课时跟踪检测(四十四) 原子结构与原子核(重点高中)
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咐呼州鸣咏市呢岸学校课时跟踪检测(七) 原子结构和原子核高考常考题型:选择题+填空题+计算题1.(2021·高考)以下说法正确的选项是( )A.采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B.由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C.从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力D.原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量2.(2021·二模)目前,在居家装修中,经常用到花岗岩、大理石装修材料,这些岩石都不同程度地含有放射性元素,比方有些含有铀、钍的花岗岩岩石都会释放出放射性惰性气体氡,而氡会发生放射性衰变,放出α、β、γ射线,这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道方面的疾病,根据有关放射性知识可知,以下说法正确的选项是( )A.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生并发射出来的B.β射线是原子核外电子电离形成的电子流,它具有中的穿透能力C.氡的半衰期为天,假设取1 g氡放在天平左盘上,砝码放于右盘,左右两边恰好平衡,那么天后,需取走0.75 g砝码天平才能再次平衡D.发生α衰变时,生成核与原来的原子核相比,中子数减少了23. (2021·)某光电管的阴极为金属钾制成的,它的逸出功为 1 eV,如图1所示是氢原子的能级图,一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时,辐射的光照射到该光电管的阴极上,这束光中能使金属钾发生光电效的光谱线条数是( )A.2条B.4条C.5条D.6条图14.(2021·模拟)如图2所示,由天然放射性元素钋(Po)放出的射线x1,轰击铍(49Be)时会产生粒子流x2,用粒子流x2轰击石蜡时会打出粒子流x3,经研究知道( )图2A.x1为α粒子,x2为质子B.x1为α粒子,x3为质子C.x2为质子,x3为中子D.x2为质子,x3为光子5.(2021·高考)能源是社会开展的根底,开展核能是解决能源问题的途径之一。
原子结构与性质跟踪检测1.下列说法或有关化学用语的表达正确的是()A.在基态多电子原子中,p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量B.基态Fe原子的外围电子排布图为C.因氧元素电负性比氮元素大,故氧原子第一电离能比氮原子第一电离能大D.根据原子核外电子排布的特点,Cu在元素周期表中位于s区解析:选B同一能层中的p轨道电子能量一定比s轨道电子能量高,但外层s轨道电子能量比内层p轨道电子能量高,A错误;基态铁原子外围电子排布式为3d64s2,外围电子排布图为,B正确;N原子的2p轨道处于半充满状态,第一电离能大于氧原子,C错误;Cu的外围电子排布式为3d104s1,位于元素周期表的ds区,D错误。
2.(2017·朔州模拟)如图是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况,其中正确的是()解析:选D同一轨道电子自旋状态相同,违背泡利原理,A错误;2p能级有3个电子,应在3个不同的轨道,违背洪特规则,B错误;同能级不同轨道的成单电子自旋状态不同,违背了洪特规则,C错误,D正确。
3.(2017·上海青浦区模拟)下列描述中正确的是()A.氮原子的价电子排布图:B.2p和3p轨道形状均为哑铃形,能量也相等C.价电子排布为4s24p3的元素位于第四周期第ⅤA族,是p区元素D.钠原子由1s22s22p63s1→1s22s22p63p1时,原子释放能量,由基态转化成激发态解析:选C氮原子的电子排布图应为,A错误;2p和3p轨道形状均为哑铃形,但是原子轨道能量3p>2p,B错误;价电子排布为4s24p3的元素有4个电子层,最外层电子数为5,位于第四周期第ⅤA族,属于p区元素,C正确;基态Na原子的电子排布式为1s22s22p63s1,由基态转化成激发态1s22s22p63p1时,电子能量增大,需要吸收能量,D错误。
4.下列有关电子排布图的表述正确的是()解析:选A A.单核10电子粒子基态时电子排布式为1s22s22p6,每个轨道内排布2个电子,自旋状态相反,正确;B.此图违背了洪特规则,错误;C.正确的价电子排布图为,错误;D.该电子排布图中的电子没有激发跃迁到能量更高的轨道上,错误。
1.卢瑟福发现质子后,预料到原子核中还有中子的存在,其判断依照与以下事实符合的是()A.原子核外电子数与质子数相等B.原子核的质量大概是质子质量的整数倍C.原子核的核电荷数不过质量数的一半或少一些D.质子和中子的质量几乎相等分析:选 C卢瑟福发现原子核的核电荷数与原子核的质量数不相等,大概是原子核质量数的一半或少一些,所以预料到在原子核内还存在有质量而不带电的中性粒子,即中子,故切合事实的是C。
A2.某种元素的原子核用Z X表示,以下说法正确的选项是()A.原子核的质子数为Z,中子数为 AB.原子核的质子数为,中子数为-Z A ZC.原子核的质子数为A,中子数为 ZD.原子核的质子数为A-Z,中子数为 Z分析:选 B A A 为质量数,Z 为质子数;中子数应为-。
X 中,Z3.人类探测月球时发现,在月球的土壤中含有较丰富的质量数为 3 的氦的同位素,它能够作为将来核聚变的重要原料之一。
氦的该种同位素应表示为( )A. 34HeB. 23He4 3 HeC. HeD.2 3分析:选 B 氦的核电荷数 Z=2,又依据题意知该种同位素的质量数A=3,故B正确。
4.如下图为查德威克研究原子核内部构造的实验表示图,由天然放射性元素钋(Po)放出α 射线轰击铍时会产生粒子流a,用粒子流 a 轰击白腊后会打出粒子流b,以下说法正确的是()A.a为质子,C.a为中子,b 为中子b 为γ射线B.a为γ射线,b为中子D.a为中子,b为质子分析:选 D不行见粒子轰击白腊时打出的应是质子,由于质子就是氢原子核,而白腊中含有大批氢原子,轰击白腊的不行见粒子应当是中子,故 D 正确。
5. [ 多项选择 ] 对于质子与中子,以下说法正确的选项是()A.原子核 ( 除氢核外 ) 由质子和中子构成B.质子和中子统称为核子C .卢瑟福发现了质子,并预知了中子的存在D .卢瑟福发现了中子,并预知了质子的存在分析:选 ABC 原子核 ( 除氢核外 ) 由质子和中子构成,质子和中子统称为核子,卢瑟福发现了质子,并预知了中子的存在,查德威克用 α 粒子轰击铍发现了中子,故A 、B 、C 正确, D 错误。
课时跟踪检测(四十五)原子结构和与原子核对点训练:原子核式结构与物理学史1.(2015·福建师大附中模拟)如图1所示为α粒子散射实验装置,α粒子打到荧光屏上都会引起闪烁,若将带有荧光屏的显微镜分别放在图中A、B、C、D四处位置。
则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数可能符合事实的是()图1A.1305、25、7、1B.202、405、625、825C.1202、1010、723、203D.1202、1305、723、2032.(2014·上海高考)不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是()A.原子中心有一个很小的原子核B.原子核是由质子和中子组成的C.原子质量几乎全部集中在原子核内D.原子的正电荷全部集中在原子核内3.(多选)(2014·全国卷Ⅱ)在人类对微观世界进行探索的过程中,科学实验起到了非常重要的作用。
下列说法符合历史事实的是()A.密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B.贝克勒尔通过对天然放射现象的研究,发现了原子中存在原子核C.居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素D.卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子E.汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验,发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的,并测出了该粒子的比荷对点训练:原子核的衰变规律4.(2015·上海市静安区二模)如图2所示为研究某未知元素放射性的实验装置,实验开始时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电场E,通过显微镜可以观察到,在荧光屏的某一位置上每分钟闪烁的亮点数。
若撤去电场后继续观察,发现每分钟闪烁的亮点数没有变化;如果再将薄铝片移开,观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加,由此可以判断,放射源发出的射线可能为()图2A .β射线和γ射线B .α射线和β射线C .β射线和X 射线D .α射线和γ射线5.(2014·重庆高考)碘131的半衰期约为8天。
课时跟踪检测(三十四)原子结构和原子核选择题1.如图1是卢瑟福的α粒子散射实验装置,在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋,它发出的α粒子从铅盒的小孔射出,形成很细的一束射线,射到金箔上,最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。
下列说法正确的是()图1A.该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B.该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性C.α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转D.绝大多数的α粒子发生大角度偏转2.(2013·丽水模拟)如图2所示,由天然放射性元素钋(Po)放出的射线x1,轰击铍(49Be)时会产生粒子流x2,用粒子流x2轰击石蜡时会打出粒子流x3,经研究知道()图2A.x1为α粒子,x2为质子B.x1为α粒子,x3为质子C.x2为质子,x3为中子D.x2为质子,x3为光子3.如图3所示,是国家国防科技工业局首次发布的“嫦娥二号”月面虹湾局部影像图,科学家发现在月球上含有丰富的23He(氦3)。
它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料,其参与的一种核聚变反应的方程式为23He+23He→211H+24He。
关于23He聚变下列表述正确的是()图3A.聚变反应不会释放能量B.聚变反应产生了新的原子核C.聚变反应过程质量数减少D.目前核电站都采用23He聚变反应发电4.如图4所示,x为一未知放射源,P为薄铝箔,当x放射源稳定时,计数器的计数率(单位时间内的接受射线的次数)稳定,现在将磁场移开,发现计数器的计数率没有什么变化,然后抽走P,则计数器的计数率大幅上升,则x为()图4A.纯β粒子放射源B.γ粒子和β粒子的混合放射源C.α粒子和β粒子的混合放射源D.α粒子和γ粒子的混合放射源5.如图5所示是某原子的能级图,a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光。
在如图6该原子光谱的各选项中,谱线从左向右的波长依次增大,则正确的是()图5图66. (2012·江西重点中学第二次联考)如图7所示,氢原子在下列各能级间跃迁:(1)从n=2到n=1;(2)从n=5到n=3;(3)从n=4到n=2。
课时跟踪检测(三十九)原子结构原子核[A级——基础小题练熟练快]1.(2019·福建省福州市八校联考)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.汤姆孙发现了电子,并提出了“原子的核式结构模型”B.卢瑟福用α粒子轰击14 7N获得反冲核17 8O,发现了质子C.查德威克发现了天然放射性现象,说明原子核有复杂结构D.普朗克提出的“光子说”成功解释了光电效应解析:选B汤姆孙发现了电子,卢瑟福提出了“原子的核式结构模型”,选项A错误;卢瑟福用α粒子轰击14 7N获得反冲核17 8O,42He+14 7N→17 8O+11H,发现了质子,选项B正确;贝克勒尔发现了天然放射性现象,说明原子核有复杂结构,选项C错误;爱因斯坦提出的“光子说”成功解释了光电效应,选项D错误。
2.(多选)(2019·天津高考)我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破,等离子体中心电子温度首次达到1亿摄氏度,为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础。
下列关于聚变的说法正确的是()A.核聚变比核裂变更为安全、清洁B.任何两个原子核都可以发生聚变C.两个轻核结合成质量较大的核,总质量较聚变前增加D.两个轻核结合成质量较大的核,核子的比结合能增加解析:选AD核聚变没有放射性污染,安全、清洁,A对。
只有原子序数小的“轻”核才能发生聚变,B错。
轻核聚变成质量较大的原子核,比结合能增加,总质量减小,C错,D对。
3.(2019·安徽省宣城市调研)下列四幅图涉及不同的物理知识,如图所示,其中说法正确的是()A.图甲,卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,发现了质子和中子B.图乙,用中子轰击铀核使其发生聚变,链式反应会释放出巨大的核能C.图丙,玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率也是不连续的D.图丁,汤姆孙通过电子的发现揭示了原子核内还有复杂结构解析:选C题图甲:卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,得出原子的核式结构模型,故A错误;题图乙:用中子轰击铀核使其发生裂变,裂变反应会释放出巨大的核能,故B 错误;题图丙:玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率也是不连续的,故C正确;题图丁:汤姆孙通过电子的发现揭示了原子有一定结构,天然放射现象的发现揭示了原子核内还有复杂结构,故D错误。
重难点10 原子结构和原子核【知识梳理】一、氢原子光谱、氢原子的能级、能级公式 1.原子的核式结构(1)电子的发现:英国物理学家汤姆孙发现了电子。
(2)α粒子散射实验:1909~1911年,英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验,实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进,但有少数α粒子发生了大角度偏转,偏转的角度甚至大于90°,也就是说它们几乎被“撞”了回来。
(3)原子的核式结构模型:在原子中心有一个很小的核,原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转。
2.光谱 (1)光谱用光栅或棱镜可以把光按波长展开,获得光的波长(频率)和强度分布的记录,即光谱。
(2)光谱分类有些光谱是一条条的亮线,这样的光谱叫做线状谱。
有的光谱是连在一起的光带,这样的光谱叫做连续谱。
(3)氢原子光谱的实验规律巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线,其波长公式1λ=R ⎝⎛⎭⎫122-1n 2,(n =3,4,5,…),R 是里德伯常量,R =1.10×107 m -1,n 为量子数。
3.玻尔理论(1)定态:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些能量状态中原子是稳定的,电子虽然绕核运动,但并不向外辐射能量。
(2)跃迁:原子从一种定态跃迁到另一种定态时,它辐射或吸收一定频率的光子,光子的能量由这两个定态的能量差决定,即hν=E m -E n 。
(h 是普朗克常量,h =6.63×10-34 J·s ) (3)轨道:原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应。
原子的定态是不连续的,因此电子的可能轨道也是不连续的。
4.氢原子的能级、能级公式 (1)氢原子的能级 能级图如图所示(2)氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式:E n=1n2E1(n=1,2,3,…),其中E1为基态能量,其数值为E1=-13.6 eV。
课时跟踪检测(四十) 原子结构 原子核一、立足主干知识,注重基础性和综合性1.(2019·全国卷Ⅰ)氢原子能级示意图如图所示。
光子能量在1.63eV ~3.10 eV 的光为可见光。
要使处于基态(n =1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子,最少应给氢原子提供的能量为( )A .12.09 eVB .10.20 eVC .1.89 eVD .1.51 eV解析:选A 可见光光子能量范围为1.63 eV ~3.10 eV ,则氢原子能级差应该在此范围内,可简单推算如下:2、1能级差为10.20 eV ,此值大于可见光光子的能量;3、2能级差为1.89 eV ,此值属于可见光光子的能量范围,符合题意。
氢原子处于基态,要使氢原子达到第3能级,需提供的能量为-1.51 eV -(-13.60 eV)=12.09 eV ,此值也是提供给氢原子的最少能量,选项A 正确。
2.已知A 和B 两种放射性元素的半衰期分别为T 和2T ,则相同质量的A 和B 经过2T 后,剩有的A 和B 质量之比为( )A .1∶4B .1∶2C .2∶1D .4∶1解析:选B 根据衰变规律,经过2T 后,A 剩有的质量m A =⎝⎛⎭⎫122T T m 0=14m 0,B 剩有的质量m B =⎝⎛⎭⎫122T 2T m 0=12m 0,所以m A m B =12,故选项B 正确。
3.(多选)232 90Th(钍)经过一系列α衰变和β衰变,变成208 82Pb(铅)。
以下说法中正确的是( )A .铅核比钍核少8个质子B .铅核比钍核少16个中子C .共经过4次α衰变和6次β衰变D .共经过6次α衰变和4次β衰变解析:选ABD 设α衰变次数为x ,β衰变次数为y ,由质量数守恒和电荷数守恒得232=208+4x,90=82+2x -y ,解得x =6,y =4,C 错、D 对。
铅核、钍核的质子数分别为82、90,故A 对。
2021年高考物理一轮复习第十三章课时跟踪检测(四十五)原子结构和与原子核对点训练:原子核式结构与物理学史1.(xx·福建师大附中模拟)如图1所示为α粒子散射实验装置,α粒子打到荧光屏上都会引起闪烁,若将带有荧光屏的显微镜分别放在图中A、B、C、D四处位置。
则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数可能符合事实的是( )图1A.1305、25、7、1B.202、405、625、825C.1202、1010、723、203D.1202、1305、723、2032.(xx·上海高考)不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是( )A.原子中心有一个很小的原子核B.原子核是由质子和中子组成的C.原子质量几乎全部集中在原子核内D.原子的正电荷全部集中在原子核内3.(多选)(xx·全国卷Ⅱ)在人类对微观世界进行探索的过程中,科学实验起到了非常重要的作用。
下列说法符合历史事实的是( )A.密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B.贝克勒尔通过对天然放射现象的研究,发现了原子中存在原子核C.居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素D.卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子E.汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验,发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的,并测出了该粒子的比荷对点训练:原子核的衰变规律4.(xx·上海市静安区二模)如图2所示为研究某未知元素放射性的实验装置,实验开始时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电场E,通过显微镜可以观察到,在荧光屏的某一位置上每分钟闪烁的亮点数。
若撤去电场后继续观察,发现每分钟闪烁的亮点数没有变化;如果再将薄铝片移开,观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加,由此可以判断,放射源发出的射线可能为( )图2A.β射线和γ射线B.α射线和β射线C.β射线和X射线D.α射线和γ射线5.(xx·重庆高考)碘131的半衰期约为8天。
课时跟踪检测(四十七)原子结构与原子核对点训练:原子核式结构与物理学史1.(2016·福建师大附中模拟)如图1所示为α粒子散射实验装置,α粒子打到荧光屏上都会引起闪烁,若将带有荧光屏的显微镜分别放在图中A、B、C、D四处位置。
则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数可能符合事实的是()图1A.1 305、25、7、1B.202、405、625、825C.1 202、1 010、723、203D.1 202、1 305、723、203解析:选A根据α粒子散射实验的统计结果,大多数粒子能按原来方向前进,少数粒子方向发生了偏移,极少数粒子偏转超过90°,甚至有的被反向弹回。
所以在相等时间内A处闪烁次数最多,其次是B、C、D三处,所以选项A正确。
2.(2015·天津高考)物理学重视逻辑,崇尚理性,其理论总是建立在对事实观察的基础上。
下列说法正确的是()A.天然放射现象说明原子核内部是有结构的B.电子的发现使人们认识到原子具有核式结构C.α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的D.密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的解析:选A天然放射现象说明原子核内部是有结构的,人们认识原子核的复杂结构是从天然放射现象开始的,选项A正确。
电子的发现说明了原子是可以分割的,是由更小的微粒组成的,选项B错误。
由α粒子散射实验建立了原子的核式结构模型,选项C错误。
密立根油滴实验说明物质所带电荷量是量子化的,选项D错误。
对点训练:原子核的衰变规律3.(多选)(2016·江门模拟)放射性元素23490Th的衰变方程为23490Th→23491Pa+X,下列表述正确的是()A.X是由Th原子释放的核外电子B.该衰变是β衰变C.加压或加温不能改变其衰变的快慢D.Th发生衰变时原子核要吸收能量解析:选BC 根据电荷数守恒、质量数守恒知,X 的电荷数为-1,质量数为0,则X 为电子,该衰变为β衰变。
课时跟踪检测(四十四)原子结构与原子核(二)重点高中适用作业[A级——保分题目巧做快做]1.铀核可以发生衰变和裂变,铀核的()A.衰变和裂变都能自发发生B.衰变和裂变都不能自发发生C.衰变能自发发生而裂变不能自发发生D.衰变不能自发发生而裂变能自发发生解析:选C铀是天然放射性元素,所以铀核的衰变是能自发发生,而铀核的裂变是人工实现的,是用中子轰击铀核实现的,所以铀核的裂变不能自发发生,故A、B、D错误,C正确。
★2.(2015·天津高考)物理学重视逻辑,崇尚理性,其理论总是建立在对事实观察的基础上。
下列说法正确的是()A.天然放射现象说明原子核内部是有结构的B.电子的发现使人们认识到原子具有核式结构C.α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的D.密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的解析:选A天然放射现象说明原子核内部是有结构的,人们认识原子核的复杂结构是从天然放射现象开始的,选项A正确。
电子的发现说明了原子是可以分割的,是由更小的微粒组成的,选项B错误。
由α粒子散射实验建立了原子的核式结构模型,选项C错误。
密立根油滴实验说明物质所带电荷量是量子化的,选项D错误。
3.23290Th经过一系列α衰变和β衰变后变成20882Pb,则20882Pb比23290Th少()A.16个中子,8个质子B.8个中子,16个质子C.24个中子,8个质子D.8个中子,24个质子解析:选A20882Pb比23290Th质子数少(90-82)=8个,核子数少(232-208)=24个,所以中子数少(24-8)=16个,故A正确;B、C、D错误。
4.(2018·南昌十所省重点中学模拟)下列说法正确的是()A.光子像其他粒子一样,不但具有能量,也具有动量B.比结合能越大,原子核越不稳定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,这个现象叫做质量亏损解析:选A光子像其他粒子一样,不但具有粒子性,而且也有波动性,则不但具有能量,也具有动量,故A正确;比结合能越大的原子核越稳定,B错误;放射性元素的半衰期与外界因素没有任何关系,只和本身性质有关,C错误;原子核的质量小于组成它的核子的质量之和,这个现象叫做质量亏损,故D错误。
★5.(2015·北京高考)下列核反应方程中,属于α衰变的是()A.147N+42He→178O+11HB.23892U→23490Th+42HeC.21H+31H→42He+10nD.23490Th→23491Pa+0-1e解析:选Bα衰变是放射性元素的原子核放出α粒子(42He)的核反应,选项B正确。
6.(2018·泰安质检)根据氢原子的能级图,现让一束单色光照射到大量处于基态(量子数n=1)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()A.12.75 eV B.13.06 eVC.13.6 eV D.0.85 eV解析:选A受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光,知跃迁到第4能级,则吸收的光子能量为ΔE=-0.85 eV+13.6 eV=12.75 eV,故A正确。
7.(2016·江苏高考)贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象,如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。
下列属于放射性衰变的是()A.146C→147N+0-1eB.23592U+10n→13953I+9539Y+210nC.21H+31H→42He+10nD.42He+2713Al→3015P+10n解析:选A放射性元素自发地放出射线的现象叫天然放射现象。
A选项为β衰变方程,B选项为重核裂变方程,C选项为轻核聚变方程,D选项为原子核的人工转变方程,故A 正确。
8.[多选]14C发生放射性衰变为14N,半衰期约为5 700年。
已知植物存活期间,其体内14C与12C的比例不变;生命活动结束后,14C的比例持续减少。
现通过测量得知,某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。
下列说法正确的是() A.该古木的年代距今约为5 700年B.12C、13C、14C具有相同的中子数C.14C衰变为14N的过程中放出β射线D.增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变解析:选AC因古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一,则可知经过的时间为一个半衰期,即该古木的年代距今约为5 700年,选项A正确;12C、13C、14C 具有相同的质子数,由于质量数不同,故中子数不同,选项B错误;根据核反应方程可知,14C衰变为14N的过程中放出电子,即发出β射线,选项C正确;外界环境不影响放射性元素的半衰期,选项D错误。
9.[多选]科学家使用核反应获取氚,再利用氘和氚核反应获得能量,核反应方程分别为:X+Y→42He+31H+4.9 MeV和21H+31H→42He+X+17.6 MeV,下列表述正确的有() A.X是中子B.Y的质子数是3,中子数是6C.两个核反应都没有质量亏损D.氘和氚的核反应是核聚变反应解析:选AD由21H+31H→42He+X+17.6 MeV,根据反应前后质量数、电荷数守恒可知,X的质量数为1,电荷数为0,因此X是中子,故选项A正确;再由X+Y→41He+11H +4.9 MeV,根据反应前后质量数、电荷数守恒可知,Y的质量数为6,电荷数为3,即其质子数为3,中子数也为3,故选项B错误;由于两个反应中都释放了能量,因此根据爱因斯坦质能方程可知,两个反应中都存在质量亏损,故选项C错误;根据核聚变反应的定义可知,氘和氚反应是核聚变反应,故选项D正确。
10.不同色光的光子能量如下表所示:A.红、蓝—靛B.红、紫C.橙、绿D.蓝—靛、紫解析:选A计算出各种光子能量然后和表格中数据进行对比,便可解决本题。
氢原子处于第四能级,能够发出12.75 eV、12.09 eV、10.2 eV、2.55 eV、1.89 eV、0.66 eV的六种光子,1.89 eV和2.55 eV属于可见光,1.89 eV的光子为红光,2.55 eV的光子为蓝—靛光。
[B 级——拔高题目稳做准做]11.(2018·南昌十所省重点中学模拟)根据玻尔理论,氢原子的能级公式为E n =A n 2(n 为能级,A 为基态能量),一个氢原子中的电子从n =4的能级直接跃迁到基态,在此过程中( )A .氢原子辐射一个能量为15A 16的光子 B .氢原子辐射一个能量为-15A 16的光子 C .氢原子辐射一系列频率的光子,其中频率最大的光子能量为15A 16D .氢原子辐射一系列频率的光子,其中频率最大的光子能量为-15A 16解析:选B 根据玻尔理论,一个氢原子中的电子从n =4的能级直接跃迁到基态,辐射一个光子的能量为ΔE =E 4-E 1=A 42-A 12=-15A 16,选项B 正确,A 、C 、D 错误。
12.(2018·哈尔滨六中模拟)静止在匀强电场中的碳14原子核,某时刻放射的某种粒子与反冲核的初速度方向均与电场方向垂直,且经过相等的时间后形成的轨迹如图所示(a 、b 表示长度)。
那么碳14的核反应方程可能是( )A.14 6C →42He +10 4BeB.14 6C →01e +14 5BC.14 6C → 0-1e +14 7ND.14 6C →21H +12 5B解析:选A 设时间为t ,则12a 1t 2v 1t =2,12a 2t 2v 2t =4,而a =qE m ,故有q 1m 1v 1∶q 2m 2v 2=1∶2,又因为动量守恒m 1v 1=m 2v 2,故q 1∶q 2=1∶2,故只有A 正确。
★13.[多选]用中子(20n)轰击铀核(235 92U)产生裂变反应,会产生钡核(144 56Ba)和氪核(8936Kr)并释放出中子(10n),当达到某些条件时可发生链式反应。
一个铀核(235 92U)裂变时,释放的能量约为200 MeV(1 eV =1.6×10-19 J)。
以下说法正确的是( )A.235 92U 的裂变方程为235 92U →144 56Ba +8936Kr +10nB.235 92U 的裂变方程为235 92U +10n →144 56Ba +8936Kr +310nC.235 92U 发生链式反应的条件与铀块的体积有关D .一个235 92U 裂变时,质量亏损约为3.6×10-28 kg解析:选BC 铀核在裂变过程中需要中子的轰击,产生链式反应,所以选项A 错误,选项B 正确。
而链式反应在进行过程中,还需要铀矿达到临界体积才能维持链式反应持续不断进行下去,所以选项C 正确。
根据释放出来的核能,结合质能方程可知ΔE =Δmc 2,反应过程中,亏损质量为Δm =200×106×1.6×10-19(3×108)2 kg =1×10-28 kg ,选项D 错误。
14.[多选](2016·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 →2814Si *B .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E .硅原子核速度的数量级为105 m/s ,方向与质子初速度的方向一致解析:选ABE 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 *,A 正确。
核反应过程中遵从动量守恒和能量守恒,B 正确,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,D 错误。
根据动量守恒定律有m p v p =m Si v Si ,碰撞后硅原子核速度的数量级为105 m/s ,方向与质子初速度方向一致,E 正确。
15.(2017·北京高考)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α衰变。
放射出的α粒子(42He)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α粒子的质量和电荷量。
(1)放射性原子核用A Z X 表示,新核的元素符号用Y 表示,写出该α衰变的核反应方程。
(2)α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α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Δm 。
解析:(1)A Z X ―→A -4Z -2Y +42He 。