2020届高考物理总复习12.2原子结构与原子核针对训练（含解析）新人教版 3页

12.2原子结构与原子核1.（2019年舟山质检）处于激发状态的原子，在入射光的电磁场的影响下，从高能态向低能态跃迁，两个状态之间的能量差以辐射光子的形式发射出去，这种辐射叫作受激辐射.原子发生受激辐射时，发出的光子频率、发射方向等，都跟入射光子完全一样，这样使光得到加强，这就是激光产生的机理.那么，发生受激辐射时，产生激光的原子的总能量E、电势能Ep、电子动能Ek的变化情况是（　　）A.Ep增大、Ek减小、E减小B.Ep减小、Ek增大、E减小C.Ep增大、Ek增大、E增大D.Ep减小、Ek增大、E不变解析：发生受激辐射时，向外辐射能量，知原子总能量减小，轨道半径减小，根据k＝m知，电子的动能增大，由于能量减小，则电势能减小，故A、C、D错误，B正确.答案：B2.（多选）如图12－2－7所示是氢原子的能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出6种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n＝2能级跃迁时释放的光子，则（　　）图12－2－7A.6种光子中波长最长的是n＝4激发态跃迁到基态时产生的B.6种光子中有2种属于巴耳末系C.使n＝4能级的氢原子电离至少要0.85eV的能量D.若从n＝2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应，则从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子也一定能使该金属板发生光电效应解析：根据跃迁假说，在跃迁的过程中释放光子的能量等于两能级之差，故从n＝4跃迁到n＝3时释放光子的能量最小，频率最小，波长最长，所以A错误；由题意知6种光子中有2种属于巴耳末系，它们分别是从n＝4跃迁到n＝2和从n＝3跃迁到n＝2时释放的光子，所以B正确；E4＝－0.85eV，故n＝4能级的电离能等于0.85eV，所以C正确；由题图知，从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子的能量小于n＝2能级跃迁到基态释放的光子的能量，所以D错误.答案：BC3.（2019年东北三校一联）（多选）如图12－2－8所示，氢原子可在下列各能级间发生跃迁，设从n＝4到n＝1能级辐射的电磁波的波长为λ1，从n＝4到n＝2能级辐射的电磁波的波长为λ2，从n＝2到n＝1能级辐射的电磁波的波长为λ3，则下列关系式中正确的是（　　）n图12－2－8A.λ1<λ3B.λ3<λ2C.λ3>λ2D.＝＋解析：已知从n＝4到n＝1能级辐射的电磁波的波长为λ1，从n＝4到n＝2能级辐射的电磁波的波长为λ2，从n＝2到n＝1能级辐射的电磁波的波长为λ3，则λ1、λ2、λ3的关系为h>h>h，即>，λ1<λ3，>，λ3<λ2，又h＝h＋h，即＝＋，则＝－，即正确选项为A、B.答案：AB4.（2018年高考·课标全国卷Ⅲ）1934年，约里奥·居里夫妇用α粒子轰击铝核Al，产生了第一个人工放射性同位素X：α＋Al→n＋X.X的原子序数和质量数分别为（　　）A.15和28B.15和30C.16和30D.17和31解析：据α粒子和中子的质量数和电荷数写出核反应方程：He＋Al→n＋X，结合质量数守恒和电荷数守恒得，A＝4＋27－1＝30，Z＝2＋13－0＝15，原子序数等于核电荷数，故B正确.答案：B5.（多选）14C发生放射性衰变成为14N，半衰期约5700年.已知植物存活期间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减小.现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一.下列说法正确的是（　　）A.该古木的年代距今约5700年B.12C、13C、14C具有相同的中子数C.14C衰变为14N的过程中放出β射线D.增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变解析：古木样品中14C的比例是现代植物所制样品的二分之一，根据半衰期的定义知该古木的年代距今约5700年，选项A正确；同位素具有相同的质子数，不同的中子数，选项B错误；14C的衰变方程为C→N＋e，所以此衰变过程放出β射线，选项C正确；放射性元素的半衰期与核内部自身因素有关，与原子所处的化学状态和外部条件无关，选项D错误.答案：AC6.（多选）Th（钍）经过一系列α衰变和β衰变，变成Pb（铅）.以下说法中正确的是（　　）A.铅核比钍核少8个质子B.铅核比钍核少16个中子C.共经过4次α衰变和6次β衰变D.共经过6次α衰变和4次β衰变解析：设α衰变次数为x，β衰变次数为y，n由质量数守恒和电荷数守恒得232＝208＋4x，90＝82＋2x－y，解得x＝6，y＝4，C错，D对；铅核、钍核的质子数分别为82、90，故A对；铅核、钍核的中子数分别为126、142，故B对.答案：ABD7.（2018年高考·天津卷）国家大科学过程——中国散裂中子源（CSNS）于2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台，下列核反应中放出的粒子为中子的是（　　）图12－2－9A.7N俘获一个α粒子，产生8O并放出一个粒子B.Al俘获一个α粒子，产生P并放出一个粒子C.5B俘获一个质子，产生Be并放出一个粒子D.Li俘获一个质子，产生He并放出一个粒子解析：根据核反应过程中质量数守恒及电荷数守恒可知，7N＋He→8O＋H，A项错误；Al＋He→P＋n，B项正确；5B＋H→Be＋He，C项错误；Li＋H→He＋He，D项错误.答案：B8.（2018年高考·天津卷）氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线Hα、Hβ、Hγ、Hδ，都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n＝2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定（　　）A.Hα对应的前后能级之差最小B.同一介质对Hα的折射率最大C.同一介质中Hδ的传播速度最大D.用Hγ照射某一金属能发生光电效应，则Hβ也一定能解析：A对：根据E＝hν＝h，波长越长，光子的频率越低，由Em－En＝hν，知Hα对应的两能级之差最小.B错：光在同一介质中传播，频率越高，折射率越大，故Hδ的折射率最大，Hα的折射率最小.C错：根据n＝得v＝，则折射率越大，传播速度越小，故在同一介质中Hδ的传播速度最小.D错：光的频率越高，越容易发生光电效应，由于Hβ的频率小于Hγ的频率，Hγ能使某一金属发生光电效应，而Hβ则不一定能.答案：A