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第2讲 原子结构与原子核课时作业单独成册方便使用基础题组一、单项选择题1(2017四川宜宾高三诊断)有关原子结构和原子核的认识，下列说法正确的是()A居里夫人最先发现天然放射现象B伦琴射线的发现揭示了原子具有核式结构C在光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关D在衰变方程X原子核的质量数是234解析：贝克勒尔首先发现了天然放射性现象，证明原子核有复杂的结构，故A错误；卢瑟福的粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，B错误；在光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，选项C正确；在衰变方程 X中，X原子核的质量数是235，电荷数为92，选项D错误答案：C2(2018湖北六校联考)关于近代物理，下列说法正确的是()A衰变现象说明电子是原子核的组成部分B目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变C一个氢原子从n3的激发态跃迁到基态时，能辐射3种不同频率的光子D粒子散射实验表明核外电子轨道是量子化的解析：衰变时射线是原子核内部发出来的，不是原子核外的电子释放出来的，A错误目前的核电都是利用重核裂变发电的，B正确一群氢原子从n3的激发态跃迁到基态时，能辐射C3种不同频率的光子，而只有一个氢原子时，只能是三种可能频率中的一种或两种，C错误粒子散射实验表明原子具有核式结构，D错误答案：B3(2018安徽江南十校联考)铀核(U)经过m次衰变和n次衰变变成铅核(Pb)，关于该过程，下列说法中正确的是()Am5，n4B铀核(U)的比结合能比铅核(Pb)的比结合能小C衰变产物的结合能之和小于铀核(U)的结合能D铀核(U)衰变过程的半衰期与温度和压强有关解析：原子核衰变时质量数守恒，电荷数守恒，2354m207,92822mn，两式联立解得m7，n4，A项错误衰变产物的结合能之和大于铀核(U)的结合能，C错误半衰期由原子核内部自身的因素决定，与温度和压强无关，D项错误答案：B4(2018湖南长沙模拟)一个静止的铀核，放在匀强磁场中，它发生一次衰变后变为钍核，粒子和钍核都在匀强磁场中做匀速圆周运动某同学作出如图所示运动径迹示意图，以下判断正确的是()A1是粒子的径迹，2是钍核的径迹B1是钍核的径迹，2是粒子的径迹C3是粒子的径迹，4是钍核的径迹D3是钍核的径迹，4是粒子的径迹解析：由动量守恒可知，静止的铀核发生衰变后，生成的均带正电的粒子和钍核的动量大小相等，但方向相反，由左手定则可知它们的运动轨迹应为“外切”圆，又R，在p和B相等的情况下，R，因q钍q，则R钍h1，因此能级k比能级m高，所以若氢原子从能级k跃迁到能级m，应辐射光子，且光子能量应为h2h1.故选项D正确答案：D二、多项选择题6(2017高考江苏卷)原子核的比结合能曲线如图所示根据该曲线，下列判断正确的有()A.He核的结合能约为14 MeVB.He核比Li核更稳定C两个H核结合成He核时释放能量D.U核中核子的平均结合能比Kr核中的大解析：由图像可知，He的比结合能约为7 MeV，其结合能应约为28 MeV，故A错误比结合能较大的核较稳定，故B正确比结合能较小的核结合成比结合能较大的核时释放能量，故C正确比结合能就是平均结合能，故由图可知D错误答案：BC7下列说法正确的是()A方程式UThHe是重核裂变反应方程B铯原子核(Cs)的结合能小于铅原子核(Pb)的结合能C衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的D核力是短程力，与核子间的距离有关，有时表现为引力，有时表现为斥力解析：方程式UThHe的反应物只有一个，生成物有He，属于衰变，选项A错误；由原子核的比结合能的曲线可知，铯原子核的比结合能与铅原子核的比结合能差不多，而铯原子核的核子数少得多，所以铯原子核的结合能小于铅原子核的结合能，选项B正确；衰变所释放的电子不是来源于原子核外的电子，而是原子核内的中子转化成质子时所产生的(nHe)，选项C正确；相邻的质子与质子、中子与质子、中子与中子既不会融合在一起(斥力)，又相距一定距离组成原子核(引力)，选项D正确答案：BCD8氢原子核外电子发生了两次跃迁，第一次从外层轨道跃迁到n3轨道；第二次核外电子再从n3轨道跃迁到n2轨道，下列说法中正确的是()A两次跃迁原子的能量增加相等B第二次跃迁原子的能量减小量比第一次的大C两次跃迁原子的电势能减小量均大于电子的动能增加量D两次跃迁原子均要放出光子，第一次放出的光子能量要大于第二次放出的光子能量解析：氢原子核外电子从外层轨道跃迁到内层轨道这一过程中，原子的能量减小，原子要放出光子，由能量守恒定律可知原子的电势能减小量大于电子的动能增加量又由氢原子能级图知因跃迁到n3轨道放出的光子能量(或原子的能量减小量)最多为1.51 eV，而氢原子核外电子从n3轨道跃迁到n2轨道放出的光子的能量(或原子的能量减小量)为1.89 eV，B、C正确答案：BC能力题组一、选择题9原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子例如在某种条件下，铬原子的n2能级上的电子跃迁到n1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n4能级上的电子，使之脱离原子，这一现象叫作俄歇效应，以这种方式脱离了原子的电子叫作俄歇电子，已知铬原子的能级公式可简化表示为En，式中n1,2,3，表示不同能级，A是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是()A.AB.AC.A D.A解析：由题意可知铬原子n1能级能量为E1A，n2能级能量为E2，从n2能级跃迁到n1能级释放的能量为EE2E1，n4能级能量为E4，电离需要能量为E0E4，所以电子从n4能级电离后的动能为EkEE，故B、C、D错误，A正确答案：A10.K介子衰变的方程为K0，其中K介子和介子带负的基元电荷，0介子不带电如图所示，一个K介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP，衰变后产生的介子的轨迹为圆弧PB，两轨迹在P点相切，它们半径RK与R之比为21.0介子的轨迹未画出由此可知的动量大小与0的动量大小之比为()A11 B12C13 D16解析：由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动规律知Rp，.即ppK.又由动量守恒定律pKp0p得p0pKppK.即.答案：C11下列描述中正确的是()A质子与中子结合成氘核的过程中需要吸收能量B某原子核经过一次衰变和两次衰变后，核内中子数减少2个C (氡核)要经过3次衰变，4次衰变D发生光电效应时入射光波长相同，从金属表面逸出的光电子最大初动能越大，这种金属的逸出功越小解析：中子和质子结合成氘核有质量亏损，释放能量，选顼A错误；某原子核经过一次 衰变和两次衰变后，核内中子数减少4个，选项B错误；Rn(氡核)质量数减小16，故要经过4次衰变，由于电荷数减少6，则应该有2次衰变，选项C错误；发生光电效应时入射光波长相同，则光的频率相同，根据hW逸出功mvm2，从金属表面逸出的光电子最大初动能越大，这种金属的逸出功越小，选项D正确答案：D12(多选)下列说法正确的是()A人们在研究天然放射现象过程中发现了质子B铀核裂变的一种核反应方程为UBaKr2nC设质子、中子、粒子的质量分别为m1、m2、m3，两个质子和两个中子结合成一个粒子，释放的能量是(2m12m2m3)c2D原子在a、b两个能级的能量分别为Ea、Eb，且EaEb，当原子从a能级跃迁到b能级时，放出光子的波长(其中c为真空中的光速，h为普朗克常量)解析：卢瑟福通过粒子轰击氮核，发现了质子，选项A错误；铀核裂变的一种核反应方程为UnBaKr3n，反应前后的中子不能抵消，选项B错误；根据爱因斯坦质能方程Emc2可知，当两个质子和两个中子结合成一个粒子时释放的能量为E(2m12m2m3)c2，选项C正确；根据玻尔原子模型可知，原子从高能级跃迁到低能级时会释放光子，由EaEb解得，选项D正确答案：CD二、非选择题13氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一其衰变方程是RnPo_.已知Rn的半衰期约为3.8天，则约经过_天16 g的Rn衰变后还剩1 g.解析：衰变过程中质量数、电荷数守恒，有RnPoHe；由半衰期定义，解得t15.2天答案：He(或)15.214(2017高考北京卷)在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次衰变放射出的粒子(He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R.以m、q分别表示粒子的质量和电荷量(1)放射性原子核用X表示，新核的元素符号用Y表示，写出该衰变的核反应方程(2)粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小(3)设该衰变过程释放的核能都转化为粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损m.解析：(1)XYHe(2)设粒子的速度大小为v，由qvBm，T，得粒子在磁场中的运动周期T环形电流大小I(3)由qvBm，得v设衰变后新核Y的速度大小为v，系统动量守恒Mvmv0v由mc2Mv2mv2得m答案：见解析
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