高考物理一轮总复习 第十二章 波粒二象性 原子物理 基础课2 原子结构、原子核练习（含解析）新人教版-新人教版高三全册物理试题.doc

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1、基础课 2 原子结构、原子核一、选择题1(2019届华南师大附中模拟)下列说法正确的是()A汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，并提出了原子的核式结构模型B太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应C光电效应中光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D.NHCHe是衰变方程解析：选B汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，并提出了原子的“枣糕模型”，选项A错误；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应，选项B正确；光电效应中光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，不成正比，选项C错误；NHCHe是人工转变，不是衰变方程，选项D错误2(多选)关于天然放射性，下列说法正确的是()A所有元素都可能发生衰变B

2、放射性元素的半衰期与外界的温度无关C放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D、和三种射线中，射线的穿透能力最强E一个原子核在一次衰变中可同时放出、和三种射线解析：选BCD只有原子序数大于等于83的元素才能发生衰变，选项A错误；半衰期由原子核内部的结构决定，与外界温度无关，选项B正确；放射性来自于原子核内部，与其形成的化合物无关，选项C正确；、 三种射线中，射线能量最高，穿透能力最强，选项D正确；一个原子核在一次衰变中要么是衰变，要么是衰变，同时伴随射线的产生，选项E错误3(2018届广东五校一联)2017年11月17日，“中国核潜艇之父”黄旭华获评全国道德模范，颁奖典礼上，习总书记为他“

3、让座”的场景感人肺腑下列有关核反应说法错误的是()A目前核潜艇是利用重核裂变提供动力B重核裂变反应中一定有质量亏损C.UnXeSrdn，式中d2D铀核裂变后生成的新核比铀核的比结合能小解析：选D目前世界上的核潜艇都是利用重核裂变提供动力，A正确；重核裂变释放能量一定存在质量亏损，B正确；由核反应中质量数守恒可知d2，C正确；铀核裂变后生成的新核的比结合能比铀核的大，D错误4(2018年全国卷)1934年，约里奥居里夫妇用粒子轰击铝核Al，产生了第一个人工放射性核素X：AlnX.X的原子序数和质量数分别为()A15和28 B15和30C16和30 D17和31解析：选B在核反应过程中，质量数和电

4、荷数分别守恒，则X的原子序数为21315，X的质量数为427130，选项B正确5(2016年北京卷)处于n3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有()A1种 B2种C3种 D4种解析：选C大量氢原子从n3能级向低能级跃迁时，能级跃迁图如图所示，有3种跃迁情况，故辐射光的频率有3种，选项C正确6(2019届广东茂名综合测试)铝核Al被粒子击中后产生的反应生成物是磷P，同时放出一种粒子，关于这种粒子的下列说法中正确的是()A这种粒子在电场中可以被加速或发生偏转B这种粒子在磁场中一定不受磁场力作用C这种粒子在真空中的速度等于3108 m/sD在C核内有6个这种粒子解析：选B核反应中质量数守

5、恒，电荷数守恒，AlHePn，这种粒子是中子 n，中子不带电，故A错误，B正确；实物粒子在真空中的速度小于光速3108 m/s，所以C错误；在14 6C中有8个 n，所以D错误7(2018届江西上饶六校一联)PET(正电子发射型计算机断层显像)的基本原理是：将放射性同位素O注入人体，参与人体的代谢过程.O在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图象根据PET的基本原理，下列说法正确的是()A15 8O衰变的方程式为OFeB将放射性同位素O注入人体，O的主要用途是作为示踪原子C一对正负电子湮灭后也可能只生成一个光子DPET中所选的放

6、射性同位素的半衰期应较长解析：选B由质量数守恒和电荷数守恒可知，O衰变的方程式为ONe，故A错误；将放射性同位素O注入人体，O的主要用途是作为示踪原子，故B正确；一对正负电子湮灭后生成两个光子，故C错误；PET中所选的放射性同位素的半衰期应较短，故D错误8(2019届三明模拟)按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为ra的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为rb的圆轨道上，已知rarb，则在此过程中()A原子要发出某一频率的光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量也减小B原子要吸收某一频率的光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小C原子要发出一系列频率的光子，电子的动能减

7、小，原子的电势能减小，原子的能量也减小D原子要吸收一系列频率的光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量也增大解析：选A由玻尔氢原子理论知，电子轨道半径越大，原子能量越大，当电子从ra跃迁到rb时，原子能量减小，放出光子；在电子跃迁过程中，库仑力做正功，原子的电势能减小；由库仑力提供电子做圆周运动的向心力，即，r减小，电子速度增大，动能增大，综上所述可知A正确9(多选)如图所示是氢原子的能级图，大量处于n5能级的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出10种不同频率的光子其中莱曼系是指氢原子由高能级向n1能级跃迁时释放的光子，则()A10种光子中波长最短的是从n5能级跃迁到基态时产生的B1

8、0种光子中有4种属于莱曼系C使n5能级的氢原子电离至少要0.85 eV的能量D从n2能级跃迁到基态释放光子的能量等于从n3能级跃迁到n2能级释放光子的能量解析：选AB由n5能级跃迁到基态时产生的光子能量最大，频率最高，波长最短，A项正确；51、41、31和21跃迁时释放的4种光子属于莱曼系，B项正确；使n5能级的氢原子电离至少要0.54 eV的能量，C项错误；从n2能级跃迁到基态释放光子的能量为3.4 eV(13.6 eV)10.2 eV，从n3能级跃迁到n2能级释放光子的能量为1.51 eV(3.4 eV)1.89 eV，D项错误10(2018届河北“五个一名校联盟”高三考试)由于放射性元素

9、Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工方法制造后才被发现已知Np经过一系列衰变和衰变后变成Bi，下列判断正确的是()A衰变过程中原子核的质量和电荷量守恒BBi比Np少28个中子C衰变过程中共发生了7次衰变和4次衰变D经过两个半衰期后含有Np的矿石的质量将变为原来的四分之一解析：选C衰变的实质是质量数减少4、电荷数减少2，衰变的实质是质量数不变、电荷数加1. Np经过一系列衰变变成Bi时，由质量数守恒和电荷数守恒可知，经过了7次衰变、4次衰变，C正确；衰变过程中核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒，但原子核的质量不守恒，A错误；Bi有126个中子，Np有144个中子，显然Np

10、比Bi多18个中子，B错误；经过两个半衰期以后，有的Np发生衰变，产生新核，所以矿石中放射性元素Np的质量为原来的四分之一，不是矿石的质量为原来的四分之一，D错误11(2019届吉林长春高三质量监测)2017年1月9日，大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖大多数原子核发生核反应的过程中都伴随着中微子的产生，例如核裂变、核聚变、衰变等下列关于核反应的说法正确的是()ATh衰变为Rn，经过3次衰变、2次衰变B.HHHen是衰变方程，ThPae是衰变方程CUnBaKr3n是核裂变方程，也是氢弹的核反应方程D高速运动的粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，其核反应方程为HeNOn解析：选ATh经

11、过3次衰变后质量数减少12、质子数减少6，再经过2次衰变后质子数增加2，衰变为Rn，A正确；HHHen是核聚变方程，ThPae是衰变方程，B错误；UnBaKr3n是核裂变方程，也是原子弹的核反应方程，C错误；高速运动的粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，其核反应方程为HeNOH，D错误12(2018届重庆六校第一次联考)原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断正确的是()A.H核的结合能约为1 MeVB重核U裂变成Kr和Ba要吸收能量C两个H核结合成He核要释放能量D中等质量的原子核最不稳定解析：选C由原子核的比结合能曲线可知，H核的比结合能约为1 MeV，H核有两个核子，H核的结合能约

12、为21 MeV2 MeV，选项A错误；由于重核U的比结合能与Kr和Ba的比结合能相比较小，所以重核U裂变成Kr和Ba要放出能量，选项B错误；由于H核的比结合能与He的比结合能相比较小，所以两个H核结合成He核要释放能量，选项C正确；由于中等质量的原子核比结合能较大，核子脱离原子核需要的能量大，所以中等质量的原子核相比其他原子核稳定，选项D错误13用中子(n)轰击铀核(U)发生裂变反应，会产生钡核(Ba)和氪核(Kr)，并释放中子(n)，当达到某些条件时可发生链式反应，一个铀核(U)裂变时，质量亏损为m，已知光在真空中的传播速度为c，以下说法正确的是()AU的裂变方程为UBaKr2nBU发生链式

13、反应的条件与铀块的温度有关CU发生链式反应的条件与铀块的体积有关D一个铀核(U)裂变时，放出的能量为Emc2解析：选CU的裂变方程为UnBaKr3n，故A错误；当铀块体积达到临界体积时才能使链式反应不断进行下去，与铀块的温度无关，B错误，C正确；根据爱因斯坦质能方程可知一个U裂变时，放出的能量为Emc2，D错误14(多选)一个静止的镭核(Ra)发生衰变，假设释放的能量全部转化为氡核(Rn)和粒子的动能，已知镭核(Ra)、氡核(Rn)、粒子的质量分别是226.025 4 u、222.017 5 u、4.002 6 u,1 u相当于931 MeV.则下列说法正确的是()A镭核的衰变方程为RaRnH

14、eB衰变后生成的氡核比原来的镭核少了4个中子C衰变过程中释放的核能约为4.93 MeVD衰变后氡核(Rn)与粒子的速度之比为143解析：选AC根据质量数守恒和电荷数守恒可知，镭核的衰变方程为RaRnHe，A正确；氡核的质量数为222，电荷数为86，所以中子数为136，同理可得镭核的中子数为138，所以氡核的中子数比镭核的少2，B错误；根据Emc2，可以算出衰变过程中释放的核能约为4.93 MeV，C正确；衰变过程中动量守恒，根据动量守恒定律可知氡核与粒子的动量大小相等，所以它们的速度与质量成反比，而不是与电荷数成反比，D错误二、非选择题15(2017年北京卷)在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个

15、静止的放射性原子核发生了一次衰变放射出粒子(He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R.以m、q分别表示粒子的质量和电荷量(1)放射性原子核用X表示，新核的元素符号用Y表示，写出该衰变的核反应方程；(2)粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小；(3)设该衰变过程释放的核能都转化为粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损m.解析：(1)衰变的核反应方程为XYHe.(2)粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力qv1BmT解得 T由电流的定义式可得I.(3)衰变过程中由动量守恒定律可得 mv1Mv2由能量守恒定律可知，释放的核能为EmvMv由质能方程可得 Emc2联立以上方程可解得 m.答案：(1)XYHe(2) (3)