(浙江专版)2019届高考物理一轮复习 第13章 动量守恒定律近代物理 5 第四节 原子与原子核随堂

5 第四节原子与原子核

1．下列说法中正确的有( )

A．α粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构

B．电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性

C．放射性元素的半衰期与原子所处的物理、化学状态有关

D．玻尔将量子观念引入原子领域，并能够解释氢原子的光谱特征

解析：选BD．α粒子散射实验说明了原子具有核式结构，选项A错误；衍射和干涉是波特有的现象，电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性，选项B正确；放射性元素的半衰期与原子所处的物理、化学状态无关，选项C错误；玻尔提出了定态假设、轨道量子化和跃迁假设，将量子观念引入了原子领域，并能够解释氢原子的光谱特征，选项D正确．2．能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一．下列释放核能的反应方程，表述正确的有( )

A．31H＋21H→42He＋10n是核聚变反应

B．31H＋21H→42He＋10n是β衰变

C．235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n是核裂变反应

D．235 92U＋10n→140 54Xe＋9438Sr＋210n是α衰变

解析：选AC．β衰变时释放出电子(0－1e)，α衰变时释放出氦原子核(42He)，可知选项B、D错误；选项A中一个氚核和一个氘核结合成一个氦核并释放出一个中子是典型的核聚变反应；选项C中一个U235原子核吸收一个中子，生成一个Ba原子核和一个Kr原子核并释放出三个中子．

3．关于原子核的结合能，下列说法正确的是( )

A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量

B．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能

C．铯原子核(133 55Cs)的结合能小于铅原子核(208 82Pb)的结合能

D．比结合能越大，原子核越不稳定

解析：选ABC．原子核分解成自由核子时，需要的最小能量就是原子核的结合能，选项A正确．重核衰变时释放能量，衰变产物更稳定，即衰变产物的比结合能更大，衰变前后核子数不变，所以衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，选项B正确．铯核的核子数比铅核的核子数少，其结合能也小，选项C正确．比结合能越大，原子核越稳定，选项D错误．

4．

如图为氢原子的能级示意图，则下列对氢原子跃迁的理解正确的是( )

A．由高能级向低能级跃迁时辐射出来的光电子一定不能使逸出功为3．34 eV的金属发生光电效应

B．大量处于n＝4能级的氢原子向n＝1能级跃迁时，向外辐射6种不同频率的光子C．大量处于n＝3能级的氢原子向n＝1能级跃迁时，用发出的光照射逸出功为3．34 eV 的金属，从金属表面逸出的光电子的最大初动能为8．75 eV

D．如果用光子能量为10．3 eV的光照射处于n＝1能级的氢原子，则该能级的氢原子能够跃迁到较高能级

解析：选BC．氢原子从高能级向低能级跃迁时放出的光子的能量等于前后两个能级之差，当氢原子从高能级跃迁到基态时放出的光子的能量最小值为－3．4 eV－(－13．6 eV)＝10．2 eV，大于3．34 eV，所以一定能使逸出功为3．34 eV的金属发生光电效应，A错

误；大量处于n＝4能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子的种类为C24＝4×3

2

＝6，B正确；

大量处于n＝3能级的氢原子向n＝1能级跃迁时，辐射出的光子能量最大为－1．51 eV－(－13．6 eV)＝12．09 eV，用此光子照射逸出功为3．34 eV的金属，由爱因斯坦光电效应方程可得该金属的最大初动能为12．09 eV－3．34 eV＝8．75 eV，C正确；当氢原子由低能级向高能级跃迁时，氢原子吸收的光子能量一定等于两能级之间的能量差，而由氢原子的能级图可知任何两能级间的能量差都不等于10．3 eV，因此不能使n＝1能级的氢原子跃迁到较高的能级，D错误．

5．(2018·南京、盐城、连云港三市高三模拟)下列说法中正确的是( )

A．电子的衍射现象说明实物粒子也具有粒子性

B．β衰变是原子核内部一个质子转化成一个中子的过程

C．电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性

D．β衰变是原子核内部一个中子转化成一个质子的过程

解析：选CD．电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性，选项A错误，C正确；β衰变是原子核内部一个中子转化成一个质子的过程，选项B错误，D正确．6．(2018·无锡天一中学检测)下列说法中正确的是( )

A．裂变物质体积小于临界体积时，链式反应不能进行

B．裂变物质体积小于临界体积时，链式反应能进行

C．原子核内部一个质子转化成一个中子时，会同时释放出一个电子

2

3 D ．铀235的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变长

解析：选A ．链式反应的条件：大于临界体积，因此当物质体积小于临界体积时，链式反应不能进行，故A 对，B 错；原子核内部一个质子转化成一个中子时，会同时释放出一个正电子，故C 错；元素的半衰期与环境及化学状态无关，故D 错．

7．太阳内部不断地进行着各种核聚变反应，一个氘核 和一个氚核结合成一个氦核就是其中之一，请写出其核反应方程________________；如果氘核的比结合能为E 1，氚核的比结合能为E 2，氦核的比结合能为E 3，则上述反应释放的能量可表示为________．

解析：根据质量数和电荷数守恒即可写出核反应方程，核子聚集时释放能量，核子分开时吸收能量，故核反应方程为21H ＋31H ―→42He ＋1

0n ，核反应释放的能量为4E 3－3E 2－2E 1．

答案：见解析

8．(2018·南京师大附中高三模拟)(1)关于下列四幅图说法正确的是________．

A ．玻尔原子理论的基本假设认为，电子绕核运行轨道的半径是任意的

B ．光电效应产生的条件为：光强大于临界值

C ．电子束通过铝箔时的衍射图样证实了运动电子具有波动性

D ．发现少数α粒子发生了较大偏转，说明金原子质量大而且很坚硬

(2)某次光电效应实验中，测得某金属的入射光的频率ν和反向遏止电压U c 的值如下表所示．(已知电子的电量为e ＝1．6×10－19C)

c

4 ①这种金属的截止频率为______________Hz ；(保留三位有效数字)

②普朗克常量为________J ·s ．(保留两位有效数字)

(3)室内装修污染四大有害气体是苯系物、甲醛、氨气和氡．氡存在于建筑水泥、矿渣砖、装饰石材及土壤中．氡看不到，嗅不到，但它进入人的呼吸系统能诱发肺癌，是除吸烟外导致肺癌的重大因素．静止的氡核222 86Rn 放出一个粒子x 后变成钋核218

84Po ，钋核的动能为0．33 MeV ，若衰变放出的能量全部变成钋核和粒子x 的动能．则：

①写出上述衰变的核反应方程；

②求粒子x 的动能．(保留两位有效数字)

解析：(2)①由图象读得这种金属的截止频率为：

(4．27±0．01)×1014Hz ； ②由图线斜率k ＝h e ＝ΔU c Δν

＝3．93×10－15V ·s ， 解得：h ＝(6．3±0．1)×10

－34J ·s ． (3)①222 86Rn →218 84Po ＋42He ．

②设钋核的质量为m 1、速度为v 1，粒子x 的质量为m 2、速度为v 2，根据动量守恒定律有0＝m 1v 1－m 2v 2

粒子x 的动能

E k2＝(m 2v 2)22m 2＝m 1v 212×m 1m 2＝109E k12

＝18 MeV ． 答案：(1)C (2)①(4．27±0．01)×1014

②(6．3±0．1)×10

－34 (3)①222 86Rn →218 84Po ＋42He ②18 MeV

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