第2、3、4章《原子結(jié)構(gòu)》《原子核與放射性》《核能》單元測(cè)試 1.有關(guān)氫原子光譜的說(shuō)法正確的是(　　) A.氫原子的發(fā)射光譜是連續(xù)譜 B.氫原子光譜說(shuō)明氫原子只發(fā)出特定頻率的光 C.氫原子光譜說(shuō)明氫原子能級(jí)是分立的 D.氫原子光譜的頻率與氫原子能級(jí)的能量差無(wú)關(guān) 解析：氫原子的發(fā)射光譜是不連續(xù)的，只能發(fā)出特定頻率的光，說(shuō)明氫原子的能級(jí)是分立的，選項(xiàng)B、C正確.根據(jù)玻爾理論可知，選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 答案：BC 2.一個(gè) 92U的原子核在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應(yīng)，其裂變方程為 92U＋n→X＋Sr＋2n，則下列敘述正確的是(　　) A.X原子核中含有86個(gè)中子 B.X原子核中含有141個(gè)核子 C.因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量，根據(jù)E＝mc2，所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)增加 D.因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以生成物的總質(zhì)量數(shù)減少 解析：由質(zhì)量數(shù)守恒、電荷量守恒可得X原子核含質(zhì)子數(shù)為54，中子數(shù)為86.故選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤. 核反應(yīng)吸收或釋放能量并不是因?yàn)榱Ｗ訑?shù)的增加或減少，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤. 答案：A 3.92U 衰變?yōu)?86Rn 要經(jīng)過(guò)m次α衰變和n次β衰變，則m、n分別為(　　) A.2、4　　B.4、2　　C.4、6　　D.16、6 解析：由質(zhì)量數(shù)守恒：238＝222＋m×4 可得：m＝4 由電荷數(shù)守恒：92＝86＋m×2－n 可得：n＝2. 答案：B 4.關(guān)于天然放射現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是(　　) A.放射性元素的原子核內(nèi)的核子有半數(shù)發(fā)生變化所需的時(shí)間就是半衰期 B.放射性物質(zhì)放出的射線中，α粒子動(dòng)能很大，因此貫穿物質(zhì)的本領(lǐng)很強(qiáng) C.當(dāng)放射性元素原子的核外電子具有較高能量時(shí)，將發(fā)生β衰變 D.放射性的原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射出γ射線 解析：衰變是指原子核的變化，并不是指核子的變化，選項(xiàng)A錯(cuò)誤.α粒子的貫穿本領(lǐng)最低，選項(xiàng)B錯(cuò)誤.β衰變?cè)谠雍藘?nèi)部發(fā)生，與核外電子無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤. 答案：D 5.鋁箔被α粒子轟擊后發(fā)生了以下核反應(yīng)：Al＋He→X＋n.下列判斷正確的是(　　) A.n是質(zhì)子 B.n是中子 C.X是 Si的同位素 D.X是 P的同位素 解析：根據(jù)核反應(yīng)方程質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知選項(xiàng)B、D正確. 答案：BD 6.下列說(shuō)法正確的是(　　) A.γ射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中都不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn) B.β射線比α射線更容易使氣體電離 C.太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)源于重核裂變 D.核反應(yīng)堆產(chǎn)生的能量來(lái)自輕核聚變 解析：γ射線中的γ光子不帶電，故在電場(chǎng)與磁場(chǎng)中都不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故選項(xiàng)A正確；α粒子的特點(diǎn)是電離能力很強(qiáng)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)源于輕核的聚變，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；目前核反應(yīng)堆產(chǎn)生的能量都來(lái)源于重核的裂變，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤. ｀｀答案：A 7.一個(gè)氡核 Rn衰變成釙核 Po并放出一個(gè)粒子，其半衰期為3.8天.1 g氡經(jīng)過(guò)7.6天衰變掉氡的質(zhì)量，以及Rn 衰變成 Po的過(guò)程放出的粒子是(　　) A.0.25 g，α粒子　　　　　　B.0.75 g，α粒子 C.0.25 g，β粒子 D.0.75 g，β粒子 解析：經(jīng)過(guò)了2個(gè)半衰期，1 g的氡剩下了0.25 g，衰變了0.75 g，根據(jù)核反應(yīng)方程的規(guī)律知，在反應(yīng)前后的質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒可得出是α粒子，所以選項(xiàng)B正確. 答案：B 8.放射性同位素釷232經(jīng)α、β衰變會(huì)生成氡，其衰變方程為Th→Rn＋xα＋yβ，其中(　　) A.x＝1，y＝3 B.x＝2，y＝3 C.x＝3，y＝1 D.x＝3，y＝2 解析：本題考查的是放射性元素衰變的有關(guān)知識(shí)，屬于較容易的題目.衰變方程為： Th→Rn＋xHe＋ye，由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得： 232＝220＋4x,90＝86＋2x－y 解得：x＝3，y＝2. 答案：D 9.如圖所示，用導(dǎo)線將驗(yàn)電器與潔凈鋅板連接，觸摸鋅板使驗(yàn)電器指示歸零.用紫外線照射鋅板，驗(yàn)電器指針發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)，接著用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒接觸鋅板，發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器的指針張角減小，此現(xiàn)象說(shuō)明鋅板帶　　　　 電(填“正”或“負(fù)”)；若改用紅外線重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針根本不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明金屬鋅的極限頻率　　　　紅外線的頻率(填“大于”或“小于”). 解析：毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒帶負(fù)電，因鋅板被紫外線照射后發(fā)生光電效應(yīng)缺少電子而帶正電，故驗(yàn)電器指針的負(fù)電荷與鋅板正電荷中和一部分電荷后偏角減小.用紅外線照射鋅板時(shí)，驗(yàn)電器指針偏角不變，鋅板未發(fā)生光電效應(yīng)，說(shuō)明鋅板的極限頻率大于紅外線的頻率. 答案：正　大于 10.(1)氫原子第n能級(jí)的能量En＝，其中E1是基態(tài)能量.而n＝1,2,3，…若一氫原子發(fā)射能量為－E1的光子后處于比基態(tài)能量高出－E1的激發(fā)態(tài)，則氫原子發(fā)射光子前后分別處于第幾能級(jí)？ (2)一速度為v的高速α粒子(He)與同方向運(yùn)動(dòng)的氖核(Ne)發(fā)生彈性正碰，碰后α粒子恰好靜止.求碰撞前后氖核的速度.(不計(jì)相對(duì)論修正) 解析：(1)設(shè)氫原子發(fā)射光子前后分別位于第l與第m能級(jí)，依題意有： －＝－E1 －E1＝－E1 解得：m＝2，l＝4. (2)設(shè)碰撞前后氖核速度分別為v0、vNe，由動(dòng)量守恒與機(jī)械能守恒定律得： mαv＋mNev0＝mNevNe 　　mαv2＋mNev＝mNev 且＝ 解得：v0＝v＝v vNe＝v＝v. 答案：(1)2　4　(2)v 11.(1)下列實(shí)驗(yàn)中，深入地揭示了光的粒子性一面的有　　　. (2)場(chǎng)強(qiáng)為E、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有兩小球A、B，它們的質(zhì)量分別為m1、m2，電荷量分別為q1、q2.A、B兩球由靜止釋放，重力加速度為g，則小球A和B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒應(yīng)滿足的關(guān)系式為　　　　　　. (3)約里奧·居里夫婦因發(fā)現(xiàn)人工放射性而獲得了1935年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，他們發(fā)現(xiàn)的放射性元素 P衰變成 Si的同時(shí)放出另一種粒子，這種粒子是　　　　　　　.P是 P的同位素，被廣泛應(yīng)用于生物示蹤技術(shù).1 mg的 P隨時(shí)間衰變的關(guān)系如圖所示，請(qǐng)估算4 mg的 P經(jīng)多少天的衰變后還剩0.25 mg？ 解析：(1)A為康普頓效應(yīng)，B為光電效應(yīng)，這兩種現(xiàn)象都深入揭示了光的粒子性. C為α粒子散射，不是光子，揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)模型.D為光的折射，揭示了氫原子能級(jí)的不連續(xù). (2)系統(tǒng)動(dòng)量守恒的條件為所受合外力為零.即電場(chǎng)力與重力平衡E(q1＋q2)＝(m1＋m2)g. (3)由核反應(yīng)過(guò)程中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可寫出核反應(yīng)方程：P→Si＋e，可知這種粒子是正電子.由圖象可知，P的半衰期為14天，4 mg的P衰變后還剩0.25 mg，經(jīng)歷了4個(gè)半衰期，所以為56天. 答案：(1)AB　(2)E(q1＋q2)＝(m1＋m2)g (3)正電子　56天 12.人類認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)和開發(fā)利用原子能經(jīng)歷了十分曲折的過(guò)程.請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題. (1)盧瑟福、玻爾、查德威克等科學(xué)家在原子結(jié)構(gòu)或原子核的研究方面作出了卓越的貢獻(xiàn). 請(qǐng)選擇其中的兩位，指出他們的主要成績(jī). ①　　　　　　　　　　　　　　　　?。? ②　　　　　　　　　　　　　　　　　. 在貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象后，人們對(duì)放射線的性質(zhì)進(jìn)行了深入研究，圖示為三種射線在同一磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，請(qǐng)從三種射線中任選一種，寫出它的名稱和一種用途. 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　. (2)在可控核反應(yīng)堆中需要給快中子減速，輕水、重水和石墨等常用做減速劑.中子在重水中可與H核碰撞減速，在石墨中與C核碰撞減速.上述碰撞可簡(jiǎn)化為彈性碰撞模型.某反應(yīng)堆中快中子與靜止的靶核發(fā)生對(duì)心正碰，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，僅從一次碰撞考慮，用重水和石墨作減速劑，哪種減速效果更好？ 解析：(1)盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型(或其他成就)；玻爾把量子理論引入原子模型，并成功解釋了氫光譜(或其他成就)；查德威克發(fā)現(xiàn)了中子(或其他成就). α射線電離作用強(qiáng)，用于消除有害靜電；β射線貫穿能力強(qiáng)，可用于工業(yè)生產(chǎn)控制；γ射線貫穿能力最強(qiáng)，可用于工業(yè)探傷. (2)設(shè)中子的質(zhì)量為Mn，靶核的質(zhì)量為M，中子碰撞前的速度為v0、碰撞后的速度為v1，靶核碰撞后的速度為v2. 由動(dòng)量守恒定律有： Mnv0＝Mnv1＋Mv2 由能量守恒定律有：Mnv＝Mnv＋Mv 解得：v1＝v0 在重水中靶核的質(zhì)量：MH＝2Mn v1H＝v0＝－v0 在石墨中靶核的質(zhì)量：MC＝12Mn v1C＝v0＝－v0 中子與重水靶核碰后的速度較小，故重水的減速效果更好.