高中物理专题2原子结构原子核精选

1、基础课2原子结构原子核选择题（17题为单项选择题，814题为多项选择题）1.以mD、mp、n分别表示笊核、质子、中子的质量，则mD = mp + mnmD = mP + 2mnmDmp + mnmD mD。答案 D2.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另一半径为rb的圆轨道上，rarb,在此过程中（）A.原子发出一系列频率的光子B.原子要吸收一系列频率的光子C.原子要吸收某一频率的光子D.原子要发出某一频率的光子解析rarb,是从高能级向低能级跃迁，应向外发射能量，且所发射光子的能量等于两个能级的能量差。选项 D正确。答案 D TOC o 1-5 h z .

2、碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为 m的碘131,经过32天后， 该药物中碘131的含量大约还有（）A mm仆 mmA.4B.8C.16D.32解析 由半衰期公式 m = m （） t可知，m，= m （1） 32 = ：,故选项C正2 22816确。.已知氮原子的质量为 M Heu,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931.5 MeV的能量，若取光速c=3X108 m/s,则两个质子和两个中子聚变成一个氮核，释放的能量为word.2X (mp+mn) - MHe x931.5 Me

3、V2 x (mp + mn+me) - MHe x 931.5 MeVC . 2 X ( mp + mn+ me) M He x c? JD. 2 x (mp+mn) MHe xc2 J解析 核反应方程为21H +20n-4He,质量亏损zm=2X (mp+mn) (MHe 2me) =2X (mp+mn+me) - MHe,所以释放的能量为 AE=zmx 931.5 MeV = 2X (mp+mn+me) MHe x 931.5 MeV,选项 B 正确。答案 B5.如图1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

4、向下的匀强 磁场，计数器的计数率不变，则 x可能是()图1A. a射线和B射线的混合放射源B.纯a射线放射源C. a射线和丫射线的混合放射源D.纯丫射线放射源解析 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 a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， 故只有丫射线，因此放射源可能是 a射线和丫射线的混合放射源。答案 C6.核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上 将加大核电站建设。核泄漏中的钵(Pu)是一种具有放射性的超铀元素，它 可破坏细胞基因，提高罹患癌

5、症的风险。已知钵的一种同位素量Pu的半衰期为24 100年，其衰变方程为239PuX + 4He+ %下列说法中正确的是(：X原子核中含有92个中子word.100个黄Pu经过24 100年后一定还剩余50个C,由于衰变时释放巨大能量，根据 E=mc2,衰变过程总质量增加D,衰变发出的丫射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力解析 根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可得，X原子核中含有92个质子，235个核子，则中子数为23592=143 （个），选项A错误；半衰 期是大量原子核衰变时的统计规律，100个Pu经过24 100年后不一定还剩 余50个，选项B错误；由于衰变时释放巨大能量，衰变

6、过程总质量减少， 选项C错误；衰变发出的丫射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力， 选项D正确。答案 D7. 一中子与一质量数为A （A1）的原子核发生弹性正碰。若碰前原子核静止， 则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为（）A.A+ 1A- 1B.A-1A+ 1(A+1)D. (A-1)解析 设中子质量为m,则原子核的质量为Am。设碰撞前、后中子的速度分1 O别为V。、v1,碰后原子核的速度为v2,由弹性碰撞可得 mv0=mv +Amv2,1mv02 1. 2 f /口1 A., v 0, A+1 八十.= 2mv1+2Amv2,解得 丫1 =0,故于1 =工777， A 正确。答案 A.如图2为

7、卢瑟福的a粒子散射实验的经典再现，用放射性元素发出的 a粒子 轰击金箔，用显微镜观测在环形荧光屏上所产生的亮点，根据实验现象分析散射粒图2坏器荧 光解A .在荧光屏上形成的亮点是由a粒子在金箔上打出的电子产生的word.B.该实验证明原子几乎全部质量和全部正电荷都集中在一个很小的体积内C .在荧光屏上观测到极少数的a粒子发生了大角度的偏转D.该实验中a粒子由于和电子发生碰撞而发生了大角度的偏转解析在荧光屏上形成的亮点是由a粒子穿过金箔后打在荧光屏上产生的， A错误；根据实验现象，绝大多数 a粒子仍沿原来的直线运动，说明原子几 乎全部质量和全部正电荷都集中在一个很小的体积内，B正确；a粒子散射实

8、验的内容是绝大多数 a粒子几乎不发生偏转，少数 a粒子发生了较大角度 的偏转，极少数a粒子发生了大角度偏”专（偏转角度超过 90,有的几乎达 至4 1800,被反弹回来），C正确；该实验中a粒子发生大角度偏转的原因是 a 粒子和金箔中的原子核发生了碰撞，D错误。答案 BC.如图3所示，为氢原子能级图，A、B、C分别表示电子三种不同能级跃迁时放出的光子，其中（图3A.频率最大的是BC.频率最大的是AB.波长最长的是CD.波长最长的是B解析 根据hkAE和c=入可知，AE大，频率就大，波长就小。选项 A、B正确。答案 AB. （2015 广东理综，18）科学家使用核反应获取瓶，再利用笊和瓶的核反应

9、 获得能量，核反应方程分别为：X + Y-4He+3H + 4.9 MeV和2H + 3H-4He + X+ 17.6 MeV,下列表述正确的有（）X是中子Y的质子数是3,中子数是6C.两个核反应都没有质量亏损word.D.笊和瓶的核反应是核聚变反应解析 根据核反应中质量数和电荷数守恒，可知 X是0X,所以为中子，A正 确；Y应为3Y,所以Y的质子数为3,核子数为6,中子数为3, B错误；两 核反应均有能量释放，根据爱因斯坦质能方程，两核反应都有质量亏损，C错误；由聚变反应概念知，D正确。答案 AD11 .如图4为氢原子的能级示意图，则下列对氢原子跃迁的理解正确的是 ()图4A.由高能级向低能

10、级跃迁时辐射出来的光电子一定不能使逸出功为3.34 eV的金属发生光电效应B.大量处于n = 4能级的氢原子向n= 1能级跃迁时，向外辐射6种不同频 率的光子C.大量处于n = 3级级的氢原子向n=1能级跃迁时，用发出的光照射逸出 功为3.34 eV的金属，从金属表面逸出的光电子的最大初动能为8.75 eVD.如果用光子能量为10.3 eV的光照射处于n=1能级的氢原子，则该能级 的氢原子能够跃迁到较高能级解析氢原子从高能级向低能级跃迁时放出的光子的能量等于前后两个能级 之差，当氢原子从高能级跃迁到基态时放出的光子的能量最小值为一3.4 eV一(13.6 eV) =10.2 eV,大于3.34

11、 eV,所以一定能使逸出功为 3.34 eV的 金属发生光电效应，A错误；大量处于n = 4能级的氢原子向基态跃迁时，辐 c4X3. 一一射光子的种类为C4= 2 =6, B正确；大事处于n=3能级的氢原子向n=1 能级跃迁时，辐射出的光子能量最大为1.51 eV (13.6 eV) =12.09 eV, 用此光子照射逸出功为3.34 eV的金属，由爱因斯坦光电效应方程可得该金 属的最大初动能为12.09 eV- 3.34 eV= 8.75 eV, C正确；当氢原子由低能级word.向高能级跃迁时，氢原子吸收的光子能量一定等于两能级之间的能量差，而 由氢原子的能级图可知任何两能级间的能量差都不

12、等于10.3 eV,因此不能使n= 1能级的氢原子跃迁到较高的能级，D错误。答案 BC12.能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一。 下列释放核 能的反应方程，表述正确的有（）A.1H + 2H-4He + 1n是核聚变反应B.3H + 2H-4He +0n 是 0衰变C23592U + 0n- 14456Ba+ 39Kr + 30n 是核裂变反应D.23592U +0n- 14054Xe + 98Sr+20n 是 a衰变解析 B衰变时释放出电子（0 1e）, a衰变时释放出氯原子核（2He）,可知 选项B、D错误；选项A中一个瓶核和一个笊核结合成一个氮核并释放出一 个中子是典

13、型的核聚变反应；选项C中一个235U原子核吸收一个中子，生成 一个Ba原子核和一个Kr原子核并释放出三个中子是核裂变反应，A、C正确。答案 AC（2017河北石家庄质检）下列说法正确的是（）A. Th核发生一次a衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了 4B,太阳辐射的能量最主要来自太阳内部的热核反应C.若使放射性物质的温度升高，其半衰期可能变小D.用14 eV的光子照射处于基态的氢原子，可使其电离解析 因a衰变的本质是发生衰变的核中减少 2个质子和2个中子形成氮 核，所以一次a衰变，新核与原来的核相比，中子数减少了2, A项错；太阳辐射的能量是太阳内部核聚产生的，所以 B项正确；半衰期由核内部自身 因素决定，与其他因素无关，所以C项错；因为氢原子基态的能量为一13.6 eV, 所以用14 eV光子照射一定能电离，D项正确。答案 BD（2017湖北黄冈模拟）下列说法中正确的是（）A.卢瑟福的a粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构word.B.锵Th衰变成锣Pb要经过6次a衰变和4次B衰变C. B衰变中产生的B射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成 的D.对于某种金属，超过极限频率的入射光频率越高，所产生