(全國通用版)19版高考物理大一輪復習第十二章波粒二象性原子結構與原子核課時達標33原子結構與原子核LtDPAGEPAGE4。。內部文件，版權追溯內部文件，版權追溯課時達標第33講原子結構與原子核[解密考綱]綜合考查氫原子能級的躍遷、放射性元素的衰變、半衰期、核反應，以及質能方程、核反應方程的有關計算．1．在α粒子散射實驗中，電子對α粒子運動的影響可以忽略．這是因為與α粒子相比，電子的(D)A．電量太小 B．速度太小C．體積太小 D．質量太小解析α粒子是氦核，是電子電量的2倍，質量是電子的7600倍，當α粒子碰到電子時，就像子彈碰到塵埃一樣，故電子對α粒子運動的影響可以忽略是因為電子的質量相比α粒子太小，選項D項正確．2．氫原子能級示意圖如圖所示，不同色光選項A正確；C的同位素質子數相同，中子數不同，選項B錯誤；14C衰變成14N是β衰變，選項C正確；改變環境的壓強不會改變14C的半衰期，選項D錯誤．4．(多選)鈾核裂變是核電站核能的重要來源，其一種裂變反應式是eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n.下列說法正確的有(AC)A．上述裂變反應中伴隨著中子放出B．鈾塊體積對鏈式反應的發生無影響C．鈾核的鏈式反應可人工控制D．鈾核的半衰期會受到環境溫度的影響解析根據裂變反應的規律和影響半衰期的因素解決問題．裂變反應式中的eq\o\al(1,0)n為中子，鈾塊體積大于臨界體積，才能產生鏈式反應，且鈾核的鏈式反應是可控的，選項A、C正確，選項B錯誤；放射性元素的半衰期不受外界壓強、溫度的影響，選項D錯誤．5．某科學家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的兩個核反應方程為eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(12,6)C→eq\o\al(13,7)N＋Q1、eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(15,7)N→eq\o\al(12,6)C＋X＋Q2，Q1、Q2表示釋放的能量，相關的原子核質量見下表：原子核eq\o\al(1,1)Heq\o\al(3,2)Heeq\o\al(4,2)Heeq\o\al(12,6)Ceq\o\al(13,7)Neq\o\al(15,7)N質量/u1.00783.01604.002612.000013.005715.0001以下推斷正確的是(B)A．X是eq\o\al(3,2)He，Q2＞Q1 B．X是eq\o\al(4,2)He，Q2＞Q1C．X是eq\o\al(3,2)He，Q2＜Q1 D．X是eq\o\al(4,2)He，Q2＜Q1解析由核反應中質量數、電荷數守恒可確定X是α粒子．兩個核反應中的質量虧損分別為Δm1＝(1.0078＋12.0000－13.0057)u＝0.0021u，Δm2＝(1.0078＋15.0001－12.0000－4.0026)u＝0.0053u，結合愛因斯坦質能方程Q＝Δmc2知Q1＜Q2，故選項B正確．6．放射性元素氡(eq\o\al(222,86)Rn)經α衰變成為釙(eq\o\al(218,84)Po)，半衰期約為3.8天；但勘測表明，經過漫長的地質年代后，目前地殼中仍存在天然的含有放射性元素eq\o\al(222,86)Rn的礦石，其原因是(A)A．目前地殼中的eq\o\al(222,86)Rn主要來自于其他放射性元素的衰變B．在地球形成的初期，地殼中元素eq\o\al(222,86)Rn的含量足夠高C．當衰變產物eq\o\al(218,84)Po積累到一定量以后，eq\o\al(218,84)Po的增加會減慢eq\o\al(222,86)Rn的衰變進程D．eq\o\al(222,86)Rn主要存在于地球深處的礦石中，溫度和壓力改變了它的半衰期解析放射性元素eq\o\al(222,86)Rn可以衰變成eq\o\al(218,84)Po，有的元素也可以衰變成eq\o\al(222,86)Rn，所以盡管eq\o\al(222,86)Rn的半衰期很短，自然界中仍然存在eq\o\al(222,86)Rn，選項A正確；半衰期的大小與外界環境無關，選項C、D錯；如果沒有其他元素衰變成eq\o\al(222,86)Rn，地球形成初期eq\o\al(222,86)Rn的含量無論多么高，現在eq\o\al(222,86)Rn也幾乎不存在了，選項B錯誤．7．(多選)eq\o\al(238,92)U放射性衰變有多種可能途徑，其中一種途徑是先變成eq\o\al(210,83)Bi，而eq\o\al(210,83)Bi可以經一次衰變變成eq\o\al(210,a)X(X代表某種元素)，也可以經一次衰變變成eq\o\al(b,81)Ti，eq\o\al(210,a)X和eq\o\al(b,81)Ti最后都變成eq\o\al(206,82)Pb，衰變路徑如圖所示．可知圖中(BCE)A．a＝82，b＝206B．a＝84，b＝206C．①是β衰變，放出電子，電子是由中子轉變成質子和電子而生成的D．②是α衰變，放出的是正電子，正電子是由質子轉變成中子和一個正電子而生成的E.eq\o\al(238,92)U經過8次α衰變和6次β衰變后可生成新核eq\o\al(206,82)Pb解析衰變①的方程式為：eq\o\al(210,)83Bi→eq\o\al(210,)84X＋eq\o\al(0,－1)e，為β衰變，放出電子，選項C正確；衰變②的方程式為：eq\o\al(210,)83Bi→eq\o\al(206,)81Ti＋eq\o\al(4,2)He，為α衰變，選項A、D錯誤，B正確；23892U需經過8次α衰變和6次β衰變后可生成新核eq\o\al(206,)82Pb，選項E正確．8．(2017·珠海一模)典型的鈾核裂變是生成鋇和氪，同時放出x個中子：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋xeq\o\al(1,0)n，鈾235質量為m1，中子質量為m2，鋇144質量為m3，氪89的質量為m4.下列說法正確的是(C)A．該核反應類型屬于人工轉變B．該反應放出能量(m1－xm2－m3－m4)c2C．x的值是3D．該核反應比聚變反應對環境的污染較少解析該核反應是核裂變，可以自發進行，不是人工控制的，選項A錯誤；核反應方程eq\o\al(235,)92U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋xeq\o\al(1,0)n中根據質量數守恒，有235＋1＝144＋89＋x解得x＝3，選項C正確；根據愛因斯坦質能方程，該反應放出能量為ΔE＝Δm·c2＝(m1＋m2－m3－m4－3m2)c2＝(m1－m3－m4－2m2)c2，選項B錯誤；該核反應生成兩種放射性元素，核污染較大，故選項D錯誤．9．如圖所示為盧瑟福α粒子散射實驗裝置的示意圖，圖中的顯微鏡可在圓周軌道上轉動，通過顯微鏡前相連的熒光屏可觀察α粒子在各個角度的散射情況．下列說法正確的是(C)A．在圖中A、B兩位置分別進行觀察，相同時間內觀察到屏上的閃光次數一樣多B．在圖中的B位置進行觀察，屏上觀察不到任何閃光C．盧瑟福選用不同金屬箔片作為α粒子散射的靶，觀察到的實驗結果基本相似D．α粒子發生散射的主要原因是α粒子撞擊到金箔原子后產生的反彈解析α粒子散射實驗現象：絕大多數α粒子沿原方向前進，少數α粒子有大角度散射．所以A處觀察到的粒子多，B處觀察到的粒子少，所以選項A、B錯誤；α粒子發生散射的主要原因是受到原子核庫侖斥力的作用，所以選項D錯誤、C正確．10．關于巴耳末公式eq\f(1,λ)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))的理解，下列說法正確的是(C)A．所有氫原子光譜的波長都可由巴耳末公式求出B．公式中n可取任意值，故氫原子光譜是連續譜C．公式中n只能取不小于3的整數值，故氫原子光譜是線狀譜D．公式不但適用于氫原子光譜的分析，也適用于其他原子光譜的分析解析巴耳末公式是經驗公式，只適用于氫原子光譜，公式中n只能取n≥3的整數，故選項C正確．11．太陽的光譜中有許多暗線，它們對應著某些元素的特征譜線，產生這些暗線是由于(C)A．太陽表面大氣層中缺少相應的元素B．太陽內部缺少相應的元素C．太陽表面大氣層中存在著相應的元素D．太陽內部存在著相應的元素解析吸收光譜的暗線是連續光譜中某些波長的光被物質吸收后產生的，太陽光的吸收光譜是太陽內部發出的強光經較低溫度的太陽大氣層時，某些波長的光被太陽大氣層中的元素吸收而產生的．故選項C正確．12．一個原子核eq\o\al(a,b)X進行一次α衰變后成為原子核eq\o\al(c,d)Y，然后又進行一次β衰變，成為原子核eq\o\al(f,g)Z：eq\o\al(a,b)X→eq\o\al(c,d)Y→eq\o\al(f,g)Z，它們的質量數a、c、f及電荷數b、d、g之間應有的關系中不正確的是(C)A．a＝f＋4 B．c＝fC．d＝g＋1 D．b＝g＋1解析根據α衰變(反應方程eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)He)和β衰變(反應方程eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A,Z＋1)Y＋eq\o\al(0,－1)e)的規律，推出a＝c＋4，c＝f，d＝b－2，代入g＝d＋1得到g＝b－2＋1＝b－1，所以b＝g＋1.故選項C錯誤．13．(2017·上海奉賢一模)2011年某國核電站發生核泄漏事故，其中銫137(eq\o\al(137,55)Cs)對核輻射的影響最大，其半衰期約為30年．(1)請寫出銫137(eq\o\al(137,55)Cs)發生β衰變的核反應方程__eq\o\al(137,55)Cs→eq\o\al(137,56)Ba＋eq\o\al(0,－1)e__[已知53號元素是碘(I)，56號元素是鋇(Ba)]．(2)若在該反應過程中釋放的核能為E，則該反應過程中質量虧損為_eq\f(E,c2)__(真空中的光速為c)．(3)泄漏出的銫137約要到公元__2101__年才會有87.5%的原子核發生衰變．解析(1)發生β衰變的核反應方程eq\o\al(137,55)Cs→eq\o\al(137,56)Ba＋eq\o\al(0,－1)e，(2)根據愛因斯坦質能方程知Δm＝eq\f(E,c2)；(3)由半衰期公式N余＝N0×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(t,τ)知，經歷了3個半衰期，即90年，剩余eq\f(1,8)的原子核沒衰變，所以要到公元2101年才會有87.5%的原子核發生衰變．14．用人工方法得到放射性同位素，這是一個很重要的發現．天然放射性同位素只不過40幾種，而今天人工制造的放射性同位素已達1000多種，每種元素都有放射性同位素．放射性同位素在農業、醫療衛生和科學研究的許多方面得到了廣泛的應用．(1)帶電的驗電器在放射線照射下電荷會很快消失．其原因是(B)A．射線的貫穿作用 B．射線的電離作用C．射線的物理、化學作用 D．以上三個選項都不是(2)如圖是工廠利用放射線自動控制鋁板厚度的裝置示意圖．如工廠生產的厚度為1mm的鋁板，在α、β、γ三種射線中，你認為對鋁板的厚度起主要作用的是__β__射線．(3)在我國首先用人工方法合成牛胰島素時，需要證明人工合成的牛胰島素結晶跟天然牛胰島素的結晶是同一種物質，為此曾采用放射性同位素14C作__示蹤原子__．解析(1)因放射線的電離作用，空氣中與驗電器所帶電荷電性相反的離子與之中和，從而使驗電器所帶電荷消失，選項B正確．(2)α射線穿透物質的本領弱，不能穿透厚度為1mm的鋁板，因而探測器不能探測，γ射線穿透物質的本領極強，穿透1mm厚的鋁板和幾毫米厚的鋁板后打在探測器上很難分辨，β射線也能夠穿透1mm甚至幾毫米厚的鋁板，但厚度不同，穿透后β射線的強度明顯不同，探測器容易分辨．(3)放射性同位素的原子摻到其他物質中去，讓它們一起運動、遷移，再用放射性探測儀器進行追蹤，就可以知道放射性原子通過什么路徑，運動到哪里，是怎樣分布的，從而可以了解某些不容易察明的情況或規律，人們把作這種用途的放射性同位素叫做示蹤原子．15．一靜止原子核發生α衰變，生成一α粒子及一新核．α粒子垂直進入磁感應強度大小為B的勻強磁場，其運動軌跡是半徑為R的圓．已知α粒子的質量為m，電荷量為q，新核的質量為M，光在真空中的速度大小為c.求衰變前