2021高考物理新高考版一轮习题微专题77原子与原子核含解析

1、1. （2019湖南长沙、望城、浏阳、宁乡四个 县市区3月调研）现代科学的发展极大地促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、 原子核的叙述正确的是（）A.卢瑟福“粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构B .轻核聚变反应方程有：2H + 1H -2He+0nC.天然放射现象表明原子核内部有电子D.氢原子从n = 3能级跃迁到n=1能级和从n= 2能级跃迁到n= 1能级，前者跃迁辐射出 的光子波长比后者的长2. （2019湖北武汉市四月调研 ）1932年考克饶夫特（J.D.Cockroft）和瓦耳顿（E.T.S.Walton）发明 了世界上第一台粒子加速器高压倍压器，他们将质子（1H）加速

2、到0.5 MeV的能量去撞击静止的原子核X,得到两个动能均为 8.9 MeV的氨核（2He）,这是历史上第一次用人工加速粒 子实现的核反应.下列说法正确的是（）A. X 是6LiB. X由2He组成C.上述核反应中出现了质量亏损D.上述核反应的类型是裂变3. （2020山东临沂市质检）氢原子的能级图如图1所示，不同色光的光子能量如下表所示.色光红橙黄绿蓝-靛紫光子能量范围（eV）1.61 2.002.00 2.072.07 2.142.14 2.532.53 2.762.76 3.10图1一群处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内只有1条，其颜色为（）A.红色B.黄色C.绿色D.蓝

3、靛4. （2019安徽黄山市一质检）关于图2中四幅图的说法正确的是 （）图2A.甲图中A处能观察到大量的闪光点，B处能看到较多的闪光点，C处观察不到闪光点B.乙图中1为“射线，它的电离作用很强，可消除静电C.丙图中处于基态的氢原子能吸收能量为10.4 eV的光子而发生跃迁D. 丁图中用弧光灯照射原来就带电的锌板时，发现验电器的张角变大，说明锌板原来带负电5. （2019湖北稳派教育上学期第二次联考）如图3所示为氢原子的能级图， 用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，结果受到激发后的氢原子能辐射出三种不同频率的光子，让辐射出的光子照射某种金属，结果有两种频率的光子能使该金属发生光电效应，其中一

4、种光子恰好能使该金属发生光电效应，则打出的光电子的最大初动能为（）图3A. 12.09 eVB. 10.2 eVD. 0C. 1.89 eV6. （2019广西桂林市、贺州市、崇左市 3月联合调研）氢原子能级图如图4所示，大量处于n=3激发态的氢原子向低能级状态跃迁辐射出的光子中，发现有两种频率的光子能使金属A产生光电效应，则下列说法正确的是（）图4A.大量处于n= 3激发态的氢原子向低能级状态跃迁时，只辐射两种频率的光子B.从n = 3激发态直接跃迁到基态时放出的光子一定能使金属A发生光电效应C. 一个氢原子从n = 3激发态跃到基态时，该氢原子能量增大D. 一个氢原子从n=3激发态跃到基态

5、时该氢原子核外电子动能减小7. （2019陕西榆林市第三次测试）目前，在居家装修中，经常用到花岗岩、大理石等装修材料, 这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如有些含有铀牡的花岗岩等岩石都会释放出放射性惰性气体氢，而氢会发生放射性衰变，放出 “、& 丫射线，这些射线会导致细胞发生癌变 及呼吸道方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是 （）A . 3衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生并发射出来的B .杜的半衰期为24天，1 g社经过120天后还剩0.2 g未发生衰变C.已知氨的半衰期为 3.8天，若取1 g氢放在天平左盘上，祛码放于右盘，左右两边恰好平衡，则3.

6、8天后，需取走0.5 g祛码天平才能再次平衡D.发生a衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了 48. （2020广东揭阳市模拟）如图5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向下的匀强磁场， 计数器的计数率不变，则x可能是（）图5A. “射线和3射线的混合放射源B.纯a射线放射源C.纯丫射线放射源D. a射线和丫射线的混合放射源9 . （2019福建莆田市5月第二次质检）K介子的衰变方程为： «兀一+ 叫 其中K介子和 兀介子带负电， 刖介子不带电.如下图，匀强磁场的方向垂直纸面向外，一个 K介子

7、沿垂 直于磁场的方向射入， 其轨迹为图中的虚线圆弧， 若K 一介子在磁场中发生衰变， 则衰变产生的兀介子和匝介子的运动轨迹可能是（）10 .（多选）（2019广东汕头市第二次模拟）如图6,静止的232U核发生“衰变后生成反冲 Th核,两个产物都在垂直于它们速度方向的匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）图6A .衰变方程可表示为292U ->2ioTh + 2HeB. Th核和a粒子的圆周轨道半径之比为1 ： 45C. Th核和a粒子的动能之比为 1 ： 45D. Th核和a粒子在匀强磁场中旋转的方向相反11. （2019四川雅安市第三次诊断）铀原子核既可发生衰变，也可发生裂变.

8、其衰变方程为298U - 290Th + X,裂变方程为 2935U+On-Y + 86Kr + 30n,其中 232u、0n、Y、39Kr 的质量分别为 m1、m2、m3、m4,光在真空中的传播速度为c.下列叙述正确的是（）A.298U发生的是3衰变B . Y原子核中含有56个中子C.若提高温度，292U的半衰期将会变小D.235U裂变时释放的能量为（mi 2m2m3m4）c212. （2020福建厦门市质检）钻60（60Co）放射性的应用非常广泛，几乎遍及各行各业.在农业 上，常用于辐射育种、刺激增产、辐射防治虫害和食品辐照保藏与保鲜等；在医学上，常用于癌和肿瘤的放射治疗.一个钻 60原子

9、核（67co）放出一个3粒子（0ie）后衰变成一个馍核（68 Ni）,并伴随产生了 丫射线.已知钻60（27Co）的半衰期为5.27年，该反应中钻核20Co、3粒 子（0ie）、馍核（60Ni）的质量分别为 mi、m2、m3.下列说法正确的是（ ）A .核反应中释放的能量为 （m2+m3mi）c2B.核反应中释放出的丫射线的穿透本领比 3粒子强C.若有I6个钻60原子核，经过5.27年后只剩下8个钻60原子核D. 3粒子是钻原子核外的电子电离形成的13 .（多选）（20i9湖北武汉市二月调研）据悉我国第四代反应堆 一杜基熔盐堆能源系统（TMSR）研究已获重要突破.该反应堆以灶为核燃料，灶俘获一

10、个中子后经过若干次3衰变转化成铀；铀的一种典型裂变产物是根和氟，同时释放巨大能量.下列说法正确的是（）A ,杜核292Th有90个中子，I42个质子B.铀核裂变的核反应方程为233U + InI52Ba + 89Kr + 3inC.放射性元素衰变的快慢与核内部自身因素无关，由原子所处的化学状态和外部条件决定D.重核分裂成中等大小的核，核子的比结合能增加14 . （2020江西南昌市模拟）在a粒子散射实验中，a粒子的偏转是由于受到原子内正电荷的库仑力作用而发生的，其中有极少数a粒子发生了大角度偏转，甚至被反向弹回.假定一个速度为V的高速a粒子（2He）与金原子核（”9Au）发生弹性正碰（碰撞前金

11、原子核可认为是静止 的），则（）A . a粒子在靠近金原子核的过程中电势能逐渐减小B. a粒子散射实验说明原子核是由质子和中子组成的C. a粒子散射实验说明带正电的物质均匀分布在原子内部4 : I97D.当它们的距离最小时，a粒子与金原子核的动量大小之比为答案精析1. B 卢瑟福由“粒子散射实验提出原子核式结构，天然放射现象说明原子核内部具有复 杂的结构，故A错误；轻核聚变反应是较小的核反应生成较大的核的过程，再由质量数与电 荷数守恒可知，故 B正确；天然放射现象中放出的3粒子是原子核中的一个中子转变成一个质子和一个电子而来的，故 C错误；跃迁时辐射的能量等于两能级差，氢原子从n=3能级跃迁到

12、n=1能级和从n= 2能级跃迁到n=1能级，前者跃迁辐射光子的能量大，频率大，则波长比后者的短，故 D错误.2. C 根据质量数和电荷数守恒可知，X是7Li,选项A、B错误；由题意可知，反应中释放了核能，则反应中出现了质量亏损，选项 C正确；上述核反应的类型是原子核的人工转变 方程，选项D错误.3. A 如果激发态的氢原子处于第二能级，能够发出10.2 eV的光子，不属于可见光；如果激发态的氢原子处于第三能级，能够发出12.09 eV、10.2 eV、1.89 eV的三种光子，只有1.89eV属于红色可见光；如果激发态的氢原子处于第四能级，能够发出12.75 eV、12.09 eV、10.2e

13、V、2.55 eV、1.89 eV、0.66 eV 的六种光子，1.89 eV 和 2.55 eV 属于可见光，1.89 eV 的光子 为红光，2.55 eV的光子为蓝一靛.则由题意可知，由于一群处于某激发态的氢原子，发射的 光的谱线在可见光范围内只有1条，则一定对应着从第三能级到第二能级的跃迁，其可见光的颜色为红光，故选 A.4. B 题图甲中A处能观察到大量的闪光点，B处能看到较多的闪光点，在C处也可以观察到很少的闪光点，A错误；根据左手定则可知，1带正电，为 a射线，a射线的电离作用很强，可消除静电，B正确；氢原子吸收光子能量发生跃迁，吸收的光子能量需等于两能级 间的能级差，从基态氢原子

14、发生跃迁到 n=2能级，需要吸收的能量最小， 吸收的能量为-3.4 eV(13.6 eV) = 10.2 eV,即用10.2 eV的光子照射，可以使基态氢原子发生跃迁到n=2能级，10.4 eV的光子不能被氢原子吸收，不能发生跃迁，C错误；题图丁用弧光灯照射锌板，锌板上的电子逸出，锌板带上正电，发现验电器的张角变大，说明验电器原来就带正电，D错误.故氢原子是从n5. C 因大量处于基态的氢原子受到激发后能辐射出三种不同频率的光子,=3的能级向低能级跃迁，即可释放三种不同频率的光子；只有两种频率的光子能使金属发 生光电效应，而其中一种光子恰好能使该金属发生光电效应，则说明该入射光的能量与金属 的

15、逸出功相等，由此分析可知这种光子是从n=2跃迁到n=1辐射的光子，则金属的逸出功为W0=3.4 eV ( 13.6) eV =10.2 eV,而另一频率的光子是从 n=3跃迁到n= 1辐射的光子，此时辐射的能量为 AE= 1.51 eV-(-13.6) eV =12.09 eV;故用此种光子照射该金属，则打出的光电子的最大初动能为Ekm= 12.09 eV - 10.2 eV = 1.89 eV,故选C.6. B 大量处于n= 3激发态的氢原子向低能级状态跃迁时，有 3- 1、3-2,和2一 1,三种 情况，所以跃迁过程中将释放出三种频率的光子，故选项 A错误；由题意可知：有两种频率 的光子能

16、使金属 A产生光电效应，大量处于n=3激发态的氢原子向低能级状态跃迁过程所放出的光子中，从n = 3跃迁到n=1辐射的光子频率最大， 则一定能使金属 A发生光电效应， 故选项B正确；根据玻尔理论，氢原子从激发态跃到基态时，放出能量，电子的动能增大， 电势能减小，导致原子总能量减小，故选项 C、D错误.7. A 3衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生并发射出来的，故 A正确；社的半衰期为24天，1 git经过120天即经过5个半衰期，还剩m= m。')* mtox A)120： 1 X；12 I 2 2432g = * git未衰变，故B错误；氢的半衰期为 3.8天，经3.8

17、天后，有0.5克衰变成新核，新 32的原子核仍然留在天平左盘中，故取走的祛码应小于0.5 g,天平才能再次平衡，故 C错误；发生“衰变时，电荷数少 2(即质子数减少2),质量数少4,故中子数减少2,故D错误. 8. D 在放射源和计数器之间加薄铝片L后，发现计数器的计数率大幅度减小，说明射线中含有穿透能力弱的粒子，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场B,计数器的计数率不变，说明剩下的粒子不带电，即为丫射线，因此放射源x可能是a射线和丫射线的混合放射源，故A、B、C错误，D正确.9. C 兀一介子与K 一介子均带负电，若三者运动方向相同，可知受洛伦兹力的方向相同，圆弧的弯曲方向相同，由动量守恒

18、定律可知，:介子速度小于K-介子的速度，由r=R可知，qB/介子半径较小；m介子不带电，则沿直线运动，选项C正确，D错误；若 m介子反向运mv 一动，由动量守恒定律可知，流介子速度大于 K介子的速度，由r = w可知，流介子半径较qB大；由于兀一介子与K介子均带负电，受洛伦兹力的方向相同，圆弧的弯曲方向相同，选项292U290ThA、B错误.10. AB 已知a粒子为4He,则由电荷数守恒及质量数守恒可知，衰变方程为:+ 2He,故A正确；Th核和a粒子都带正电荷，则在题图匀强磁场中都是逆时针旋转，故错误；由动量守恒可得衰变后氏黑=短，则Th核和粒子的动能之比12ImThvTh234/Ma4 c 42x 2342=234=1i7,故C错误；粒子在匀强磁场中运动，洛伦兹力提供向心力,mv2 有 Bvq= ,mv则R=,所以Th核和a粒子的圆周轨道半径之比BqRTh mTh