2017骄子之路课时强化作业54原子结构 原子核

课时强化作业五十四 原子结构 原子核

1．(2015年上海高考)在α粒子散射实验中，电子对α粒子运动的影响可以忽略，这是因为与α粒子相比，电子的( )

A．电量太小

C．体积太小 B．速度太小 D．质量太小

解析：α粒子的质量远大于电子质量，α粒子碰到电子，像子弹碰到灰尘，损失的能量极少，几乎不改变运动的轨迹．D选项正确．

答案：D

2．(多选)(2016届云南省昆明市高三摸底调研)在下列叙述中，正确的是( )

A．一切物体都在辐射电磁波

B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应

C．在单缝衍射实验中，光子不可能落在暗条纹处

D．各种气体原子的能级不同，跃迁时发射光子的能量(频率)不同，因此利用不同的气体可以制成五颜六色的霓虹灯

E．根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能减小，电势能增大

解析：一切物体都在辐射电磁波，A选项正确；太阳内部发生的是核聚变反应，太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应，B选项正确；暗条纹是光子较少的位置，不是不可能落到的地方，C选项错误；玻尔理论认为原子的能量是量子化的，利用不同的气体可以制成五颜六色的霓虹灯，D选项正确；氢原子从高能级到低能级辐射光子，放出能量，能量不连续，轨道也不连续，由较高能级跃迁到较低能级时，电子的动能增大，电势能减小，E选项错误．

答案：ABD

3．(多选)(2016届云南省玉溪一中月考)下列说法正确的( )

A．若使放射性物质的温度升高，其半衰期不变

B．α粒子散射实验可以估算出原子核直径的数量级为10

C．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的

D．汤姆孙发现电子，表明原子具有核式结构

E．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子

解析：半衰期不受温度和压强的影响，A选项正确；原子核直径的数量级为10－15－10 m m，B选项错误；β衰变所释放的电子是原子核内中子转化为质子得到的，C选项错误；卢瑟福的α粒子散射实验说明原子具有核式结构，D选项错误；由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子，E选项正确．

答案：AE

4．(多选)(2016届吉林省实验中学第一次模拟)以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的有

( )

A．每个核子只跟邻近的核子发生核力作用

B．关于原子核内部的信息，最早来自天然放射现象

C．原子核式结构模型是由汤姆孙在α粒子散射实验基础上提出的

D．太阳内部发生的核反应是热核反应

解析：核力是短程力，每个核子只跟邻近的核子发生核力作用，A选项正确；天然放射现象说明原子核内部具有复杂结构，B选项正确；原子核式结构模型是由卢瑟福在α粒子散射实验基础上提出的，C选项错误；太阳内部发生的是热核反应，D选项正确．

答案：ABD

5．(多选)(2016届甘肃省张掖市第二中学月考)下面说法正确的是( )

A．卢瑟福依据α粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论

23B.11H＋1H→2He＋γ是核聚变反应方程

C．通过化学反应不能改变物质的放射性

D．α射线是由氦原子核衰变产生

E．β射线是由原子核外电子电离产生

123解析：卢瑟福依据α粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论，A选项正确；1H＋1H→2He

＋γ是核聚变反应方程，B选项正确；物质的放射性不能通过化学反应改变，C选项正确；α射线是由α衰变产生的，D选项错误；β射线是原子核内中子转化为质子得到的，E选项错误．

答案：ABC

6．(多选)(2016届宿迁模拟)下列说法正确的是( )

A．比结合能越大，原子中核子结合的越牢固，原子核越稳定

B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关

C．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关

D．大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃进时，最多可产生4个不同频率的光子

解析：比结合能越大，原子中核子结合的越牢固，原子核越稳定，A选项正确；黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，B选项正确；放射性元素的半衰期是由核内自身的因素决定的，与原子所处的化学状态无关，C选项错误；大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，根据C24＝6可知，最多可产生6个不同频率的光子，D选项错误．

答案：AB

7．(多选)(2016届遵义模拟)严重雾霾天气要求我们尽快开发利用清洁能源，2014年，一大批核电项目立项并开始实施．核能利用与原子核的结合能和质量亏损关系密切，下列说法正确的是( )

A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量

B．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的质量之和一定小于原来重核的质量

C．核电站的核能来源于聚变反应

D．比结合能越大，原子核越稳定

E．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能

解析：原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，A选项正确；一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，要释放能量，衰变产物的质量之和一定小于原来重核的质量，B选项正确；核电站的核能来源于重核的裂变反应，C选项错误；比结合能越大，原子核越稳定，D选项正确；根据结合能的定义可知，自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，E选项错误．

答案：ABD

8. (多选)(2016届东北师大附中、吉林第一中学等五校第一次联考)如图所示，是氢原子的部分能级图．关于氢原子能级的跃迁，下列叙述中正确的是(

)

A．用能量为10.3 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态

B．用能量为14.0 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离

C．用能量为12.20 eV的大量电子，去激发处于基态的大量氢原子后，可能辐射3种不同频率的光子

D．大量处于第4激发态的氢原子向低能级跃迁，可能辐射3种不同频率的光子

E．大量处于第4激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射最低光子的能量为0.66 eV

解析：氢原子的能级跃迁条件是光子的能量等于能级差，用能量为10.3 eV的光子照射，不可使处于基态的氢原子跃迁到激发态，A选项错误；用能量为14.0 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离，同时剩余能量以动能的形式存在，B选项正确；用能量为12.20 eV的大量电子，去激发处于基态的大量氢原子后，氢原子跃迁到n＝3能级，辐射3种不同频率的光子，C选项正确；大量处于第4激发态的氢原子向低能级跃迁，根据C24可知，可能辐射6种不同频率的光子，D选项错误；辐射最低光子的能量为n＝4跃迁到n＝3能级辐射的光子，hν＝E4－E3＝0.66 eV，E选项正确．

答案：BCE

9. (2016届河南省新乡、许昌、平顶山联考)氢原子的能级如图所示．如果氢原子由n＝2向n＝1跃迁所发出的光正好使某种金属材料发生光电效应，则氢原子从能级n＝4向n＝1发出的光照射该金属材料时，所产生的光电子的最大初动能为________eV

.

解析：能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，n＝2向n＝1跃迁所发生的光正好使某种

金属材料产生光电效应，hν1＝E2－E1＝－3.4 eV＋13.6 eV＝10.2 eV，即逸出功W0＝10.2 eV，n＝4跃迁到n＝1辐射的光子能量最大，hν2＝－0.85 eV＋13.6 eV＝12.75 eV，根据光电效应方程知，光电子的最大初动能Ekm＝hν2－W0＝12.75 eV－10.2 eV＝2.55 eV.

答案：2.55

10．(2016届翁牛特旗模拟)已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为－3.4 eV和－1.51 eV，金属钠的截止频率为5.53×1014Hz，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板，能否发生光电效应．

解析：氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光子能量E＝－1.51 eV＋3.4 eV＝1.89 eV＝3.024×10－19 J.

－34金属钠的逸出功W0＝hν0＝6.63×10×5.53×1014 J≈3.67×10－19 J.

光子能量小于逸出功，不能发生光电效应．

答案：不能发生光电效应

11．(2016届新余模拟)设有钚的同位素离子239该粒子沿与磁场垂直的方向放出 94Pu静止在匀强磁场中，

α粒子以后，变成铀的一个同位素离子，同时放出能量为E＝0.09 MeV的光子．(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s)

(1)试写出这一过程的核衰变方程；

(2)光子的波长为多少？

(3)若不计光子的动量，则铀核与α粒子在该磁场中的回转半径之比Rα∶RU为多少？

2354解析：(1)核衰变过程中质量数与核电荷数守恒，核反应方程式为239 94Pu→ 92U＋2He＋E.

chc－(2)光子能量E＝hν＝hλ＝＝1.38×1011m. λE

(3)设衰变后，铀核速率为v1，α粒子的速率为v2，衰变过程动量守恒，由动量守恒定律得m1v1＝m2v2.

v2mv带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，Bqv＝mR＝RqB

Rmνq46粒子半径之比：＝. RUm1ν1q21

2354答案：(1)239 94Pu→ 92U＋2He＋E (2)1.38×10－11m (3)46∶1

12．(2016届泗阳一模)重核的裂变与轻核的聚变都能发生质量亏损，释放出核能，用中子轰击铀核而

114094引起裂变，铀核裂变时要放出更多的中子，裂变反应方程为：235 92U＋0n→ 54Xe＋38Sr＋X，氘核和氚核可发

34生热核聚变而释放出巨大的能量，该反应方程为： 21H＋1H→2He＋Y.

34已知： 23.016 1 u、4.002 6 u和1.008 7 u；1 u＝931.5 MeV，1H、1H、2He和粒子Y的质量分别为2.014 1 u、

c是真空中的光速．由上述反应方程和数据可知，

(1)X、Y分别是什么粒子？

(2)该反应释放出的能量为多少MeV？(结果保留3位有效数字)

解析：(1)根据质量数和核电荷数守恒可以判断出X、Y粒子是哪种粒子，X粒子的核电荷数为92＋0

－54－38＝0，质量数为235＋1－140－94＝2.则X

＝0，质量数为2＋3－4＝1，则Y粒子是中子10n. 粒子是中子10n.同理可知，Y粒子的核电荷数为1＋1－2

(2)先求出质量亏损，然后由质能方程可以求出释放的能量．核反应过程的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3－m4，释放的能量为E＝Δmc2＝17.6 MeV.

答案：(1)X、Y都是中子 (2)17.6 MeV