(新课标)2019版高考物理一轮复习 主题十一 近代物理初步 课时跟踪训练49

课时跟踪训练(四十九）
落实双基
[基础巩固］
1．(2017·山东青岛模拟）下列说法正确的是( ）
A．由玻尔理论可知，原子的发射谱线是连续的亮线
B．玻尔的原子理论可以解释一切原子光谱的实验规律
C．电子的发现使人们认识到原子具有核式结构
D．α粒子散射实验中,α粒子偏转的主要原因是α粒子受到具有原子大部分质量的带
正电部分的物质的作用
[解析]原子从高能级向低能级跃迁时放出的能量等于前后两个能级之差，由于原子的
能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，因此原子的发射谱线只有一些分立的亮
线，A错误;玻尔理论无法解释较复杂的原子光谱现象，B错误；电子的发现使人们认识到原
子是可分的，C错误;α粒子散射实验中，造成α粒子偏转的主要原因是α粒子受到具有原
子大部分质量的带正电的物质的作用,D正确．
[答案］D
2．（2017·衡水高三检测）原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时,有可能不发射光
子．例如在某种条件下铬原子的n＝2能级上的电子跃迁到n＝1能级上时并不发射光子，而
是将相应的能量转交给n＝4能级上的电子，使之脱离原子，这一现象叫做俄歇效应,以这种
方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子，已知铬原子的能级公式可简化表示为E n＝－错误!，式
中n＝1,2，3，…表示不同能级，A是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是( )
A。

错误!A B.错误!A
C.错误!A
D.错误!A
［解析］由题意可知铬原子n＝1能级能量为：E1＝－A，n＝2能级能量为:E2＝－错误!，从n＝2能级跃迁到n＝1能级释放的能量为：ΔE＝E2－E1＝错误!，n＝4能级能量为：E
＝－错误!，电离需要能量为：E＝0－E4＝错误!，所以电子从n＝4能级电离后的动能为:E k＝4
ΔE－E＝错误!－错误!＝错误!,故B、C、D错误，A正确．
［答案］A
3．(多选）关于天然放射现象，下列说法中正确的是( )
A．α、β、γ三种射线中，α射线的穿透能力最强
B．α、β、γ三种射线都是电磁波
C．α射线由高速氦原子核组成，β射线是高速电子流
D．γ射线是原子核受到激发后产生的
[解析］α、β、γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强，A错；α射线是α粒子流，由高速氦原子核组成，β射线是高速电子流,γ射线是电磁波，B错，C对；γ射线是原子核受到激发后产生的，D对．
［答案] CD
4．(2017·河南开封模拟）下列关于结合能、比结合能的说法正确的是（）
A．组成原子核的核子越多，它的比结合能越高
B．结合能是指核子构成原子核时而具有的能量
C．结合能与核子数之比，称做比结合能
D．不同原子核的比结合能不同，235 92U核的比结合能比错误!H核的比结合能小
［解析］组成原子核的核子数越多，它的结合能越高,A错误；原子核的结合能等于使其分解成自由核子时所需要的最小能量，B错误；结合能与核子数之比，称做比结合能，C正确；不同原子核的比结合能不同，错误!U核的比结合能比错误!H核的大，D错误．［答案] C
5。

(多选）(2017·广东深圳模拟）如图是核子平均质量与原子序数Z的关系图象，下列说法中正确的是( ）
A．卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型
B．天然放射性元素在衰变过程中核电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中不偏转的是γ射线
C．图中原子核d和e聚变成原子核f要吸收能量
D．图中原子核a裂变成原子核b和c要放出核能
［解析］α粒子散射实验中，绝大多数α粒子的运动方向几乎不变，只有极少数发生大角度偏转,故卢瑟福在此基础上提出了原子的核式结构模型，故A正确；天然放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数守恒，其放射线有α、β、γ三种射线，其中不带电的是γ射线，则在磁场中一定不偏转的是γ射线，故B正确;题图中原子核d和e聚变成原子核f过程中有质量亏损，故会放出核能,C错误；题图中原子核a裂变成原子核b和c过程中有质量亏损，故会放出核能，D正确．
[答案］ABD
6．(2017·江西临川模拟）氦3是一种清洁、高效和安全的核发电燃料,可以在高温高压下用氘和氦3进行核聚变反应从而实现发电．下列有关的说法中正确的是（) A．氘和氦3发生核聚变反应的方程为错误!H＋错误!He→错误!He＋X，其中X为中子
B．因为核聚变时释放能量，出现质量亏损，故其反应前后的质量数不守恒
C．核聚变反应后，核子的平均结合能增大
D．目前我国的核电站广泛采用氦3进行核聚变反应发电
［解析］由质量数守恒和电荷数守恒可知,X应为质子，选项A错误；核聚变过程中释放能量，出现质量亏损，但质量数仍然守恒，选项B错误；由于在这个核反应中会释放核能,所以反应后核子的平均结合能增大，选项C正确；目前我国的核电站均采用重核裂变的形式进行发电,选项D错误．
[答案] C
7．（多选）如图所示，氢原子在不同能级间发生a、b、c三种跃迁时，释放光子的波长分别为λa、λb、λc，则下列说法正确的是( ）
A．从n＝3能级跃迁到n＝1能级时，释放的光子的波长可表示为λb＝错误!
B．从n＝3能级跃迁到n＝2能级时,电子的势能减小，氢原子的能量增加
C．用能量为11 eV的电子碰撞处于基态的氢原子时，氢原子一定不会发生跃迁
D．用能量为12.09 eV的光子照射大量处于基态的氢原子时，可以发出三种不同频率的光［解析］设三种波长的光子的能量分别为E a、E b、E c,由E m－E n＝hν和ν＝错误!,可得E b＝E a＋E c，即h错误!＝h错误!＋h错误!，解得λb＝错误!，选项A正确；当氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级时，释放能量，氢原子的能量减小,电子的势能减小，动能增加，选项B错误;用电子碰撞处于基态的氢原子时，电子会将一部分能量转移给氢原子,如果这部分能量正好等于两能级之间的能量差，则氢原子可以发生跃迁，选项C错误；当用能量为12.09 eV的光子照射大量处于基态的氢原子时，氢原子受到激发能从n＝1能级跃迁到n＝3能级，这些处于激发态的氢原子向基态跃迁的过程中，可以发出三种不同频率的光，选项D正确．[答案］AD
8．（2017·银川模拟)卢瑟福用α粒子轰击氮核时发现质子．发现质子的核反应方程为:错误!N＋错误!He―→错误!O＋错误!H。

已知氮核质量为m N＝14.00753 u，氧核质量为m O＝17.00454 u，氦核质量为m He＝4。

00387 u，质子(氢核）质量为m p＝1.00815 u．(已知：1 u c2＝931 MeV，结果保留2位有效数字)求：
（1）这一核反应是吸收能量还是放出能量的反应？相应的能量变化为多少？
(2)若入射氦核以v0＝3×107 m/s的速度沿两核中心连线方向轰击静止氮核．反应生成的氧核和质子同方向运动，且速度大小之比为1∶50。

求氧核的速度大小．
[解析]（1）由Δm＝m N＋m He－m O－m p得：
Δm＝－0。

00129 u。

所以这一核反应是吸收能量的反应，
吸收能量ΔE＝｜Δm|c2＝0.00129 u c2≈1。

2 MeV。

（2）由动量守恒定律可得：
m He v
＝m O v氧＋m p v p
又v氧∶v p＝1∶50,
可解得：v氧≈1。

8×106 m/s。

[答案］(1）吸收能量 1.2 MeV (2）1。

8×106 m/s
［素能培养]
9．（多选)(2017·浙江模拟)如图所示，是氢原子光谱的两条谱线，图中给出了谱线对应的波长及氢原子的能级图，已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.则（)
A．Hα谱线对应光子的能量小于Hβ谱线对应光子的能量
B．若两种谱线对应光子都能使某种金属发生光电效应，则Hα谱线对应光子照射到该金属表面时，形成的光电流较小
C．Hα谱线对应光子的能量为1.89 eV
D．Hα谱线对应的光子是氢原子从n＝4能级跃迁到n＝3能级发出的
[解析]Hα波长大于Hβ波长，故Hα频率较小，Hα谱线对应光子的能量小于Hβ谱线对应光子的能量，故A正确；光电流与光的强度有关，因此频率的高低不能确定光电流的大小,故B错误；Hα谱线对应光子的能量为E＝错误!＝3。

03×10－19 J＝1.89 eV，故C正确；依据能级差公式有：ΔE＝E4－E3＝[－0.85－（－1.51)] eV＝0。

66 eV，故D错误．［答案］AC
10．(多选)(2018·湖北联考)关于核反应方程错误!T→错误!Pa＋X＋ΔE(ΔE为释放出的核能，X为新生成的粒子)，已知错误!Th的半衰期为T，则下列说法正确的是（) A。

错误!Pa比错误!Th少1个中子，X粒子是从原子核中射出的，此核反应为β衰变
B．N0个错误!Th经2T时间因发生上述核反应而放出的核能为错误!N0ΔE（N0数值很大)
C.234 90Th的比结合能为错误!
D.234， 90Th的化合物的半衰期等于T
[解析］由质量数和电荷数均守恒知X为电子，是原子核内的中子转化为质子而释放的电子，此核反应是β衰变,故A正确;经2T时间还剩余四分之一未衰变，发生上述核反应而放出的核能为错误!N0ΔE，故B正确;错误!Th的比结合能是234个核子结合成错误!Th时放出的能量除以234，错误!Th衰变时放出的能量为ΔE,所以错误!Th的比结合能不是错误!，故C错误；半衰期与原子核所处状态无关，则错误!Th的化合物的半衰期等于T，故D正确．[答案］ABD
11．（2017·宁夏固原一中月考）如图所示,表示原子核的比结合能与质量数A的关系,据此下列说法中正确的是（）
A．重的原子核,例如，铀核（错误!U），因为它的核子多，核力大,所以结合得坚固而稳定
B．锂核(错误!Li)的核子的比结合能比铀核的比结合能小，因而比铀核结合得更坚固更稳定
C．原子核结合的松紧程度可以用“比结合能”来表征，比结合能的定义是每个核子的平均结合能,比结合能越大的原子核越稳定
D．以上三个表述都错误
[解析]原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，而组成原子核的核子越多，它的比结合能并不是越大,当比结合能越大时,原子核中的核子结合越牢固，原子核越稳定,故C正确，A、B、D错误．
[答案］C
12.错误!U受中子轰击时会发生裂变，产生错误!Ba和错误!Kr，同时放出能量,已知每个铀核裂变时释放的能量为200 MeV。

现在要建设发电功率为5×105
kW的核电站，用铀235作为核燃料，假设核裂变释放的能量全部转化为电能，那么该核电站一天消耗铀235多少千克？（阿伏加德罗常数为N A＝6。

0×1023 mol－1）［解析]由于核裂变释放的能量全部转化为电能，故每天消耗的铀235释放的能量等于发电的能量,即
E＝Pt＝5×105×24×3.6×106 J＝4.32×1013 J
由于每个铀核裂变时释放的能量
E
＝200 MeV＝3。

2×10－11 J
则铀核的物质的量为
n＝错误!＝错误! mol＝2.25 mol
故一天消耗的错误!U的质量为m＝nM＝2.25×235 g＝0.53 kg。

[答案］0。

53 kg
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