2014年高考真題匯編15：原子結(jié)構(gòu)與原子核

1/6專(zhuān)題十五原子結(jié)構(gòu)與原子核1.【2014·新課標(biāo)全國(guó)卷I】(1)關(guān)于天然放射性，下列說(shuō)法正確的是________．A．所有元素都可能發(fā)生衰變B．放射性元素的半衰期與外界的溫度無(wú)關(guān)C．放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性D．α、β和γ三種射線(xiàn)中，γ射線(xiàn)的穿透能力最強(qiáng)E．一個(gè)原子核在一次衰變中可同時(shí)放出α、β和γ三種射線(xiàn)【答案】(1)BCD【解析】本題考查了原子核的衰變，原子序數(shù)大于83的元素才可以發(fā)生衰變，原子序數(shù)小于83的元素有的可以發(fā)生衰變，有的不可以發(fā)生衰變，A錯(cuò)誤；放射性元素的半衰期與元素所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)，B、C正確；三種射線(xiàn)α、β和γ穿透能力依次增強(qiáng)，D正確；原子核發(fā)生α或β衰變時(shí)常常伴有γ光子的產(chǎn)生，但同一原子核不會(huì)同時(shí)發(fā)生α衰變和β衰變，E錯(cuò)誤。2．【2014·新課標(biāo)Ⅱ卷】(1)在人類(lèi)對(duì)微觀世界進(jìn)行探索的過(guò)程中，科學(xué)實(shí)驗(yàn)起到了非常重要的作用．下列說(shuō)法符合歷史事實(shí)的是________．A．密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出了基本電荷的數(shù)值B．貝克勒爾通過(guò)對(duì)天然放射現(xiàn)象的研究，發(fā)現(xiàn)了原子中存在原子核C．居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙(Po)和鐳(Ra)兩種新元素D．盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了在原子核內(nèi)部存在質(zhì)子E．湯姆遜通過(guò)陰極射線(xiàn)在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了陰極射線(xiàn)是由帶負(fù)電的粒子組成的，并測(cè)出了該粒子的比荷【答案】（1）ACE【解析】（1）密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出了基本電荷的電量，A正確；盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)建立了原子核式結(jié)構(gòu)模型，發(fā)現(xiàn)了原子中心有一個(gè)核，B、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤；居里夫婦從瀝青鈾礦中分離處了釙和鐳兩種新元素，并因此獲得了諾貝爾獎(jiǎng)，C項(xiàng)正確；湯姆遜通過(guò)研究陰極射線(xiàn)，發(fā)現(xiàn)了電子，并測(cè)出了電子的比荷，E正確。3.【2014·北京卷】質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3.當(dāng)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核時(shí)，釋放的能量是(c表示真空中的光速)()A．(m1＋m2－m3)cB．(m1－m2－m3)cC．(m1＋m2－m3)c2D．(m1－m2－m3)c2【答案】C【解析】本題考查質(zhì)能方程，ΔE＝Δmc2，其中Δm＝(m1＋m2－m3)，則ΔE＝(m1＋m2－m3)c2，C正確，A、B、D錯(cuò)誤．4.【2014·全國(guó)卷】一中子與一質(zhì)量數(shù)為A(A>1)的原子核發(fā)生彈性正碰．若碰前原子核靜止，則碰撞前與碰撞后中子的速率之比為()A.eq\f(A＋1,A－1)B.eq\f(A－1,A＋1)C.eq\f(4A,（A＋1）2)D.eq\f(（A＋1）2,（A－1）2)【答案】A【解析】本題考查完全彈性碰撞中的動(dòng)量守恒、動(dòng)能守恒，設(shè)碰撞前后中子的速率分別為v1、v2，碰后原子核的速率為v3，中子的質(zhì)量為m1，原子核的質(zhì)量為m2，則m2=Am1，根據(jù)完全彈性碰撞規(guī)律可得：m1v1=m2v3+m1v2，；解得碰后中子的速率，因此碰撞前后中子的速率之比為：，A正確。5.【2014·福建卷Ⅰ】(1)如圖所示，放射性元素鐳衰變過(guò)程中釋放出α、β、γ三種射線(xiàn)，分別進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，下列說(shuō)法正確的是________．(填選項(xiàng)前的字母)A．①表示γ射線(xiàn)，③表示α射線(xiàn)B．②表示β射線(xiàn)，③表示α射線(xiàn)C．④表示α射線(xiàn)，⑤表示γ射線(xiàn)D．⑤表示β射線(xiàn)，⑥表示α射線(xiàn)【答案】(1)C【解析】α射線(xiàn)帶正電，β射線(xiàn)帶負(fù)電，γ射線(xiàn)不帶電．在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，α射線(xiàn)與β射線(xiàn)分別在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，α射線(xiàn)偏向負(fù)極板，β射線(xiàn)偏向正極板，γ射線(xiàn)不受電場(chǎng)力，不發(fā)生偏轉(zhuǎn)；在磁場(chǎng)中，由左手定則可以判斷α射線(xiàn)向左偏，β射線(xiàn)向右偏，γ射線(xiàn)不受洛倫茲力，不發(fā)生偏轉(zhuǎn)．故C項(xiàng)正確．6.【2014·廣東卷】在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是()A．增大入射光的強(qiáng)度，光電流增大B．減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失C．改用頻率小于ν的光照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng)D．改用頻率大于ν的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大【答案】AD【解析】增大入射光的強(qiáng)度，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)增加，則光電流增大，A正確；光電效應(yīng)能否發(fā)生與照射頻率有關(guān)，與照射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤；改用頻率較小的光照射時(shí)，如果光的頻率仍大于極限頻率，則仍會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，否則，不能發(fā)生光電效應(yīng)，C錯(cuò)誤；光電子的最大初動(dòng)能Ek=hν-W0，故改用頻率大于ν的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大，D正確。7.【2014·江蘇卷】【(1)已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.73×1014Hz和5.44×1014Hz，在某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應(yīng)，比較它們表面逸出的具有最大初動(dòng)能的光電子，鈣逸出的光電子具有較大的________．A．波長(zhǎng)B．頻率C．能量D．動(dòng)量(2)氡222是一種天然放射性氣體，被吸入后，會(huì)對(duì)人的呼吸系統(tǒng)造成輻射損傷．它是世界衛(wèi)生組織公布的主要環(huán)境致癌物質(zhì)之一．其衰變方程是________．已知的半衰期約為3.8天，則約經(jīng)過(guò)________天，16g的衰變后還剩1g.【答案】（1）A（2）（或α粒子），15.2【解析】?jī)煞N金屬的截止頻率不同，則它們的逸出功也不同，由W=hν0可知截止頻率大的，逸出功也大。由Ek=hν-W可知，用同樣的單色光照射，鈣逸出的光電子的最大初動(dòng)能較小，由P=知，其動(dòng)量也較小，根據(jù)物質(zhì)波P=h/λ知，其波長(zhǎng)較長(zhǎng)。（2）根據(jù)核反應(yīng)過(guò)程中電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可推得該反應(yīng)的另一種生成物為；根據(jù)知=4，解得t=3.8×4=15.2天8.【2014·山東卷】(1)氫原子能級(jí)如圖所示，當(dāng)氫原子從n＝3躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)為656nm.以下判斷正確的是________．(雙選，填正確答案標(biāo)號(hào))a．氫原子從n＝2躍遷到n＝1的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)大于656nmb．用波長(zhǎng)為325nm的光照射，可使氫原子從n＝1躍遷到n＝2的能級(jí)c．一群處于n＝3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生3種譜線(xiàn)d．用波長(zhǎng)為633nm的光照射，不能使氫原子從n＝2躍遷到n＝3的能級(jí)【答案】（1）cd【解析】（1）由氫原子能級(jí)圖可知?dú)湓訌膎=2躍遷到n=1的能級(jí)差大于從n=3躍遷到n=2的能級(jí)差，根據(jù)和v=c/λ可知，，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；同理從n=1躍遷到n=2的能級(jí)需要的光子能量大約為從n=3躍遷到n=2的能級(jí)差的五倍左右，對(duì)應(yīng)光子波長(zhǎng)應(yīng)為從n=3躍遷到n=2的能級(jí)輻射光波長(zhǎng)的五分之一左右，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；氫原子從從n=3躍遷到n=1的能級(jí)的能級(jí)差最多有三種情況，即對(duì)應(yīng)做多有三種頻率的光譜線(xiàn)，選項(xiàng)c正確；氫原子在不同能級(jí)間躍遷必須滿(mǎn)足，選項(xiàng)d正確。9.【2014·天津卷】下列說(shuō)法正確的是()A．玻爾對(duì)氫原子光譜的研究導(dǎo)致原子的核式結(jié)構(gòu)模型的建立B．可利用某些物質(zhì)在紫外線(xiàn)照射下發(fā)出熒光來(lái)設(shè)計(jì)防偽措施C．天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的射線(xiàn)都能在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)D．觀察者與波源互相遠(yuǎn)離時(shí)接收到波的頻率與波源頻率不同【答案】BD【解析】本題是對(duì)波爾理論、天然放射現(xiàn)象及多普勒效應(yīng)等知識(shí)的考查，α粒子散射實(shí)驗(yàn)導(dǎo)致原子核式結(jié)構(gòu)模型的建立，A錯(cuò)誤；紫外線(xiàn)可以使熒光物質(zhì)發(fā)光，B正確；天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的γ射線(xiàn)在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，C錯(cuò)誤；觀察者和波源發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的頻率就會(huì)發(fā)生改變，D正確。10.【2014·浙江卷】(2)玻爾氫原子模型成功解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，氫原子能級(jí)圖如圖2所示，當(dāng)氫原子從n＝4的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)，輻射出頻率為_(kāi)_______Hz的光子．用該頻率的光照射逸出功為2.25eV的鉀表面，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為_(kāi)_______eV.(電子電荷量e＝1.60×10－19C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)nE/eV∞………………06——————－0.385——————－0.544——————－0.853——————－1.512——————－3.401——————－13.60圖2【答案】（2）6.2×1014Hz0.3eV【解析】（2）本題考查能級(jí)、光電效應(yīng)方程等知識(shí)，由躍遷條件可知，hν=E4-E2=(3.40-0.85)eV=4.08×10-19J，解得輻射處的光子的頻率為6.2×1014Hz，根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程有Ek=hν-W，計(jì)算可得產(chǎn)生電子的最大初動(dòng)能為0.3eV。11.【2014·重慶卷】碘131的半衰期約為8天，若某藥物含有質(zhì)量為m的碘131，經(jīng)過(guò)32天后，該藥物中碘131的含量大約還有()A.B.C.D