高考物理大二轮复习第15讲原子与原子核专题复习指导练案.doc

1第第 1515 讲讲 原子与原子核原子与原子核限时：20 分钟选择题(本题共 14 小题，其中 110 题为单选，11 14 题为多选)1(2017·山东省××市二模)下列说法正确的是( B )导学号 86084324A氢原子核外电子轨道半径越大，其原子能量越小B在核反应中，比结合能较小的原子核转化成比结合能较大的原子核才会释放核能C射线是原子的核外电子电离后形成的电子流D氢原子从n2 的能级跃迁到n1 的能级辐射出的光恰好能使某种金属发生光电效应，则从n3 的能级跃迁到n2 的能级辐射的光也可使该金属发生光电效应解析 氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离原子核较近的轨道上时，能量减小，减小的能量以光子的形式释放出来，故氢原子核外电子轨道半径越大，其能量越高，A 错误；在核反应中，由比结合能较小的原子核变成比结合能较大的原子核才会释放核能，B 正确；射线是原子核内的中子转化为质子同时放出的电子，C 错误；氢原子从n2 能级跃迁到n1 的能级辐射出的光子的能量为E13.4 eV(13.6 eV)10.2 eV，恰好能使某种金属发生光电效应，从n3 的能级跃迁到n2 的能级辐射的光子的能量E215.1 eV(3.4 eV)1.89 eV。故不能使这种金属发生光电效应，D 错误。2(2017·陕西省××市一模)放射性同位素钍Th 经一系列、衰变后生成氡23290Rn，以下说法正确的是( B )22086导学号 86084325A每经过一次衰变原子核的质量数会减少 2 个B每经过一次衰变原子核的质子数会增加 1 个C放射性元素钍Th 的原子核比氡Rn 原子核的中子数少 4 个2329022086DTh衰变成Rn 一共经过 2 次衰变和 3 次衰变2329022086解析 经过一次衰变，电荷数少 2，质量数少 4，故 A 错误；经过一次衰变，电荷数多 1，质量数不变，质子数等于电荷数，则质子数增加 1 个，故 B 正确；元素钍Th 的原子核的质量数为 232，质子数为 90，则中子数为 142，氡Rn 原子核的质量数2329022086为 220，质子数为 86，则中子数为 134，可知放射性元素钍Th 的原子核比氡Rn 原2329022086子核的中子数多 8 个，故 C 错误；钍Th 衰变成氡Rn，可知质量数少 12，电荷数少23290220864，因为经过一次衰变，电荷数少 2，质量数少 4，经过一次衰变，电荷数多 1，质量数不变，可知经过 3 次衰变，2 次衰变，故 D 错误。3(2017·××市模拟)氢原子从能级A跃迁到能级B，吸收频率1的光子，从能级A跃迁到能级C释放频率2的光子，若21则当它从能级C跃迁到能级B将2( A )导学号 86084326A吸收频率为21的光子B吸收频率为21的光子C放出频率为21的光子D放出频率为21的光子解析 从能级A跃迁到能级B，吸收频率1的光子，A、B的能级差为h1，且能级B的能量高于能级A的能量；从能级A跃迁到能级C释放频率2的光子，A、C的能级差为h2，且能级A的能量高于能级C的能量；所以C的能级低于B的能级，两者的能级差为h1h2，所以从能级C跃迁到能级B时，吸收光子，有h3h1h2，所以312。故 A 正确。4(2017·山西省一模)现代技术的发展促进了人们对原子、原子核的认识。下列说法正确的是( C )导学号 86084327A粒子散射实验结果说明原子内部正电荷是均匀分布的B衰变说明原子核内部存在自由电子C太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应D氡原子核的半衰期为 3.8 天，4 个氡原子核经过 7.6 天一定只剩下 1 个未发生衰变解析 粒子散射实验说明占原子质量绝大部分的带正电的那部分物质集中在很小的空间范围内，A 错误；衰变是原子核内的中子转化为质子同时释放出电子，不是证明原子核内部存在电子，故 B 错误；太阳辐射的能量来自于太阳内部的氢核聚变反应，C 正确；半衰期是对大量的原子核的统计规律适用，对少量的原子核不适用，故选 C。5(2017·四川省凉山州一模)关于原子核反应，下列描述正确的是( 导学号 86084328C )A温度升高，放射性元素衰变的半衰期减小B放射性物质U 发生衰变所释放的电子来源于核外电子23892CTh 经过 6 次衰变、4 次衰变后变成Pb2329020882D用中子轰击铀核，产生几个中等质量原子核的现象属于核聚变解析 放射性元素的半衰期不随温度、状态及化学变化而改变，是由原子核内部本身决定的，A 错误；衰变释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，B错误；发生衰变是放出 He，发生衰变是放出电子e，设发生了x次衰变和y4 201次衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2xy8290,4x208232，解得x6，y4，故衰变过程中共有 6 次衰变和 4 次衰变，C 正确；用中子轰击铀核，产生几个中等质量原子核的现象属于核裂变，D 错误，故选 C。6. (2017·广东省××市二模)U 的衰变有多种途径，其中一种途径是先衰变成23892Bi，然后可以经一次衰变变成X(X 代表某种元素)，也可以经一次衰变变成Ti，21083210ab 813最后都衰变变成Pb，衰变路径如图所示，下列说法中正确的是( B )20682导学号 86084329A过程是衰变，过程是衰变；过程是衰变，过程是衰变B过程是衰变，过程是衰变；过程是衰变，过程是衰变C过程是衰变，过程是衰变；过程是衰变，过程是衰变D过程是衰变，过程是衰变；过程是衰变，过程是衰变解析 Bi 经过变化为 X，质量数没有发生变化，为衰变，经过变化为 Pb，质量数少 4，为衰变，过程变化为 Ti，电荷数少 2，为衰变，过程的电荷数增加 1，为衰变。故 ACD 错误，B 正确。7(2017·江西省师大附中一模)在匀强磁场中有一个原来静止的碳 14 原子核，它放射出的粒子与反冲核的径迹是两个内切的圆，两圆的直径之比为 71，如图所示，那么碳14 的衰变方程为( D )导学号 86084330AC eB BC HeBe14 60 114 514 64 210 4CC BeB DCeN14 62 114 514 60114 7解析 原子核的衰变过程满足动量守恒，粒子与反冲核的速度方向相反，根据左手定则判断得知，粒子与反冲核的电性相反，则知粒子带负电，所以该衰变是衰变，此粒子是粒子，符号为e。由带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径公式可得：r，01mv qB可见r与q成反比。由题意，大圆与小圆的直径之比为 71，半径之比为 71，则得：粒子与反冲核的电荷量之比为 17。所以反冲核的电荷量为 7e，电荷数是 7，其符号为N，所以碳 14 的衰变方程为CNe，故 D 正确。14 714 614 7018(2017·河北省定州中学 4 月考)重核的裂变和轻核的聚变是人类利用核能的两种主要方法，下面关于它们的说法中正确的是( A )导学号 86084331A裂变和聚变过程都有质量亏损B裂变过程有质量亏损，聚变过程质量有所增加C裂变过程质量有所增加，聚变过程有质量亏损D裂变和聚变过程质量都有所增加解析 裂变和聚变过程都放出能量，故都有质量亏损，质量都有所减小，故选项 A4正确，BCD 错误，故选 A。9(2017·山西省实验中学模拟)下列说法正确的是( C )导学号 86084332A力的单位牛顿是国际单位制的基本单位之一B天然放射现象中 射线的实质是电子，来源于核外电子C奥斯特发现了通电导线周围存在磁场D英国物理学家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解析 力的单位牛顿是国际单位制的导出单位，不是基本单位，A 错误；天然放射现象中射线的实质是电子，来源于核内中子转化为质子时放出的电子，B 错误；奥斯特发现了通电导线周围存在磁场，C 正确；物理学家汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，卢瑟福提出了原子的核式结构，D 错误，故选 C。10(2017·江西省二模)已知可见光的光子能量在 1.62 eV 到 3.11 eV 之间，如图所示为氢原子能级图的一部分，若用某种能量的光子照射大量处于基态的氢原子，能发出至少两种频率的可见光，则该光子能量可能为( A )导学号 86084333A13.06 eV B12.11 eVC12.09 eV D13.25 eV解析 根据能级的跃迁满足hEmEn得跃迁产生的光子能量分别是：13.06 eV、12.75 eV,12.09 eV,10.2 eV、2.86 eV,2.55 eV,1.89 eV,0.66 eV、0.97 eV、0.31 eV，由于某种能量的光子照射大量处于基态的氢原子，能发出至少两种频率的可见光，所以给出的光子中 13.06 eV 满足条件，故 A 正确。11. (2017·山东省潍坊一模)下列说法中正确的是( BC )导学号 86084334A用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能大B按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，但原子的能量增大C在发生光电效应时，光电子的最大初动能随入射光频率增大而增大D在光照条件不变的情况下，对发射出来的光电子加上正向电压对光电子加速，所加电压不断增大，光电流也不断增大解析 根据爱因斯坦光电效应方程EkmhW0，入射光的频率越大，光电子的最大初动能也越大，不可见光的频率有比可见光大的，也有比可见光的小的，故 A 错误，C5正确；氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子能量增大，根据km，知电子动能减小，则电势能增大，原子总能量增大，B 正确；在光照条件不变e2 r2v2 r的情况下，对发射出来的光电子加上正向电压对光电子加速，随电压不断增大，光电流并不是不断增大，当光电流达到最大时，称为饱和光电流。饱和光电流的大小与光照强度有关，故 D 错误。12(2017·××市育才中学 3 月月考)关于核反应的类型，下列表述正确的有( AC )导学号 86084335AUTh He 是衰变23892234904 2BN HeO H 是衰变14 74 217 81 1C H H Hen是聚变2 13 14 21 0DSeKr2e是裂变9234923601解析 UTh He 方程是衰变方程，A 正确；23892234904 2N HeO 方程是人工转变方程，B 错误；14 74 217 81 HH H Hen方程是轻核聚变方程，C 正确；2 13 14 21 0SeKr2e方程是衰变方程，D 错误。923492360113(2017·福建省厦门大学二模)如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系图象，下列说法中正确的是( ACD )导学号 86084336A若原子核D和E结合成F，结合过程一定会释放核能B若原子核A分裂成B和C，分裂过程一定会吸收核能C若原子核A分裂成B和C，分裂过程一定会释放核能D在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度解析 D和E结合成F，属于轻核的聚变，有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程，有能量释放，A 正确；若A能分裂成B和C，则属于重核的裂变，分裂过程有质量亏损，一定要释放能量，B 错误，C 正确；在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了吸收裂变过程中释放的一部分中子，控制核反应速度，D 正确。14(2017·江苏省淮阴中学 4 月模拟)下列说法中正确的( BC )导学号 86084337A某光电管发生光电效应时，如果仅增大入射光的强度，则光电子的最大初动能将增加B为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的6C经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征D按照玻尔理论，氢原子辐射出一个光子后，氢原子能量增大解析 根据光电效应方程 EkmhW0，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大， 与入射光的强度无关，A 错误；为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量是量 子化的，B 正确；经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征，C 正确；按 照玻尔理论，氢原子辐射出一个光子后，轨道半径减小，电场力做正功，氢原子的电势能 减小，动能增加，总能量减小，D 错误。