第十二章 第1讲 原子结构与原子核.docx

活页装订方便使用课时作业-巩固提升A组基础题组一、单项选择题.在核反应方程W He + ? O + X中，X表示的是（）A.质子B.中子C .电子D . a粒子解析：设X为？X,根据核反应的质量数守恒得4+14=17+4,则4=1;电荷 数守恒2 + 7 = 8+Z,则Z=l,即X为；H,即为质子，故选项A正确，B、C、 D错误。答案：A.英国物理学家卢瑟福在1890年发现，放射性物质放出的射线不是单一的，而 是可以分出带正电荷的a射线和带负电荷的B射线，后来又分出Y射线。对于这三 种射线，下列说法正确的是（）A . 0射线来源于核外电子B . y射线的电离能力最强C . a射线的穿透能力最强D . Y射线是波长很短、能量很高的电磁波解析：。射线来源于原子核内部的反应，是中子转化为质子和电子时产生的，故 A错误；Y射线是波长很短、能量很高的电磁波，电离能力最弱，穿透能力最强， 故B错误，D正确；Q射线的电离能力最强，穿透能力最弱，故C错误。答案：D.已知钳Th的半衰期为24天。4 g需Th经过72天还剩下（）A . 0B . 0.5 gC. lgD . 1.5 g解析：4 g需Th经过72天即3个半衰期，还剩下原来的上，即（）.5g,选项B 正确。答案：B4 . （2020高考山东卷）笳核：H发生0衰变成为氨核:He。假设含炭材料中；H发A.氢原子能辐射4种不同频率的光子B.氢原子辐射的光子都能使鸨发生光电效应C.氢原子辐射一个光子后，氢原子的核外电子的速率增大D.铝能吸收两个从二4向二2能级跃迁的光子而发生光电效应解析：大量的氢原子处于=4的激发态，当向低能级跃迂时，能辐射的光子的 种类为=6,故A错误；一群处于=4能级的复原子向低能级跃迁时，能辐 射6种不同频率的光子，对应的能量为£=&-Ei = 12.75 eV, 及=&一及 =2.55 eV, E3 = £4-E3=0.66 eV, £4 = £3-£| = 12.09 eV, E5 = £一及= 1.89 eV, E6=F2-Ei = 10.2 eV,其中有3种大于4.54 eV,则有3种不同频率 的光能使金属鸨发生光电效应，故B错误；氢原子辐射一个光子后，能量减小，22则凯道半径减小，根据冷 =wA 可知，氢原子的核外电子的速率增大，故c 正确；氢原子从=4能级跃迁到=2能级辐射出的光子的能量为2.55 eV,而 金属鸨的逸出功为4.54 eV,所以当此光照射鸨时，不能发生光电效应现象，故 D错误。答案：C14 . (1)1934年，约里奥居里夫妇用c(粒子轰击铝核盆A1,产生了第一个人工放 射性核素X ： Q +芸A1T n + X。X的原子序数和质量数分别为 oA.15 和 28B. 15 和 30C . 16 和 30D . 17 和 31现有四个核反应：A . f H + ； HT He + i nB 段 U + 6 n->X +黑 Kr + 3o nC . if Na->?2 Mg+.? eD . 1 He + I Be->12 6C + o n是发现中子的核反应方程，是研究原子弹的基本核反应方 程，是研究氢弹的基本核反应方程；第8页，共10页B中X的质量数为 中子数为 o解析：(1)根据核反应遵循的质量数守恒和电荷数守恒可知，X的电荷数为2+13 = 15,质量数为4+27 1=30,根据原子核的电荷数等于原子序数，可知X的 原子序数为15,质量数为3(),选项B正确。(2)D为查德威克发现中子的核反应方程；B是研究原子弹的基本核反应方程； A是研究氢弹的基本核反应方程。X 的质量数为(235+1)(89+3)=144,X的质子数为92-36=56.X的中子数为144-56=88。答案：(1)B (2)D B A 144 8815 .某些建筑材料可产生放射性气体氢，氢可以发生Q或0衰变，如果人长 期生活在氨浓度过高的环境中，那么，氨经过人的呼吸道沉积在肺部，并放出大 量的射线，从而危害人体健康。原来静止的氨核-添Rn)发生一次a衰变生成新核 针(P。)，并放出一个能量为氏= 0.09 MeV的光子。已知放出的c(粒子动能为瓦 = 5.55 MeV ；忽略放出光子的动量，但考虑其能量；1 u = 931.5 MeV/。(保留 三位有效数字)写出衰变的核反应方程。(2)衰变过程中总的质量亏损为多少？解析：(1)衰变方程为溢Rn-2，A Po+f He+Yo(2)忽略放出光子的动量，根据动量守恒定律，0=a+pP。，即新核针(Po)的动量与a粒子的动量大小相等，"24又质=上，解得新核针(Po)的动能为Epo= Eq, /2ZIO由题意，质量亏损对应的能量以光子的能量和新核、a粒子动能形式出现，衰变时释放出的总能量为AE=Ea+Epo+Eo= me2故衰变过程中总的质量亏损是0.006 16uo答案：嗫 Rn-*2，A P0 + 2 He + y (2)0.006 16 u第9页，共10页第10页，共10页衰变产生的电子可以全部定向移动，在3.2X10，s时间内形成的平均电流为 5.0X10-8 a。已知电子电荷量为1.6X10-19 c在这段时间内发生0衰变的旅 核；H的个数为（）A . 5.0xl014B .1.0xl（）i6C . 2.0x1 （）16D .10x1（）18人a neIt 5.0x 10-8x3.2x 104解析：根据/=1=,可得产生的电子数为n= =二一19=I.OX 1016个 因在B衰变中，一个氤核产生一个电子，可知氤核的个数为1.0X 1016 个，故选Bo答案：B5 . （2021.宁夏银川高三质量检测）国产科幻大片流浪地球讲述了太阳即将在 未来出现“核燃烧”现象，从而导致人类无法生存，决定移民到半人马座比邻星 的故事。据科学家论证，太阳向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应， 当太阳内部达到一定温度时，会发生“核燃烧”，其中“核燃烧”的核反应方程 为之He + X->I Be + y,方程中X表示某种粒子，；Be是不稳定的粒子，其半衰 期为则下列说法正确的是（）A . X粒子是£ HeB .若使：Be的温度降低，其半衰期会减小C .经过27；一定质量的：Be占开始时的上D . “核燃烧”的核反应是裂变反应解析：根据质量数和电荷数守恒可知，X粒子的质量数为4,电荷数为2,为：He , 选项A正确；温度不能改变放射性元素的半袤期，选项B错误；经过2T, 一定 质量的：Be占开始时的1,选项C错误；“核燃烧”的核反应是轻核聚变反应， 选项D错误。答案：A二、多项选择题6 .下列说法正确的是（）第2页，共10页A.原子的核式结构模型是汤姆孙最早提出的B .一个氢原子从量子数 =3的激发态跃迁到基态时最多可辐射2种不同频率 的光子C.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能因为这束光的强度太小D考古专家发现某一骸骨中CI4的含量为活着的生物体中CI4的"，已知CI4的 半衰期为5 730年，则确定该生物死亡时距今约11 460年解析：原子的核式结构模型是卢瑟福提出的，故选项A错误；一个氢原子从量 子数=3的激发态跃迁到基态时最多可辐射2种不同频率的光子，先从3到2, 再从2到1,故选项B正确；一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因 为这束光的频率太小，与光的强度无关，故选项C错误；根据半衰期与放射性 元素的质量之间的关系：=当= 时，知 =2,即该生物死亡时间距今为两个半衰期，为5 730x2=11 460年，故选项D正确。答案：BD.如图是氢原子的能级示意图。当氢原子从 =4的能级跃迁到 =3的能级时， 辐射出光子从 =3的能级跃迁至= 2的能级时，辐射出光子九以下判断 正确的是（）nE/eV 04 -0.853 -1.512 -3.401 -13.60A .在真空中光子a的波长大于光子b的波长B.光子人可使氢原子从基态跃迁到激发态C .光子。可能使处于二4能级的氢原子电离D .大量处于几=3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射3种不同谱线解析：氢原子从=4的能级跃迂到 =3的能级的能级差小于从 =3的能级跃 迁到=2的能级时的能级差，根据E一日=6知，光子a的能量小于光子的第3页，共10页能量，所以。光的频率小于匕光的频率，光子。的波长大于光子人的波长，故A第3页，共10页正确；光子人的能量小于基态与任一激发态的能级差，所以不能被基态的原子吸 收，故B错误：根据E一后=/”可求光子。的能量小于=4能级的电离能， 所以不能使处于=4能级的氢原子电离，故C错误；大量处于 =3能级的氢 原子向低能级跃迁时最多辐射3种不同谱线，故D正确。答案：AD. （2021宁夏银川九中等三校联考）“超导托卡马克”（EAST）是我国自行研制的 可控热核反应实验装置。设该实验反应前定核6 H）的质量为加，危核（；H）的质 量为加2,反应后氨核G He）的质量为23,中子6 n）的质量为24,真空中光速为 Co下列说法中正确的是（）A .这种装置中发生的核反应方程是；H4-I H->1 He + i nB .由核反应过程质量守恒可知m + mi = "23 + nuC .核反应放出的能量等于（八+72-加3-团4）/D.这种装置与我国大亚湾核电站所使用核装置的核反应原理不相同解析：可控热核反应装置中发生的核反应方程是；H+； H,He+i n, A正确； 核反应过程中质量数守恒，但质量不守恒，核反应过程中存在质量亏损，B错误； 核反应过程中的质量亏损 "7 = "71 + m2 "23 "74,释放的核能 E= + "22 加3 ?4）匹C正确；这种装置的核反应是核聚变，我国大亚湾核电站所使用核 装置的核反应是核裂变，它们的核反应原理不同，D正确。答案：ACDB组能力题组8 .本题中用大写字母代表原子核，E经a衰变成为F,再经B衰变成为G,再经a 衰变成为H。P经B衰变成为Q,再经0衰变成为R,再经c（衰变成为So上述系 列衰变可记为下面两式：EFG5U HPQR2U S已知P和F是同位素，贝IJ（）A .Q和G是同位素，R和H是同位素第4页，共10页B . R和G是同位素，S和H是同位素C.R和E是同位素，S和F是同位素口.、和£是同位素，R和F是同位素解析：a衰变使电荷数少2,新原子在元素周期表中位置前移2位；B衰变使电 荷数多1,新原子在元素周期表中位置后移1位。由P2-QR S 可得，P是S的同位素，又P是F的同位素，即P、F、S为同位素；E经a衰变 成为F, R经a衰变成为S,又因为F、S是同位素，所以E、R是同位素；F经 。衰变成为G, P经B衰变成为Q,又因为F、P是同位素，所以G、Q也是同 位素，故A、B、D错误，C正确。答案：C.（多选）一个钺原子核G Be）俘获一个核外电子（通常是最靠近原子核的K层的 电子）后发生衰变，生成一个锂核C Li）,并放出一个不带电的质量接近零的中微 子人们把这种衰变称为“K俘获”。静止的钺核发生零“K俘获”，其核 反应方程为】Be+_? e-Z Li+入。已知被原子的质量为MBe = 7.016 929 u,锂原 子的质量为= 7.016 004 u, 1 u相当于9.31X102 MeV/已 下列说法正确的是 （）A.中微子的质量数和电荷数均为零B .锂核（4 Li）获得的动能约为0.86 MeVC .中微子与锂核G Li）的动量之和等于反应前电子的动量D .中微子与锂核G Li）的能量之和等于反应前电子的能量解析：反应方程为Z Be+.? e； Li + vc,根据质量数和电荷数守恒可知，中微 子的质量数和电荷数均为零，A正确；由于核衰变时的质量亏损放出的能量E= /«（? = （7.016 929 u+wc-7.016 004）X9.31 X 102 MeV>0.86 MeV,释放的核能 不是锂核获得的动能，锂核获得的动能近似等于反应前电子的动能和释放的能量 之和，会大于（）.86 MeV, B错误；衰变过程中内力远大于外力，故反应前后动 量守恒，第5页，共10页 故中微子与锂核G Li）的动量之和等于反应前电子的动量，C正确；由于反应过 程中存在质量亏损，所以中微子与锂核G Li）的能量之和与反应前电子与钺原子 核的能量之和不等，D错误。答案：AC.（多选）（2020.高考浙江卷）太阳辐射的总功率约为4X1026 W,其辐射的能量 来自聚变反应。在聚变反应中，一个质量为1 876.1 MeV/（c为真空中的光速） 的笊核（彳H）和一个质量为2 809.5 McVl的旅核（：H）结合为一个质量为3 728.4 MeV/c2的氨核& He）,并放出一个X粒子，同时释放大约17.6 MeV的能量。下 列说法正确的是（）A .X粒子是质子B . X粒子的质量为939.6 MeV/c2C .太阳每秒因为辐射损失的质量约为4.4X109 kgD .太阳每秒因为辐射损失的质量约为17.6 MeV/c2解析：由质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1,电荷数为0,则X为中子， 选项 A 错误；根据能量关系可知 2x = （l 876.1+2 809.5-3 728.4-17.6）MeV/c2, 解得mx=939.6MeV/,选项B正确；太阳每秒放出的能量E=Pf=4X 1（）26 j,E 4x IO26损失的质量加=/ =9x1（）,6 kg4.4x109 kg,选项C正确；因为£=4X 1026 j 4xl026=.,in-l9 eV = 2.5x 1045 eV = 2.5X 1039 MeVt则太阳每秒因为辐射损失的质 1 .0X 1UE量为=2.5X 1（）39 MeV/c2,选项 D 错误。答案：BC.（多选）一个静止的放射性原子核处于匀强磁场中，由于发生了衰变而在磁场 中形成如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为1 ： 16。下列判断正确的是 （）第6页，共10页A .该原子核发生了a衰变B.反冲核在小圆上逆时针运动C.原来静止的核，其原子序数为15D.放射性的粒子与反冲核运动周期相同解析：衰变后产生的新核即反冲核及放射的带电粒子在匀强磁场中均做匀速 圆周运动，轨道半径=币,因反冲核与放射的粒子动量守恒，而反冲核电荷 量较大，所以其半径较小，并且反冲核带正电荷，由左手定则可以判定反冲核在 小圆上做逆时针运动，在大圆上运动的放射粒子在衰变处由动量守恒可知其向上 运动，且顺时针旋转，由左手定则可以判定一定带负电荷。因此，这个衰变为B 衰变，放出的粒子为电子，衰变方程为,A->g B+_? e。由两圆的半径之比为 1 ： 16可知，B核的核电荷数为16。原来的放射性原子核的核电荷数为15,其 原子序数为15。即A为P（磷）核，B为S（硫）核。由周期公式丁=/涓 可知，因 电子与反冲核的比荷不同，它们在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期不相同。 答案：BC13.氢原子的能级示意图如图所示，现有大量的氢原子处于 =4的激发态，当向低 能级跃迁时，会辐射出若干种不同频率的光，若用这些光照射逸出功为4.54 eV 的铐时，下列说法中正确的是（）nE/eV8 04 -0.853 -1512 -3.4013.60第7页，共10页