2019屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 近代物理 第二節(jié) 原子與原子核課后達(dá)標(biāo) 新人教版.doc

第二節(jié) 原子與原子核(建議用時(shí)：60分鐘)一、單項(xiàng)選擇題1(2017高考上海卷)在同位素氫、氘、氚的核內(nèi)具有相同的()A核子數(shù)B電子數(shù)C中子數(shù) D質(zhì)子數(shù)解析：選D.同位素是指在原子核中的質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的元素，故氫、氘、氚的核內(nèi)具有相同的質(zhì)子數(shù)，D項(xiàng)正確2如圖，放射性元素鐳衰變過程中釋放出、三種射線，分別進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，下列說法正確的是()A表示射線，表示射線B表示射線，表示射線C表示射線，表示射線D表示射線，表示射線解析：選C.射線為電磁波，在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中均不偏轉(zhuǎn)，故和表示射線，A、B、D項(xiàng)錯(cuò)誤；射線中的粒子為氦的原子核，帶正電，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿電場(chǎng)方向偏轉(zhuǎn)，故表示射線，由左手定則可知在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中射線向左偏，故表示射線，C項(xiàng)正確3(2015高考天津卷)物理學(xué)重視邏輯，崇尚理性，其理論總是建立在對(duì)事實(shí)觀察的基礎(chǔ)上下列說法正確的是()A天然放射現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的B電子的發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識(shí)到原子具有核式結(jié)構(gòu)C粒子散射實(shí)驗(yàn)的重要發(fā)現(xiàn)是電荷是量子化的D密立根油滴實(shí)驗(yàn)表明核外電子的軌道是不連續(xù)的解析：選A.天然放射現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的，人們認(rèn)識(shí)原子核的復(fù)雜結(jié)構(gòu)是從天然放射現(xiàn)象開始的，選項(xiàng)A正確；電子的發(fā)現(xiàn)說明了原子是可以分割的，是由更小的微粒組成的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由粒子散射實(shí)驗(yàn)建立了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；密立根油滴實(shí)驗(yàn)說明物質(zhì)所帶電荷量是量子化的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤4(2018三明模擬)按照玻爾理論，一個(gè)氫原子中的電子從一半徑為ra的圓軌道自發(fā)地直接躍遷到一半徑為rb的圓軌道上，已知ra>rb，則在此過程中()A原子要發(fā)出某一頻率的光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能減小，原子的能量也減小B原子要吸收某一頻率的光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能減小，原子的能量也減小C原子要發(fā)出一系列頻率的光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能減小，原子的能量也減小D原子要吸收一系列頻率的光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能增大，原子的能量也增大解析：選A.由玻爾氫原子理論知，電子軌道半徑越大，原子能量越大，當(dāng)電子從ra躍遷到rb時(shí)，原子能量減小，放出光子；在電子躍遷過程中，庫(kù)侖力做正功，原子的電勢(shì)能減??；由庫(kù)侖力提供電子做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，即，r減小，電子速度增大，動(dòng)能增大，綜上所述可知A正確5質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3.當(dāng)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核時(shí)，釋放的能量是(c表示真空中的光速)() A(m1m2m3)c B(m1m2m3)cC(m1m2m3)c2 D(m1m2m3)c2解析：選C.由質(zhì)能方程Emc2，其中mm1m2m3，可得E(m1m2m3)c2，選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤6(2018江蘇清江中學(xué)高三模擬)如圖所示為氫原子的能級(jí)圖，當(dāng)氫原子從n4能級(jí)躍遷到n2能級(jí)時(shí)，輻射出光子a；當(dāng)氫原子從n3能級(jí)躍遷到n1能級(jí)時(shí)，輻射出光子b，則下列說法中正確的是()A光子a的能量大于光子b的能量B光子a的波長(zhǎng)小于光子b的波長(zhǎng)Cb光比a光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象D在同種介質(zhì)中，a光子的傳播速度大于b光子的傳播速度解析：選D.氫原子從n4的能級(jí)躍遷到n2的能級(jí)的能級(jí)差小于從n3的能級(jí)躍遷到n1的能級(jí)時(shí)的能級(jí)差，根據(jù)EmEnh，知光子a的能量小于光子b的能量，故A錯(cuò)誤；光子a的頻率小于光子b的頻率，所以b的頻率大，波長(zhǎng)小，所以a光更容易發(fā)生衍射，故B、C錯(cuò)誤；光子a的頻率小，則折射率小，根據(jù)v知，光子a在介質(zhì)中的傳播速度大于光子b在介質(zhì)中的傳播速度，故D正確二、多項(xiàng)選擇題7(2015高考廣東卷)科學(xué)家使用核反應(yīng)獲取氚，再利用氘和氚的核反應(yīng)獲得能量，核反應(yīng)方程分別為：XYHeH4.9 MeV和HHHeX17.6 MeV，下列表述正確的有()AX是中子BY的質(zhì)子數(shù)是3，中子數(shù)是6C兩個(gè)核反應(yīng)都沒有質(zhì)量虧損D氘和氚的核反應(yīng)是核聚變反應(yīng)解析：選AD.核反應(yīng)方程遵守核電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，則由HHHeX17.6 MeV知 X為n，由XYHeH4.9 MeV知Y為L(zhǎng)i，其中Y的質(zhì)子數(shù)是3，中子數(shù)也是3，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；兩個(gè)核反應(yīng)都釋放出核能，故都有質(zhì)量虧損，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；XYHeH4.9 MeV是原子核的人工轉(zhuǎn)變，HHHen17.6 MeV為輕核聚變，選項(xiàng)D正確8能源是社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，發(fā)展核能是解決能源問題的途徑之一下列釋放核能的反應(yīng)方程，表述正確的有()A.HHHen是核聚變反應(yīng)B.HHHen是衰變C.UnBaKr3n是核裂變反應(yīng)D.UnXeSr2n是衰變解析：選AC.衰變時(shí)釋放出電子(e)，衰變時(shí)釋放出氦原子核(He)，可知選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤；選項(xiàng)A中一個(gè)氚核和一個(gè)氘核結(jié)合成一個(gè)氦核并釋放出一個(gè)中子是典型的核聚變反應(yīng)；選項(xiàng)C中一個(gè)U235原子核吸收一個(gè)中子，生成一個(gè)Ba原子核和一個(gè)Kr原子核并釋放出三個(gè)中子是典型的核裂變反應(yīng)，故選項(xiàng)A、C正確9(2016高考全國(guó)卷改編)一靜止的鋁原子核Al俘獲一速度為1.0107 m/s的質(zhì)子p后，變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核Si，下列說法正確的是()A核反應(yīng)方程為pAlSiB核反應(yīng)過程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒C核反應(yīng)過程中系統(tǒng)能量不守恒D核反應(yīng)前后核子數(shù)相等，所以生成物的質(zhì)量等于反應(yīng)物的質(zhì)量之和解析：選AB.核反應(yīng)方程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，A項(xiàng)正確；微觀粒子相互作用過程中，滿足動(dòng)量守恒定律，B項(xiàng)正確；題述核反應(yīng)過程屬于“二合一”形式的完全非彈性碰撞，機(jī)械能有損失，但對(duì)于封閉的系統(tǒng)，能量仍然守恒，C項(xiàng)錯(cuò)誤；核反應(yīng)過程中的機(jī)械能有損失，故存在質(zhì)量虧損現(xiàn)象，D項(xiàng)錯(cuò)誤10(2018東北三校聯(lián)考)如圖所示，氫原子可在下列各能級(jí)間發(fā)生躍遷，設(shè)從n4到n1能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為1，從n4到n2能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為2，從n2到n1能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為3，則下列關(guān)系式中正確的是()A1<3 B3<2C3>2 D解析：選AB.已知從n4到n1能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為1，從n4到n2能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為2，從n2到n1能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為3，則1、2、3的關(guān)系為h>h>h，即>，1<3，>，3<2，又hhh，即，則，即正確選項(xiàng)為A、B.三、非選擇題11(2018石家莊模擬)實(shí)驗(yàn)室考查氫原子躍遷時(shí)的微觀效應(yīng)已知?dú)湓幽芗?jí)圖如圖所示，氫原子質(zhì)量為mH1.671027 kg.設(shè)原來(lái)處于靜止?fàn)顟B(tài)的大量激發(fā)態(tài)氫原子處于n5的能級(jí)狀態(tài)(1)求氫原子由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，可能發(fā)射出多少種不同頻率的光；(2)若躍遷后光子沿某一方向飛出，且光子的動(dòng)量可以用p表示(h為普朗克常量，為光子頻率，c為真空中光速)，求發(fā)生電子躍遷后氫原子的最大反沖速率(保留三位有效數(shù)字)解析：(1)不同頻率的光的種類為NC10(種)(2)由動(dòng)量守恒mHvHp光子知：當(dāng)最大時(shí)，反沖速率vH最大又hE5E10.54 eV(13.6)eV13.06 eV2.0901018 J故vH m/s4.17 m/s.答案：(1)10種(2)4.17 m/s12海水中含有豐富的氘，完全可充當(dāng)未來(lái)的主要能源兩個(gè)氘核的核反應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)He核和一個(gè)粒子，其中氘核的質(zhì)量為2.013 0 u，氦核的質(zhì)量為3.015 0 u，中子的質(zhì)量為1.008 7 u(1 u931.5 MeV)，求：(1)寫出核反應(yīng)方程；(2)核反應(yīng)中釋放的核能；(3)在兩個(gè)氘核以相等的動(dòng)能0.35 MeV進(jìn)行對(duì)心碰撞，并且核能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的情況下，反應(yīng)中產(chǎn)生的粒子和氦核的動(dòng)能解析：(1)核反應(yīng)方程為：HHHen.(2)核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為m2mHmHemn，由Emc2可知釋放的核能：E(2mHmHemn)c22.14 MeV.(3)把兩個(gè)氘核作為一個(gè)系統(tǒng)，碰撞過程系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，由于碰撞前兩氘核的動(dòng)能相等，其動(dòng)量等大反向，因此反應(yīng)前后系統(tǒng)的總動(dòng)量為零，即mHevHemnvn0；反應(yīng)前后系統(tǒng)的總能量守恒，即mHevmnvE2EkH，又因?yàn)閙Hemn31，所以vHevn13，由以上各式代入已知數(shù)據(jù)得：EkHe0.71 MeV，Ekn2.13 MeV.答案：(1)HHHen(2)2.14 MeV(3)2.13 MeV0.71 MeV