高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時作業(yè)43 原子和原子核（含解析）-人教版高三物理試題

課時作業(yè)(四十三)原子和原子核[雙基鞏固練]1．(2019·江西七校聯(lián)考)(多選)盧瑟福通過對α粒子散射實驗結(jié)果的分析，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)，所依據(jù)的實驗事實是()A．α射線速度很大，約為光速的十分之一B．α射線有很強的電離能力C．絕大多數(shù)α粒子幾乎不偏轉(zhuǎn)D．極少數(shù)α粒子發(fā)生了超90°大角度偏轉(zhuǎn)CD[盧瑟福根據(jù)α粒子散射實驗現(xiàn)象提出了原子具有核式結(jié)構(gòu)．此實驗中，由于絕大多數(shù)α粒子幾乎不偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，說明原子的全部正電荷和幾乎所有質(zhì)量集中在原子中央很小的體積內(nèi)，即原子核，這是原子的核結(jié)構(gòu)模型的內(nèi)容，故A、B錯誤，C、D正確．]2．(2019·廣西桂林、賀州聯(lián)考)下列關(guān)于核反應(yīng)的說法正確的是()A．eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He是鈾核的裂變反應(yīng)B．eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n是核聚變反應(yīng)C．核反應(yīng)eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋X中的X是質(zhì)子D．盧瑟福發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程是eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,0)nB[eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He是α衰變，選項A錯誤；eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n是核聚變反應(yīng)，選項B正確；核反應(yīng)eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋X中的X質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為零，則X是中子，選項C錯誤；盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程是eq\a\vs4\al(\o\al(4,2)He＋\o\al(14,7)N)→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H，選項D錯誤．]3．(2019·天津濱海新區(qū)聯(lián)考)(多選)下列說法正確的是()A．eq\o\al(15,7)N＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(4,2)He是α衰變方程B．eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He是核聚變反應(yīng)方程C．eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He是核裂變反應(yīng)方程D．eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程BD[A項是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程，故A項錯誤．核聚變指的是兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量數(shù)較大的核，故B項正確．C項是α衰變反應(yīng)方程，故C項錯誤．D項是人工轉(zhuǎn)變方程，故D項正確．]4．如圖所示為氫原子的能級圖．能量為12.75eV的光子照射一群處于基態(tài)的氫原子，氫原子發(fā)射出不同頻率的光波，其中最多包含不同頻率的光波數(shù)量為()A．3種 B．4種C．5種 D．6種D[能量為12.75eV的光子照射一群處于基態(tài)的氫原子，－13.6eV＋12.75eV＝－0.85eV，即氫原子躍遷到n＝4的能級，向下躍遷能輻射出N＝Ceq\o\al(2,4)＝eq\f(4×3,2)＝6種不同頻率的光波，故D正確．]5．(2018·天津和平區(qū)期末)天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，證明了原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)．關(guān)于原子核，下列說法正確的是()A．β射線是原子的核外電子電離后形成的電子流B．某原子核經(jīng)過一次α衰變后，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)減少4個C．增大壓強不能改變原子核衰變的半衰期D．α射線的貫穿作用很強，可用來進行金屬探傷C[β射線是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時產(chǎn)生的電子形成的電子流，故A錯誤；某原子核經(jīng)過一次α衰變核內(nèi)質(zhì)子數(shù)減少2個，故B錯誤；原子核的半衰期與所處的外界環(huán)境無關(guān)，改變壓強不能改變半衰期，故C正確；γ射線的貫穿作用很強，可用來進行金屬探傷，故D錯誤．]6．(多選)對于核力，以下哪些說法是正確的()A．核力是弱相互作用，作用力很小B．核力是強相互作用，是強力C．核子之間的距離小于0.8×10－15m時，核力表現(xiàn)為斥力，因此核子不會融合在一起D．人們對核力的了解很清楚，特別是在小于0.8×10－15m時，核力的變化規(guī)律更清楚BC[核力是強相互作用的一種表現(xiàn)，它的作用范圍在1.5×10－15m之內(nèi)，核力比庫侖力大得多．因此，選項B正確，A錯誤．核力在大于0.8×10－15m時，表現(xiàn)為吸引力，且隨距離增大而減小，在距離小于0.8×10－15m時，核力表現(xiàn)為斥力，因此核子不會融合在一起，所以選項C正確．人們對核力的了解還不是很清楚，這是科學(xué)家們奮力攻克的堡壘，故D不正確．]7．(2019·安徽滁州模擬)2017年，量子通信衛(wèi)星“墨子號”首席科學(xué)家潘建偉獲得“物質(zhì)科學(xué)獎”．對于有關(guān)粒子的研究，下列說法正確的是()A．在鈾核的裂變中，當(dāng)鈾塊的體積小于“臨界體積”時，不能發(fā)生鏈式反應(yīng)B．當(dāng)溫度發(fā)生變化時，鈾元素的半衰期也發(fā)生變化C．輕核聚變的過程質(zhì)量增大，重核裂變的過程有質(zhì)量虧損D．比結(jié)合能小的原子核結(jié)合成(或分裂成)比結(jié)合能大的原子核時一定吸收能量A[在鈾核的裂變中，當(dāng)鈾塊的體積小于“臨界體積”時，不能發(fā)生鏈式反應(yīng)，故A正確；半衰期由原子核內(nèi)部因素決定，與溫度等環(huán)境因素?zé)o關(guān)，故B錯誤；裂變和聚變都有質(zhì)量虧損，故C錯誤；比結(jié)合能小的原子核結(jié)合成(或分裂成)比結(jié)合能大的原子核時有質(zhì)量虧損，釋放能量，故D錯誤．]8．(多選)下列說法正確的是()A．氡的半衰期為3.8天，若取8個氡原子核，經(jīng)7.6天后就一定剩下2個原子核了B．重核裂變釋放核能產(chǎn)生新核的過程中，新核的比結(jié)合能比該重核的比結(jié)合能大C．光子的能量由光的頻率決定D．eq\o\al(238,92)U衰變?yōu)閑q\o\al(222,86)Rn，要經(jīng)過4次α衰變及6次β衰變BC[半衰期是一個統(tǒng)計概念，對個別或少數(shù)原子核不適用，A錯誤；比結(jié)合能小的原子核變成比結(jié)合能大的原子核的過程中釋放能量，所以重核裂變釋放核能產(chǎn)生新核的過程中，新核的比結(jié)合能比該重核的比結(jié)合能大，B正確；光子的能量ε＝hν由光的頻率決定，C正確；eq\o\al(238,92)U衰變?yōu)閑q\o\al(222,86)Rn，質(zhì)量數(shù)減少16個，發(fā)生了4次α衰變，電荷數(shù)應(yīng)減少8，而eq\o\al(222,86)Rn的電荷數(shù)比eq\o\al(238,92)U少6個，說明還發(fā)生了2次β衰變，D錯誤．]9．如圖所示，圖甲為氫原子的能級圖，圖乙為氫原子的光譜，已知譜線a是氫原子從n＝4能級躍遷到n＝2能級時的輻射光，譜線b是氫原子在下列哪種情形下躍遷時的輻射光()A．從n＝3能級躍遷到n＝2能級 B．從n＝5能級躍遷到n＝2能級C．從n＝4能級躍遷到n＝3能級 D．從n＝5能級躍遷到n＝3能級B[譜線a是氫原子從n＝4能級躍遷到n＝2能級時的輻射光，譜線b比a的波長略短，則b的頻率比a光的頻率略高，其光子的能量比a光光子的能量略大，所以譜線b是氫原子從n＝5能級躍遷到n＝2能級時的輻射光，B正確．]10．(多選)一個氘核(eq\o\al(2,1)H)與氚核(eq\o\al(3,1)H)反應(yīng)生成一個新核同時放出一個中子，并釋放能量．下列說法正確的是()A．該核反應(yīng)為裂變反應(yīng)B．該新核的中子數(shù)為2C．氘核(eq\o\al(2,1)H)與氚核(eq\o\al(3,1)H)是兩種不同元素的原子核D．若該核反應(yīng)釋放的核能為ΔE，真空中光速為c，則反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為eq\f(ΔE,c2)BD[一個氘核和一個氚核經(jīng)過核反應(yīng)后生成一個氦核和一個中子，屬于輕核聚變，故A錯誤；當(dāng)一個氘核和一個氚核經(jīng)過核反應(yīng)后生成一個氦核和一個中子時，核反應(yīng)方程為eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n，新核的中子數(shù)為2，故B正確；氘核(eq\o\al(2,1)H)與氚核(eq\o\al(3,1)H)是同種元素，不同中子數(shù)的原子核，是同位素，故C錯誤；根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2，可知核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損Δm＝eq\f(ΔE,c2)，故D正確．][能力提升練]11．(多選)圖示為氫原子能級圖以及從n＝3、4、5、6能級躍遷到n＝2能級時輻射的四條光譜線，已知從n＝3躍遷到n＝2的能級時輻射光的波長為656nm，下列敘述正確的有()A．四條譜線中頻率最大的是HδB．用633nm的光照射能使氫原子從n＝2躍遷到n＝3的能級C．一群處于n＝3能級上的氫原子向低能級躍遷時，最多產(chǎn)生3種譜線D．如果Hδ可以使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，只要照射時間足夠長，光的強度足夠大，Hβ也可以使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)AC[頻率最大的光子對應(yīng)的能量最大，即躍遷時能量差最大，故從n＝6躍遷到n＝2的頻率最大，選項A正確；原子躍遷過程中，吸收光子的能量應(yīng)剛好等于兩能級的能量差，選項B錯誤；從n＝3向低能級躍遷時，可以是從3→2、2→1或者是3→1，即有三種頻率不同的光子，選項C正確；光電效應(yīng)與光照的時間無關(guān)，Hδ光子的能量最大，故其他光子不一定可以使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，選項D錯誤．]12．(2019·福建福州質(zhì)檢)(多選)氫原子能級如圖所示，已知可見光光子的能量在1.61～3.10eV范圍內(nèi)，則下列說法正確的是()A．氫原子能量狀態(tài)由n＝2能級躍遷到n＝1能級，放出的光子為可見光B．大量氫原子處于n＝4能級時，向低能級躍遷能發(fā)出6種不同頻率的光子C．處于基態(tài)的氫原子電離需要釋放13.6eV的能量D．氫原子處于n＝2能級時，可吸收2.86eV能量的光子躍遷到高能級BD[由n＝2能級躍遷到n＝1能級產(chǎn)生的光子能量為E＝－3.4eV－(－13.6)eV＝10.2eV，不在可見光的能量范圍內(nèi)，故放出的光子不是可見光，故A錯誤；大量處于n＝4能級的激發(fā)態(tài)氫原子向低能級躍遷時，能產(chǎn)生Ceq\o\al(2,4)＝6種不同頻率的光子，故B正確；處于基態(tài)的氫原子電離需要吸收13.6eV的能量，故C錯誤；氫原子處于n＝2能級吸收能量為2.86eV的光子，能量變?yōu)椋?.54eV，即將躍遷到n＝5能級，故D正確．]13．氡222經(jīng)過α衰變變成釙218，t＝0時氡的質(zhì)量為m0，任意時刻氡的質(zhì)量為m，下列四幅圖中正確的是()B[每經(jīng)過一個半衰期有一半質(zhì)量發(fā)生衰變，則剩余質(zhì)量m＝m0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))n＝m0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(t,T)，解得eq\f(m,m0)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(t,T)，T為半衰期，可知eq\f(m,m0)與t成指數(shù)函數(shù)關(guān)系，故B項正確，A、C、D項錯誤．]14．钚的放射性同位素eq\o\al(239,94)Pu靜止時衰變?yōu)殁櫤薳q\o\al(235,92)U和α粒子，并放出能量為0.097MeV的γ光子．已知eq\o\al(239,94)Pu、eq\o\al(235,92)U、α粒子的質(zhì)量分別為mPu＝239.0521u、mU＝235.0439u、mα＝4.0026u,1u相當(dāng)于931.5MeV.(1)寫出衰變方程；(2)若衰變放出光子的動量可忽略，求α粒子的動能．解析(1)根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒得，衰變方程為eq\o\al(239,94)Pu→eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(4,2)He＋γ(2)設(shè)衰變放出的能量為ΔE，這些能量是鈾核的動能EU，α粒子的動能Eα和γ光子的能量Eγ之和，即為：ΔE＝EU＋Eα＋Eγ即：EU＋Eα＝(mPu－mU－mα)c2－Eγ設(shè)衰變