(全國通用版)19版高考物理大一輪復(fù)習(xí)第十二章波粒二象性原子結(jié)構(gòu)與原子核課時(shí)達(dá)標(biāo)33原子結(jié)構(gòu)與原子核

PAGEPAGE3。。內(nèi)部文件，版權(quán)追溯內(nèi)部文件，版權(quán)追溯課時(shí)達(dá)標(biāo)第33講原子結(jié)構(gòu)與原子核[解密考綱]綜合考查氫原子能級(jí)的躍遷、放射性元素的衰變、半衰期、核反應(yīng)，以及質(zhì)能方程、核反應(yīng)方程的有關(guān)計(jì)算．1．在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，電子對(duì)α粒子運(yùn)動(dòng)的影響可以忽略．這是因?yàn)榕cα粒子相比，電子的(D)A．電量太小 B．速度太小C．體積太小 D．質(zhì)量太小解析α粒子是氦核，是電子電量的2倍，質(zhì)量是電子的7600倍，當(dāng)α粒子碰到電子時(shí)，就像子彈碰到塵埃一樣，故電子對(duì)α粒子運(yùn)動(dòng)的影響可以忽略是因?yàn)殡娮拥馁|(zhì)量相比α粒子太小，選項(xiàng)D項(xiàng)正確．2．氫原子能級(jí)示意圖如圖所示，不同色光的光子能量如下表所示．色光紅橙黃綠藍(lán)—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處于某激發(fā)態(tài)的氫原子，發(fā)射的光的譜線在可見光范圍內(nèi)僅有2條，其顏色分別為(A)A．紅、藍(lán)—靛 B．黃、綠C．紅、紫 D．藍(lán)—靛、紫解析如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第2能級(jí)，能夠發(fā)出10.2eV的光子，不屬于可見光；如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第3能級(jí)，能夠發(fā)出12.09eV、10.2eV、1.89eV的三種光子，只有1.89eV屬于可見光；如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第4能級(jí)，能夠發(fā)出12.75eV、12.09eV、10.2eV、2.55eV、1.89eV、0.66eV的6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(lán)—靛，故選項(xiàng)A正確．3．(多選)14C發(fā)生放射性衰變成為14N，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(dòng)結(jié)束后，14C的比例持續(xù)減少．現(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(AC)A．該古木的年代距今約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(qiáng)將加速14C的衰變解析由古木中的14C是現(xiàn)代植物中的二分之一知，14C經(jīng)過了一個(gè)半衰期，距今5700年，選項(xiàng)A正確；C的同位素質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；14C衰變成14N是β衰變，選項(xiàng)C正確；改變環(huán)境的壓強(qiáng)不會(huì)改變14C的半衰期，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．4．(多選)鈾核裂變是核電站核能的重要來源，其一種裂變反應(yīng)式是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)n.下列說法正確的有(AC)A．上述裂變反應(yīng)中伴隨著中子放出B．鈾塊體積對(duì)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的發(fā)生無影響C．鈾核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可人工控制D．鈾核的半衰期會(huì)受到環(huán)境溫度的影響解析根據(jù)裂變反應(yīng)的規(guī)律和影響半衰期的因素解決問題．裂變反應(yīng)式中的eq\o\al(1,0)n為中子，鈾塊體積大于臨界體積，才能產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，且鈾核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可控的，選項(xiàng)A、C正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；放射性元素的半衰期不受外界壓強(qiáng)、溫度的影響，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．5．某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的兩個(gè)核反應(yīng)方程為eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(12,6)C→eq\o\al(13,7)N＋Q1、eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(15,7)N→eq\o\al(12,6)C＋X＋Q2，Q1、Q2表示釋放的能量，相關(guān)的原子核質(zhì)量見下表：原子核eq\o\al(1,1)Heq\o\al(3,2)Heeq\o\al(4,2)Heeq\o\al(12,6)Ceq\o\al(13,7)Neq\o\al(15,7)N質(zhì)量/u1.00783.01604.002612.000013.005715.0001以下推斷正確的是(B)A．X是eq\o\al(3,2)He，Q2＞Q1 B．X是eq\o\al(4,2)He，Q2＞Q1C．X是eq\o\al(3,2)He，Q2＜Q1 D．X是eq\o\al(4,2)He，Q2＜Q1解析由核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒可確定X是α粒子．兩個(gè)核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損分別為Δm1＝(1.0078＋12.0000－13.0057)u＝0.0021u，Δm2＝(1.0078＋15.0001－12.0000－4.0026)u＝0.0053u，結(jié)合愛因斯坦質(zhì)能方程Q＝Δmc2知Q1＜Q2，故選項(xiàng)B正確．6．放射性元素氡(eq\o\al(222,86)Rn)經(jīng)α衰變成為釙(eq\o\al(218,84)Po)，半衰期約為3.8天；但勘測表明，經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代后，目前地殼中仍存在天然的含有放射性元素eq\o\al(222,86)Rn的礦石，其原因是(A)A．目前地殼中的eq\o\al(222,86)Rn主要來自于其他放射性元素的衰變B．在地球形成的初期，地殼中元素eq\o\al(222,86)Rn的含量足夠高C．當(dāng)衰變產(chǎn)物eq\o\al(218,84)Po積累到一定量以后，eq\o\al(218,84)Po的增加會(huì)減慢eq\o\al(222,86)Rn的衰變進(jìn)程D．eq\o\al(222,86)Rn主要存在于地球深處的礦石中，溫度和壓力改變了它的半衰期A．在圖中A、B兩位置分別進(jìn)行觀察，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)一樣多B．在圖中的B位置進(jìn)行觀察，屏上觀察不到任何閃光C．盧瑟福選用不同金屬箔片作為α粒子散射的靶，觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相似D．α粒子發(fā)生散射的主要原因是α粒子撞擊到金箔原子后產(chǎn)生的反彈解析α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：絕大多數(shù)α粒子沿原方向前進(jìn)，少數(shù)α粒子有大角度散射．所以A處觀察到的粒子多，B處觀察到的粒子少，所以選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；α粒子發(fā)生散射的主要原因是受到原子核庫侖斥力的作用，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤、C正確．10．關(guān)于巴耳末公式eq\f(1,λ)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))的理解，下列說法正確的是(C)A．所有氫原子光譜的波長都可由巴耳末公式求出B．公式中n可取任意值，故氫原子光譜是連續(xù)譜C．公式中n只能取不小于3的整數(shù)值，故氫原子光譜是線狀譜D．公式不但適用于氫原子光譜的分析，也適用于其他原子光譜的分析解析巴耳末公式是經(jīng)驗(yàn)公式，只適用于氫原子光譜，公式中n只能取n≥3的整數(shù)，故選項(xiàng)C正確．11．太陽的光譜中有許多暗線，它們對(duì)應(yīng)著某些元素的特征譜線，產(chǎn)生這些暗線是由于(C)A．太陽表面大氣層中缺少相應(yīng)的元素B．太陽內(nèi)部缺少相應(yīng)的元素C．太陽表面大氣層中存在著相應(yīng)的元素D．太陽內(nèi)部存在著相應(yīng)的元素解析吸收光譜的暗線是連續(xù)光譜中某些波長的光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的，太陽光的吸收光譜是太陽內(nèi)部發(fā)出的強(qiáng)光經(jīng)較低溫度的太陽大氣層時(shí)，某些波長的光被太陽大氣層中的元素吸收而產(chǎn)生的．故選項(xiàng)C正確．12．一個(gè)原子核eq\o\al(a,b)X進(jìn)行一次α衰變后成為原子核eq\o\al(c,d)Y，然后又進(jìn)行一次β衰變，成為原子核eq\o\al(f,g)Z：eq\o\al(a,b)X→eq\o\al(c,d)Y→eq\o\al(f,g)Z，它們的質(zhì)量數(shù)a、c、f及電荷數(shù)b、d、g之間應(yīng)有的關(guān)系中不正確的是(C)A．a(chǎn)＝f＋4 B．c＝fC．d＝g＋1 D．b＝g＋1解析根據(jù)α衰變(反應(yīng)方程eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)He)和β衰變(反應(yīng)方程eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A,Z＋1)Y＋eq\o\al(0,－1)e)的規(guī)律，推出a＝c＋4，c＝f，d＝b－2，代入g＝d＋1得到g＝b－2＋1＝b－1，所以b＝g＋1.故選項(xiàng)C錯(cuò)誤．13．(2017·上海奉賢一模)2011年某國核電站發(fā)生核泄漏事故，其中銫137(eq\o\al(137,55)Cs)對(duì)核輻射的影響最大，其半衰期約為30年．(1)請(qǐng)寫出銫137(eq\o\al(137,55)Cs)發(fā)生β衰變的核反應(yīng)方程__eq\o\al(137,55)Cs→eq\o\al(137,56)Ba＋eq\o\al(0,－1)e__[已知53號(hào)元素是碘(I)，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)過程中質(zhì)量虧損為_eq\f(E,c2)__(真空中的光速為c)．(3)泄漏出的銫137約要到公元__2101__年才會(huì)有87.5%的原子核發(fā)生衰變．解析(1)發(fā)生β衰變的核反應(yīng)方程eq\o\al(137,55)Cs→eq\o\al(137,56)Ba＋eq\o\al(0,－1)e，(2)根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程知Δm＝eq\f(E,c2)；(3)由半衰期公式N余＝N0×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(t,τ)知，經(jīng)歷了3個(gè)半衰期，即90年，剩余eq\f(1,8)的原子核沒衰變，所以要到公元2101年才會(huì)有87.5%的原子核發(fā)生衰變．14．用人工方法得到放射性同位素，這是一個(gè)很重要的發(fā)現(xiàn)．天然放射性同位素只不過40幾種，而今天人工制造的放射性同位素已達(dá)1000多種，每種元素都有放射性同位素．放射性同位素在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生和科學(xué)研究的許多方面得到了廣泛的應(yīng)用．(1)帶電的驗(yàn)電器在放射線照射下電荷會(huì)很快消失．其原因是(B)A．射線的貫穿作用 B．射線的電離作用C．射線的物理、化學(xué)作用 D．以上三個(gè)選項(xiàng)都不是(2)如圖是工廠利用放射線自動(dòng)控制鋁板厚度的裝置示意圖．如工廠生產(chǎn)的厚度為1mm的鋁板，在α、β、γ三種射線中，你認(rèn)為對(duì)鋁板的厚度起主要作用的是__β__射線．(3)在我國首先用人工方法合成牛胰島素時(shí)，需要證明人工合成的牛胰島素結(jié)晶跟天然牛胰島素的結(jié)晶是同一種物質(zhì)，為此曾采用放射性同位素14C作__示蹤原子__．解析(1)因放射線的電離作用，空氣中與驗(yàn)電器所帶電荷電性相反的離子與之中和，從而使驗(yàn)電器所帶電荷消失，選項(xiàng)B正確．(2)α射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)弱，不能穿透厚度為1mm的鋁板，因而探測器不能探測，γ射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)極強(qiáng)，穿透1mm厚的鋁板和幾毫米厚的鋁板后打在探測器上很難分辨，β射線也能夠穿透1mm甚至幾毫米厚的鋁板，但厚度不同，穿透后β射線的強(qiáng)度明顯不同，探測器容易分辨．(3)放射性同位素的原子摻到其他物質(zhì)中去，讓它們一起運(yùn)動(dòng)、遷移，再用放射性探測儀器進(jìn)行追蹤，就可以知道放射性原子通過什么路徑，運(yùn)動(dòng)到哪里，是怎樣分布的，從而可以了解某些不容易察明的情況或規(guī)律，人們把作這種用途的放射性同位素叫做示蹤原子．15．一靜止原子核發(fā)生α衰變，生成一α粒子及一新核．α粒子垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，其運(yùn)動(dòng)軌跡是半徑為R的圓．已知α粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，新核的質(zhì)量為M，光在真空中的速度大小為c.求衰變前原子核的質(zhì)量．解析設(shè)衰變產(chǎn)生的α粒子的速度大小為v.由洛倫茲力公式和牛頓第二