2019屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十一章 近代物理初步 課時作業(yè)35 原子結(jié)構(gòu)與原子核.doc

課時作業(yè)（三十五）原子結(jié)構(gòu)與原子核基礎(chǔ)小題練1(2018四川五校高三上學(xué)期聯(lián)考)下列敘述中符合史實的是()A玻爾理論很好地解釋了氫原子的光譜B湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，提出了原子具有核式結(jié)構(gòu)C盧瑟福根據(jù)粒子散射實驗的現(xiàn)象，提出了原子的能級假設(shè)D貝可勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，并提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型【解析】玻爾理論很好地解釋了氫原子的光譜，選項A正確；湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，提出了原子具有“西瓜模型”結(jié)構(gòu)，選項B錯誤；盧瑟福根據(jù)粒子散射實驗的現(xiàn)象，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，選項C錯誤；貝可勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，選項D錯誤【答案】A2(2018長郡中學(xué)高三實驗班選撥考試)根據(jù)所給圖片結(jié)合課本相關(guān)知識，下列說法正確的是()A圖甲是電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣，證明電子具有粒子性B圖乙是利用不同氣體制成的五顏六色的霓虹燈，原因是各種氣體原子的能級不同，躍遷時發(fā)射光子的能量不同，光子的頻率不同C圖丙是工業(yè)上使用的用射線檢測金屬板厚度的裝置，在、三種射線中，最有可能使用的射線是射線D圖丁是原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)A的關(guān)系圖象，由圖可知中等大小的核的比結(jié)合能最大，即(核反應(yīng)中)平均每個核子的質(zhì)量虧損最小【解析】題圖甲是電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣，證明電子具有波動性，選項A錯誤；題圖乙是利用不同氣體制成的五顏六色的霓虹燈，原因是各種氣體原子的能級不同，躍遷時發(fā)射光子的能量不同，光子的頻率不同，選項B正確；題圖丙是工業(yè)上使用的用射線檢測金屬板厚度的裝置，在、三種射線中，由于射線穿透能力最強，最有可能使用的射線是射線，選項C錯誤；題圖丁是原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)A的關(guān)系圖象，可知中等大小的核的比結(jié)合能最大，即在核子結(jié)合成原子核時平均每個核子釋放的能量最大，平均每個核子的質(zhì)量虧損最大，選項D錯誤【答案】B3碘131的半衰期約為8天，若某藥物含有質(zhì)量為m的碘131，經(jīng)過32天后，該藥物中碘131的含量大約還有()A. B C. D【解析】由半衰期公式mm()可知，mm()m，故選項C正確【答案】C4下列核反應(yīng)方程中，屬于衰變的是()A.NHeOH BUThHeC.HHHen DThPae【解析】衰變是重核自發(fā)的發(fā)出粒子的天然放射現(xiàn)象，其中粒子是He，所以B正確；A為人工轉(zhuǎn)變，C為輕核的聚變，D是衰變，故A、C、D皆錯誤【答案】B5質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3.當(dāng)一個質(zhì)子和一個中子結(jié)合成氘核時，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】由質(zhì)能方程Emc2，其中mm1m2m3可得E(m1m2m3)c2，選項C正確【答案】C6.子(電荷量為e)與氫原子核(質(zhì)子)構(gòu)成的原子稱為氫原子，它在原子核物理理的研究中有重要作用如圖所示為氫原子的能級示意圖假定光子能量為E的一束光照射容器中大量處于n2能級的氫原子，氫原子吸收光子后，發(fā)出頻率為1、2、3、4、5和6的光，且頻率依次增大，則E等于() Ah(31) Bh(56)Ch3 Dh4【解析】氫原子吸收能量后從n2能級躍遷到較高能級，然后向較低能級躍遷，發(fā)出C6種不同光子，解得n4，即氫原子吸收能量后先從n2能級躍遷到n4能級，然后從n4能級向低能級躍遷輻射光子的頻率按從小到大的順序排列為43、32、42、21、31、41，所以能量E與h3相等，C正確【答案】C創(chuàng)新導(dǎo)向練7科學(xué)探究利用光譜分析反氫原子的組成1995年科學(xué)家“制成”了反氫原子，它是由一個反質(zhì)子和一個圍繞它運動的正電子組成；反質(zhì)子和質(zhì)子有相同的質(zhì)量，帶有等量異種電荷；反氫原子和氫原子有相同的能級分布，氫原子能級如圖所示下列說法中正確的是() A反氫原子光譜與氫原子光譜不相同B基態(tài)反氫原子的電離能是13.6 eVC基態(tài)反氫原子能吸收11 eV的光子發(fā)生躍遷D在反氫原子譜線中，從n2能級躍遷到基態(tài)輻射光子的波長最長【解析】反氫原子和氫原子有相同的能級分布，所以反氫原子光譜與氫原子光譜相同，故A錯誤；處于基態(tài)的反氫原子的電離能是13.6 eV，具有大于等于13.6 eV能量的光子可以使反氫原子電離，故B正確；基態(tài)的反氫原子吸收11 eV光子，能量為13.6 eV11 eV2.6 eV，不能發(fā)生躍遷，所以該光子不能被吸收，故C錯誤；在反氫原子譜線中，從n2能級躍遷到基態(tài)輻射光子能量較大，頻率較大，波長較小，故D錯誤【答案】B8科學(xué)探索盧瑟福對粒子散射現(xiàn)象的研究如圖是盧瑟福的粒子散射實驗裝置，在一個小鉛盒里放有少量的放射性元素釙，它發(fā)出的粒子從鉛盒的小孔射出，形成很細(xì)的一束射線，射到金箔上，最后打在熒光屏上產(chǎn)生閃爍的光點下列說法正確的是()A該實驗是盧瑟福建立原子核式結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù)B該實驗證實了湯姆孫原子模型的正確性C粒子與原子中的電子碰撞會發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)D絕大多數(shù)的粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)【解析】盧瑟福根據(jù)粒子散射實驗，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，選項A正確；盧瑟福提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型的假設(shè)，從而否定了湯姆孫原子模型的正確性，選項B錯誤；電子質(zhì)量太小，對粒子的影響不大，選項C錯誤；絕大多數(shù)粒子穿過金箔后，幾乎仍沿原方向前進，選項D錯誤【答案】A9動量守恒定律與核反應(yīng)方程的完美結(jié)合在勻強電場中有一個原來速度幾乎為零的放射性碳14原子核，某時刻它發(fā)生衰變放射出一個粒子，其所放射的粒子與反沖核的初速度方向均與電場方向垂直，且經(jīng)過相等的時間后形成的軌跡如圖所示(a、b均表示長度)那么碳14的衰變方程可能是() A.CHeBe BCeBC.CeN DCHB【解析】設(shè)放射粒子反沖核的電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)分別為q1、m1；q2，m2.則由動量守恒有：m1v1m2v2對放射粒子有：2at2at對反沖核有：4bt2bt由解得，對照選項的四個核反應(yīng)方程可知，只有A對【答案】A10動量守恒定律在衰變中的應(yīng)用如圖甲所示，國際原子能機構(gòu)2007年2月15日公布了核輻射警示新標(biāo)志，新標(biāo)志為黑框紅底三角，內(nèi)有一個輻射波標(biāo)記：一個骷髏頭標(biāo)記和一個逃跑的人形核輻射會向外釋放3種射線：射線帶正電，射線帶負(fù)電，射線不帶電現(xiàn)有甲、乙兩個原子核，原來都靜止在同一勻強磁場中，其中一個核放出一個粒子，另一個核放出一個粒子，得出圖乙所示的4條徑跡，則()A磁場的方向一定垂直于紙面向里B甲核放出的是粒子，乙核放出的是粒子Ca為粒子的徑跡，d為粒子的徑跡Db為粒子的徑跡，c為粒子的徑跡【解析】衰變過程中滿足動量守恒，粒子與新核的動量大小相等，方向相反據(jù)帶電粒子在磁場中的運動不難分析：若軌跡為外切圓，則為衰變；若軌跡為內(nèi)切圓，則為衰變又由R知半徑與電量成反比，B、D正確【答案】BD綜合提升練11在一次研究原核內(nèi)部結(jié)構(gòu)的實驗中，讓一個速度為v07.7104 m/s的中子沿著與磁場垂直的方向射入勻強磁場，擊中一個原來靜止的鋰核(Li)后產(chǎn)生1個氦核和另一個新核測得氦核的速度是v12.0104 m/s，方向與反應(yīng)前中子的運動方向相同，設(shè)中子質(zhì)量與質(zhì)子質(zhì)量相等(1)寫出核反應(yīng)方程；(2)求出氦核和新核的軌道半徑的比值；(3)當(dāng)氦核轉(zhuǎn)6圈時，新核轉(zhuǎn)了幾圈？【解析】(1)核反應(yīng)方程：nLiHeH.(2)設(shè)中子質(zhì)量為m，則氦核質(zhì)量為4m，產(chǎn)生的新核質(zhì)量為3m設(shè)新核速度為v2，由動量守恒定律得mv04mv13mv2解得v21103 m/s，負(fù)號表示新核的速度方向與反應(yīng)前中子的速度方向相反由于氦核和新核在磁場中受到洛倫茲力作用做勻速圓周運動，qvBm解得r氦核電荷量q2e，則氦核運動的軌道半徑r1新核電荷量qe，則新核運動的軌道半徑r2氦核和新核的軌道半徑的比值為|.(3)帶電粒子在磁場中運動的周期T氦核運動的周期T1，新核運動的周期T2，二者周期的比值為設(shè)氦核轉(zhuǎn)6圈時，新核轉(zhuǎn)了n圈，則有6T1nT2，解得：n4.【答案】(1)見解析(2)(3)412氫原子基態(tài)能量E113.6 eV，電子繞核做圓周運動的半徑r10.531010m.求氫原子處于n4激發(fā)態(tài)時：(1)原子系統(tǒng)具有的能量；(2)電子在n4軌道上運動的動能；(已知能量關(guān)系EeE1，半徑關(guān)系rnn2r1，k9.0109 Nm2/C2，e1.61019C)(3)若要使處于n2的氫原子電離，至少要用頻率多大的電磁波照射氫原子？(普朗克常量h6.631034Js)【解析】(1)由EnE1，得E40.85 eV.(2)因為rnn2r1，所以r442r1由圓周運動的知識得km所以Ek4mv20.85 eV.(3)要使處于n2的氫原子電離，照射光的光子能量應(yīng)能使電子從第2能級躍遷到無限遠(yuǎn)處，最小頻率的電磁波的光子能量為h0得8.211014 Hz.【答案】(1)0.85 eV(2)0.85 eV(3)8.211014 Hz