【物理】2020届一轮复习人教版原子结构、原子核课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版原子结构、原子核课时作业

‎2020届一轮复习人教版 原子结构、原子核 课时作业 一、选择题 ‎1．(2019届华南师大附中模拟)下列说法正确的是(　　)‎ A．汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，并提出了原子的核式结构模型 B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应 C．光电效应中光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 D.N＋H→C＋He是α衰变方程 解析：选B　汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，并提出了原子的“枣糕模型”，选项A错误；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应，选项B正确；光电效应中光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，不成正比，选项C错误；N＋H→C＋He是人工转变，不是α衰变方程，选项D错误．‎ ‎2．(多选)关于天然放射性，下列说法正确的是(　　)‎ A．所有元素都可能发生衰变 B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关 C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性 D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强 E．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线 解析：选BCD　只有原子序数大于等于83的元素才能发生衰变，选项A错误；半衰期由原子核内部的结构决定，与外界温度无关，选项B正确；放射性来自于原子核内部，与其形成的化合物无关，选项C正确；α、β、γ 三种射线中，γ射线能量最高，穿透能力最强，选项D正确；一个原子核在一次衰变中要么是α衰变，要么是β衰变，同时伴随γ射线的产生，选项E错误．‎ ‎3．(2018届广东五校一联)‎2017年11月17日，“中国核潜艇之父”——黄旭华获评全国道德模范，颁奖典礼上，习总书记为他“让座”的场景感人肺腑．下列有关核反应说法错误的是(　　)‎ A．目前核潜艇是利用重核裂变提供动力 B．重核裂变反应中一定有质量亏损 C.U＋n→Xe＋Sr＋dn，式中d＝2‎ D．铀核裂变后生成的新核比铀核的比结合能小 解析：选D　目前世界上的核潜艇都是利用重核裂变提供动力，A正确；重核裂变释放能量一定存在质量亏损，B正确；由核反应中质量数守恒可知d＝2，C正确；铀核裂变后生成的新核的比结合能比铀核的大，D错误．‎ ‎4．(2018年全国卷Ⅲ)1934年，约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝核Al，产生了第一个人工放射性核素X：α＋Al→n＋X.X的原子序数和质量数分别为(　　)‎ A．15和28 B．15和30‎ C．16和30 D．17和31‎ 解析：选B　在核反应过程中，质量数和电荷数分别守恒，则X的原子序数为2＋13＝15，X的质量数为4＋27－1＝30，选项B正确．‎ ‎5．(2016年北京卷)处于n＝3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有(　　)‎ A．1种 B．2种 C．3种 D．4种 解析：选C　大量氢原子从n＝3能级向低能级跃迁时，能级跃迁图如图所示，有3种跃迁情况，故辐射光的频率有3种，选项C正确．‎ ‎6．(2019届广东茂名综合测试)铝核Al被α粒子击中后产生的反应生成物是磷P，同时放出一种粒子，关于这种粒子的下列说法中正确的是(　　)‎ A．这种粒子在电场中可以被加速或发生偏转 B．这种粒子在磁场中一定不受磁场力作用 C．这种粒子在真空中的速度等于3×‎108 m/s D．在C核内有6个这种粒子 解析：选B　核反应中质量数守恒，电荷数守恒，Al＋He→P＋n，这种粒子是中子 n，中子不带电，故A错误，B正确；实物粒子在真空中的速度小于光速3×108 m/s，所以C错误；在14 6C中有8个 n，所以D错误．‎ ‎7．(2018届江西上饶六校一联)PET(正电子发射型计算机断层显像)的基本原理是：将放射性同位素O注入人体，参与人体的代谢过程.O在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图象．根据PET的基本原理，下列说法正确的是(　　)‎ A．15 8O衰变的方程式为O→F＋e B．将放射性同位素O注入人体，O的主要用途是作为示踪原子 C．一对正负电子湮灭后也可能只生成一个光子 D．PET中所选的放射性同位素的半衰期应较长 解析：选B　由质量数守恒和电荷数守恒可知，O衰变的方程式为O→N＋e，故A错误；将放射性同位素O注入人体，O的主要用途是作为示踪原子，故B正确；一对正负电子湮灭后生成两个光子，故C错误；PET中所选的放射性同位素的半衰期应较短，故D错误．‎ ‎8．(2019届三明模拟)按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为ra的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为rb的圆轨道上，已知ra>rb，则在此过程中(　　)‎ A．原子要发出某一频率的光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量也减小 B．原子要吸收某一频率的光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小 C．原子要发出一系列频率的光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小 D．原子要吸收一系列频率的光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量也增大 解析：选A　由玻尔氢原子理论知，电子轨道半径越大，原子能量越大，当电子从ra跃迁到rb时，原子能量减小，放出光子；在电子跃迁过程中，库仑力做正功，原子的电势能减小；由库仑力提供电子做圆周运动的向心力，即＝，r减小，电子速度增大，动能增大，综上所述可知A正确．‎ ‎9．(多选)如图所示是氢原子的能级图，大量处于n＝5能级的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出10种不同频率的光子．其中莱曼系是指氢原子由高能级向n＝1能级跃迁时释放的光子，则(　　)‎ A．10种光子中波长最短的是从n＝5能级跃迁到基态时产生的 B．10种光子中有4种属于莱曼系 C．使n＝5能级的氢原子电离至少要0.85 eV的能量 D．从n＝2能级跃迁到基态释放光子的能量等于从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放光子的能量 解析：选AB　由n＝5能级跃迁到基态时产生的光子能量最大，频率最高，波长最短，A项正确；5→1、4→1、3→1和2→1跃迁时释放的4种光子属于莱曼系，B项正确；使n＝5能级的氢原子电离至少要0.54 eV的能量，C项错误；从n＝2能级跃迁到基态释放光子的能量为－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV，从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放光子的能量为－1.51 eV－(－3.4 eV)＝1.89 eV，D项错误．‎ ‎10．(2018届河北“五个一名校联盟”高三考试)由于放射性元素Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工方法制造后才被发现．已知Np经过一系列α衰变和β衰变后变成Bi，下列判断正确的是(　　)‎ A．衰变过程中原子核的质量和电荷量守恒 B．Bi比Np少28个中子 C．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变 D．经过两个半衰期后含有Np的矿石的质量将变为原来的四分之一 解析：选C　α衰变的实质是质量数减少4、电荷数减少2，β衰变的实质是质量数不变、电荷数加1. Np经过一系列衰变变成Bi时，由质量数守恒和电荷数守恒可知，经过了7次α衰变、4次β衰变，C正确；衰变过程中核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒，但原子核的质量不守恒，A错误；Bi有126个中子，Np有144个中子，显然Np比Bi多18个中子，B错误；经过两个半衰期以后，有的Np发生衰变，产生新核，所以矿石中放射性元素Np的质量为原来的四分之一，不是矿石的质量为原来的四分之一，D错误．‎ ‎11．(2019届吉林长春高三质量监测)‎2017年1月9日，大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖．大多数原子核发生核反应的过程中都伴随着中微子的产生，例如核裂变、核聚变、β衰变等．下列关于核反应的说法正确的是(　　)‎ A．Th衰变为Rn，经过3次α衰变、2次β衰变 B.H＋H→He＋n是α衰变方程，Th→Pa＋e是β衰变方程 C．U＋n→Ba＋Kr＋3n是核裂变方程，也是氢弹的核反应方程 D．高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，其核反应方程为He＋N→O＋n 解析：选A　Th经过3次α衰变后质量数减少12、质子数减少6，再经过2次β衰变后质子数增加2，衰变为Rn，A正确；H＋H→He＋n是核聚变方程，Th→Pa＋e是β衰变方程，B错误；U＋n→Ba＋Kr＋3n是核裂变方程，也是原子弹的核反应方程，C错误；高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，其核反应方程为He＋N→O＋H，D错误．‎ ‎12．(2018届重庆六校第一次联考)原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断正确的是(　　)‎ A.H核的结合能约为1 MeV B．重核U裂变成Kr和Ba要吸收能量 C．两个H核结合成He核要释放能量 D．中等质量的原子核最不稳定 解析：选C　由原子核的比结合能曲线可知，H核的比结合能约为1 MeV，H核有两个核子，H核的结合能约为2×1 MeV＝2 MeV，选项A错误；由于重核U的比结合能与Kr和Ba的比结合能相比较小，所以重核U裂变成Kr和Ba要放出能量，选项B错误；由于H核的比结合能与He的比结合能相比较小，所以两个H核结合成He核要释放能量，选项C正确；由于中等质量的原子核比结合能较大，核子脱离原子核需要的能量大，所以中等质量的原子核相比其他原子核稳定，选项D错误．‎ ‎13．用中子(n)轰击铀核(U)发生裂变反应，会产生钡核(Ba)和氪核(Kr)，并释放中子(n)，当达到某些条件时可发生链式反应，一个铀核(U)裂变时，质量亏损为Δm，已知光在真空中的传播速度为c，以下说法正确的是(　　)‎ A．U的裂变方程为U→Ba＋Kr＋2n B．U发生链式反应的条件与铀块的温度有关 C．U发生链式反应的条件与铀块的体积有关 D．一个铀核(U)裂变时，放出的能量为ΔE＝Δmc2‎ 解析：选C　U的裂变方程为U＋n→Ba＋Kr＋3n，故A错误；当铀块体积达到临界体积时才能使链式反应不断进行下去，与铀块的温度无关，B错误，C正确；根据爱因斯坦质能方程可知一个U裂变时，放出的能量为ΔE＝Δmc2，D错误．‎ ‎14．(多选)一个静止的镭核(Ra)发生α衰变，假设释放的能量全部转化为氡核(Rn)和α粒子的动能，已知镭核(Ra)、氡核(Rn)、α粒子的质量分别是226.025 4 u、222.017 5 u、4.002 6 u,1 u相当于931 MeV.则下列说法正确的是(　　)‎ A．镭核的衰变方程为Ra→Rn＋He B．衰变后生成的氡核比原来的镭核少了4个中子 C．衰变过程中释放的核能约为4.93 MeV D．衰变后氡核(Rn)与α粒子的速度之比为1∶43‎ 解析：选AC　根据质量数守恒和电荷数守恒可知，镭核的衰变方程为Ra→Rn＋He，A正确；氡核的质量数为222，电荷数为86，所以中子数为136，同理可得镭核的中子数为138，所以氡核的中子数比镭核的少2，B错误；根据ΔE＝Δmc2，可以算出衰变过程中释放的核能约为4.93 MeV，C正确；衰变过程中动量守恒，根据动量守恒定律可知氡核与α粒子的动量大小相等，所以它们的速度与质量成反比，而不是与电荷数成反比，D错误．‎ 二、非选择题 ‎15．(2017年北京卷)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α粒子(He)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)α衰变的核反应方程为X→Y＋He.‎ ‎(2)α粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力 qv1B＝m T＝ 解得 T＝ 由电流的定义式可得I＝＝.‎ ‎(3)衰变过程中由动量守恒定律可得 mv1＝Mv2‎ 由能量守恒定律可知，释放的核能为ΔE＝mv＋Mv 由质能方程可得 ΔE＝Δmc2‎ 联立以上方程可解得 Δm＝.‎ 答案：(1)X→Y＋He　(2)　 ‎ (3)