（江苏专版）2019版高考物理二轮复习专题五第三讲原子结构与原子核课前自测诊断卷（含解析）.doc

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1、1原子结构与原子核考点一 原子结构与原子光谱1.考查 粒子散射实验装置及结论如图是卢瑟福的 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钋，它发出的 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( )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 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 粒子发生大角度偏转解析：选 A 卢瑟福根据 粒子散射实验，提出了原子核式结构模型，选项 A 正确，B 错误；电子质量太小，对 粒子的影响不大，选项 C 错误；绝大多数 粒子穿过金箔后，基本上仍沿原

2、方向前进，D 错误。2考查对玻尔理论及氢原子能级的理解下列关于玻尔原子理论及氢原子能级的说法，正确的是( )A原子中的电子在某一定态时，电子做加速运动，向外辐射能量B原子中的电子运行轨道分布是连续的C由氢原子能级示意图知，处于基态的氢原子至少要吸收 13.6 eV 的能量才能发生电离D氢原子的核外电子由一个能级跃迁到另一个能级时，氢原子的能量一定增大解析：选 C 原子处于称为定态的能量状态时，虽然电子做加速运动，但并不向外辐射能量，故 A 错误。原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的，故 B 错误。由氢原子能级示意图知，处于基态的氢原子至少要吸收

3、 13.6 eV 的能量才能发生电离，故 C 正确。氢原子的核外电子由高能级向低能级跃迁时释放能量，能量减少；若从低能级向高能级跃迁，则要吸收能量，能量增大，故 D错误。3考查氢原子能级分布图及其应用多选如图所示是氢原子的能级图，大量处于 n5 激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出 10 种不同频率的光子。其中莱曼系是指氢原子由高能级向 n1 能级跃迁时释放的光子，则( )2A10 种光子中波长最短的是从 n5 激发态跃迁到基态时产生的B10 种光子中有 4 种属于莱曼系C使 n5 能级的氢原子电离至少要 0.85 eV 的能量D从 n2 能级跃迁到基态释放光子的能量等于从 n3 能级

4、跃迁到 n2 能级释放光子的能量解析：选 AB n5 激发态跃迁到基态时产生的光子的能量最大，频率最大，所以波长最短，故 A 正确；由题意知，从 n5、4、3、2 激发态跃迁到 n1 时发出的 4 种光子属于莱曼系，故 B 正确；由题图知， n5 能级的电离能为 0.54 eV，所以 C 错误；从 n2 能级跃迁到基态释放光子的能量大于从 n3 能级跃迁到 n2 能级释放光子的能量，所以 D 错误。4考查玻尔氢原子能级跃迁理论多选图示为氢原子的能级图，现有一群处于 n3 激发态的氢原子，则这些原子跃迁时( )A能发出 3 种不同频率的光子B发出的光子最小能量是 0.66 eVC发出的光子最大能

5、量是 12.75 eVD由 n3 能级跃迁到 n1 能级时发出的光子频率最高解析：选 AD 一群处于 n3 激发态的氢原子，可能发出 C323 种不同频率的光子，故 A 正确；由 n3 能级向 n2 能级跃迁时发出的光子能量最小，则光子频率也最小，最小能量为(1.51 eV)(3.4 eV)1.89 eV，故 B 错误；由 n3 能级向 n1 能级跃迁时发出的光子能量最大，则光子频率也最大，波长最小。最大能量为(1.51 eV)(13.6 eV)12.09 eV，故 C 错误，D 正确。5考查玻尔氢原子跃迁和电离氢原子处于基态时，原子的能量为 E113.6 eV，当处于激发态时，能量为En (

6、普朗克常量 h6.6310 34 Js，真空中光速 c3.010 8 m/s)。E1n2(1)若有大量的氢原子处于 n4 的激发态，则在跃迁过程中可能释放出几种频率的光子？(2)当氢原子从 n3 的激发态跃迁到 n1 的基态时，向外辐射光子的波长是多少？(结果保留 3 位有效数字)(3)若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射原子？(结果保留3 位有效数字)解析：(1)有大量的氢原子处于 n4 的激发态，则在跃迁过程中可能释放出 C426 种频率的光子。3(2)由跃迁方程得 h E3 E1又有 c ， E3 ，E132联立解得向外辐射光子的波长是 1.0310 7 m。(3)要

7、使处于基态的氢原子电离，入射光子必须满足 h 0 E1代入数据解得 Hz3.2810 15 Hz。E1h 13.6 1.610 196.6310 34答案：(1)6 种 (2)1.0310 7 m (3)3.2810 15 Hz考点二 原子核的衰变 半衰期6.考查历史事实在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法不符合历史事实的是( )A密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B贝可勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核C居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素D汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的

8、粒子组成的，并测出了该粒子的比荷解析：选 B 密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值，故 A 正确；贝可勒尔通过对天然放射性现象的研究，证明原子核有复杂结构， 粒子散射实验说明原子中存在原子核，故 B 错误；居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素，故 C 正确；汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷，故 D 正确。7考查三种射线的特点如图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，他把三束射线分别命名为 射线、 射线

9、、 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( )A 射线的穿透能力最弱，容易被物体吸收B 射线在真空中的运动速度是光速C 射线本质上是波长极短的电磁波，电离能力极强D 射线带负电，是来自镭原子的核外电子解析：选 A 穿透能力最弱是 射线，电离作用强，容易被物体吸收，故 A 正确；射线的速度约是光速的十分之九，故 B 错误； 射线是一种波长很短的电磁波，电离能力极弱，故 C 错误； 射线(高速电子流)带负电，是由一个中子转化成一个质子后转化而来4的，故 D 错误。8考查 、 衰变次数的计算在一个 U 原子核衰变为一个 Pb 原子核的过程

10、中，发生 衰变的次数为( )23892 20682A6 次 B10 次C22 次 D32 次解析：选 A 一个 U 原子核衰变为一个 Pb 原子核的过程中，发生 衰变的次23892 20682数为(238206)48 次，发生 衰变的次数为 28(9282)6 次，选项 A 正确。9考查对半衰期概念的理解多选地球年龄有多大？一直是科学研究的问题，其中一种方法是利用天然放射性元素的衰变规律探测。通过对古老岩石中铀和铅的含量的测定，设铀核衰变后全部变成铅核，通过计算推出该岩石中含有的铀是岩石形成初期的一半，铀 238 的相对含量随时间变化关系如图，由此可判断( )A铀 238 的半衰期为 90 亿

11、年B地球年龄大约 45 亿年C被测定的岩石在 90 亿年后铀、铅粒子比例约为 14D被测定的岩石在 90 亿年后铀、铅粒子比例约为 13解析：选 BD 由于测定出该岩石中含有的铀是岩石形成初期时的一半，由图像可知对应的时间是 45 亿年，即地球年龄大约为 45 亿年，半衰期为 45 亿年，故 A 错误，B 正确；设被测定的岩石在 90 亿年后铀原子的数目为 N，铅原子的数目为 N1，则 ，可得：NN N1 14 ，即铀、铅粒子数之比为 13，故 C 错误，D 正确。NN1 13考点三 核反应方程与核能计算10.考查核反应的分类对下列各原子核变化的方程，表述正确的是( )A H H He n 是

12、核聚变反应31 21 42 10B H H He n 是 衰变31 21 42 10C Se Kr2 e 是核裂变反应8234 8236 10D. U n Xe Sr2 n 是 衰变23592 10 1405 9438 10解析：选 A H H He n，属于核聚变反应，A 正确，B 错误； Se Kr - e31 21 42 10 8234 8236 01是 衰变，C 错误； U n Xe Sr2 n 是核裂变反应，D 错误。23592 10 1405 9438 1011考查常见的核反应方程多选以下说法正确的是( )A卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为： He N O H42 147 1

13、78 1B铀核裂变的核反应是： U Ba Kr2 n23592 14156 9236 105C质子、中子、 粒子的质量分别为 m1、 m2、 m3，两个质子和两个中子结合成一个 粒子，释放的能量是：( m1 m2 m3)c2D在衰变方程 PuX He 中，X 原子核的质量数是 23523994 42解析：选 AD 卢瑟福通过 粒子轰击氮核得到质子，A 项中的核反应方程式电荷数、质量数都守恒，故 A 正确；铀核裂变的核反应是 U n Ba Kr3 n，故 B 错误；23592 10 14156 9236 10根据质能方程知两个质子和两个中子结合成一个 粒子，释放的能量是2( m1 m2) m3c

14、2 ，故 C 错误；根据质量数和电荷数守恒可知在衰变方程 PuX He 中，X 原子核23994 42的质量数是 235，故 D 正确。12考查裂变与质能方程多选核电站中采用反应堆使重核裂变，将释放出的巨大能量转换成电能。反应堆中一种可能的核反应方程式是 U n Nd Zr xy，设 U 核质量为 m1，中子质量23592 10 14360 904为 m2，Nd 核质量为 m3，Zr 核质量为 m4，x 质量为 m5，y 质量为 m6，那么，在所给的核反应中( )Ax 可能是 3 H，y 可能是 11- e21 01Bx 可能是 3 n，y 可能是 8- e10 01C释放的核能为( m1 m

15、2 m3 m4 m5 m6)c2D释放的核能为( m3 m4 m5 m6 m1 m2)c2解析：选 BC 根据质量数和电荷数守恒，若 x 是 3 H，y 是 11- e，则质量数不守恒，21 01若 x 是 3 n，y 是 8- e，则都满足，故 A 错误 B 正确；根据质能方程可知释放的核能为10 01(m1 m2 m3 m4 m5 m6)c2，故 C 正确 D 错误。13考查轻核聚变与质能方程多选太阳能量的来源是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，核聚变反应可以看作是 4 个氢核( 11H)结合成 1 个氦核同时放出 2 个正电子。下表中列出了部分粒子的质量(取 1 u 1610 26

16、kg)粒子名称 质子(p) 粒子 正电子(e) 中子(n)质量/u 1.007 3 4.001 5 0.000 55 1.008 7以下说法中正确的是( )A核反应方程为 4 H He2 e1 42 01B4 个氢核结合成 1 个氦核时的质量亏损约为 0.026 6 kgC4 个氢核结合成 1 个氦核时的质量亏损约为 4.431029 kgD聚变反应过程中释放的能量约为 4.01012 J解析：选 ACD 由核反应的质量数守恒及电荷数守恒得 4 H He2 e，故 A 正确。反1 42 016应中的质量亏损为 m4 mp m 2 me(41.007 34.001 520.000 55)u0.0

17、26 6 u4.4310 29 kg，故 C 正确，B 错误。由质能方程得 E mc24.4310 29 (3108)2 J4.010 12 J，故 D 正确。14考查比结合能曲线多选(2017江苏高考)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 He 核的结合能约为 14 MeV42B He 核比 Li 核更稳定42 63C两个 H 核结合成 He 核时释放能量21 42D. U 核中核子的平均结合能比 Kr 核中的大23592 8936解析：选 BC 由题图可知， He 的比结合能为 7 MeV，因此它的结合能为 7 42MeV428 MeV，A 项错误；比结合能越大，表明原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，结合题图可知 B 项正确；两个比结合能小的 H 核结合成比结合能大的 He 时，会释21 42放能量，C 项正确；由题图可知， U 的比结合能(即平均结合能)比 Kr 的小，D 项错23592 8936误。