（江苏专用）高考物理一轮复习 动量守恒定律 波粒二象性 原子结构 基础课时2 原子结构 原子核（含解析）（选修3-5）-人教版高三选修3-5物理试题

基础课时2原子结构原子核1．原子核eq\o\al(238,92)U经放射性衰变①变为原子核eq\o\al(234,90)Th，继而经放射性衰变②变为原子核eq\o\al(234,91)Pa，再经放射性衰变③变为原子核eq\o\al(234,92)U。放射性衰变①、②和③依次为________。A．α衰变、β衰变和β衰变B．β衰变、α衰变和β衰变C．β衰变、β衰变和α衰变D．α衰变、β衰变和α衰变解析eq\o\al(238,92)Ueq\o(→,\s\up7(①))eq\o\al(234,90)Th，质量数少4，电荷数少2，说明①为α衰变。eq\o\al(234,90)Theq\o(→,\s\up7(②))eq\o\al(234,91)Pa，质子数加1，质量数不变，说明②为β衰变。中子转化成质子，eq\o\al(234,91)Paeq\o(→,\s\up7(③))eq\o\al(234,92)U，质子数加1，质量数不变，说明③为β衰变，中子转化成质子。选项A正确。答案A2．(2014·重庆理综，1)碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有________。A.eq\f(m,4)B.eq\f(m,8)C.eq\f(m,16)D.eq\f(m,32)解析由半衰期公式m′＝m(eq\f(1,2))eq\f(t,τ)可知，m′＝m(eq\f(1,2))eq\f(32,8)＝eq\f(1,16)m，故选项C正确。答案C3．核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设。核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因，提高罹患癌症的风险。已知钚的一种同位素eq\o\al(239,94)Pu的半衰期为24100年，其衰变方程为eq\o\al(239,94)Pu→X＋eq\o\al(4,2)He＋γ，下列说法中正确的是________。A．X原子核中含有92个中子B．100个eq\o\al(239,94)Pu经过24100年后一定还剩余50个C．由于衰变时释放巨大能量，根据E＝mc2，衰变过程总质量增加D．衰变发出的γ射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力解析根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可得，X原子核中含有92个质子，235个核子，则中子数为235－92＝143(个)，选项A错误；半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，100个eq\o\al(239,94)Pu经过24100年后不一定还剩余50个，选项B错误；由于衰变时释放巨大能量，衰变过程总质量减少，选项C错误；衰变发出的γ射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力，选项D正确。答案D4.卢瑟福和他的学生用α粒子轰击不同的金属，并同时进行观测，经过大量的实验，最终确定了原子的核式结构。如图1为该实验的装置，其中荧光屏能随显微镜在图中的圆面内转动。当用α粒子轰击金箔时，在不同位置进行观测，如果观测的时间相同，则下列说法正确的是________。图1A．2处的闪光次数比4处多B．3和4处没有闪光C．4处有闪光但次数极少D．如果从4处将显微镜顺时针转过一个小角度，观察到的闪光将消失解析卢瑟福和他的学生做α粒子散射实验时，得到以下结论：绝大多数α粒子直接穿过金箔，少数发生偏转，极少数发生大角度的偏转，偏转的角度甚至大于90°，A、C正确。答案AC5．[2014·新课标全国卷Ⅱ，35(1)]在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符合历史事实的是________。A．密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核C．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素D．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子解析密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值为1.6×10－19C，选项A正确；贝克勒尔通过对天然放射性研究发现了放射性元素，选项答案AC6．下列核反应方程及其表述中正确的是________。A.eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,1)H是原子核的α衰变B.eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n是原子核的人工转变C.eq\o\al(24,11)Na→eq\o\al(24,12)Mg＋eq\o\al(0,－1)e是原子核的人工转变D.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(92,36)Kr＋eq\o\al(141,56)Ba＋3eq\o\al(1,0)n是重核的裂变反应解析eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,1)H是聚变，不是原子核的α衰变，A错误；eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n为α粒子撞击铝核，是原子核的人工转变，B正确；eq\o\al(24,11)Na→eq\o\al(24,12)Mg＋eq\o\al(0,－1)e，生成电子，是原子核的β衰变，C错误；eq\o\al(235,)92U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(92,36)Kr＋eq\o\al(141,)56Ba＋3eq\o\al(1,0)n是铀核的裂变反应，D正确。答案BD7．如图2所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光。在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是________。图2解析根据玻尔的原子跃迁公式heq\f(c,λ)＝Em－En可知，两个能级间的能量差值越大，辐射光的波长越短，从图中可看出，能量差值最大的是E3－E1，辐射光a的波长最短，能量差值最小的是E3－E2，辐射光b的波长最长，所以谱线从左向右的波长依次增大的是a、c、b，C正确。答案C8．氘核、氚核、中子、氦核的质量分别是m1、m2、m3和m4，如果氘核和氚核结合生成氦核，则下列说法中正确的是________。A．核反应方程式为eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nB．这是一个裂变反应C．核反应过程中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3D．核反应过程中释放的核能ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2解析由氘核和氚核的结合生成氦核以及电荷数、质量数守恒可知选项A正确；该核反应为聚变反应，选项B错误；核反应过程中的质量亏损为Δm＝m1＋m2－m3－m4，选项C错误；由爱因斯坦质能方程可知核反应过程中释放的核能ΔE＝Δmc2，可知选项D正确。答案AD9．下列说法正确的是________。A．卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,)7N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)HB．铀核裂变的核反应方程为eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋2eq\o\al(1,0)nC．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聚合成一个α粒子，释放的能量是(m1＋m2－m3)c2D．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，发射光子的波长λ＝eq\f(hc,Ea－Eb)(其中c为真空中的光速，h为普朗克常量)解析卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,)7N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H，选项A正确；铀核裂变的核反应方程为eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n，方程式两边的中子不能约去，选项B错误；两个质子和两个中子聚合成一个α粒子，根据爱因斯坦质能方程得ΔE＝(2m1＋2m2－m3)c2，选项C错误；根据Ea－Eb＝heq\f(c,λ)，可得辐射的光子的波长为λ＝eq\f(hc,Ea－Eb)，选项D正确。答案AD10.根据玻尔原子结构理论，氦离子(He＋)的能级图如图3所示。电子处在n＝3轨道上比处在n＝5轨道上离氦核的距离________(选填“近”或“远”)。当大量He＋处在n＝4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有________条。图3解析根据玻尔原子理论，量子数n越小，轨道越靠近原子核，所以n＝3比n＝5的轨道离原子核近，大量处于n＝4激发态的原子跃迁一共有6种情形，即产生6条谱线。答案近611．[2014·江苏单科，12C(2)]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eq\o\al(222,86)Rn→eq\o\al(218,84)Po＋________。已知eq\o\al(222,86)Rn的半衰期约为3.8天，则约经过________天，16g的eq\o\al(222,86)Rn衰变后还剩1g。解析根据质量数、电荷数守恒得衰变方程为eq\o\al(222,86)Ra→eq\o\al(218,84)Po＋eq\o\al(4,2)He。根据衰变规律m＝m0(eq\f(1,2))eq\f(t,τ)，代入数值解得t＝15.2天。答案eq\o\al(4,2)He15.212．已知氘核(eq\o\al(2,1)H)质量为2.0136u，中子(eq\o\al(1,0)n)质量为1.0087u，氦核(eq\o\al(3,2)He)质量为3.0150u，1u相当于931.5MeV。(1)写出两个氘核聚变成eq\o\al(3,2)He的核反应方程；(2)计算上述核反应中释放的核能(保留三位有效数字)；(3)若两个氘核以相同的动能0.35MeV做对心碰撞即可发生上述反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应后生成的氦核(eq\o\al(3,2)H)和中子(eq\o\al(1,0)n)的速度大小之比是多少？解析(1)根据题中条件，可知核反应方程为eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(