課時作業(yè)(五十五)原子結構與原子核 基礎訓練1“慧眼”觀測的范圍是美麗的銀河系，射線暴是主要研究的對象之一射線暴是來自天空中某一方向的射線強度在短時間內突然增強，隨后又迅速減弱的現(xiàn)象，它是僅次于宇宙大爆炸的爆發(fā)現(xiàn)象下列關于射線的論述中正確的是()A射線同、射線一樣，都是高速帶電粒子流B射線的穿透能力比射線強，但比射線弱C射線是原子核能級躍遷蛻變時產生的D利用射線可以使空氣電離，消除靜電答案：C解析：射線是電磁波，不是高速帶電粒子流；、三種射線中，射線能量最高，穿透能力最強；利用射線的電離作用可以使空氣電離，將靜電泄出，從而消除有害靜電2(2018東北三校二模)如圖所示為查德威克發(fā)現(xiàn)中子的實驗示意圖，利用釙(Po)衰變放出的粒子轟擊鈹(Be)，產生的粒子P能將石蠟中的質子打出來，下列說法正確的是()A粒子是氦原子B粒子Q的穿透能力比粒子P的強C釙的衰變方程為PoPbHeD粒子轟擊鈹?shù)暮朔磻匠虨镠eBeCn答案：D解析：粒子是氦原子核，選項A錯誤；粒子P是中子，粒子Q是質子，由于質子帶正電，當質子射入物體時，受到的庫侖力作用會阻礙質子的運動，而中子不帶電，不受庫侖力作用，所以選項B錯誤；在釙衰變中，根據(jù)質量數(shù)守恒知產生的是Pb，并非Pb，選項C錯誤；HeBe6Cn是查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應方程，選項D正確3(2018遼寧沈陽聯(lián)考)根據(jù)氫原子的能級圖，現(xiàn)讓一束單色光照射到一群處于基態(tài)(量子數(shù)n1)的氫原子上，受激的氫原子能自發(fā)地發(fā)出6種不同頻率的光，則照射氫原子的單色光的光子能量為()A13.6 eV B3.4 eVC12.75 eV D12.09 eV答案：C解析：根據(jù)受激的氫原子能發(fā)出6種不同頻率的色光，有6，解得n4，即能發(fā)出6種不同頻率的光的受激氫原子一定是在n4能級，則照射處于基態(tài)的氫原子的單色光的光子能量為0.85 eV(13.6 eV)12.75 eV，C正確4(2018福建質檢)用波長為0的光照射大量處于基態(tài)的氫原子，在所發(fā)射的光譜中僅有波長分別為1、2、3的三條譜線，且1>2>3，則()A01 B023C. D.答案：C解析：處于激發(fā)態(tài)的氫原子在向低能級躍遷時向外輻射三種頻率的光子，因此氫原子是由n3能級向低能級躍遷的，因為1>2>3，由此可知，解得03、，所以C正確5如圖所示是氫原子從n3、4、5、6能級躍遷到n2能級時輻射的四條光譜線，其中頻率最大的是()AH BH CH DH答案：D解析：根據(jù)能級躍遷公式可知，當氫原子由第6能級躍遷到第2能級時，發(fā)出光子能量為hE6E2，輻射的光子H頻率最大，故D選項正確6(2018東北師大附中高三質檢)如圖所示，氫原子在不同能級間發(fā)生a、b、c三種躍遷時，釋放光子的波長分別是a、b、c，則下列說法正確的是()A從n3能級躍遷到n1能級時，釋放光子的波長可表示為bB從n3能級躍遷到n2能級時，電子的勢能減小，氫原子的能量增加C若用波長為c的光照射某金屬時恰好能發(fā)生光電效應，則用波長為a的光照射該金屬時也一定能發(fā)生光電效應D用12.09 eV的光子照射大量處于基態(tài)的氫原子時，一個氫原子可以輻射出三種頻率的光答案：A解析：從n3能級躍遷到n1能級，有hhh，解得b，選項A正確；從n3能級躍遷到n2能級，放出光子，原子能量減小，選項B錯誤；從n2能級躍遷到n1能級的能量比從n3能級躍遷到n2能級放出的能量大，可知波長為c的光的頻率比波長為a的光的頻率大，根據(jù)光電效應發(fā)生的條件可知，選項C錯誤；根據(jù)躍遷的條件，可知用12.09 eV的光子照射處于基態(tài)的氫原子，氫原子可以躍遷到n3的能級，可以輻射出三種不同頻率的光，但一個氫原子只能輻射一種頻率的光，選項D錯誤7(2018湖南懷化三模)氦原子被電離失去一個核外電子，形成類氫結構的氦離子已知基態(tài)的氦離子能量為E154.4 eV，氦離子的能級示意圖如圖所示以下關于該基態(tài)氦離子的說法中正確的是()A該基態(tài)氦離子吸收某種光子發(fā)生躍遷，當能量為E43.4 eV時，氦離子最穩(wěn)定B能量為48.4 eV的光子，能被該基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷C一個該基態(tài)氦離子吸收能量為51.0 eV的光子后，向低能級躍遷能輻射出6種不同頻率的光子D該基態(tài)氦離子吸收一個光子后，核外電子的動能增大答案：B解析：原子處于最低能量狀態(tài)時最穩(wěn)定，選項A錯誤；吸收能量為48.4 eV的光子，則氦離子的能量為6.0 eV，能躍遷到n3能級，選項B正確；一個處于基態(tài)的氦離子吸收能量為51.0 eV的光子后，能量為3.4 eV，然后從n4能級躍遷到n1能級，最多可釋放3種不同頻率的光子，選項C錯誤；基態(tài)氦離子吸收一個光子后，由低能級向高能級躍遷，核外電子的軌道半徑增大，根據(jù)km得v，軌道半徑增大，則核外電子的速度減小，動能減小，選項D錯誤8(2018河南周口考前模擬)(多選)盧瑟福通過用粒子(He)轟擊氮核(N)的實驗，首次實現(xiàn)了原子核的人工轉變，則下列有關的說法中正確的是()A該核反應的方程為HeNOHB通過此實驗發(fā)現(xiàn)了質子C原子核在人工轉變的過程中，電荷數(shù)可以不守恒D在此實驗中，核子反應前的總質量一定等于反應后的總質量答案：AB解析：由質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，即可寫出核反應方程：HeNOH，選項A正確；在這個核反應中產生了質子，選項B正確；在原子核的人工轉變過程中，其電荷數(shù)守恒，選項C錯誤；由于在核反應中是質量數(shù)守恒，而非質量守恒，故選項D錯誤 能力提升9由于放射性元素Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被發(fā)現(xiàn)，只是在使用人工的方法制造后才被發(fā)現(xiàn)已知Np經過一系列衰變和衰變后變成Bi，下列論斷中正確的是()A.Bi比Np少28個中子B衰變過程中共發(fā)生了7次衰變和4次衰變C衰變過程中共發(fā)生了4次衰變和7次衰變D發(fā)生衰變時，核內中子數(shù)不變答案：B解析：Bi和Np的中子數(shù)分別為126和144，相差18個，選項A錯誤；衰變的次數(shù)為次7次，7次衰變減少了14個中子，所以還需再發(fā)生4次衰變才能共減少18個中子，故選項B正確，C錯誤；衰變是核內中子變?yōu)橘|子而放出的，故核內中子數(shù)要減少，選項D錯誤10(2018江西臨川模擬)氦3是一種清潔、高效和安全的核發(fā)電燃料，可以在高溫高壓下用氘和氦3進行核聚變反應從而實現(xiàn)發(fā)電下列有關的說法中正確的是()A氘和氦3發(fā)生核聚變反應的方程為HHeHeX，其中X為中子B因為核聚變時釋放能量，出現(xiàn)質量虧損，故其反應前后的質量數(shù)不守恒C核聚變反應后，核子的平均結合能增大D目前我國的核電站廣泛采用氦3進行核聚變反應發(fā)電答案：C解析：由質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，X應為質子，選項A錯誤；核聚變過程中釋放能量，出現(xiàn)質量虧損，但質量數(shù)仍然守恒，選項B錯誤；由于在這個核反應中會釋放核能，所以反應后核子的平均結合能增大，選項C正確；目前我國的核電站均采用重核裂變的形式進行發(fā)電，選項D錯誤11(多選)靜止在勻強磁場中的U核發(fā)生衰變，產生一個粒子和一個未知的粒子X，它們在磁場中的運動軌跡如圖所示，下列說法正確的是()A該核反應方程為UXHeB粒子和X粒子在磁場中做圓周運動時轉動方向相同C軌跡1、2分別是粒子、X粒子的運動軌跡D粒子、X粒子運動軌跡半徑之比為451答案：ABD解析：顯然選項A中核反應方程正確，選項A正確；U核靜止，根據(jù)動量守恒可知粒子和X粒子速度方向相反，又都帶正電，故轉動方向相同，選項B正確；根據(jù)動量守恒可知粒子和X粒子的動量大小p相等，由帶電粒子在磁場中運動半徑公式R可知軌道半徑R與其所帶電荷量成反比，故粒子、X粒子運動軌跡半徑之比為451，選項C錯誤，D正確12(2018湖北省武漢市四月調研)(多選)一種典型的鈾核裂變是生成鋇核和氪核，同時放出3個中子，核反應方程是UXBaKr3n，已知部分原子核的比結合能與核子數(shù)的關系如圖所示，則下列說法正確的是()A在核反應方程中，X粒子是中子B在核反應方程中，X粒子是質子C.U、Ba和Kr相比，Ba的比結合能最大，它最穩(wěn)定D.U、Ba和Kr相比，U的核子數(shù)最多，它的結合能最大答案：AD解析：由質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得X為n，即中子，選項A正確，B錯誤；從圖中可知中等質量的原子核的比結合能最大，故Kr的比結合能最大，它最穩(wěn)定，選項C錯誤；原子核的結合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，則U、Ba和Kr相比，U的核子數(shù)最多，它的結合能最大，選項D正確13(1)原子核U經放射性衰變變?yōu)樵雍薚h，繼而經放射性衰變變?yōu)樵雍薖a，再經放射性衰變變?yōu)樵雍薝.放射性衰變、和依次為()A衰變、衰變和衰變B衰變、衰變和衰變C衰變、衰變和衰變D衰變、衰變和衰變(2)法國科學家貝可勒爾(H.A.Becquerel)在1896年發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象如圖反映的是放射性元素鈾核衰變的特性曲線由圖可知，鈾的半衰期為_年；請在下式的括號中，填入鈾在衰變過程中原子核放出的粒子的符號UTh()答案：(1)A(2)1 620He解析：(1)衰變過程中電荷數(shù)、質量數(shù)守恒，由題意可得衰變方程分別為：UThHe，ThPae，PaUe，所以A對(2)根據(jù)半衰期的定義，由題圖坐標軸數(shù)據(jù)可知，鈾的半衰期為1 620年；由核反應所遵循的電荷數(shù)守恒和質量數(shù)守恒可知，衰變過程中放出的粒子的電荷數(shù)為Z92902，質量數(shù)為A2382344，符號為He.14如圖甲所示，靜止在勻強磁場中的Li核俘獲一個速度為v07.7104 m/s的中子而發(fā)生核反應，即LinHHe，若已知He的速度v22.0104 m/s，其方向與反應前中子速度方向相同，試求：(1)H的速度大小和方向；(2)在圖乙中，已畫出并標明兩粒子的運動軌跡，請計算出軌跡半徑之比；(3)當He旋轉三周時，粒子H旋轉幾周？答案：(1)1.0103 m/s，方向與v0相反(2)340(3)2周解析：(1)反應前后動量守恒：m0v0m1v1m2v2(v1為氚核速度，m0、m1、m2分別代表中子、氚核、氦核質量)代入數(shù)值可解得：v11.0103 m/s方向與v0相反(2)H、He在磁場中均受洛倫茲力F洛，做勻速圓周運動的半徑之比為r1r2340.(3)H和He做勻速圓周運動的周期之比為T1T232所以它們的旋轉周數(shù)之比為n1n2T2T123即He旋轉3周時，H旋轉2周