2024高考物理一輪復(fù)習(xí)第十二章原子與原子核第2節(jié)原子結(jié)構(gòu)與原子核作業(yè)與檢測(cè)含解析魯科版

PAGE5-第2節(jié)原子結(jié)構(gòu)與原子核1.以下是有關(guān)近代物理內(nèi)容的若干敘述,其中正確的是(B)A.α粒子散射試驗(yàn)揭示了原子核內(nèi)部的困難性B.光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光具有粒子性C.紫外線照耀到金屬鋅板表面時(shí)能產(chǎn)生光電效應(yīng),當(dāng)增大紫外線的照耀強(qiáng)度時(shí),從鋅板表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能也隨之增大D.處于基態(tài)的氫原子最不穩(wěn)定解析:α粒子散射試驗(yàn)表明,原子絕大多數(shù)的質(zhì)量集中在很小的原子中心,自然放射現(xiàn)象揭示了原子核內(nèi)部的困難性,故A錯(cuò)誤;光電效應(yīng)現(xiàn)象表明光具有粒子性,故B正確;依據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程mv2=hν-W,逸出的光電子的最大初動(dòng)能與照耀光的頻率有關(guān),而與照耀強(qiáng)度無(wú)關(guān),故C錯(cuò)誤;處于基態(tài)的氫原子最穩(wěn)定,處于高能級(jí)激發(fā)態(tài)的氫原子不穩(wěn)定,總要向低能級(jí)激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷,故D錯(cuò)誤.2.一個(gè)氫原子從n=2能級(jí)躍遷到n=3能級(jí),則該氫原子(A)A.汲取光子,能量增加 B.汲取光子,能量削減C.放出光子,能量增加 D.放出光子,能量削減解析:從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷,釋放光子,能量削減,從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷,汲取光子,能量增加,故A正確.3.(2024·山東煙臺(tái)二模)下列說法正確的是(C)A.大量處于n=5能級(jí)的氫原子,自發(fā)向低能級(jí)躍遷的過程中能輻射20種不同頻率的電磁波B.愛因斯坦提出質(zhì)能方程E=mc2,其中E是物體以光速c運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能CThPae是釷核Th)的β衰變過程,衰變過程會(huì)伴隨著γ射線產(chǎn)生D.高速運(yùn)動(dòng)的α粒子轟擊氮核可從氮核中打出中子,其核反應(yīng)方程為HeNOn解析:一群處于n=5能級(jí)的氫原子,自發(fā)向低能級(jí)躍遷的過程中最多能夠輻射=10種不同頻率的電磁波,故A錯(cuò)誤;依據(jù)質(zhì)能方程的意義可知,在質(zhì)能方程E=mc2中,其中E是質(zhì)量為m的物體對(duì)應(yīng)的能量值,不是以光速c運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能,故B錯(cuò)誤;依據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒以及核反應(yīng)的特點(diǎn)可知ThPae是釷核Th)的β衰變過程,衰變過程會(huì)伴隨著γ射線產(chǎn)生,故C正確;高速運(yùn)動(dòng)的α粒子轟擊氮核可從氮核中打出質(zhì)子,其核反應(yīng)方程為HeNOH,故D錯(cuò)誤.4.(2024·廣東廣州一模)2018年11月12日中科院等離子體物理探討所發(fā)布消息:全超導(dǎo)托卡馬克裝置EAST在試驗(yàn)中有了新的突破,等離子體中心電子溫度達(dá)到1億攝氏度;其主要核反應(yīng)方程為HHHe+X,H+YHe+X,則下列表述正確的是(B)A.X是質(zhì)子B.Y是氚核C.X與Y是同位素D.①②兩個(gè)核反應(yīng)都屬于裂變反應(yīng)解析:依據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知,X的質(zhì)量數(shù)為1,電荷數(shù)為零,X是中子,Y的質(zhì)量數(shù)為3,電荷數(shù)為1,Y是氚核,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;同位素是指電荷數(shù)相同質(zhì)量數(shù)不同的粒子,X與Y電荷數(shù)不同,不是同位素,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;①②兩個(gè)核反應(yīng)都屬于聚變反應(yīng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤.5.(2024·四川綿陽(yáng)南山中學(xué)模擬)2018年8月23日,國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施中國(guó)散裂中子源項(xiàng)目在東莞順當(dāng)通過國(guó)家驗(yàn)收,正式投入運(yùn)行.對(duì)于有關(guān)中子的探討,下面說法正確的是(A)A.中子和其他微觀粒子,都具有波粒二象性B.一個(gè)氘核和一個(gè)氚核經(jīng)過核反應(yīng)后生成氦核和中子是裂變反應(yīng)C.盧瑟福通過分析α粒子散射試驗(yàn)結(jié)果,發(fā)覺了質(zhì)子和中子D.核反應(yīng)方程PoXHe中的y=206,X的中子個(gè)數(shù)為128解析:全部粒子都具有波粒二象性,A正確;裂變是較重的原子核分裂成較輕原子核的反應(yīng),而B項(xiàng)中的核反應(yīng)是較輕的原子核的聚變反應(yīng),B錯(cuò)誤;盧瑟福通過分析α粒子散射試驗(yàn)結(jié)果,提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型,查德威克通過α粒子轟擊鈹核Be)獲得碳核C)的試驗(yàn)發(fā)覺了中子,C錯(cuò)誤;y=210-4=206,X的中子個(gè)數(shù)為206-82=124,D錯(cuò)誤.6.氫原子第n能級(jí)的能量為En=(n=1,2,3,…),其中E1是基態(tài)能量.若氫原子從第k能級(jí)躍遷到第p能級(jí),輻射的能量為-E1,第p能級(jí)比基態(tài)能量高-E1,則(A)A.k=3,p=2 B.k=4,p=3C.k=5,p=3 D.k=6,p=2解析:氫原子在第k能級(jí)的能量為,氫原子在第p能級(jí)的能量為,有-=-E1,-E1=-E1,解得k=3,p=2,故A正確.7.下列敘述正確的是(D)A.同種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí),逸出光電子的最大初動(dòng)能與照耀光的強(qiáng)度呈線性關(guān)系B.一塊純凈的放射性礦石,經(jīng)過兩個(gè)半衰期,它的總質(zhì)量?jī)H剩下原來(lái)的四分之一C.原子核的結(jié)合能越大,其核子就結(jié)合得越堅(jiān)固,原子核就越穩(wěn)定D.盧瑟福通過分析α粒子散射試驗(yàn)發(fā)覺,原子中帶正電部分的體積很小,但幾乎占有全部質(zhì)量解析:光電子的最大初動(dòng)能與照耀光的強(qiáng)度無(wú)關(guān),故A錯(cuò)誤;放射性礦石經(jīng)過兩個(gè)半衰期,該放射性物質(zhì)總質(zhì)量只剩下原來(lái)的四分之一,但還生成了其他的物質(zhì),總質(zhì)量大于原來(lái)的四分之一,故B錯(cuò)誤;原子核的平均結(jié)合能越大,其核子就結(jié)合得越堅(jiān)固,原子核就越穩(wěn)定,故C錯(cuò)誤;盧瑟福通過分析α粒子散射試驗(yàn)發(fā)覺原子中帶正電部分的體積很小,幾乎占有全部質(zhì)量,故D正確.8.(2024·陜西漢中模擬)據(jù)悉我國(guó)第四代反應(yīng)堆—針基熔鹽堆核能系統(tǒng)(TMSR)探討已獲重要突破.該反應(yīng)堆以釷為核燃料,釷俘獲一個(gè)中子后經(jīng)過若干次β衰變轉(zhuǎn)化成鈾;鈾的一種典型裂變產(chǎn)物是鋇和氪,同時(shí)釋放巨大能量.下列說法正確的是(B)A.釷核Th有90個(gè)中子,142個(gè)質(zhì)子B.鈾核裂變的核反應(yīng)方程為UnBaKr+nC.放射性元素衰變的快慢與核內(nèi)部自身因素?zé)o關(guān),由原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件確定D.重核分裂成中等大小的核,核子的平均結(jié)合能減小解析:釷核Th有90個(gè)質(zhì)子,232-90=142個(gè)中子,故A錯(cuò)誤;依據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒可知,鈾核裂變的核反應(yīng)方程為UnBaKr+n,故B正確;原子核的半衰期由核內(nèi)部自身因素確定,與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無(wú)關(guān),故C錯(cuò)誤;重核分裂成中等大小的核,核子的平均結(jié)合能增大,故D錯(cuò)誤.9.(多選)一個(gè)靜止的放射性原子核處于垂直紙面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,由于發(fā)生了某種衰變而形成了如圖所示的兩個(gè)圓形徑跡,兩圓半徑之比為1∶16,則(ABC)A.該原子核發(fā)生了β衰變B.原來(lái)靜止的原子核的原子序數(shù)為15C.反沖核沿小圓做逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)D.該衰變過程結(jié)束后其系統(tǒng)的總質(zhì)量略有增加解析:由圖看出,原子核衰變后放出的粒子與新核所受的洛倫茲力方向相同,而兩者速度方向相反,則知兩者的電性相反,新核帶正電,則放出的必定是β粒子,即發(fā)生了β衰變,故A項(xiàng)正確;依據(jù)動(dòng)量守恒定律可知,放出的β粒子與新核的動(dòng)量大小相等,由r==,得半徑與電荷量成反比,兩圓半徑之比為1∶16,由于新核的電荷量較大,則小圓是新核的軌跡,由半徑之比得到新核的電荷量為16e,原子序數(shù)為16,則原來(lái)靜止的原子核的原子序數(shù)為15,故B項(xiàng)正確;衰變后新核所受的洛倫茲力方向向右,依據(jù)左手定則推斷得知,其速度方向向下,沿小圓做逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng),故C項(xiàng)正確;該衰變過程會(huì)放出能量,質(zhì)量略有虧損,故D項(xiàng)錯(cuò)誤.10.(2024·四川內(nèi)江二模)真空中一個(gè)靜止的鐳原子核Ra經(jīng)一次α衰變后變成一個(gè)新核Rn,衰變方程為RaRnHe,下列說法正確的是(D)A.衰變后Rn核的動(dòng)量與α粒子的動(dòng)量相同B.衰變后Rn核的質(zhì)量與α粒子的質(zhì)量之和等于衰變前鐳核Ra的質(zhì)量C.若鐳元素的半衰期為τ,則經(jīng)過τ的時(shí)間,8個(gè)Ra核中有4個(gè)已經(jīng)發(fā)生了衰變D.若鐳元素的半衰期為τ,則經(jīng)過2τ的時(shí)間,2kg的Ra核中有1.5kg已經(jīng)發(fā)生了衰變解析:衰變前,鐳原子核Ra的動(dòng)量為零,依據(jù)動(dòng)量守恒可知,衰變后Rn與α粒子的動(dòng)量大小相等,方向相反,故A錯(cuò)誤;鐳核衰變的過程中,存在質(zhì)量虧損,導(dǎo)致衰變后Rn核的質(zhì)量與α粒子的質(zhì)量之和小于衰變前鐳核Ra的質(zhì)量,故B錯(cuò)誤;少量放射性元素的衰變是一個(gè)隨機(jī)事務(wù),對(duì)于8個(gè)放射性元素,無(wú)法精確預(yù)料其衰變的個(gè)數(shù),故C錯(cuò)誤;2kg的Ra核衰變,符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律,經(jīng)過2τ的時(shí)間,已有1.5kg發(fā)生衰變,故D正確.11.(多選)一靜止的鈾核放出一個(gè)α粒子衰變成釷核,衰變方程為UThHe,下列說法正確的是(BC)A.衰變后釷核的動(dòng)能大于α粒子的動(dòng)能B.衰變后釷核的動(dòng)量大小等于α粒子的動(dòng)量大小C.反應(yīng)前鈾核的能量大于反應(yīng)后釷核與α粒子能量之和D.衰變后α粒子與釷