高三物理二轮复习课前诊断原子结构与原子核.docx

课前诊断原子结构与原子核考点一原子结构与原子光谱1.考查粒子散射实验装置及结论如图是卢瑟福粒子散射实验装置，在一个小铅盒里放有少量放射性元素钋，它发出粒子从铅盒小孔射出，形成很细一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁光点。下列说法正确是()A该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型重要依据B该实验证实了汤姆孙原子模型正确性C粒子与原子中电子碰撞会发生大角度偏转D绝大多数粒子发生大角度偏转解析：选A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，B错误；电子质量太小，对粒子影响不大，选项C错误；绝大多数粒子穿过金箔后，基本上仍沿原方向前进，D错误。2考查粒子散射实验轨迹分析(2016·北京市通州模拟)关于粒子散射实验，粒子运动轨迹如图所示，在其中一条粒子运动轨迹上标出a、b、c三点。原子核对粒子作用力在哪个点最大()Aa点Bb点Cc点 D三个点一样大解析：选B粒子与金原子核间存在静电斥力，即库仑力，根据库仑定律，该力与距离二次方成反比，故在b点位置作用力最大，B正确。3考查对玻尔氢原子模型理解(2016·北京市丰台区二模)关于玻尔建立氢原子模型，下列说法正确是()A氢原子处于基态时，电子轨道半径最大B氢原子在不同能量态之间跃迁时可以吸收任意频率光子C氢原子从基态向较高能量态跃迁时，电子动能减小D氢原子从基态向较高能量态跃迁时，系统电势能减小解析：选C氢原子处于基态时，电子轨道半径最小，故A错误；由hEmEn知氢原子在不同能量态之间跃迁时只可以吸收特定频率光子，故B错误；氢原子从基态向较高能量态跃迁，电子距离氢原子核距离增大，匀速圆周运动半径增大，线速度减小，动能减小，C正确；氢原子从基态向较高能量态跃迁时，电子距离氢原子核距离增大，电场力做负功，电势能增大，D错误。4考查氢原子能级分布图(2016·龙岩模拟)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正电子组成。反质子和质子有相同质量，带有等量异种电荷。反氢原子和氢原子有相同能级分布，氢原子能级如图所示。下列说法中正确是()A反氢原子光谱与氢原子光谱不相同B基态反氢原子电离能是13.6 eVC基态反氢原子能吸收11 eV光子发生跃迁D在反氢原子谱线中，从n2能级跃迁到基态辐射光子波长最长解析：选B反氢原子和氢原子有相同能级分布，所以反氢原子光谱与氢原子光谱相同，故A错误；处于基态氢原子电离能是13.6 eV，具有大于等于13.6 eV能量光子可以使氢原子电离，故B正确；基态反氢原子吸收11 eV光子，能量为13.6 eV11 eV2.6 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n2能级跃迁到基态辐射光子能量很大，频率很大，波长很小，故D错误。5考查玻尔氢原子模型应用许多情况下光是由原子内部电子运动产生，因此光谱研究是探索原子结构一条重要途径。利用氢气放电管可以获得氢原子光谱，根据玻尔理论可以很好地解释氢原子光谱产生机理。已知氢原子基态能量为E1，激发态能量为En，其中n2,3,4，。1885年，巴尔末对当时已知在可见光区四条谱线做了分析，发现这些谱线波长能够用一个公式表示，这个公式写作R，n3,4,5，。式中R叫做里德伯常量，这个公式称为巴尔末公式。用h表示普朗克常量，c表示真空中光速，则里德伯常量R可以表示为()A B.C D.解析：选C氢原子若从n2能级跃迁到n2能级，由玻尔理论可得：h，按照巴尔末公式，原子由n2能级跃到n2能级，放出谱线波长满足：R，以上两式相比较可得：E1hcR，故里德伯常量R可表示为R，C选项正确。考点二原子核衰变半衰期6.考查三种射线特性如图所示，一天然放射性物质发出三种射线，经过一个匀强电场和匀强磁场共存区域(方向如图所示)。调整电场强度E和磁感应强度B大小，使得在MN上只有两个点受到射线照射，则下面判断正确是()A射到b点一定是射线B射到b点一定是射线C射到b点一定是射线或射线D射到b点一定是射线解析：选C射线不带电，在电场和磁场中它都不受力作用，只能射到a点，选项D错误；调整E和B大小，既可以使带正电射线沿直线前进，也可以使带负电射线沿直线前进，沿直线前进条件是电场力与洛伦兹力平衡，即qEqBv。已知粒子速度比粒子速度小得多，当粒子沿直线前进时，速度较大粒子向右偏转；当粒子沿直线前进时，速度较小粒子也向右偏转，故选项C正确，A、B错误。7考查、衰变次数计算(2013·上海高考)在一个U原子核衰变为一个Pb原子核过程中，发生衰变次数为()A6次B10次C22次 D32次解析：选A一个U原子核衰变为一个Pb原子核过程中，发生衰变次数为(238206)÷48次，发生衰变次数为2×8(9282)6次，选项A正确。8考查对半衰期概念理解将半衰期为5天、质量为64 g铋分成四份分别投入：(1)开口容器中；(2)100 atm密封容器中；(3)100 沸水中；(4)与别元素形成化合物。经10天后，四种情况下剩下铋质量分别为m1、m2、m3、m4，则()Am1m2m3m44 gBm1m2m34 g，m4<4 gCm1>m2>m3>m4，m14 gDm14 g，其余无法知道解析：选A放射性元素半衰期是一定，与放射性元素所处物理环境和化学环境无关，故四种情况下铋剩余质量相等，剩余铋质量为m余16×g4 g，所以A正确。9考查半衰期公式应用14C是碳一种半衰期为5 730年放射性同位素，2010年2月科学家发现了曹操墓，若考古工作者探测到其棺木中14C含量约为原来，则该古木死亡时间距今大约为()A22 900年 B11 400年C5 700年 D1 900年解析：选D假设古木死亡时14C质量为m0，现在质量为m，从古木死亡到现在所含14C经过了n个半衰期，由题意可知：()n，所以n，即古木死亡时间距今约为5 730×年1 910年，D正确。考点三核反应方程与核能计算10.考查核反应分类对下列各原子核变化方程，表述正确是()A.HHHen是核聚变反应B.HHHen是衰变C.SeKr2e是核裂变反应D.UnXeSr2n是衰变解析：选AHHHen，属于核聚变反应，A正确，B错误；SeKr2e是衰变，C错误；UnXeSr2n是核裂变反应，D错误。11考查核反应方程遵守规律及核能理解(多选)(2015·广东高考)科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚核反应获得能量，核反应方程分别为：XYHeH4.9 MeV和HHHeX17.6 MeV，下列表述正确有()AX是中子BY质子数是3，中子数是6C两个核反应都没有质量亏损D氘和氚核反应是核聚变反应解析：选AD核反应方程遵守电荷数守恒和质量数守恒，则由HHHeX17.6 MeV知X为n，由XYHeH4.9 MeV知Y为Li，其中Y质子数是3，中子数也是3，选项A正确，选项B错误；两个核反应都释放出核能，故都有质量亏损，选项C错误；XYHeH4.9 MeV是原子核人工转变，HHHen17.6 MeV为轻核聚变，选项D正确。12考查核反应方程书写和质能方程应用(2016·黄冈高三期末)某些建筑材料可产生放射性气体氡，氡可以发生或衰变，如果人长期生活在氡浓度过高环境中，那么，氡经过人呼吸道沉积在肺部，并放出大量射线，从而危害人体健康。原来静止氡核发生一次衰变生成新核钋(Po)，并放出一个能量为E00.09 MeV光子。已知放出粒子动能为E5.55 MeV；忽略放出光子动量，但考虑其能量；1 u931.5 MeV/c2。(1)写出衰变核反应方程；(2)衰变过程中总质量亏损为多少？(保留三位有效数字)解析：(1)衰变方程为：86Rn84PoHe；(2)忽略放出光子动量，根据动量守恒定律，0ppPo即新核钋(Po)动量与粒子动量大小相等，又Ek，可求出新核钋(Po)动能为EPoE，由题意，质量亏损对应能量以光子能量和新核、粒子动能形式出现，衰变时释放出总能量为EEEPoE0mc2故衰变过程中总质量亏损是m0.006 16 u。答案：(1)86Rn84PoHe(2)0.006 16 u13考查核能计算设氢弹内装是氘和氚，试求在氢弹中当合成1 kg氦时所释放出能量。(氘核H质量为2.013 6 u，氚核H质量为3.016 6 u，氦核He质量为4.002 6 u，中子质量为1.008 7 u)。解析：氢弹内装氘和氚在高温下聚变生成氦，核聚变方程为HHHen。当一个氘核H与一个氚核H发生反应时放出能量为Emc2(2.013 63.016 64.002 61.008 7)×931.5 MeV17.6 MeV。1 kg氦(He)中所含原子核数目为NnNA×6.02×1023个1.5×1026个。这样合成1 kg He时所放出总能量为：ENE1.5×1026×17.6 MeV2.64×1027MeV。答案：2.64×1027 MeV