2014金版教程高考物理一轮复习课时作业36 4页

课时作业(三十六)　原子结构　原子核 ‎1．(2012·上海单科)与原子核内部变化有关的现象是(　　)‎ A．电离现象　　　　　　　 B．光电效应现象 C．天然放射现象　　 D．α粒子散射现象 ‎2．下列能揭示原子具有核式结构的实验是(　　)‎ A．光电效应实验　　 B．伦琴射线的发现 C．α粒子散射实验　　 D．氢原子光谱的发现 ‎3．氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为ν1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则(　　)‎ A．吸收光子的能量为hν1＋hν2‎ B．辐射光子的能量为hν1＋hν2‎ C．吸收光子的能量为hν2－hν1‎ D．辐射光子的能量为hν2－hν1‎ ‎4．(2012·上海单科)在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度，其检测装置由放射源、探测器等构成，如图所示．该装置中探测器接收到的是(　　)‎ A．X射线　　 B．α射线 C．β射线　　 D．γ射线 ‎5．下列说法正确的是(　　)‎ A.90Th经过6次α衰变和4次β衰变后成为稳定的原子核82Pb B．发现中子的核反应方程是Be＋He→C＋n C．20个92U的原子核经过两个半衰期后剩下5个92U D.92U在中子轰击下生成Sr和54Xe的过程中，原子核中的平均核子质量变小 ‎6．(2013·苏北四市联考)一个铀核(92U)放出一个α粒子后衰变成钍核(90Th)，其衰变方程为____________；已知静止的铀核、钍核和α粒子的质量分别为m1、m2和m3，真空中的光速为c，上述衰变过程中释放出的核能为____________．‎ ‎7.(2013·徐州第二次质检)如图所示为氢原子的能级图．用光子能量为13.06 eV的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长的光有________，其中最短波长为________m(已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s)．‎ ‎8．(2013·南京模拟)(1)北京时间2011年3月11日在日本发生强烈地震，强震引发了福岛核电站危机．下列关于核裂变和核辐射的方程中正确的是(　　)‎ A. U＋n→Ba＋Kr＋10n B. Pu→u＋He C. Cs→ Ba＋ 0－1e D. I→ Xe＋ 0－1e ‎(2)已知中子的质量mn，质子的质量mp，α粒子的质量mα，真空中光速为c.求α粒子的比结合能．‎ ‎9.(1)氢原子的能级如图所示．有一群处于n＝4能级的氢原子，这群氢原子能发出________种谱线，发出的光子照射某金属能产生光电效应，则该金属的逸出功应小于________eV.‎ ‎(2)近年来，国际热核聚变实验堆计划取得了重大进展，它利用的核反应方程是H＋H―→He＋n.若H和H迎面碰撞，初速度大小分别为v1、v2.H、H、He、n的质量分别为m1、m2、m3、m4，反应后He的速度大小为v3，方向与H的运动方向相同．求中子n的速度(选取H的运动方向为正方向，不计释放的光子的动量，不考虑相对论效应)．‎ ‎10．(1)一个质子以1.0×107 m/s的速度撞入一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变为硅原子核，已知铝核的质量是质子的27倍，硅核的质量是质子的28倍，则下列判断中正确的是(　　)‎ A．核反应方程为AI＋H→Si B．核反应方程为AI＋n→Si C．硅原子核速度的数量级为107 m/s，方向跟质子的初速度方向一致 D．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向跟质子的初速度方向一致 ‎(2)日本的“核危机”引起了全世界的瞩目，核辐射放出的三种射线超过了一定的剂量会对人体产生伤害，三种射线穿透物质的本领由弱到强的排列是(　　)‎ A．α射线，β射线，γ射线 B．β射线，α射线，γ射线 C．γ射线，α射线，β射线　　 D．γ射线，β射线，α射线 ‎(3)太阳能量来源于太阳内部氢核的聚变，设每次聚变反应可以看做是4个氢核(H)结合成1个氦核(He)，同时释放出正电子(e)．已知氢核的质量为mP，氦核的质量为mα，正电子的质量为me，真空中光速为c.计算每次核反应中的质量亏损及氦核的比结合能．‎ ‎11.(1)在如图所示的光电效应现象中，光电管阴极K的极限频率为ν0，现用频率为ν(ν＞ν0)的光照射在阴极上，下列说法正确的有(　　)‎ A．照射光强度越大，单位时间内产生的光电子数目就越多 B．阴极材料的逸出功等于hν C．当在A、K之间加一数值为U的反向电压时，光电流恰好为零，则光电子的最大初动能为eU D．当入射光频率增大为原来的2倍时，光电子的最大初动能也增大2倍 ‎(2)一个氢原子的质量为1.673 6×10－27 kg一个锂原子的质量为11.650 5×10－27kg，一个氦原子的质量为6.646 7×10－27kg.一个锂核受到一个质子轰击变为2个α粒子．‎ ‎①写出核反应方程，并计算该反应释放的核能是多少？‎ ‎②1 mg锂原子发生这样的反应共释放多少核能？‎ ‎12．(2012·江苏南京二模)(1)下列说法正确的有(　　)‎ A．光电子的最大初动能和照射光的频率成正比 B．大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性 C．卢瑟福用α粒子散射实验的数据估算原子核的大小 D．玻尔的原子模型彻底否定了经典的电磁理论 ‎(2)放射性原子核92U先后发生α衰变和β衰变后，变为原子核91Pa.已知92U质量为m1＝238.029 0 u，91Pa质量为m2＝234.023 9 u，α粒子的质量为mα＝4.002 6 u，电子的质量为me＝0.000 5 u．(原子质量单位1 u相当于931.5 MeV的能量)则：‎ ‎①放射性衰变方程为：____________________________________________________.‎ ‎②原子核92U衰变为91Pa的过程中释放能量为________MeV(保留三位有效数字)．‎ ‎(3)在第(2)问中，若原来92U静止，衰变后放出的α粒子速度为vα＝3×107 m/s，不计电子和衰变过程中释放光子的动量，则91Pa的速度大小约为多少(保留两位有效数字)？(请写出必要的解答过程)‎ 答案：‎ 课时作业(三十六)‎ ‎1．C　电离现象是原子核外电子脱离电子轨道，与原子核内部变化无关，故选项A错误．光电效应现象是照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出，故选项B错误．天然放射现象最早揭开了原子核内部变化的秘密，故选项C正确．由α粒子散射现象提出了原子的核式结构模型，故选项D错误．‎ ‎2．C　光电效应实验说明了光的粒子性，A错；伦琴射线的发现说明了原子内部有能级结构，B错；α粒子散射实验揭示了原子的核式结构，C对；氢原子光谱的发现说明原子内轨道量子化，D错．‎ ‎3．D　氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光，说明能级m高于能级n，而从能级n跃迁到能级k时吸收紫光，说明能级k也比能级n高，而紫光的频率ν2大于红光的频率ν1，所以hν2>hν1，因此能级k比能级m高，所以若氢原子从能级k跃迁到能级m，应辐射光子，且光子能量应为hν2－hν1.故选项D正确．‎ ‎4．D　放射源发出的只有α、β、γ三种射线，故选项A错误．在α、β、γ三种射线中，只有γ射线能穿透钢板，故选项B、C错误，D正确．‎ ‎5．ABD　90Th经过6次α衰变和4次β衰变后生成核的质子数和质量数分别为90－6‎ ‎×2＋4×1＝82个和232－6×4＝208个，即变成稳定的原子核82Pb，A正确；发现中子的核反应方程是Be＋He→6C＋n，B正确；原子核的半衰期是一个统计规律，只对大量的原子核才适用，C错误；92U在中子轰击下生成Sr和54Xe的过程中，原子核中的平均核子质量变小，所以该反应过程会产生质量亏损，从而放出核能，D正确．‎ ‎6．解析：　根据题述可写出衰变方程为92U→90Th＋He.由质能方程得出衰变过程中释放出的核能为(m1－m2－m3)c2.‎ 答案：　92U→90Th＋He　(m1－m2－m3)c2‎ ‎7．解析：　由E＝En－E1可知En＝E＋E1＝13.06 eV－13.60 eV＝－0.54 eV.吸收13.06 eV能量后氢原子处 于量子数n＝5的激发态，由N＝＝10得知可产生10种不同波长的光．因h＝E5－E1代入数据6.63×10－34×3×＝(－0.54＋13.6)×1.6×10－19解得最短波长λ≈1.05×10－7m.‎ 答案：　10　1.05×10－7‎ ‎8．解析：　(1)选项A中，质量数不守恒，故A错误；核辐射是放出α、β、γ三种射线，选项B为α衰变，放出α射线，选项C、D为β衰变，放出β射线，故B、C、D正确．‎ ‎(2)α粒子是由两个质子和两个中子结合而成，即2n＋2H→He.核反应中的质量亏损为 Δm＝(2mn＋2mp)－mα.‎ 由质能方程得，释放的核能为ΔE＝Δmc2‎ α粒子的比结合能为＝.‎ 答案：　(1)BCD　(2) ‎9．解析：　(1)一群处于n＝4能级的氢原子跃迁时共有C＝6种谱线．能产生光电效应，说明能量最大的光子一定能产生光电效应，所以逸出功应小于ΔE＝E4－E1＝12.75 eV.‎ ‎(2)设中子的速度为v，由动量守恒定律有 m1v1－m2v2＝m3v3＋m4v 解得v＝