課時(shí)跟蹤檢測(cè)(三十九)　原子結(jié)構(gòu)　原子核

1、第7頁(yè) 共7頁(yè)課時(shí)跟蹤檢測(cè)(三十九)原子結(jié)構(gòu)原子核1(2020天津等級(jí)考)在物理學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中，人們通過(guò)對(duì)某些重要物理實(shí)驗(yàn)的深入觀察和研究，獲得正確的理論認(rèn)識(shí)。下列圖示的實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)原子具有核式結(jié)構(gòu)的是()解析：選D發(fā)現(xiàn)原子具有核式結(jié)構(gòu)的是盧瑟福的粒子轟擊金箔發(fā)生散射的實(shí)驗(yàn)，選項(xiàng)D正確。2如圖所示，放射性元素鐳衰變過(guò)程中釋放出、三種射線，分別進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，下列說(shuō)法正確的是()A表示射線，表示射線B表示射線，表示射線C表示射線，表示射線D表示射線，表示射線解析：選C射線為電磁波，在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中均不偏轉(zhuǎn)，故和表示射線，A、B、D項(xiàng)錯(cuò)誤；射線中的粒子為氦的原子核，帶正電，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，

2、沿電場(chǎng)方向偏轉(zhuǎn)，故表示射線，由左手定則可知在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中射線向左偏，故表示射線，C項(xiàng)正確。3(多選)圖中有四幅圖片，涉及有關(guān)物理學(xué)發(fā)展歷史的四個(gè)重大發(fā)現(xiàn)，則下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A甲圖片與居里夫人有關(guān)B乙圖片所反映的現(xiàn)象是貝克勒爾最先發(fā)現(xiàn)的C丙圖片是法拉第研究陰極射線并發(fā)現(xiàn)電子的裝置D丁圖片與愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程有關(guān)解析：選BD結(jié)合教材史料，應(yīng)用物理規(guī)律。甲圖為倫琴發(fā)現(xiàn)X射線后，照射的倫琴夫人手的照片，與居里夫人無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；乙圖中反映的天然放射性現(xiàn)象是貝克勒爾最先發(fā)現(xiàn)的，故選項(xiàng)B正確；丙圖的現(xiàn)象是法拉第研究電磁感應(yīng)規(guī)律時(shí)的裝置，與陰極射線及電子的發(fā)現(xiàn)無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；原子彈的能量來(lái)源于

3、核能，與愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程Emc2有關(guān)，故選項(xiàng)D正確。4.氫原子的能級(jí)示意圖如圖所示。當(dāng)氫原子從n4能級(jí)躍遷到n3能級(jí)時(shí)，輻射出光子a；從n3能級(jí)躍遷到n2能級(jí)時(shí)，輻射出光子b。以下判斷正確的是()A在真空中光子a的波長(zhǎng)大于光子b的波長(zhǎng)B光子b可使氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)C光子a可能使處于n4能級(jí)的氫原子電離D大量處于n3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多輻射2種不同譜線解析：選A氫原子從n4能級(jí)躍遷到n3能級(jí)的能級(jí)差小于從n3能級(jí)躍遷到n2能級(jí)時(shí)的能級(jí)差，根據(jù)EmEnh知，光子a的能量小于光子b的能量，所以光子a的頻率小于光子b的頻率，光子a的波長(zhǎng)大于光子b的波長(zhǎng)，故A正確；光子b的能量小于基態(tài)

4、與任一激發(fā)態(tài)的能級(jí)差，所以不能被基態(tài)的原子吸收，故B錯(cuò)誤；根據(jù)EmEnh，可求光子a的能量小于n4能級(jí)氫原子的電離能，所以不能使處于n4能級(jí)的氫原子電離，C錯(cuò)誤；大量處于n3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多輻射3種不同譜線，故D錯(cuò)誤。5.(2020四川綿陽(yáng)市模擬)氫原子的能級(jí)圖如圖所示，一個(gè)處于n3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷，下列說(shuō)法正確的是()A氫原子可能發(fā)出3種不同頻率的光子B已知鉀的逸出功為2.22 eV，則氫原子從n3能級(jí)躍遷到n2能級(jí)釋放的光子可以從金屬鉀的表面打出光電子C氫原子從n2能級(jí)躍遷到n1能級(jí)釋放的光子能量最小D氫原子由n3能級(jí)躍遷到n1能級(jí)時(shí)，輻射出的光的頻率最高，波長(zhǎng)最短解

5、析：選D一個(gè)處于n3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷，最多可輻射出兩種頻率的光子，即32，21，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；氫原子從n3能級(jí)躍遷到n2能級(jí)釋放的光子能量為E32 1.51 eV(3.40 eV)1.89 eV2.22 eV，故不能從金屬鉀的表面打出光電子，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；氫原子從n3能級(jí)躍遷到n2能級(jí)，能級(jí)差最小，釋放的光子能量最小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；氫原子由n3能級(jí)躍遷到n1能級(jí)時(shí)，能級(jí)差最大，輻射出的光的頻率最高，波長(zhǎng)最短，故D正確。6(多選)(2019天津高考)我國(guó)核聚變反應(yīng)研究大科學(xué)裝置“人造太陽(yáng)”2018年獲得重大突破，等離子體中心電子溫度首次達(dá)到1億攝氏度，為人類開(kāi)發(fā)利用核聚變能源奠定了重要的技術(shù)基

6、礎(chǔ)。下列關(guān)于聚變的說(shuō)法正確的是()A核聚變比核裂變更為安全、清潔B任何兩個(gè)原子核都可以發(fā)生聚變C兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，總質(zhì)量較聚變前增加D兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，核子的比結(jié)合能增加解析：選AD核聚變沒(méi)有放射性污染，安全、清潔，A對(duì)。只有原子序數(shù)小的“輕”核才能發(fā)生聚變，B錯(cuò)。輕核聚變成質(zhì)量較大的原子核，核子的比結(jié)合能增加，總質(zhì)量減小，C錯(cuò)，D對(duì)。7(2019全國(guó)卷)太陽(yáng)內(nèi)部核反應(yīng)的主要模式之一是質(zhì)子質(zhì)子循環(huán)，循環(huán)的結(jié)果可表示為4eq oal(1,1)Heq oal(4,2)He2eq oal(0,1)e2。已知eq oal(1,1)H和eq oal(4,2)He的質(zhì)量分別為mp1.0

7、07 8 u和m4.002 6 u，1 u931 MeV/c2，c為光速。在4個(gè)eq oal(1,1)H轉(zhuǎn)變成1個(gè)eq oal(4,2)He的過(guò)程中，釋放的能量約為()A8 MeVB16 MeVC26 MeV D52 MeV解析：選C因電子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于質(zhì)子的質(zhì)量，計(jì)算中可忽略不計(jì)。質(zhì)量虧損m4mpm，由質(zhì)能方程得Emc2(41.007 84.002 6)931 MeV26.6 MeV，選項(xiàng)C正確。8大科學(xué)工程“人造太陽(yáng)”主要是將氘核聚變反應(yīng)釋放的能量用來(lái)發(fā)電。氘核聚變反應(yīng)方程是：eq oal(2,1)Heq oal(2,1)Heq oal(3,2)Heeq oal(1,0)n。已知eq oal

8、(2,1)H的質(zhì)量為2.013 6 u，eq oal(3,2)He的質(zhì)量為3.015 0 u，eq oal(1,0)n的質(zhì)量為1.008 7 u,1 u931 MeV/c2。氘核聚變反應(yīng)中釋放的核能約為()A3.7 MeV B3.3 MeVC2.7 MeV D0.93 MeV解析：選B氘核聚變反應(yīng)的質(zhì)量虧損為m22.013 6 u(3.015 0 u1.008 7 u)0.003 5 u，釋放的核能為Emc20.003 5931 MeV3.3 MeV，選項(xiàng)B正確。9HeNe激光器產(chǎn)生的波長(zhǎng)為6.33107 m的譜線是Ne原子從能量較高的激發(fā)態(tài)能級(jí)(用E1表示)向能量較低的激發(fā)態(tài)能級(jí)(用E2表示

9、)躍遷時(shí)發(fā)生的；波長(zhǎng)為3.39106 m的譜線是Ne原子從能級(jí)E1向能量較低的激發(fā)態(tài)能級(jí)(用E3表示)躍遷時(shí)發(fā)生的。已知普朗克常量h與光速c的乘積hc1.24106 meV。由此可知Ne的激發(fā)態(tài)能級(jí)E3與E2A1.6 eV B2.6 eVC3.6 eV D4.0 eV解析：選A根據(jù)公式EmEnh eq f(c,) ，則有E1E2h eq f(c,1) ，E1E3h eq f(c,2) ；則有EE3E2h eq f(c,1) h eq f(c,2) 。代入數(shù)據(jù)，解得E1.24106 eq blc(rc)(avs4alco1(f(1,6.33107)f(1,3.39106)eV) 1.6 eV，故

10、A正確，B、C、D錯(cuò)誤。10(多選)(2020北京海淀區(qū)模擬)釷eq oal(234, 90)Th具有放射性，它能放出一個(gè)新的粒子而變?yōu)殓heq oal(234, 91)Pa，同時(shí)伴隨有射線產(chǎn)生，其方程為eq oal(234, 90)Theq oal(234, 91)PaX，釷的半衰期為24天。則下列說(shuō)法正確的是()AX為質(zhì)子BX是釷核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的C射線是鏷原子核放出的D1 g釷eq oal(234, 90)Th經(jīng)過(guò)120天后還剩0.312 5 g解析：選BC根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒知，釷核衰變過(guò)程中放出了一個(gè)電子，即X為電子，故A錯(cuò)誤；發(fā)生衰變時(shí)釋放的電子是由核內(nèi)一個(gè)中子轉(zhuǎn)

11、化成一個(gè)質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的，故B正確；射線是鏷原子核放出的，故C正確；釷的半衰期為24天，1 g釷eq oal(234, 90)Th經(jīng)過(guò)120天即經(jīng)過(guò)5個(gè)半衰期，故經(jīng)過(guò)120天后還剩0.031 25 g，故D錯(cuò)誤。11某核電站遭受嚴(yán)重破壞，產(chǎn)生了嚴(yán)重的核泄漏，從核電站周圍一定范圍內(nèi)的空氣中和核電站排出的廢水中分別檢測(cè)出了放射性物質(zhì)碘131和钚239，嚴(yán)重危及了人們的生命安全。已知該核電站采用的是重水反應(yīng)堆，用eq oal(238, 92)U(鈾)吸收中子后生成eq oal(239, 94)Pu(钚)，碘131的半衰期為8天，下列說(shuō)法正確的是()A排出的廢水中的钚239是鈾核裂變的生成物B若eq oa

12、l(238, 92)U吸收中子后變成eq oal(239, 92)U，eq oal(239, 92)U很不穩(wěn)定，則經(jīng)過(guò)2次衰變后變成eq oal(239, 94)PuC核電站的核廢料可直接堆放在露天垃圾場(chǎng)D碘131的半衰期只有8天，因此16天后會(huì)全部消失解析：選B裂變是重核生成幾個(gè)中等質(zhì)量原子核的過(guò)程，鈾238的質(zhì)量數(shù)比钚239的小，因此钚不是鈾核裂變的生成物，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；發(fā)生衰變時(shí)質(zhì)量數(shù)不發(fā)生改變，根據(jù)電荷數(shù)守恒可知eq oal(239, 92)U發(fā)生2次衰變后變成eq oal(239, 94)Pu，選項(xiàng)B正確；核電站的核廢料中具有很多的放射性物質(zhì)，不可以直接堆在露天垃圾場(chǎng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；碘1

13、31的半衰期是8天，它是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，大量的碘131在8天后會(huì)剩一半，16天后會(huì)剩四分之一，因此選項(xiàng)D錯(cuò)誤。12現(xiàn)有兩動(dòng)能均為E00.35 MeV的eq oal(2,1)H在一條直線上相向運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)eq oal(2,1)H發(fā)生對(duì)撞后能發(fā)生核反應(yīng)，得到eq oal(3,2)He和新粒子，且在核反應(yīng)過(guò)程中釋放的能量完全轉(zhuǎn)化為eq oal(3,2)He和新粒子的動(dòng)能。已知eq oal(2,1)H的質(zhì)量為2.014 1 u，eq oal(3,2)He的質(zhì)量為3.016 0 u，新粒子的質(zhì)量為1.008 7 u，核反應(yīng)時(shí)質(zhì)量虧損1 u釋放的核能約為931 MeV(如果涉及計(jì)算，結(jié)果保留整數(shù))。則下列說(shuō)法

14、正確的是()A核反應(yīng)方程為eq oal(2,1)Heq oal(2,1)Heq oal(3,2)Heeq oal(1,1)HB核反應(yīng)前后不滿足能量守恒定律C新粒子的動(dòng)能約為3 MeVD.eq oal(3,2)He的動(dòng)能約為4 MeV解析：選C由核反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知eq oal(2,1)Heq oal(2,1)Heq oal(3,2)Heeq oal(1,0)n，則新粒子為中子eq oal(1,0)n，所以A錯(cuò)誤；核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量虧損，釋放能量，虧損的質(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰?，仍然滿足能量守恒定律，B錯(cuò)誤；由題意可知E(2.014 1 u23.016 0 u1.008 7 u)931 Me

15、V/u3.3 MeV，根據(jù)核反應(yīng)中系統(tǒng)的能量守恒有EkHeEkn2E0E，根據(jù)核反應(yīng)中系統(tǒng)的動(dòng)量守恒有pHepn0，由Ekeq f(p2,2m)，可知eq f(EkHe,Ekn)eq f(mn,mHe)，解得EkHeeq f(mn,mnmHe)(2E0E)1 MeV，Ekneq f(mHe,mnmHe)(2E0E)3 MeV，所以C正確，D錯(cuò)誤。13在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)原來(lái)靜止的原子核，由于放出一個(gè)粒子，結(jié)果得到一張兩個(gè)相切圓的徑跡照片(如圖所示)，今測(cè)得兩個(gè)相切圓半徑之比r1r2144。則(1)圖中哪一個(gè)圓是粒子的徑跡？(說(shuō)明理由)(2)這個(gè)原子核原來(lái)所含的質(zhì)子數(shù)是多少？解析：(1)因?yàn)閯?dòng)量守

16、恒，所以軌道半徑與粒子的電荷量成反比，所以圓軌道2是粒子的徑跡，圓軌道1是新生核的徑跡，兩者電性相同，運(yùn)動(dòng)方向相反。(2)設(shè)衰變后新生核的電荷量為q1，粒子的電荷量為q22e，它們的質(zhì)量分別為m1和m2，衰變后的速度分別為v1和v2，所以原來(lái)原子核的電荷量qq1q2。根據(jù)軌道半徑公式有eq f(r1,r2)eq f(f(m1v1,Bq1),f(m2v2,Bq2)eq f(m1v1q2,m2v2q1)，又由于衰變過(guò)程中遵循動(dòng)量守恒定律，則m1v1m2v2，以上三式聯(lián)立解得q90e。即這個(gè)原子核原來(lái)所含的質(zhì)子數(shù)為90。答案：(1)圓軌道2是粒子的徑跡，理由見(jiàn)解析(2)9014(2020深圳模擬)某些建筑材料可產(chǎn)生放射性氣體氡，氡可以發(fā)生或衰變，如果人長(zhǎng)期生活在氡濃度過(guò)高的環(huán)境中，那么，氡經(jīng)過(guò)人的呼吸道沉積在肺部，并放出大量的射線，從而危害人體健康。原來(lái)靜止的氡核(eq oal(222, 86)Rn)發(fā)生一次衰變生成新核釙(Po)，并放出一個(gè)能量為E00.09 MeV的光子。已知放出的粒子動(dòng)能為E5.55 MeV。忽略放出光子的動(dòng)量，但考慮其能量。1 u931.5 MeV/c2。(1)寫出衰變的核反應(yīng)方程；(2)衰變過(guò)程中總的質(zhì)量虧損為多少？(保留3位有效數(shù)字)。解析：(1)衰變方程為eq oal(222, 86)Rneq oal(218, 84)Poeq oa