高考物理系統(tǒng)性復(fù)習(xí) (能力提高練) 第二節(jié) 原子結(jié)構(gòu)和原子核（附解析）

【能力提升練】第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)和原子核1．(2022?高考浙江卷)如圖為氫原子的能級圖。大量氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài)，在向低能級躍遷時放出光子，用這些光子照射逸出功為2.29eV的金屬鈉。下列說法正確的是()A．逸出光電子的最大初動能為10.80eVB．n=3躍遷到n=1放出的光子動量最大C．有3種頻率的光子能使金屬鈉產(chǎn)生光電效應(yīng)D．用0.85eV的光子照射，氫原子躍遷到n=4激發(fā)態(tài)【解析】A．從n=3躍遷到n=1放出的光電子能量最大，根據(jù)，可得此時最大初動能為，故A錯誤；B．根據(jù)，，又因?yàn)閺膎=3躍遷到n=1放出的光子能量最大，故可知動量最大，故B正確；C．大量氫原子從n=3的激發(fā)態(tài)躍遷基態(tài)能放出種頻率的光子，其中從n=3躍遷到n=2放出的光子能量為，不能使金屬鈉產(chǎn)生光電效應(yīng)，其他兩種均可以，故C錯誤；D．由于從n=3躍遷到n=4能級需要吸收的光子能量為，所以用0.85eV的光子照射，不能使氫原子躍遷到n=4激發(fā)態(tài)，故D錯誤。故選B?！敬鸢浮緽2．(2022?四川省石室中學(xué)高三(下)第五次專家聯(lián)測卷)如圖所示為氫原子能級圖，現(xiàn)有大量氫原子從n＝4的能級發(fā)生躍遷，產(chǎn)生一些不同頻率的光，讓這些光照射一個逸出功為2.29eV的鈉光電管，以下說法正確的是()A．這些氫原子可能發(fā)出3種不同頻率的光B．能夠讓鈉光電管發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象的有4種光子C．光電管發(fā)出的光電子與原子核發(fā)生衰變時飛出的電子都是來源于原子核內(nèi)部D．鈉光電管在這些光照射下發(fā)出的光電子再次轟擊處于基態(tài)的氫原子，可以使氫原子躍遷到n＝3的能級【解析】A.大量氫原子從n＝4能級躍遷能產(chǎn)生6種不同頻率的光，故A錯誤；B.其中能讓鈉光電管發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象的有4種光子，即為氫原子從n＝2能級躍遷到n＝1能級，從n＝3能級躍遷到n＝1能級，從n＝4能級躍遷到n＝1能級，從n＝4能級躍遷到n＝2能級輻射出的光子，故B正確；C.光電管發(fā)出的光電子來自于金屬板原子核外的自由電子，故C錯誤；D.氫原子從n＝4能級向n＝1能級發(fā)生躍遷，輻射光能量最大，當(dāng)該光照射鈉光電管時，逸出的光電子的最大能量為E＝－0.85eV－(－13.60eV)－2.29eV＝10.46eV，而氫原子從n＝1能級躍遷到n＝3能級，需要吸收的能量為E′＝－1.51eV－(－13.60eV)＝12.09eV，因10.46eV<12.09eV，故用該光電子轟擊處于基態(tài)的氫原子，不能使之躍遷到n＝3能級，故D錯誤。故選：B【答案】B3．(2022?重慶市第一中學(xué)高三(下)第一次月考)鋅的逸出功是．如圖為氫原子的能級示意圖，則下列對氫原子在能級躍遷過程中的特征認(rèn)識，正確的是()A．用能量為的光子轟擊氫原子，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)B．一群處于能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，發(fā)出的光照射鋅板，鋅板表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為C．一個處于能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，最多放出3個光子D．用氫原子從高能級直接向基態(tài)躍遷時發(fā)射的光照射鋅板不一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)【解析】A．若氫原子吸收能量為10.3eV的光子，吸收光子后氫原子的能量，氫原子沒有該能級，所以不可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)，A錯誤；B．氫原子從n=3的能級向基態(tài)躍遷時發(fā)出的光子的能量最大，光子能量，因鋅的逸出功是3.34ev，鋅板表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為，B錯誤；C．一個處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時最多可放出3種不同頻率的光子，即從n=4能級躍遷到n=3能級，從n=3能級躍遷到n=2能級，從n=2能級躍遷到n=1能級，C正確；D．氫原子從高能級向基態(tài)躍遷時發(fā)出的光子的能量最小為從n=2能級躍遷到n=1能級發(fā)出的光子的能量，為10.2eV，大于鋅的逸出功，則照射金屬鋅板一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，D錯誤。故選C?！敬鸢浮緾4．(2022?四省區(qū)八校高三(下)開學(xué)考試)根據(jù)玻爾原子結(jié)構(gòu)理論，氫原子部分能級的示意圖如圖所示。用動能為Ek的電子撞擊一群處于基態(tài)的氫原子，發(fā)現(xiàn)能產(chǎn)生6種頻率的光子，下列說法正確的是()A．Ek一定等于12.75eVB．處于基態(tài)的氫原子可能被激發(fā)到n＝5的激發(fā)態(tài)C．用這些光子照射逸出功為6.34eV的金屬鉑，只有部分光子能使金屬鉑發(fā)生光電效應(yīng)D．用這些光子照射逸出功為6.34eV的金屬鉑，逸出光電子的最大初動能可能為12.75eV【解析】AB．用動能為Ek的電子撞擊一群處于基態(tài)的氫原子，發(fā)現(xiàn)能產(chǎn)生6種頻率的光子，由可知?dú)湓颖患ぐl(fā)到n=4的激發(fā)態(tài)，所以有12.75eV≤Ek<13.06eV，AB錯誤；C．產(chǎn)生6種頻率的光子中，最小能量的光子為E1=?0.85eV?(?1.51)eV=0.66eV，最大能量的光子為E2=?0.85eV?(?13.6)eV=12.75eV，所以有用這些光子照射逸出功為6.34eV的金屬鉑，只有部分光子能使金屬鉑產(chǎn)生光電效應(yīng)，C正確；D．用最大能量為12.75eV的光子照射逸出功為6.34eV的金屬鉑，逸出光電子的最大初動能可能為6.41eV，D錯誤。故選C?！敬鸢浮緾5．(多選)(2022?成都市第七中學(xué)高三(下)入學(xué)考試)巴耳末系是指氫原子從能級躍遷到n=2能級時發(fā)出的光譜線系，如圖甲所示。圖乙中給出了巴耳末譜線對應(yīng)的波長。已知可見光的能量在之間，普朗克常量，則下列說法正確的是()A．Hα譜線對應(yīng)光子的能量大于Hβ譜線對應(yīng)光子的能量B．屬于巴耳末系的Hα、Hβ、Hγ、Hδ譜線均屬于可見光C．Hδ譜線的光子照射極限頻率為的鎢時，不能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象D．大量處于能級的氫原子向基態(tài)躍遷的過程中，可輻射出3種處于巴耳末系的光子【解析】A．由題圖乙和可知，波長越小的光子，能量越大，因此Hα譜線對應(yīng)光子的能量小于Hβ譜線對應(yīng)的光子的能量，A錯誤；B．可見光的能量在1.64eV~3.10eV之間，由光子能量公式可得，，由圖乙可知，屬于巴爾末系的Hα、Hβ、Hγ、Hδ譜線均屬于可見光，B正確；C．因鎢的極限頻率是=10.95×1014Hz，其逸出功為，其逸出功大于Hδ譜線的最大能量3.4eV，因此用Hδ譜線的光子照射極限頻率為10.95×1014Hz的金屬鎢時，不能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，C正確；D．由于處于大量n=4能級的氫原子向基態(tài)躍遷運(yùn)動中，可輻射出光子的最小能量是E2?E1=?3.4eV?(?13.6)eV=10.2eV，處于巴爾末系的光子最大能量是3.4eV，因此輻射不出巴爾末系的光子，D錯誤。故選BC?！敬鸢浮緽C6．(2022?四川省成都七中高三(下)二模)用a、b兩種可見光照射同一光電效應(yīng)裝置，測得的光電流和電壓的關(guān)系圖像如圖甲所示，圖乙為氫原子的能級圖。已知可見光的光子能量在到之間，下列說法正確的是()A．a(chǎn)光的波長比b光的小B．單色光a的光子動量比單色光b的光子動量大C．用大量的光子去照射基態(tài)的氫原子可以得到兩種可見光D．若a光是氫原子從能級躍遷到能級時發(fā)出的光，則b光是氫原子從能級躍遷到能級時發(fā)出的光【解析】A．根據(jù)，可知，頻率越大的截止電壓越大，所以a光的頻率比b光的小，根據(jù)可知，頻率越大時波長越小，所以a光的波長比b光的大，A錯誤；B．根據(jù)，可知，單色光a的光子動量比單色光b的光子動量小，B錯誤；C．用大量的光子去照射基態(tài)的氫原子，則有，可知n=4，即可以躍遷到第四個能級，所以能得到兩種可見光，即躍遷到，躍遷到，C正確；D．根據(jù)，因?yàn)閍光的頻率比b光的小，則a光是從躍遷到能級時發(fā)出的光，則b光不可能是從躍遷到能級時發(fā)出的光，D錯誤。故選C?！敬鸢浮緾7．(2022?四川省成都石室中學(xué)高三(下)二模)用a、b兩種可見光照射同一光電效應(yīng)裝置，測得的光電流和電壓的關(guān)系圖像如圖甲所示，圖乙為氫原子的能級圖。已知可見光的光子能量在到之間，下列說法正確的是()A．a(chǎn)光的波長比b光的小B．單色光a的光子動量比單色光b的光子動量大C．用大量的光子去照射基態(tài)的氫原子可以得到兩種可見光D．若a光是氫原子從能級躍遷到能級時發(fā)出的光，則b光是氫原子從能級躍遷到能級時發(fā)出的光【解析】A．根據(jù)，可知，頻率越大的截止電壓越大，所以a光的頻率比b光的小，根據(jù)，可知，頻率越大時波長越小，所以a光的波長比b光的大，A錯誤；B．根據(jù)，可知，單色光a的光子動量比單色光b的光子動量小，B錯誤；C．用大量的光子去照射基態(tài)的氫原子，則有，可知n=4，即可以躍遷到第四個能級，所以能得到兩種可見光，即躍遷到，躍遷到，C正確；D．根據(jù)，因?yàn)閍光的頻率比b光的小，則a光是從躍遷到能級時發(fā)出的光，則b光不可能是從躍遷到能級時發(fā)出的光，D錯誤。故選C?！敬鸢浮緾8．(2022?陜西省西安中學(xué)高三(上)期中)如圖為氫原子的能級示意圖，鋅的逸出功是3.34eV，那么對氫原子在能級躍遷過程中發(fā)射或吸收光子的特征認(rèn)識正確的是()A．用氫原子從高能級向基態(tài)躍遷時發(fā)射的光照射鋅板一定不能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象B．一個處于能級的氫原子向低能級躍遷時，能放出種不同頻率的光C．一群處于能級的氫原子向低能級躍遷時，發(fā)出的光照射鋅板，鋅板表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為D．用能量為14.0eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子電離【解析】A．氫原子從高能級直接向基態(tài)躍遷時發(fā)射的光子能量都大于鋅的逸出功，都可以使鋅板發(fā)生光電效應(yīng)，故A錯誤；B．一個處于能級的氫原子向低能級躍遷時，能放出2種不同頻率的光，故B錯誤；C．一群處于能級的氫原子向低能級躍遷時，放出光子的最大能量為，用此光照射鋅板，鋅板表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為，故C錯誤；D．基態(tài)氫原子的電離能為13.6eV，用能量為14.0eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子電離，故D正確。故選D?！敬鸢浮緿9．(多選)(2022?遼寧省協(xié)作體高三(下)一模)紅外測溫具有響應(yīng)時間快、非接觸、安全準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，在新冠疫情防控中發(fā)揮了重要作用。紅外測溫儀捕捉被測物體電磁輻射中的紅外線部分，將其轉(zhuǎn)變成電信號。圖甲為紅外線光譜的三個區(qū)域，圖乙為氫原子能級示意圖。已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s，光在真空中的速度c=3.0×108m/s，下列說法正確的是()A．紅外線光子能量的最大值約為1.64eVB．氫原子從n=3能級向n=2能級躍遷時釋放出的光子能被紅外測溫儀捕捉C．大量氫原子從n=4能級向低能級躍遷時，紅外測溫儀可捕捉到2種頻率的紅外線D．大量處于n=2激發(fā)態(tài)的氫原子吸收能量為2.86eV的光子后，輻射出的光子可能被紅外測溫儀捕捉【解析】A．紅外線最短波長和最長波長分別為，，根據(jù)光子能量，代入數(shù)據(jù)可得光子最大和最小能量分別為，，A正確；B．氫原子從n=3能級向n=2能級躍遷時釋放出的光子能量，因此不會被被紅外測溫儀捕捉到，B錯誤；C．大量氫原子從n=4能級向低能級躍遷時，放出的能量為，……，只有從n=4向n=3軌道躍遷時放出的光子能量在紅外區(qū)，因此紅外測溫儀可捕捉到1種頻率的紅外線，C錯誤；D．大量處于n=2激發(fā)態(tài)的氫原子吸收能量為2.86eV的光子后躍遷到n=5的能級，再從該能級向回躍遷時，放出的能量有，……，因此，輻射出的光子可能被紅外測溫儀捕捉，D正確。故選AD。【答案】AD10．(多選)(2022?遼寧省名校聯(lián)盟高三(上)9月聯(lián)考)氫原子的能級圖如圖甲所示，一群處于第4能級的氫原子，向低能級躍遷過程中能發(fā)出6種不同頻率的光，其中只有頻率為、的兩種光可讓圖乙所示的光電管陰極K發(fā)生光電效應(yīng)．分別用頻率為、的兩種光照射光電管陰極K，測得電流隨電壓變化的圖像如圖丙所示．下列說法中正確的是()A．圖丙中的圖線所表示的光的光子能量為B．圖乙研究陰極K的遏止電壓與照射光頻率關(guān)系時，電源左側(cè)為負(fù)極C．處于第4能級的氫原子可以吸收一個能量為的光子并電離D．用圖丙中的圖線所表示的光照射陰極K時，光電子的最大初動能比用圖線所表示的光照射時小【解析】A．圖丙中的圖線所表示的光的遏止電壓較大，則光電子最大初動能較大，所對應(yīng)的光子能量較大，原子躍遷對應(yīng)的能級差較大，即對應(yīng)于從到的躍遷，則光子能量為，故A錯誤；B．研究陰極K的遏止電壓與照射光頻率關(guān)系時，陰極K電勢高，電源左側(cè)應(yīng)為正極，B錯誤；C．處于第4能級的氫原子至少要吸收的能量才能電離，故C正確；D．用圖丙中的圖線所表示的光照射陰極K時，遏止電壓小于圖線表示的光子的遏止電壓，可知表示的光照射陰極K時，光電子的最大初動能比用圖線所表示的光照射時更小，故D正確。故選CD。【答案】CD11．(2022?北京市北師大附屬實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三(下)零模)氫原子的能級圖如圖甲所示，一群處于第4能級的氫原子，向低能級躍遷過程中能發(fā)出6種不同頻率的光，其中只有頻率為、兩種光可讓圖乙所示的光電管陰極K發(fā)生光電效應(yīng)。分別用頻率為、的兩個光源照射光電管陰極K，測得電流隨電壓變化的圖像如圖丙所示。下列說法中正確的是()A．處于第4能級的氫原子可以吸收一個能量為0.75eV的光子并電離B．圖丙中的圖線a所表示的光是氫原子由第4能級向基態(tài)躍遷發(fā)出的C．圖丙中的圖線b所表示的光的光子能量為12.75eVD．用圖丙中的圖線a所表示的光照射陰極K時，光電子的最大初動能比用圖線b所表示的光照射時更大【解析】A．處于第4能級的氫原子至少要吸收能量為0.85eV的光子才能電離，故A錯誤；B．讓圖乙所示的光電管陰極K發(fā)生光電效應(yīng)，所以發(fā)生光電效應(yīng)的能量值對應(yīng)的躍遷為氫原子由第4能級向基態(tài)躍遷或氫原子由第3能級向基態(tài)躍遷。由圖乙可知，b光的遏止電壓大，a光的遏制電壓小，根據(jù)光電效應(yīng)方程，及知各光對應(yīng)的躍遷為b光為氫原子由第4能級向基態(tài)躍遷發(fā)出的；a光為氫原子由第3能級向基態(tài)躍遷發(fā)出的。故B錯誤；C．圖丙中的圖線b所表示的光的光子能量為，故C正確；D．由圖乙可知，b光的遏止電壓大，a光的遏制電壓小，根據(jù)光電效應(yīng)方程，用圖丙中的圖線a所表示的光照射陰極K時，光電子的最大初動能比用圖線b所表示的光照射時更小，故D錯誤。故選C。【答案】C12．(2022?安徽師范大學(xué)附屬中學(xué)第五次綜合測試)如圖所示為氫原子的能級圖，下列說法正確的是()A．從能級躍遷到能級時，電子的動能會變大，總能量也變大B．從能級向低能級躍遷時，輻射出的光子能使逸出功為11.5eV的金屬板發(fā)生光電效應(yīng)C．處于基態(tài)的氫原子吸收了12.5eV的光子，可以躍遷到n=3能級D．用能量為12.5eV的電子轟擊處于基態(tài)的氫原子，一定不能使氫原子發(fā)生能級躍遷【解析】A．氫原子從高能級躍遷到低能級時，一定向外輻射能量，氫原子的總能量一定變小，A錯誤；B．從能級向能級躍遷時，向外輻射的能量為，向外輻射的能量12.75eV大于該金屬的逸出功11.5eV，由愛因斯坦的光電效應(yīng)方程可知，能使該金屬板發(fā)生光電效應(yīng)，B正確；C．處于基態(tài)的氫原子躍遷到n=3能級時需要吸收的光子的能量為，處于基態(tài)的氫原子必須吸收能量為12.09eV的光子，才能躍遷到n=3能級，吸收的能量大于或者小于12.09eV都不能使氫原子從基態(tài)躍遷到n=3能級，C錯誤；D．氫原子處于基態(tài)與能級的能量差為10.09eV，用能量為12.5eV的電子轟擊處于基態(tài)的氫原子時，氫原子可以從電子能量12.5eV中吸收10.09eV，從基態(tài)躍遷到能級，D錯誤。故選B。【答案】B13．(2022?高考遼寧卷)2022年1月，中國錦屏深地實(shí)驗(yàn)室發(fā)表了首個核天體物理研究實(shí)驗(yàn)成果。表明我國核天體物理研究已經(jīng)躋身國際先進(jìn)行列。實(shí)驗(yàn)中所用核反應(yīng)方程為，己知、、的質(zhì)量分別為，真空中的光速為c，該反應(yīng)中釋放的能量為E。下列說法正確的是()A．X為氘核 B．X為氚核C． D．【解析】AB．根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X的質(zhì)量數(shù)為3，電荷數(shù)為1，為氚核，選項(xiàng)A錯誤，B正確；CD．因該反應(yīng)為人工轉(zhuǎn)變，反應(yīng)前兩種粒子都有動能(總動能設(shè)為Ek1)，反應(yīng)后的生成物也有動能Ek2，根據(jù)質(zhì)能方程可知，由于質(zhì)量虧損反應(yīng)放出的能量為，則反應(yīng)釋放的能量為，選項(xiàng)CD錯誤。故選B?！敬鸢浮緽14．(2022?高考全國甲卷)兩種放射性元素的半衰期分別為和，在時刻這兩種元素的原子核總數(shù)為N，在時刻，尚未衰變的原子核總數(shù)為，則在時刻，尚未衰變的原子核總數(shù)為()A． B． C． D．【解析】根據(jù)題意設(shè)半衰期為t0的元素原子核數(shù)為x，另一種元素原子核數(shù)為y，依題意有，經(jīng)歷2t0后有，聯(lián)立可得，，在時，原子核數(shù)為x的元素經(jīng)歷了4個半衰期，原子核數(shù)為y的元素經(jīng)歷了2個半衰期，則此時未衰變的原子核總數(shù)為，故選C?！敬鸢浮緾15．(多選)(2022?高考浙江卷)秦山核電站生產(chǎn)的核反應(yīng)方程為，其產(chǎn)物的衰變方程為。下列說法正確的是()A．X是 B．可以用作示蹤原子C．來自原子核外 D．經(jīng)過一個半衰期，10個將剩下5個【解析】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，X的質(zhì)子數(shù)為1，中子數(shù)為1，即為，故A正確；B．常用的示蹤原子有：，，，故B正確；C．由原子核內(nèi)的一個中子轉(zhuǎn)化為一個質(zhì)子和一個電子，電子被釋放出來，所以來自原子核內(nèi)，故C錯誤；D．半衰期是一個統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對于大量原子核衰變是成立的，個數(shù)較少時規(guī)律不成立，故D錯誤。故選AB?！敬鸢浮緼B16．(2022?遼南協(xié)作體高三(下)二模)被譽(yù)為“20世紀(jì)人類最重大考古發(fā)現(xiàn)之一”的三星堆遺址考古新發(fā)現(xiàn)讓古新文明一醒驚天下?？脊艑W(xué)家利用放射性元素C的半衰期可以確定文物的年代。C碳元素能自發(fā)釋放β射線，衰變方程為，其半衰期約為5730年。則下列說法正確的是()A．X比C多一個質(zhì)子B．C衰變的實(shí)質(zhì)是碳原子失去核外電子C．當(dāng)X數(shù)量是C數(shù)量的7倍時，C衰變所經(jīng)歷時間為22920年D．隨著文物的出土，文物所在環(huán)境溫度升高，C衰變速度也會增大【解析】A．根據(jù)衰變方程，比C多一個質(zhì)子，A正確；B．C衰變的實(shí)質(zhì)是碳原子核的一個中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時放出一個電子，B錯誤；C．根據(jù)半衰期公式，根據(jù)題意得，解得，C錯誤；D．隨著文物的出土，文物所在環(huán)境溫度升高，C衰變速度不變，D錯誤。故選A?！敬鸢浮緼17．(2022?成都外國語學(xué)校高三(下)二模)下面圖(a)是研究光電效應(yīng)規(guī)律的裝置圖，光電管的陰極K固接在變阻器的中點(diǎn)；圖(b)是鈾核發(fā)生衰變的示意圖。關(guān)于這兩幅圖描述的現(xiàn)象，以下說法正確的是()A．圖(a)中，分別用頻率為和的光照射同一光電管，電流表均有示數(shù)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的觸頭P，使微安表示數(shù)恰好為零，分別讀出電壓表對應(yīng)的示數(shù)U1和U2，若電子電量為e，則普朗克常量B．圖(a)中，當(dāng)用某一頻率的光照射陰極時，電流表有示數(shù)，此時若將滑片向右移動，電流表的示數(shù)一定會增大C．圖(b)中，釷核比鈾核少4個中子D．圖(b)中，鈾核的比結(jié)合能大于釷核的比結(jié)合能【解析】A．根據(jù)題意，由光電效應(yīng)方程，可得，，聯(lián)立解得，故A正確；B．圖(a)中，當(dāng)用某一頻率的光照射陰極時，電流表有示數(shù)，此時若將滑片向右移動，導(dǎo)致正向電壓增大，而光電子的最大初動能不變，飽和電流不會變，則光電流的大小不變，故B錯誤；C．圖(b)中，鈾核的的衰變方程為，鈾核中的中子數(shù)為，釷核中的中子數(shù)為，可知，釷核比鈾核少2個中子，故C錯誤；D．圖(b)中，衰變過程釋放能量，生成的釷核更穩(wěn)定，比結(jié)合能大于鈾核的比結(jié)合能，故D錯誤。故選A。【答案】A18．(2022?東北師范大學(xué)附屬中學(xué)七測)現(xiàn)代已知碳的同位素共有十五種，有碳8至碳22，其中碳12和碳13屬于穩(wěn)定型，碳14是宇宙射線透過空氣時撞擊氮原子核產(chǎn)生的，碳14是一種放射性的元素，衰變?yōu)榈?4.圖中包含碳14衰變相關(guān)信息，結(jié)合這些信息可以判定下列說法正確的是()A．碳14轉(zhuǎn)變?yōu)榈?4，衰變方式為衰變B．100個碳14原子核在經(jīng)過一個半衰期后，一定還剩50個C．若氮14生成碳14的核反應(yīng)方程為，則X為質(zhì)子D．當(dāng)?shù)?4數(shù)量是碳14數(shù)量的7倍時，碳14衰變所經(jīng)歷時間為22920年【解析】A．由核反應(yīng)方程可知碳14轉(zhuǎn)變?yōu)榈?4是衰變，A正確；B．半衰期是大量原子核衰變時的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，個別原子核經(jīng)多長時間衰變無法預(yù)測，即對個別或極少數(shù)原子核無半衰期可言，B錯誤；C．由核反應(yīng)過程中電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知，X為中子，C錯誤；D．當(dāng)?shù)?4數(shù)量是碳14數(shù)量的7倍時，碳14數(shù)量占總原子核數(shù)量的，經(jīng)過3個半衰期即17190年，D錯誤。故選A。【答案】A19．(2022?湖南師范大學(xué)附屬中學(xué)一模)靜止在勻強(qiáng)磁場中的碳14原子核發(fā)生衰變，放射出的粒子與反沖核的運(yùn)動軌跡是兩個內(nèi)切的圓，兩圓的直徑之比為7:1，如圖所示，那么碳14的衰變方程為()A．→＋ B．→＋C．→＋ D．→＋【解析】原子核的衰變過程滿足動量守恒，粒子與反沖核的速度方向相反，根據(jù)左手定則判斷得知，粒子與反沖核的電性相反，則知粒子帶負(fù)電，所以該衰變是衰變，此粒子是粒子，符號為；可得兩帶電粒子動量大小相等，方向相反，據(jù)動量守恒定律可得，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做圓周運(yùn)動，滿足，可得半徑公式為，見r與q成反比，由題意，大圓與小圓的半徑之比為7:1，則得粒子與反沖核的電荷量之比為1:7，所以反沖核的電荷量為7e，電荷數(shù)是7，其符號為，所以碳14的衰變方程為，故ABC錯誤，D正確。故選D?！敬鸢浮緿20．(多選)(2022?重慶市第七次質(zhì)檢)1986年4月26日當(dāng)?shù)貢r間1點(diǎn)23分，蘇聯(lián)的切爾諾貝利核能發(fā)電廠由于核電站操縱員失誤及壓力管式石墨慢化沸水反應(yīng)堆(RBMK)的設(shè)計(jì)缺陷發(fā)生嚴(yán)重泄漏及爆炸事故，事故導(dǎo)致31人當(dāng)場死亡，上萬人由于放射性物質(zhì)遠(yuǎn)期影響而致命或重病，在被輻射污染的地區(qū)里，有許多小孩喝了被碘131()污染的牛奶而患病，已知碘131是穩(wěn)定的碘127的同位素，其半衰期為8天。下列說法正確的是()A．碘131比碘127的比結(jié)合能大B．碘131經(jīng)過24天后還有未衰變C．核反應(yīng)堆利用石墨吸收中子，從而控制核反應(yīng)的速度D．核反應(yīng)堆中可能發(fā)生反應(yīng)是【解析】A．由題意知碘127比碘131穩(wěn)定，可知碘127比碘131的比結(jié)合能大，故A錯誤；B．根據(jù)，可知碘131經(jīng)過24天后還有未衰變，故B正確；C．核反應(yīng)堆利用鎘棒吸收中子，從而控制核反應(yīng)的速度，故C錯誤；D．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知核反應(yīng)堆中可能發(fā)生的反應(yīng)是，故D正確。故選BD?！敬鸢浮緽D21．(2022?云南省巴蜀中學(xué)第七次月考)1911年、盧瑟福通過著名的粒子散射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)原子內(nèi)部有一個小小的核心——被稱為原子核，原子核如此神秘，很長時間人們對它的研究都沒有進(jìn)展。直到中子的發(fā)現(xiàn)，它敲開了人類進(jìn)入核能時代的大門。下列關(guān)于中子的說法正確的是()A．查德威克首次提出中子的概念，認(rèn)為在原子核內(nèi)有一種質(zhì)量與質(zhì)子相近的中性粒子B．粒子轟擊生成并發(fā)現(xiàn)中子C．熱中子反應(yīng)堆中，石墨可以作減速劑，通過碰撞將快中子變?yōu)槁凶覦．利用重核裂變制選氫彈，需要中子參與，氫彈中一種可能的核反應(yīng)方程為【解析】A．中子的概念是由盧瑟福提出的，查德威克通過粒子轟擊實(shí)驗(yàn)中首次發(fā)現(xiàn)了中子，A錯誤；B．粒子轟擊發(fā)現(xiàn)中子的方程為，B錯誤；C．熱中子反應(yīng)堆中，石墨可以作減速劑，通過碰撞將快中子變?yōu)槁凶?，C正確；D．核反應(yīng)方程，為重核裂變方程，氫彈中的核反應(yīng)為氫核聚變，而非重核裂變，D錯誤。故選C。【答案】C22．(多選)(2022?昆明一中、銀川一中高三(下)一模)如圖所示是原子核的平均結(jié)合能(也稱比結(jié)合能)與質(zhì)量數(shù)的關(guān)系圖像，通過該圖像可以得出一些原子核的平均結(jié)合能，如的核子平均結(jié)合能約為8MeV，的核子平均結(jié)合能約為7MeV，根據(jù)該圖像判斷下列說法正確的是()A．隨著原子質(zhì)量數(shù)的增加，原子核的平均結(jié)合能增大B．Fe核的平均結(jié)合能最大，最穩(wěn)定C．把O分成8個質(zhì)子和8個中子比把O分成4個He要多提供約16MeV的能量D．把O分成8個質(zhì)子和8個中子比把O分成4個He要多提供約112MeV的能量【解析】A．根據(jù)圖像，隨著原子質(zhì)量數(shù)的增加，原子核的平均結(jié)合能先增大后減小，A錯誤；B．根據(jù)圖像，F(xiàn)e核的平均結(jié)合能最大，最穩(wěn)定，B正確；CD．把O分成8個質(zhì)子和8個中子，需要提供的能量約為，把O分成4個He要多提供約為，多提供的能量為，C錯誤，D正確。故選BD?！敬鸢浮緽D23．(2022?陜西省西安中學(xué)第二次模擬考試)靜止在勻強(qiáng)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． B．C． D．【解析】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(qiáng)度方向相同，均帶正電，由題中數(shù)據(jù)可知，，且，，核反應(yīng)前后動量守恒有，解得，只有A選項(xiàng)符合題意，故BCD錯誤。故選A?！敬鸢浮緼24．(多選)(2022?山東省泰安第一中學(xué)高三(下)一模)核電站鈾核裂變的產(chǎn)物是多樣的，一種典型的鈾核裂變是生成鋇和氪，同時放出3個中子，核反應(yīng)方程是，鈾核的質(zhì)量為，鋇核的質(zhì)量為，氪核的質(zhì)量為，中子的質(zhì)量為。此類核反應(yīng)中放出光子，能使逸出功為的金屬板放出最大初動能為的光電子，已知電子的質(zhì)量為，光速為，普朗克常量為，則()A．該核反應(yīng)放出的核能為B．光子是原子核外最外層電子向基態(tài)躍遷時放出的，因此能量很高C．這些光電子的德布羅意波長不小于D．該核反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)合能之和大于反應(yīng)前鈾核的結(jié)合能【解析】A．由愛因斯坦的質(zhì)能方程，可知，裂變反應(yīng)釋放的核能為，故A錯誤；B．光子來源于裂變反應(yīng)釋放的能量，與核外電子的能級躍遷無關(guān)，故B錯誤；C．由公式，又，則光電子的德布羅意波長為，故C正確；D．由于該反應(yīng)是放出能量的，因此反應(yīng)產(chǎn)物的比結(jié)合能增大，總結(jié)合能也增大，故D正確。故選CD?！敬鸢浮緾D25．(多選)(2022?遼寧省名校聯(lián)盟高三(上)9月聯(lián)考)天然放射性元素鐳放出的粒子動能約為，用粒子轟擊氮原子核，核反應(yīng)可能不止有一種，比如：①；②等，我們可以通過計(jì)算判斷其是否有可能發(fā)生。已知：各原子核的相對原子質(zhì)量如下表所示，其中1u的質(zhì)量對應(yīng)931．5MeV的能量，下列關(guān)于第②種核反應(yīng)的說法中正確的是()A．第②種核反應(yīng)為放能反應(yīng)，一次核反應(yīng)放出的能量約為B．第②種核反應(yīng)為吸能反應(yīng)，一次核反應(yīng)吸收的能量約為C．用該粒子()轟擊靜止的靶核()，可能發(fā)生第②種核反應(yīng)D．若用的粒子轟擊靜止的靶核()，可能發(fā)生第②種核反應(yīng)【解析】AB．由于，說明反應(yīng)后原子核的質(zhì)量在增加，該反應(yīng)為吸能反應(yīng)，且，則B項(xiàng)正確，A項(xiàng)錯誤；CD．由反應(yīng)前后動量守恒和能量守恒可知當(dāng)反應(yīng)后共速時，用的粒子實(shí)驗(yàn)，生成新核的總動能為，系統(tǒng)損失的動能最多為，該能量小于發(fā)生核反應(yīng)所需要吸收的，故不能發(fā)生第②種核反應(yīng)，同理，初動能達(dá)到，損失動能最多為，大于反應(yīng)所需要的能量，該反應(yīng)可以發(fā)生，D項(xiàng)正確．C項(xiàng)錯誤。故選BD?！敬鸢浮緽D26．(2022?長春外國語學(xué)校高三(下)期初考試)物理學(xué)中，將如同是這樣質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)互換的原子核互稱為“鏡像核”。已知和的質(zhì)量分別為和，中子和質(zhì)子質(zhì)量分別是和，則關(guān)于“鏡像核”，及核反應(yīng)，下列說法正確的是()A．N和O互為“鏡像核”B．N和互為“鏡像核”C．互為“鏡像核”的兩個原子核的結(jié)合能是一樣的D．核反應(yīng)的生成物中有α粒子，該反應(yīng)是α衰變【解析】A．N的質(zhì)子數(shù)為7，中子數(shù)為8，互換后質(zhì)子數(shù)變?yōu)?，質(zhì)量數(shù)仍為15，則N和O不是“鏡像核”，故A錯誤；B．N的質(zhì)子數(shù)為7，中子數(shù)為6，互換后質(zhì)子數(shù)變?yōu)?，質(zhì)量數(shù)仍為13，故B正確；C．質(zhì)子和中子質(zhì)量不同，鏡像核結(jié)合能不同，故C錯誤；D．核反應(yīng)，是核聚變，生成物中雖然有α粒子，但該反應(yīng)不是α衰變，故D錯誤。故選B?！敬鸢浮緽27．(2022?湖南新高考教學(xué)教研聯(lián)盟高三(下)第一次聯(lián)考)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，钚(Pu)是一種具有放射性的超軸元素，已知钚的一種同位素Pu的半衰期為24100年，其衰變方程為Pu→X+He+γ，該衰變過程中產(chǎn)生的γ光子照射到逸出功為W0的金屬上，逸出光電子最大初動能為Ek0。已知光電子的質(zhì)量為m，光速為c，普朗克常量為h。下列說法中正確的是()A．衰變產(chǎn)生的γ光子帶正電且具有很強(qiáng)的電離能力B．X原子核中含有92個中子C．γ光子的波長為D．80個Pu經(jīng)過48200年后一定剩余20個【解析】A．衰變產(chǎn)生的γ光子不帶電，具有很強(qiáng)的穿透能力，但是電離本領(lǐng)很弱，選項(xiàng)A錯誤；B．X原子核中質(zhì)量數(shù)為235，電荷數(shù)為92，則含有235-92=143個中子，選項(xiàng)B錯誤；C．根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律可得，可得γ光子的波長為，選項(xiàng)C正確；D．半衰期是大量原子衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對少數(shù)原子核的衰變不適應(yīng)，選項(xiàng)D錯誤。故選C?！敬鸢浮緾28．(2022?湖北省荊州中學(xué)高三(上)期末)原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示，根據(jù)該曲線，下列判斷中正確的有()A．核的結(jié)合能約為14MeVB．核比核結(jié)合能大C．兩個核結(jié)合成核時釋放能量D．核中核子的平均結(jié)合能比核中的大【解析】A．由圖可知核的比結(jié)合能約為7MeV，所以結(jié)合能約為28MeV，故A錯誤；B．由圖可知核的比結(jié)合能約為5MeV，所以結(jié)合能約為30MeV，大于核的結(jié)合能，故B錯誤；C．兩個核結(jié)合成核時，生成物的總結(jié)合能大于反應(yīng)物的總結(jié)合能，所以會釋放能量，故C正確；D．由圖可知核中核子的平均結(jié)合能比核中的小，故D錯誤。故選C?！敬鸢浮緾29．(2022?黑龍江省大慶中學(xué)高三(上)期中)放射性元素的原子核往往需要經(jīng)歷一系列的衰變和衰變才能達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)，如，若、、、的質(zhì)量分別用、、和表示，則下列說法正確的是()A．在中，，B．衰變過程中釋放出的射線比射線的穿透能力強(qiáng)C．20個核經(jīng)過2個半衰期后還剩5個核D．一個核衰變成一個核釋放的核能為【解析】A．根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，可知，，解得，，A正確；B．衰變過程中釋放出的射線比射線的電離能力強(qiáng)，穿透能力弱，B錯誤；C．半衰期是統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律，對于大量原子核衰變時才適用，對于個別原子核沒有意義，C錯誤；D．根據(jù)質(zhì)能方程可得釋放的核能為，D錯誤。故選A?！敬鸢浮緼30．(2022?黑龍江省大慶一中高三(下)第二次月考)關(guān)于聚變與衰變、天然放射現(xiàn)象，下面說法()A．原子核核子間的距離接近到10-10m就會發(fā)生聚變反應(yīng)B．衰變成要經(jīng)過6次α衰變和4次β衰變C．天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的α射線穿透能力很強(qiáng)且速度與光速相當(dāng)D．β衰變是放射性元素原子的核外電子具有較高能量時發(fā)生的【解析】A．要使原子核發(fā)生聚變反應(yīng)，必須使核子間的距離接近10-15m，A選項(xiàng)錯誤；B．設(shè)發(fā)生了x次α衰變和y次β衰變，則根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒有，，得到，，B選項(xiàng)正確；C．α射線的速度約為0.1個光速，穿透力弱，C選項(xiàng)錯誤；D．β衰變放出的的電子來自原子核內(nèi)部發(fā)生變化時的產(chǎn)物，D選項(xiàng)錯誤。故選B?！敬鸢浮緽31．(2022?河北省滄州市第一中學(xué)高三(下)第一次月考)隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展，大量的科學(xué)發(fā)現(xiàn)促進(jìn)了人們對原子、原子核的認(rèn)識，下列有關(guān)原子、原子核的敘述正確的是()A．盧瑟福粒子散射實(shí)驗(yàn)說明原子核內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)B．天然放射現(xiàn)象表明原子核內(nèi)部有電子C．輕核聚變反應(yīng)方程有：D．氫原子從n=3能級躍遷