江苏2019高考物理课时跟踪检测三十九原子结构与原子核.docx

课时跟踪检测（三十九） 原子结构与原子核对点训练：原子的核式结构1.如图所示为卢瑟福的粒子散射实验的经典再现，用放射性元素发出的粒子轰击金箔，用显微镜观测在环形荧光屏上所产生的亮点，根据实验现象，下列分析正确的是()A在荧光屏上形成的亮点是由粒子在金箔上打出的电子产生的B原子核应该带负电C在荧光屏上观测到极少数的粒子发生了大角度的偏转D该实验中粒子由于和电子发生碰撞而发生了大角度的偏转解析：选C在荧光屏上形成的亮点是由粒子打在荧光屏上产生的，故A错误；原子核带正电，故B错误；当粒子穿过原子时，电子对粒子影响很小，影响粒子运动的主要是原子核，离核较远时，粒子受到的库仑斥力很小，运动方向改变量较小。只有当粒子与原子核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以粒子接近原子核的机会就很少，所以只有极少数粒子发生大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进，故C正确，D错误。2如图为卢瑟福的粒子散射实验，、两条线表示实验中粒子运动的轨迹，则沿所示方向射向原子核的粒子可能的运动轨迹为()A轨迹aB轨迹bC轨迹c D轨迹d解析：选A卢瑟福通过粒子散射并由此提出了原子的核式结构模型，正电荷全部集中在原子核内，粒子带正电，同种电荷相互排斥，所以沿所示方向射向原子核的粒子可能的运动轨迹为a，因离原子核越近，受到的库仑斥力越强，则偏转程度越强，故A正确，B、C、D错误。3多选(2016天津高考)物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。下列说法符合事实的是()A赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论B查德威克用粒子轰击N获得反冲核O，发现了中子C贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构D卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型解析：选AC麦克斯韦曾提出光是电磁波，赫兹通过实验证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，选项A正确；查德威克用粒子轰击Be，获得反冲核C，发现了中子，选项B错误；贝克勒尔发现了天然放射现象，说明原子核有复杂的结构，选项C正确；卢瑟福通过对粒子散射实验的研究，提出了原子核式结构模型，选项D错误。对点训练：原子能级跃迁规律4多选(2018南京模拟)下列说法中正确的是()A一群氢原子处于n3的激发态向较低能级跃迁，最多可放出两种频率的光子B由于每种原子都有自己的特征谱线，故可以根据原子光谱来鉴别物质C实际上，原子中的电子没有确定的轨道，但在空间各处出现的概率具有一定的规律D粒子散射实验揭示了原子的可能能量状态是不连续的解析：选BC一群氢原子处于n3的激发态向较低能级跃迁，可能放出3种不同频率的光子，故A错误。每种原子都有自己的特征谱线，故可以根据原子光谱来鉴别物质，称为光谱分析，故B正确。原子中的电子没有确定的轨道，在空间各处出现的概率具有一定的规律，故C正确。粒子散射实验，揭示了原子的核式结构模型，认为电子绕核旋转，根据经典理论，可知向外辐射能量，轨道半径连续减小，辐射的能量连续，故D错误。5.多选如图所示是氢原子能级图，大量处于n5激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出10种不同频率的光子，其中莱曼系是指氢原子由高能级向n1能级跃迁时释放的光子，则()A10种光子中波长最短的是n5激发态跃迁到基态时产生的B10种光子中有4种属于莱曼系C使n5能级的氢原子电离至少要0.85 eV的能量D从n2能级跃迁到基态释放光子的能量等于n3能级跃迁到n2能级释放光子的能量解析：选AB10种光子中，从n5跃迁到基态辐射的光子能量最大，频率最大，波长最短，故A正确；10种光子中，由高能级向基态跃迁的分别为n5，n4，n3和n2，故B正确；n5能级的氢原子具有的能量为0.54 eV，故要使其发生电离，至少需要0.54 eV的能量，故C错误；根据玻尔理论，从n2能级跃迁到基态释放光子的能量：E1E2E13.4 eV(13.6 eV)10.2 eV，从n3能级跃迁到n2能级释放光子的能量：E2E3E21.51 eV(3.4 eV)1.89 eV，二者不相等，故D错误。6多选(2018安徽师大附中二模)已知氢原子的基态能量为E1，n2、3能级所对应的能量分别为E2和E3，大量处于第3 能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频率的光子，依据玻尔理论，下列说法正确的是()A产生的光子的最大频率为B当氢原子从能级n2跃迁到n1时，对应的电子的轨道半径变小，能量也变小C若氢原子从能级n2跃迁到n1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应，则当氢原子从能级n3跃迁到n1时放出的光子照到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为E3E2D若要使处于能级n3的氢原子电离，可以采用两种方法：一是用能量为E3的电子撞击氢原子，二是用能量为E3的光子照射氢原子解析：选BC大量处于能级n3的氢原子向低能级跃迁能产生3种不同频率的光子，产生光子的最大频率为；当氢原子从能级n2跃迁到n1时，能量减小，电子离原子核更近，电子轨道半径变小；若氢原子从能级n2跃迁到n1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应，由光电效应方程可知，该金属的逸出功恰好等于E2E1，则当氢原子从能级n3跃迁到n1时放出的光子照射该金属时，逸出光电子的最大初动能为E3E1(E2E1)E3E2；电子是有质量的，撞击氢原子是发生弹性碰撞，由于电子和氢原子质量不同，故电子不能把E3的能量完全传递给氢原子，因此不能使氢原子完全电离，而光子的能量可以完全被氢原子吸收。综上所述，B、C正确。对点训练：原子核的衰变规律7多选(2018扬州模拟)将某种放射性元素制成核电池，带到火星上去工作。已知火星上的温度、压强等环境因素与地球上有很大差别，下列说法正确的是()A该放射性元素到火星上之后，半衰期发生变化B该放射性元素到火星上之后，半衰期不变C若该放射性元素的半衰期为T年，经过2T年，该放射性元素还剩余12.5%D若该放射性元素的半衰期为T年，经过3T年，该放射性元素还剩余12.5%解析：选BD原子核的衰变是由原子核内部因素决定的，与外界环境无关，因此半衰期不发生变化，故A错误，B正确；该元素还剩余12.5%，根据mnm0，可知经过了3个半衰期，所以经过了3T年，故C错误，D正确。8下列说法正确的是()A.U衰变为 Pa要经过2次衰变和1次衰变B射线与射线一样都是电磁波，但射线的穿透本领远比射线弱C放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关D天然放射性现象使人类首次认识到原子核可分解析：选DU衰变为 Pa，质量数减小4，所以衰变的次数为1次，故A错误；射线的实质是电子流，射线的实质是电磁波，射线的穿透本领比较强，故B错误；根据半衰期的特点可知，放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件无关，故C错误；天然放射现象是原子核内部自发的放射出粒子或电子的现象，反应的过程中核内核子数、质子数、中子数发生变化，涉及到原子核内部的变化，所以天然放射性现象使人类首次认识到原子核可分，故D正确。9(2018玉林模拟)下列说法中正确的是()A钍的半衰期为24天，1 g钍Th经过120天后还剩0.2 g钍B一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能将增加C放射性同位素Th经、衰变会生成Rn，其中经过了3次衰变和2次衰变D大量处于n4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光子解析：选C钍的半衰期为24天，1 g钍Th经过120天后，发生5个半衰期，1 g钍经过120天后还剩mm050.031 25 g，故A错误。光电效应中，依据光电效应方程EkmhW，可知，光电子的最大初动能由入射光的频率和逸出功决定，与入射光照射时间长短无关，故B错误。钍Th衰变成氡Rn，可知质量数少12，电荷数少4，因为经过一次衰变，电荷数少2，质量数少4，经过一次衰变，电荷数多1，质量数不变，可知经过3次衰变，2次衰变，故C正确。大量处于n4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生C6种不同频率的光子，故D错误。10多选下列说法中正确的是()A放射性元素发生一次衰变，原子序数增加1B.U的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，其半衰期可能变短C卢瑟福的散射实验可以估测原子核的大小D若氢原子从n6能级向n1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n6能级向n2能级跃迁时辐射出的光能使该金属发生光电效应解析：选AC一次衰变后电荷数增加1，质量数不变，所以原子序数增加1，故A正确。半衰期的长短是由原子核内部本身的因素决定的，与原子所处的物理、化学状态无关。所以随地球环境的变化，其半衰期不变，故B错误。粒子穿过原子时，电子对粒子运动的影响很小，影响粒子运动的主要是带正电的原子核。而绝大多数的粒子穿过原子时离核较远，受到的库仑斥力很小，运动方向几乎没有改变，只有极少数粒子可能与核十分接近，受到较大的库仑斥力，才会发生大角度的偏转，根据粒子散射实验，可以估算出原子核的直径约为10151014 m，原子直径大约是1010 m，故C正确。若氢原子从n6能级向n1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，说明从n6能级向n1能级跃迁时辐射出的光的频率小于金属的极限频率，从n6能级向n2能级跃迁时辐射出的光比从n6能级向n1能级跃迁时辐射出的光的频率还小，所以更不能发生光电效应，故D错误。对点训练：核反应方程与核能计算11多选(2018枣庄二中高考模拟)科学家利用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：XYHeH4.9 MeV和HHHeX17.6 MeV。下列表述正确的有()AX是中子BY的质子数是3，中子数是6C两个核反应都没有出现质量亏损D氘和氚的核反应是核聚变反应解析：选AD根据核反应方程：HHHeX，X的质量数：m12341，核电荷数：z11120，所以X是中子，故A正确；根据核反应方程：XYHeH，X是中子，所以Y的质量数：m24316，核电荷数：z22103，所以Y的质子数是3，中子数是3，故B错误；根据两个核反应方程可知，都有大量的能量释放出来，所以一定都有质量亏损，故C错误；氘和氚的核反应过程中是质量比较小的核生成质量比较大的新核，所以是核聚变反应，故D正确。12多选(2018自贡模拟)一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c。下列说法正确的是()A核反应方程是HnHB聚变反应中的质量亏损mm1m2m3C辐射出的光子的能量E(m3m1m2)c2D光子的波长解析：选BD选项A中核反应方程质量数不守恒，故A错误；聚变反应中的质量亏损mm1m2m3，故B正确；聚变反应中亏损的质量转化为能量以光子的形式放出，故光子能量为E(m1m2m3)c2，故C错误；根据E(m1m2m3)c2，得光子的波长为：，故D正确。13多选(2018镇江模拟)我国首次使用核电池随“嫦娥三号”软着陆月球，并用于“嫦娥三号”的着陆器和月球车上，核电池是通过半导体换能器，将放射性同位素衰变过程中释放出的能量转变为电能。“嫦娥三号”采用放射性同位素Pu，静止的Pu衰变为铀核U和粒子，并放出频率为的光子，已知Pu、U和粒子的质量分别为mPu、mU、m。下列说法正确的是()A.Pu的衰变方程为PuUHeB此核反应过程中质量亏损为mmPumUmC释放出的光子的能量为(mPumUm)c2D反应后U和粒子结合能之和比Pu的结合能大解析：选ABD根据质量数守恒与电荷数守恒可知，Pu的衰变方程为PuUHe，故A正确；此核反应过程中的质量亏损等于反应前后质量的差，为mmPumUm，故B正确；释放的光子的能量为h，核反应的过程中释放的能量：E(mPumUm)c2，由于核反应的过程中释放的核能转化为新核与粒子的动能以及光子的能量，所以光子的能量小于(mPumUm)c2，故C错误；Pu衰变成U和粒子后，释放核能，将原子核分解为单个的核子需要的能量更大，原子变得更稳定，所以反应后U和粒子结合能之和比Pu的结合能大，故D正确。14.北京时间2016年12月10日，由中国研制的热核聚变堆核心部件在国际上率先通过认证，这是中国对国际热核聚变实验堆项目的重大贡献。国际热核聚变实验堆计划，目的是实现可以控制的核聚变反应，探索利用核聚变能量的方式，其产生能量的原理和太阳发光发热的机理相似在同位素氘和氚聚变成一个氦核的过程中释放出能量。(1)已知氘核、氚核、氦核、中子的质量分别为m1、m2、m3、m4，普朗克常量为h，真空中的光速为c，该核反应中释放出的核能全部以光子的形式释放，求辐射出的光子的波长。(2)若m12.014 1 u、m23.016 1 u