2020版高考大一轮复习：第12章4第2节原子与原子核

1、、单项选择题1. （2017 高考上海卷）在同位素氢、氘、氚的核内具有相同的A.核子数C.中子数解析：选 D.同位素是指在原子核中的质子数相同而中子数不同的元素，故氢、氘、氚的核内具有相同 的质子数，D 项正确.2. （2017 高考全国卷I）大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电氘核聚变反应方程是：泊+1卜2：He+in.已知2H 的质量为 2.013 6 u,：He 的质量为 3.015 0 u ,On 的质量为1.008 7 u , 1 u = 931 MeV/c .氘核聚变反应中释放的核能约为（）A. 3.7 MeVB. 3.3 MeVC. 2.7 MeVD. 0

2、.93 MeV解析：选 B.氘核聚变反应的质量亏损为m= 2X2.013 6 u-（3.015 0 u + 1.008 7 u） = 0.003 5 u ,2 2 2释放的核能为 E=Amc= 0.003 5x931 MeV/cxc 3.3 MeV，选项 B 正确.3. （2018 高考天津卷）国家大科学工程一一中国散裂中子源（CSNS）于 2017 年 8 月 28 日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台.下列核反应中放出的粒子为中子的是（）A.147N 俘获一个a粒子，产生178O 并放出一个粒子B.27Al 俘获一个a粒子，产生；5p 并放出一个粒

3、子C.115B 俘获一个质子，产生4Be 并放出一个粒子D.；Li 俘获一个质子，产生2He 并放出一个粒子解析：选 B.根据核反应过程中质量数守恒及电荷数守恒可知，147N+178O+1H, A 项错误；WAI +4301一十.11184一一十、6134一十、He15P+0n, B 项正确；5B+4Be+2He, C 项错误；3Li +2He+2He, D 项错误.（建议用时：40 分钟）B.电子数D.质子数4. （2019 上海理工大附中期中）如图所示为卢瑟福a粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可 在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察a粒子在各个角度的散射情况下列说法正确的

4、是（）A. 在图中的A B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多B. 在图中的 B 位置进行观察，屏上观察不到任何闪光C.卢瑟福选用不同金属箔片作为a粒子散射的靶， 观察到的实验结果基本相似D.a粒子发生散射的主要原因是a粒子撞击到金原子后产生的反弹解析：选 C放在 A 位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数应最多，说明大多数射线基本不偏折，可知金箔原子内部很空旷，故A 错误；放在 B 位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少，说明较少射线发生偏折，可知原子内部带正电的体积小，故B 错误；选用不同金属箔片作为a粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似，故C 正确；a粒子发生散

5、射的主要原因是a粒子受到金原子库仑力作用，且金原子质量较大，从而出现的反弹，故D 错误.一41417_5.（2018 高考北京卷）在核反应方程2He+ 7NR83 X 中，X 表示的是（）A.质子 B.中子C.电子D.a 粒子解析：选 A.由核反应方程中，电荷数守恒和质量数守恒可知，X 为1H,选项 A 正确.6.（2016 高考上海卷）研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示.两块平行放置的金属板a、b 连接，放射源发出的射线从其上方小孔向外射出.则解析：选 B.从题图可以看出，到达两极板的粒子做类平抛运动，到达 A 极板的粒子在初速度方向的位移小于到达 B 板的粒子在初速度方向的位移，粒子

6、在初速度方向做匀速直线运动，则根据公式-JA、B分别与电源的两极A. a 为电源正极，到达A 板的为a射线B. a 为电源正极，到达A 板的为B射线C. a 为电源负极，至 U达A 板的为a射线D. a 为电源负极，至 U达A 板的为B射线扌小得多，所以电子在初速度方向的位移小，故达到A 极板的是B射线，A 极板带正电，a 为电源的正极,x = Vot =VoqU，两个粒子初速度vo相差不大，两极板间电压U相同，放射源与两极板的距离 尹相同，而电子的故选项 B 正确.7.质子、中子和氘核的质量分别为m、 mi 和 m当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是（c 表示真空中的光速）（）A

7、. (mi+ m m)c B . (mi m m)c2 2C. (mi+ m ms)c D . (mi m ms)c解析：选 C.由质能方程 E=Amc，其中 m= m+ m m3,可得 E= (mi+ m ms)c，选项 C 正确,AB、D 错误.8.（2019 江苏清江中学高三模拟）如图所示为氢原子的能级图，当氢原子从n= 4 能级跃迁到 n = 2能级时，辐射出光子 a;当氢原子从 n = 3 能级跃迁到 n= 1 能级时，辐射出光子b，则下列说法中正确的是（）A. 光子 a 的能量大于光子 b 的能量B. 光子 a 的波长小于光子 b 的波长C. b 光比 a 光更容易发生衍射现象D.

8、 在同种介质中，a 光子的传播速度大于 b 光子的传播速度解析：选 D.氢原子从 n = 4 的能级跃迁到 n = 2 的能级的能级差小于从 n= 3 的能级跃迁到 n = 1 的能级 时的能级差，根据 Em En= hv,知光子 a 的能量小于光子 b 的能量，故 A 错误；光子 a 的频率小于光子 b 的频率，所以 b 的频率大，波长小，所以 a 光更容易发生衍射，故 B、C 错误；光子 a 的频率小，则折射率小，根据v=和，光子a在介质中的传播速度大于光子b在介质中的传播速度，故D正确.二、多项选择题9 .科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：X+丫宀；

9、He+1H+ 4.9 MeV 和1H+?HH；He+ X+ 17.6 MeV，下列表述正确的有（）A. X 是中子B. Y 的质子数是 3,中子数是 6C. 两个核反应都没有质量亏损D. 氘和氚的核反应是核聚变反应解析：选 AD.核反应方程遵守核电荷数守恒和质量数守恒，则由1H+2He+ X+ 17.6 MeV 知 X 为0n，由 X+；He+；H+ 4.9 MeV 知 Y 为；Li，其中 Y 的质子数是 3，中子数也是 3,选项 A 正确，选项 B 错误；两个核反应都释放出核能，故都有质量亏损，选项C 错误；X+丫宀:He+；H+ 4.9 MeV 是原子核的人工转变，2H+?HH；He+0n

10、+ 17.6 MeV 为轻核聚变，选项 D 正确.10.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（）2A.；H+2卜2；He+On 是核聚变反应B.iH+2He+on 是3衰变C.92u+Oni156Ba+36Kr + 30n 是核裂变反应2351140941D.92U+on-154Xe+38Sr + 2on 疋a衰变解析：选 AC.3衰变时释放出电子（-e） ,a衰变时释放出氦原子核（；He），可知选项 B、D 错误；选项 A 中一个氚核和一个氘核结合成一个氦核并释放出一个中子是典型的核聚变反应；选项 C 中一个 U235 原子核吸收一个中

11、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典型的核裂变反应，故选项 A、C 正确.11.（2016 高考全国卷川改编）一静止的铝原子核?7Al 俘获一速度为 1.0 x107m/s 的质子 p 后，变为 处于激发态的硅原子核24si，下列说法正确的是（）A. 核反应方程为 p+23Al 28SiB. 核反应过程中系统动量守恒C. 核反应过程中系统能量不守恒D. 核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和解析：选 AB.核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，A 项正确；微观粒子相互作用过程中，满足动量守恒定律，B 项正确；题述核反应过程属于“二合一”形式的完

12、全非弹性碰撞，机械能有损失，但对 于封闭的系统，能量仍然守恒，C 项错误；核反应过程中的机械能有损失，故存在质量亏损现象，D 项错误.12. 氢原子能级如图，当氢原子从n= 3 跃迁到 n = 2 的能级时，辐射光656 nm.以下判断正确的是（）A. 氢原子从 n= 2 跃迁到 n= 1 的能级时，辐射光的波长大于 656 nmB.用波长为 325 nm 的光照射，可使氢原子从n = 1 跃迁到n= 2 的能C. 一群处于 n= 3 能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生 3 种谱线D.用波长为 633 nm 的光照射，不能使氢原子从n = 2 跃迁到 n= 3 的能解析：选 CD.根据氢原子

13、的能级图和能级跃迁规律，当氢原子从n = 2 能级跃迁到 n= 1 的能级时，辐射光的波长一定小于 656 nm 因此 A 选项错误；根据发生跃迁只能吸收和辐射一定频率的光子，由厶 E= hv=h：得，从 n = 1 跃迁到 n= 2 能级需要光子的波长为 121.6 nm，可知 B 选项错误，D 选项正确；一群处 入于 n= 3 能级上的氢原子向低能级跃迁时可以产生3 种频率的光子，所以 C 选项正确.13.如图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（）E/rV0-0JS4波长为-0.H5-L51-13.62-0.85-13.60A.由高能级向低能级跃迁时辐射出来的光子一定不

14、能使逸出功为D.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：选 BC.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3.4 eV ( 13.6 eV) = 10.2 eV，大于 3.34 eV，所以A 错误；大量处于 n= 4 能级的氢原子向基态跃迁时，辐量最大为一 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

15、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.三、非选择题14.按照玻尔原子理论， 氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量小”).已知氢原子的基态能量为E1(E10)，电子质量为 m 基态氢原子中的电子吸收一频率为v15.小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示已知普朗克常量 h=6.63X1034Js.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 能

16、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 eV3.34 eV 的金属发生光电效应高能级跃迁到基态时放出的光子的能量最小值为一定能使逸出功为 3.34 eV 的金属发生光电效应,射光子的种类为C4=字 =6, B 正确；大量处于n = 3 能级的氢原子向 n = 1 能级跃迁时，辐射出的光子能(选填“越大”或“越的光子被电离后，电子速度大小为(普朗克常量为 h).解析：电子离原子核越远电势能越大，原子能量也就越大；根据动能定理有,12hv+E1=qmv,所以电1 x LDUHz)6.Q答案：越大离后电子速度为(2)实验中测得铷的遏止电压 UC与入射光频率v之间的关系如图乙所示， 则铷的截止频率(1)图甲中电极 A 为光电管的(选填“阴极”或“阳极”);_ Hz,逸出功W=_J ;(3)如果实验中入射光的频率v=7.00X1014HZ,则产生的光电子的最大初动能Ek=_ J.解析：(1)在光电效应中，电子向A 极运动，故电极 A 为光电管的阳极.1434(2) 由题图可