（江蘇專用）高考物理總復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（四十一）原子結(jié)構(gòu)和原子核-人教版高三物理試題

課時(shí)跟蹤檢測(cè)(四十一)原子結(jié)構(gòu)和原子核一、單項(xiàng)選擇題1．(2012·天津高考)下列說法正確的是()A．采用物理或化學(xué)方法可以有效地改變放射性元素的半衰期B．由玻爾理論知道氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)會(huì)放出光子C．從高空對(duì)地面進(jìn)行遙感攝影是利用紫外線良好的穿透能力D．原子核所含核子單獨(dú)存在時(shí)的總質(zhì)量小于該原子核的質(zhì)量2．(2012·北京高考)一個(gè)氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)，該氫原子()A．放出光子，能量增加 B．放出光子，能量減少C．吸收光子，能量增加 D．吸收光子，能量減少3．(2013·重慶高考)鈾是常用的一種核燃料，若它的原子核發(fā)生了如下的裂變反應(yīng)：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→a＋b＋2eq\o\al(1,0)n，則a＋b可能是()A.eq\o\al(140,54)Xe＋eq\o\al(93,36)Kr B.eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)KrC.eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(93,38)Sr D.eq\o\al(140,54)Xe＋eq\o\al(94,38)Sr4．(2014·江西重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)如圖1所示，氫原子在下列各能級(jí)間躍遷：(1)從n＝2到n＝1；(2)從n＝5到n＝3；(3)從n＝4到n＝2。在躍遷過程中輻射的電磁波的波長(zhǎng)分別用λ1、λ2、λ3表示。波長(zhǎng)λ1、λ2、λ3大小的順序是()圖1A．λ1<λ2<λ3 B．λ1<λ3<λ2C．λ3<λ2<λ1 D．λ2＝λ3<λ15．(2013·上海高考)在一個(gè)eq\o\al(238,92)U原子核衰變?yōu)橐粋€(gè)eq\o\al(206,82)Pb原子核的過程中，發(fā)生β衰變的次數(shù)為()A．6次 B．10次C．22次 D．32次6．(2014·常州檢測(cè))紅寶石激光器的工作物質(zhì)紅寶石含有鉻離子的三氧化二鋁晶體，利用其中的鉻離子產(chǎn)生激光。鉻離子的能級(jí)如圖2所示，E1是基態(tài)，E2是亞穩(wěn)態(tài)，E3是激發(fā)態(tài)，若以脈沖氙燈發(fā)出波長(zhǎng)為λ1的綠光照射晶體，處于基態(tài)的鉻離子受激發(fā)躍遷到E3，然后自發(fā)躍遷到E2，釋放波長(zhǎng)為λ2的光子，處于亞穩(wěn)態(tài)E2的離了躍遷到基態(tài)時(shí)輻射出的光就是激光，這種激光的波長(zhǎng)λ為()圖2A.eq\f(λ1λ2,λ2－λ1) B.eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)C.eq\f(λ1－λ2,λ1λ2) D.eq\f(λ2－λ1,λ1λ2)二、多項(xiàng)選擇題7．下列說法正確的是()A．發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程是eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)nB．20個(gè)eq\o\al(238,92)U的原子核經(jīng)過兩個(gè)半衰期后剩下5個(gè)eq\o\al(238,92)UC.eq\o\al(235,92)U在中子轟擊下生成eq\o\al(94,38)Sr和eq\o\al(140,54)Xe的過程中，原子核中的平均核子質(zhì)量變小D．原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，一定要輻射出一定頻率的光子8.eq\o\al(238,92)U放射性衰變有多種可能途徑，其中一種途徑是先變成eq\o\al(210,83)Bi，而eq\o\al(210,83)Bi可以經(jīng)一次衰變變成eq\o\al(210,a)X(X代表某種元素)，也可以經(jīng)一次衰變變成eq\o\al(b,81)Ti，eq\o\al(210,a)X和eq\o\al(b,81)Ti最后都變成eq\o\al(206,82)Pb，衰變路徑如圖3所示?？芍獔D中()圖3A．a(chǎn)＝82，b＝206B．a(chǎn)＝84，b＝206C．①是β衰變，放出電子，電子是由中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子和電子而生成的D．②是α衰變，放出的是正電子，正電子是由質(zhì)子轉(zhuǎn)變成中子和一個(gè)正電子而生成的9．下列說法正確的是()A．核電站造成的污染遠(yuǎn)小于相等發(fā)電能力的火電站B．原子反應(yīng)堆主要由原子燃料、慢化劑、冷卻系統(tǒng)和控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成C．鈾塊的體積對(duì)產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)無影響D．重核裂變釋放出大量的能量，產(chǎn)生明顯的質(zhì)量虧損，所以核子數(shù)減少10．下列說法正確的是()A．原子中的電子繞原子核高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，運(yùn)行軌道的半徑不是任意的B．利用γ射線的貫穿性可以為金屬探傷，也能進(jìn)行人體的透視C．一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因?yàn)樵撌獾牟ㄩL(zhǎng)太短D．根據(jù)玻爾理論，氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，要釋放一定頻率的光子，同時(shí)電子的動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小三、非選擇題11．(2014·徐州三模)自然界里放射性核素并非一次衰變就達(dá)到穩(wěn)定，而是發(fā)生一系列連續(xù)的衰變，直到穩(wěn)定的核素而終止，這就是“級(jí)聯(lián)衰變”。某個(gè)釷系的級(jí)聯(lián)衰變過程如圖4(N軸表示中子數(shù)，Z軸表示質(zhì)子數(shù))，圖中Pb→Bi的衰變是________衰變，總共發(fā)生________次α衰變。圖412．(2014·南通三模)2013年3月14日，歐洲核子研究中心的物理學(xué)家宣布，他們利用強(qiáng)子(質(zhì)子)對(duì)撞機(jī)發(fā)現(xiàn)了粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型所預(yù)言的希格斯粒子，它可用來解釋粒子獲得質(zhì)量的機(jī)制。希格斯與恩格勒因此獲得2013年度的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。希格斯粒子的能量約為125GeV(1GeV＝109eV)，與之對(duì)應(yīng)的質(zhì)量約為________kg(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。若對(duì)撞機(jī)中高速運(yùn)動(dòng)的質(zhì)子的速度為v，質(zhì)量為m，普朗克常量為h，則該質(zhì)子的物質(zhì)波波長(zhǎng)為________。13．室內(nèi)裝修污染四大有害氣體是苯系物、甲醛、氨氣和氡。氡存在于建筑水泥、礦渣磚、裝飾石材及土壤中。氡看不到，嗅不到，即使在氡濃度很高的環(huán)境里，人們對(duì)它也毫無感覺。氡進(jìn)入人的呼吸系統(tǒng)能誘發(fā)肺癌，是除吸煙外導(dǎo)致肺癌的第二大因素。靜止的氡核eq\o\al(222,86)Rn放出某種粒子X后變成釙核eq\o\al(218,84)Po，粒子X的動(dòng)能為Ek1，若衰變放出的能量全部變成釙核和粒子X的動(dòng)能。試回答以下問題：(1)寫出上述衰變的核反應(yīng)方程(請(qǐng)用物理學(xué)上規(guī)定的符號(hào)表示粒子X)；(2)求釙核的動(dòng)能Ek2。答案1．選B采用物理和化學(xué)方法不能改變放射性元素的半衰期，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由玻爾理論知道氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)會(huì)放出光子，選項(xiàng)B正確；從高空對(duì)地面進(jìn)行遙感攝影利用的是紅外線，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；原子核所含核子單獨(dú)存在時(shí)的總質(zhì)量大于該原子核的質(zhì)量，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2．選B氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，放出光子，能量減少，故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤。3．選D本題考查核反應(yīng)方程，意在考查考生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況。核反應(yīng)方程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，通過核反應(yīng)前后的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)相等不難得出A、B、C錯(cuò)誤；D項(xiàng)正確。4．選B設(shè)從n＝2到n＝1、從n＝5到n＝3和從n＝4到n＝2在躍遷過程中輻射光子的能量分別為E1、E2、E3，則E1＝10.2eV，E2＝0.97eV，E3＝2.55eV，即E1>E3>E2，由E＝heq\f(c,λ)可知λ1<λ3<λ2，B正確。5．選A一個(gè)eq\o\al(238,92)U原子核衰變?yōu)橐粋€(gè)eq\o\al(206,82)Pb原子核的過程中，發(fā)生α衰變的次數(shù)為(238－206)÷4＝8次，發(fā)生β衰變的次數(shù)為2×8－(92－82)＝6次，選項(xiàng)A正確。6．選A由eq\f(hc,λ1)＝eq\f(hc,λ2)＋eq\f(hc,λ)，解得λ＝eq\f(λ1λ2,λ2－λ1)，選項(xiàng)A正確。7．選AC發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程是eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n，A正確。原子核的半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，只對(duì)大量的原子核才適用，所以B錯(cuò)誤。eq\o\al(235,92)U在中子轟擊下生成eq\o\al(94,38)Sr和eq\o\al(140,54)Xe的過程中，原子核中的平均核子質(zhì)量變小，所以該反應(yīng)過程會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量虧損，從而放出核能，C正確。原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，可能要輻射出一定頻率的光子，也可能會(huì)吸收一定頻率的光子，所以D錯(cuò)誤。8．選BC衰變①的方程式為：eq\o\al(210,83)Bi→eq\o\al(210,84)X＋eq\o\al(0,－1)e，為β衰變，放出電子，選項(xiàng)C正確；衰變②的方程式為：eq\o\al(210,83)Bi→eq\o\al(206,81)Ti＋eq\o\al(4,2)He，為α衰變，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤，B正確。9．選AB只要措施得當(dāng)，核電站造成的污染很小，A正確；原子反應(yīng)堆主要由原子燃料、慢化劑、冷卻系統(tǒng)和控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成，B正確；要引起鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，須使鈾塊體積超過臨界體積，C錯(cuò)誤；重核裂變的質(zhì)量虧損遠(yuǎn)小于一個(gè)核子的質(zhì)量，核子數(shù)不會(huì)減少，D錯(cuò)誤。10．選AD由量子理論可知，原子中的電子繞原子核高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，運(yùn)行軌道的半徑是不連續(xù)的、不是任意的，選項(xiàng)A正確；利用γ射線的貫穿能力可以為金屬探傷，但是γ射線對(duì)人體細(xì)胞傷害太大，因此不能用來人體透視，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因?yàn)樵撌獾念l率小于該金屬的極限頻率，說明該束光的波長(zhǎng)太長(zhǎng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)玻爾理論，氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，要釋放一定頻率的光子，同時(shí)電子的動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小，選項(xiàng)D正確。11．解析：因?yàn)樵谒プ兊倪^程中，橫坐標(biāo)不是多1，就是少2，知橫坐標(biāo)為電荷數(shù)，即質(zhì)子數(shù)?？v坐標(biāo)少2或少1，知縱坐標(biāo)表示中子數(shù)。圖中Pb→Bi的衰變質(zhì)子數(shù)增加1，是β衰變，從Th→Po，質(zhì)子數(shù)少8，中子數(shù)少16，則質(zhì)量數(shù)少24，所以總共發(fā)生6次α衰變。答案：β612．解析：E＝125GeV＝125×109×1.6×10－19J＝mc2；解得：m＝eq\f(E,c2)＝eq\f(125×1.6×10－10,3×1082)kg＝2×10－25kg；由λ＝eq\f(h,p)得：λ＝eq\f(h,mv)。答案：2×10－25eq\f(h,mv)13．解析：(1)題述衰變的核反應(yīng)方程為eq\o\al(222,86)Rn→eq\o\al(218,84)Po＋eq\o\al(