1、课时作业53原子结构原子核时间：45分钟1如图所示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(A)A该实验是卢瑟福建立原子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，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
2、原方向前进，D错误2根据玻尔理论可知，处于基态的氢原子吸收一个光子后跃迁到高能级，下列说法正确的是(C)A核外电子的动能增加B氢原子的电势能减少C氢原子的能量增加D氢原子更加稳定解析：本题考查玻尔能级跃迁理论、原子的能量变化根据玻尔理论可知，氢原子吸收一个光子后，能量增加，C正确；氢原子从基态跃迁到激发态，稳定性减小，D错误；氢原子吸收光子后，核外电子绕原子核做圆周运动的轨道半径增大，静电力做负功，动能减小，电势能增大，A、B错误3如图所示，某放射性元素衰变过程中释放出、三种射线，分别进入匀强磁场和匀强电场中，关于三种射线，下列说法正确的是(C)A表示射线，其速度最慢、电离能力最弱B表示射线，
3、其穿透能力和电离能力都很强C表示射线，是原子核内释放出的高频电磁波D表示射线，是高速电子流，可以穿透几毫米厚的铝板解析：射线是高速粒子流，粒子带正电，射线为高速电子流，带负电，射线为高频电磁波，根据电荷所受电场力特点及左手定则可知：为射线，为射线，为射线射线的速度最慢但电离能力最强射线能穿透几毫米厚的铝板射线穿透力最强，能穿透几厘米厚的铅板，故选项C正确4氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为2，已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则(D)A吸收光子的能量为h1h2B辐射光子的能量为h1h2C吸收光子的能量为h2h1D辐射光子的能量
4、为h2h1解析：氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光，EmEnh1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光EkEnh2，则从能级k跃迁到能级m有EkEm(EkEn)(EmEn)h2h1，因红光的能量小于紫光的能量，故能量降低，辐射光子，故D正确，A、B、C错误5(多选)假定用光子能量为E的一束光照射大量处于n2能级的氢原子，氢原子吸收光子后，发出频率为1、2和3的光，且频率依次增大，则E等于(BD)Ah(31) Bh(32)Ch3 Dh1解析：因为氢原子吸收能量后发出3种不同频率的光子，根据3得n3，吸收能量后氢原子处于第3能级，所以吸收的光子能量EE3E2，由1、2、3的光的频率依次增大，知它们分别
5、为从n3到n2、n2到n1、n3到n1跃迁所辐射的光子，所以EE3E2h1h(32)，故B、D正确，A、C错误6一个氘核与一个氚核结合成一个氦核同时放出中子，释放17.6 MeV的能量已知氘核、氚核、氦核和中子的质量分别为m1、m2、m3和m4.下列说法正确的是(C)A该核反应方程为HHHe2nB该核反应中的核燃料是当前核电站采用的核燃料Cm1m2m3m4D该核反应可以在常温下进行解析：本题考查核聚变反应.1个氘核和1个氚核结合生成1个氦核，根据质量数与电荷数守恒知同时有一个中子生成，反应方程为HHHen，故A错误；目前核电站都采用核裂变发电，故B错误；该核反应放出能量，所以一定有质量亏损，故
6、C正确；该核反应必须在高温下进行，故D错误7“人造太阳”实验中的可控热核反应的聚变方程为HHHen，反应原料氘(H)富存于海水中，氚(H)可以用中子轰击锂核(Li)得到，则关于中子轰击锂核(Li)产生一个氚核(H)和一个新核，下列说法正确的是(B)A该核反应方程为LinHeHB核反应生成物中的粒子具有很强的电离本领，但穿透能力较弱C在中子轰击锂核(Li)的核反应生成物中有粒子，故该核反应属于衰变D核聚变的条件是要达到高温高压的热核反应状态，故核聚变过程不能释放出核能解析：本题考查了“人造太阳”实验中的核反应原理根据题意以及质量数守恒和电荷数守恒可得中子轰击锂核的人工转变方程为LinHHe，故A
7、错误；核反应生成物中的粒子具有很强的电离本领，但穿透性较弱，故B正确；中子轰击锂核发生的核反应是原子核的人工转变，故C错误；核反应中释放的核能源于核反应过程中的质量亏损，与核反应的条件无关，故D错误8已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量为En，其中n2,3,4，h表示普朗克常量，c表示真空中的光速有一群氢原子处于n3的激发态，在其向低能级跃迁时，辐射的光子的最长波长为(D)A BC D解析：本题考查利用激发态能量公式判断光子能量一群氢原子处于n3激发态，可释放出的光子频率种类为3种，据玻尔理论知，在这3种频率的光子中，当氢原子从n3能级向n2能级跃迁时辐射的光子频率最小，波长最长，E2，E3
8、，E3E2，故D正确，A、B、C错误9(多选)氢原子光谱如图甲所示，图中给出了谱线对应的波长，玻尔的氢原子能级图如图乙所示已知普朗克常量h6.631034 Js，可见光的频率范围约为4.210147.81014 Hz，则(ABD)AH谱线对应光子的能量小于H谱线对应光子的能量B图甲所示H、H、H、H四种光均属于可见光范畴CH对应光子的能量约为10.2 eVDH谱线对应的跃迁是从n3能级到n2能级解析：本题考查对应光谱比较能级跃迁放出光子的种类根据真空中光速等于波长乘频率可知，波长越长频率越小，根据Eh可知频率越小能量越小，故A正确；由可见光的频率范围可知，可见光的波长范围约为380710 nm
9、，则四种光都属于可见光，故B正确；由Ehh可得E2.56 eV，故C错误；根据Ehh可知，H谱线对应的光子能量为H对应光子能量的倍，约为1.89 eV，结合能级图可知，从n3能级跃迁到n2能级时辐射的光子能量为1.51(3.4) eV1.89 eV，故D正确10已知氡222的半衰期为3.8天那么4 g放射性物质氡222经过7.6天，还剩下没有发生衰变的质量为(B)A2 g B1 gC0.5 g D0 g解析：本题考查的是放射性元素的半衰期根据衰变的半衰期公式mm0n，其中m04 g，n为经历的半衰期的个数，n2，联立可得m42 g1 g，故选B.11关于原子核的变化、核能及核力，下列说法正确的
10、是(B)A核力是一种弱相互作用，只能发生在原子核内相邻核子之间B某原子经过一次衰变和两次衰变后，核内质子数不变C放射性原子核X发生衰变，生成物的结合能一定小于X的结合能D.UnBaKr3n是太阳内部发生的核反应之一解析：本题考查原子核的变化、核能及核力的认识核力是强相互作用，具有饱和性和短程性，且每个核子只跟邻近的核子发生核力的作用，故A错误；衰变的过程中电荷数少2，衰变的过程中电荷数增1，某原子核经过一次衰变和两次衰变后，电荷数不变，核内质子数不变，故B正确；放射性原子核X发生衰变，要释放能量，衰变产物核子总数不变，比结合能增大，则总结合能一定大于原来X的结合能，故C错误；太阳内部的反应是聚
11、变反应，而UnBaKr3n是裂变反应，故D错误12人类和平利用核能始于20世纪50年代，核能的开发和应用是解决能源问题的重要途径之一下列关于核反应的描述或判断正确的是(D)A.UThHe是核聚变B.ThPae是衰变C.HHHen是衰变D.UnBaKr3n是核裂变解析：本题考查对几种核反应方程的认识衰变放出的是氦核，A选项中核反应为衰变，故A错误；衰变放出的是电子，B选项中核反应为衰变，故B错误；几个原子核聚合成一个原子核的过程为核聚变，C选项中为氢原子核聚变为氦原子核，故C错误；核裂变是一个原子核分裂成几个原子核的变化，D选项中核反应为裂变反应，故D正确13(多选)2019年1月29日，中国散
12、裂中子源加速器打靶束流功率超过50 kW，技术水平达到世界前列散裂中子源是由加速器提供高能质子轰击重金属靶而产生中子的装置，一能量为109 eV的质子打到汞、钨等重核后，导致重核不稳定而放出2030个中子，大大提高了中子的产生效率关于质子和中子，下列说法中正确的有(CD)A中子和质子的质量相等B原子核由质子和中子组成，稳定的原子核内，中子数一定大于质子数C原子核的衰变，实质是核内中子转化为质子和电子D中子不带电，比质子更容易打入重核内解析：本题考查对于中子和质子的认识中子质量和质子质量不相等，故A错误；根据原子核内部质量数与质子数及中子数的关系可知，质子数和中子数的关系只与元素的种类有关，即中
13、子数不一定大于质子数，故B错误；根据衰变的实质可知，在衰变过程中中子转化为质子和电子，故C正确；因为在原子核中所有的正电荷集中在原子核，在重核内部，原子核所带的正电荷量较大，对质子的库仑斥力较大，而中子不带电，原子核对中子没有库仑力，因此中子比质子更容易打入重核内部，故D正确14某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为HCNE1，HNCXE2，方程中E1、E2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：原子核HHeHeCNN质量/u1.007 83.016 04.002 612.000 013.005 715.000 1以下推断正确的是(B)AX是He，E2E1 BX是He
14、，E2E1CX是He，E2E1 DX是He，E2E1.故选B.15.(多选)氢原子的能级示意图如图所示，已知可见光的光子能量在1.623.11 eV之间，下列说法正确的是(AD)A氢原子从高能级向n1能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高B氢原子从高能级向n2能级跃迁时发出的光一定是可见光C氢原子从高能级向n3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D大量处于n4能级的氢原子向基态跃迁时可以发出两种可见光解析：氢原子从高能级向n1能级跃迁时发出的光子能量最小为10.2 eV，大于可见光光子的能量，故发出的光子频率大于可见光的频率，故A正确；氢原子从高能级向n2能级跃迁发出的光子能量大于或等于1.89
15、 eV，小于3.4 eV，不一定在1.623.11 eV之间，不一定是可见光，故B错误；氢原子从高能级向n3能级跃迁发出的光子能量大于或等于0.66 eV，小于1.51 eV，比可见光的能量小，故发出的光子频率小于可见光的光子频率，故C错误；大量处于n4能级的氢原子向基态跃迁时可以发出6种不同频率的光子，从n4到n2能级跃迁、n3到n2能级跃迁辐射的光子频率在可见光范围内，故可以发出两种可见光，D正确16(多选)太阳内部不断进行着各种核聚变反应，其中一种为HHHen，氘核的质量为m1，氚核的质量为m2，氦核的质量为m3，中子的质量为m4，核反应中发射一种光子，该光子照射到逸出功为W0的金属上逸出的初动能最大的光电子的速度为v，已知光电子的质量为m，光速为c，普朗克常量为h，则(CD)A聚变反应释放的核能为(m1m2m3m4)cB光子来源于原子核外电子的能级跃迁C光电子的德布罗意波长为D光子的频率为解析：由爱因斯坦质能方程可知，聚变反应释放的核能为(m1m2m3m4)c2，故A错误；光子来源于聚变反应释放的能量，故B错误；由公式，故C正确；由爱因斯坦光电效应方程可知EkhW0，即mv2hW0，解得，故D正确