山東專用2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)第十二章第2節(jié)原子結(jié)構(gòu)與原子核練習(xí)含解析新人教版

PAGEPAGE6第2節(jié)原子結(jié)構(gòu)與原子核1.(2024·貴州安順模擬)依據(jù)α粒子散射試驗(yàn),盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型.如圖表示了原子核式結(jié)構(gòu)模型的α粒子散射圖景.圖中實(shí)線表示α粒子的運(yùn)動軌跡.其中一個α粒子在從a運(yùn)動到b、再運(yùn)動到c的過程中(α粒子在b點(diǎn)時距原子核最近),下列推斷正確的是(B)A.α粒子的動能先增大后減小B.α粒子的電勢能先增大后減小C.α粒子的加速度先變小后變大D.電場力對α粒子先做正功后做負(fù)功解析:α粒子受到斥力作用,依據(jù)電場力做功特點(diǎn)可知從a運(yùn)動到b過程中電場力做負(fù)功,電勢能增加,動能減小,從b運(yùn)動到c過程中,電場力做正功,電勢能減小,動能增加,A,D錯誤,B正確;依據(jù)點(diǎn)電荷四周電場可知,距離原子核近的地方電場強(qiáng)度大,故越靠近原子核加速度越大,因此α粒子加速度先增大后減小,故C錯誤.2.(2024·廣東肇慶三模)如圖所示為1934年約里奧居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔時的試驗(yàn)示意圖,他們除探測到預(yù)料中的中子外,還發(fā)覺拿走α粒子放射源以后,鋁箔仍接著放射出一種奇妙的粒子.下列說法中正確的是(B)A.α粒子轟擊鋁箔的核反應(yīng)方程為

1327Al+24HeB.轟擊鋁箔后的生成物是磷(1530P),它的衰變方程為

1530P→C.拿走α粒子放射源以后,鋁箔接著放射出的奇妙粒子事實(shí)上是中子D.磷(15解析:α粒子轟擊鋁箔的核反應(yīng)方程為

1327Al+24He→1530P+01n,轟擊鋁箔后的生成物是

15303.(2024·湖南常德模擬)(多選)有關(guān)氫原子光譜的說法正確的是(BCD)A.氫原子的放射光譜是連續(xù)譜B.氫原子光譜說明氫原子只發(fā)出特定頻率的光C.氫原子光譜說明氫原子能級是分立的D.巴耳末公式反映了氫原子輻射光子頻率的分立特性解析:由于氫原子放射的光子的能量E=Em-En,所以放射的光子的能量值E是不連續(xù)的,只能是一些特定頻率的譜線,故A錯誤,B正確;由于氫原子的軌道是不連續(xù)的,故氫原子的能級是不連續(xù)的即是分立的,故C正確;由于躍遷時汲取或放射的光子的能量是兩個能級的能量差,所以氫原子光譜的頻率與氫原子能級的能量差有關(guān),巴耳末公式反映了氫原子輻射光子頻率的分立特性,故D正確.4.(2024·河南安陽模擬)一群處于基態(tài)的氫原子汲取某種光子后,向外輻射了a,b,c三種光,其波長分別為λa,λb,λc,且λa>λb>λc,三種光子的能量分別為Ea,Eb,Ec,若a光恰能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng),則(D)A.被氫原子汲取的光子的能量為hcB.Ea=Eb+EcC.1λb=1D.b光肯定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)解析:依據(jù)能級間躍遷輻射或汲取的光子的能量等于兩能級間的能級差,且E=hcλ及λa>λb>λc,知Ec=Ea+Eb,氫原子汲取的光子的能量為hcA,B錯誤;依據(jù)光子能量與波長的關(guān)系有,hcλc=hcλa+hcλb,即5.(2024·河北保定模擬)氫原子能級的示意圖如圖所示,大量氫原子從n=4的能級向n=2的能級躍遷時輻射出可見光a,從n=3的能級向n=2的能級躍遷時輻射出可見光b,則(C)A.氫原子從高能級向低能級躍遷時可能會輻射出γ射線B.大量氫原子從n=4的能級向n=2的能級躍遷時能夠輻射出6種頻率的光子C.a光子能量比b光子的能量大D.氫原子在n=2的能級時可汲取隨意頻率的光而發(fā)生電離解析:因?yàn)棣蒙渚€是原子核改變時輻射的,因此氫原子從高能級向低能級躍遷時,不會輻射γ射線,故A錯誤;大量的氫原子從n=4的能級向n=2的能級躍遷時釋放3種頻率的光子,故B錯誤;從n=4的能級向n=2的能級躍遷時輻射出的光子能量大于從n=3的能級向n=2的能級躍遷時輻射出的光子能量,則a光子能量比b光子的能量大,故C正確;氫原子在n=2能級時,汲取的能量需大于等于3.4eV,才能發(fā)生電離,故D錯誤.6.(2024·湖北宜昌質(zhì)檢)關(guān)于自然放射現(xiàn)象,下列說法正確的是(B)A.放射性元素的原子核內(nèi)的核子有半數(shù)發(fā)生改變所需的時間就是半衰期B.放射性的原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核從高能級向低能級躍遷時,輻射出γ射線C.當(dāng)放射性元素的原子的核外電子具有較高能量時,將發(fā)生β衰變D.放射性物質(zhì)放出的射線中,α粒子動能很大,因此貫穿物質(zhì)的本事很強(qiáng)解析:放射性元素的半衰期是有一半該元素的原子核發(fā)生衰變所用的時間,故A錯誤;放射性的原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核從高能級向低能級躍遷時,輻射出γ射線,故B正確;β衰變的實(shí)質(zhì)是核內(nèi)的中子可以轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子,產(chǎn)生的電子從核內(nèi)放射出來,當(dāng)放射性元素的原子的核外電子具有較高能量時將向低能級躍遷,不是發(fā)生衰變,故C錯誤;α粒子動能很大,但是貫穿物質(zhì)的本事很弱,故D錯誤.7.(2024·安徽安慶二模)2024年9月29日世界首條量子保密通信干線——“京滬干線”正式開通,我國科學(xué)家勝利實(shí)現(xiàn)了世界上首次洲際量子保密通信.下列有關(guān)量子化學(xué)說的敘述中正確的是(A)A.愛因斯坦依據(jù)光電效應(yīng)的試驗(yàn)規(guī)律,提出了“光子說”B.庫侖通過對油滴試驗(yàn)的分析,發(fā)覺“電荷是量子化”的C.湯姆孫依據(jù)原子核式結(jié)構(gòu)理論,提出了“原子軌道量子化”的假說D.盧瑟福依據(jù)原子光譜的試驗(yàn)規(guī)律,提出了“原子能量量子化”的假說解析:愛因斯坦通過對光電效應(yīng)現(xiàn)象的探討提出了“光子說”,A對;密立根通過油滴試驗(yàn)發(fā)覺了電荷是量子化的,B錯;玻爾提出了原子軌道量子化及原子能量量子化假說,C,D錯誤.8.(2024·江西上饒六校第一次聯(lián)考)PET(正電子放射型計(jì)算機(jī)斷層顯像)的基本原理是:將放射性同位素

815O注入人體,參加人體的代謝過程A.

815O衰變的方程為

815OB.將放射性同位素

815O注入人體C.一對正負(fù)電子湮滅后也可能只生成一個光子D.PET中所選的放射性同位素的半衰期應(yīng)較長解析:由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得

815O的衰變方程是

815O→79.(2024·安徽宿州模擬)鈾核(92235U)經(jīng)過m次α衰變和n次βA.m=5,n=4B.鈾核(92235C.衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和小于鈾核(D.鈾核(解析:核反應(yīng)方程為

92235U→82207Pb+m210.(2024·浙江寧波質(zhì)檢)靜止的氡核

86222Rn放出α粒子后變成釙核

84218Po,A.4218·EC.222218·Eαc2解析:設(shè)α粒子的質(zhì)量為m1,速度大小為v,反沖核的質(zhì)量為m2,速度大小為v′.依據(jù)動量守恒定律可得,m1v=m2v′,則vv'=m2m1=2184;α粒子動能為Eα=12m1v2,反沖核的動能E′=12m2v′Eα+4218Eα=222218Eα,依據(jù)能量守恒知,釋放的核能E=222218Eα,依據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程E=Δmc2得,Δ11.(2024·遼寧營口模擬)一個

92235U原子核在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應(yīng),其裂變方程為

92235U+0A.X原子核中含有54個質(zhì)子B.X原子核中含有141個核子C.因?yàn)榱炎儠r釋放能量,依據(jù)E=mc2,所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)增加D.因?yàn)榱炎儠r釋放能量,出現(xiàn)質(zhì)量虧損,所以生成物的總質(zhì)量數(shù)削減解析:設(shè)X的原子核中含有x個質(zhì)子,質(zhì)量數(shù)為y,依據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒有,92=x+38,235+1=y+94+2,解得x=54,y=140,故質(zhì)子數(shù)為54個,而核子數(shù)為140個,故A正確,B錯誤;因?yàn)榱炎儠r出現(xiàn)質(zhì)量虧損,從而釋放出能量,所以裂變后的總質(zhì)量削減,但總的質(zhì)量數(shù)是不變的,故C,D錯誤.12.(2024·陜西吳起中學(xué)月考)(多選)在花崗巖、大理石等裝飾材料中,都不同程度地含有放射性元素,下列有關(guān)放射性元素的說法中正確的是(CD)A.β射線與γ射線一樣都是電磁波,但穿透本事遠(yuǎn)比γ射線弱B.氡的半衰期為3.8天,4個氡原子核經(jīng)過7.6天后就肯定只剩下1個氡原子核C.92238U衰變成

82206Pb要經(jīng)過8次D.放射性元素發(fā)生β衰變時所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時產(chǎn)生的解析:β射線的實(shí)質(zhì)是電子流,γ射線的實(shí)質(zhì)是電磁波,γ射線的穿透本事比較強(qiáng),故A項(xiàng)錯誤.半衰期對大量的原子核適用,對少量的原子核不適用,故B項(xiàng)錯誤.經(jīng)過一次β衰變,原子核的質(zhì)量數(shù)不變,電荷數(shù)增加1,經(jīng)過一次α衰變,原子核的質(zhì)量數(shù)削減4,電荷數(shù)削減2,則92-82=2n1-n2,238-206=4n1,α衰變的次數(shù)n1=8,β衰變的次數(shù)n2=6,故C項(xiàng)正確.發(fā)生β衰變時,原子核中的一個中子,轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€質(zhì)子和一個電子,電子釋放出來.故D項(xiàng)正確.13.(2024·福建龍巖模擬)日本9.0級大地震導(dǎo)致福島核電站發(fā)生核泄漏事故,引起周邊國家的關(guān)注和恐慌.核反應(yīng)會產(chǎn)生很多放射性的副產(chǎn)品如碘131和銫137,由于發(fā)生核泄漏,很多國家都已檢測出這兩種元素.有關(guān)核反應(yīng)及其產(chǎn)物,以下說法正確的是(D)A.日本福島核電站是采納可控聚變反應(yīng)技術(shù),將產(chǎn)生的核能轉(zhuǎn)化為電能B.反應(yīng)堆可能發(fā)生的一種核反應(yīng)方程是

92235U+01n→C.已知銫137的半衰期為30年,現(xiàn)有100個原子核銫137經(jīng)過60年將剩下25個D.若核反應(yīng)中質(zhì)量虧損了Δm,則將釋放Δmc2的核能.解析:日本福島核電站是采納可控裂變反應(yīng)技術(shù),將產(chǎn)生的核能轉(zhuǎn)化為電能,故A錯誤;核反應(yīng)方程要滿意質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒,故該反應(yīng)產(chǎn)生2個中子,故B錯誤;半衰期是對大量放射性元素的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對少量原子核是無意義的,故C錯誤;依據(jù)質(zhì)能方程可知,若核反應(yīng)中質(zhì)量虧損了Δm,則將釋放E=Δmc2的核能,故D正確.14.(2024·湖北武漢模擬)(多選)一種典型的鈾核裂變是生成鋇和氪,同時放出3個中子,核反應(yīng)方程是

92235U+X→

56A.核反應(yīng)方程中,X粒子是中子B.核反應(yīng)方程中,X粒子是質(zhì)子C.92235U,56D.92235U,56解析:依據(jù)核反應(yīng)方程結(jié)合質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知,X粒子是中子,故A正確,B錯誤;依據(jù)比結(jié)合能的曲線可知,在

2656Fe旁邊原子核的比結(jié)合能最大,然后隨核子數(shù)的增大,比結(jié)合能減小,所以

92235U,56144Ba和

3689Kr相比15.(2024·山東煙臺模擬)某試驗(yàn)室工作人員,用初速度v0=0.09c(c為真空中的光速)的α粒子轟擊靜止的氮原子核

714N,產(chǎn)生了質(zhì)子

A.該核反應(yīng)方程為

24He+714B.質(zhì)子的速度v約為0.19cC.若用兩個上述質(zhì)子發(fā)生對心彈性碰撞,則每個質(zhì)子的動量改變量是0.19mcD.若用兩個上述質(zhì)子發(fā)生對心彈性碰撞,則每個質(zhì)子的動量改變量方向與末動量方向相反解析:由題意可知,該核反應(yīng)方程為

24He+714N→817O+11H,故A錯誤;設(shè)α粒子、新核的質(zhì)量分別為4m,17m,質(zhì)子的速度為v,由題意可知,新核的速度為v20,選取α粒子運(yùn)動的方向?yàn)檎较?由動量守恒定律得,4mv0=17mv20+mv,解得,v≈16.用速度大小為v的中子轟擊靜止的鋰核(36Li),發(fā)生核反應(yīng)后生成氚核和α粒子.生成的氚核速度方向與中子的速度方向相反,氚核與α粒子的速度之比為7(1)寫出核反應(yīng)方程;(