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1、课时分层作业（三十六）原子结构 原子核基础题组1.如图是卢瑟福的a 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针，它发出的a 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（）:警 子 源噂子束散射粒子环形荧光屏金箔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.a 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a 粒子发生大角度偏转2.如图所示是卢瑟福设计的一个实验：他在铅块上钻了一个小孔，孔内放入一点镭，使射线只能从这个小孔里发出，随后他将射线引入磁场中，发现射线立即分成三束，
2、他把这三束射线分别命名为a 射线、B射线、Y射线.基于对这三种射线的深入分析，卢瑟福获得了 1907年的诺贝尔奖.以下对这三束射线描述准确的是（）洞的底部A.a 射线的穿透能力最弱，容易被物体吸收B.3射线在真空中的运动速度是光速C.丫 射线本质上是波长极短的电磁波，电离能力极强D.0 射线带负电，是来自镭原子的核外电子3.2021广东卷，1（多选）科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝26.铝2 6 的半衰期为72万年，其衰变方程为患A1一%Mg+Y.下列说法正确的是（）A.Y 是氢核B.Y 是质子C.再经过72万年，现有的铝26衰变一半D.再经过144万年，现有的铝26全部衰变 E/e
3、V2-3.401 -13.604.2019全国卷I,14氢原子能级示意图如图所示.光子能量在1.63 eV 3.10 eV 的光为可见光.要使处于基态（=1）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为（）A.1 2.0 9 e V B.1 0.2 0 e VC.1.8 9 e V D.1.5 1 e V5.2 0 2 1 山东卷，1 在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时，常利用沉积物中半衰期较短的馈1 P b,其衰变方程为$*P b 骨 Bi+X.以下说法正确的是（）A.衰变方程中的X是电子B.升高温度可以加快拶P b 的衰变C.翌 P b 与 碧 Bi 的质量差等于衰变的
4、质量亏损D.方程中的X来自于曾P b 内质子向中子的转化6.“85432V.5&45140%0-0.-O.-1.-3.1 -13.60抗战疫情取得阶段性的胜利，2 0 2 0 年 5月 6日湖北省高三学生迎来了开学，学校校门口都设有红外测温仪，其原理是：被测物体辐射的电磁波只有红外线可被该测温仪捕捉，并转变成电信号.如图为氢原子能级示意图，己知红外线单个光子能量的最大值为1.6 2 e V,当大量处于第5能级的氢原子向较低能级跃迁时;所辐射出的光子中能被红外测温仪捕捉到的光子频率种类有（）A.1 种 B.2种C.3 种 D.4种7.2 0 2 1 全国乙卷，1 7 医学治疗中常用放射性核素 3
5、 1 n 产生丫射线，而 3 1 n 是由半衰期相对较长的1 1 3S n 衰变产生的.对于质量为恤的“3 s n,经过时间f 后剩余”3 s n 质量为处其T 图线如图所示.从图中可以得到”3 s n 的半衰期为（）A.6 7.3 d B.l O l.O dC.1 1 5.1 d D.1 2 4.9 d8 .有四个核反应方程如下：$U+i n-S r+劈 X e+3 x i；H+及 2 H e+o n$UT T h+黑为 M g+i H e A l+%4下列说法正确的是（）A.是核聚变 B.X 2 为；HC.是核裂变 D.同为中子9 .太阳能源于其内部的聚变反应，太阳质量也随之不断减少.设每
6、次聚变反应可看作4 个氢核结合成1 个氢核，太阳每秒钟辐射的能量约为4.0X 102 6J.下列说法正确的是（）A.该聚变反应在常温下也容易发生B.太阳每秒钟减少的质量约4.4X 1（）9 kgC.该聚变的核反应方程是4；H-；He+2_?eD.目前核电站采用的核燃料主要是氢核综合题组10.2022福建三明模拟 按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为小的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为的圆轨道上，已知心仍，则在此过程中（）A.原子要发出某一频率的光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量也减小B.原子要吸收某一频率的光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小C.原子要发
7、出一系列频率的光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小D.原子要吸收一系列频率的光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量也增大11.2022潍坊模拟 威耳逊云室是能显示带电粒子径迹的实验装置，是研究微观粒子的重要器材.在真空云室中的矩形区域内存在着匀强磁场，在 A 点有一静止的原子核留T h发生了某种衰变，生成的新核和释放出的粒子在磁场中的径迹如图中的曲线所示，下列说法正确的是（）A.窗 T h核发生的是a 衰变B.曲线a 是新核的径迹C.匀强磁场方向垂直纸面向里D.曲线“、匕的半径比与新核和粒子的质量有关12.X X X XX X X X嚼UX X X XX X X
8、 X如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，静止的黄U 发生a 衰变，生成新原子核X,己知a 粒子和新核X 在纸面内做匀速圆周运动，则（）A.原子核X 的电荷数为9 1,质量数为236B.a 粒子做顺时针圆周运动C.a 粒子和原子核X 的周期之比为10：13D.a 粒子和原子核X 的半径之比为45：21 3.（多选）如图所示，甲图为演示光电效应的实验装置；乙图为八 仄 c 三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线；丙图为氢原子的能级图；丁图给出了几种金属的逸出功和极限频率.以下说法正确的是（）几种金属的逸出功和极限频率金属WeVo j（x 10I4HZ）钠2.2 95.53钾2.2
9、 55.4 4锄2.1 35.1 5TA.若匕光为绿光，c 光可能是紫光B.若“光为绿光，c 光可能是紫光C.若匕光光子能量为2.8 1 e V,用它照射由金属锄构成的阴极，产生的大量具有最大初动能的光电子去轰击大量处于=3激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光D.若 b光光子能量为2.8 1 e V,用它直接照射大量处于=2 激发态的氢原子，可以产生 6 种不同频率的光1 .解析：卢瑟福根据a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，选 项 B 错误；电子质量太小，对 a粒子的影响不大，选 项 C错误；绝大多数的
10、a粒子穿过金箔后，几乎仍沿原方向前进，选项D错误.答案：A2 .解析：a射线穿透能力最弱，电离能力最强，容易被物体吸收，故 A正确；0射线的速度约是光速的9 9%,故 B错误；丫射线本质是一种波长极短的电磁波，电离能力极弱,故 C错误；p射 线（高速电子流）带负电，是由中子转变成质子后释放的电子组成的，故 D错误.答案：A3 .解析：根据电荷数守恒与质量数守恒可知Y为正电子？e,A、B错误.经过一个半衰期，铝 2 6 衰变一半，经过两个半衰期，铝 2 6 还剩下四分之一，C正确，D错误.答案：C4 .解析：本题考查原子的能级跃迁问题，体现了模型建构的核心素养.由题图数据分析可知，只有氢原子从=
11、3 能级跃迁到=2 能级辐射出的光子能量在可见光光子能量范围内，所以处于基态（=1）的氢原子最少也要跃迁到=3 能级，氢原子吸收的能量最小为AE=E3-Ei=12.09eV,故选A.答案:A5.解析：根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X 是电子，A 项正确；放射性元素的半衰期非常稳定，不受温度、压强以及该物质是单质还是化合物的影响，B 项错误；2*P b 与猾 B i和电子X 的质量差等于衰变的质量亏损，C 项错误；方程中的X 来自于置P b 内中子向质子的转化，D 项错误.答案：A5X46.解析：根据C：=1 0 种知，大量处于=5 的氢原子向低能级跃迁时，可能发 出 10种 不 同 频 率
12、的 可 见 光.根 据 能 级 的 跃 迁 满 足 E”，得跃迁产生的光子能量分别是 13.06 eV,12.75 eV,12.09 eV,10.2 eV,2.86 eV,2.55 eV,1.89 eV,0.97 eV,0.66 eV,0.31 eV.由于红外线单个光子能量的最大值为1.62 e V,所以能被红外测温仪捕捉的光子能量有 0.97 eV,0.66 eV,0.31 e V,共 3 种，故 C 正确，A、B、D 错误.答案：C7 .解 析：题中给出喘7图线是向下凹的曲线，第时对应的时间小于67.3:82.4 d=i2 4.8 5 d,且由数学知识知其与124.85 d 相差不会太大，
13、所以ABD选项错误，选项C 正确.答案:C8.解析：根据质量数守恒与电荷数守恒可知，M 的质量数为235+1-95-138=1,而392 38 54电荷数为空 号 =0,所以凡是:n,是核裂变反应，故 A 错误；及的质量数为3+1-2=2,而电荷数为2-1 =1,所以念是；H,故 B 正确；心的质量数为2382 3 4=4,而电荷数为929 0=2,所以用是；H e,是 a 衰变，故 C 错误；足的质量数为24+427=1,而电荷数为12+2-13=1,所以心是；H,故 D 错误.答案：B9.解析：该聚变反应需要在高温高压条件下发生，所以A 错误；根据爱因斯坦的质能方程，可 得 太 阳 每 秒
14、 钟 减 少 的 质 量 为=4.4X109k g,所以B 正确；根据核反应过程中的质量数守恒可得，该聚变的核反应方程为4；H-；He+2?e,生成物中是正电子，不是电子，所 以 C 错误；目前核电站采用的核燃料是铀核，利用铀核的裂变反应过程中释放的核能，所以D 错 误.故 选 B.答案：B10.解析：由玻尔氢原子理论知，电子轨道半径越大，原子能量越大，当电子从5 跃迁 到%时，原子能量减小，放出光子；在电子跃迁过程中，库仑力做正功，原子的电势能减小；由库仑力提供电子做圆周运动的向心力，即警=%，厂减小，电子速度增大，动能增大，综上所述可知A 正确.答案：A11.解析：衰变后生成的新核和释放的
15、粒子的初速度反向，由题图可知新核和释放出的粒子在磁场中做圆周运动的方向相反，则新核和释放出的粒子的电性相反，所以$T h 核发生的是p衰变，其核反应方程为锵T h-需 p a+L e,故 A错误；衰变后新核和粒子在磁2场中做圆周运动，由卯8=竿知=狷，衰变过程中动量守恒，新核和B粒子的动量大小相等，其轨迹半径比为新核和B粒子电荷量的反比，与质量无关，所以曲线a半径较大应是。粒子的径迹，故 B、D错误；对于。粒子的轨迹曲线,由左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，故 C正确.答案：C1 2 .解析：根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，原子核X的电荷数为9 2 2=9 0,质量数为2 3 8 4=2
16、3 4,选项A错误；a粒子带正电，由左手定则可知，a粒子做逆时针圆周运动，选项B错误；根据7=塞可知，a粒子和原子核X的周期之比：亲=弓 X患qt)lx L 2 3 4,选项C正确；根据动量守恒定律，a粒子和原子核X的动量大小相同，r=湍 8；可知，a粒子和原子核X的半径之比为刍=岑=苧，选项D错误.r x 2 1答案：C1 3 .解析：本题考查能级跃迁理论及根据/U图象分析光电效应现象.由光电效应方程 a=加一 W o 和 e U c=E i;联立有e U c=/?v-W o,即光子照射同一金属时，只要遏止电压一样，说明光子的频率一样，遏止电压越大，光子的频率越大，因此可知光和c光的频率相同且大于。光的频率，故 A 错误，B正确；光照射金属锄，产生光电子的最大初动能为反=2.8 1 eV2.13eV=O.6 8 eV,用光电子轰击氢原子，氢原子可以只吸收电子的部分能量而发生跃迁，因此处于=3 能级的氢原子吸收的能量为A E k=。8 5 e V-(1.5 1 e V)=0.6 6 e V,这时氢原子处在=4的能级，向低能级跃迁可辐射C：=6种不同频率的光，故 C正确；若用光照射氢原子，氢原子只能吸收能量恰好为能级之差的光子，0.6 8 e V 不满足该条件，因此此光子不被吸收，故 D错误.答案：B C