2019届高考物理一轮复习 课时作业55 原子结构与原子核.doc

课时作业(五十五)原子结构与原子核 基础训练1“慧眼”观测的范围是美丽的银河系，射线暴是主要研究的对象之一射线暴是来自天空中某一方向的射线强度在短时间内突然增强，随后又迅速减弱的现象，它是仅次于宇宙大爆炸的爆发现象下列关于射线的论述中正确的是()A射线同、射线一样，都是高速带电粒子流B射线的穿透能力比射线强，但比射线弱C射线是原子核能级跃迁蜕变时产生的D利用射线可以使空气电离，消除静电答案：C解析：射线是电磁波，不是高速带电粒子流；、三种射线中，射线能量最高，穿透能力最强；利用射线的电离作用可以使空气电离，将静电泄出，从而消除有害静电2(2018东北三校二模)如图所示为查德威克发现中子的实验示意图，利用钋(Po)衰变放出的粒子轰击铍(Be)，产生的粒子P能将石蜡中的质子打出来，下列说法正确的是()A粒子是氦原子B粒子Q的穿透能力比粒子P的强C钋的衰变方程为PoPbHeD粒子轰击铍的核反应方程为HeBeCn答案：D解析：粒子是氦原子核，选项A错误；粒子P是中子，粒子Q是质子，由于质子带正电，当质子射入物体时，受到的库仑力作用会阻碍质子的运动，而中子不带电，不受库仑力作用，所以选项B错误；在钋衰变中，根据质量数守恒知产生的是Pb，并非Pb，选项C错误；HeBe6Cn是查德威克发现中子的核反应方程，选项D正确3(2018辽宁沈阳联考)根据氢原子的能级图，现让一束单色光照射到一群处于基态(量子数n1)的氢原子上，受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为()A13.6 eV B3.4 eVC12.75 eV D12.09 eV答案：C解析：根据受激的氢原子能发出6种不同频率的色光，有6，解得n4，即能发出6种不同频率的光的受激氢原子一定是在n4能级，则照射处于基态的氢原子的单色光的光子能量为0.85 eV(13.6 eV)12.75 eV，C正确4(2018福建质检)用波长为0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅有波长分别为1、2、3的三条谱线，且123，则()A01 B023C. D.答案：C解析：处于激发态的氢原子在向低能级跃迁时向外辐射三种频率的光子，因此氢原子是由n3能级向低能级跃迁的，因为123，由此可知，解得03、，所以C正确5如图所示是氢原子从n3、4、5、6能级跃迁到n2能级时辐射的四条光谱线，其中频率最大的是()AH BH CH DH答案：D解析：根据能级跃迁公式可知，当氢原子由第6能级跃迁到第2能级时，发出光子能量为hE6E2，辐射的光子H频率最大，故D选项正确6(2018东北师大附中高三质检)如图所示，氢原子在不同能级间发生a、b、c三种跃迁时，释放光子的波长分别是a、b、c，则下列说法正确的是()A从n3能级跃迁到n1能级时，释放光子的波长可表示为bB从n3能级跃迁到n2能级时，电子的势能减小，氢原子的能量增加C若用波长为c的光照射某金属时恰好能发生光电效应，则用波长为a的光照射该金属时也一定能发生光电效应D用12.09 eV的光子照射大量处于基态的氢原子时，一个氢原子可以辐射出三种频率的光答案：A解析：从n3能级跃迁到n1能级，有hhh，解得b，选项A正确；从n3能级跃迁到n2能级，放出光子，原子能量减小，选项B错误；从n2能级跃迁到n1能级的能量比从n3能级跃迁到n2能级放出的能量大，可知波长为c的光的频率比波长为a的光的频率大，根据光电效应发生的条件可知，选项C错误；根据跃迁的条件，可知用12.09 eV的光子照射处于基态的氢原子，氢原子可以跃迁到n3的能级，可以辐射出三种不同频率的光，但一个氢原子只能辐射一种频率的光，选项D错误7(2018湖南怀化三模)氦原子被电离失去一个核外电子，形成类氢结构的氦离子已知基态的氦离子能量为E154.4 eV，氦离子的能级示意图如图所示以下关于该基态氦离子的说法中正确的是()A该基态氦离子吸收某种光子发生跃迁，当能量为E43.4 eV时，氦离子最稳定B能量为48.4 eV的光子，能被该基态氦离子吸收而发生跃迁C一个该基态氦离子吸收能量为51.0 eV的光子后，向低能级跃迁能辐射出6种不同频率的光子D该基态氦离子吸收一个光子后，核外电子的动能增大答案：B解析：原子处于最低能量状态时最稳定，选项A错误；吸收能量为48.4 eV的光子，则氦离子的能量为6.0 eV，能跃迁到n3能级，选项B正确；一个处于基态的氦离子吸收能量为51.0 eV的光子后，能量为3.4 eV，然后从n4能级跃迁到n1能级，最多可释放3种不同频率的光子，选项C错误；基态氦离子吸收一个光子后，由低能级向高能级跃迁，核外电子的轨道半径增大，根据km得v，轨道半径增大，则核外电子的速度减小，动能减小，选项D错误8(2018河南周口考前模拟)(多选)卢瑟福通过用粒子(He)轰击氮核(N)的实验，首次实现了原子核的人工转变，则下列有关的说法中正确的是()A该核反应的方程为HeNOHB通过此实验发现了质子C原子核在人工转变的过程中，电荷数可以不守恒D在此实验中，核子反应前的总质量一定等于反应后的总质量答案：AB解析：由质量数守恒和电荷数守恒，即可写出核反应方程：HeNOH，选项A正确；在这个核反应中产生了质子，选项B正确；在原子核的人工转变过程中，其电荷数守恒，选项C错误；由于在核反应中是质量数守恒，而非质量守恒，故选项D错误 能力提升9由于放射性元素Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现已知Np经过一系列衰变和衰变后变成Bi，下列论断中正确的是()A.Bi比Np少28个中子B衰变过程中共发生了7次衰变和4次衰变C衰变过程中共发生了4次衰变和7次衰变D发生衰变时，核内中子数不变答案：B解析：Bi和Np的中子数分别为126和144，相差18个，选项A错误；衰变的次数为次7次，7次衰变减少了14个中子，所以还需再发生4次衰变才能共减少18个中子，故选项B正确，C错误；衰变是核内中子变为质子而放出的，故核内中子数要减少，选项D错误10(2018江西临川模拟)氦3是一种清洁、高效和安全的核发电燃料，可以在高温高压下用氘和氦3进行核聚变反应从而实现发电下列有关的说法中正确的是()A氘和氦3发生核聚变反应的方程为HHeHeX，其中X为中子B因为核聚变时释放能量，出现质量亏损，故其反应前后的质量数不守恒C核聚变反应后，核子的平均结合能增大D目前我国的核电站广泛采用氦3进行核聚变反应发电答案：C解析：由质量数守恒和电荷数守恒可知，X应为质子，选项A错误；核聚变过程中释放能量，出现质量亏损，但质量数仍然守恒，选项B错误；由于在这个核反应中会释放核能，所以反应后核子的平均结合能增大，选项C正确；目前我国的核电站均采用重核裂变的形式进行发电，选项D错误11(多选)静止在匀强磁场中的U核发生衰变，产生一个粒子和一个未知的粒子X，它们在磁场中的运动轨迹如图所示，下列说法正确的是()A该核反应方程为UXHeB粒子和X粒子在磁场中做圆周运动时转动方向相同C轨迹1、2分别是粒子、X粒子的运动轨迹D粒子、X粒子运动轨迹半径之比为451答案：ABD解析：显然选项A中核反应方程正确，选项A正确；U核静止，根据动量守恒可知粒子和X粒子速度方向相反，又都带正电，故转动方向相同，选项B正确；根据动量守恒可知粒子和X粒子的动量大小p相等，由带电粒子在磁场中运动半径公式R可知轨道半径R与其所带电荷量成反比，故粒子、X粒子运动轨迹半径之比为451，选项C错误，D正确12(2018湖北省武汉市四月调研)(多选)一种典型的铀核裂变是生成钡核和氪核，同时放出3个中子，核反应方程是UXBaKr3n，已知部分原子核的比结合能与核子数的关系如图所示，则下列说法正确的是()A在核反应方程中，X粒子是中子B在核反应方程中，X粒子是质子C.U、Ba和Kr相比，Ba的比结合能最大，它最稳定D.U、Ba和Kr相比，U的核子数最多，它的结合能最大答案：AD解析：由质量数和电荷数守恒可得X为n，即中子，选项A正确，B错误；从图中可知中等质量的原子核的比结合能最大，故Kr的比结合能最大，它最稳定，选项C错误；原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，则U、Ba和Kr相比，U的核子数最多，它的结合能最大，选项D正确13(1)原子核U经放射性衰变变为原子核Th，继而经放射性衰变变为原子核Pa，再经放射性衰变变为原子核U.放射性衰变、和依次为()A衰变、衰变和衰变B衰变、衰变和衰变C衰变、衰变和衰变D衰变、衰变和衰变(2)法国科学家贝可勒尔(H.A.Becquerel)在1896年发现了天然放射现象如图反映的是放射性元素铀核衰变的特性曲线由图可知，铀的半衰期为_年；请在下式的括号中，填入铀在衰变过程中原子核放出的粒子的符号UTh()答案：(1)A(2)1 620He解析：(1)衰变过程中电荷数、质量数守恒，由题意可得衰变方程分别为：UThHe，ThPae，PaUe，所以A对(2)根据半衰期的定义，由题图坐标轴数据可知，铀的半衰期为1 620年；由核反应所遵循的电荷数守恒和质量数守恒可知，衰变过程中放出的粒子的电荷数为Z92902，质量数为A2382344，符号为He.14如图甲所示，静止在匀强磁场中的Li核俘获一个速度为v07.7104 m/s的中子而发生核反应，即LinHHe，若已知He的速度v22.0104 m/s，其方向与反应前中子速度方向相同，试求：(1)H的速度大小和方向；(2)在图乙中，已画出并标明两粒子的运动轨迹，请计算出轨迹半径之比；(3)当He旋转三周时，粒子H旋转几周？答案：(1)1.0103 m/s，方向与v0相反(2)340(3)2周解析：(1)反应前后动量守恒：m0v0m1v1m2v2(v1为氚核速度，m0、m1、m2分别代表中子、氚核、氦核质量)代入数值可解得：v11.0103 m/s方向与v0相反(2)H、He在磁场中均受洛伦兹力F洛，做匀速圆周运动的半径之比为r1r2340.(3)H和He做匀速圆周运动的周期之比为T1T232所以它们的旋转周数之比为n1n2T2T123即He旋转3周时，H旋转2周