高考物理一轮复习 专题13.4 原子结构 原子核押题专练-人教版高三全册物理试题.doc

专题13.4 原子结构 原子核1(多选)如图所示为卢瑟福和他的助手做粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C三个位置时，关于观察到的现象，下列说法中正确的是()A相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多B相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数最少C相同时间内放在C位置时观察到屏上的闪光次数最少D放在C位置时观察不到屏上有闪光【解析】卢瑟福粒子散射实验的结论是绝大多数粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但有少数粒子发生了大角度偏转，偏转的角度大于90°，甚至被弹回，则A、C正确【答案】AC2(多选)有关原子结构，下列说法正确的是()A玻尔原子模型能很好地解释氢原子光谱的实验规律B卢瑟福核式结构模型可以很好地解释原子的稳定性C卢瑟福的粒子散射实验表明原子内部存在带负电的电子D卢瑟福的粒子散射实验否定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜模型”【答案】AD3氢原子辐射出一个光子后，则()A电子绕核旋转的半径增大B电子的动能增大C电子的电势能增大D原子的能级值增大【解析】氢原子辐射出一个光子后，原子从高能级跃迁到低能级，能级值变小，电子绕核旋转的半径减小，库仑力对电子做正功，因此，电子的动能变大，电势能变小，选项B正确【答案】B4.(多选)如图所示为氢原子能级图，可见光的能量范围为1.62 eV3.11 eV，用可见光照射大量处于n2能级的氢原子，可观察到多条谱线，若是用能量为E的实物粒子轰击大量处于n2能级的氢原子，至少可观察到两条具有显著热效应的红外线，已知红外线的频率比可见光小，则实物粒子的能量E()A一定有4.73 eV>E>1.62 eVBE的值可能使处于基态的氢原子电离CE一定大于2.86 eVDE的值可能使基态氢原子产生可见光【答案】BD5粒子散射实验中，使粒子发生散射的原因是()A粒子与原子核外电子碰撞B粒子与原子核发生接触碰撞C粒子发生明显衍射D粒子与原子核的库仑斥力作用【解析】粒子与原子核外电子的作用是很微弱的由于原子核的质量和电荷量很大，粒子与原子核很近时，库仑斥力很强，足可以使粒子发生大角度偏转甚至反向弹回，使粒子发生散射的原因是库仑力的作用，选项D正确【答案】D6(多选)粒子散射实验中，当粒子最接近金原子核时，关于描述粒子的有关物理量正确的是()A动能最小B电势能最小C粒子与金原子组成的系统能量最小D粒子所受金原子核的斥力最大【解析】粒子和金原子核都带正电，库仑力表现为斥力，两者距离减小时，库仑力做负功，故粒子动能减小，电势能增加，当粒子最接近金原子核时，其动能最小，电势能最大；由库仑定律可知随着距离的减小，库仑力逐渐增大，故A、D正确【答案】AD7(多选)玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有()A原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做加速运动，但不向外辐射能量B原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的C电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子D电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率【答案】ABC8氢原子从能量为Em的较高激发态跃迁到能量为En的较低激发态，设真空中的光速为c，则()A吸收光子的波长为B辐射光子的波长为C吸收光子的波长为D辐射光子的波长为【解析】由玻尔理论的跃迁假设，当氢原子由较高的能级向较低的能级跃迁时辐射光子，由关系式hEmEn得.又有，故辐射光子的波长为，选项D正确【答案】D9已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量En，其中n2,3，用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为()A BC D【解析】处于第一激发态时n2，故其能量E2，电离时吸收的能量E0E2，而光子能量 E，则解得，C正确【答案】C10如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49 eV的金属钠，下列说法正确的是()A这群氢原子能发出3种频率不同的光，其中从n3跃迁到n2所发出的光波长最短B这群氢原子能发出两种频率不同的光，其中从n3跃迁到n1所发出的光频率最小C金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为9.60 eVD金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为11.11 eV【答案】C11下列与粒子相关的说法中正确的是()A天然放射现象中产生的射线速度与光速相当，穿透能力很强B.U (铀238)核放出一个粒子后就变为Th(钍234)C高速粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为HeN OnD丹麦物理学家玻尔进行了粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型【解析】射线是速度为0.1c的氦核流，穿透能力最弱，A错误由核反应过程中质量数、核电荷数守恒可知B项正确C项中核电荷数和质量数都不守恒，C错误D项中的物理学家不是玻尔而是卢瑟福所以D错误【答案】B12在存放放射性元素时，若把放射性元素置于大量水中；密封于铅盒中；与轻核元素结合成化合物则()A措施可减缓放射性元素衰变B措施可减缓放射性元素衰变C措施可减缓放射性元素衰变D上述措施均无法减缓放射性元素衰变【解析】放射性元素的衰变快慢由其原子核内部结构决定，与外界因素无关，所以A、B、C错误，D正确【答案】D13表示放射性元素碘131(I)衰变的方程是()A.ISbHeB.IXeeC.IInD. ITeH【解析】衰变的实质是放射出电子(e)，由核反应过程中的质量数和电荷数守恒可知B正确【答案】B14某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为HCNQ1HNCXQ2方程中Q1、Q2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：原子核HHeHeCNN质量/u1.007 83.016 04.002 612.000 013.005 715.000 1以下推断正确的是()AX是He，Q2>Q1BX是He，Q2>Q1CX是He，Q2<Q1DX是He，Q2<Q1【答案】B15(多选)正电子发射型计算机断层显像(PET)的基本原理是：将放射性同位素O注入人体，O在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器采集后，经计算机处理生成清晰图象，则根据PET原理判断下列表述正确的是()A.O在人体内衰变的方程是ONeB正、负电子湮灭的方程是ee2C在PET中，O主要用途是穿透作用D在PET 中，O主要用途是参与人体的新陈代谢【解析】由题意知A、B正确，显像的原理是采集光子，即注入人体内的O衰变放出正电子和人体内的负电子湮灭转化为光子，因此O主要用途是作为示踪原子，故C、D错【答案】AB16(多选)目前，在居家装修中，经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如有些含有铀、钍的花岗岩等岩石都会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出、射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是()A衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生并发射出来的B射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力C已知氡的半衰期为3.8天，若取1 g氡放在天平左盘上，砝码放于右盘，左右两边恰好平衡，则7.6天后，需取走0.75 砝码天平才能再次平衡D发生衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了2【答案】AD17(多选)从一个小孔射出的、三种射线沿同一直线进入同一匀强磁场或匀强电场，这三种射线在场内的径迹情况有可能是()A三条重合B两条重合C三条分开D与的径迹一定分开【解析】当三种射线沿磁场方向运动时，三种射线中粒子均不受洛伦兹力作用，保持匀速直线运动状态，三条径迹重合，A项正确；当三种射线入射方向与电场或磁场方向不同时，射线不偏转，、粒子电性相反，向相反方向偏转，三条径迹是分开的，C项正确【答案】AC18(多选)热核反应方程：HHHeX17.6 MeV，其中X表示某种粒子，则下列表述正确的是()AX是质子B该反应需要吸收17.6 MeV的能量才能发生 C平均每个核子能释放3MeV以上能量 D(mHmH)>(mHemX)【解析】由核反应中的质量数守恒和电荷数守恒可知X为中子，则选项A错误；该反应为轻核聚变，反应过程中应释放能量，则选项B错误；该反应共有5个核子，平均每个核子释放的能量为17.6 MeV/53.52 MeV，则选项C正确；由于该反应释放能量，则反应前后存在质量亏损，反应前的质量应大于反应后的质量，则选项D正确【答案】CD19如图，放射性元素镭衰变过程中释放出、三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是()A表示射线，表示射线B表示射线，表示射线C表示射线，表示射线D表示射线，表示射线【答案】C20质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3.当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是(c表示真空中的光速)()A(m1m2m3)c B(m1m2m3)cC(m1m2m3)c2 D(m1m2m3)c2【解析】根据爱因斯坦质能方程Emc2，此核反应放出的能量E(m1m2m3)c2，故C正确【答案】C2114C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻14C的质量，m0为t0时14C的质量图中能正确反映14C衰变规律的是()【解析】设半衰期为，则剩余质量m，故mt图象是曲线C正确【答案】C22如图所示，静止在匀强磁场中的Li核俘获一个速度为v07.7×104 m/s的中子而发生核反应，LinHHe，若已知He的速度为v22.0×104 m/s，其方向跟中子反应前的速度方向相同(已知mn1 u，mHe4 u，mH3 u)求：(1)H的速度是多大？(2)在图中画出粒子H和He的运动轨迹，并求它们的轨道半径之比(3)当粒子He旋转了3周时，粒子H旋转几周？【解析】(1)Li俘获n的过程，系统动量守恒，则mnv0mHv1mHev2，即v1.代入数据得v11.0×103 m/s，负号表示跟v0的方向相反(2)运动轨迹如图所示H和He在磁场中半径之比为rH：rHe：3：40.【答案】(1)1.0×103 m/s，跟v0的方向相反(2)3：40(3)223.氢原子的能级示意图如图所示，有一群处于n4能级的氢原子如果原子从n2能级向n1能级跃迁所发出的光正好使某种金属材料产生光电效应，则： (1)这群氢原子发出的光谱中共有几条谱线能使该金属产生光电效应？(2)从能级n4向n1发出的光照射该金属材料，所产生的光电子的最大初动能为多少？【答案】(1)3条(2)2.55 eV24氢原子处于基态时，原子的能量为E113.6 eV，当处于n3的激发态时，能量为E31.51 eV，则：(1)当氢原子从n3的激发态跃迁到n1的基态时，向外辐射的光子的波长是多少？(2)若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射原子？(3)若有大量的氢原子处于n3的激发态，则在跃迁过程中可能释放出几种不同频率的光子？【解析】(1)由跃迁公式得：hE3E1由代入数据得：1.03×107 m.(2)若要将基态原子电离：h0E1，代入数据得3.3×1015 Hz.(3)光子种数NC3种【答案】(1)1.03×107 m(2)3.3×1015 Hz(3)3种25在研究原子物理时，科学家经常借用宏观模型进行模拟在玻尔原子模型中，完全可用卫星绕行星运动来模拟研究电子绕原子核的运动当然这时的向心力不是粒子间的万有引力(可忽略不计)，而是粒子间的静电力设氢原子中，电子和原子核的带电荷量大小都是e1.60×1019 C，电子在第1、2可能轨道运行时，其运动半径分别为r10.53×1010 m、r24r1，据此求：(1)电子分别在第1、2可能轨道运行时的动能(以eV为单位)；(2)当电子从第1可能轨道跃迁到第2可能轨道时，原子还需吸收10.2 eV的光子，那么电子的电势能增加了多少？(静电力常量k9.0×109 N·m2/C2)【答案】见解析