【物理】2020届一轮复习人教版　原子结构与原子核作业

【物理】2020届一轮复习人教版　原子结构与原子核作业

‎2020届一轮复习人教版 　原子结构与原子核 作业 选择题(1～7题为单项选择题，8～14题为多项选择题)‎ ‎1．(2018·天津卷·1)国家大科学工程——中国散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台。下列核反应中放出的粒子为中子的是(　　)‎ A.N俘获一个α粒子，产生O并放出一个粒子 B.Al俘获一个α粒子，产生P并放出一个粒子 C.B俘获一个质子，产生Be并放出一个粒子 D.Li俘获一个质子，产生He并放出一个粒子 解析：　根据质量数守恒、电荷数守恒，各选项核反应方程如下：‎ A错：N＋He→O＋H B对：Al＋He→P＋n C错：B＋H→Be＋He D错：Li＋H→He＋He 答案：　B ‎2．下列说法正确的是(　　)‎ A.Ra衰变为Rn要经过1次α衰变和1次β衰变 B.U＋n→Ba＋Kr＋3n此方程是核裂变方程 C.He＋Be→C＋X此方程中X是质子 D.H＋H→n＋Y此方程中Y是质子 解析：　设经过x次α衰变、y次β衰变，则由226－222＝4x,88－2x＋y＝86，解得x＝1，y＝0，故A错误；裂变是质量较重的核裂变为质量中等的核，则U＋n→Ba＋Kr＋3n是核裂变方程，故B正确；根据质量数和电荷数守恒知：X为n，即为中子，故C错误；根据质量数和电荷数守恒知：Y为He，即为氦核，故D错误。‎ 答案：　B ‎3．(2018·湖北黄冈二模)关于光的波粒二象性的说法中，正确的是(　　)‎ A．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子 B．光子与光电子是同样的一种粒子，光波与机械波是同样的一种波 C．光的波长越短，其波动性越显著；波长越长，其粒子性越显著 D．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性 解析：　光既有波动性，又有粒于性，个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性，不能说有的光是波，有的光是粒子，故A错误；光子是电磁波，而光电子的本质是电子，它们不是同样的一种粒子，光波与机械波也不是同样的一种波，故B错误；光的波长越长，光的波动性越显著，波长越短，光的粒子性越显著，故C错误；干涉与衍射是波特有的现象，所以光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，而光电效应说明光具有粒子性，故D正确。‎ 答案：　D ‎4．下列说法中正确的是(　　)‎ A．无论入射光的频率多么低，只要该入射光照射金属的时间足够长，也能产生光电效应 B．一群处于n＝4能级的氢原子的核外电子，在由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近的轨道的过程中，最多放出4种不同频率的光子 C．铀原子核内的某一核子与其他核子间都有核力作用 D．质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2‎ 解析：　根据光电效应方程：Ekm＝hν－W0，可知只有当入射光的频率大于极限频率时，才能发生光电效应，与入射的时间无关，选项A错误；一群处于n＝4能级的氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，最多可释放6种不同频率的光子，选项B错误；核力只存在于相邻的核子之间，所以核内的某一核子与其他核子间不一定有核力作用，选项C错误；质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2，选项D正确。‎ 答案：　D ‎5．下列说法中正确的是(　　)‎ A．电子的衍射现象说明实物粒子也具有粒子性 B．裂变物质体积小于临界体积时，链式反应不能进行 C．原子核内部一个质子转化成一个中子时，会同时释放出一个电子 D.U的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短 解析：　电子是实物粒子，其衍射现象说明实物粒子具有波动性，故A错误；要发生链式反应要求反应物的体积达到临界体积，故B正确；原子核内部的一个中子转化成一个质子时，同时释放一个电子，故C错误；半衰期与物理性质、化学性质无关，故D错误。‎ 答案：　B ‎6.H的质量是3.016 050 u，质子的质量是1.007 277 u，中子的质量是1.008 665 u。1 u相当于931.5 MeV的能量，则下列说法正确的是(　　)‎ A．一个质子和两个中子结合为氚核时，吸收的能量为7.97 MeV B．一个质子和两个中子结合为氚核时，释放的能量为7.97 MeV C．氚核的结合能为2.66 MeV D．氚核的比结合能为7.97 MeV 解析：　一个质子和两个中子结合成氚核的核反应方程式是H＋2n→H，反应前反应物的总质量为mP＋2mn＝1.007 277 u＋2×1.008 665 u＝3.024 607 u ，反应后氚核的质量为m1＝3.016 050 u，则此核反应过程中质量亏损为Δm＝3.024 607 u－3.016 050 u＝0.008 557 u，因反应前的总质量大于反应后的总质量，故此核反应为释放能量的反应，释放的能量为ΔE＝Δm×931.5 MeV＝0.008 557×931.5 MeV＝7.97 MeV，选项A错误，B正确；氚核的结合能为ΔE＝7.97 MeV，它的比结合能为＝2.66 MeV，选项C、D错误。‎ 答案：　B ‎7.‎ 如图所示为氢原子的能级图，现有一群处于n＝3能级的激发态的氢原子，则下列说法正确的是(　　)‎ A．能发出6种不同频率的光子 B．波长最长的光是氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级产生的 C．发出的光子的最小能量为12.09 eV D．处于该能级的氢原子至少需吸收1.51 eV能量的光子才能电离 解析：　一群处于n＝3能级的激发态的氢原子能发出C＝3种不同频率的光子，A错误；由辐射条件知氢原子由n＝3能级跃迁到n＝1能级辐射出的光子频率最大，波长最小，B错误；发出的光子的最小能量为E3－E2＝1.89 eV，C错误；n＝3能级对应的氢原子能量是－1.51 eV，所以处于该能级的氢原子至少需吸收1.51 eV能量的光子才能电离，故D正确。‎ 答案：　D ‎8.‎ 如图所示为卢瑟福的α粒子散射实验的经典再现，用放射性元素发出的α粒子轰击金箔，用显微镜观测在环形荧光屏上所产生的亮点，关于该实验的实验目的及实验装置的设计思想，有下列说法，你认为正确的是(　　)‎ A．卢瑟福的实验目的是验证汤姆孙原子模型的正确性，进一步探究原子的结构与组成，试图有新的发现与突破 B．之所以设计成环形荧光屏，是因为卢瑟福在实验前认为α粒子可能穿过金箔，也可能穿不过而反弹回来 C．整个装置封闭在玻璃罩内，且抽成真空，是为了避免粒子与气体分子碰撞而偏离了原来的运动方向 D．采用金箔的原因是金的化学性质稳定，避免粒子与金箔发生化学反应 解析：　汤姆孙提出了枣糕式原子模型，卢瑟福为了验证汤姆孙原子模型的正确性，进一步探究原子的结构与组成，设计了该实验，A正确；卢瑟福在实验前认为α粒子可能穿过金箔，也可能穿不过而反弹回来，所以将荧光屏设计成环形，B正确；将装置放置在接近真空的环境中，是因为α粒子的电离能力较强，在空气中运动的距离短，C错误；采用金箔的原因是因为金的质量大，延展性好，故D错误。‎ 答案：　AB ‎9．下列说法中正确的是(　　)‎ A．光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量 B．原子核结合能越大，原子核越稳定 C．核泄漏事故污染物Cs137能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为Cs→Ba＋x，可以判断x为电子 D．一个氢原子处在n＝4的能级，当它跃迁到较低能级时，最多可发出3种频率的光子 解析：　光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量，故A正确；原子核比结合能越大，原子核越稳定，故B错误；根据电荷数守恒、质量数守恒知，x的电荷数为－1，质量数为0，可知x为电子，故C正确；一个氢原子处在n＝4的能级，由较高能级跃迁到较低能级时，最多可以发出4→3,3→2，和2→1三种频率的光子，故D正确。‎ 答案：　ACD ‎10．下列叙述中正确的是(　　)‎ A．碘131的半衰期大约为8天，三个月后，碘131就只剩下约为原来的 B．光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光子具有能量，后者表明光子除具有能量之外还具有动量 C．铀235裂变的方程可能为U→Cs＋Rb＋10n D．处于基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激发态，再向低能级跃迁时辐射光子的频率一定不大于入射光子的频率 解析：　衰变后剩余的原子核数N＝N0，碘131经过3个月衰变后剩余的原子核约为原来的，A项正确；光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性，且光电效应说明光子具有能量，康普顿效应说明光子具有动量，B项正确；铀235裂变需要高速运动的中子撞击，反应方程的左边要有中子，C项错误；因为吸收光子的能量与氢原子跃迁的两个能级差相等，所以当氢原子自发地从高能级向低能级跃迁时，辐射光子的能量只能等于或小于吸收光子的能量，因此，辐射光子的频率只能等于或小于吸收光的频率，D项正确。‎ 答案：　ABD ‎11．太阳内部发生的核反应主要是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，氢核的聚变反应可以看作是4个氢核(H)结合成1个氦核(He)。下表中列出了部分粒子的质量(1 u相当于931.5 MeV的能量)，以下说法中正确的是(　　)‎ 粒子名称 质子p α粒子 电子e 中子n 质量/u ‎1.007 3‎ ‎4.001 5‎ ‎0.000 55‎ ‎1.008 7‎ A.核反应方程式为4H→He＋2e B．核反应方程式为4H→He＋2e C．4个氢核结合成1个氦核(He)时的质量亏损约为0.026 6 u D．4个氢核聚变反应过程中释放的能量约为24.8 MeV 解析：　根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可判断A正确，B错误；反应过程中的质量亏损Δm＝4mp－mα－2me＝0.026 6 u，故该反应过程中释放的能量ΔE＝Δm×931.5 MeV＝24.8 MeV，故选项C、D正确。‎ 答案：　ACD ‎12.‎ 如图所示为氢原子的能级图，若用能量为12.75 eV的光子去照射大量处于基态的氢原子，则(　　)‎ A．有的氢原子能从基态跃迁到n＝3的激发态上去 B．氢原子从基态跃迁到n＝4的激发态上去 C．氢原子最多能发射3种波长不同的光 D．氢原子最多能发射6种波长不同的光 解析：　由氢原子的能级图得到n＝4的激发态与基态的能级差为ΔE＝E4－E1＝－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV，所以用能量为12.75 eV的光子去照射大量处于基态的氢原子，氢原子能从基态跃迁到n＝4的激发态上去，不能从基态跃迁到n＝3的激发态上去，故A错误，B正确；氢原子吸收光子的能量跃迁到n＝4的激发态后，向低能级跃迁时，任意两个能级之间发生一次跃迁，共发射C＝6种波长不同的光，故C错误，D正确。‎ 答案：　BD ‎13．受日本福岛核泄漏的影响，中国内地部分地区在空气中相继检测出极微量人工核素碘131、铯137等。已知碘131(即I)的半衰期为8天，则下列有关福岛核泄露问题的说法正确的是(　　)‎ A．核反应堆发生的是轻核聚变反应 B．20个放射性核素碘131(即I)，经过8天后，未衰变的个数不一定是10个 C．4月份以后，随着气温升高、风力增强，碘131(即I)的半衰期会逐渐减小 D．碘131(即I)衰变放出的γ射线是原子核受激产生的 解析：　核反应堆发生的是重核裂变反应，选项A错误；因半衰期是大量原子核的统计意义，对少量原子核不适用，故20个放射性核素碘131(即I)，经过8天后，未衰变的个数不一定是10个，选项B正确；半衰期与外部因素无关，选项C错误；碘131(即I)衰变放出的γ射线是原子核受激产生的，选项D正确。‎ 答案：　BD ‎14．(2018·江西南昌二模)用甲、乙两种单色光照射同一金属做光电效应实验，发现光电流与电压的关系如图所示。已知普朗克常量为h，被照射金属的逸出功为W0，遏止电压为Uc，电子的电荷量为e，则下列说法正确的是(　　)‎ A．甲光的强度大于乙光的强度 B．甲光的频率大于乙光的频率 C．甲光照射时产生的光电子初动能均为eU D．乙光的频率为 解析：　根据光的强度越强，则光电子数目越多，对应的光电流越大，即可判定甲光的强度较大，故A正确；根据eUc＝Ek＝hν－W0，由于Uc相同，因此两种光的频率相等，故B错误；由图可知，遏止电压为Uc，可知甲光照射时产生的光电子的最大初动能为eUc，而不是均为eUc，故C错误；由光电效应方程mv＝eUc＝hν－W0，得乙光的频率：ν＝，故D正确。‎ 答案：　AD