高考化學(xué) 第十五章量子論初步原子核(A卷)練習(xí)

1、第十五 章量子論初步原子核（A卷）一、本題共12小題，每小題4分，共48分，在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確，全部選對得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分.1.下列說法中正確的是()A.氫原子從較高的激發(fā)態(tài)躍遷到較低的激發(fā)態(tài)時，電子的動能增加，電勢能增加，原子的總能量增加B.射線是原子核發(fā)出的一種粒子流，它的電離能力在、三種射線中是最弱的C.原子核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損現(xiàn)象違背了能量守恒定律D.將放射性元素摻雜到其他穩(wěn)定元素中并大幅度降低其溫度，它的半衰期不發(fā)生改變解析：氫原子從較高的激發(fā)態(tài)躍遷到較低的激發(fā)態(tài)時，電子的動能增加，電勢能減小，原子總

2、能量減小,選項A錯；射線是原子核發(fā)出的一種粒子流，它的電離能力在、三種射線中是最強的，選項B錯；原子核反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損現(xiàn)象不違背能量守恒定律，選項C錯；半衰期是反映原子核自發(fā)衰變的物理量，半衰期不隨物質(zhì)所處的物理化學(xué)狀態(tài)而改變，選項D正確.答案：D2.有下列4個核反應(yīng)方程a、b、c、d四種粒子依次是（）A.B.C. D.解析：核反應(yīng)方程遵守質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒.答案：B3.月球上特有的能源材料總共大約有100萬噸，這是由于太陽風(fēng)帶動大量質(zhì)子打入月球表面的X粒子中，形成.月球表面的稀薄氣體內(nèi)，每立方厘米中有數(shù)個分子，收集這些，可以在月球上建立發(fā)電站.其中X粒子應(yīng)該為()A. B.4 C.3 D.

3、 解析：由核反應(yīng)方程的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X粒子為,故ABC錯誤，選項D正確.本題考查核反應(yīng)方程的知識，提取有用的物理信息，寫出核反應(yīng)方程，由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒求解.答案：D4.某原子核吸收一個中子后，生成一個新核和粒子，新核具有放射性，它經(jīng)過衰變后變?yōu)殒V24，由此可以判斷()A.A=27，Z=15B.A=27，Z=13C.A=28,Z=12D.A=27,Z=14解析：設(shè)新核為，根據(jù)題意有.則Z=12+(-1)=11,A=24+0=24,即新核為鈉24()，于是，可寫出核反應(yīng)方程.則Z=11+2-0=13，A=24+4-1=27，故選項B正確.答案：B5.靜止的氡核發(fā)生衰變成釙核時，粒子的

4、動能是E0，原子核因反沖而運動，它的動能是（）A. B. E0C. D.解析：因為由動量守恒定律4m0v0-218m0v=0反沖核的動能為E=（218m0）·（v0）2=m0而E0=·（4m0）v20=2m0 ，E=E0.答案：A6.A、B兩種放射性元素，原來都靜止在同一勻強磁場中，磁場方向如圖所示，其中一個放出粒子，另一個放出粒子，與粒子的運動方向跟磁場方向垂直，圖中a、b、c、d分別表示粒子，粒子以及兩個剩余核的運動軌跡（）A.a為粒子軌跡，c為粒子軌跡B.b為粒子軌跡，d為粒子軌跡C.b為粒子軌跡，c為粒子軌跡D.a為粒子軌跡，d為粒子軌跡解析：因為衰變過程中，放出的

5、粒子和反沖核有大小相等方向相反的動量，故其軌道一定外切，又由R=可知，軌道半徑大的為粒子，故b為粒子，同理可分析c為粒子，故正確選項為C.答案：C7.原子核的裂變和聚變都是人類利用原子核能的途徑，我國目前已建成了秦山和大亞灣兩座核電站.下面關(guān)于這兩座核電站的說法中正確的（）A.它們都是利用核裂變釋放的原子能B.它們都是利用核聚變釋放的原子能C.它們一座是利用核裂變釋放的原子能，另一座是利用核聚變釋放的原子能D.以上說法都不正確解析：核聚變需要幾百萬度的高溫條件，目前核電站都是應(yīng)用重核裂變釋放原子能.答案：A8.據(jù)新華社報道，由我國自行設(shè)計、研制的世界第一套全超導(dǎo)核聚變實驗裝置（又稱“人造太陽”

6、）已完成了首次工程調(diào)試.下列關(guān)于“人造太陽”的說法中正確的是()A.“人造太陽”的核反應(yīng)方程是B.“人造太陽”的核反應(yīng)方程是C.根據(jù)公式E=mc2可知，核燃料的質(zhì)量相同時，聚變反應(yīng)釋放的能量比裂變反應(yīng)大得多D.根據(jù)公式E=mc2可知，核燃料的質(zhì)量相同時，聚變反應(yīng)釋放的能量與裂變反應(yīng)釋放的能量相同解析：“人造太陽”是核聚變裝置，故A正確，B錯誤.由于聚變的燃料是輕核，裂變?nèi)剂鲜侵睾?，根?jù)原子量知同等質(zhì)量的聚變?nèi)剂媳攘炎內(nèi)剂习脑雍藬?shù)目多，故能產(chǎn)生更多能量，C正確，選AC.答案：AC9.如圖是氫原子的能級圖.若一群處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到n=2激發(fā)態(tài)時發(fā)射出的是紅光，則這群處于n=3激發(fā)

7、態(tài)的氫原子發(fā)生躍遷還可能發(fā)射出（）A.紅外線 B.紫外線C.射線 D.射線解析：從n=3激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到n=1激發(fā)態(tài)和n=2激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到n=1基態(tài)時，產(chǎn)生光子的能量都比紅光的大，所以選B,射線是原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的，射線是電子流，故CD錯.答案：B10.光子的能量為h，動量的大小為，如果一個靜止的放射性元素的原子核在發(fā)生衰變時只發(fā)出一個光子，則衰變后的原子核（）A.仍然靜止B.沿著與光子運動方向相同的方向運動C.沿著與光子運動方向相反的方向運動D.可能向任何方向運動解析：原子核原來靜止，動量為零，衰變后光子有動量，所以衰變后的原子核必有反向動量，否則動量不守恒，故選項A、B、D錯

8、誤，選項C正確.答案：C11.如圖所示，R是一種放射性物質(zhì)，虛線框內(nèi)的勻強磁場B，LL是一厚紙板，MM是熒光屏，實驗時，發(fā)現(xiàn)在熒光屏O、P兩處有亮斑，則此時磁場方向、到達O點的射線、到達P點的射線與實驗相符的有（）磁場方向到達點射線到達點射線豎直向上射線射線豎直向下射線射線垂直紙面向內(nèi)射線射線垂直紙面向外射線射線解析：本題考查、射線的帶電情況及貫穿本領(lǐng)，粒子能被厚紙板擋住，射線不帶電，所以到達O點的為射線，到達P點為射線；又因為射線向下偏，由左手定則，B垂直紙面向里，所以C選項正確.答案：C12.下列說法正確的是（）衰變?yōu)橐?jīng)過1次衰變和1次衰變衰變?yōu)橐?jīng)過1次衰變和1次衰變衰變?yōu)橐?jīng)過6次衰

9、變和4次衰變衰變?yōu)橐?jīng)過4次衰變和4次衰變A. B. C. D.解析：根據(jù)、衰變的規(guī)律知，說法和說法正確，即B選項正確.答案：B二、本題共5題，共72分，解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位.13.放射性物質(zhì)每分鐘衰變的次數(shù)跟尚未發(fā)生衰變的原子核數(shù)目成正比.利用計數(shù)器探測某放射源的半衰期，如果最初每分鐘平均計數(shù)100次，15d后，每分鐘平均計數(shù)為12.5次，那么，該放射源的半衰期是多少？解析：15d后剩下未衰變的原子核數(shù)目是衰變前原子核數(shù)目的，15d=3，=5d.答案：5d14.某一年，7顆人造衛(wèi)星同時接收到來自

10、遠方的中子星發(fā)射的光子，經(jīng)分析確認，1個負電子和1個正電子湮滅時放出2個頻率相同的光子.已知負電子、正電子的靜止質(zhì)量m0=9.1×10-31 kg，又已知靜止質(zhì)量為m0的粒子，其能量E和湮滅前的動量p滿足關(guān)系E2=c2p2+c4.式中c為光速，若負電子、正電子的動量為零，求：（1）寫出湮滅的核反應(yīng)方程式.（2）用動量的有關(guān)知識說明上述核反應(yīng)不可能只放出一個光子.（3）計算出光子的頻率.解析：（1）核反應(yīng)方程式為2.（2）若只放出一個光子，說明反應(yīng)后總動量不為零，而反應(yīng)前總動量為零，違反動量守恒定律，所以只放出一個光子是不可能的.（3）正、負電子湮滅前的動量為零，即c2p+項為零，可知

11、其對應(yīng)的能量為E=m0c2，光子的能量滿足E=h，由能量守恒有：m0c2+m0c2=2h，即得頻率為= =1.24×1020 Hz.答案：（1）（2）見解析（3）1.24×1020 Hz15.氫原子處于基態(tài)時，原子的能量為E1=-13.6eV，求：（1）若用一群動能為12.8 eV的電子去轟擊處于基態(tài)的一群氫原子，受激發(fā)的氫原子向低能級躍遷時，可能輻射的譜線條數(shù)是多少？（2）當(dāng)氫原子處于n=2的能量狀態(tài)時，核外電子具有的動能是多少？它的運轉(zhuǎn)所形成的等效電流是多少？解析：（1）設(shè)電子動能為Ek，要使基態(tài)氫原子被激發(fā)，即EkE1（-1）=E1（）整理，得n2（Ek+E1）E1即

12、n2（12.8-13.6）-13.6解之，得n4.12所以，處于基態(tài)的氫原子至多躍到n=4的能級上，輻射譜線條數(shù)=6條.（2）電子繞核運動所需向心力由庫侖力提供，則所以Ek= m = =3.396 2 eV又因為i=由知i=1.31×10-4 A答案：（1）6條（2）Ek=3.396 2 eV；1.31×10-4 A.16.用中子轟擊鋰核（）發(fā)生核反應(yīng)，生成氚核和粒子，并放出4.8 MeV的能量.（1）寫出核反應(yīng)方程.（2）求出質(zhì)量虧損.（3）若中子與鋰核是以等值反向的動量相碰，則氚核和粒子的動能之比是多少？（4）粒子的動能是多少？解析：（1）核反應(yīng)方程為（2）根據(jù)質(zhì)能方程

13、E=mc2有m= =0.0052u（3）當(dāng)中子與鋰核以等值反向的動量相碰時，由動量守恒定律得mv+mHvH=0則E:EH=mH:m=3:4（4）粒子的動能為E=（E+EH）=×4.8MeV=2.06 MeV答案：（1）（2）m=0.0052u（3）3:4（4）2.06 MeV17.太陽光垂直射到地面上時，地面上1 m2接受的太陽光的功率為1.4 kW,其中可見光部分約占45%.(1)假如認為可見光的波長約為0.55 m，日地間距離R=1.5×1011 m.普朗克恒量h=6.6×10-34J·s,估算太陽每秒輻射出的可見光光子數(shù)為多少？（2）若已知地球的半徑為6.4×106 m，估算地球接受的太陽光的總功率.解析:（1）設(shè)地面上垂直陽光的1 m2面積上每秒鐘接收的可見光光子數(shù)為n.則有P×45%=n·h解得n=2.0×1021個設(shè)想一個以太陽為球心，以日、地距離為半徑的大球包圍著太陽.大球面接受的光子數(shù)即等于太陽輻射的全部光子數(shù).則所求可見光光子數(shù)N=n·4R2=2.0×1021×4×3.14×(1.5×