届人教版 原子结构 原子核 单元测试Word下载.docx
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,可得E′1=9E1,故选C.
答案:
C
2.目前,在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料,这些岩石都不同程度地含有放射性元素.比如,有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡,而氡会发生放射性衰变,放射出α、β、γ射线,这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病.根据有关放射性知识可知,下列说法正确的是( )
A.氡的半衰期为3.8天,若取4个氡原子核,经7.6天后就剩下一个原子核了
B.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的
C.γ射线一般伴随着α或β射线产生,在这三种射线中,α射线的穿透能力最强,电离能力最弱
D.发生α衰变时,生成核与原来的原子核相比,中子数减少了4
半衰期遵循统计规律,对单个或少数原子核是没有意义的,A错误.根据3种射线的特性及衰变实质可知B正确,C、D错误.
B
3.将能够释放出α、β、γ射线的放射性物质放在铅盒底部,放射线穿过窄孔O射到荧光屏上,屏上出现一个亮点P,如图所示.如果在放射源和荧光屏之间加电场或磁场,并在孔O附近放一张薄纸,则图中四个示意图正确的是( )
α、β、γ射线穿过窄孔沿直线前进射到荧光屏上,打出一个亮点P.在小孔附近加一张薄纸能将α射线挡住,这是因为α射线的穿透能力很弱.γ射线是能量很大穿透能力很强的电磁波,在电场和磁场中不会偏转,仍沿原方向前进,打在荧光屏上的P点.而β射线是带负电的电子流,穿透能力也较强,能够通过薄纸,并在电场或磁场中发生偏转,根据它的受力情况可知D图正确.
D
4.已知氦原子的质量为MHeu,电子的质量为meu,质子的质量为mpu,中子的质量为mnu,u为原子质量单位,且由爱因斯坦质能方程E=mc2可知:
1u对应于931.5MeV的能量,若取光速c=3×
108m/s,则两个质子和两个中子聚变成一个氦核,释放的能量为( )
A.[2×
(mp+mn)-MHe]×
931.5MeV
B.[2×
(mp+mn+me)-MHe]×
C.[2×
c2J
D.[2×
核反应方程为2
H+2
n→
He,质量亏损Δm=2×
(mp+mn)-(MHe-2me)=2×
(mp+mn+me)-MHe,所以释放的能量为ΔE=Δm×
931.5MeV=[2×
931.5MeV,选项B正确.
5.如图所示,x为未知的放射源,L为薄铝片,若在放射源和计数器之间加上L后,计数器的计数率大幅度减小,在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场,计数器的计数率不变,则x可能是( )
A.α射线和β射线的混合放射源
B.纯α射线放射源
C.α射线和γ射线的混合放射源
D.纯γ射线放射源
在放射源和计数器之间加上铝片后,计算器的计数率大幅度减小,说明射线中有穿透力很弱的射线,即α射线,在铝片和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场,计数器的计数率不变,说明穿过铝片的粒子中无带电粒子,故只有γ射线,因此放射源可能是α射线和γ射线的混合放射源.
二、多项选择题
6.如图所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验装置的示意图,荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时观察到的现象,下述说法中正确的是( )
A.放在A位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数最多
B.放在B位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置时稍少些
C.放在C、D位置时,屏上观察不到闪光
D.放在D位置时,屏上仍能观察到一些闪光,但次数极少
根据α粒子散射现象,绝大多数α粒子沿原方向前进,少数α粒子发生较大偏转,A、B、D正确.
ABD
7.(2018·
兰州模拟)对于核能发电,下列说法正确的是( )
A.核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量污染物到大气中,所以不会造成空气污染
B.目前世界上所有的核电站采用的都是原子核裂变反应释放能量
C.不同国家技发展存在差异,所以核电站有些采用原子核裂变反应,有些采用聚变反应
D.核电站产生的核废料仍具有放射性,但只要经过恰当处理,过几年就安全了
核能发电只有核废料,不会对空气造成污染,故A正确;
目前核电站都采用铀核的裂变反应释放能量,故B正确,C错误;
核电站产生的核废料仍具有放射性,即使经过恰当处理,仍不安全,故D错误.
AB
8.如图所示为氢原子的能级示意图,假设氢原子从n能级向较低的各能级跃迁的概率均为
.则对300个处于n=4能级的氢原子,下列说法正确的是( )
A.向低能级跃迁时,向外辐射的光子的能量可以是任意值
B.向低能级跃迁时,向外辐射的光子能量的最大值为12.75eV
C.辐射的光子的总数为550个
D.吸收大于1eV的光子时不能电离
E.吸收大于1eV的光子时能电离
向低能级跃迁时,向外辐射的光子的能量一定等于两能级的能量差,A错误;
当氢原子由第4能级跃迁到第1能级时,向外辐射的光子能量最大,其值为12.75eV,B正确;
这300个氢原子向低能级跃迁时,分别向第3、2、1能级跃迁100个,第3能级的100个氢原子分别向第2、1能级跃迁50个,第2能级的150个氢原子直接跃迁到第1能级,因此总共向外辐射550个光子,C正确;
只要吸收的光子具有的能量大于等于0.85eV就能使氢原子电离,D错误,E正确.
BCE
三、非选择题
9.(2018·
湖北襄阳模拟)氢原子的能级如图所示.有一群处于n=4能级的氢原子,若原子从n=4向n=2跃迁时所发出的光正好使某种金属产生光电效应,则:
(1)这群氢原子发出的光中共有种频率的光能使该金属产生光电效应;
(2)从n=4向n=1跃迁时发出的光照射该金属,所产生的光电子的最大初动能为eV.
n=4向n=2跃迁时所发出的光正好使某种金属产生光电效应,E4-E2=2.55eV,所以该金属逸出功W0=2.55eV.氢原子跃迁时,共发出6种频率的光,光子能量分别为E2-E1=10.2eV,E3-E1=12.09eV,E4-E1=12.75eV,E4-E3=0.66eV,E4-E2=2.55eV,E3-E2=1.89eV,其中大于或等于2.55eV的有4种.n=4向n=1跃迁时发出的光子能量为12.75eV,根据光电效应方程hν=Ek+W0,可得Ek=10.2eV.
(1)4
(2)10.2
10.已知氘核(
H)质量为2.0136u,中子(
n)质量为1.0087u,氦核(
He)质量为3.0150u,1u相当于931.5MeV.
(1)写出两个氘核聚变成
He的核反应方程;
(2)计算上述核反应中释放的核能(保留三位有效数字);
(3)若两个氘核以相同的动能0.35MeV做对心碰撞即可发生上述反应,且释放的核能全部转化为机械能,则反应后生成的氦核(
H)和中子(
n)的速度大小之比是多少?
(1)根据题中条件,可知核反应方程为
H+
H→
He+
n.
(2)质量亏损Δm=2mH-(mHe+mn)
=2.0136u×
2-(3.0150u+1.0087u)=0.0035u.
由于1u的质量与931.5MeV的能量相对应,所以核反应中释放的核能为
ΔE=0.0035×
931.5MeV=3.26MeV.
(3)由动量守恒定律有0=mHevHe-mnvn,
得vHevn=13.
(1)
n
(2)3.26MeV (3)13
11.假设高速运动的α粒子与一个静止于磁感应强度为B的匀强磁场中某点的氮核(
N)发生正碰.碰后产生两个新核,在磁场中形成如图所示的两条半径分别为R和r(R>
r)的圆形径迹,其中R是质量较小的核的径迹,r是质量较大的核的径迹.
(1)请写出该核反应方程;
(2)求碰撞前α粒子的速度大小(质子质量为m,电荷量为e).
(1)根据质量数守恒和电荷数守恒可得核反应方程为
N+
He―→
O+
H
(2)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,则有qvB=m
可得
O核的动量为pO=mOvO=8eBr
H核的动量为pH=mHvH=eBR
由动量守恒定律得pHe=pO+pH
所以pHe=eB(8r+R)
故vHe=
.
H
(2)
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