1、2010 高考物理第二轮复习考案专题专题十三 原子和原子核 一、选择题1. 下列说法错误的是 ( )A原子核分裂成核子时会放出核能B 粒子散射实验使人们认识到原子核本身有复杂的结构C根据玻尔的原子理论，在氢原子中，量子数 n 越大，原子能级的能量也越大D氡 222 衰变成钋 218，半衰期为 3.8 天，因此 200 个氡 222 原子核经过 3.8 天后剩下90 个2. 一群处于 n=4 的激发态的氢原子，向低能级跃迁时，可能发射的谱线为 ( )A 3 条 B 4 条 C 5 条 D 6 条3.已知氢原子核外电子的第一条可能轨道半径为 rl，此时氢原子的能量为 E1，当核外电子在第 n 条可
2、能轨道上时，有 ( )A 其轨道半径为 rn=n2r1B氢原子的能量为 En=E1/n2，由此可见 n 越大，能量越小C氢原子在不同能量状态之间跃迁时，总能辐射出一定波长的光子D氢原子由能量状态 En跃迁到能量状态 En-1时，其辐射光子的波长为 1nEhc4. 某放射性元素，在 15h 内衰变了全部原子核的 7/8，则其半衰期为 ( )A 10h B 7.5h C 5h D 3h5. (钍)经过一系列 和 衰变，变成 (铅)，下列说法正确的是 ( )Th2390 Pb208A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 衰变和 6 次 衰变 D共经过 6 次 衰变和
3、 4 次 衰变6卢瑟福提出原子的核式结构学说的依据是用 粒子轰击金铂，实验中发现 粒子( )A全部穿过或发生很小偏转 B绝大多数穿过，只有少数发生较大偏转，有的甚至被弹回C全部发生很大偏转 D绝大多数发生很大偏转，甚至被弹回，只有少数穿过7在极短的距离上，核力将一个质子和一个中子吸引在一起形成一个氘核，下述说法中正确的是 ( )A氘核的能量大于一个质子和一个中子能量之和B氘核的能量等于一个质子和一个中子能量之和C氘核的能量小于一个质子和一个中子能量之和D氘核若分裂为一个质子和一个中子时，一定要放出能量8关于质能方程，下列说法正确的是 ( )A人质量减少，能量就会增加，在一定条件下质量转化为能量
4、B物体获得一定的能量，它的质量也相应地增加一定值C物体一定有质量，但不一定有能量，所以质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系D某一定量的质量总是与一定量的能量相联系的9当一个中子和一个质子结合成氘核时，产生 光子辐射，对这一实验事实，下列说法正确的是 ( )A核子结合成原子核时，要放出一定的能量 B原子核分裂成核子时，要放出一定的能量C 光子的质量为零，氘核的质量等于中子与质子的质量之和D 光子具有一定的能量，氘核的质量小于中子与质子的质量之和10 原子核 A 经 衰变(一次)变成原子核 B，原子核 B 再经 衰变(一次)变成原子核 C，则下列说法中哪些说法是正确的? ( )A核 A 的中子数减
5、核 C 的中子数等于 2 B核 A 的质子数减核 C 的质子数等于 5C原子核为 A 的中性原子的电子数比原子核为 B 的中性原子中的电子数少 1D核 C 的质子数比核 A 的质子数少 111氢原子核外电子由一个轨道向另一个轨道跃迁时，可能发生的情况是 ( )A原子吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量增大B原子放出光子，电子的动能减少，原子的电势能减少，原子的能量减少C原子吸收光子，电子的动能减少，原子的电势能增大，原子的能量增大D原子放出光子，电子的动能增加，原子的电势能减少，原子的能量减少12氢原子从第 4 能级跃迁到第 2 能级发出蓝光，那么，当氢原子从第 5 能级跃迁
6、到第 2 能级应发出 ( )AX 射线 B红光 C黄光 D紫光13氢原子第一能级是-13.6eV，第二能级是-3.4eV如果一个处于基态的氢原子受到一个能量为 11eV 的光子的照射，则这个氢原子 ( )A吸收这个光子，跃迁到第二能级，放出多余的能量B吸收这个光子，跃迁到比第二能级能量稍高的状态C吸收这个光子，跃迁到比第二能级能量稍低的状态D不吸收这个光子二、计算题14. 处于静止状态的原子核 X 经历一次 衰变后变成质量为 M 的 Y 原子核，放出的 粒子垂直射人磁感应强度为 B 的匀强磁场，测得其做圆周运动的半径为 r，已知 粒子的质量为m，电量为 q，设衰变过程中出现的能量全部转化为新核
7、和 粒子的动能求此衰变过程亏损的质量15. 核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源.近年来，受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术，最终将建成商用核聚变电站.一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘(又叫重氢)和氚(又叫超重氢)聚合成氦，并释放一个中子若已知氘原子的质量为 ，氚原子的质量为 ，氦原子的质量为 4.0026u，2014.u3016.u中子的质量为 1.0087u， .627kg(1)写出氘和氚聚合的反应方程.(2)试计算这个核反应释放出来的能量.(3)若建一座功率为 的核聚变电站，假设聚变所产生的能量有一半变成了电能，3015.kW每年要消
8、耗多少氘的质量？（一年按 计算，光速 ，结果取二位有效数字）27.scms3018./16. 图示为氢原子能级示意图，现有每个电子的动能都是 Ee=12.89eV 的电子束与处在基态的氢原子束射入同一区域，使电子与氢原子发生迎头正碰。已知碰撞前一个电子和一个原子的总动量为零。碰撞后，氢原子受到激发，跃迁到 n4 的能级。求碰撞后一个电子和一个受激氢原子的总动能。已知电子的质量 与氢原子的质量 之比为 。emH4/5.10eHmacbO17. 如图所示，在半径为 r 的圆形区域内有磁感应强度为 B，方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁场区域的边界上有 a、 b、c 三点，三点与圆心 O 的连线互成 1
9、200 角度某时刻静止在 b点处的原子核 X 发生 衰变， 粒子沿 bc 连线方向射入磁场，经磁场偏转后恰好由 a 点射出且与 ac 连线相切已知 粒子的质量为 m，电量为 2e，剩余核质量为 M，衰变过程释放的核能全部转化为动能，求原子核 X 的质量 18. 两个氘核聚变产生一个中子和一个氦核，已知氘核质量为 2.0136 u，氦核质量为 3.0150u，中子的质量为 1.0087u。（1 ）写出聚变方程，求出释放能量；（2 ）若反应前两氘核的动能均为 0.35 MeV，正面相碰发生反应，且反应中释放的结合能全部变为动能，则反应后氦核和中子的动能各为多少？参考答案一、选择题1 2 3 4 5
10、 6 7 8 9 10 11 12 13ABD D AD C ABD B C BD AD CD CD D D二、计算题14.解： 粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力 ，所以， 粒子的动能 rvmq2rBqmvvE2)(212X 核衰变后生成的新核 Y 的速度设为 u,则依据动量守恒有 Mu=mv，所以 Y 核的动能MrqvMu221衰变过程释放的总能量 E =E +EM . 释放的能量由衰变过程亏损的质量转化而来，根据质能方程 E=mc 2，得亏损的质量为)1(222 mcrBqcm15.解：（1） 1232401Hen （2） EcJ23412128.（3）一年中产生的电能发生的核反
11、应次数为 PtE05.所需氘的质量 mnkg22763.16.解：已 ve和 vH表示碰撞前电子的速率和氢原子的速率，根据题意有 0HevmacOb碰撞前，氢原子与电子的总动能为 221eHkvmE解两式并代入数据得 eV 90.87.k氢原子从基态激发到 n=4 的能级所需能量由能级图得 eV 74.12)59.3(8.0E碰撞后电子和受激氢原子的总动能 eV 16.0.Ek17. 解：原子核衰变过程，系统动量守恒，设沿 bc 为正方向，有：（2 分）120mvM根据能量守恒，有： （2 分）1EmvM对 粒子，有： reB2又由几何关系可知： 则可得： （2 分）R1mvReB即 （1 分）eMvm21根据 ，得 kPE2214Pemv（2 分）2BRM又 （2 分）2Ec（1 分）()mM（2 分）22()eBRmc18.解： （1 ）核反应方程为 nHe10321反应中质量亏损为 umnHe035.)2(所以释放的能量为 MeVccE26.0（2 ）由动量守恒和能量守恒知Henvm02210 HenKvE由解得 ，MVHe9. eVEnK97.
