高中物理專題2原子結(jié)構(gòu)原子核

1、基礎(chǔ)課2原子結(jié)構(gòu)原子核選擇題（17題為單項選擇題，814題為多項選擇題）1以mD、mP、mn分別表示氘核、質(zhì)子、中子的質(zhì)量，則（）AmDmPmn BmDmP2mnCmDmPmn DmDmPmn解析質(zhì)子和中子通過聚變反應(yīng)生成氘核，并釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量損失，所以mPmnmD。答案D2按照玻爾理論，一個氫原子中的電子從一半徑為ra的圓軌道自發(fā)地直接躍遷到另一半徑為rb的圓軌道上，rarb，在此過程中（）A原子發(fā)出一系列頻率的光子B原子要吸收一系列頻率的光子C原子要吸收某一頻率的光子D原子要發(fā)出某一頻率的光子解析rarb，是從高能級向低能級躍遷，應(yīng)向外發(fā)射能量，且所發(fā)射光子的能量等于兩個能級的能量差。

2、選項D正確。答案D3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（）A. B. C. D.解析由半衰期公式mm（）可知，mm（）m，故選項C正確。答案C4已知氦原子的質(zhì)量為MHeu，電子的質(zhì)量為meu，質(zhì)子的質(zhì)量為mpu，中子的質(zhì)量為mnu，u為原子質(zhì)量單位，且由愛因斯坦質(zhì)能方程Emc2可知：1u對應(yīng)于931.5 MeV的能量，若取光速c3108 m/s，則兩個質(zhì)子和兩個中子聚變成一個氦核，釋放的能量為（）A2（mpmn）MHe931.5 MeVB2（mpmnme）MHe931.5 MeVC2（mpmnme）MHec2 JD2（mpmn

3、）MHec2 J解析核反應(yīng)方程為2H2nHe，質(zhì)量虧損m2（mpmn）（MHe2me）2（mpmnme）MHe，所以釋放的能量為Em931.5 MeV2（mpmnme）MHe931.5 MeV，選項B正確。答案B5如圖1所示，x為未知的放射源，L為薄鋁片，若在放射源和計數(shù)器之間加上L后，計數(shù)器的計數(shù)率大幅度減小，在L和計數(shù)器之間再加豎直向下的勻強磁場，計數(shù)器的計數(shù)率不變，則x可能是（）圖1A射線和射線的混合放射源B純射線放射源C射線和射線的混合放射源D純射線放射源解析在放射源和計數(shù)器之間加上鋁片后，計算器的計數(shù)率大幅度減小，說明射線中有穿透力很弱的射線，即射線，在鋁片和計數(shù)器之間再加豎直向下的

4、勻強磁場，計數(shù)器的計數(shù)率不變，說明穿過鋁片的粒子中無帶電粒子，故只有射線，因此放射源可能是射線和射線的混合放射源。答案C6核能作為一種新能源在現(xiàn)代社會中已不可缺少，我國在完善核電安全基礎(chǔ)上將加大核電站建設(shè)。核泄漏中的钚（Pu）是一種具有放射性的超鈾元素，它可破壞細胞基因，提高罹患癌癥的風(fēng)險。已知钚的一種同位素Pu的半衰期為24 100年，其衰變方程為PuXHe，下列說法中正確的是（）AX原子核中含有92個中子B100個Pu經(jīng)過24 100年后一定還剩余50個C由于衰變時釋放巨大能量，根據(jù)Emc2，衰變過程總質(zhì)量增加D衰變發(fā)出的射線是波長很短的光子，具有很強的穿透能力解析根據(jù)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守

5、恒和電荷數(shù)守恒可得，X原子核中含有92個質(zhì)子，235個核子，則中子數(shù)為23592143（個），選項A錯誤；半衰期是大量原子核衰變時的統(tǒng)計規(guī)律，100個Pu經(jīng)過24 100年后不一定還剩余50個，選項B錯誤；由于衰變時釋放巨大能量，衰變過程總質(zhì)量減少，選項C錯誤；衰變發(fā)出的射線是波長很短的光子，具有很強的穿透能力，選項D正確。答案D7一中子與一質(zhì)量數(shù)為A（A1）的原子核發(fā)生彈性正碰。若碰前原子核靜止，則碰撞前與碰撞后中子的速率之比為（）A. B.C. D.解析設(shè)中子質(zhì)量為m，則原子核的質(zhì)量為Am。設(shè)碰撞前、后中子的速度分別為v0、v1，碰后原子核的速度為v2，由彈性碰撞可得mv0mv1Amv2，

6、mvmvAmv，解得v1v0，故|，A正確。答案A8如圖2為盧瑟福的粒子散射實驗的經(jīng)典再現(xiàn)，用放射性元素發(fā)出的粒子轟擊金箔，用顯微鏡觀測在環(huán)形熒光屏上所產(chǎn)生的亮點，根據(jù)實驗現(xiàn)象分析（）圖2A在熒光屏上形成的亮點是由粒子在金箔上打出的電子產(chǎn)生的B該實驗證明原子幾乎全部質(zhì)量和全部正電荷都集中在一個很小的體積內(nèi)C在熒光屏上觀測到極少數(shù)的粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn)D該實驗中粒子由于和電子發(fā)生碰撞而發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn)解析在熒光屏上形成的亮點是由粒子穿過金箔后打在熒光屏上產(chǎn)生的，A錯誤；根據(jù)實驗現(xiàn)象，絕大多數(shù)粒子仍沿原來的直線運動，說明原子幾乎全部質(zhì)量和全部正電荷都集中在一個很小的體積內(nèi)，B正確；粒子散射實驗

7、的內(nèi)容是絕大多數(shù)粒子幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，少數(shù)粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)（偏轉(zhuǎn)角度超過90，有的幾乎達到180，被反彈回來），C正確；該實驗中粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因是粒子和金箔中的原子核發(fā)生了碰撞，D錯誤。答案BC9如圖3所示，為氫原子能級圖，A、B、C分別表示電子三種不同能級躍遷時放出的光子，其中（）圖3A頻率最大的是B B波長最長的是CC頻率最大的是A D波長最長的是B解析根據(jù)hE和c可知，E大，頻率就大，波長就小。選項A、B正確。答案AB10（2015廣東理綜，18）科學(xué)家使用核反應(yīng)獲取氚，再利用氘和氚的核反應(yīng)獲得能量，核反應(yīng)方程分別為：XYHeH4.9 MeV和H

8、HHeX17.6 MeV，下列表述正確的有（）AX是中子BY的質(zhì)子數(shù)是3，中子數(shù)是6C兩個核反應(yīng)都沒有質(zhì)量虧損D氘和氚的核反應(yīng)是核聚變反應(yīng)解析根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，可知X是X，所以為中子，A正確；Y應(yīng)為Y，所以Y的質(zhì)子數(shù)為3，核子數(shù)為6，中子數(shù)為3，B錯誤；兩核反應(yīng)均有能量釋放，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，兩核反應(yīng)都有質(zhì)量虧損，C錯誤；由聚變反應(yīng)概念知，D正確。答案AD11如圖4為氫原子的能級示意圖，則下列對氫原子躍遷的理解正確的是（）圖4A由高能級向低能級躍遷時輻射出來的光電子一定不能使逸出功為3.34 eV的金屬發(fā)生光電效應(yīng)B大量處于n4能級的氫原子向n1能級躍遷時，向外輻射6種不同頻

9、率的光子C大量處于n3級級的氫原子向n1能級躍遷時，用發(fā)出的光照射逸出功為3.34 eV的金屬，從金屬表面逸出的光電子的最大初動能為8.75 eVD如果用光子能量為10.3 eV的光照射處于n1能級的氫原子，則該能級的氫原子能夠躍遷到較高能級解析氫原子從高能級向低能級躍遷時放出的光子的能量等于前后兩個能級之差，當(dāng)氫原子從高能級躍遷到基態(tài)時放出的光子的能量最小值為3.4 eV（13.6 eV）10.2 eV，大于3.34 eV，所以一定能使逸出功為3.34 eV的金屬發(fā)生光電效應(yīng)，A錯誤；大量處于n4能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，輻射光子的種類為C6，B正確；大量處于n3能級的氫原子向n1能級躍遷時

10、，輻射出的光子能量最大為1.51 eV（13.6 eV）12.09 eV，用此光子照射逸出功為3.34 eV的金屬，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得該金屬的最大初動能為12.09 eV3.34 eV8.75 eV，C正確；當(dāng)氫原子由低能級向高能級躍遷時，氫原子吸收的光子能量一定等于兩能級之間的能量差，而由氫原子的能級圖可知任何兩能級間的能量差都不等于10.3 eV，因此不能使n1能級的氫原子躍遷到較高的能級，D錯誤。答案BC12能源是社會發(fā)展的基礎(chǔ)，發(fā)展核能是解決能源問題的途徑之一。下列釋放核能的反應(yīng)方程，表述正確的有（）A.HHHen是核聚變反應(yīng)B.HHHen是衰變C.92Un56BaKr3n是核

11、裂變反應(yīng)D.92Un54XeSr2n是衰變解析衰變時釋放出電子（01e），衰變時釋放出氦原子核（He），可知選項B、D錯誤；選項A中一個氚核和一個氘核結(jié)合成一個氦核并釋放出一個中子是典型的核聚變反應(yīng)；選項C中一個235U原子核吸收一個中子，生成一個Ba原子核和一個Kr原子核并釋放出三個中子是核裂變反應(yīng)，A、C正確。答案AC13（2017河北石家莊質(zhì)檢）下列說法正確的是（）ATh核發(fā)生一次衰變時，新核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了4B太陽輻射的能量最主要來自太陽內(nèi)部的熱核反應(yīng)C若使放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期可能變小D用14 eV的光子照射處于基態(tài)的氫原子，可使其電離 解析因衰變的本質(zhì)是發(fā)生衰變的核中減少2個質(zhì)子和2個中子形成氦核，所以一次衰變，新核與原來的核相比，中子數(shù)減少了2，A項錯；太陽輻射的能量是太陽內(nèi)部核聚產(chǎn)生的，所以B項正確；半衰期由核內(nèi)部自身因素決定，與其他因素?zé)o關(guān)，所以C項錯；因為氫原子基態(tài)的能量為13.6 eV，所以用14 eV光子照射一定能電離，D項正確。答案BD14（2017湖北黃岡模擬）下列說法中正確的是（）A盧瑟福的粒子散射實驗揭示了原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)B.Th衰變成Pb要經(jīng)過6次衰變和4次衰變C衰變中產(chǎn)生的射線實際上是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的D對