2024届物理微专题加练半小时第十六章　微专题93　原子结构和原子核.docx

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1、微专题93原子结构和原子核1掌握玻耳理论，会计算原子能级之间跃迁时放出(吸收)光子的频率和波长.2.掌握衰变规律，会计算半衰期.3.根据质量数守恒和电荷数守恒书写核反应方程.4.掌握核反应中核能的计算方法1(2023北京市模拟)衰变是原子核的自发变化，科学家希望人工控制原子核的变化卢瑟福用粒子轰击氮(N)原子核，产生了氧(O)的一种同位素氧17，这是人类第一次实现原子核的人工转变这个核反应的方程是()A.NHOnB.NHeOHC.NHOD.NHeOH答案B解析根据质量数守恒、电荷数守恒可知，这个核反应的方程是NHeOH，故选B.2“氚电池”利用氚核衰变产生的能量工作，可以给心脏起搏器供电已知氚

2、核的半衰期为12.5年，下列说法正确的是()A氚核衰变放出的射线是电子流，来源于核内中子衰变为质子放出的电子B氚核衰变放出的射线是电子流，来源于核外内层电子C2个氚核经过12.5年后，衰变一个，还剩一个氚核D20克氚核经过12.5年后，衰变后剩余物的质量变为10克答案A解析氚核衰变放出的射线是电子流，来源于核内中子衰变为质子放出的电子，A正确，B错误；半衰期是针对大量放射性元素的统计规律，不适用于个别原子核，C错误；经过一个半衰期，有半数氚核发生衰变转变为其他原子核，并不是总质量变为原来一半，D错误3(2023河北邯郸市质检)裂变核能燃料分为铀基和钍基，钍基核燃料中Th类似于U，要通过转换或增

3、殖才能作为裂变核能燃料使用中子轰击U或U发生裂变反应，产生的中子与Th反应生成Th，再经过两次衰变后生成U，达到增殖的目的下列说法正确的是()A.U比Th的中子数少1B.Th比Th的质子数多1C衰变的实质是nHeD.Th转化成U是化学变化答案C解析由质量数守恒，质子数守恒可知，U比Th的中子数少2，故A错误；Th与Th互为同位素，质子数相同，故B错误；衰变的实质是核内中子转化为一个质子和一个电子，电子发射到核外，故C正确；Th转化成U不是化学变化，故D错误4(2023黑龙江省齐齐哈尔一中模拟)根据所学的物理知识，下列说法正确的是()A.UThHe是重核裂变B在核反应方程HeNOX中，X是质子C

4、衰变的本质是原子核外电子挣脱原子核的束缚形成的高速电子流D铀核(U)衰变为铅核(Pb)的过程中，要经过8次衰变和4次衰变答案B解析UThHe是衰变，故A错误；根据质量数守恒、电荷数守恒可知，X是质子，故B正确；衰变是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，不是原子核外电子挣脱原子核的束缚形成的高速电子流，故C错误；设该过程经历了x次衰变和y次衰变，根据质量数守恒和电荷数守恒可得2382064x,92822xy，解得x8，y6，故D错误5(2023广西南宁市模拟)氟是放射性物质，其半衰期为12.5年氚核(H)与其同位素氘核(H)在一定条件下可以发生反应，反应方程是HHHen.下

5、列说法正确的是()A氚核(H)和氦核(He)的中子数相同B100 g氚经过25年会全部衰变完C当氚核(H)发生衰变时，衰变产物有氘核(H)D.HHHen是衰变方程答案A解析氚核(H)有两个中子，氦核(He)也有两个中子，A正确；根据mm0，可得m100g25 g，B错误；氚核(H)发生衰变的方程为HHee，衰变产物有He，C错误；核反应方程式HHHen，属于核聚变(或热核反应)不是衰变，D错误6(2023陕西榆林市模拟)关于原子结构、原子核的组成与性质的认识，下列说法正确的是()A.Th(钍核)经过6次衰变和4次衰变后变成PbB太阳辐射的能量，主要来自太阳内部发生的重核裂变C比结合能越小的原子

6、核越稳定D.Bi的半衰期为5天，10 gBi经过15天后，发生衰变的Bi的质量为1.25 g答案A解析Th(钍核)变成Pb质量数减少24，衰变的次数为m6，衰变的次数为n26(9082)4，故A正确；太阳辐射的能量，主要来自太阳内部发生的轻核聚变，故B错误；比结合能越大的原子核越稳定，故C错误；Bi的半衰期为5天，10 gBi经过15天后，没有发生衰变的Bi的质量为1.25 g，故D错误7(多选)(2023辽宁大连市模拟)卢瑟福用粒子轰击氮核发现质子的核反应为：NHeOH.已知氮核质量为mN14.007 53 u，氦核质量mHe4.003 87 u，氧核的质量为mO17.004 54 u，质子

7、(氢核)质量为mp1.008 15 u(已知1 u相当于931 MeV)；假设入射氦核以v03107 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150.则()A卢瑟福通过该反应发现了原子的核式结构B该反应吸收能量1.2 MeVC反应生成物的比结合能增大D反应后氧核的速率为1.8106 m/s答案BD解析卢瑟福通过粒子散射实验发现了原子的核式结构，故A错误；E(mHemNmOmp)c21.2 MeV，说明该反应吸收能量，故B正确；因为该反应吸收能量，生成物更不稳定，比结合能更小，故C错误；设反应后氧核的速率为v，则质子的速率为50v，质子质量为m，

8、根据动量守恒有4mv017mvm50v，解得v1.8106 m/s，故D正确8.氢原子的部分能级如图所示，已知可见光的光子能量在1.623.11 eV之间，下列说法正确的是()A一个氢原子从n4能级向基态跃迁时，可能发出2种不同频率的可见光B处于基态的氢原子可以吸收一个能量为12 eV的光子跃迁到n3能级C氢原子从高能级向n3能级跃迁时，会发出可见光D处于基态的氢原子不能吸收一个具有14 eV能量的光子答案A解析一个氢原子从n4能级向基态跃迁时，可能发出2种不同频率的可见光，如42,21，故A正确；处于基态的氢原子跃迁到n3能级需要的能量E1.51 eV(13.6) eV12.09 eV，故B

9、错误；氢原子从高能级向n3能级跃迁时释放的光子的最大能量接近于E0(1.51) eV1.51 eV，不在可见光能量范围内，故C错误；处于基态的氢原子可以吸收一个具有14 eV能量的光子进而发生电离，故D错误9.(2023河南郑州市模拟)如图所示为氢原子部分能级示意图现有大量处于激发态n5能级的氢原子，向基态跃迁时，会放出不同频率的光子已知可见光的光子能量范围介于1.633.10 eV之间，某锌板发生光电效应的逸出功为3.34 eV.下列说法正确的是()A最多有6种不同频率的光子放出B所有放出的光子中，有3种是可见光C所有放出的光子中，有3种可以使该锌板发生光电效应D放出的所有光子照射该锌板，逸

10、出光电子的初动能的最大值为9.41 eV答案B解析大量处于激发态n5能级的氢原子向基态跃迁时，最多放出不同频率光子的种类为C10，A错误；根据能级跃迁满足hEmEn可知，共可产生13.06 eV、12.75 eV、12.09 eV、10.2 eV、2.86 eV、2.55 eV、1.89 eV、0.97 eV、0.66 eV、0.31 eV十种能量的光子因为可见光的光子能量范围为1.633.10 eV，故有3种是可见光，B正确；由EkhW0可知要想使锌板发生光电效应，光子能量应该大于逸出功，故有4种光子可以使该锌板发生光电效应，并且光子能量为13.06 eV的光子照射该锌板时，逸出光电子的初动

11、能的值最大为EkhW013.06 eV3.34 eV9.72 eV，C、D错误10(多选)天然放射性元素镭放出的粒子动能约为Ek4.793 MeV，用粒子轰击氮原子核，核反应可能不止有一种，比如：HeNOH；HeNFn等，可以通过计算判断其是否有可能发生已知：各原子核的相对原子质量如表所示，其中1 u的质量对应931.5 MeV的能量，下列关于第种核反应的说法中正确的是()HeNFnM14.002 603 uM214.003 074 uM317.002 095 uM41.008 665 uA第种核反应为放能反应，一次核反应放出的能量约为4.735 MeVB第种核反应为吸能反应，一次核反应吸收的

12、能量约为4.735 MeVC用该粒子(Ek4.793 MeV)轰击静止的靶核(N)，可能发生第种核反应D若用Ek6.173 MeV的粒子轰击静止的靶核(N)，可能发生第种核反应答案BD解析由于(M1M2)(M3M4)0.005 083 u，说明该反应为吸能反应，且E0.005 083931.5 MeV4.735 MeV，B项正确，A项错误；由反应前后动量守恒和能量守恒可知当反应后共速时，用Ek4.793 MeV的粒子实验，生成新核的总动能为EkEk4.793 MeV1.065 MeV，系统损失的动能最多为3.728 MeV，该能量小于发生核反应所需要吸收的4.735 MeV，故不能发生第种核反应，同理，初动能达到6.173 MeV，损失动能最多为4.801 MeV，大于反应所需要的能量，该反应可能发生，D项正确，C项错误