2012创新方案 第11章第2讲 原子结构与原子核・习题

1．(2010·天津高考)下列关于原子和原子核的说法正确的是()A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B．玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固解析：β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的，A错误；玻尔的基本假设是轨道、速度、能量都是量子化的，B正确；半衰期由原子核的内部因素决定，跟元素的化学状态、温度、压强等因素无关，C错误；比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，D错误．答案：B2．根据玻尔理论，氢原子辐射出一个光子后，下列说法正确的是()A．电子的动能减少，电势能增大B．电子的动能增大，电势能减小C．电子绕核旋转的半径减小，周期变大D．电子绕核旋转的半径增大，周期变小解析：氢原子辐射光子后，从高能级向低能级跃迁，半径减小，速度增加，周期变小；电场力做正功，动能增大，电势能减小．答案：B3．如图11－2－5(甲)是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，图(乙)是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部的伤痕的示意图，请问图(乙)中的检查是利用了哪种射线()图11－2－5A．α射线B．β射线C．γ射线D．三种射线都可以解析：由题意可知，工业上需用射线检查金属内部的伤痕，由题图(甲)可知，三种射线中γ射线穿透力最强，而α射线、β射线都不能穿透金属，所以答案为C.答案：C4．一个氡核22286Rn衰变成钋核21884Po并放出一个粒子，其半衰期为3.8天．那么1g氡经过7.6天衰变掉的质量，以及22286Rn衰变成21884Po的过程放出的粒子是()A．0.25g，α粒子B．0.75g，α粒子C．0.25g，β粒子D．0.75g，β粒子解析：本题考查两个知识点：一是半衰期的内容，应掌握剩余质量公式：m＝12nM；二是核反应方程内容，核反应前后电荷数、质量数守恒．m＝1×(12)2g＝0.25g；由22286Rn→21884Po＋42He，可知B正确．答案：B5．(2010·新课标全国卷)用频率为ν0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为ν1、ν2、ν3的三条谱线，且ν3ν2ν1，则()A．ν0ν1B．ν3＝ν2＋ν1C．ν0＝ν1＋ν2＋ν3D.1ν1＝1ν2＋1ν3解析：当用频率为ν0的光照射处于基态的氢原子时，由所发射的光谱中仅能观测到三种频率的谱线可知，这三种频率的光子应是氢原子从第3能级向低能级跃迁过程中所辐射的，由能量特点可知，ν3＝ν1＋ν2，B正确．答案：B6．一个铀235吸收一个中子后发生的反应式是23592U＋10n―→13654Xe＋9038Sr＋1010n，放出的能量为E，铀235核的质量为M，中子的质量为m，氙136核的质量为m1，锶90核的质量为m2，真空中光速为c，则释放的能量E等于()A．(M－m1－m2)c2B．(M＋m－m1－m2)c2C．(M－m1－m2－9m)c2D．(m1＋m2＋9m－M)c2解析：铀235裂变时的质量亏损：Δm＝M＋m－m1－m2－10m＝M－m1－m2－9m，由质能方程可得：E＝Δmc2＝(M－m1－m2－9m)c2，故C正确．答案：C7．(2011·鞍山联考)23892U放射性衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成21083Bi，而21083Bi可以经一次衰变变成210aX(X代表某种元素)，也可以经一次衰变变成b81Ti，210aX和b81Ti最后都变成20682Pb，衰变路径如图11－2－6所示，则图中()图11－2－6A．a＝82，b＝211B．①是β衰变，②是α衰变C．①是α衰变，②是β衰变D.b81Ti经过一次α衰变变成20682Pb解析：在过程①中，质量数不变，所以是β衰变，a＝84.在过程②中，因为电荷数减少2，所以是α衰变，b＝206，A、C错误，B正确.b81Ti经过一次β衰变变成20682Pb，D错误．答案：B8．氢原子的光谱在可见光部分有4条谱线，一条红色，一条蓝色，两条紫色．它们分别是从n＝3、4、5、6能级向n＝2能级跃迁时产生的，则()A．红色光谱线是氢原子从n＝6能级到n＝2能级跃迁时产生的B．紫色光谱线是氢原子从n＝6或n＝5能级向n＝2能级跃迁时产生的C．若从n＝6能级跃迁到n＝1能级将产生红外线D．若原子从n＝6能级跃迁到n＝2能级所辐射的光子不能使某金属产生光电效应，则原子从n＝6能级到n＝3能级跃迁将可能使该金属产生光电效应解析：由题意可知，氢原子的光谱在可见光部分有4条谱线，则从能量由低到高是红色、蓝色、紫色，红色光谱线是氢原子从n＝3能级到n＝2能级跃迁时产生的，A错误．蓝色光谱线是氢原子从n＝4能级到n＝2能级跃迁时产生，紫色光谱线是氢原子从n＝6或n＝5能级向n＝2能级跃迁时产生的，B正确．从n＝6能级跃迁到n＝2能级辐射紫光光子，从n＝6能级跃迁到n＝1能级辐射的光子波长更短，C错误．若原子从n＝6能级跃迁到n＝2能级所辐射的光子不能使某金属产生光电效应，光子的能量较小，则原子从n＝6能级到n＝3能级跃迁时所辐射光子的能量更小，更不可能使该金属产生光电效应，D错误．答案：B9．(2011·威海模拟)用中子打击2311Na得到一种新的生成物．(1)写出这一反应的核反应方程．(2)设入射的中子速度大小为v，2311Na原来处于静止状态，求生成物的速度大小．(3)生成物具有放射性，半衰期为15天，经过45天后，剩下的生成物是原来的多少？解析：(1)核反应方程为2311Na＋10n→2411Na.(2)设中子质量为m，则生成物质量为24m由动量守恒知mv＝24mv′，解得v′＝124v.(3)经过45天，相当于经过三个半衰期，剩下生成物是原来的18.答案：(1)2311Na＋10n→2411Na(2)124v(3)1810．一个原来静止的锂核(63Li)俘获一个速度为7.7×104m/s的中子后，生成一个氚核和一个氦核，已知氚核的速度大小为1.0×103m/s，方向与中子的运动方向相反．(1)试写出核反应方程；(2)求出氦核的速度；(3)若让一个氘核和一个氚核发生聚变时，可产生一个氦核同时放出一个中子，求这个核反应释放出的能量．(已知氘核质量mD＝2.0141u，氚核质量为mT＝3.0160u，氦核的质量mHe＝4.0026u，中子质量mn＝1.0087u，1u＝1.6607×10－27kg)解析：(1)63Li＋10n→31H＋42He.(2)由动量守恒定律得mnv0＝－mTv1＋mHev2，v2＝mnv0＋mTv1mHe＝1.0087u×7.7×104＋3.0160u×1.0×1034.0026um/s≈2.016×104m/s.(3)质量亏损为：Δm＝mD＋mT－mHe－mn＝(2.0141＋3.0160－4.0026－1.0087)u＝0.0188u＝3.122×10－29kg，根据爱因斯坦质能方程：ΔE＝Δmc2＝3.122×10－29×(3×108)2J＝2.81×10－12J.答案：(1)63Li＋10n→31H＋42He(2)2.016×104m/s(3)2.81×10－12J