物理人教版选修123.2原子与原子核的结构练习

3.2原子与原子核的结构同步练习一、单选题1.为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005年定为“国际物理年”对于爱因斯坦提出的质能万能方程，下列说法中不正确的是A.表明物体具有的能量与其质量成正比B.根据可以计算核反应中释放的核能C.中的E表示发生核反应过程中释放的核能，m是参与核反应的核子的总质量D.一个质子和一个中子结合成一个氘核时释放能量，表明此过程出现了质量亏损【答案】C【解析】【详解】爱因斯坦提出的质能方程告诉我们，物体具有的能量与它的质量成正比，故A正确；公式中是亏损质量，是释放的核能，故B正确．公式中的E是物体具有的能量，m是物体的质量，不是参与核反应的核子的总质量，是质量亏损，故C错误．核反应中若质量亏损，就要释放能量，所以一个质子和一个中子结合成一个氘核时释放能量，表明此过程出现了质量亏损，故D正确．本题选择不正确的，故选C.2.以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是A.粒子散射实验揭示了原子核内部的复杂性B.光电效应现象揭示了光具有粒子性C.紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大D.处于基态的氢原子最不稳定【答案】B【解析】【详解】卢瑟福的α粒子散射实验，让α粒子穿越原子，少数α粒子发生偏转，极少数α粒子发生大角度偏转，揭示了原子的核式结构，故A错误；光电效应现象揭示了光具有粒子性，故B正确；紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能不变，故C错误；处于基态的氢原子最稳定，故D错误．所以B正确，ACD错误．3.发生裂变的核反应方程为：，设、、的质量分别为、、，一个中子的质量为，则反应过程释放的能量为A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】在反应过程中的质量亏损根据爱因斯坦质能方程得故选B．4.如图所示，一种元素的同位素的质量数与中子数的关系可用图象来表示的是A. B.C. D.【答案】C【解析】【详解】同位素的质子数相同，中子数不同，而质量数等于质子数加中子数，设质子数为M，则有：A=N+M，所以C正确．故选C.5.目前普遍认为,质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成的．u夸克带的电荷量为e,d夸克带的电荷量为e,e为元电荷,下列论断中可能正确的是（）A.质子由1个u夸克和2个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成B.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成C.质子由1个u夸克和2个d夸克组成,中子由2个u夸克和1个d夸克组成D.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由2个u夸克和1个d夸克组成【答案】B【解析】【详解】根据质子和中子所带的电荷量,经验证:质子带的电荷量为2×e+（e）=e中子带的电荷量为e+2×（e）=0．故B项正确．6.首次用实验验证“爱因斯坦质能方程”的核反应方程是，已知mLi＝7.0160u，mH＝1.0078u，mHe＝4.0026u，则该核反应方程中的k值和质量亏损分别是()A.1和4.0212u B.1和2.0056uC.2和0.0186u D.2和1.9970u【答案】C【解析】【详解】根据核反应前后质量数守恒和电荷数守恒可得：7＋1＝4k；3＋1＝2k，可得k＝2；m前＝mLi＋mH＝7.0160u＋1.0078u＝8.0238u，反应后的总质量m后＝2mHe＝2×4.0026u＝8.0052u，反应前后质量亏损为Δm＝m前－m后＝8.0238u－8.0052u＝0.0186u；A.1和4.0212u，与结论不相符，选项A错误；B.1和2.0056u，与结论不相符，选项B错误；C.2和0.0186u，与结论相符，选项C正确；D.2和1.9970u，与结论不相符，选项D错误；7.如图为卢瑟福和他的同事们做粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，关于观察到的现象，下述说法中正确的是A.相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最少B.放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少C.相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时稍少些D.放在C、D位置时屏上观察不到闪光【答案】B【解析】【详解】A．放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多，说明大多数射线基本不偏折，可知金箔原子内部很空旷，故A错误；B．放在D位置时，屏上可以观察到闪光，只不过极少，说明极少射线发生大角度的偏折，故B正确；C．放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数少很多，说明少部分射线发生偏折，可知原子内部带正电的体积小，故C错误；D．放在CD位置时，屏上仍能观察一些闪光，但次数极少，说明极少数射线较大偏折，可知原子内部带正电的体积小且质量大，故D错误。故选B。二、多选题8.关于原子结构和原子核，下列说法中正确是A.利用粒子散射实验可以估算原子核的半径B.原子核经过衰变生成新核，则新核的总质量等于原核的总质量C.原子的核式结构模型很好地解释了氢原子光谱的实验D.处于激发态的氢原子放出光子后，核外电子运动的动能将增大【答案】AD【解析】【详解】卢瑟福根据a粒子轰击金箔的实验，提出原子核式结构学说，通过实验可以估算原子核的半径，故A正确；原子核经过衰变生成新核的过程中要向外放出大量的能量，所以新核的总质量小于原核的总质量，故B错误；玻尔的原子模型与原子的核式结构模型本质上是不同的，玻尔的原子模型很好地解释了氢原子光谱的实验，故C错误；处于激发态的氢原子放出光子后，向低能级跃迁，核外电子的运动半径减小，根据可知，其动能增大，电势能减小，总能量也减小，故D正确；故选AD．9.英国物理学家卢瑟福用粒子轰击金箔，发现了粒子的散射现象图中O表示金原子核的位置，则能正确表示该实验中经过金原子核附近的粒子的运动轨迹的图是A. B.C. D.【答案】BD【解析】【详解】在粒子的散射现象中粒子所受原子核的作用力是斥力，故斥力指向轨迹的内侧，显然A中下方粒子受力指向轨迹的外侧，故A错误；在粒子的散射现象中绝大多数的粒子都照直穿过薄金箔，偏转很小，但有少数粒子发生角度很大的偏转，个别的粒子偏转角大于，极少数的粒子偏转角大于，甚至个别粒子沿原方向弹回，原因在粒子的散射现象中粒子所受原子核的作用力是斥力，故越靠近原子核的粒子受到的斥力越大，轨迹的偏转角越大，故BD正确，C错误．故选BD．10.一种元素的几种同位素，它们的（）A.中子数一定相同 B.质子数一定相同C.质量数一定相同 D.化学性质一定相同【答案】BD【解析】【详解】一种元素的几种同位素，电荷数相同，即核外电子数相等，核外电子决定化学性质，但同位素的质量数即中子数不同。故选BD。11.一个原子核在中子的轰击下发生一种可能的核反应为：，则下列叙述中正确的是A.该反应是核裂变反应B.X原子核中含有54个质子和140个中子C.该核反应是太阳中进行的主要核反应D.虽然该反应出现质量亏损，但反应前后的原子核总质量数不变【答案】AD【解析】【详解】该反应为重核的裂变，故A正确；质子数即为电荷数，根据电荷数守恒可知X的原子核中有52个质子，88个中子，故B错误；该反应为裂变反应，而太阳中进行的是聚变反应，故C错误；裂变反应中出现质量亏损，亏损的质量转化为能量，但是质量数是守恒的，故D正确．故选AD．【点睛】解题时要根据电荷数守恒、质量数守恒确定X的电荷数和质量数，从而确定中子数，该反应为重核裂变，将释放能量．12.碳原子可看作是由6个质子和6个中子组成，已知碳原子质量为，碳原子核的质量为，质子的质量为，中子质量为，氢原子的质量为，光速为则在由单个核子结合成碳原子核的过程中所释放的能量可以用下面的哪个式子来计算？A.BC.D.【答案】CD【解析】【详解】核子结合成碳原子核时的质量亏损：=，由质能方程可知，释放的核能，，故选CD．三、计算题13.发生一次衰变后变为Ni核，在该衰变过程中还发出频率为和的两个光子，试写出衰变方程式，并求出该核反应因释放光子而造成的质量亏损．【答案】；【解析】【详解】根据电荷数守恒、质量数守恒，衰变方程式为：．释放的能量，根据得质量亏损为：．【点睛】解决本题的关键知道书写衰变方程的注意事项，以及掌握爱因斯坦质能方程，并能灵活运用.14.物体运动时的能量和静止时的能量之差就是物体的动能，试利用质能方程，证明宏观低速物体的动能为可能用到的数学知识：当时，．【答案】见解析【解析】【详解】物体运动时的能量为：物体静止时的能量：根据题意可知：则：，当v很小时，即时，根据数学公式有：，因此有：有．【点睛】本题属于信息给予题，很好的考查学生利用所学知识解决问题以及知识的迁移能力．根据题意，求出物体运动时的能量，静止时的能量，结合数学知识即可证明．15.太阳现在正处于主序星演化阶段它主要是由电子和H、等原子核组成维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是：释放核能，这些核能最后转化为辐射能．已知质子质量，氦核的质量，电子质量，光速试求每发生一次上述核反应所释放的核能；用上述辐射中产生的波长为400nm某一单色光去照射逸出功为金属材料铯时，能否产生光电效应？若能，试求出产生的光电子的最大初