1、高考资源网（） 您身边的高考专家第2讲原子结构和原子核课时作业(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)1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：Unab2n则ab可能是()A.XeKr B.BaKrC.BaSr D.XeSrD根据核反应中的质量数守恒可知，ab的质量数应为23512234，质子数应为92，A项中的质量数为14093233，B项中质量数是14192233，C项中质量数为14193234，质子数为563894，D项中质量数为14094234，质子数为543892，综上可知，答案为D。2核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137。碘131的半衰期约为8天，会
2、释放射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射射线。下列说法正确的是()A碘131释放的射线由氦核组成B铯137衰变时辐射出的光子能量小于可见光光子能量C与铯137相比，碘131衰变更慢D铯133和铯137含有相同的质子数D射线的本质是电子，并非氦核，A错误。光子的频率大于可见光光子的频率，由Eh可知，光子的能量大于可见光光子的能量，B错误。半衰期越小表示元素衰变越快，C错误。同位素的中子数不同但含有相同的质子数，D正确。3.氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子的能级示意图如图所示。在具有下列能量的光子或者电子中，不能被基态氦离子吸收而使其发生跃迁的是()A
3、42.8 eV(光子) B43.2 eV(电子)C41.0 eV(电子) D54.4 eV(光子)A入射光子使原子跃迁时，其能量应正好等于原子的两能级间的能量差，而电子使原子跃迁时，其能量可以大于等于原子两能级间的能量差，发生电离时入射光子的能量可以大于等于54.4 eV，故选A。4目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素。比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放射出、射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病。根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是 ()A氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子
4、核，经7.6天后就剩下一个原子核了B衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的C射线一般伴随着或射线产生，在这三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力最弱D发生衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4B半衰期遵循统计规律，对少数原子核是没有意义的，A错误。根据三种射线的特性及衰变实质可知B正确，C、D错误。5(2020江西南昌外国语学校模拟)关于原子结构，下列说法错误的是 ()A汤姆孙根据气体放电管实验断定阴极射线是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷B卢瑟福粒子散射实验表明：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量C射线是原子的核外电子电离后形成的电子流D玻尔在
5、原子核式结构模型的基础上，结合普朗克的量子概念，提出了玻尔的原子模型C本题考查原子物理学史相关知识。汤姆孙通过研究求出了阴极射线的比荷，明确阴极射线是电子，选项A正确；粒子散射实验中由于极少数粒子发生了大角度偏转，表明原子全部正电荷和几乎所有质量都集中在原子中很小的体积内，选项B正确；射线是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来形成的电子流，选项C错误；玻尔在原子核式结构模型的基础上，结合普朗克的量子概念，提出了玻尔的原子模型，选项D正确。6(2019湖南益阳期末)2018年11月21日消息，中科院合肥物质科学研究院核能安全所吴宜灿研究员获得了美国核学会聚变核能杰出成就奖。关
6、于聚变与衰变、天然放射现象，下列说法正确的是()A原子核核子间的距离接近到1010 m就会发生聚变反应B.Th衰变成Pb要经过6次衰变和4次衰变C天然放射现象中产生的射线穿透能力很强且速度与光速相当D衰变是放射性元素原子的核外电子具有较高能量时发生的B本题考查核聚变的条件和天然放射性的相关问题。要使原子核发生聚变反应，必须使核子间的距离接近到1015 m，A项错误；设发生了x次衰变和y次衰变，则根据质量数和电荷数守恒有2xy8290,4x208232，解得x6，y4，故衰变过程中要经过6次衰变和4次衰变，B项正确；射线是速度约为0.1c的氦核流，穿透能力弱，C项错误；衰变放出的电子来自原子核内
7、部发生变化时的产物，D项错误。7已知氘核的比结合能为1.1 MeV，氦核的比结合能为7.1 MeV，则两个氘核结合成一个氦核时()A释放出4.9 MeV的能量B释放出6.0 MeV的能量C释放出24.0 MeV的能量 D吸收4.9 MeV的能量C根据题意可写出两个氘核结合成一个氦核的核反应方程为：HHHe，由于氘核的比结合能为1.1 MeV，氦核的比结合能为7.1 MeV，故结合前氘核的结合能为E121.1 MeV，结合后氦核的结合能为E247.1 MeV，故E2E1E224.0 MeV，负号表示释放能量，选项C正确。8(2020山东日照模拟)氢原子能级如图，一群氢原子处于n4能级上。当氢原子
8、从n4能级跃迁到n3能级时，辐射光的波长为1 884 nm，下列判断正确的是()A一群氢原子从n4能级向低能级跃迁时，最多产生4种谱线B从高能级向低能级跃迁时，氢原子吸收能量C氢原子从n3能级跃迁到n2能级时，辐射光的波长大于1 884 nmD用从n2能级跃迁到n1能级辐射的光照射W逸6.34 eV的铂，能发生光电效应D本题考查氢原子的能级跃迁。一群处于n4能级的氢原子向低能级跃迁时最多产生C6种谱线，故A错误；由高能级向低能级跃迁时，氢原子向外辐射能量，故B错误；氢原子从n3能级跃迁到n2能级比从n4能级跃迁到n3能级辐射出的光子的频率大，则波长短，即辐射光的波长小于1 884 nm，故C错
9、误；氢原子从n2能级跃迁到n1能级辐射出的光子的能量为EE2E13.4 eV(13.6)eV10.2 eV6.34 eV，可以发生光电效应，故D正确。9(2020山东济宁一模)日本福岛核事故是世界上最大的核事故之一，2019年2月13日首次“触及”到了该核电站内部的核残渣，其中部分残留的放射性物质的半衰期可长达1 570万年。下列有关说法正确的是 ()A.U衰变成Pb要经过4次衰变和7次衰变B天然放射现象中产生的射线的速度与光速相当，穿透能力很强C将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变放射性元素的半衰期D放射性元素发生衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的D本题考查天然放
10、射性的几种衰变。设经x次衰变和y次衰变U衰变成Pb，根据质量数守恒和电荷数守恒得2382064x,92822xy，解得x8，y6，故要经过6次衰变和8次衰变，故A错误。射线是速度为0.1c的氦核流，穿透能力最弱；射线的穿透能力最强且速度与光速相当，故B错误；半衰期具有统计规律，只对大量的原子核适用，且半衰期的大小由原子核内部因素决定，与所处的物理环境和化学状态无关，故C错误；衰变放出的电子是来自原子核内的中子转化为质子时产生的，故D正确。10(2020永州模拟)如图所示，图甲为氢原子的能级，图乙为氢原子的光谱，已知谱线a是氢原子从n4的能级跃迁到n2能级时的辐射光，谱线b可能是氢原子在下列哪种
11、情形跃迁时的辐射光()A从n3的能级跃迁到n2的能级B从n5的能级跃迁到n2的能级C从n4的能级跃迁到n3的能级D从n5的能级跃迁到n3的能级B谱线a是氢原子从n4的能级跃迁到n2的能级时的辐射光，波长大于谱线b，所以a光的光子频率小于b光的光子频率。所以b光的光子能量大于n4和n2间的能级差。n3跃迁到n2，n4跃迁到n3，n5跃迁到n3的能级差小于n4和n2的能级差。n5和n2间的能级差大于n4和n2间的能级差。故A、C、D项错误，B项正确。 11(2020陕西汉中质检)关于近代原子物理，下列说法正确的是()A根据玻尔理论可知，一个氢原子从n4能级向低能级跃迁最多可辐射6种频率的光子B放射
12、性物质的半衰期受环境温度的影响C粒子散射实验揭示了原子核是可分的D能量为30 eV的光子照射到某一金属表面时从该金属表面逸出的电子最大初动能为15 eV，为使该金属发生光电效应，入射光子的能量至少为15 eVD本题考查原子相关知识。根据玻尔理论可知，一个氢原子从n4能级向低能级跃迁最多可辐射3种频率的光子，选项A错误；放射性物质的半衰期由自身内部因素决定，不受环境温度的影响，选项B错误；卢瑟福通过粒子散射实验建立了原子的核式结构模型，没有揭示原子核是可分的，选项C错误；能量为30 eV的光子照射到某一金属表面时从金属表面逸出的电子最大初动能为15 eV，则该金属的逸出功为15 eV，则为使该金
13、属发生光电效应，入射光子的能量至少为15 eV，选项D正确。12下列说法正确的是()A动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等B铀核裂变的一种核反应方程是UBaKr2nC设质子、中子、粒子的质量分别为m1、m2、m3，两个质子和两个中子结合成一个粒子，释放的能量是(m1m2m3)c2D原子在a、b两个能级的能量分别为Ea、Eb，且EaEb，当原子从a能级跃迁到b能级时，辐射出光子的波长(其中c为真空中的光速，h为普朗克常量)D动能相等的质子和电子，因质子质量比电子质量大得多，依据动能Ek可知质子和电子动量不相等，再根据德布罗意波长公式，可知动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长不相等，
14、故A错误；铀核需要俘获一个慢中子才能发生裂变，其中的一种核反应方程是UnBaKr3n，故B错误；根据爱因斯坦质能方程可知，两个质子和两个中子结合成一个粒子，释放的能量是(2m12m2m3)c2，故C错误；原子在a、b两个能级的能量为Ea、Eb，且EaEb，当原子从a能级跃迁到b能级时，辐射出光子的能量为EEaEb，所以光子的波长，故D正确。13(2020广西三市调研)氢原子能级图如图所示，大量处于n3激发态的氢原子向低能级状态跃迁辐射出的光子中，发现有两种频率的光子能使金属A产生光电效应，则下列说法正确的是()A大量处于n3激发态的氢原子向低能级状态跃迁时，只辐射两种频率的光子B从n3激发态直
15、接跃迁到基态时放出的光子一定能使金属A发生光电效应C一个氢原子从n3激发态跃迁到基态时，该氢原子能量增大D一个氢原子从n3激发态跃迁到基态时，该氢原子核外电子动能减小B本题考查玻尔氢原子能级跃迁理论的综合应用。大量处于n3激发态的氢原子向低能级状态跃迁时，有31,32,21，三种情况，所以跃迁过程中将释放出3种频率的光子，故A错误；由题可知，大量处于n3激发态的氢原子向低能级跃迁所放出的光子中，有两种频率的光子能使金属A发生光电效应，从n3跃迁到基态辐射的光子频率最大，则一定能使金属A发生光电效应，故选项B正确；根据玻尔理论，氢原子从激发态跃迁到基态时，放出能量，电子的动能增大，电势能减小，原
16、子总能量减小，故选项C、D错误。14(多选)如图所示，空间存在垂直纸面向外的匀强磁场(图中未画出)，一放射源P位于足够大的绝缘板AB上方，放射性物质为U，发生衰变后，放出射线，Th留在放射源中，P到AB的距离为d，在纸面内向各个方向发射速率均为v的粒子，不考虑粒子间的相互作用和粒子的重力。已知粒子做圆周运动的半径也为d，则()A核反应方程为UThHeB板上能被粒子打到的区域长度是2dC粒子到达板上的最长时间为D粒子到达板上的最短时间为AC根据质量数守恒和电荷数守恒可知，核反应方程为UThHe，选项A正确；如图所示，板上能被粒子打到的区域长度为CD，由几何关系可求得ODd，OCd，故板上能被粒子
17、打到的区域长度是(1)d，选项B错误；竖直向上射出的粒子到达板上的时间最长，其轨迹对应的圆心角为270，故最长时间为tmax，选项C正确；粒子到达板上的时间最短时，其轨迹对应的弦长为d，故对应的圆心角为60，最短时间为tmin2，选项D错误。15(2020领航高考冲刺卷)(多选)小宇同学参加学校科技嘉年华，设计了一个光电烟雾探测器。如图，S为光源，可以发出一束光束，当有烟雾进入探测器时，来自S的光会被烟雾散射进入光电管C，当光射到光电管中的钠表面时(钠的极限频率为6.001014Hz)会产生光电子，当光电流大于108 A时，便会触发报警系统报警。下列说法正确的是()A要使该探测器正常工作，光源
18、S发出的光的波长不能小于0.5 mB金属钠的最小逸出功为4 eVC光源S发出的光波能使光电管发生光电效应，那么光源越强，光电烟雾探测器灵敏度越高D若射向光电管C的光子有5%会产生光电子，当报警器报警时，每秒射向C的钠表面的光子最少数目N1.251012个CD光源S发出的光波最大波长max m5107 m0.5 m，即要使该探测器正常工作，光源S发出的光的波长不能大于0.5 m，故A错误；由于钠的极限频率为6.001014 Hz，根据W0hc eV2.5 eV，故B错误；光源S发出的光能使光电管发生光电效应，那么光源越强，被烟雾散射进入光电管C的光越多，越容易探测到烟雾，即光电烟雾探测器灵敏度越高，故C正确；光电流等于108A时，每秒产生的光电子的个数n个6.251010个，每秒射向C的钠表面的光子最少数目N个1.251012个，故D正确。- 7 - 版权所有高考资源网