高三物理原子结构及原子核练习.doc

高三物理原子结构和原子核练习

一．选择题(每道小题 3分 共 51分 )
1、关于α、β、γ射线和X射线以下说法正确的是
A．都是波长极短，频率很高的电磁波
B．都是原子内层电子受激辐射的
C．都是原子核发生衰变时产生的
D．以上说法都不对
2、卢瑟福通过对a粒子散射实验结果的分析，提出
（A）原子的核式结构模型． （B）原子核内有中子存在．
（C）电子是原子的组成部分． （D）原子核是由质子和中子组成的．
3．关于原子和原子核，下列说法中正确的是
A．卢瑟福根据a散射的实验结果，提出了原子的核式结构模型
B．根据爱因斯坦的质能方程，可求出原子核的结合能
C．氕、氘、氚核中具有相同的中子数和不同的核子数，所以是氢的同位素
D．氢原子吸收一个光子从低能级跃迁到高能级，氢原子的动能增加了
4．放射性探伤是利用了：
A．α射线的电离本领 B．β射线的贯穿本领
C．γ射线的贯穿本领 D．放射性元素的示踪本领
5．某原子核X吸收一个中子后，放出一个电子，分裂为两个粒子.由此可知
A.A=7, Z=3 B.A=7, Z=4
C.A=8, Z=3 D.A=8, Z=4
6．经过一系列α和β衰变，成为，下列说法中正确的是
A．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α衰变和6次β衰变 D．共经过6次α衰变和4次β衰变
7．一个 原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为
则下列叙述正确的是
A．X原子核中含有 86个中子
B．X原子核中含有 141个核子
C．因为裂变时释放能量，根据 ，所以裂变后的总质量数增加
D．因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少
8．某核反应方程为H+H→He+X. 已知H的质量为2.0136u. H的质量为3.018u, He的质量为4.0026u,X的质量为1.0087u.则下列说法中错误的是
A. X是质子，该反应释放能量 B. X是中子，该反应释放能量
C. X是质子，该反应吸收能量 D. X是中子，该反应吸收能量
9. 14C是一种半衰期为5730年的放射性同位素。若考古工作者探测到某古木中14C的含量为原来的，则该古树死亡时间距今大约
A. 22920年 B. 11460年
C. 5730年 D. 2865年
10．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情性气体氡，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天后就一定剩下一个原子核了
B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子衰变成质子所产生的
C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ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
11．关于放射性同位素应用的下列说法中正确的有
A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到消除有害静电的目的
B．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视
C．用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种
D．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害
12．正电子是电子的反粒子，它跟普通电子、电量相等，而电性相反，科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质——反物质。1997年初和年底，欧洲和美国的科学研究机构先后宣布；他们分别制造出9个和7个反氢原子。这是人类探索反物质的一大进步，你推测反氢原子的结构是
A．一个带正点荷的质子与一个带负电荷的电子构成
B．一个带负电荷的质子和一个带正电荷的电子构成
C．由一个不带电的中子与一个带负电荷的电子构成
D．由一个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成
13．一种元素的两种同位素的原子核x和y，以相同的速度进入同一匀强磁场中作匀速圆周运动，若认为质子和中子的质量相等，则它们的轨道半径之比
A．中子数之比 B．质子数之比 C．核子数之比 D．以上都不对
14．如图所示，在α粒子散射实验中，α粒子穿过某一金属原子核附近的示意图，A、B、C分别位于两个等势面上，则以下说法中正确的是
A．α粒子在A处的速度比B处的速度小
B．α粒子在B处的动能最大，电势能最小
C．α粒子在A、C两处的速度大小相等
D．α粒子在B处的速度比在C处的速度要小

15．按照玻尔理论，氢原子若能从能级A跃迁到能级B时，吸收频率为v1的光子，若从能级A跃迁到能级C时，释放频率为v2的光子．己知v2>v1，而氢原子从能级C跃迁到能级B时，则：
A．释放频率为v2-v1的光子 B．释放频率为V2+V1的光子
C．吸收频率为v2-ν1的光子 D．吸收频率为V2+V1的光子
R
L
L’
M
N
O
P
.
.
16．如图所示，R为放射源，虚线范围内有垂直于纸面的磁声B，LL’ 为厚纸板，MN为荧光屏，今在屏上P点处发现亮斑，则到达P点处的放射性物质微粒和虚线范围内B的方向分别为
A、a粒子，B垂直于纸面向外
B、a粒子，B垂直于纸面向内
C、粒子，B垂直于纸面向外
D、粒子，B垂直于纸面向内
17．已知氦离子He+能级En与量子数n的关系和氢原子能级公式类似，处于基态的氦离子He+的电离能为E=54.4eV。为使处于基态的氦离子He+处于激发态，入射光子（电子）所需的能量可能为(氢原子能级公式En=-E/n2)
A、13.6eV（光子） B、40.8eV（光子）
C、48.0eV（电子） D、50.0eV（电子）
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二．填空题（20分）
A
18．若用x代表一个中性原子中核外的电子数，y代表此原子的原子核内的质子数，z代表原子的原子核内的中子数，则对的原子来说x= 、y= 、z= 。
19．原来静止在匀强磁场中的放射性元素的原子核A，发生衰变后放出的一个射线粒子和反冲核都以垂直于磁感线的方向运动，形成如图所示的8字型轨迹，已知大圆半径是小圆半径的n倍，且绕大圆轨道运动的质点沿顺时针方向旋转。那么：⑴该匀强磁场的方向一定是垂直于纸面向________。
⑵原子核A的原子序数是________ 。
⑶沿小圆运动的是________， ⑷其旋转方向为___________。

20．下面给出氢原子能量较低的四个能级．设氢原子的基态能量是E1=O，则第一激发态能量是E2=10.2eV，第二激发态能量是E3=12.1eV，第三激发态能量是E4=12.8eV．氢原子在这四个能级之间跃迁，所辐射的光子的中最小的能量等
于 eV．
21．完成下列核反应方程：
(1) (2)
(3) (4)
(5) (6)
三．计算题（共29分。要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤）
22．氢原子的核外电子质量为m，电量为e，在离核最近的轨道上运动，轨道半径为r1。（静电力常量为K）
（1）电子运动的动能Ek是多少？
（2）电子绕核转动的频率f是多少？
（3）氢原子核在电子轨道处产生的电场强度E为多大？

23、静止的氮核被速度是v0的中子击中生成甲、乙两核。已知甲、乙两核的速度方向同碰撞前中子的速度方向一致，甲、乙两核动量之比为1：1，动能之比为1：4，它们沿垂直磁场方向进入匀强磁场做圆周运动，其半径之比为1：6。问：甲、乙各是什么核？速度各是多大？写出该反应方程。

24．如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场的磁感应强度B=0.500T，MN是磁
场的左边界。在磁场中的A点有一静止镭核（），A距MN的距离OA=1.00m。
D为放置在MN边缘的粒子接收器，OD=1.00m。发生放射性衰变，放出某种粒子x后变为一氡（），接收器D接收到了沿垂直于MN方向射来的粒子x。
（1）写出上述过程中的衰变方程（衰变方程必须写出x的具体符号）。
（2）求该镭核在衰变为氡核和x粒子时释放的能量。（保留三位有效数字，取1u=1.66×10－27kg，电子电荷量e=1.60×10－19C,中子质量mn=1.6749×10－27kg,质子质量mp=1.6726×10－27kg）

附加题：
在其他能源中，核能具有能量密度大，地区适应性强的优势．在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能．核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能．
(1)核反应方程式是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为 ，a： ．
(2)有一座发电能力为P=1.00×106kW的核电站，核能转化为电能的效率η=40％．假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应，已知每次核反应过程放出的核能ΔE=2.78×10-11J，核的质量mU=390×10-27kg．求每年
(1年= 3.15×107 s)消耗的的质量．(保留3位有效数字)

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