创新思维2018一轮_选修3-5 第十二章 第二讲 原子结构 原子核1

[A组·基础题]一、单项选择题1.(2017·甘肃凉州诊测)20世纪初，为了研究物质内部的结构，物理学家做了大量的实验，揭示了原子内部的结构，发现了电子、中子和质子．如图是()A．卢瑟福的α粒子散射实验装置B．卢瑟福发现质子的实验装置C．汤姆孙发现电子的实验装置D．查德威克发现中子的实验装置解析：如图是α粒子轰击金箔，是卢瑟福的α粒子散射实验装置．答案：A2．(2017·河北石家庄质检)下列说法正确的是()A．Th核发生一次α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应C．若使放射性物质的温度升高，其半衰期可能变小D．用14 eV的光子照射处于基态的氢原子，不能使其电离解析：发生一次α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了2，A错误；半衰期不随温度变化，C错误；用14 eV的光子照射处于基态的氢原子，可使其电离，D错误．答案：B3．(2016·东北三校二模)下列说法正确的是()A．光子只具有能量，不具有动量B．玻尔认为，氢原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的C．将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变放射性元素的半衰期D．原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫作质量亏损解析：光子既有能量又有动量，A错误；玻尔认为，氢原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的，B正确；半衰期不会随温度变化，C错误；原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，D错误．答案：B4．(2017·湖北八市联考)人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)与原子序数有如图所示的关系．下列关于原子结构和核反应的说法错误的是()A．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要放出能量B．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能C．已知原子核A裂变成原子核B和C时放出的γ射线能使某金属板逸出光电子，若增加γ射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大D．在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度解析：原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要放出能量，A正确；增强γ射线强度，则逸出光电子的最大初动能不变，C错误．答案：C二、多项选择题5．(2016·高考天津卷)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α粒子轰击147N获得反冲核178O，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：赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，贝克勒尔发现天然放射性现象，而射线是原子核内部发生变化产生的，说明原子核有内部结构，故选项A、C正确；42He＋147N→11H＋178O为卢瑟福发现质子的核反应方程，查德威克用α粒子轰击铍原子核，打出一种中性粒子流，其反应方程为42He＋94Be→126C＋10n，选项B错误；卢瑟福通过对α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．答案：AC6．(2017·河北衡水武邑中学期末)下列的若干叙述中正确的是()A．用加温加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核的半衰期B．对于同种金属产生光电效应时逸出光电子的最大初动能E k与照射光的频率呈线性关系C．一块纯净的放射性元素的矿石经过一个半衰期后它的总质量仅剩下一半D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子的能量也减小了解析：原子核的半衰期由其自身决定，与所处的物理、化学状态等外界环境无关，故A正确；根据光电效应方程E k＝hν－W可知，逸出光电子的最大初动能E k与照射光的频率成线性关系，故B正确；经过一个半衰期以后，矿石有一半的质量发生衰变，但总质量大于原来的一半，故C错误；氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道，库仑力对电子做负功，所以动能变小，电势能变大，因为吸收了光子，总能量变大，故D错误．答案：AB7．(2016·高考全国卷Ⅲ)一静止的铝原子核2713Al俘获一速度为1.0×107 m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核2814Si.下列说法正确的是()A．核反应方程为p＋2713Al→2814SiB．核反应过程中系统动量守恒C．核反应过程中系统能量不守恒D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和解析：核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为p＋2713Al＋2814Si，说法A正确．核反应过程中遵从动量守恒和能量守恒，说法B正确，说法C错误．核反应中发生质量亏损，生成物的质量小于反应物的质量之和，说法D错误．答案：AB8．(2017·河北邯郸一中调研)近日，奥地利维也纳理工大学的一个科学家团队成功在两个单光子之间建立起强大的相互作用，据科学家介绍：两个相互作用的光子同时到达时显示出与单个光子完全不同的行为．我们通过学习也了解了光子的初步知识，下列有关光子的现象以及相关说法正确的是()A．如果利用紫光照射某种金属可以发生光电效应，改用红光一定不能发生光电效应B．大量光子产生的效果往往显示出波动性C．当氢原子的电子吸收光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态，吸收的光子的能量由两能级差决定D．一个处于n＝3能级的氢原子向基态跃迁时最多可以释放3种不同频率的光子解析：紫光照射某种金属发生光电效应，红光的频率小于紫光，改用红光照射这种金属可能发生光电效应，故A错误；大量光子产生的效果往往显示出波动性，少量光子体现粒子性，故B正确；由玻尔理论可知，核外电子由较低能级跃迁到较高能级时，要吸收一定频率的光子，而吸收光子的能量由两能级差决定，故C正确；一群处于n＝3能级的氢原子向基态跃迁时最多可以释放C23＝3种不同频率的光子，但一个处于n＝3能级的氢原子向基态跃迁时最多可以释放两种不同频率的光子，故D错误．答案：BC[B组·能力题]一、选择题9．(多选)(2016·陕西五校联考)下列说法正确的是()A ．原子的核式结构模型是汤姆孙最早提出的B ．铀核(238 92U)衰变为铅核(206 82Pb)的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变C ．一个氢原子从量子数n ＝3的激发态跃迁到基态时最多可辐射2种不同频率的光子D ．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的强度太小 解析：原子核式结构模型是卢瑟福提出的，A 错误；铀核(238 92)U 衰变为铅核(206 82Pb)，先根据质量数守恒计算α衰变次数n ＝238－2064＝8，再根据电荷数守恒计算β衰变的次数m ＝82＋2×8－92＝6，B 正确；一个氢原子从n ＝3的激发态跃迁到基态时可能会释放1种频率的光子或2种不同频率的光子，C 正确；能不能发生光电效应与光强无关，只与频率有关，D 错误．答案：BC10．(多选)(2016·佳木斯重点中学一模)下列说法正确的是( )A.232 90Th 经过6次α衰变和4次β衰变后成为稳定的原子核208 82PbB ．在核反应堆中，为使快中子减速，在铀棒周围要放“慢化剂”，常用的慢化剂有石墨、重水和普通水C ．当用蓝色光照射某金属表面时有电子逸出，则改用红光照射也一定会有电子逸出D ．将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变该放射性元素的半衰期解析：发生α衰变是放出42He ，发生β衰变是放出电子0－1e ，设发生了x 次α衰变和y 次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒，衰变后变为原子核20882Pb ，A 正确；在核反应堆中，为使快中子减速，在铀棒周围要放“慢化剂”，常用的慢化剂有石墨、重水和普通水，故B 正确；发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，红光的频率小于蓝光，不一定有光电效应现象，故C 错误；放射性元素的半衰期只由自身性质决定，与外界无关，故D 错误．答案：AB二、非选择题11．(2017·湖北荆州模拟)太阳内部不断进行着各种核聚变反应，一个氘核和一个氚核结合成一个氦核是其中一种，请写出其核反应方程________；如果氘核的比结合能为E 1，氚核的比结合能为E 2，氦核的比结合能为E 3，则上述反应释放的能量可表示为____________．解析：核反应方程为：21H ＋31H →42He ＋10n ；反应释放的能量可表示为：4E 3－2E 1－3E 2.答案：21H ＋31H →42He ＋10n 4E 3－2E 1－3E 212．(2017·江苏苏中三市第二次调研测试)(1)许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱的研究是探索原子结构的一条重要途径．关于氢原子光谱、氢原子能级和氢原子核外电子的运动，下列说法中正确的是( )A ．氢原子巴尔末线系谱线是包含从红外到紫外的线状谱B ．氢原子光谱的不连续性，表明了氢原子的能级是不连续的C ．氢原子处于不同能级时，电子在各处的概率是相同的D ．氢光谱管内气体导电发光是热辐射现象(2)我国科学家因中微子项目研究获得2016年基础物理学突破奖．中微子是一种静止质量很小的不带电粒子，科学家在1953年找到了中微子存在的直接证据：把含氢物质置于预计有很强反中微子流(反中微子用ν表示)的反应堆内，将会发生如下反应：ν＋11H →10n ＋01e ，实验找到了与此反应相符的中子和正电子．若反中微子能量是E 0，则反中微子质量m ν＝________，该物质波的频率ν＝________.(普朗克常量为h ，真空中光速为c )(3)在ν＋11H →10n ＋01e 反应过程中， ①若质子认为是静止的，测得正电子动量为p 1，中子动量为p 2，p 1、p 2方向相同，求反中微子的动量p .②若质子质量为m 1，中子质量为m 2，电子质量为m 3，m 2＞m 1.要实现上述反应，反中微子能量至少是多少？(真空中光速为c )解析：(1)氢原子巴尔末线系谱线是包含可见光到紫外线的线状谱，不包含红外线，A 错误；氢原子光谱的不连续性，表明了氢原子的能级是不连续的，B 正确；氢原子处于不同能级时，电子在各处的概率是不同的，电子云就是用疏密不同的点表示电子在各个位置出现的概率的，C 错误；氢光谱管内气体导电发光是由于大量氢原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁，从而辐射不同频率的光子，D 错误．(2)利用质能方程E ＝mc 2，得反中微子质量为m ν＝E 0c 2，利用德布罗意波满足的关系E ＝hν得该物质波的频率为ν＝E 0h. (3)①由动量守恒定律有p ＝p 1＋p 2.②由能量守恒，反中微子能量最小时，E ＝(m 2＋m 3－m 1)c 2.答案：(1)B (2)E 0c 2 E 0h (3)①p ＝p 1＋p 2 ②(m 2＋m 3－m 1)c 2。