2021高考物理新高考版一輪習(xí)題微專題77原子與原子核含解析

1、1. （2019湖南長(zhǎng)沙、望城、瀏陽、寧鄉(xiāng)四個(gè) 縣市區(qū)3月調(diào)研）現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展極大地促進(jìn)了人們對(duì)原子、原子核的認(rèn)識(shí)，下列有關(guān)原子、 原子核的敘述正確的是（）A.盧瑟?！傲Ｗ由⑸鋵?shí)驗(yàn)說明原子核內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)B .輕核聚變反應(yīng)方程有：2H + 1H -2He+0nC.天然放射現(xiàn)象表明原子核內(nèi)部有電子D.氫原子從n = 3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)和從n= 2能級(jí)躍遷到n= 1能級(jí)，前者躍遷輻射出 的光子波長(zhǎng)比后者的長(zhǎng)2. （2019湖北武漢市四月調(diào)研 ）1932年考克饒夫特（J.D.Cockroft）和瓦耳頓（E.T.S.Walton）發(fā)明 了世界上第一臺(tái)粒子加速器高壓倍壓器，他們將質(zhì)子（1H）加速

2、到0.5 MeV的能量去撞擊靜止的原子核X,得到兩個(gè)動(dòng)能均為 8.9 MeV的氨核（2He）,這是歷史上第一次用人工加速粒 子實(shí)現(xiàn)的核反應(yīng).下列說法正確的是（）A. X 是6LiB. X由2He組成C.上述核反應(yīng)中出現(xiàn)了質(zhì)量虧損D.上述核反應(yīng)的類型是裂變3. （2020山東臨沂市質(zhì)檢）氫原子的能級(jí)圖如圖1所示，不同色光的光子能量如下表所示.色光紅橙黃綠藍(lán)-靛紫光子能量范圍（eV）1.61 2.002.00 2.072.07 2.142.14 2.532.53 2.762.76 3.10圖1一群處于某激發(fā)態(tài)的氫原子，發(fā)射的光的譜線在可見光范圍內(nèi)只有1條，其顏色為（）A.紅色B.黃色C.綠色D.藍(lán)

3、靛4. （2019安徽黃山市一質(zhì)檢）關(guān)于圖2中四幅圖的說法正確的是 （）圖2A.甲圖中A處能觀察到大量的閃光點(diǎn)，B處能看到較多的閃光點(diǎn)，C處觀察不到閃光點(diǎn)B.乙圖中1為“射線，它的電離作用很強(qiáng)，可消除靜電C.丙圖中處于基態(tài)的氫原子能吸收能量為10.4 eV的光子而發(fā)生躍遷D. 丁圖中用弧光燈照射原來就帶電的鋅板時(shí)，發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器的張角變大，說明鋅板原來帶負(fù)電5. （2019湖北穩(wěn)派教育上學(xué)期第二次聯(lián)考）如圖3所示為氫原子的能級(jí)圖， 用某種頻率的光照射大量處于基態(tài)的氫原子，結(jié)果受到激發(fā)后的氫原子能輻射出三種不同頻率的光子，讓輻射出的光子照射某種金屬，結(jié)果有兩種頻率的光子能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，其中一

4、種光子恰好能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則打出的光電子的最大初動(dòng)能為（）圖3A. 12.09 eVB. 10.2 eVD. 0C. 1.89 eV6. （2019廣西桂林市、賀州市、崇左市 3月聯(lián)合調(diào)研）氫原子能級(jí)圖如圖4所示，大量處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)狀態(tài)躍遷輻射出的光子中，發(fā)現(xiàn)有兩種頻率的光子能使金屬A產(chǎn)生光電效應(yīng)，則下列說法正確的是（）圖4A.大量處于n= 3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)狀態(tài)躍遷時(shí)，只輻射兩種頻率的光子B.從n = 3激發(fā)態(tài)直接躍遷到基態(tài)時(shí)放出的光子一定能使金屬A發(fā)生光電效應(yīng)C. 一個(gè)氫原子從n = 3激發(fā)態(tài)躍到基態(tài)時(shí)，該氫原子能量增大D. 一個(gè)氫原子從n=3激發(fā)態(tài)躍到基態(tài)

5、時(shí)該氫原子核外電子動(dòng)能減小7. （2019陜西榆林市第三次測(cè)試）目前，在居家裝修中，經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝修材料, 這些巖石都不同程度地含有放射性元素，比如有些含有鈾牡的花崗巖等巖石都會(huì)釋放出放射性惰性氣體氫，而氫會(huì)發(fā)生放射性衰變，放出 “、& 丫射線，這些射線會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變 及呼吸道方面的疾病，根據(jù)有關(guān)放射性知識(shí)可知，下列說法正確的是 （）A . 3衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生并發(fā)射出來的B .杜的半衰期為24天，1 g社經(jīng)過120天后還剩0.2 g未發(fā)生衰變C.已知氨的半衰期為 3.8天，若取1 g氫放在天平左盤上，祛碼放于右盤，左右兩邊恰好平衡，則3.

6、8天后，需取走0.5 g祛碼天平才能再次平衡D.發(fā)生a衰變時(shí)，生成核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了 48. （2020廣東揭陽市模擬）如圖5所示，x為未知的放射源，L為薄鋁片，若在放射源和計(jì)數(shù) 器之間加上L后，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率大幅度減小，在L和計(jì)數(shù)器之間再加豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)， 計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率不變，則x可能是（）圖5A. “射線和3射線的混合放射源B.純a射線放射源C.純丫射線放射源D. a射線和丫射線的混合放射源9 . （2019福建莆田市5月第二次質(zhì)檢）K介子的衰變方程為： «兀一+ 叫 其中K介子和 兀介子帶負(fù)電， 刖介子不帶電.如下圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向外，一個(gè) K介子

7、沿垂 直于磁場(chǎng)的方向射入， 其軌跡為圖中的虛線圓弧， 若K 一介子在磁場(chǎng)中發(fā)生衰變， 則衰變產(chǎn)生的兀介子和匝介子的運(yùn)動(dòng)軌跡可能是（）10 .（多選）（2019廣東汕頭市第二次模擬）如圖6,靜止的232U核發(fā)生“衰變后生成反沖 Th核,兩個(gè)產(chǎn)物都在垂直于它們速度方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）圖6A .衰變方程可表示為292U ->2ioTh + 2HeB. Th核和a粒子的圓周軌道半徑之比為1 ： 45C. Th核和a粒子的動(dòng)能之比為 1 ： 45D. Th核和a粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)的方向相反11. （2019四川雅安市第三次診斷）鈾原子核既可發(fā)生衰變，也可發(fā)生裂變.

8、其衰變方程為298U - 290Th + X,裂變方程為 2935U+On-Y + 86Kr + 30n,其中 232u、0n、Y、39Kr 的質(zhì)量分別為 m1、m2、m3、m4,光在真空中的傳播速度為c.下列敘述正確的是（）A.298U發(fā)生的是3衰變B . Y原子核中含有56個(gè)中子C.若提高溫度，292U的半衰期將會(huì)變小D.235U裂變時(shí)釋放的能量為（mi 2m2m3m4）c212. （2020福建廈門市質(zhì)檢）鉆60（60Co）放射性的應(yīng)用非常廣泛，幾乎遍及各行各業(yè).在農(nóng)業(yè) 上，常用于輻射育種、刺激增產(chǎn)、輻射防治蟲害和食品輻照保藏與保鮮等；在醫(yī)學(xué)上，常用于癌和腫瘤的放射治療.一個(gè)鉆 60原子

9、核（67co）放出一個(gè)3粒子（0ie）后衰變成一個(gè)饃核（68 Ni）,并伴隨產(chǎn)生了 丫射線.已知鉆60（27Co）的半衰期為5.27年，該反應(yīng)中鉆核20Co、3粒 子（0ie）、饃核（60Ni）的質(zhì)量分別為 mi、m2、m3.下列說法正確的是（ ）A .核反應(yīng)中釋放的能量為 （m2+m3mi）c2B.核反應(yīng)中釋放出的丫射線的穿透本領(lǐng)比 3粒子強(qiáng)C.若有I6個(gè)鉆60原子核，經(jīng)過5.27年后只剩下8個(gè)鉆60原子核D. 3粒子是鉆原子核外的電子電離形成的13 .（多選）（20i9湖北武漢市二月調(diào)研）據(jù)悉我國(guó)第四代反應(yīng)堆 一杜基熔鹽堆能源系統(tǒng)（TMSR）研究已獲重要突破.該反應(yīng)堆以灶為核燃料，灶俘獲一

10、個(gè)中子后經(jīng)過若干次3衰變轉(zhuǎn)化成鈾；鈾的一種典型裂變產(chǎn)物是根和氟，同時(shí)釋放巨大能量.下列說法正確的是（）A ,杜核292Th有90個(gè)中子，I42個(gè)質(zhì)子B.鈾核裂變的核反應(yīng)方程為233U + InI52Ba + 89Kr + 3inC.放射性元素衰變的快慢與核內(nèi)部自身因素?zé)o關(guān)，由原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件決定D.重核分裂成中等大小的核，核子的比結(jié)合能增加14 . （2020江西南昌市模擬）在a粒子散射實(shí)驗(yàn)中，a粒子的偏轉(zhuǎn)是由于受到原子內(nèi)正電荷的庫(kù)侖力作用而發(fā)生的，其中有極少數(shù)a粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，甚至被反向彈回.假定一個(gè)速度為V的高速a粒子（2He）與金原子核（”9Au）發(fā)生彈性正碰（碰撞前金

11、原子核可認(rèn)為是靜止 的），則（）A . a粒子在靠近金原子核的過程中電勢(shì)能逐漸減小B. a粒子散射實(shí)驗(yàn)說明原子核是由質(zhì)子和中子組成的C. a粒子散射實(shí)驗(yàn)說明帶正電的物質(zhì)均勻分布在原子內(nèi)部4 : I97D.當(dāng)它們的距離最小時(shí)，a粒子與金原子核的動(dòng)量大小之比為答案精析1. B 盧瑟福由“粒子散射實(shí)驗(yàn)提出原子核式結(jié)構(gòu)，天然放射現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部具有復(fù) 雜的結(jié)構(gòu)，故A錯(cuò)誤；輕核聚變反應(yīng)是較小的核反應(yīng)生成較大的核的過程，再由質(zhì)量數(shù)與電 荷數(shù)守恒可知，故 B正確；天然放射現(xiàn)象中放出的3粒子是原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)變成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子而來的，故 C錯(cuò)誤；躍遷時(shí)輻射的能量等于兩能級(jí)差，氫原子從n=3能級(jí)躍遷到

12、n=1能級(jí)和從n= 2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)，前者躍遷輻射光子的能量大，頻率大，則波長(zhǎng)比后者的短，故 D錯(cuò)誤.2. C 根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X是7Li,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；由題意可知，反應(yīng)中釋放了核能，則反應(yīng)中出現(xiàn)了質(zhì)量虧損，選項(xiàng) C正確；上述核反應(yīng)的類型是原子核的人工轉(zhuǎn)變 方程，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.3. A 如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第二能級(jí)，能夠發(fā)出10.2 eV的光子，不屬于可見光；如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第三能級(jí)，能夠發(fā)出12.09 eV、10.2 eV、1.89 eV的三種光子，只有1.89eV屬于紅色可見光；如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第四能級(jí)，能夠發(fā)出12.75 eV、12.09 eV、10.2e

13、V、2.55 eV、1.89 eV、0.66 eV 的六種光子，1.89 eV 和 2.55 eV 屬于可見光，1.89 eV 的光子 為紅光，2.55 eV的光子為藍(lán)一靛.則由題意可知，由于一群處于某激發(fā)態(tài)的氫原子，發(fā)射的 光的譜線在可見光范圍內(nèi)只有1條，則一定對(duì)應(yīng)著從第三能級(jí)到第二能級(jí)的躍遷，其可見光的顏色為紅光，故選 A.4. B 題圖甲中A處能觀察到大量的閃光點(diǎn)，B處能看到較多的閃光點(diǎn)，在C處也可以觀察到很少的閃光點(diǎn)，A錯(cuò)誤；根據(jù)左手定則可知，1帶正電，為 a射線，a射線的電離作用很強(qiáng)，可消除靜電，B正確；氫原子吸收光子能量發(fā)生躍遷，吸收的光子能量需等于兩能級(jí) 間的能級(jí)差，從基態(tài)氫原子

14、發(fā)生躍遷到 n=2能級(jí)，需要吸收的能量最小， 吸收的能量為-3.4 eV(13.6 eV) = 10.2 eV,即用10.2 eV的光子照射，可以使基態(tài)氫原子發(fā)生躍遷到n=2能級(jí)，10.4 eV的光子不能被氫原子吸收，不能發(fā)生躍遷，C錯(cuò)誤；題圖丁用弧光燈照射鋅板，鋅板上的電子逸出，鋅板帶上正電，發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器的張角變大，說明驗(yàn)電器原來就帶正電，D錯(cuò)誤.故氫原子是從n5. C 因大量處于基態(tài)的氫原子受到激發(fā)后能輻射出三種不同頻率的光子,=3的能級(jí)向低能級(jí)躍遷，即可釋放三種不同頻率的光子；只有兩種頻率的光子能使金屬發(fā) 生光電效應(yīng)，而其中一種光子恰好能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則說明該入射光的能量與金屬 的

15、逸出功相等，由此分析可知這種光子是從n=2躍遷到n=1輻射的光子，則金屬的逸出功為W0=3.4 eV ( 13.6) eV =10.2 eV,而另一頻率的光子是從 n=3躍遷到n= 1輻射的光子，此時(shí)輻射的能量為 AE= 1.51 eV-(-13.6) eV =12.09 eV;故用此種光子照射該金屬，則打出的光電子的最大初動(dòng)能為Ekm= 12.09 eV - 10.2 eV = 1.89 eV,故選C.6. B 大量處于n= 3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)狀態(tài)躍遷時(shí)，有 3- 1、3-2,和2一 1,三種 情況，所以躍遷過程中將釋放出三種頻率的光子，故選項(xiàng) A錯(cuò)誤；由題意可知：有兩種頻率 的光子能

16、使金屬 A產(chǎn)生光電效應(yīng)，大量處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)狀態(tài)躍遷過程所放出的光子中，從n = 3躍遷到n=1輻射的光子頻率最大， 則一定能使金屬 A發(fā)生光電效應(yīng)， 故選項(xiàng)B正確；根據(jù)玻爾理論，氫原子從激發(fā)態(tài)躍到基態(tài)時(shí)，放出能量，電子的動(dòng)能增大， 電勢(shì)能減小，導(dǎo)致原子總能量減小，故選項(xiàng) C、D錯(cuò)誤.7. A 3衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生并發(fā)射出來的，故 A正確；社的半衰期為24天，1 git經(jīng)過120天即經(jīng)過5個(gè)半衰期，還剩m= m。')* mtox A)120： 1 X；12 I 2 2432g = * git未衰變，故B錯(cuò)誤；氫的半衰期為 3.8天，經(jīng)3.8

17、天后，有0.5克衰變成新核，新 32的原子核仍然留在天平左盤中，故取走的祛碼應(yīng)小于0.5 g,天平才能再次平衡，故 C錯(cuò)誤；發(fā)生“衰變時(shí)，電荷數(shù)少 2(即質(zhì)子數(shù)減少2),質(zhì)量數(shù)少4,故中子數(shù)減少2,故D錯(cuò)誤. 8. D 在放射源和計(jì)數(shù)器之間加薄鋁片L后，發(fā)現(xiàn)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率大幅度減小，說明射線中含有穿透能力弱的粒子，在L和計(jì)數(shù)器之間再加豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率不變，說明剩下的粒子不帶電，即為丫射線，因此放射源x可能是a射線和丫射線的混合放射源，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確.9. C 兀一介子與K 一介子均帶負(fù)電，若三者運(yùn)動(dòng)方向相同，可知受洛倫茲力的方向相同，圓弧的彎曲方向相同，由動(dòng)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/介子半徑較??；m介子不帶電，則沿直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤；若 m介子反向運(yùn)mv 一動(dòng)，由動(dòng)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，流介子半徑較qB大；由于兀一介子與K介子均帶負(fù)電，受洛倫茲力的方向相同，圓弧的彎曲方向相同，選項(xiàng)292U290ThA、B錯(cuò)誤.10. AB 已知a粒子為4He,則由電荷數(shù)守恒及質(zhì)量數(shù)守恒可知，衰變方程為:+ 2He,故A正確；Th核和a粒子都帶正電荷，則在題圖勻強(qiáng)磁場(chǎng)中都是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，故錯(cuò)誤；由動(dòng)量守恒可得衰變后氏黑=短，則Th核和粒子的動(dòng)能之比12ImThvTh234/Ma4 c 42x 2342=234=1i7,故C錯(cuò)誤；粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力,mv2 有 Bvq= ,mv則R=,所以Th核和a粒子的圓周軌道半徑之比BqRTh mTh