版高考物理一轮复习第十二章第2讲原子结构与原子核练习鲁科版

2019版高考物理一轮复习第十二章第2讲原子结构与原子核练习鲁科版本文简介：第2讲原子结构与原子核[课时作业]单独成册方便使用[基础题组]一、单项选择题1．(2017·四川宜宾高三诊断)有关原子结构和原子核的认识，下列说法正确的是()A．居里夫人最先发现天然放射现象B．伦琴射线的发现揭示了原子具有核式结构C．在光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关D．在衰变方程2

2019版高考物理一轮复习第十二章第2讲原子结构与原子核练习鲁科版本文内容：

第2讲

原子结构与原子核

[课时作业]

单独成册

方便使用

[基础题组]

一、单项选择题

1．(2017·四川宜宾高三诊断)有关原子结构和原子核的认识，下列说法正确的是

(

)

A．居里夫人最先发现天然放射现象

B．伦琴射线的发现揭示了原子具有核式结构

C．在光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关

D．在衰变方程239

94Pu→X＋42He＋γ中，X原子核的质量数是234

解析：贝克勒尔首先发现了天然放射性现象，证明原子核有复杂的结构，故A错误；卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，B错误；在光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，选项C正确；在衰变方程239

94Pu

→X＋42He＋γ中，X原子核的质量数是235，电荷数为92，选项D错误．

答案：C

2．(2018·湖北六校联考)关于近代物理，下列说法正确的是(

)

A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分

B．目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变

C．一个氢原子从n＝3的激发态跃迁到基态时，能辐射3种不同频率的光子

D．α粒子散射实验表明核外电子轨道是量子化的

解析：β衰变时β射线是原子核内部发出来的，不是原子核外的电子释放出来的，A错误．目前的核电都是利用重核裂变发电的，B正确．一群氢原子从n＝3的激发态跃迁到基态时，能辐射C＝3种不同频率的光子，而只有一个氢原子时，只能是三种可能频率中的一种或两种，C错误．α粒子散射实验表明原子具有核式结构，D错误．

答案：B

3．(2018·安徽江南十校联考)铀核(U)经过m次α衰变和n次β衰变变成铅核(Pb)，关于该过程，下列说法中正确的是(

)

A．m＝5，n＝4

B．铀核(U)的比结合能比铅核(Pb)的比结合能小

C．衰变产物的结合能之和小于铀核(U)的结合能

D．铀核(U)衰变过程的半衰期与温度和压强有关

解析：原子核衰变时质量数守恒，电荷数守恒，235＝4m＋207,92＝82＋2m－n，两式联立解得m＝7，n＝4，A项错误．衰变产物的结合能之和大于铀核(U)的结合能，C错误．半衰期由原子核内部自身的因素决定，与温度和压强无关，D项错误．

答案：B

4．(2018·湖南长沙模拟)一个静止的铀核，放在匀强磁场中，它发生一次α衰变后变为钍核，α粒子和钍核都在匀强磁场中做匀速圆周运动．某同学作出如图所示运动径迹示意图，以下判断正确的是(

)

A．1是α粒子的径迹，2是钍核的径迹

B．1是钍核的径迹，2是α粒子的径迹

C．3是α粒子的径迹，4是钍核的径迹

D．3是钍核的径迹，4是α粒子的径迹

解析：由动量守恒可知，静止的铀核发生α衰变后，生成的均带正电的α粒子和钍核的动量大小相等，但方向相反，由左手定则可知它们的运动轨迹应为“外切”圆，又R＝＝，在p和B相等的情况下，R∝，因q钍>qα，则R钍hν1，因此能级k比能级m高，所以若氢原子从能级k跃迁到能级m，应辐射光子，且光子能量应为hν2－hν1.故选项D正确．

答案：D

二、多项选择题

6．(2017·高考江苏卷)原子核的比结合能曲线如图所示．根据该曲线，下列判断正确的有(

)

A.He核的结合能约为14

MeV

B.He核比Li核更稳定

C．两个H核结合成He核时释放能量

D.U核中核子的平均结合能比Kr核中的大

解析：由图象可知，He的比结合能约为7

MeV，其结合能应约为28

MeV，故A错误．比结合能较大的核较稳定，故B正确．比结合能较小的核结合成比结合能较大的核时释放能量，故C正确．比结合能就是平均结合能，故由图可知D错误．

答案：BC

7．下列说法正确的是(

)

A．方程式U→Th＋He是重核裂变反应方程

B．铯原子核(Cs)的结合能小于铅原子核(Pb)的结合能

C．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的

D．核力是短程力，与核子间的距离有关，有时表现为引力，有时表现为斥力

解析：方程式U→Th＋He的反应物只有一个，生成物有He，属于α衰变，选项A错误；由原子核的比结合能的曲线可知，铯原子核的比结合能与铅原子核的比结合能差不多，而铯原子核的核子数少得多，所以铯原子核的结合能小于铅原子核的结合能，选项B正确；β衰变所释放的电子不是来源于原子核外的电子，而是原子核内的中子转化成质子时所产生的(n→H＋e)，选项C正确；相邻的质子与质子、中子与质子、中子与中子既不会融合在一起(斥力)，又相距一定距离组成原子核(引力)，选项D正确．

答案：BCD

8．氢原子核外电子发生了两次跃迁，第一次从外层轨道跃迁到n＝3轨道；第二次核外电子再从n＝3轨道跃迁到n＝2轨道，下列说法中正确的是(

)

A．两次跃迁原子的能量增加相等

B．第二次跃迁原子的能量减小量比第一次的大

C．两次跃迁原子的电势能减小量均大于电子的动能增加量

D．两次跃迁原子均要放出光子，第一次放出的光子能量要大于第二次放出的光子能量

解析：氢原子核外电子从外层轨道跃迁到内层轨道这一过程中，原子的能量减小，原子要放出光子，由能量守恒定律可知原子的电势能减小量大于电子的动能增加量．又由氢原子能级图知因跃迁到n＝3轨道放出的光子能量(或原子的能量减小量)最多为1.51

eV，而氢原子核外电子从n＝3轨道跃迁到n＝2轨道放出的光子的能量(或原子的能量减小量)为1.89

eV，B、C正确．

答案：BC

[能力题组]

一、选择题

9．原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子．例如在某种条件下，铬原子的n＝2能级上的电子跃迁到n＝1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n＝4能级上的电子，使之脱离原子，这一现象叫作俄歇效应，以这种方式脱离了原子的电子叫作俄歇电子，已知铬原子的能级公式可简化表示为En＝－，式中n＝1,2,3，…表示不同能级，A是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是(

)

A.A

B.A

C.A

D.A

解析：由题意可知铬原子n＝1能级能量为E1＝－A，n＝2能级能量为E2＝－，从n＝2能级跃迁到n＝1能级释放的能量为ΔE＝E2－E1＝，n＝4能级能量为E4＝－，电离需要能量为E＝0－E4＝，所以电子从n＝4能级电离后的动能为Ek＝ΔE－E＝－＝，故B、C、D错误，A正确．

答案：A

10.K－介子衰变的方程为K－→π－＋π0，其中K－介子和π－介子带负的基元电荷，π0介子不带电．如图所示，一个K－介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP，衰变后产生的π－介子的轨迹为圆弧PB，两轨迹在P点相切，它们半径RK－与Rπ－之比为2∶1.π0介子的轨迹未画出．由此可知π－的动量大小与π0的动量大小之比为(

)

A．1∶1

B．1∶2

C．1∶3

D．1∶6

解析：由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动规律知

R＝＝∝p，

＝.

即pπ－＝pK－.

又由动量守恒定律pK－＝pπ0－pπ－

得pπ0＝pK－＋pπ－＝pK－.

即＝.

答案：C

11．下列描述中正确的是(

)

A．质子与中子结合成氘核的过程中需要吸收能量

B．某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少2个

C．238

92U(铀核)衰变为222

86Rn(氡核)要经过3次α衰变，4次β衰变

D．发生光电效应时入射光波长相同，从金属表面逸出的光电子最大初动能越大，这种金属的逸出功越小

解析：中子和质子结合成氘核有质量亏损，释放能量，选顼A错误；某原子核经过一次

α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少4个，选项B错误；238

92U(铀核)衰变为222

86Rn(氡核)质量数减小16，故要经过4次α衰变，由于电荷数减少6，则应该有2次β衰变，选项C错误；发生光电效应时入射光波长相同，则光的频率相同，根据hν＝W逸出功＋mvm2，从金属表面逸出的光电子最大初动能越大，这种金属的逸出功越小，选项D正确．

答案：D

12．(多选)下列说法正确的是(

)

A．人们在研究天然放射现象过程中发现了质子

B．铀核裂变的一种核反应方程为U→Ba＋Kr＋2n

C．设质子、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

D．原子在a、b两个能级的能量分别为Ea、Eb，且Ea>Eb，当原子从a能级跃迁到b能级时，放出光子的波长λ＝(其中c为真空中的光速，h为普朗克常量)

解析：卢瑟福通过α粒子轰击氮核，发现了质子，选项A错误；铀核裂变的一种核反应方程为U＋n→Ba＋Kr＋3n，反应前后的中子不能抵消，选项B错误；根据爱因斯坦质能方程E＝mc2可知，当两个质子和两个中子结合成一个α粒子时释放的能量为E＝(2m1＋2m2－m3)c2，选项C正确；根据玻尔原子模型可知，原子从高能级跃迁到低能级时会释放光子，由Ea－Eb＝解得λ＝，选项D正确．

答案：CD

二、非选择题

13．氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤．它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一．其衰变方程是Rn→Po＋________.已知Rn的半衰期约为3.8天，则约经过________天16

g的Rn衰变后还剩1

g.

解析：衰变过程中质量数、电荷数守恒，

有Rn→Po＋He；

由半衰期定义，1＝16×()，

解得t＝15.2天．

答案：He(或α)

15.2

14．(2017·高考北京卷)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．放射出的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)X→Y＋He

(2)设α粒子的速度大小为v，

由qvB＝m，T＝，

得α粒子在磁场中的运动周期T＝

环形电流大小I＝＝

(3)由qvB＝m，得v＝

设衰变后新核Y的速度大小为v′，系统动量守恒

Mv′－mv＝0

v′＝＝

由Δmc2＝Mv′2＋mv2

得Δm＝

答案：见解析