高考物理總復(fù)習(xí) 第十五章 第2節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與原子核檢測（含解析）試題

原子結(jié)構(gòu)與原子核(建議用時：40分鐘)【A級基礎(chǔ)題練熟快】1．(2018·高考北京卷)在核反應(yīng)方程eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,)7N→eq\o\al(17,)8O＋X中，X表示的是()A．質(zhì)子 B．中子C．電子 D．α粒子解析：選A.由核反應(yīng)方程中，電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知，X為eq\o\al(1,1)H，選項A正確．2.(2018·高考天津卷)國家大科學(xué)工程——中國散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功，獲得中子束流，可以為諸多領(lǐng)域的研究和工業(yè)應(yīng)用提供先進的研究平臺．下列核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是()A.eq\o\al(14,)7N俘獲一個α粒子，產(chǎn)生eq\o\al(17,)8O并放出一個粒子B.eq\o\al(27,13)Al俘獲一個α粒子，產(chǎn)生eq\o\al(30,15)P并放出一個粒子C.eq\o\al(11,)5B俘獲一個質(zhì)子，產(chǎn)生eq\o\al(8,4)Be并放出一個粒子D.eq\o\al(6,3)Li俘獲一個質(zhì)子，產(chǎn)生eq\o\al(3,2)He并放出一個粒子解析：選B.根據(jù)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒及電荷數(shù)守恒可知，eq\o\al(14,)7N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,)8O＋eq\o\al(1,1)H，A項錯誤；eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n，B項正確；eq\o\al(11,)5B＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(8,4)Be＋eq\o\al(4,2)He，C項錯誤；eq\o\al(6,3)Li＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(4,2)He，D項錯誤．3．(2018·高考江蘇卷)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A和B質(zhì)量之比為()A．1∶4 B．1∶2C．2∶1 D．4∶1解析：選B.由半衰期含義可知，A經(jīng)過兩個半衰期剩余的質(zhì)量為原來的eq\f(1,4)，B經(jīng)過一個半衰期，剩余的質(zhì)量為原來的eq\f(1,2)，所以剩余的A、B質(zhì)量比為1∶2，B項正確．4．(2017·高考天津卷)我國自主研發(fā)制造的國際熱核聚變核心部件在國際上率先通過權(quán)威機構(gòu)認證，這是我國對國際熱核聚變項目的重大貢獻．下列核反應(yīng)方程中屬于聚變反應(yīng)的是()A.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nB.eq\o\al(14,)7N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,)8O＋eq\o\al(1,1)HC.eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)nD.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n解析：選A.A項是氫元素的兩種同位素氘和氚聚變成氦元素的核反應(yīng)方程，B項是用α粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程，C項屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變，D項屬于重核的裂變，因此只有A項符合要求．5．(多選)(2016·高考全國卷Ⅲ改編)一靜止的鋁原子核eq\o\al(27,13)Al俘獲一速度為1.0×107m/s的質(zhì)子p后，變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核eq\o\al(28,14)Si*，下列說法正確的是()A．核反應(yīng)方程為p＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(28,14)Si*B．核反應(yīng)過程中系統(tǒng)動量守恒C．核反應(yīng)前后核子數(shù)相等，所以生成物的質(zhì)量等于反應(yīng)物的質(zhì)量之和D．硅原子核速度的數(shù)量級為105m/s，方向與質(zhì)子初速度的方向一致解析：選ABD.核反應(yīng)過程中遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，核反應(yīng)方程為p＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(28,14)Si*，選項A正確；核反應(yīng)過程中遵從動量守恒和能量守恒，選項B正確；核反應(yīng)中發(fā)生質(zhì)量虧損，生成物的質(zhì)量小于反應(yīng)物的質(zhì)量之和，選項C錯誤；根據(jù)動量守恒定律有mpvp＝mSivSi，碰撞后硅原子核速度的數(shù)量級為105m/s，方向與質(zhì)子初速度方向一致，說法D正確．6．(2016·高考江蘇卷)貝克勒爾在120年前首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，如今原子核的放射性在眾多領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用．下列屬于放射性衰變的是()A.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)eB.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,53)I＋eq\o\al(95,39)Y＋2eq\o\al(1,0)nC.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nD.eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n解析：選A.A是β衰變，B是核裂變，C是核聚變，D是原子核的人工轉(zhuǎn)變，所以A符合題意．7．(多選)下圖中有四幅圖片，涉及有關(guān)物理學(xué)發(fā)展歷史的四個重大發(fā)現(xiàn)，則下列有關(guān)說法正確的是()A．甲圖片與居里夫人有關(guān)B．乙圖片所反映的現(xiàn)象是貝克勒爾最先發(fā)現(xiàn)的C．丙圖片是法拉第研究陰極射線并發(fā)現(xiàn)電子的裝置D．丁圖片與愛因斯坦的質(zhì)能方程有關(guān)解析：選BD.結(jié)合教材史料，應(yīng)用物理規(guī)律．甲圖片為倫琴發(fā)現(xiàn)X射線后，照射的倫琴夫人手的照片，與居里夫人無關(guān)，故選項A錯誤；乙圖片中反映的天然放射性現(xiàn)象是貝克勒爾最先發(fā)現(xiàn)的，故選項B正確；丙圖片的現(xiàn)象是法拉第研究電磁感應(yīng)規(guī)律時的裝置，與陰極射線及電子的發(fā)現(xiàn)無關(guān)，故選項C錯誤；原子彈的能量來源于核能，與愛因斯坦的質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2有關(guān)，故選項D正確．8．(2019·德州模擬)放射性元素釙(eq\o\al(210,)84Po)發(fā)生衰變時，會產(chǎn)生eq\o\al(4,2)He和一種未知粒子，并放出γ射線，其核反應(yīng)方程為eq\o\al(210,)84Po→y82X＋eq\o\al(4,2)He＋γ.下列說法正確的是()A.eq\o\al(4,2)He的穿透能力比γ射線強B．y＝206C．X核的中子個數(shù)為126D．這種核反應(yīng)為β衰變解析：選B.eq\o\al(4,2)He的穿透能力比γ射線弱，選項A錯誤；y＝210－4＝206，選項B正確；X核的中子個數(shù)為206－82＝124，選項C錯誤；題中的核反應(yīng)為α衰變，選項D錯誤．9．(2019·貴州貴陽模擬)如圖所示為氫原子的能級圖，現(xiàn)讓一束單色光照射到一群處于基態(tài)的氫原子上，受激的氫原子能自發(fā)地發(fā)出6種不同頻率的光，則照射氫原子的單色光的光子能量為()A．13.6eV B．3.4eVC．12.75eV D．14.45eV解析：選C.由題意有6＝eq\f(n（n－1）,2)，得n＝4，即能發(fā)出6種頻率的光的氫原子一定是從基態(tài)躍遷到n＝4能級的激發(fā)態(tài)，則照射氫原子的單色光的光子能量為E＝－0.85eV－(－13.6eV)＝12.75eV，故選項C正確．【B級能力題練穩(wěn)準(zhǔn)】10．(2019·哈爾濱六中模擬)靜止在勻強電場中的碳14原子核，某時刻放射的某種粒子與反沖核的初速度方向均與電場方向垂直，且經(jīng)過相等的時間后形成的軌跡如圖所示(a、b表示長度)．那么碳14的核反應(yīng)方程可能是()A.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(10,4)BeB.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,1)e＋eq\o\al(14,5)BC.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(14,7)ND.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(12,5)B解析：選A.由軌跡彎曲方向可以看出，反沖核與放出的射線的受力方向均與電場強度方向相同，均帶正電，由動量守恒m1v1＝m2v2，由運動規(guī)律v1t＝a，v2t＝b，即eq\f(v1,v2)＝eq\f(a,b)＝eq\f(m2,m1)，又eq\f(1,2)a1t2＝2a，eq\f(1,2)a2t2＝4b，a1＝eq\f(Eq1,m1)，a2＝eq\f(Eq2,m2)可得eq\f(q1,q2)＝eq\f(1,2)，根據(jù)電荷數(shù)守恒，放出的粒子為α粒子，即發(fā)生α衰變，則核反應(yīng)方程是eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(10,4)Be，故A正確．11．(多選)氫原子能級如圖，當(dāng)氫原子從n＝3躍遷到n＝2的能級時，輻射光的波長為656nm.以下判斷正確的是()A．氫原子從n＝2躍遷到n＝1的能級時，輻射光的波長大于656nmB．用波長為325nm的光照射，可使氫原子從n＝1躍遷到n＝2的能級C．一群處于n＝3能級上的氫原子向低能級躍遷時最多產(chǎn)生3種譜線D．用波長為633nm的光照射，不能使氫原子從n＝2躍遷到n＝3的能級解析：選CD.根據(jù)氫原子的能級圖和能級躍遷規(guī)律，當(dāng)氫原子從n＝2能級躍遷到n＝1的能級時，輻射光的波長一定小于656nm，因此A選項錯誤；由于發(fā)生躍遷只能吸收和輻射一定頻率的光子，根據(jù)ΔE＝Em－En及ΔE＝heq\f(c,λ)可知，氫原子從n＝1躍遷到n＝2能級時需要照射光的波長為121.6nm，可知B選項錯誤，D選項正確；一群處于n＝3能級上的氫原子向低能級躍遷時可以產(chǎn)生3種頻率的光子，所以C選項正確．12．在勻強磁場中，有一個原來靜止的eq\o\al(14,)6C原子核，它放出的粒子與反沖核的徑跡是兩個相內(nèi)切的圓，圓的直徑之比為7∶1，那么碳14的衰變方程應(yīng)為()A.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,＋1)e＋eq\o\al(14,5)BB.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(10,4)BeC.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(12,5)BD.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(14,7)N解析：選D.由動量守恒定律可知：放出的粒子與反沖核動量大小相等、方向相反，由在磁場中兩圓徑跡內(nèi)切可知，反沖核帶正電，放出的粒子帶負電，由兩圓直徑之比為7∶1和R＝eq\f(mv,qB)可知，反沖核的電荷量是粒子的7倍，故只有D正確．13．(2018·高考天津卷)氫原子光譜在可見光區(qū)域內(nèi)有四條譜線Hα、Hβ、Hγ和Hδ，都是氫原子中電子從量子數(shù)n>2的能級躍遷到n＝2的能級時發(fā)出的光，它們在真空中的波長由長到短，可以判定()A．Hα對應(yīng)的前后能級之差最小B．同一介質(zhì)對Hα的折射率最大C．同一介質(zhì)中Hδ的傳播速度最大D．用Hγ照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則Hβ也一定能解析：選A.Hα的波長最長，頻率最低，由躍遷規(guī)律可知，它對應(yīng)的前后能級之差最小，A項正確；由頻率越低的光的折射率越小知，B項錯誤；由折射率n＝eq\f(c,v)可知，在同一介質(zhì)中，Hα的傳播速度最大，C項錯誤；當(dāng)入射光頻率大于金屬的極限頻率可以使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，因νHβ<νHγ，所以Hβ不一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，D項錯誤．14．(2016·高考全國卷Ⅱ)在下列描述核過程的方程中，屬于α衰變的是________，屬于β衰變的是________，屬于裂變的是________，屬于聚變的是________．(填正確答案標(biāo)號)A.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)eB.eq\o\al(32,15)P→eq\o\al(32,16)S＋eq\o\al(0,－1)eC.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)HeD.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)HE.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(140,54)Xe＋eq\o\al(94,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)nF.eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n解析：一個原子核自發(fā)地放出一個α粒子，生成一個新核的過程是α衰變，因此C項是α衰變；一個重核在一個粒子的轟擊下，分裂成幾個中等質(zhì)量原子核的過程是重核的裂變，因此E項是重核的裂變；兩個較輕的原子核聚合成一個較大的原子核，并放出粒子的過程是輕核的聚變，因此F項