2019届高考物理一轮复习第十一章近代物理初步课时作业35原子结构与原子核.doc

1、【 精品教育资源文库 】 课时作业（三十五）原子结构与原子核 基础小题练 1 (2018 四川五校高三上学期联考 )下列叙述中符合史实的是 ( ) A玻尔理论很好地解释了氢原子的光谱 B汤姆孙发现了电子，提出了原子具有核式结构 C卢瑟福根据 粒子散射实验的现象，提出了原子的能级假设 D贝可勒尔发现了天然放射现象，并提出了原子的核式结构模型 【解析】 玻尔理论很好地解释了氢原子的光谱，选项 A 正确；汤姆孙发现了电子，提出了原子具有 “ 西瓜模型 ” 结构，选项 B 错误；卢瑟福根据 粒子散射实验的现象，提出了原子核式结构模型，选项 C 错误 ；贝可勒尔发现了天然放射现象，卢瑟福提出了原子的核

2、式结构模型，选项 D 错误 【答案】 A 2 (2018 长郡中学高三实验班选拨考试 )根据所给图片结合课本相关知识，下列说法正确的是 ( ) A图甲是电子束穿过铝箔后的衍射图样，证明电子具有粒子性 B图乙是利用不同气体制成的五颜六色的霓虹灯，原因是各种气体原子的能级不同，跃迁时发射光子的能量不同，光子的频率不同 C图丙是工业上使用的用射线检测金属板厚度的装置，在 、 、 三种射线中，最有可能使用的射线是 射线 D图丁是原子核的比结合能与质量数 A 的关系图象，由图可知中等大小的核的比结合能最大，即 (核反应中 )平均每个核子的质量亏损最小 【解析】 题图甲是电子束穿过铝箔后的衍射图样，证明电

3、子具有波动性，选项 A 错误；题图乙是利用不同气体制成的五颜六色的霓虹灯，原因是各种气体原子的能级不同，跃迁时发射光子的能量不同，光子的频率不同，选项 B 正确；题图丙是工业上使用的用射线检测金属板厚度的装置，在 、 、 三种射线中，由于 射线穿透能力最强，最有可能使用的【 精品教育资源文库 】 射线是 射线，选项 C 错误；题图丁是原子核的比结合能与质量数 A 的关系图象，可知中等大小的核的比结合能最大，即 在核子结合成原子核时平均每个核子释放的能量最大，平均每个核子的质量亏损最大，选项 D 错误 【答案】 B 3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

4、 32 天后，该药物中碘 131 的含量大约还有 ( ) A.m4 B m8 C.m16 D m32 【解析】 由半衰期公式 m m(12)tT可知， m m(12)328 116m，故选项 C 正确 【答案】 C 4下列核反应方程中，属于 衰变的是 ( ) A.14 7N 42He 17 8O 11H B 238 92U 234 90Th 42He C.21H 31H 42He 10n D 234 90Th 234 91Pa 0 1e 【解析】 衰变是重核自发的发出 粒子的天然放射现象，其中 粒子是 42He，所以 B 正确； A 为人工转变， C 为轻核的聚变， D 是 衰变，故 A、 C

5、、 D 皆错误 【答案】 B 5质子、中子和氘核的质量分别为 m1、 m2和 m3.当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是 (c 表示真空中的光速 )( ) A (m1 m2 m3)c B (m1 m2 m3)c C (m1 m2 m3)c2 D (m1 m2 m3)c2 【解析】 由质能方程 E mc2，其中 m m1 m2 m3可得 E (m1 m2 m3)c2，选项 C 正确 【答案】 C 6. 子 (电荷量为 e)与氢原子核 (质子 )构成的原子称为 氢原子，它在原子核物理理的研究中有重要作用如图所示为 氢原子的能级示意图假定光子能量为 E 的一束光照射容器中大量处于 n 2

6、能级的 氢原子， 氢原子吸收光子后，发出频率为 1、 2、 3、 4、 5和 6的光，且频率依次增大，则 E 等于 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A h( 3 1) B h( 5 6) C h 3 D h 4 【解析】 氢原子吸收能量后从 n 2 能级跃迁到较高能级，然后向较低能级跃迁，发出 C2n n n2 6 种不同光子，解得 n 4，即 氢原子吸收能量后先从 n 2 能级跃迁到 n 4 能级，然后从 n 4 能级向低能级跃迁辐射光子的频率按从小到大的顺序排列为43 、 32 、 42 、 21 、 31 、 41 ，所以能量 E 与 h 3相等， C 正确 【答案】 C 创新导向练

7、 7科学探究 利用光谱分析反氢原子的组成 1995 年科学家 “ 制成 ” 了反氢原子，它是由一个反质子和一个围绕它运动的正电子组成；反质子和质子有相同的质量，带有等量异种电荷；反氢原子和氢原子有相同的能级分布，氢原子能级如图所示下列说法中正确的是 ( ) A反氢原子光谱与氢原子光谱不相同 B基态反氢原子的电离能是 13.6 eV C基态反氢原子能吸收 11 eV 的光子发生跃迁 D在反氢原子谱线中，从 n 2 能级跃迁到基态辐射光子的波长最长 【解析】 反氢原子和氢原子有相同的能级分布，所以反氢原子光谱与氢原子光谱相同，故 A 错误；处于基态的反氢原子的电离 能是 13.6 eV，具有大于等

8、于 13.6 eV 能量的光子可以使反氢原子电离，故 B 正确；基态的反氢原子吸收 11 eV 光子，能量为 13.6 eV 11 eV 2.6 eV，不能发生跃迁，所以该光子不能被吸收，故 C 错误；在反氢原子谱线中，从 n 2 能级跃迁到基态辐射光子能量较大，频率较大，波长较小，故 D 错误 【答案】 B 8科学探索 卢瑟福对 粒子散射现象的研究 如图是卢瑟福的 粒子散射实验装置，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的 粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在 荧光屏上产生闪烁的光点下列说法正确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A该实验是卢瑟福建立原子

9、核式结构模型的重要依据 B该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性 C 粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转 D绝大多数的 粒子发生大角度偏转 【解析】 卢瑟福根据 粒子散射实验，提出了原子核式结构模型，选项 A 正确；卢瑟福提出了原子核式结构模型的假设，从而否定了汤姆孙原子模型的正确性，选项 B 错误；电子质量太小，对 粒子的影响不大，选项 C 错误；绝大多数 粒子穿过金箔后，几乎仍沿原方向前进，选项 D 错误 【答案】 A 9动量守恒 定律与核反应方程的完美结合 在匀强电场中有一个原来速度几乎为零的放射性碳 14 原子核，某时刻它发生衰变放射出一个粒子，其所放射的粒子与反冲核的初速度方向均与电

10、场方向垂直，且经过相等的时间后形成的轨迹如图所示 (a、 b 均表示长度 )那么碳 14 的衰变方程可能是 ( ) A.14 6C 42He 10 4Be B 14 6C 0 1e 14 5B C.14 6C 0 1e 14 7N D 14 6C 21H 12 5B 【解析】 设放射粒子反冲核的电荷数与质量数分别为 q1、 m1； q2， m2. 则由动量守恒有： m1v1 m2v2 对放射粒子有： 2a 12 q1Em1 t2 a v12 t 对反冲核有： 4b 12 q2Em2 t2 b v22 t 【 精品教育资源文库 】 由 解得 q1q2 12，对照选项的四个核反应方程可知，只有

11、A 对 【答案】 A 10动量守恒定律在衰变中的应用 如图甲所示，国际原子能机构 2007 年 2 月 15 日公布了核辐射警示新标志，新标志为黑框红底三角，内有一个辐射波标记：一个骷髅头标记和一个逃跑的人形核辐射会向外释放3 种射线： 射线带正电， 射线带负电， 射线不带电现有甲、乙两个原子核，原来都静止在同一匀强磁场中，其中一个核放出 一个 粒子，另一个核放出一个 粒子，得出图乙所示的 4 条径迹，则 ( ) A磁场的方向一定垂直于纸面向里 B甲核放出的是 粒子，乙核放出的是 粒子 C a 为 粒子的径迹， d 为 粒子的径迹 D b 为 粒子的径迹， c 为 粒子的径迹 【解析】 衰变过

12、程中满足动量守恒，粒子与新核的动量大小相等，方向相反据带电粒子在磁场中的运动不难分析：若轨迹为外切圆，则为 衰变；若轨迹为内切圆，则为 衰变又由 R mvqB知半径与电量成反比， B、 D 正确 【答案】 BD 综合提升练 11在一次研究 原核内部结构的实验中，让一个速度为 v0 7.710 4 m/s 的中子沿着与磁场垂直的方向射入匀强磁场，击中一个原来静止的锂核 (63Li)后产生 1 个氦核和另一个新核测得氦核的速度是 v1 2.010 4 m/s，方向与反应前中子的运动方向相同，设中子质量与质子质量相等 (1)写出核反应方程； (2)求出氦核和新核的轨道半径的比值； (3)当氦核转 6

13、 圈时，新核转了几圈？ 【解析】 (1)核反应方程： 10n 63Li 42He 31H. (2)设中子质量为 m，则氦核质量为 4m，产生的新核质量为 3m 设新核速度为 v2，由动量守恒定律得 mv0 4mv1 3mv2 解得 v2 110 3 m/s，负号表示新核的速度方向与反应前中子的速度方向相反 【 精品教育资源文库 】 由于氦核和新核在磁场中受到洛伦兹力作用做匀速圆周运动， qvB mv2r 解得 r mvqB 氦核电荷量 q 2e，则氦核运动的轨道半径 r1 4mv12eB 新核电荷量 q e，则新核运动的轨道半径 r2 3m|v2|eB 氦核和新核的轨道半径的比值为 r1r2

14、 |2v13v2| 403 . (3)带电粒子在磁场中运动的周期 T 2 rv 2 mqB 氦核运动的周期 T1 4 meB ，新核运动的周期 T2 6 meB ，二者周期的比值为 T1T2 23 设氦核转 6 圈时，新核转了 n 圈，则有 6T1 nT2，解得： n 4. 【 答案】 (1)见解析 (2)403 (3)4 12氢原子基态能量 E1 13.6 eV，电子绕核做圆周运动的半径 r1 0.5310 10m.求氢原子处于 n 4 激发态时： (1)原子系统具有的能量； (2)电子在 n 4 轨道上运动的动能； (已知能量关系 Ee 1n2E1，半径关系 rn n2r1， k9.010 9 Nm 2/C2， e 1.610 19C) (3)若要使处于 n 2 的氢原子电离，至少要用频率多大的电磁波照射氢原子？ (普朗克常量 h 6.6310 34J&