高考物理总复习作业51原子结构与原子核(含解析)

一、选择题TOC\o"1-5"\h\z1．(20年1华9南师大附中模拟)下列说法正确的是( )A汤姆孙通过研究阴极射线发现Y电子，并提出了原子的核式结构模型B太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应光电效应中光电子的最大初动能与入射光的频率成正比+—十是a衰变方程71 62解析：汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，并提出了原子的“枣糕模型”，选项错误；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应，选项正确；光电效应中光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，不成正比，选项错误；+—十是人工转变，71 62不是a衰变方程，选项错误.答案：2放射性元素氡 经a衰变成为钋，半衰期为 天；但勘测表明，经过漫86 84长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素 的矿石，其原因是86A目前地壳中的 主要来自于其他放射元素的衰变86B在地球形成的初期，地壳中元素 的含量足够高86当衰变产物 积累到一定量以后， 的增加会减慢 的衰变进程84 84 86主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力会改变它的半衰期86解析：由于 的半衰期很短，衰变很快，如果没有新的 生成，含量不可能高，所86 86以对，错.半衰期是不会随着物质的物理、化学性质改变的，故、错.答案：।核子平均质量OFe z图5－11.如图一所示是原子核的核子平均质量与原子序数的关系图象，下列说法正确的是()A若、结合成F结合过程一定要释放能量B若、结合成F结合过程一定要吸收能量C若、结合成A结合过程一定要释放能量.若、结合成，结合过程一定要释放能量解析：由图可知原子核的核子平均质量较小，则原子序数较小的核、结合成原子序数较大的核时，因的核子的平均质量小于、核子的平均质量，故出现质量亏损，根据质能方程知，该过程一定放出核能，选项正确，选项错误；因、的核子的平均质量小于核子的平均质量，故、结合成核时要吸收能量，选项错误；因核子的平均质量介于、核之间，结合过程能量的吸收释放不能确定，故选项错误.答案：n E/eVTOC\o"1-5"\h\z8 04 0.853 -1.512 3.41 -13.6图5－124如图一所示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于=的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光，下列说法正确的是( )A这些氢原子总共可辐射出种不同频率的光B由=能级跃迁到=能级产生的光频率最小由=能级跃迁到=能级产生的光最容易表现出衍射现象.用=能级跃迁到=能级辐射出的光照射逸出功为 的金属铂能发生光电效应 . X解析：这些氢原子向低能级跃迁时可辐射出=——=种光子，选项错误；由=能级跃迁到=能级产生的光子能量最小，所以频率最小，选项错误；由=能级跃迁到=能级产生的光子能量最大，频率最大，波长最小，最不容易表现出衍射现象，选项错误；从=能级跃迁到=能级辐射出的光子能量为 ，所以能使金属伯发生光电效应，选项正确.答案：图51－35 年东北师大附中高三质检如图一所示，氢原子在不同能级间发生、、三种跃迁时，释放光子的波长分别是A、★、★,则下列说法正确的是A从=能级跃迁到=能级时，释放光子的波长可表示为^=二厂、A＋A、cB从=能级跃迁到=能级时，电子的势能减小，氢原子的能量增加若用波长为^的光照射某金属时恰好能发生光电效应，则用波长为^的光照射该金属时也一定能发生光电效应D用 的光子照射大量处于基态的氢原子时，一个氢原子可以辐射出三种频率的光解析：从=能级跃迁到=能级，有尸=丁+厂，解得卜=，/人，选项AAA 、A＋A正确；从=能级跃迁到=能级，放出光子，原子能量减小，选项错误；从=能级跃迁到=能级的能量比从=能级跃迁到=能级放出的能量大，可知波长为A的光的频率比波长为A的光的频率大，根据光电效应发生的条件可知，选项错误；根据跃迁的条件，可知用 的光子照射处于基态的氢原子，氢原子可以跃迁到=的能级，可以辐射出三种不同频率的光，但一个氢原子最多只能辐射两种频率的光，选项错误.答案：6.(20年1湖9南永州二模)如图51－4所示，图甲为氢原子的能级图，图乙为氢原子的光谱.已知谱线是氢原子从=的能级跃迁到=能级时的辐射光，谱线可能是氢原子在下列哪种跃迁情形时的辐射光1 13.60甲a b:□□耐二

gggii

700nm600nm500nm400nm 350nm氢原子的光谱图下的数值和短线是波K的标尺图51－4A从=的能级跃迁到=的能级B从=的能级跃迁到=的能级从=的能级跃迁到=的能级D从=的能级跃迁到=的能级解析：由题图乙可知，谱线的波长大于谱线的波长，所以光的光子频率小于光的光子频率，则光的光子能量大于=和=间的能级差，分析可知、、错误，正确．答案：7多选关于a粒子散射实验的说法中正确的是A在实验中观察到的现象是绝大多数a粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进，少数发生了较大偏转，极少数偏转超过90°，有的甚至接近180°.使a粒子发生明显偏转的力来自带负电的核外电子，当a粒子接近电子时，是电子的吸引力使之发生明显偏转、．实验表明原子中心有一个核，它占有原子体积的极小部分D实验表明原子中心的核带有原子的全部正电荷及全部质量解析：项是对该实验现象的描述，正确；使a粒子偏转的力是原子核对它的静电排斥力，而不是电子对它的吸引力，故错误；项是对实验结论之一的正确分析；原子核集中了全部正电荷和几乎全部质量，因核外还有电子，故原子中心的核并没有包括原子的全部质量，故错误.答案：、、8．（201年9河南安阳一模）多（选）根据图片51－5及课本中有关历史事实，结合有关物理知识，判断下列说法正确的是（）-0.54-0.85-1.51-0.54-0.85-1.51-13.638天76天114天t图5－15A图甲是研究光电效应的示意图，发生光电效应的条件是入射光的波长大于金属的“极限波长”B图乙是链式反应的示意图，发生链式反应的条件之一是裂变物质的体积大于或等于临界体积图丙是氢原子的能级图，一个处于=4能级的氢原子，跃迁时可以产生种光子D图丁是衰变规律的示意图，原子序数大于的元素都具有放射性，小于的个别元素，也具有放射性解析：根据光电效应方程=1一1，入射光的波长必须小于金属的极限波长才能发AA0生光电效应，故错误；当裂变物质的体积小于临界体积时，不会发生链式反应，有利于裂变物质的贮存，当大于或等于临界体积时，则可发生链式反应，故正确；处于=4能级的氢原子向较低能级跃迁，最终跃迁到基态，跃迁情况可能是4-1,释放1种频率的光子，4一一1,4一一1,释放种频率的光子，4一一一1,释放种频率的光子，故错误；原子序数大于的元素都具有放射性，小于的个别元素，也具有放射性，故正确.答案：9．（20年19广东清远高二期末）多（选）20年113月由9.级0地震引发的海啸摧毁了日本福岛第一核电站的冷却系统，导致大量一泄露在大气中，一是一种放射性物质，会发生。衰变而变成元素.下列说法中正确的是A福岛第一核电站是利用原子核衰变时释放的核能来发电11发生P衰变的方程式为11-1x+_111原子核内有个质子，个中子53D如果将碘11的温度降低到度以下，可以延缓其衰变速度解析：核电站是利用核裂变来发电的，选项错；根据原子核的结构和方程式书写规则可知选项、正确；衰变与物质所处的物理、化学状态无关，选项错.答案：〃 E/eVTOC\o"1-5"\h\z8 04 -0.853 1.512 3.41 13.6图卜10．（多选）氢原子的能级如图5－16所示,已知可见光的光子能量范围约为111下列说法正确的是A处于=能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离B大量氢原子从高能级向=能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应大量处于=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出种不同频率的光大量处于=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出种不同频率的光解析：大量处于=4能级的氢原子向低能级跃迁时，由=可知，共可发出种频率的光，故错误，正确；=能级的能量为一151因紫外线能量大于151故紫外线可使处于=能级的氢原子电离，故正确；从高能级跃迁到=能级释放能量最多为151<1 ,此光为红外线具有显著热效应，故正确.答案：图51一7.多选静止在匀强磁场中的核发生a衰变，产生一个a粒子和一个未知的粒92子，它们在磁场中的运动轨迹如图51一所示，下列说法正确的是A该核反应方程为一4+492 902a粒子和粒子在磁场中做圆周运动时转动方向相同轨迹1、分别是a粒子、粒子的运动轨迹a粒子、粒子运动轨迹半径之比为45：1解析：显然选项中核反应方程正确，选项正确； 核静止，根据动量守恒可知a92粒子和粒子速度方向相反，又都带正电，故转动方向相同，选项正确；根据动量守恒可知a粒子和粒子的动量大小相等，由带电粒子在磁场中运动半径公式=一可知轨道半径与其所带电荷量成反比，故a粒子、粒子运动轨迹半径之比为45：1,选项错误，正确.答案：.（20年19湖北省武汉市四月调研）多（选）一种典型的铀核裂变是生成钡核和氪核，同时放出个中子，核反应方程是5+—144++1,已知部分原子核的比结合能与核子92 56 36 0数的关系如图51—所示，则下列说法正确的是比结合能/MeV71 i 1 1 1 1 »40 80 120 160 200 240核子数图51一8A在核反应方程中，粒子是中子B在核反应方程中，粒子是质子5、144和 相比，145的比结合能最大，它最稳定5、144和相比，55的核子数最多，它的结合能最大92 56 36 92解析：由质量数和电荷数守恒可得为1n即中子，选项正确，错误；从图中可知0中等质量的原子核的比结合能最大，故 的比结合能最大，它最稳定，选项错误；原子56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，则5、144和相比，5的92 56 56 92

核子数最多，它的结合能最大，选项正确.答案：二、非选择题13．(2019年石家庄模拟)实验室考查氢原子跃迁时的微观效应．已知氢原子能级图如图卜9所示，氢原子质量为=1.67X10-27 核子数最多，它的结合能最大，选项正确.答案：二、非选择题13．(2019年石家庄模拟)实验室考查氢原子跃迁时的微观效应．已知氢原子能级图如图卜9所示，氢原子质量为=1.67X10-27 设原来处于静止状态的大量激发态氢原子处H于=的能级状态.(1)求氢原子由高能级向低能级跃迁时，可能发射出多少种不同频率的光；2)跃迁后光子沿某一方向飞出，且光子的动量可以用=-c表示为普朗克常量，v为光子频率， 为真空中光速，求发生电子跃迁后氢原子的最大反冲速率.保留三位有效数字)〃8543E/eV0--0.54'一0.85--1.512 3A1 -13.6图51-9解析：(1不)同频率的光的种类为=2=~=~=10种•52(2)由动量守恒= ="HH光子当V最大时vr一知:反冲速率最大=-0.1-V13.6)e=V13.06=2.090X10-18J__v 2.090X10-1故=-=3.0X10X1.67X10-27=4.17m/s.答案：(1)1种0(2)4.17m/s14 2017年高考•北京卷在磁感应强度为的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次a衰变.放射出的a粒子2在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为.以、分别表示a粒子的质量和电荷量.1放射性原子