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課時檢測(七十三)原子結構與原子核(雙基落實課)1.對盧瑟福的α粒子散射實驗的結果,下列說法中正確的是()A.原子內(nèi)存在電子B.原子的大小為10-10C.原子的正電荷均勻分布在它的全部體積上D.原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核內(nèi)解析:選D根據(jù)α粒子散射實驗現(xiàn)象,絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后沿原來方向前進,少數(shù)發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn),極少數(shù)偏轉(zhuǎn)角超過90°,可知C錯,D對;α粒子散射實驗的結果不能說明原子內(nèi)存在電子也不能判定原子的大小為10-10m2.(2019·沈陽聯(lián)考)如圖所示,根據(jù)氫原子的能級圖,現(xiàn)讓一束單色光照射到一群處于基態(tài)(量子數(shù)n=1)的氫原子上,受激的氫原子能自發(fā)地發(fā)出6種不同頻率的光,則照射氫原子的單色光的光子能量為()A.13.6eV B.3.4eVC.12.75eV D.12.09eV解析:選C根據(jù)受激的氫原子能自發(fā)地發(fā)出6種不同頻率的光,有6=eq\f(nn-1,2),解得n=4,即能自發(fā)地發(fā)出6種不同頻率的光的受激氫原子一定是在n=4能級,則照射處于基態(tài)的氫原子的單色光的光子能量為-0.85eV-(-13.6eV)=12.75eV,C正確。3.“慧眼”觀測的范圍是美麗的銀河系,γ射線暴是主要研究的對象之一。γ射線暴是來自天空中某一方向的γ射線強度在短時間內(nèi)突然增強,隨后又迅速減弱的現(xiàn)象,它是僅次于宇宙大爆炸的爆發(fā)現(xiàn)象。下列關于γ射線的論述中正確的是()A.γ射線同α、β射線一樣,都是高速帶電粒子流B.γ射線的穿透能力比α射線強,但比β射線弱C.γ射線是原子核能級躍遷時產(chǎn)生的D.利用γ射線可以使空氣電離,消除靜電解析:選Cγ射線是電磁波,不是高速帶電粒子流,A錯誤;α、β、γ三種射線中,γ射線能量最高,穿透能力最強,B錯誤;利用α射線的電離作用可以使空氣電離,將靜電泄出,從而消除有害靜電,D錯誤;γ射線是原子核能級躍遷時產(chǎn)生的,C正確。4.(2018·江蘇高考)已知A和B兩種放射性元素的半衰期分別為T和2T,則相同質(zhì)量的A和B經(jīng)過2T后,剩有的A和B質(zhì)量之比為()A.1∶4 B.1∶2C.2∶1 D.4∶1解析:選B根據(jù)衰變規(guī)律,經(jīng)過2T后A剩有的質(zhì)量mA=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))m0=eq\f(1,4)m0,B剩有的質(zhì)量mB=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))m0=eq\f(1,2)m0,所以eq\f(mA,mB)=eq\f(1,2),故選項B正確。5.(2018·天津高考)國家大科學工程——中國散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功,獲得中子束流,可以為諸多領域的研究和工業(yè)應用提供先進的研究平臺。下列核反應中放出的粒子為中子的是()A.eq\o\al(14,7)N俘獲一個α粒子,產(chǎn)生eq\o\al(17,8)O并放出一個粒子B.eq\o\al(27,13)Al俘獲一個α粒子,產(chǎn)生eq\o\al(30,15)P并放出一個粒子C.eq\o\al(11,5)B俘獲一個質(zhì)子,產(chǎn)生eq\o\al(8,4)Be并放出一個粒子D.eq\o\al(6,3)Li俘獲一個質(zhì)子,產(chǎn)生eq\o\al(3,2)He并放出一個粒子解析:選B根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒,各選項核反應方程如下:eq\o\al(14,\a\vs4\al(7))N+eq\o\al(4,2)Heeq\o\al(17,\a\vs4\al(8))O+eq\o\al(1,1)H,故A錯誤;eq\o\al(27,13)Al+eq\o\al(4,2)Heeq\o\al(30,15)P+eq\o\al(1,0)n,故B正確;eq\o\al(11,5)B+eq\o\al(1,1)Heq\o\al(8,4)Be+eq\o\al(4,2)He,故C錯誤;eq\o\al(6,3)Li+eq\o\al(1,1)Heq\o\al(3,2)He+eq\o\al(4,2)He,故D錯誤。6.中子n、質(zhì)子p、氘核D的質(zhì)量分別為mn、mp、mD?,F(xiàn)用光子能量為E的γ射線照射靜止氘核使之分解,反應方程為γ+D→p+n。若分解后的中子、質(zhì)子的動能可視為相等,則中子的動能是()A.eq\f(1,2)[(mD-mp-mn)c2-E]B.eq\f(1,2)[(mp+mn-mD)c2+E]C.eq\f(1,2)[(mD-mp-mn)c2+E]D.eq\f(1,2)[(mp+mn-mD)c2-E]解析:選C氘核分解成中子、質(zhì)子時,質(zhì)量增加Δm=mp+mn-mD,所以2Ek=E-(mp+mn-mD)c2,中子動能為Ek=eq\f(1,2)[(mD-mp-mn)c2+E]。故C正確。7.如圖所示是氫原子從n=3、4、5、6能級躍遷到n=2能級時輻射的四條光譜線,其中頻率最大的是()A.Hα B.HβC.Hγ D.Hδ解析:選D根據(jù)能級躍遷公式可知,當氫原子由第6能級躍遷到第2能級時,發(fā)出光子的能量最高,為hν=E6-E2,輻射的光子Hδ頻率最大,故D選項正確。8.(2017·天津高考)我國自主研發(fā)制造的國際熱核聚變核心部件在國際上率先通過權威機構認證,這是我國對國際熱核聚變項目的重大貢獻。下列核反應方程中屬于聚變反應的是()A.eq\o\al(2,1)H+eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He+eq\o\al(1,0)nB.eq\o\al(14,7)N+eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O+eq\o\al(1,1)HC.eq\o\al(4,2)He+eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P+eq\o\al(1,0)nD.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解析:選AA項是氫元素的兩種同位素氘和氚聚變成氦元素的核反應方程,B、C項屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變,D項屬于重核的裂變,因此只有A項正確。9.(多選)(2019·周口模擬)盧瑟福通過用α粒子(eq\o\al(4,2)He)轟擊氮核(eq\o\al(14,7)N)的實驗,首次實現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變,則下列說法中正確的是()A.該核反應的方程為eq\o\al(4,2)He+eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O+eq\o\al(1,1)HB.通過此實驗發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子C.原子核在人工轉(zhuǎn)變的過程中,電荷數(shù)可以不守恒D.在此實驗中,核子反應前的總質(zhì)量一定等于反應后的總質(zhì)量解析:選AB由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,可知核反應方程為:eq\o\al(4,2)He+eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O+eq\o\al(1,1)H,選項A正確;盧瑟福通過此實驗發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子,選項B正確;在原子核的人工轉(zhuǎn)變過程中,其電荷數(shù)守恒,選項C錯誤;由于在核反應中有能量轉(zhuǎn)化,所以質(zhì)量數(shù)守恒,質(zhì)量不守恒,選項D錯誤。10.(多選)在某些恒星內(nèi),3個α粒子結合成1個C原子核,C原子核的質(zhì)量是12.0000u,He原子核的質(zhì)量是4.0026u。已知1u=1.66×10-27kg,1eV=1.6×10-19A.反應過程中的質(zhì)量虧損是0.0078uB.反應過程中的質(zhì)量虧損是1.29×10-29C.反應過程中釋放的能量是7.26MeVD.反應過程中釋放的能量是1.16×10-19J解析:選ABC由題意可得核反應方程為3eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,)6C+ΔE。則核反應中的質(zhì)量虧損為Δm=(3×4.0026-12.0000)u=0.0078u=0.0078×1.66×10-27kg≈1.29×10-29kg,由質(zhì)能方程得ΔE=Δmc2=1.29×10-29×(3×108)2J=1.161×10-12J≈7.26MeV。故A、B、C正確。11.(多選)靜止在勻強磁場中的eq\o\al(238,92)U核發(fā)生α衰變,產(chǎn)生一個α粒子和一個未知的粒子X,它們在磁場中的運動軌跡如圖所示,下列說法正確的是()A.該核反應方程為eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)X+eq\o\al(4,2)HeB.α粒子和X粒子在磁場中做圓周運動時轉(zhuǎn)動方向相同C.軌跡1、2分別是α粒子、X粒子的運動軌跡D.α粒子、X粒子運動軌跡半徑之比為45∶1解析:選ABD由題意可知該核反應方程為eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)X+eq\o\al(4,2)He,選項A正確;核反應前eq\o\al(238,92)U核靜止,動量為零,根據(jù)動量守恒可知反應后系統(tǒng)總動量為零,所以α粒子和X粒子的動量大小相等,方向相反,即速度方向相反,又都帶正電,故轉(zhuǎn)動方向相同,選項B正確;根據(jù)動量守恒可知α粒子和X粒子的動量大小p相等,由帶電粒子在磁場中運動半徑公式R=eq\f(p,qB)可知軌道半徑R與其所帶電荷量成反比,故α粒子、X粒子運動軌跡半徑之比為45∶1,選項C錯誤,D正確。12.裂變反應是目前核能利用中常用的反應,以原子核eq\o\al(235,92)U為燃料的反應堆中,當eq\o\al(235,92)U俘獲一個慢中子后發(fā)生的裂變反應可以有多種方式,其中一種可表示為eq\o\al(235,92)U+eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,54)Xe+eq\o\al(94,38)Sr+3eq\o\al(1,0)n235.04391.0087138.917893.9154反應方程下方的數(shù)字是中子及
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