高中物理五星題庫十九、原子與原子核

1、十九、原子與原子核水平預(yù)測（40分鐘）雙基型1 下面列舉的事例中正確的是C（）（A）居里夫婦用粒子轟擊鋁箔時(shí)發(fā)現(xiàn)了正電子（B）盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)學(xué)說成功地解釋了氫原子的發(fā)光現(xiàn)象（C）麥克斯韋從理論上預(yù)言了電磁波的存在，赫茲用實(shí)驗(yàn)方法給予證實(shí)（D）玻爾建立了量子理論，解釋了各種原子發(fā)光現(xiàn)象2 關(guān)于原子核能，下列說法中正確的是D（）（A）使原子核分解為粒子時(shí)放出的能量（B）核子結(jié)合成原子核時(shí)需要供給的能量（C）核子結(jié)合成原子核時(shí)吸收的能最或原子核分解為核子時(shí)放出的能量（D）核子結(jié)合成原子核時(shí)放出的能量或原子核分解成粒子時(shí)所吸收的能量3 平衡核反應(yīng)方程，23592u_9038Sr13654Xe1010

2、n，在核反應(yīng)堆中石墨起的作用，鎘棒_的作用，使中子減速，吸收中子控制反應(yīng)速度。橫向型4 中子的質(zhì)量為1.0087u，質(zhì)子質(zhì)量為1.0073u，氘核的質(zhì)量為2.0136u，中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核時(shí)釋放的能量為 J（計(jì)算結(jié)果取兩位有效數(shù)字，1u1.7×1027kg）。答案:5 氫原子的核外電子從一個(gè)軌道躍遷到另一軌道時(shí)，可能發(fā)生的情況有（ BC）（A）放出光子，電子動(dòng)能減少，原子勢能增加（B）放出光子，電子動(dòng)能增加，原子勢能減少（C）吸收光子，電子動(dòng)能減少，原子勢能增加（D）吸收光子，電子動(dòng)能增加，原子勢能減少6 一個(gè)原子核X進(jìn)行一次衰變后成為原子核cdY，然后又進(jìn)行一次口衰變，成為原子核

3、fgZ：abXcdYfgZ，它們的質(zhì)量數(shù)a、c、f及電荷數(shù)b、d、g之間應(yīng)有的關(guān)系是ABCD（ ）（A）af4（B）cf（C）dg-1（D）bg17 放射性元素2411Na經(jīng)過2h，只剩1/2的核沒有衰變，再經(jīng)過 h，將只剩下1/8的核沒有衰變4。橫向型8 23892U發(fā)生衰變后變成23490Th，把靜止的23892U放在勻強(qiáng)磁場中，衰變后Th核的速度方向與磁場方向垂直，生成的粒子動(dòng)能為E.【10】（1）寫出衰變方程.（2）衰變后核的軌道半徑與粒子的軌道半徑之比是多少？（3）衰變過程中放出的能量多大？答案:（1），（2）1：45（3）9 已知氘核的質(zhì)量為2.0136u，中子質(zhì)量為1.0087u

4、，氦3（32He）的質(zhì)量為3.0150u.（1）寫出兩個(gè)氘核聚變生成氦3的方程（2）求聚變放出的能量.（3）若兩個(gè)氘核以相同的動(dòng)能Ek0.35MeV正碰，求碰撞后生成物的動(dòng)能.【7】答案:（1），（2）3.72MeV，（3）中子，2.98MeV，氦核，0.99MeV，10 氫原子的核外電子質(zhì)量為m，電量為e，在離核最近的軌道上運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為r1，求：（1）電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能.（2）電子繞核轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率.（3）電子繞核轉(zhuǎn)動(dòng)相當(dāng)于環(huán)形電流的電流大小.答案:（1），（2），（3）階梯訓(xùn)練原子核式結(jié)構(gòu)和玻爾模型雙基訓(xùn)練1.盧瑟福提出原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說的根據(jù)是在用粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)粒子C（ ）【1】（

5、A）全部穿過或發(fā)生很小的偏轉(zhuǎn)（B）全部發(fā)生很大的偏轉(zhuǎn)（C）絕大多數(shù)穿過，只有少數(shù)發(fā)生很大偏轉(zhuǎn)，甚至極少數(shù)被彈回（D）絕大多數(shù)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，甚至被彈回2.氫原子的核外電子，在由離核較遠(yuǎn)的可能軌道躍遷到離核較近的可能軌道的過程中（）.【1】（A）輻射光子，獲得能量（B）吸收光子，獲得能量（C）吸收光了，放出能量（D）輻射光子，放出能量答案:D3.在玻爾的原子模型中，比較氫原子所處的量子數(shù)n1及n2的兩個(gè)狀態(tài)，若用E表示氫原子的能量，r表示氫原子核外電子的軌道半徑，則（）.【1】（A）E2>E1，r2>r1（B）E2>E1，r2<r1（C）E2<E1，r2>r1（D）

6、E2<E1，r2<r1答案:A4.如圖所示，氫原子在下列各能級間躍遷：（1）從n1到n2；（2）從n5到n3；（3）從n4到n2；在躍遷過程中輻射的電磁波的波長分別用1、2、3表示.波長1、2、3大小的順序是（）.【2】（A）1<2<3（B）1<3<2（C）3<2<1（D）3<12答案:B5.氫原子基態(tài)能級為-13.6eV，一群氫原子處于量子數(shù)n3的激發(fā)態(tài)，它們向較低能級躍遷時(shí)，放出光子的能量可以是（）.【2】（A）1.51eV（B）1.89eV（C）10，2eV（D）12.09eV答案:BCD6.在玻爾的氫原子模型中，電子的第1條（即離核

7、最近的那條）可能軌道的半徑為r1，則第2條可能軌道的半徑r2_.電子在這第2條可能軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能Ek_.已知基本電荷為e，靜電力恒量為k.【1.5】答案:7.用某一頻率的電磁波照射氫原子，使它從基態(tài)躍到量子數(shù)n3的激發(fā)態(tài)，該電磁波在真空中波長等于多少微米（已知基態(tài)能級E1-13.6eV）？【3】答案:0.102m縱向應(yīng)用8.當(dāng)粒子被重核散射時(shí)，如圖所示的運(yùn)動(dòng)軌跡中不可能存在的是（）.【1】答案:BC9.在粒子穿過金箔發(fā)生大角度散射的過程中，下列說法中正確的是（）.【1】（A）粒子一直受到金原子核的斥力作用（B）粒子的動(dòng)能不斷減?。–）粒子的電勢能不斷增加（D）粒子發(fā)生散射，是與電子碰撞的結(jié)

8、果答案:A10.如圖為氫原子的能級圖，A、B、C分別表示電子在三種不同能級躍遷時(shí)放出的光子，其中（）【2】（A）頻率最大的是B（B）波長最長的是C（C）頻率最大的是A（D）波長最長的是B答案:AB11.一群處于n4的激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時(shí)，可能發(fā)射的光線為（）.【1】（A）3條（B）4條（C）5條（D）6條答案:D12.處于基態(tài)的氫原子在某單色光束照射下，只能發(fā)出頻率為1、2、3的三種光，且123則該照射光的光子能量為（）.（1998年全國高考試題）【2】h1（B）h2（C）h3（D）h（123）答案:C13.按照玻爾理論，下列關(guān)于氫原子的論述中正確的是（）.（2000年全國高考試題）【

9、1.5】（A）第m個(gè)定態(tài)和第n個(gè)定態(tài)的軌道半徑rm和rn之比為rm：rnm2：n2（B）第m個(gè)定態(tài)和第n個(gè)定態(tài)的能量Em和En之比為Em：Enn2：m2（C）電子沿某一軌道繞核運(yùn)動(dòng)，若其圓周運(yùn)動(dòng)的頻率是，則其發(fā)光頻率也是（D）若氫原子處于能量為E的定態(tài)，則其發(fā)光頻率為vE/h答案:AB橫向拓展14.玻爾的原子模型在解釋原子的下列問題時(shí)，與盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說觀點(diǎn)不同的是（）.【2】（A）電子繞核運(yùn)動(dòng)的向心力，就是電子與核之間的靜電引力（B）電子只能在一些不連續(xù)的軌道上運(yùn)動(dòng)（C）電子在不同軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量不同（D）電子在不同軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的靜電引力不同答案:B15.盧瑟福的實(shí)驗(yàn)證明，兩個(gè)原子核之

10、間的斥力，在它們之間距離小到1014m時(shí)，還遵守庫侖定律.試求兩質(zhì)子在相距10-14m時(shí)的加速度.已知質(zhì)子的質(zhì)量是1.67×10-27kg.【2】答案:m/s216.粒子質(zhì)量為6.68×10-27kg，以速度v2.0×107m/s轟擊金箔后，速度方向偏轉(zhuǎn)了180°.試求粒子與金原子核最接近時(shí)，所具有的電勢能（以粒子遠(yuǎn)離金原子核時(shí)的電勢能為零）.【3】答案:J17.氫原子核外電子在第一軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，能量E-13.6eV，軌道半徑r10.53×10-10m.這時(shí)電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能是多少電子伏？電勢能是多少電子伏？【3】答案:13.6eV，-27.2eV

11、18.氫原子中電子離核最近的軌道半徑r10.53×10-10m，試計(jì)算電子在該軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的等效電流.【3】答案:天然放射現(xiàn)象及原子核的人工轉(zhuǎn)變雙基訓(xùn)練1 天然放射性現(xiàn)象中23892U發(fā)生衰變后變成23490Th，已知92238U、23490Th和粒子的質(zhì)量分別是m1、m2和m3，它們之間應(yīng)滿是（）.【1】（A）m1m2m3（B）m2m1m3（C）m1>2m3（D）m1<m2m3答案:C2 天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了（ ）（1999年上海高考試題）【1】（A）原子不可再分（B）原子的核式結(jié)構(gòu)（C）原子核還可再分（D）原子核由質(zhì)子和中子組成答案:C3 放射性元素發(fā)生衰變放出一

12、個(gè)電子，這個(gè)電子是（）.【1】（A）核外電子向內(nèi)層軌道躍遷時(shí)放出來的（B）核內(nèi)有電子受激發(fā)后由核內(nèi)射出來的（C）核內(nèi)有一個(gè)質(zhì)子分裂時(shí)放出的（D）核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)放出來的答案:D4 根據(jù)布拉凱特的充氮云室實(shí)驗(yàn)可知（）.【1】（A）質(zhì)子是粒子直接從氮核中打出來的（B）粒子打進(jìn)氮核后生成一個(gè)復(fù)核，這個(gè)復(fù)核放出一個(gè)質(zhì)子（C）云窒照片中.分叉后短而粗的是質(zhì)子的徑跡（D）云室照片中，短而粗的是粒子的徑跡答案:B5.用粒子轟擊鈹時(shí)得到原子核126C，同時(shí)放出一種射線，關(guān)于這種射線的說法與事實(shí)不相符的是（）.【1】（A）它來自原子核（B）它能穿透幾厘米的鉛（C）它在磁場中不發(fā)生偏轉(zhuǎn)（D）它是一種帶電粒子流

13、答案:D6.同位素是指A（）【1】（A）質(zhì)子數(shù)相同而核子數(shù)不同的原子（B）核子數(shù)相同而中子數(shù)不同的原子（C）核子數(shù)相同而質(zhì)子數(shù)不同的原子（D）中子數(shù)相同而核子數(shù)不同的原子7.關(guān)于射線，下列說法中正確的是（）.【1】（A）是核外電子由外層軌道向內(nèi)層軌道躍遷時(shí)產(chǎn)生的（B）衰變時(shí)伴隨射線或射線產(chǎn)生的（C）是原子核由高能級向低能級躍遷時(shí)產(chǎn)生的（D）是不帶電的高速中子流答案:BC8.如圖所示，由天然放射性元素釙（Po）放山的射線1，轟擊鈹（94Be）時(shí)會(huì)產(chǎn)生粒子流2，用粒子流2轟擊石蠟時(shí)會(huì)打出粒子流3，經(jīng)研究知道（）.【1】（A）1為粒子，2為中子（B）1為粒子，3為質(zhì)子（C）2為質(zhì)子，3為中子（D）2

14、為質(zhì)子，3為光子答案:AB9.在下列核反應(yīng)方程中，X代表質(zhì)子的方程是（）.（1997年全國高考試題）【1】（A）2713Al24He3015PX（B）147N42He178OX（C）21H10nX（D）31HX42He10n答案:BC10.若元素A的半衰期為4d，元素B的半衰期為5d，則相同質(zhì)量的A和B，經(jīng)過20d后，剩下元素A和元素B的質(zhì)量之比mA：mB是（）.【1】（A）30：31（B）31：30（C）1：2（D）2：1答案:C11元素X是A的同位素，分別進(jìn)行下列哀變：X.則下面說法中正確的是（）.【1】（A）Q和S不是同位素（B）X和R的原子序數(shù)相同（C）X和R的質(zhì)量數(shù)相同（D）R的質(zhì)子

15、數(shù)多于前述任何元素答案:D縱向應(yīng)用12.下列說法中正確的是（）.（1999年廣東高考試題）【1】（A）“原子由電子和帶正電的物質(zhì)組成”是通過盧瑟福粒子散射實(shí)驗(yàn)判定的（B）玻爾理論認(rèn)為原子只能處在能量不連續(xù)的一系列狀態(tài)（C）放射性元素的半衰期與溫度、壓強(qiáng)無關(guān)（D）同一元素的兩種同位素，其原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同答案:BCD13.用中子轟擊硼核105B發(fā)生的核反應(yīng)是：105B10n73LiX，其中的X粒子應(yīng)是A（ ）（A）粒子（B）粒子（C）質(zhì)子（D）中子14.粒子轟擊硼10生成氮13和x粒子，氮13具有放射性，放出y的粒子并生成碳13，則x粒子和y粒子分別是（）.【1】（A）質(zhì)子和中子（

16、B）質(zhì)了和電子（C）中子和電子（D）中子和正電子答案:D15.天然放射性元素23290Th（釷）經(jīng)過一系列衰變和衰變之后，變成20882Pb（鉛）.下列論斷中止確的是（）.（1998年全國高考試題）【1.5】（A）鉛核比釷核少24個(gè)中子（B）鉛核比釷核少8個(gè)質(zhì)子（C）衰變過程中共有4次衰變和8次哀變（D）衰變過程中共有6次衰變和4次衰變答案:BD16.某放射性同位素樣品，在21d甲衰減掉7/8，它的半衰期是（）.【1】（A）3d（B）5.25d（C）7d（D）10.5d答案:C17.完成下列核反應(yīng)方程：2713A1P3015_.147N10n146C_.146C147N_.【1】答案:18.活

17、著的有機(jī)體中，14C對12C的比與大氣中是相同的，約為1：7.7×1011.有機(jī)體死亡后，由于14C的衰變，其含量就不斷減少.因此，考古人員測量出土占生物體遺骸中每克碳中現(xiàn)有的14C含量，就可以根據(jù)14C的半衰期（r5730a年）推知該生物體的死亡年代.現(xiàn)測知某一占墓中1g碳中所含14C為1.04×10-12g.試確定墓主死亡年代.【4】答案:1840年前19.同位素原子在許多方面有著廣泛的應(yīng)用：1934年，科學(xué)家在用粒子轟擊鋁箔時(shí)，除探測到預(yù)料中的中子外，還探測到了正電子，更意外的是，拿走放射源后，鋁箔雖不再發(fā)射中子，但仍能繼續(xù)發(fā)射正電子，而且這種放射性隨時(shí)間衰減的規(guī)律跟

18、天然放射性一樣，也有一定的半衰期.【5】（1）寫出粒子轟擊鋁箔（2713A1）產(chǎn)生中子的核反應(yīng)方程式（2）上述產(chǎn)生的具有放射性的同位素叫作放射性同位素，寫出其產(chǎn)生正電子的核反應(yīng)方程式.（3）簡要說明放射性同位素的應(yīng)用，并至少舉出兩個(gè)實(shí)際應(yīng)用的例子.答案:（1），（2），（3）利用射線輻射育種，作為示蹤原子檢查管道等20.鈾238的半衰期是4.5×109a（年），假使一塊礦石中含有1kg鈾238，經(jīng)45億年后還剩多少鈾238？假設(shè)發(fā)生衰變的鈾238都變成了鉛206，礦石中含有多少鉛？這時(shí)鈾鉛比例是多少？寫出礦石中鈾、鉛比例隨時(shí)間變化的一般關(guān)系式，并說明能否根據(jù)這種鈾鉛比例削斷出礦石的年

19、齡.【8】答案:剩余鈾0.5kg；礦石中含有鉛0.43kg；鈾鉛比例為1.15：1橫向拓展21.一個(gè)靜止的、質(zhì)量為M的不穩(wěn)定原子核，當(dāng)它放射出質(zhì)量為m、速度為v的粒子后，原子核的剩余部分的速度u等于（）.【1.5】（A）-v（B）（C）（D）答案:B22.目前普遍認(rèn)為，質(zhì)子和中子都是被稱為u夸克和d夸克的兩類夸克組成.u夸克帶電量為2/3e，d夸克帶電量為-1/3e，e為基元電荷.下列論斷中可能正確的是（）.【5】（A）質(zhì)子中1個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成，中子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成（B）質(zhì)子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成，中子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成（C）質(zhì)子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成

20、，中子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成（D）質(zhì)子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成，中子由1個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成答案:B23.我國科學(xué)家在1965年9月首先用人工方法合成了牛胰島素.為了證明人工合成的牛胰島素與天然的是否為同一物質(zhì)，在人工合成牛胰島素過程中摻了放射性14C，然后將人工合成的牛胰島素與天然的混合得到了放射性14C分布均勻的結(jié)晶物，從而證明了兩者都是同一物質(zhì)，為我國在國際上首先合成具有生物活性牛胰島素提供了有力證據(jù).在人工合成過程中摻入放射性14C的用途是（）.（A）催化劑（B）媒介質(zhì)（C）組成元素（D）示蹤原子答案:D24.在勻強(qiáng)磁碭中，一個(gè)靜止的氡核22286Rn發(fā)生衰變.放出的粒子

21、速度與磁場垂直，氡核的剩余部分（即釙核）和粒子都將分別以一定的半徑在磁場中作圓周運(yùn)動(dòng).試求粒子和釙核作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比，并說明這兩個(gè)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的相互關(guān)系.【2】答案:42：1，外切25.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)太空射線一般都是從很遠(yuǎn)的星體放射出來的.當(dāng)射線爆發(fā)時(shí)，在數(shù)秒所產(chǎn)生的能量，相當(dāng)于太陽在過去一百億年所發(fā)出的能量總和的1000倍左右，大致相當(dāng)于將太陽全部質(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰康目偤?科學(xué)家利用超級計(jì)算機(jī)對射線爆發(fā)的狀態(tài)進(jìn)行了模擬，經(jīng)過模擬，發(fā)現(xiàn)射線爆發(fā)是起源于一個(gè)垂死的星球的“坍塌”過程，只有星球“坍塌”時(shí)所放出的能量，才可以發(fā)出這么巨大的能量.已知太陽光照射到地球上大約需要8min時(shí)間，由此來估算，宇宙

22、中一次射線爆發(fā)所放出的能量（G6.67×1011N·、m2/kg2）.【5】答案:J26.一靜止的硼核（105B）吸收一個(gè)慢中子（速度可忽略）后，轉(zhuǎn)變成鋰核（73Li）并發(fā)出一個(gè)粒子，已知該粒子的動(dòng)能為1.8MeV，求鋰核的動(dòng)能.【5】答案:1.03MeV重核裂變輕核聚變核能雙基訓(xùn)練1.對于下述四個(gè)核反應(yīng)方程說法中正確的有（）.【1.5】能量（A）是發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程（B）是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)方程（C）是核裂變方程，其中x10（D）是衰變方程，其中Y是質(zhì)子答案:AC2.太陽輻射能量主要來自太陽內(nèi)部的（）.【1.5】（A）化學(xué)反應(yīng)（B）放射性衰變（C）裂變反應(yīng)（D）熱核反應(yīng)答案:D3

23、.設(shè)質(zhì)子、中子、氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3，那么，當(dāng)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)氘核時(shí)，釋放的能量是（）.【1】（A）mc2.（B）（m1m2）c2（C）（m3-m2-m1）c2（D）（m1m2-m3）c2答案:D4.一個(gè)鋰核（73Li）受到一個(gè)質(zhì)子的轟擊，變成2個(gè)粒子，這一過程的核反應(yīng)方程為_.已知一個(gè)氫原子的質(zhì)量是1.6736×10-27kg，一個(gè)鋰原子的質(zhì)量是11.6505×10-27kg，一個(gè)氦原子的質(zhì)量是6.6466×10-27kg，上述核反應(yīng)所釋放的能量等于_J（最后結(jié)果取三位有效數(shù)字）.【2】答案:，2.78MeV縱向應(yīng)用5.用中子轟擊鋰核（6

24、3Li）發(fā)生核反應(yīng)，生成氚和粒子外放出4.8MeV的能量.（1）寫出核反應(yīng)方程式.（2）求出質(zhì)量虧損.（3）若中子與鋰核是以等值反向的動(dòng)量相碰，則氚和粒子的動(dòng)能之比是多少？（4）粒子的動(dòng)能多大？【6】答案:（1）4.8MeV，（2）0.0052u，（3）3：4，（4）2.7MeV6.兩氘核發(fā)生了如下核反應(yīng)：21H21H32He10n，其中氘核質(zhì)量為2.0136u，氦核質(zhì)量為3.0150u，中子質(zhì)量為1.0087u.（1）求核反應(yīng)中釋放的核能.（2）在兩氘核以相等的動(dòng)能0.35MeV進(jìn)行對心碰撞，并且核能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的情況下，求反應(yīng)中產(chǎn)生的中子和氦核的動(dòng)能.（3）假設(shè)反應(yīng)中產(chǎn)生的氦核沿直線向原來靜止的碳核（126C）接近，受庫侖力的影響，當(dāng)它們距離最近時(shí)，兩個(gè)原子核的動(dòng)能各是多少？【7】答案:（1）3.26MeV，（2）0.99MeV，0.97MeV，（3）0.04MeV.0.16MeV，7.核電站的發(fā)電原理是通過核裂變產(chǎn)生巨大的能量，完成下面鈾核裂變可能的一個(gè)反應(yīng)方程：23592u10n141Ba92Kr_，并計(jì)算1個(gè)鈾核裂變放出的能量是多少（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，23592U、14156Ba、9236Kr和中子的質(zhì)量分別為235.0493u，14