【红对勾 讲与练】2023版高考物理总复习 14.3原子结构和原子核课时作业

课时作业39　原子结构和原子核时间：45分钟一、选择题1．下列说法正确的是(　　)A．采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C．从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力D．原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量解析：采用物理和化学方法不能改变放射性元素的半衰期，选项A错误；由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子，选项B正确；从高空对地面进行遥感摄影利用的是红外线，选项C错误；原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量，选项D错误．答案：B2．(2014·福建卷)如图，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是(　　)A．①表示γ射线，③表示α射线B．②表示β射线，③表示α射线C．④表示α射线，⑤表示γ射线D．⑤表示β射线，⑥表示α射线解析：本题考查三种射线的电性及在电场力、洛伦兹力作用下的偏转情况，意在考查考生对三种射线的认知能力．γ射线为电磁波，在电场、磁场中均不偏转，故②和⑤表示γ射线，A、B、D项错；α射线中的α粒子为氦的原子核，带正电，在匀强电场中，沿电场方向偏转，故③表示α射线，由左手定则可知在匀强磁场中α射线向左偏，故④表示α射线，C项对．答案：C3．铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：6\n解析：本题考查核反应方程，意在考查考生对基础知识的掌握情况．核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，通过核反应前后的质量数和电荷数相等不难得出A、B、C错误；D项正确．答案：D4.如图所示，氢原子在下列各能级间跃迁：(1)从n＝2到n＝1；(2)从n＝5到n＝3；(3)从n＝4到n＝2.在跃迁过程中辐射的电磁波的波长分别用λ1、λ2、λ3表示．波长λ1、λ2、λ3大小的顺序是(　　)A．λ1<λ2<λ3B．λ1<λ3<λ2C．λ3<λ2<λ1D．λ2＝λ3<λ1解析：设从n＝2到n＝1、从n＝5到n＝3和从n＝4到n＝2在跃迁过程中辐射光子的能量分别为E1、E2、E3，则E1＝10.2eV，E2＝0.97eV，E3＝2.55eV，即E1>E3>E2，由E＝h可知λ1<λ3<λ2，B正确．答案：B5．在一个U原子核衰变为一个Pb原子核的过程中，发生β衰变的次数为(　　)A．6次B．10次C．22次D．32次解析：一个U原子核衰变为一个Pb原子核的过程中，发生α衰变的次数为(238－206)÷4＝8次，发生β衰变的次数为2×8－(92－82)＝6次，选项A正确．答案：A6.6\n红宝石激光器的工作物质红宝石含有铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中的铬离子产生激光．铬离子的能级如图所示，E1是基态，E2是亚稳态，E3是激发态，若以脉冲氙灯发出波长为λ1的绿光照射晶体，处于基态的铬离子受激发跃迁到E3，然后自发跃迁到E2，释放波长为λ2的光子，处于亚稳态E2的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光，这种激光的波长λ为(　　)A.B.C.D.解析：由＝＋，解得λ＝，选项A正确．答案：A7．[多选]下列说法正确的是(　　)A．发现中子的核反应方程是Be＋He―→C＋nB．20个U的原子核经过两个半衰期后剩下5个UC.U在中子轰击下生成Sr和Xe的过程中，原子核中的平均核子质量变小D．原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定要辐射出一定频率的光子解析：发现中子的核反应方程是Be＋He―→C＋n，A正确．原子核的半衰期是一个统计规律，只对大量的原子核才适用，所以B错误.U在中子轰击下生成Sr和Xe的过程中，原子核中的平均核子质量变小，所以该反应过程会产生质量亏损，从而放出核能，C正确．原子从一种定态跃迁到另一种定态时，可能要辐射出一定频率的光子，也可能会吸收一定频率的光子，所以D错误．答案：AC8．一个电子(质量为m，电量为－e)和一个正电子(质量为m，电量为e)，以相等的初动能Ek相向运动，并撞到了一起，发生“湮灭”，产生两个频率相同的光子，设产生光子的频率为ν；若这两个光子的能量都是hν，动量分别为p和p′，下列关系中正确的是(　　)A．hν＝mc2B．hν＝mc2，p＝p′6\nC．hν＝mc2＋Ek，p＝－p′D．hν＝(mc2＋Ek)，p＝－p′解析：由能量守恒知2mc2＋2Ek＝2hν，故hν＝mc2＋Ek，由动量守恒知0＝p＋p′，故p＝－p′，故选项C正确，选项A、B、D错误．答案：C二、五选三型选择题9．下列说法正确的是(　　)A．核电站造成的污染远小于相等发电能力的火电站B．原子反应堆主要由原子燃料、慢化剂、冷却系统和控制调节系统组成C．铀块的体积对产生链式反应无影响D．重核裂变释放出大量的能量，产生明显的质量亏损，所以核子数减少E．由于重核的核子平均质量大于中等质量核的核子平均质量，所以重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能解析：只要措施得当，核电站造成的污染很小，A正确；原子反应堆主要由原子燃料、慢化剂、冷却系统和控制调节系统组成，B正确；要引起链式反应，须使铀块体积超过临界体积，C错误；重核裂变的质量亏损远小于一个核子的质量，核子数不会减少，D错误；重核裂变为中等质量的原子核时，由于核子平均质量减小，发生质量亏损，从而释放出核能，E正确．答案：ABE10．(2014·课标全国卷Ⅰ)关于天然放射性，下列说法正确的是(　　)A．所有元素都可能发生衰变B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强E．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线解析：本题考查了衰变、半衰期、射线的特点，意在考查考生的识记能力．并不是所有的元素都可能发生衰变，原子序数越大，越易发生，选项A错误；放射性元素的半衰期与元素本身内部结构有关，与外界的温度无关，选项B正确；放射性元素无论单质还是化合物都具有放射性，选项C正确；在α、β、γ射线中，γ射线的穿透能力最强，选项D正确；一个原子核在一次衰变过程中，可以是α衰变或β衰变，同时伴随γ射线放出，选项E错误．答案：BCD11.6\nU放射性衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成Bi，而Bi可以经一次衰变变成X(X代表某种元素)，也可以经一次衰变变成Ti，X和Ti最后都变成Pb，衰变路径如图所示，则图中(　　)A．a＝82，b＝206B．a＝84，b＝206C．①是β衰变，放出电子，电子是由中子转变成质子和电子而生成的D．②是α衰变，放出的是正电子，正电子是由质子转变成中子和一个正电子而生成的E.U经过8次α衰变和6次β衰变后可生成新核Pb解析：衰变①的方程式为：Bi→X＋e，为β衰变，放出电子，选项C正确；衰变②的方程式为：Bi→Ti＋He，为α衰变，选项A、D错误，B正确；U需经过8次α衰变和6次β衰变后可生成新核Pb，选项E正确．答案：BCE12．下列关于近代物理知识的描述中，正确的是(　　)A．当用蓝色光照射某金属表面时有电子逸出，则改用紫光照射也一定会有电子逸出B．处于n＝3能级状态的大量氢原子自发跃迁时，能发出3种频率的光子C．衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的D．在N＋He→O＋X核反应中，X是质子，这个反应过程叫α衰变E．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定解析：根据光电效应规律，当用蓝色光照射某金属表面时有电子逸出，则改用紫光照射也一定会有电子逸出，选项A正确；处于n＝3能级状态的大量氢原子自发跃迁时，能发生2＋1＝3种频率的光子，选项B正确；衰变中产生的β射线实际上是原子核内的中子转化为质子和电子，电子从原子核内发射出来而形成的，选项C错误；在N＋He→O＋X核反应中，X是质子，这个反应过程叫原子核人工转变，选项D错误；比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，选项E正确．答案：ABE三、非选择题6\n13．静止的Li核俘获一个速度v1＝7.7×104m/s的中子而发生核反应，生成两个新核．已知生成物中He的速度v2＝2.0×104m/s，其方向与反应前中子速度方向相同．(1)写出上述反应方程．(2)求另一生成物的速度．解析：(1)Li＋n→He＋H(2)设中子、氦核、新核的质量分别为m1、m2、m3，它们的速度分别为v1、v2、v3，根据核反应动量守恒有：m1v1＝m2v2＋m3v3v3＝＝－1×103m/s负号说明新核运动方向与氦核相反．答案：(1)Li＋n→He＋H(2)大小是1×103m/s，方向与氦核速度方向相反14．室内装修污染四大有害气体是苯系物、甲醛、氨气和氡．氡存在于建筑水泥、矿渣砖、装饰石材及土壤中．氡看不到，嗅不到，即使在氡浓度很高的环境里，人们对它也毫无感觉．氡进入人的呼吸系统能诱发肺癌，是除吸烟外导致肺癌的第二大因素．静止的氡核Rn放出某种粒子X后变成钋核Po，粒子X的动能为Ek1，若衰变放出的能量全部变成钋核和粒子X的动能．试回答以下问题：(1)写出上述衰变的核反应方程(请用物理学上规定的符号表示粒子X)；(2)求钋核的动能Ek2.解析：(1)题述衰变的核反应方程为：Rn→Po＋He.(2)设粒子X的质量为m1、速度为v1，钋核的质量为m2、速度为v2，根据动量守恒定律有0＝m1v1－m2v2，所以钋核的动能Ek2＝＝×＝.答案：(1)Rn→Po＋He　(2)6