2021屆高考備考物理二輪特訓(xùn)：原子結(jié)構(gòu)　原子核 （解析版）

原子結(jié)構(gòu)原子核【原卷】

1.（2020?寧夏銀川市質(zhì)檢）國產(chǎn)科幻大片《流浪地球》講述了太陽即將在未來出現(xiàn)“核燃燒”現(xiàn)象,

從而導(dǎo)致人類無法生存，決定移民到半人馬座比鄰星的故事.據(jù)科學(xué)家論證，太陽向外輻射

的能量來自其內(nèi)部發(fā)生的各種熱核反應(yīng)，當(dāng)太陽內(nèi)部達到一定溫度時，會發(fā)生“核燃燒”，其

中“核燃燒”的核反應(yīng)方程為me+X-EBe+v,方程中X表示某種粒子，3Be是不穩(wěn)定的粒子,

其半衰期為T,則下列說法正確的是（）

A.X粒子是yHe

B.若使￥Be的溫度降低，其半衰期會減小

經(jīng)過一定質(zhì)量的占開始時的

C.2T,yBe1

O

D.“核燃燒”的核反應(yīng)是裂變反應(yīng)

2.已知A和B兩種放射性元素的半衰期分別為T和2T,則相同質(zhì)量的A和B經(jīng)過2T后，剩

有的4和5質(zhì)量之比為)

A.1：4B.1：2

C.2：1D.4：1

3.碘131的半衰期約為8天，若某藥物含有質(zhì)量為tn的碘131,經(jīng)過32天后，該藥物中碘131

的含量大約還有（）

、m

A4%B-

O

喘

4.（2020?河南安陽市二模）下列說法正確的是（）

A.2贊U-2幫Th+X中X為中子，核反應(yīng)類型為P衰變

B4H+汨-?He+Y中Y為中子，核反應(yīng)類型為人工核轉(zhuǎn)變

CP馥U+和一nXe+黜Sr+K,其中K為10個中子，核反應(yīng)類型為重核裂變

D.VN+2He-9O+Z,其中Z為氫核，核反應(yīng)類型為輕核聚變

5.（2019?四川第二次診斷）下列核反應(yīng)屬于人工轉(zhuǎn)變的是（）

AJ踹Th-2科Pa+_呢

BmHe+?Be-￥C+*n

C.2/U+血一嘴Xe+38Sr+10ln

D.iH+?H->lHe+in

6.（2020?廣東廣州市一模）2018年11月12日中科院等離子體物理研究所發(fā)布消息:全超導(dǎo)托克

馬克裝置EAST在實驗中有了新的突破，等離子體中心電子溫度達到1億攝氏度；其主要核

反應(yīng)方程為：①汨+YHTHe+X②彳H+YTHe+X,則下列表述正確的是（）

A.X是質(zhì)子

B.Y是僦核

C.X與Y是同位素

D.①、②兩個核反應(yīng)都屬于裂變反應(yīng)

7.（多選）（2020?廣東清遠市期末質(zhì)量檢測）1956年，李政道和楊振寧提出在弱相互作用中宇稱不

守恒，并由吳健雄用半衰期為5.27年的的C。放射源進行了實驗驗證，次年李、楊二人獲得諾

貝爾物理學(xué)獎創(chuàng)C。的衰變方程式是：加Co-2Ni+$e+；e（其中Te是反中微子，它的電荷為

零，靜止質(zhì)量可認為是零），衰變前的C。核靜止，根據(jù)云室照片可以看到衰變產(chǎn)物9Ni和_呢不

2

在同一條直線上的事實.根據(jù)這些信息可以判斷（）

A.2Ni的核子數(shù)A是60,核電荷數(shù)Z是28

B.此核反應(yīng)為?衰變

C.^Ni與Ne的動量之和不可能等于零

D.衰變過程動量不守恒

8.（2020?廣東揭陽市第二次模擬）輕核聚變的一個核反應(yīng)方程為：汨+lH—?He+X.若已知汨的

質(zhì)量為如，汨的質(zhì)量為m2,iHe的質(zhì)量為g,X的質(zhì)量為桃4,則下列說法中正確的是（）

A.?H和出在常溫下就能夠發(fā)生聚變

B.X是質(zhì)子

C.這個反應(yīng)釋放的核能為AE=（?n+?i2—g—mH

D.我國大亞灣核電站是利用輕核的聚變釋放的能量來發(fā)電的

9.現(xiàn)有兩動能均為瓦=0.35MeV的汨在一條直線上相向運動，兩個汨發(fā)生對撞后能發(fā)生核

反應(yīng)，得到加e和新粒子，且在核反應(yīng)過程中釋放的能量完全轉(zhuǎn)化為me和新粒子的動能。已

知汨的質(zhì)量為2.0141u,me的質(zhì)量為3.0160u,新粒子的質(zhì)量為1.0087u,核反應(yīng)時質(zhì)量

虧損1u釋放的核能約為931MeV（如果涉及計算，結(jié)果保留整數(shù)）。則下列說法正確的是（）

A.核反應(yīng)方程為汨+*H-gHe+|H

B.核反應(yīng)前后不滿足能量守恒定律

C.新粒子的動能約為3MeV

D.3He的動能約為4MeV

10.大科學(xué)工程“人造太陽”主要是將氣核聚變反應(yīng)釋放的能量用來發(fā)電.氣核聚變反應(yīng)方程是:

3

汨+汨―9He+An.已知汨的質(zhì)量為2.0136u,汨e的質(zhì)量為3.0150u,An的質(zhì)量為1.0087

u,1u=931MeV/c2.笊核聚變反應(yīng)中釋放的核能約為（）

A.3.7MeVB.3.3MeVC.2.7MeVD.0.93MeV

11.（多選）原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示.根據(jù)該曲線，下列判斷正確的有（）

A.2He核的結(jié)合能約為14MeV

B?He核比§Li核更穩(wěn)定

C.兩個扭核結(jié)合成me核時釋放能量

D.WU核中核子的平均結(jié)合能比瑞Kr核中的大

12.（2019?高考全國卷II）太陽內(nèi)部核反應(yīng)的主要模式之一是質(zhì)子一質(zhì)子循環(huán)，循環(huán)的結(jié)果可表

示為

41H-?He+2?e+2y

已知IH和?He的質(zhì)量分別為呻=1.0078u和j=4.0026u,1u=931MeV/c2,c為光速.在

4個IH轉(zhuǎn)變成1個2He的過程中，釋放的能量約為（）

A.8MeVB.16MeV

C.26MeVD.52MeV

13.（2020?山東濟寧育才中學(xué)模擬）兩個宛核以相等的動能Ek對心碰撞發(fā)生核聚變，核反應(yīng)方程

4

為彳H+*H—4He+An,其中笈，核的質(zhì)量為mi,氮核的質(zhì)量為mi,中子的質(zhì)量為g.假設(shè)核反應(yīng)

釋放的核能E全部轉(zhuǎn)化為動能，下列說法正確的是（）

A.核反應(yīng)后氮核與中子的動量相同

B.該核反應(yīng)釋放的能量為E=（2/?l—，“3）。2

C.核反應(yīng)后氮核的動能為歿旦

D.核反應(yīng)后中子的動能為巨芋

14.（2020?河南鄭州市第三次質(zhì)量檢測）如圖所示為氫原子能級示意圖，下列有關(guān)說法正確的是

（）

nE/eV

8----------0

4-------------0.85

3--------------1.51

2--------------3.4

1-------------13.6

A.處于基態(tài)的氫原子吸收10.5eV的光子后能躍遷至〃=2能級

B.大量處于〃=4能級的氫原子向低能級躍遷時，最多可輻射出3種不同頻率的光

C.若用從〃=3能級躍遷到〃=2能級輻射出的光，照射某金屬時恰好發(fā)生光電效應(yīng)，則用從

〃=4能級躍遷到〃=3能級輻射出的光，照射該金屬時一定能發(fā)生光電效應(yīng)

D.用〃=4能級躍遷到〃=1能級輻射出的光，照射逸出功為6.34eV的金屬鉗產(chǎn)生的光電子

的最大初動能為6.41eV

15.（2020?山西太原一模）如圖是氫原子的能級示意圖.當(dāng)氫原子從〃=4的能級躍遷到〃=3的

能級時，

輻射出光子田從〃=3的能級躍遷到?=2的能級時，輻射出光子瓦以下判斷正確的是

5

)

nE/eV

oo-------------0

4----------------0.85

3-----------------1.51

2----------------3.4

1----------------13.6

A.在真空中光子。的波長大于光子》的波長

B.光子8可使氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)

C.光子a可能使處于〃=4能級的氫原子電離

D.大量處于〃=3能級的氫原子向低能級躍遷時最多輻射2種不同譜線

16.（2020?湖北武漢市四月調(diào)研）已知氫原子的基態(tài)能量為Ex,激發(fā)態(tài)能量E,產(chǎn)當(dāng)，其中〃=

2,3,4,….若氫原子從〃=3能級躍遷到〃=2能級放出光子的頻率為v,能使氫原子從基態(tài)電

離的光子的最小頻率為（）

936

A.^vB.4vC.yvD.9v

17.（多選）如圖是氫原子的能級圖，一群氫原子處于〃=3能級，下列說法中正確的是（）

"E/eV

8--------------------0

4-0.85

3-----------------------1.51

2---------------------3.4

I----------------------13.6

A.這群氫原子躍遷時能夠發(fā)出3種不同頻率的波

B.這群氫原子發(fā)出的光子中，能量最大為10.2eV

6

C.從〃=3能級躍遷到〃=2能級時發(fā)出的光波長最長

D.這群氫原子能夠吸收任意光子的能量而向更高能級躍遷

18.（多選）如圖所示是氫原子的能級圖，大量處于〃=4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，一共

可以輻射出6種不同頻率的光子，其中巴耳末系是指氫原子由高能級向〃=2能級躍遷時釋放

的光子，貝!1（）

“E/eV

8---------------------0

4-----------------------0.85

3-----------------------1.51

2-----------------------3.4

1-----------------------13.6

A.6種光子中波長最長的是〃=4激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時產(chǎn)生的

B.6種光子中有2種屬于巴耳末系

C.使〃=4能級的氫原子電離至少要0.85eV的能量

D.若從〃=2能級躍遷到基態(tài)釋放的光子能使某金屬板發(fā)生光電效應(yīng)，則從〃=3能級躍遷到

n=2能級釋放的光子也一定能使該金屬板發(fā)生光電效應(yīng)

19.（2020?上海理工大附中期中）如圖所示為盧瑟福a粒子散射實驗裝置的示意圖，圖中的顯微

鏡可在圓周軌道上轉(zhuǎn)動，通過顯微鏡前相連的熒光屏可觀察a粒子在各個角度的散射情況.下

列說法正確的是（）

A.在圖中的A、B兩位置分別進行觀察，相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)一樣多

B.在圖中的5位置進行觀察，屏上觀察不到任何閃光

7

C.盧瑟福選用不同金屬箔片作為a粒子散射的靶，觀察到的實驗結(jié)果基本相似

D.a粒子發(fā)生散射的主要原因是a粒子撞擊到金原子后產(chǎn)生的反彈

20.如圖所示是a粒子（氯原子核）被重金屬原子核散射的運動軌跡，M、N、P、Q是軌跡上的

四點，在散射過程中可以認為重金屬原子核靜止.圖中所標(biāo)出的a粒子在各點處的加速度方

向正確的是（）

21.（2020?三明模擬）如圖所示為氫原子的能級圖，圖中a、b、c、d對應(yīng)氫原子的四次躍遷，已

知可見光光子的能量范圍為1.61?3.10eV,關(guān)于四次躍遷，下列說法正確的是（）

A.經(jīng)歷a躍遷，氫原子吸收的光子能量為0.66eV

B.經(jīng)歷b躍遷，氫原子的軌道半徑增大，原子核外電子的動能增大

C.經(jīng)歷c躍遷，氫原子放出的光子是可見光光子

D.經(jīng)歷d躍遷后，再用可見光照射躍遷后的氫原子，可使氫原子發(fā)生電離

8

22.按照玻爾理論，一個氫原子中的電子從一半徑為的圓軌道自發(fā)地直接躍遷到一半徑為rh

的圓軌道上，已知則在此過程中（）

A.原子要發(fā)出某一頻率的光子，電子的動能增大，原子的電勢能減小，原子的能量也減小

B.原子要吸收某一頻率的光子，電子的動能減小，原子的電勢能減小，原子的能量也減小

C.原子要發(fā)出一系列頻率的光子，電子的動能減小，原子的電勢能減小，原子的能量也減小

D.原子要吸收一系列頻率的光子，電子的動能增大，原子的電勢能增大，原子的能量也增大

23.（多選）（2020?湖北宜昌模擬）氫原子輻射出一個光子后，根據(jù)玻爾理論，下述說明正確的是

（）

A.電子旋轉(zhuǎn)半徑減小B.氫原子能量增大

C.氫原子電勢能增大D.核外電子速率增大

24.（多選）（2020?南通模擬）牡2甜Th具有放射性，它能放出一個新的粒子而變?yōu)殒V2耕Pa,同時伴

隨有射

線產(chǎn)生，其方程為2吼Th-2%pa+x,牡的半衰期為24天.則下列說法中正確的是

（）

A.X為質(zhì)子

B.X是鈕核中的一個中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子時產(chǎn)生的

C.y射線是鍥原子核放出的

D.1g<Wh經(jīng)過120天后還剩0.3125g

25.受U經(jīng)過機次a衰變和〃次0衰變，變成亞Pb,貝（J（）

9

A./w=7,〃=3B.tn=7,〃=4

C.zn=14,n=9D.m=14,〃=18

26.（多選）（2020?梅州一模）關(guān)于天然放射現(xiàn)象，以下敘述正確的是（）

A.若使放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期將變大

B.6衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶訒r產(chǎn)生的

C.在a、0、丫這三種射線中，丫射線的穿透能力最強，a射線的電離能力最強

D.鈾核「也U）衰變?yōu)殂U核-鉆Pb）的過程中，要經(jīng)過8次a衰變和6次0衰變

27.（多選）（2020?四川成都市第二次診斷）如圖，勻強磁場中的。點有一靜止的原子核邠Th發(fā)生

了某種衰變，衰變方程為鑼Th-^Y+He,反應(yīng)生成的粒子de的速度方向垂直于磁場方向.關(guān)

于該衰變，下列說法正確的是（）

XXX

XXX

.O

XXX

A.WTh發(fā)生的是a衰變

B.WTh發(fā)生的是p衰變

C.4=234,Z=91

D.新核9Y和粒子_怕在磁場中的軌跡外切于。點

28.（2020?湖南衡陽市第二次聯(lián)考）在勻強磁場中，一個原來靜止的原子核，由于衰變放射出某

種粒子，結(jié)果得到一張兩個相切圓1和2的徑跡照片如圖所示，已知兩個相切圓半徑分別為

外、打，則下列說法正確的是（）

10

2

—

????

A.原子核可能發(fā)生a衰變，也可能發(fā)生0衰變

B.徑跡2可能是衰變后新核的徑跡

C.若衰變方程是磷U-2卅rh+3He,則衰變后新核和射出的粒子的動能之比為117：2

D.若衰變方程是潮U—2j3Th+?He,則n：r2=l：45

原子結(jié)構(gòu)原子核【解析卷】

11

1.（2020?寧夏銀川市質(zhì)檢）國產(chǎn)科幻大片《流浪地球》講述了太陽即將在未來出現(xiàn)“核燃燒”現(xiàn)象,

從而導(dǎo)致人類無法生存，決定移民到半人馬座比鄰星的故事.據(jù)科學(xué)家論證，太陽向外輻射

的能量來自其內(nèi)部發(fā)生的各種熱核反應(yīng)，當(dāng)太陽內(nèi)部達到一定溫度時，會發(fā)生“核燃燒”，其

中“核燃燒''的核反應(yīng)方程為2He+X-9Be+v,方程中X表示某種粒子，|Be是不穩(wěn)定的粒子，

其半衰期為T，則下列說法正確的是（）

A.X粒子是?He

B.若使9Be的溫度降低，其半衰期會減小

C.經(jīng)過2T,一定質(zhì)量的9Be占開始時的1

O

D.“核燃燒”的核反應(yīng)是裂變反應(yīng)

【答案】A

【解析】根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X粒子的質(zhì)量數(shù)為4,電荷數(shù)為2,為加e,

選項A正確；溫度變化不能改變放射性元素的半衰期，選項B錯誤；經(jīng)過2T,一定質(zhì)量的［Be

占開始時的;，選項C錯誤；“核燃燒”的核反應(yīng)是輕核聚變反應(yīng)，選項D錯誤.

2.已知A和B兩種放射性元素的半衰期分別為T和2T,則相同質(zhì)量的4和B經(jīng)過2T后，剩

有的A和B質(zhì)量之比為（）

A.1：4B.1：2

C.2：1D.4：1

【答案】：B

【解析】：經(jīng)過27,對A來說是2個半衰期，4的質(zhì)量還剩;，經(jīng)過2T,對5來說是1個半衰

期，3的質(zhì)量還剩;，所以剩有的A和3質(zhì)量之比為1：2,選項B正確.

3.碘131的半衰期約為8天，若某藥物含有質(zhì)量為m的碘131,經(jīng)過32天后，該藥物中碘131

的含量大約還有（）

12

【答案】c.

【解析】：經(jīng)過〃個半衰期剩余碘131的含量"因32天為碘131的4個半衰期，故

剩余碘131的含量："，'=4｝『=看，選項C正確.

4.（2020?河南安陽市二模）下列說法正確的是（）

A/黃U-2甜rh+X中X為中子，核反應(yīng)類型為》衰變

B.汨+汨-2He+Y中Y為中子，核反應(yīng)類型為人工核轉(zhuǎn)變

C.2啦U+An-i翦Xe+黜Sr+K,其中K為10個中子，核反應(yīng)類型為重核裂變

D.VN+2He-qo+Z,其中Z為氫核，核反應(yīng)類型為輕核聚變

【答案】C

【解析】根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，A選項反應(yīng)中的X質(zhì)量數(shù)為4,電荷數(shù)為

2,為a粒子，核反應(yīng)類型為a衰變，選項A錯誤；B選項反應(yīng)中的Y質(zhì)量數(shù)為1,電荷數(shù)為

0,為中子，核反應(yīng)類型為輕核聚變，選項B錯誤；C選項反應(yīng)中的K質(zhì)量數(shù)總數(shù)為10,電

荷數(shù)為0,則K為10個中子，核反應(yīng)類型為重核裂變，選項C正確；D選項反應(yīng)中的Z質(zhì)

量數(shù)為L電荷數(shù)為L為質(zhì)子，核反應(yīng)類型為人工核轉(zhuǎn)變，選項D錯誤.

5.（2019?四川第二次診斷）下列核反應(yīng)屬于人工轉(zhuǎn)變的是（）

A.2<Th-2科Pa+Ne

B.?He+?Be-EC+An

C.2啦U+An-嘴Xe+Cr+10An

D.iH+fH->lHe+Jn

13

【答案】B

【解析】Th234變成Pa234,同時有一個電子產(chǎn)生，屬于P衰變，故A錯誤；用a粒子轟

擊Be,產(chǎn)生了碳原子，屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變，故B正確；C選項中反應(yīng)方程為重核的裂變，

故C錯誤；氣與瓶反應(yīng)生成氫核，屬于輕核聚變反應(yīng)，故D錯誤.

6.（2020?廣東廣州市一模）2018年11月12日中科院等離子體物理研究所發(fā)布消息:全超導(dǎo)托克

馬克裝置EAST在實驗中有了新的突破，等離子體中心電子溫度達到1億攝氏度；其主要核

反應(yīng)方程為：①彳H+汨一汨e+X②汨+Y—?He+X,則下列表述正確的是（）

A.X是質(zhì)子

B.Y是鎘;核

C.X與Y是同位素

D.①、②兩個核反應(yīng)都屬于裂變反應(yīng)

【答案】B

【解析】對①，根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知X是中子，故A錯誤；對②，根據(jù)

核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知Y是疑核，故B正確；X是中子，Y是氟核，X與Y不是

同位素，故C錯誤；①、②兩個核反應(yīng)都屬于輕核聚變反應(yīng)，故D錯誤.

7.（多選）（2020?廣東清遠市期末質(zhì)量檢測）1956年，李政道和楊振寧提出在弱相互作用中宇稱不

守恒，并由吳健雄用半衰期為5.27年的為C。放射源進行了實驗驗證，次年李、楊二人獲得諾

貝爾物理學(xué)獎別Co的衰變方程式是：99co一鄉(xiāng)Ni+Ke+；e（其中；e是反中微子，它的電荷為

零，靜止質(zhì)量可認為是零），衰變前為C。核靜止，根據(jù)云室照片可以看到衰變產(chǎn)物。Ni和_呢不

在同一條直線上的事實.根據(jù)這些信息可以判斷（）

A3Ni的核子數(shù)A是60,核電荷數(shù)Z是28

B.此核反應(yīng)為a衰變

C.^Ni與He的動量之和不可能等于零

D.衰變過程動量不守恒

14

【答案】AC

【解析】根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒有：60=A,27=Z-l,解得A=60,Z=28,故A正

確；此核反應(yīng)放出電子，為。衰變，選項B錯誤；衰變前磐C。核靜止，動量為零，衰變時不

受外力則動量守恒，因衰變產(chǎn)物2Ni和He不在同一條直線上且有反中微子Tc生成,貝股Ni和J

e動量之和不可能為零，選項C正確，D錯誤.

8.（2020?廣東揭陽市第二次模擬）輕核聚變的一個核反應(yīng)方程為：彳H+1H-扭e+X.若已知汨的

質(zhì)量為叩，汨的質(zhì)量為mi,1He的質(zhì)量為mi,X的質(zhì)量為m4,則下列說法中正確的是（）

A.1H和淚在常溫下就能夠發(fā)生聚變

B.X是質(zhì)子

C.這個反應(yīng)釋放的核能為AE=（/Wl+//l2—雨3—雨4）。2

D.我國大亞灣核電站是利用輕核的聚變釋放的能量來發(fā)電的

【答案】C

【解析】汨和汨在常溫下不能發(fā)生聚變，只有在高溫下才能發(fā)生聚變，故A錯誤；根據(jù)核

反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X的質(zhì)量數(shù)為1,電荷數(shù)為0,為中子，故B錯誤；該反應(yīng)

的質(zhì)量虧損為=?13一加4,AE=Amc2=（m1+mi—m3—mj^c1,故C正確；我國大

亞灣核電站是利用重核的裂變釋放的能量來發(fā)電的，故D錯誤.

9.現(xiàn)有兩動能均為西=0.35MeV的汨在一條直線上相向運動，兩個汨發(fā)生對撞后能發(fā)生核

反應(yīng)，得到汨e和新粒子，且在核反應(yīng)過程中釋放的能量完全轉(zhuǎn)化為汨e和新粒子的動能。已

知彳H的質(zhì)量為2.0141u,OHe的質(zhì)量為3.0160u,新粒子的質(zhì)量為1.0087u,核反應(yīng)時質(zhì)量

虧損1u釋放的核能約為931MeV（如果涉及計算，結(jié)果保留整數(shù)）。則下列說法正確的是（）

A.核反應(yīng)方程為汨+?HTHe+lH

B.核反應(yīng)前后不滿足能量守恒定律

C.新粒子的動能約為3MeV

D3He的動能約為4MeV

15

【答案】C

【解析】由核反應(yīng)過程中的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知訊+汨-nie+An,則新粒子為中子仙,

所以A錯誤；核反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損，釋放能量，虧損的質(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰?，仍然滿足能量守

恒定律,B錯誤；由題意可知AE=(2.0141ux2-3.0160u-1.0087u)x931MeV/u=3.3MeV,

根據(jù)核反應(yīng)中系統(tǒng)的能量守恒有EkHe+Ekn=2Eo+AE,根據(jù)核反應(yīng)中系統(tǒng)的動量守恒有pHe

—Pn=o,由Ek=之可知贊=器解得EkH尸嬴粽;(2EO+A￡)=1MeV,均產(chǎn)邠%1H。

(2Eo+AE)=3MeV,所以C正確，D錯誤。

10.大科學(xué)工程“人造太陽”主要是將笊核聚變反應(yīng)釋放的能量用來發(fā)電.氣核聚變反應(yīng)方程是:

*H++HTHe+dn.已知iH的質(zhì)量為2.0136u,汨e的質(zhì)量為3.0150u,in的質(zhì)量為1.0087

u,1u=931MeV/c2.笊核聚變反應(yīng)中釋放的核能約為()

A.3.7MeVB.3.3MeVC.2.7MeVD.0.93MeV

【答案】B.

【解析】：笊核聚變反應(yīng)的質(zhì)量虧損為Am=2x2.0136u-(3.0150u+1.0087u)=0.0035u,

釋放的核能為AE=Amc2=0.0035x931MeV/c2xc%3.3MeV,選項B正確.

11.(多選)原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示.根據(jù)該曲線，下列判斷正確的有()

50100150200250

A』He核的結(jié)合能約為14MeV

B.yHe核比9Li核更穩(wěn)定

C.兩個汨核結(jié)合成2He核時釋放能量

D.受U核中核子的平均結(jié)合能比那Kr核中的大

【答案】BC.

16

【解析】：由題圖可知，？He的比結(jié)合能約為7MeV,其結(jié)合能應(yīng)為28MeV,故A錯誤；比

結(jié)合能較大的核較穩(wěn)定，故B正確；比結(jié)合能較小的核結(jié)合成比結(jié)合能較大的核時釋放能量，

故C正確；比結(jié)合能就是平均結(jié)合能，故由圖可知D錯誤.

12.（2019?高考全國卷II）太陽內(nèi)部核反應(yīng)的主要模式之一是質(zhì)子一質(zhì)子循環(huán)，循環(huán)的結(jié)果可表

示為

41H一夕He+2?e+2M

已知IH和?He的質(zhì)量分別為7〃p=1.0078u和機“=4.0026u,1u=931MeV/c2,c為光速.在

4個1H轉(zhuǎn)變成1個?He的過程中，釋放的能量約為（）

A.8MeVB.16MeV

C.26MeVD.52MeV

【答案】C.

【解析】：核反應(yīng)質(zhì)量虧損Am=4x1.0078u-4.0026u=0.0286u,釋放的能量AE=0.028

6x931MeV=26.6MeV,C正確.

13.（2020?山東濟寧育才中學(xué)模擬）兩個宗核以相等的動能Ek對心碰撞發(fā)生核聚變，核反應(yīng)方程

為汨+汨-4He+*n,其中氣核的質(zhì)量為nn,氫核的質(zhì)量為帆2,中子的質(zhì)量為陽.假設(shè)核反應(yīng)

釋放的核能E全部轉(zhuǎn)化為動能，下列說法正確的是（）

A.核反應(yīng)后氮核與中子的動量相同

B.該核反應(yīng)釋放的能量為E=（2mi—m2—m3）c2

C.核反應(yīng)后氮核的動能為色”

D.核反應(yīng)后中子的動能為生產(chǎn)

【答案】BC.

【解析】:核反應(yīng)前后兩氣核動量和為零，因而反應(yīng)后氮核與中子的動量等大反向，故A錯誤；

該核反應(yīng)前后釋放的能量AE=（2a-,加一肛加巴故B正確；由能量守恒可得：核反應(yīng)后的總

17

n2

能量為E+2Ek,由動能與動量的關(guān)系同=含，且〃ZHC=3M可知，核反應(yīng)后氫核的動能為

W"，核反應(yīng)后中子的動能為故C正確，D錯誤.

14.(2020?河南鄭州市第三次質(zhì)量檢測汝口圖所示為氫原子能級示意圖,下列有關(guān)說法正確的是

()

nE/eV

8-------0

4--------0.85

3--------1.51

2--------3.4

1--------13.6

A.處于基態(tài)的氫原子吸收10.5eV的光子后能躍遷至?=2能級

B.大量處于〃=4能級的氫原子向低能級躍遷時，最多可輻射出3種不同頻率的光

C.若用從〃=3能級躍遷到〃=2能級輻射出的光，照射某金屬時恰好發(fā)生光電效應(yīng)，則用從

〃=4能級躍遷到〃=3能級輻射出的光，照射該金屬時一定能發(fā)生光電效應(yīng)

D.用〃=4能級躍遷到〃=1能級輻射出的光，照射逸出功為6.34eV的金屬伯產(chǎn)生的光電子

的最大初動能為6.41eV

【答案】D

【解析】處于基態(tài)的氫原子吸收10.2eV的光子后能躍遷至〃=2能級，不能吸收10.5eV能

量的光子，故A錯誤；大量處于〃=4能級的氫原子，最多可以輻射出C?=6種不同頻率的光

子，故B錯誤；從”=3能級躍遷到〃=2能級輻射出的光子的能量大于從〃=4能級躍遷到〃

=3能級輻射出的光子的能量，用從〃=3能級躍遷到〃=2能級輻射出的光，照射某金屬時恰

好發(fā)生光電效應(yīng)，則用從〃=4能級躍遷到〃=3能級輻射出的光，照射該金屬時一定不能發(fā)

生光電效應(yīng)，故C錯誤；處于〃=4能級的氫原子躍遷到〃=1能級輻射出的光子的能量為：

E=E4-EI=-0.85eV-(-13.6eV)=12.75eV,根據(jù)光電效應(yīng)方程，照射逸出功為6.34eV的

金屬伯產(chǎn)生的光電子的最大初動能為：Ek=E-Wo=12.75eV-6.34eV=6.41eV,故D正確.

15.(2020?山西太原一模)如圖是氫原子的能級示意圖.當(dāng)氫原子從〃=4的能級躍遷到n=3的

能級時,

18

輻射出光子a；從〃=3的能級躍遷到〃=2的能級時，輻射出光子瓦以下判斷正確的是

（）

nE/eV

00------------0

4--------------0.85

3---------------1.51

2---------------3.4

1--------------13.6

B.在真空中光子。的波長大于光子方的波長

B.光子8可使氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)

C.光子a可能使處于〃=4能級的氫原子電離

D.大量處于〃=3能級的氫原子向低能級躍遷時最多輻射2種不同譜線

【答案】A

【解析】氫原子從〃=4的能級躍遷到〃=3的能級的能級差小于從〃=3的能級躍遷到〃=2

的能級時的能級差，根據(jù)E”L&=成知，光子。的能量小于光子》的能量，所以a光的頻率

小于。光的頻率，光子a的波長大于光子》的波長，故A正確；光子》的能量小于基態(tài)與任

一激發(fā)態(tài)的能級差，所以不能被基態(tài)的原子吸收，故B錯誤；根據(jù)Em-E?=hv可求光子a

的能量小于〃=4能級的電離能，所以不能使處于〃=4能級的氫原子電離，C錯誤；大量處

于?=3能級的氫原子向低能級躍遷時最多輻射3種不同譜線，故D錯誤.

16.（2020?湖北武漢市四月調(diào)研）已知氫原子的基態(tài)能量為Ei,激發(fā)態(tài)能量E產(chǎn),其中〃=

2,3,4,….若氫原子從〃=3能級躍遷到〃=2能級放出光子的頻率為v,能使氫原子從基態(tài)電

離的光子的最小頻率為（）

936

AqvB.4vC.yvD.9v

【答案】C

【解析】由題意可知：多一果=加

19

能使氫原子從基態(tài)電離的光子的最小頻率滿足：0—?=〃匕

解得故選C.

17.（多選）如圖是氫原子的能級圖，一群氫原子處于〃=3能級，下列說法中正確的是（）

nE/eV

8-------------------()

4-0.85

3----------------------1.51

2--------------------3.4

■---------------------13.6

A.這群氫原子躍遷時能夠發(fā)出3種不同頻率的波

B.這群氫原子發(fā)出的光子中，能量最大為10.2eV

C.從〃=3能級躍遷到〃=2能級時發(fā)出的光波長最長

D.這群氫原子能夠吸收任意光子的能量而向更高能級躍遷

【答案】AC

【解析】根據(jù)C3=3知，這群氫原子能夠發(fā)出3種不同頻率的光子，故A正確；由〃=3躍

遷到〃=1,輻射的光子能量最大，AE=（13.6-1.51）eV=12.09eV,故B錯誤；從〃=3躍遷

到〃=2輻射的光子能量最小，頻率最小，則波長最長，故C正確；一群處于〃=3能級的氫

原子發(fā)生躍遷，吸收的能量必須等于兩能級的能級差，故D錯誤。

18.（多選）如圖所示是氫原子的能級圖，大量處于〃=4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，一共

可以輻射出6種不同頻率的光子，其中巴耳末系是指氫原子由高能級向n=2能級躍遷時釋放

的光子，貝！1（）

幾E/eV

oo---------------------0

4----------------------0.85

3----------------------1.51

2----------------------3.4

1----------------------13.6

20

A.6種光子中波長最長的是〃=4激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時產(chǎn)生的

B.6種光子中有2種屬于巴耳末系

C.使〃=4能級的氫原子電離至少要0.85eV的能量

D.若從〃=2能級躍遷到基態(tài)釋放的光子能使某金屬板發(fā)生光電效應(yīng)，則從〃=3能級躍遷到

n=2能級釋放的光子也一定能使該金屬板發(fā)生光電效應(yīng)

【答案】BC

【解析】根據(jù)躍遷假說，在躍遷的過程中釋放光子的能量等于兩能級之差，故從〃=4躍遷到

〃=3時釋放光子的能量最小，頻率最小，波長最長，A錯誤；由題意知6種光子中有2種屬

于巴耳末系，它們分別是從〃=4躍遷到n=2和從〃=3躍遷到〃=2時釋放的光子，B正確；

E4=-0.85eV,故〃=4能級的電離能等于0.85eV,C正確；由題圖知，從〃=3能級躍遷到

?=2能級釋放的光子的能量小于n=2能級躍遷到基態(tài)釋放的光子的能量，D錯誤.

19.（2020?上海理工大附中期中）如圖所示為盧瑟福a粒子散射實驗裝置的示意圖，圖中的顯微

鏡可在圓周軌道上轉(zhuǎn)動，通過顯微鏡前相連的熒光屏可觀察a粒子在各個角度的散射情況.下

列說法正確的是（）

A.在圖中的4、5兩位置分別進行觀察，相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)一樣多

B.在圖中的8位置進行觀察，屏上觀察不到任何閃光

C.盧瑟福選用不同金屬箔片作為a粒子散射的靶，觀察到的實驗結(jié)果基本相似

D.a粒子發(fā)生散射的主要原因是a粒子撞擊到金原子后產(chǎn)生的反彈

【答案】C

【解析】：.放在A位置時，相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)應(yīng)最多，說明大多數(shù)射線基本不

偏折，可知金箔原子內(nèi)部很空曠，故A錯誤；放在8位置時，相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光

21

次數(shù)較少，說明較少射線發(fā)生偏折，可知原子內(nèi)部帶正電的體積小，故B錯誤；選用不同金

屬箔片作為a粒子散射的靶，觀察到的實驗結(jié)果基本相似，故C正確；a粒子發(fā)生散射的主

要原因是a粒子受到金原子庫侖力作用，且金原子質(zhì)量較大，從而出現(xiàn)的反彈，故D錯誤.

20.如圖所示是a粒子（氯原子核）被重金屬原子核散射的運動軌跡，M、N、P、Q是軌跡上的

四點，在散射過程中可以認為重金屬原子核靜止.圖中所標(biāo)出的a粒子在各點處的加速度方

向正確的是（）

A.M點B.N點

C.P點D.。點

【答案】C

【解析】：.a粒子（氫原子核）和重金屬原子核都帶正電，互相排斥，加速度方向與a粒子所受

斥力方向相同.帶電粒子加速度方向沿相應(yīng)點與重金屬原子核連線指向軌跡曲線的凹側(cè)，故

只有選項C正確.

21.（2020?三明模擬）如圖所示為氫原子的能級圖，圖中a、b、c、d對應(yīng)氫原子的四次躍遷，己

知可見光光子的能量范圍為1.61?3.10eV,關(guān)于四次躍遷，下列說法正確的是（）

A.經(jīng)歷a躍遷，氫原子吸收的光子能量為0.66eV

B.經(jīng)歷方躍遷，氫原子的軌道半徑增大，原子核外電子的動能增大

C.經(jīng)歷c躍遷，氫原子放出的光子是可見光光子

22

D.經(jīng)歷d躍遷后，再用可見光照射躍遷后的氫原子，可使氫原子發(fā)生電離

【答案】D

【解析】經(jīng)歷a躍遷，氫原子從高能級向低能級躍遷時輻射出的光子的能量為0.66eV,選

項A錯誤；經(jīng)歷8躍遷，氫原子吸收能量，軌道半徑增大，但核外電子的動能會減小，選項

B錯誤；經(jīng)歷c躍遷，氫原子輻射出的光子的能量為0.97eV,則該光子不是可見光光子，選

項C錯誤；經(jīng)歷d躍遷后，躍遷后的氫原子的電離能為1.51eV,因此用可見光光子照射可使

其電離，選項D正確。

22.按照玻爾理論，一個氫原子中的電子從一半徑為幾的圓軌道自發(fā)地直接躍遷到一半徑為rb

的圓軌道上，已知%＞外,則在此過程中（）

A.原子要發(fā)出某一頻率的光子，電子的動能增大，原子的電勢能減小，原子的能量也減小

B.原子要吸收某一頻率的光子，電子的動能減小，原子的電勢能減小，原子的能量也減小

C.原子要發(fā)出一系列頻率的光子，電子的動能減小，原子的電勢能減小，原子的能量也減小

D.原子要吸收一系列頻率的光子，電子的動能增大，原子的電勢能增大，原子的能量也增大

【答案】A.

【解析】：由玻爾氫原子理論知，電子軌道半徑越大，原子能量越大，當(dāng)電子從〃躍遷到分

時，原子能量減小，放出光子；在電子躍遷過程中，庫侖力做正功，原子的電勢能減小；由

庫侖力提供電子做圓周運動的向心力，即浮=噌，/減小，電子速度增大，動能增大，綜上

所述可知A正確.

23.（多選）（2020?湖北宜昌模擬）氫原子輻射出一個光子后，根據(jù)玻爾理論，下述說明正確的是

（）

A.電子旋轉(zhuǎn)半徑減小B.氫原子能量增大

C.氫原子電勢能增大D.核外電子速率增大

【答案】AD.

23

【解析】：氫原子輻射出一個光子后，從高能級向低能級躍遷，氫原子的能量減小，軌道半徑

減小，根據(jù)k$=my,得軌道半徑減小，電子速率增大，動能增大，由于氫原子半徑減小的

過程中電場力做正功，則氫原子電勢能減小，故A、D項正確，B、C項錯誤.

24.（多選）（2020?南通模擬）社2端Th具有放射性，它能放出一個新的粒子而變?yōu)殒V2粉Pa,同時伴

隨有射

線產(chǎn)生，其方程為2吼Th-2耕pa+x,鉉的半衰期為24天.則下列說法中正確的是

（）

A.X為質(zhì)子

B.X是包核中的一個中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子時產(chǎn)生的

C.丫射線是鍥原子核放出的

D.1g牡24Th經(jīng)過120天后還剩0.3125g

【答案】BC

［解析］根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒知，牡核衰變過程中放出了一個電子，即X為電子，故A

錯誤；發(fā)生P衰變時釋放的電子是由核內(nèi)一個中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子時產(chǎn)生的，故B正確；丫

射線是鍥原子核放出的，故C正確；鈕的半衰期為24天，1g鉉2哧Th經(jīng)過120天即經(jīng)過5