大于ec由n3的狀態(tài)向n1的狀態(tài)躍遷時(shí)放出光子的能量等于6.4ed由n4的狀態(tài)向n3的狀態(tài)躍遷時(shí)放出光子的頻率大于解析：由玻爾理論知，ehe3e2，當(dāng)由n2的狀態(tài)向n1的狀態(tài)躍遷時(shí)，ee2e1e；由n3的狀態(tài)向n1的狀態(tài)躍遷時(shí)，ee3e16.4e；由n4的狀態(tài)向n3的狀態(tài)躍遷時(shí)，he4e3h，b、c正確答案：bc7下列說法正確的是()a核電站造成的污染遠(yuǎn)小于相等發(fā)電能力的火電站b原子反應(yīng)堆主要由原子燃料、慢化劑、冷卻系統(tǒng)和控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成c鈾塊的體積對產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)無影響d重核裂變釋放出大量的能量，產(chǎn)生明顯的質(zhì)量虧損，所以核子數(shù)減少e由于重核的核子平均質(zhì)量大于中等質(zhì)量核的核子平均質(zhì)量，所以重核裂變?yōu)橹械荣|(zhì)量的核時(shí)，要發(fā)生質(zhì)量虧損，放出核能解析：只要措施得當(dāng)，核電站造成的污染很小，a正確；原子反應(yīng)堆主要由原子燃料、慢化劑、冷卻系統(tǒng)和控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成，b正確；要引起鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，須使鈾塊體積超過臨界體積，c錯(cuò)誤；重核裂變的質(zhì)量虧損遠(yuǎn)小于一個(gè)核子的質(zhì)量，核子數(shù)不會(huì)減少，d錯(cuò)誤；重核裂變?yōu)橹械荣|(zhì)量的原子核時(shí)，由于核子平均質(zhì)量減小，發(fā)生質(zhì)量虧損，從而釋放出核能，e正確答案：abe8某半導(dǎo)體激光器發(fā)射波長為1.5106 m，功率為5.0103 w的連續(xù)激光已知可見光波長的數(shù)量級(jí)為107 m，普朗克常量h6.631034 js，該激光器發(fā)出的()a是紫外線b是紅外線c光子能量約為1.31018 jd光子數(shù)約為每秒3.81016個(gè)解析：由于激光波長大于可見光波長，故該激光器發(fā)出的是紅外線，b正確，a錯(cuò)誤；由e可得光子能量約為e1.31019 j，c錯(cuò)誤；光子數(shù)約為每秒為n3.81016個(gè)，d正確答案：bd三、非選擇題92011年3月11日日本福島核電站發(fā)生核泄漏事故，其中銫137(cs)對核輻射的影響大，其半衰期約為30年(1)請寫出銫137(cs)發(fā)生衰變的核反應(yīng)方程_已知53號(hào)元素是碘()，56號(hào)元素是鋇(ba)(2)若在該反應(yīng)過程中釋放的核能為e，則該反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為_(真空中的光速為c)(3)泄漏出的銫137要到約公元_年才會(huì)有87.5%的原子核發(fā)生衰變解析：(1)銫137(cs)發(fā)生衰變的核反應(yīng)方程為csbae.(2)由愛因斯坦的質(zhì)能方程得emc2可知，該反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為.(3)泄漏出的銫137有87.5%的原子核發(fā)生衰變，還剩12.5%，設(shè)衰變的時(shí)間為t，則，因半衰期30年，則t90年，即要到約公元2101年答案：(1)csbae(2)(3)210110已知?dú)湓踊鶓B(tài)的電子軌道半徑r10.531010 m，基態(tài)的能級(jí)值為e113.6 ev.(電子的質(zhì)量為9.11031 kg)(1)求電子在n1的軌道上運(yùn)動(dòng)形成的等效電流(2)有一群氫原子處于量子數(shù)n3的激發(fā)態(tài)，畫一能級(jí)圖，在圖上用箭頭標(biāo)明這些氫原子能發(fā)出哪幾條光譜線(3)計(jì)算這幾條光譜線中最長的波長解析：(1)電子繞核運(yùn)動(dòng)具有周期性，設(shè)運(yùn)轉(zhuǎn)周期為t，由牛頓第二定律和庫侖定律有km2r1又軌道上任一處，每一周期通過該處的電荷量為e，由電流的定義式得所求等效電流i聯(lián)立得i a1.05103 a.(2)由于這群氫原子的自發(fā)躍遷輻射，會(huì)得到三條光譜線，如圖所示(3)三條光譜線中波長最長的光子能量最小，發(fā)生躍遷的兩個(gè)能級(jí)的能量差最小，根據(jù)氫原子能級(jí)的分布規(guī)律可知，氫原子一定是從n3的能級(jí)躍遷到n2的能級(jí)，設(shè)波長為，由he3e2，得 m6.58107 m.答案：(1)1.05103 a(2)見解析(3)6.58107 m11一個(gè)靜止的鈾核u(原子質(zhì)量為232.037 2 u)放出一個(gè)粒子(原子質(zhì)量為4.002 6 u)后衰變成釷核th(原子質(zhì)量為228.028 7 u)已知原子質(zhì)量單位1 u1.671027 kg,1 u相當(dāng)于931 mev.(1)寫出核衰變反應(yīng)方程；(2)求該核衰變反應(yīng)中釋放出的核能；(3)假設(shè)反應(yīng)中釋放出的核能全部轉(zhuǎn)化為釷核和粒子的動(dòng)能，則釷核獲得的動(dòng)能有多大？解析：(1)uthhe.(2)該核衰變反應(yīng)