江苏版高考物理一轮复习课时分层作业43原子结构和原子核含答案

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题组一 玻尔理论和能级跃迁
1．下列说法中不正确的是( )
A．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的运动得出了阴极射线是带负电的粒子的结论，并求出了阴极射线的比荷
B．卢瑟福α粒子散射实验结果表明电子是原子的组成部分，原子不可再分的观念被打破
C．氢原子从高能级跃迁到低能级，能量减小，动能增大
D．氢原子光谱表明氢原子的能量是不连续的
2.图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n＝3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29 eV 的金属钠。下列说法正确的是( )
A．逸出光电子的最大初动能为10.80 eV
B．n＝3跃迁到n＝1放出的光子动量最大
C．有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应
D．用0.85 eV的光子照射，氢原子跃迁到n＝4激发态
题组二 原子核的衰变及半衰期
3．(2021·广东卷)科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝26。铝26的半衰期为72万年，其衰变方程为eq \\al(26,13)Al→eq \\al(26,12)Mg＋Y。下列说法正确的是( )
A．Y是氦核
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
4．居里夫妇和贝克勒尔由于对放射性的研究而一起获得1903年的诺贝尔物理学奖，下列关于放射性的叙述，正确的是( )
A．自然界中只有原子序数大于83的元素才具有放射性
B．三种天然放射线中，电离能力和穿透能力最强的是α射线
C．α衰变eq \\al(238, 92)U→X＋eq \\al(4,2)He的产物X由90个质子和144个中子组成
D．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关
5.自然界存在的放射性元素的原子核并非只发生一次衰变就达到稳定状态，而是要发生一系列连续的衰变，最终达到稳定状态。某些原子核的衰变情况如图所示(N表示中子数，Z表示质子数)，则下列说法正确的是( )
A．由eq \\al(228, 88)Ra到eq \\al(228, 89)Ac的衰变是α衰变
B．已知eq \\al(228, 88)Ra的半衰期是T，则8个eq \\al(228, 88)Ra原子核经过2T时间后还剩2个
C．从eq \\al(228, 90)Th到eq \\al(208, 82)Pb共发生5次α衰变和2次β衰变
D．图中原子核发生的α衰变和β衰变分别只能产生α射线和β射线
题组三 核反应方程及书写
6．秦山核电站生产eq \\al(14, 6)C的核反应方程为eq \\al(14, 7)N＋eq \\al(1,0)n→eq \\al(14, 6)C＋X，其产物eq \\al(14, 6)C的衰变方程为eq \\al(14, 6)C→eq \\al(14, 7)N＋eq \\al( 0,－1)e。下列说法正确的是( )
A．X是eq \\al(1,1)H
B.eq \\al(14, 7)N可以用作示踪原子
C.eq \\al( 0,－1)e来自原子核外
D．经过一个半衰期，10个eq \\al(14, 6)C将剩下5个
7．我国自主研究制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。下列核反应方程中属于聚变反应的是( )
A.eq \\al(2,1)H＋eq \\al(3,1)H→eq \\al(4,2)He＋eq \\al(1,0)n
B.eq \\al(14, )7N＋eq \\al(4,2)He→eq \\al(17, )8O＋eq \\al(1,1)H
C.eq \\al(4,2)He＋eq \\al(27,13)Al→eq \\al(30,15)P＋eq \\al(1,0)n
D.eq \\al(235, )92U＋eq \\al(1,0)n→eq \\al(144, )56Ba＋eq \\al(89,36)Kr＋3eq \\al(1,0)n
题组四 质量亏损及核能的计算
8．(2023·南京师范大学附属中学模拟)2022年12月15日秦山核电站迎来了安全发电31周年，核电站累计发电约7.4×1011 kW·h。为了提高能源利用率，核电站还将利用冷却水给周围居民供热。下列说法正确的是( )
A．秦山核电站利用的是核聚变释放的能量
B．秦山核电站发电使原子核亏损的质量约为29.6 kg
C．核电站反应堆中需要用镉棒控制链式反应的速度
D．反应堆中存在eq \\al(235, 92)U→eq \\al(144, 56)Ba＋eq \\al(89,36)Kr＋2eq \\al(1,0)n的核反应
9．氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：eq \\al(2,1)H＋eq \\al(3,1)H→eq \\al(4,2)He＋X，式中X是某种粒子。已知：eq \\al(2,1)H、eq \\al(3,1)H、eq \\al(4,2)He和粒子X的质量分别为2.014 1 u、3.016 1 u、4.002 6 u和1.008 7 u；1 u＝931.5 MeV/c2，c是真空中的光速。由上述反应方程和数据可知( )
A．粒子X是eq \\al(1,1)H
B．该反应中的质量亏损为0.028 9 u
C．该反应释放出的能量约为17.6 MeV
D．该反应中释放的全部能量转化为粒子X的动能
10.如图所示为氢原子能级示意图的一部分，根据玻尔理论，下列说法中正确的是( )
A．从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出电磁波的波长长
B．大量处于n＝4能级的电子向低能级跃迁时可放出4种频率的光子
C．从n＝4能级跃迁到n＝3能级，电子的电势能增大
D．从n＝3能级跃迁到n＝2能级时辐射的光子可以使逸出功为2.5 eV的金属发生光电效应
11．(2023·无锡市大桥实验中学高三检测)下列四幅图分别对应着四种说法，其中正确的是( )
A．氢原子能级图 B．α、β、γ穿透能力
C．氡的衰变 D．原子弹的爆炸
A．氢原子辐射出一个光子后，电势能增大，动能减小
B．重核的裂变反应方程可以有eq \\al(235, 92)U→eq \\al(144, 56)Ba＋eq \\al(89,36)Kr＋2eq \\al(1,0)n
C．根据α、β、γ射线的特点可知，射线1是α射线，射线2是β射线，射线3是γ射线
D．天然放射性元素的半衰期由原子核内部自身的因素决定，跟所处的化学状态和外部条件有关
12.原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线，下列判断正确的有( )
A.eq \\al(4,2)He核的结合能约为14 MeV
B.eq \\al(6,3)Li比eq \\al(4,2)He更稳定
C．两个eq \\al(2,1)H核结合成eq \\al(4,2)He核时释放能量
D.eq \\al(235, )92U核中核子的平均结合能比eq \\al(89,36)Kr核中的大
13．由于放射性元素镎eq \\al(237, 93)Np的半衰期很短，在自然界很难被发现，只有通过人工的方法制造，已知镎eq \\al(237, 93)Np经过一系列α衰变和β衰变后变成铋eq \\al(209, 83)Bi，下列说法正确的是( )
A．镎eq \\al(237, 93)Np原子核比铋eq \\al(209, 83)Bi原子核多28个质子
B．发生了7次α衰变和6次β衰变
C．一定量的放射性核元素，随着存放时间的推移，放射线的穿透力越来越弱
D．镎eq \\al(237, 93)Np原子核的平均结合能小于衰变后生成的原子核的平均结合能
14．海水中含有丰富的氘，完全可充当未来的主要能源。两个氘核的核反应产生一个eq \\al(3,2)He核和一个粒子，其中氘核的质量为2.013 0 u，氦核的质量为3.015 0 u，中子的质量为1.008 7 u。(1 u＝931.5 MeV)，求：
(1)写出核反应方程；
(2)核反应中释放的核能；
(3)在两个氘核以相等的动能0.35 MeV进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的情况下，反应中产生的粒子和氦核的动能。
15．在方向垂直纸面的匀强磁场中，静止的eq \\al(210, 84)P核沿与磁场垂直的方向放出eq \\al(4,2)He核后变成Pb的同位素粒子。已知eq \\al(210, 84)P原子核质量为209.982 87 u，Pb的同位素粒子的质量为205.974 6 u，eq \\al(4,2)He原子核的质量为4.002 60 u,1 u相当于931.5 MeV。求：(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，1 eV＝1.6×10－19 J，真空中光速c＝3×108 m/s，计算结果均保留三位有效数字)
(1)请写出核反应方程并计算该核反应释放的核能；
(2)若释放的核能以电磁波的形式释放，求电磁波的波长；
(3)若释放的核能全部转化为机械能，求Pb的同位素粒子和eq \\al(4,2)He核在磁场中运动的半径之比。