2021屆高考備考物理二輪特訓(xùn)：原子結(jié)構(gòu)　原子核 （解析版）

原子結(jié)構(gòu)原子核【原卷】

1.（2020?寧夏銀川市質(zhì)檢）國(guó)產(chǎn)科幻大片《流浪地球》講述了太陽(yáng)即將在未來(lái)出現(xiàn)“核燃燒”現(xiàn)象,

從而導(dǎo)致人類無(wú)法生存，決定移民到半人馬座比鄰星的故事.據(jù)科學(xué)家論證，太陽(yáng)向外輻射

的能量來(lái)自其內(nèi)部發(fā)生的各種熱核反應(yīng)，當(dāng)太陽(yáng)內(nèi)部達(dá)到一定溫度時(shí)，會(huì)發(fā)生“核燃燒”，其

中“核燃燒”的核反應(yīng)方程為me+X-EBe+v,方程中X表示某種粒子，3Be是不穩(wěn)定的粒子,

其半衰期為T,則下列說(shuō)法正確的是（）

A.X粒子是yHe

B.若使￥Be的溫度降低，其半衰期會(huì)減小

經(jīng)過(guò)一定質(zhì)量的占開始時(shí)的

C.2T,yBe1

O

D.“核燃燒”的核反應(yīng)是裂變反應(yīng)

2.已知A和B兩種放射性元素的半衰期分別為T和2T,則相同質(zhì)量的A和B經(jīng)過(guò)2T后，剩

有的4和5質(zhì)量之比為)

A.1：4B.1：2

C.2：1D.4：1

3.碘131的半衰期約為8天，若某藥物含有質(zhì)量為tn的碘131,經(jīng)過(guò)32天后，該藥物中碘131

的含量大約還有（）

、m

A4%B-

O

喘

4.（2020?河南安陽(yáng)市二模）下列說(shuō)法正確的是（）

A.2贊U-2幫Th+X中X為中子，核反應(yīng)類型為P衰變

B4H+汨-?He+Y中Y為中子，核反應(yīng)類型為人工核轉(zhuǎn)變

CP馥U+和一nXe+黜Sr+K,其中K為10個(gè)中子，核反應(yīng)類型為重核裂變

D.VN+2He-9O+Z,其中Z為氫核，核反應(yīng)類型為輕核聚變

5.（2019?四川第二次診斷）下列核反應(yīng)屬于人工轉(zhuǎn)變的是（）

AJ踹Th-2科Pa+_呢

BmHe+?Be-￥C+*n

C.2/U+血一嘴Xe+38Sr+10ln

D.iH+?H->lHe+in

6.（2020?廣東廣州市一模）2018年11月12日中科院等離子體物理研究所發(fā)布消息:全超導(dǎo)托克

馬克裝置EAST在實(shí)驗(yàn)中有了新的突破，等離子體中心電子溫度達(dá)到1億攝氏度；其主要核

反應(yīng)方程為：①汨+YHTHe+X②彳H+YTHe+X,則下列表述正確的是（）

A.X是質(zhì)子

B.Y是僦核

C.X與Y是同位素

D.①、②兩個(gè)核反應(yīng)都屬于裂變反應(yīng)

7.（多選）（2020?廣東清遠(yuǎn)市期末質(zhì)量檢測(cè)）1956年，李政道和楊振寧提出在弱相互作用中宇稱不

守恒，并由吳健雄用半衰期為5.27年的的C。放射源進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，次年李、楊二人獲得諾

貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)創(chuàng)C。的衰變方程式是：加Co-2Ni+$e+；e（其中Te是反中微子，它的電荷為

零，靜止質(zhì)量可認(rèn)為是零），衰變前的C。核靜止，根據(jù)云室照片可以看到衰變產(chǎn)物9Ni和_呢不

2

在同一條直線上的事實(shí).根據(jù)這些信息可以判斷（）

A.2Ni的核子數(shù)A是60,核電荷數(shù)Z是28

B.此核反應(yīng)為?衰變

C.^Ni與Ne的動(dòng)量之和不可能等于零

D.衰變過(guò)程動(dòng)量不守恒

8.（2020?廣東揭陽(yáng)市第二次模擬）輕核聚變的一個(gè)核反應(yīng)方程為：汨+lH—?He+X.若已知汨的

質(zhì)量為如，汨的質(zhì)量為m2,iHe的質(zhì)量為g,X的質(zhì)量為桃4,則下列說(shuō)法中正確的是（）

A.?H和出在常溫下就能夠發(fā)生聚變

B.X是質(zhì)子

C.這個(gè)反應(yīng)釋放的核能為AE=（?n+?i2—g—mH

D.我國(guó)大亞灣核電站是利用輕核的聚變釋放的能量來(lái)發(fā)電的

9.現(xiàn)有兩動(dòng)能均為瓦=0.35MeV的汨在一條直線上相向運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)汨發(fā)生對(duì)撞后能發(fā)生核

反應(yīng)，得到加e和新粒子，且在核反應(yīng)過(guò)程中釋放的能量完全轉(zhuǎn)化為me和新粒子的動(dòng)能。已

知汨的質(zhì)量為2.0141u,me的質(zhì)量為3.0160u,新粒子的質(zhì)量為1.0087u,核反應(yīng)時(shí)質(zhì)量

虧損1u釋放的核能約為931MeV（如果涉及計(jì)算，結(jié)果保留整數(shù)）。則下列說(shuō)法正確的是（）

A.核反應(yīng)方程為汨+*H-gHe+|H

B.核反應(yīng)前后不滿足能量守恒定律

C.新粒子的動(dòng)能約為3MeV

D.3He的動(dòng)能約為4MeV

10.大科學(xué)工程“人造太陽(yáng)”主要是將氣核聚變反應(yīng)釋放的能量用來(lái)發(fā)電.氣核聚變反應(yīng)方程是:

3

汨+汨―9He+An.已知汨的質(zhì)量為2.0136u,汨e的質(zhì)量為3.0150u,An的質(zhì)量為1.0087

u,1u=931MeV/c2.笊核聚變反應(yīng)中釋放的核能約為（）

A.3.7MeVB.3.3MeVC.2.7MeVD.0.93MeV

11.（多選）原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示.根據(jù)該曲線，下列判斷正確的有（）

A.2He核的結(jié)合能約為14MeV

B?He核比§Li核更穩(wěn)定

C.兩個(gè)扭核結(jié)合成me核時(shí)釋放能量

D.WU核中核子的平均結(jié)合能比瑞Kr核中的大

12.（2019?高考全國(guó)卷II）太陽(yáng)內(nèi)部核反應(yīng)的主要模式之一是質(zhì)子一質(zhì)子循環(huán)，循環(huán)的結(jié)果可表

示為

41H-?He+2?e+2y

已知IH和?He的質(zhì)量分別為呻=1.0078u和j=4.0026u,1u=931MeV/c2,c為光速.在

4個(gè)IH轉(zhuǎn)變成1個(gè)2He的過(guò)程中，釋放的能量約為（）

A.8MeVB.16MeV

C.26MeVD.52MeV

13.（2020?山東濟(jì)寧育才中學(xué)模擬）兩個(gè)宛核以相等的動(dòng)能Ek對(duì)心碰撞發(fā)生核聚變，核反應(yīng)方程

4

為彳H+*H—4He+An,其中笈，核的質(zhì)量為mi,氮核的質(zhì)量為mi,中子的質(zhì)量為g.假設(shè)核反應(yīng)

釋放的核能E全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，下列說(shuō)法正確的是（）

A.核反應(yīng)后氮核與中子的動(dòng)量相同

B.該核反應(yīng)釋放的能量為E=（2/?l—，“3）。2

C.核反應(yīng)后氮核的動(dòng)能為歿旦

D.核反應(yīng)后中子的動(dòng)能為巨芋

14.（2020?河南鄭州市第三次質(zhì)量檢測(cè)）如圖所示為氫原子能級(jí)示意圖，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是

（）

nE/eV

8----------0

4-------------0.85

3--------------1.51

2--------------3.4

1-------------13.6

A.處于基態(tài)的氫原子吸收10.5eV的光子后能躍遷至〃=2能級(jí)

B.大量處于〃=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，最多可輻射出3種不同頻率的光

C.若用從〃=3能級(jí)躍遷到〃=2能級(jí)輻射出的光，照射某金屬時(shí)恰好發(fā)生光電效應(yīng)，則用從

〃=4能級(jí)躍遷到〃=3能級(jí)輻射出的光，照射該金屬時(shí)一定能發(fā)生光電效應(yīng)

D.用〃=4能級(jí)躍遷到〃=1能級(jí)輻射出的光，照射逸出功為6.34eV的金屬鉗產(chǎn)生的光電子

的最大初動(dòng)能為6.41eV

15.（2020?山西太原一模）如圖是氫原子的能級(jí)示意圖.當(dāng)氫原子從〃=4的能級(jí)躍遷到〃=3的

能級(jí)時(shí)，

輻射出光子田從〃=3的能級(jí)躍遷到?=2的能級(jí)時(shí)，輻射出光子瓦以下判斷正確的是

5

)

nE/eV

oo-------------0

4----------------0.85

3-----------------1.51

2----------------3.4

1----------------13.6

A.在真空中光子。的波長(zhǎng)大于光子》的波長(zhǎng)

B.光子8可使氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)

C.光子a可能使處于〃=4能級(jí)的氫原子電離

D.大量處于〃=3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多輻射2種不同譜線

16.（2020?湖北武漢市四月調(diào)研）已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為Ex,激發(fā)態(tài)能量E,產(chǎn)當(dāng)，其中〃=

2,3,4,….若氫原子從〃=3能級(jí)躍遷到〃=2能級(jí)放出光子的頻率為v,能使氫原子從基態(tài)電

離的光子的最小頻率為（）

936

A.^vB.4vC.yvD.9v

17.（多選）如圖是氫原子的能級(jí)圖，一群氫原子處于〃=3能級(jí)，下列說(shuō)法中正確的是（）

"E/eV

8--------------------0

4-0.85

3-----------------------1.51

2---------------------3.4

I----------------------13.6

A.這群氫原子躍遷時(shí)能夠發(fā)出3種不同頻率的波

B.這群氫原子發(fā)出的光子中，能量最大為10.2eV

6

C.從〃=3能級(jí)躍遷到〃=2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光波長(zhǎng)最長(zhǎng)

D.這群氫原子能夠吸收任意光子的能量而向更高能級(jí)躍遷

18.（多選）如圖所示是氫原子的能級(jí)圖，大量處于〃=4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，一共

可以輻射出6種不同頻率的光子，其中巴耳末系是指氫原子由高能級(jí)向〃=2能級(jí)躍遷時(shí)釋放

的光子，貝!1（）

“E/eV

8---------------------0

4-----------------------0.85

3-----------------------1.51

2-----------------------3.4

1-----------------------13.6

A.6種光子中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是〃=4激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)產(chǎn)生的

B.6種光子中有2種屬于巴耳末系

C.使〃=4能級(jí)的氫原子電離至少要0.85eV的能量

D.若從〃=2能級(jí)躍遷到基態(tài)釋放的光子能使某金屬板發(fā)生光電效應(yīng)，則從〃=3能級(jí)躍遷到

n=2能級(jí)釋放的光子也一定能使該金屬板發(fā)生光電效應(yīng)

19.（2020?上海理工大附中期中）如圖所示為盧瑟福a粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，圖中的顯微

鏡可在圓周軌道上轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)顯微鏡前相連的熒光屏可觀察a粒子在各個(gè)角度的散射情況.下

列說(shuō)法正確的是（）

A.在圖中的A、B兩位置分別進(jìn)行觀察，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)一樣多

B.在圖中的5位置進(jìn)行觀察，屏上觀察不到任何閃光

7

C.盧瑟福選用不同金屬箔片作為a粒子散射的靶，觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相似

D.a粒子發(fā)生散射的主要原因是a粒子撞擊到金原子后產(chǎn)生的反彈

20.如圖所示是a粒子（氯原子核）被重金屬原子核散射的運(yùn)動(dòng)軌跡，M、N、P、Q是軌跡上的

四點(diǎn)，在散射過(guò)程中可以認(rèn)為重金屬原子核靜止.圖中所標(biāo)出的a粒子在各點(diǎn)處的加速度方

向正確的是（）

21.（2020?三明模擬）如圖所示為氫原子的能級(jí)圖，圖中a、b、c、d對(duì)應(yīng)氫原子的四次躍遷，已

知可見光光子的能量范圍為1.61?3.10eV,關(guān)于四次躍遷，下列說(shuō)法正確的是（）

A.經(jīng)歷a躍遷，氫原子吸收的光子能量為0.66eV

B.經(jīng)歷b躍遷，氫原子的軌道半徑增大，原子核外電子的動(dòng)能增大

C.經(jīng)歷c躍遷，氫原子放出的光子是可見光光子

D.經(jīng)歷d躍遷后，再用可見光照射躍遷后的氫原子，可使氫原子發(fā)生電離

8

22.按照玻爾理論，一個(gè)氫原子中的電子從一半徑為的圓軌道自發(fā)地直接躍遷到一半徑為rh

的圓軌道上，已知?jiǎng)t在此過(guò)程中（）

A.原子要發(fā)出某一頻率的光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能減小，原子的能量也減小

B.原子要吸收某一頻率的光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能減小，原子的能量也減小

C.原子要發(fā)出一系列頻率的光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能減小，原子的能量也減小

D.原子要吸收一系列頻率的光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能增大，原子的能量也增大

23.（多選）（2020?湖北宜昌模擬）氫原子輻射出一個(gè)光子后，根據(jù)玻爾理論，下述說(shuō)明正確的是

（）

A.電子旋轉(zhuǎn)半徑減小B.氫原子能量增大

C.氫原子電勢(shì)能增大D.核外電子速率增大

24.（多選）（2020?南通模擬）牡2甜Th具有放射性，它能放出一個(gè)新的粒子而變?yōu)殒V2耕Pa,同時(shí)伴

隨有射

線產(chǎn)生，其方程為2吼Th-2%pa+x,牡的半衰期為24天.則下列說(shuō)法中正確的是

（）

A.X為質(zhì)子

B.X是鈕核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的

C.y射線是鍥原子核放出的

D.1g<Wh經(jīng)過(guò)120天后還剩0.3125g

25.受U經(jīng)過(guò)機(jī)次a衰變和〃次0衰變，變成亞Pb,貝（J（）

9

A./w=7,〃=3B.tn=7,〃=4

C.zn=14,n=9D.m=14,〃=18

26.（多選）（2020?梅州一模）關(guān)于天然放射現(xiàn)象，以下敘述正確的是（）

A.若使放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期將變大

B.6衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶訒r(shí)產(chǎn)生的

C.在a、0、丫這三種射線中，丫射線的穿透能力最強(qiáng)，a射線的電離能力最強(qiáng)

D.鈾核「也U）衰變?yōu)殂U核-鉆Pb）的過(guò)程中，要經(jīng)過(guò)8次a衰變和6次0衰變

27.（多選）（2020?四川成都市第二次診斷）如圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的。點(diǎn)有一靜止的原子核邠Th發(fā)生

了某種衰變，衰變方程為鑼Th-^Y+He,反應(yīng)生成的粒子de的速度方向垂直于磁場(chǎng)方向.關(guān)

于該衰變，下列說(shuō)法正確的是（）

XXX

XXX

.O

XXX

A.WTh發(fā)生的是a衰變

B.WTh發(fā)生的是p衰變

C.4=234,Z=91

D.新核9Y和粒子_怕在磁場(chǎng)中的軌跡外切于。點(diǎn)

28.（2020?湖南衡陽(yáng)市第二次聯(lián)考）在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)原來(lái)靜止的原子核，由于衰變放射出某

種粒子，結(jié)果得到一張兩個(gè)相切圓1和2的徑跡照片如圖所示，已知兩個(gè)相切圓半徑分別為

外、打，則下列說(shuō)法正確的是（）

10

2

—

????

A.原子核可能發(fā)生a衰變，也可能發(fā)生0衰變

B.徑跡2可能是衰變后新核的徑跡

C.若衰變方程是磷U-2卅rh+3He,則衰變后新核和射出的粒子的動(dòng)能之比為117：2

D.若衰變方程是潮U—2j3Th+?He,則n：r2=l：45

原子結(jié)構(gòu)原子核【解析卷】

11

1.（2020?寧夏銀川市質(zhì)檢）國(guó)產(chǎn)科幻大片《流浪地球》講述了太陽(yáng)即將在未來(lái)出現(xiàn)“核燃燒”現(xiàn)象,

從而導(dǎo)致人類無(wú)法生存，決定移民到半人馬座比鄰星的故事.據(jù)科學(xué)家論證，太陽(yáng)向外輻射

的能量來(lái)自其內(nèi)部發(fā)生的各種熱核反應(yīng)，當(dāng)太陽(yáng)內(nèi)部達(dá)到一定溫度時(shí)，會(huì)發(fā)生“核燃燒”，其

中“核燃燒''的核反應(yīng)方程為2He+X-9Be+v,方程中X表示某種粒子，|Be是不穩(wěn)定的粒子，

其半衰期為T，則下列說(shuō)法正確的是（）

A.X粒子是?He

B.若使9Be的溫度降低，其半衰期會(huì)減小

C.經(jīng)過(guò)2T,一定質(zhì)量的9Be占開始時(shí)的1

O

D.“核燃燒”的核反應(yīng)是裂變反應(yīng)

【答案】A

【解析】根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X粒子的質(zhì)量數(shù)為4,電荷數(shù)為2,為加e,

選項(xiàng)A正確；溫度變化不能改變放射性元素的半衰期，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；經(jīng)過(guò)2T,一定質(zhì)量的［Be

占開始時(shí)的;，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；“核燃燒”的核反應(yīng)是輕核聚變反應(yīng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

2.已知A和B兩種放射性元素的半衰期分別為T和2T,則相同質(zhì)量的4和B經(jīng)過(guò)2T后，剩

有的A和B質(zhì)量之比為（）

A.1：4B.1：2

C.2：1D.4：1

【答案】：B

【解析】：經(jīng)過(guò)27,對(duì)A來(lái)說(shuō)是2個(gè)半衰期，4的質(zhì)量還剩;，經(jīng)過(guò)2T,對(duì)5來(lái)說(shuō)是1個(gè)半衰

期，3的質(zhì)量還剩;，所以剩有的A和3質(zhì)量之比為1：2,選項(xiàng)B正確.

3.碘131的半衰期約為8天，若某藥物含有質(zhì)量為m的碘131,經(jīng)過(guò)32天后，該藥物中碘131

的含量大約還有（）

12

【答案】c.

【解析】：經(jīng)過(guò)〃個(gè)半衰期剩余碘131的含量"因32天為碘131的4個(gè)半衰期，故

剩余碘131的含量："，'=4｝『=看，選項(xiàng)C正確.

4.（2020?河南安陽(yáng)市二模）下列說(shuō)法正確的是（）

A/黃U-2甜rh+X中X為中子，核反應(yīng)類型為》衰變

B.汨+汨-2He+Y中Y為中子，核反應(yīng)類型為人工核轉(zhuǎn)變

C.2啦U+An-i翦Xe+黜Sr+K,其中K為10個(gè)中子，核反應(yīng)類型為重核裂變

D.VN+2He-qo+Z,其中Z為氫核，核反應(yīng)類型為輕核聚變

【答案】C

【解析】根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，A選項(xiàng)反應(yīng)中的X質(zhì)量數(shù)為4,電荷數(shù)為

2,為a粒子，核反應(yīng)類型為a衰變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B選項(xiàng)反應(yīng)中的Y質(zhì)量數(shù)為1,電荷數(shù)為

0,為中子，核反應(yīng)類型為輕核聚變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C選項(xiàng)反應(yīng)中的K質(zhì)量數(shù)總數(shù)為10,電

荷數(shù)為0,則K為10個(gè)中子，核反應(yīng)類型為重核裂變，選項(xiàng)C正確；D選項(xiàng)反應(yīng)中的Z質(zhì)

量數(shù)為L(zhǎng)電荷數(shù)為L(zhǎng)為質(zhì)子，核反應(yīng)類型為人工核轉(zhuǎn)變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

5.（2019?四川第二次診斷）下列核反應(yīng)屬于人工轉(zhuǎn)變的是（）

A.2<Th-2科Pa+Ne

B.?He+?Be-EC+An

C.2啦U+An-嘴Xe+Cr+10An

D.iH+fH->lHe+Jn

13

【答案】B

【解析】Th234變成Pa234,同時(shí)有一個(gè)電子產(chǎn)生，屬于P衰變，故A錯(cuò)誤；用a粒子轟

擊Be,產(chǎn)生了碳原子，屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變，故B正確；C選項(xiàng)中反應(yīng)方程為重核的裂變，

故C錯(cuò)誤；氣與瓶反應(yīng)生成氫核，屬于輕核聚變反應(yīng)，故D錯(cuò)誤.

6.（2020?廣東廣州市一模）2018年11月12日中科院等離子體物理研究所發(fā)布消息:全超導(dǎo)托克

馬克裝置EAST在實(shí)驗(yàn)中有了新的突破，等離子體中心電子溫度達(dá)到1億攝氏度；其主要核

反應(yīng)方程為：①彳H+汨一汨e+X②汨+Y—?He+X,則下列表述正確的是（）

A.X是質(zhì)子

B.Y是鎘;核

C.X與Y是同位素

D.①、②兩個(gè)核反應(yīng)都屬于裂變反應(yīng)

【答案】B

【解析】對(duì)①，根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知X是中子，故A錯(cuò)誤；對(duì)②，根據(jù)

核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知Y是疑核，故B正確；X是中子，Y是氟核，X與Y不是

同位素，故C錯(cuò)誤；①、②兩個(gè)核反應(yīng)都屬于輕核聚變反應(yīng)，故D錯(cuò)誤.

7.（多選）（2020?廣東清遠(yuǎn)市期末質(zhì)量檢測(cè)）1956年，李政道和楊振寧提出在弱相互作用中宇稱不

守恒，并由吳健雄用半衰期為5.27年的為C。放射源進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，次年李、楊二人獲得諾

貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)別Co的衰變方程式是：99co一鄉(xiāng)Ni+Ke+；e（其中；e是反中微子，它的電荷為

零，靜止質(zhì)量可認(rèn)為是零），衰變前為C。核靜止，根據(jù)云室照片可以看到衰變產(chǎn)物。Ni和_呢不

在同一條直線上的事實(shí).根據(jù)這些信息可以判斷（）

A3Ni的核子數(shù)A是60,核電荷數(shù)Z是28

B.此核反應(yīng)為a衰變

C.^Ni與He的動(dòng)量之和不可能等于零

D.衰變過(guò)程動(dòng)量不守恒

14

【答案】AC

【解析】根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒有：60=A,27=Z-l,解得A=60,Z=28,故A正

確；此核反應(yīng)放出電子，為。衰變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；衰變前磐C。核靜止，動(dòng)量為零，衰變時(shí)不

受外力則動(dòng)量守恒，因衰變產(chǎn)物2Ni和He不在同一條直線上且有反中微子Tc生成,貝股Ni和J

e動(dòng)量之和不可能為零，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤.

8.（2020?廣東揭陽(yáng)市第二次模擬）輕核聚變的一個(gè)核反應(yīng)方程為：彳H+1H-扭e+X.若已知汨的

質(zhì)量為叩，汨的質(zhì)量為mi,1He的質(zhì)量為mi,X的質(zhì)量為m4,則下列說(shuō)法中正確的是（）

A.1H和淚在常溫下就能夠發(fā)生聚變

B.X是質(zhì)子

C.這個(gè)反應(yīng)釋放的核能為AE=（/Wl+//l2—雨3—雨4）。2

D.我國(guó)大亞灣核電站是利用輕核的聚變釋放的能量來(lái)發(fā)電的

【答案】C

【解析】汨和汨在常溫下不能發(fā)生聚變，只有在高溫下才能發(fā)生聚變，故A錯(cuò)誤；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1,電荷數(shù)為0,為中子，故B錯(cuò)誤；該反應(yīng)

的質(zhì)量虧損為=?13一加4,AE=Amc2=（m1+mi—m3—mj^c1,故C正確；我國(guó)大

亞灣核電站是利用重核的裂變釋放的能量來(lái)發(fā)電的，故D錯(cuò)誤.

9.現(xiàn)有兩動(dòng)能均為西=0.35MeV的汨在一條直線上相向運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)汨發(fā)生對(duì)撞后能發(fā)生核

反應(yīng)，得到汨e和新粒子，且在核反應(yīng)過(guò)程中釋放的能量完全轉(zhuǎn)化為汨e和新粒子的動(dòng)能。已

知彳H的質(zhì)量為2.0141u,OHe的質(zhì)量為3.0160u,新粒子的質(zhì)量為1.0087u,核反應(yīng)時(shí)質(zhì)量

虧損1u釋放的核能約為931MeV（如果涉及計(jì)算，結(jié)果保留整數(shù)）。則下列說(shuō)法正確的是（）

A.核反應(yīng)方程為汨+?HTHe+lH

B.核反應(yīng)前后不滿足能量守恒定律

C.新粒子的動(dòng)能約為3MeV

D3He的動(dòng)能約為4MeV

15

【答案】C

【解析】由核反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知訊+汨-nie+An,則新粒子為中子仙,

所以A錯(cuò)誤；核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量虧損，釋放能量，虧損的質(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰?，仍然滿足能量守

恒定律,B錯(cuò)誤；由題意可知AE=(2.0141ux2-3.0160u-1.0087u)x931MeV/u=3.3MeV,

根據(jù)核反應(yīng)中系統(tǒng)的能量守恒有EkHe+Ekn=2Eo+AE,根據(jù)核反應(yīng)中系統(tǒng)的動(dòng)量守恒有pHe

—Pn=o,由Ek=之可知贊=器解得EkH尸嬴粽;(2EO+A￡)=1MeV,均產(chǎn)邠%1H。

(2Eo+AE)=3MeV,所以C正確，D錯(cuò)誤。

10.大科學(xué)工程“人造太陽(yáng)”主要是將笊核聚變反應(yīng)釋放的能量用來(lái)發(fā)電.氣核聚變反應(yīng)方程是:

*H++HTHe+dn.已知iH的質(zhì)量為2.0136u,汨e的質(zhì)量為3.0150u,in的質(zhì)量為1.0087

u,1u=931MeV/c2.笊核聚變反應(yīng)中釋放的核能約為()

A.3.7MeVB.3.3MeVC.2.7MeVD.0.93MeV

【答案】B.

【解析】：笊核聚變反應(yīng)的質(zhì)量虧損為Am=2x2.0136u-(3.0150u+1.0087u)=0.0035u,

釋放的核能為AE=Amc2=0.0035x931MeV/c2xc%3.3MeV,選項(xiàng)B正確.

11.(多選)原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示.根據(jù)該曲線，下列判斷正確的有()

50100150200250

A』He核的結(jié)合能約為14MeV

B.yHe核比9Li核更穩(wěn)定

C.兩個(gè)汨核結(jié)合成2He核時(shí)釋放能量

D.受U核中核子的平均結(jié)合能比那Kr核中的大

【答案】BC.

16

【解析】：由題圖可知，？He的比結(jié)合能約為7MeV,其結(jié)合能應(yīng)為28MeV,故A錯(cuò)誤；比

結(jié)合能較大的核較穩(wěn)定，故B正確；比結(jié)合能較小的核結(jié)合成比結(jié)合能較大的核時(shí)釋放能量，

故C正確；比結(jié)合能就是平均結(jié)合能，故由圖可知D錯(cuò)誤.

12.（2019?高考全國(guó)卷II）太陽(yáng)內(nèi)部核反應(yīng)的主要模式之一是質(zhì)子一質(zhì)子循環(huán)，循環(huán)的結(jié)果可表

示為

41H一夕He+2?e+2M

已知IH和?He的質(zhì)量分別為7〃p=1.0078u和機(jī)“=4.0026u,1u=931MeV/c2,c為光速.在

4個(gè)1H轉(zhuǎn)變成1個(gè)?He的過(guò)程中，釋放的能量約為（）

A.8MeVB.16MeV

C.26MeVD.52MeV

【答案】C.

【解析】：核反應(yīng)質(zhì)量虧損Am=4x1.0078u-4.0026u=0.0286u,釋放的能量AE=0.028

6x931MeV=26.6MeV,C正確.

13.（2020?山東濟(jì)寧育才中學(xué)模擬）兩個(gè)宗核以相等的動(dòng)能Ek對(duì)心碰撞發(fā)生核聚變，核反應(yīng)方程

為汨+汨-4He+*n,其中氣核的質(zhì)量為nn,氫核的質(zhì)量為帆2,中子的質(zhì)量為陽(yáng).假設(shè)核反應(yīng)

釋放的核能E全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，下列說(shuō)法正確的是（）

A.核反應(yīng)后氮核與中子的動(dòng)量相同

B.該核反應(yīng)釋放的能量為E=（2mi—m2—m3）c2

C.核反應(yīng)后氮核的動(dòng)能為色”

D.核反應(yīng)后中子的動(dòng)能為生產(chǎn)

【答案】BC.

【解析】:核反應(yīng)前后兩氣核動(dòng)量和為零，因而反應(yīng)后氮核與中子的動(dòng)量等大反向，故A錯(cuò)誤；

該核反應(yīng)前后釋放的能量AE=（2a-,加一肛加巴故B正確；由能量守恒可得：核反應(yīng)后的總

17

n2

能量為E+2Ek,由動(dòng)能與動(dòng)量的關(guān)系同=含，且〃ZHC=3M可知，核反應(yīng)后氫核的動(dòng)能為

W"，核反應(yīng)后中子的動(dòng)能為故C正確，D錯(cuò)誤.

14.(2020?河南鄭州市第三次質(zhì)量檢測(cè)汝口圖所示為氫原子能級(jí)示意圖,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是

()

nE/eV

8-------0

4--------0.85

3--------1.51

2--------3.4

1--------13.6

A.處于基態(tài)的氫原子吸收10.5eV的光子后能躍遷至?=2能級(jí)

B.大量處于〃=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，最多可輻射出3種不同頻率的光

C.若用從〃=3能級(jí)躍遷到〃=2能級(jí)輻射出的光，照射某金屬時(shí)恰好發(fā)生光電效應(yīng)，則用從

〃=4能級(jí)躍遷到〃=3能級(jí)輻射出的光，照射該金屬時(shí)一定能發(fā)生光電效應(yīng)

D.用〃=4能級(jí)躍遷到〃=1能級(jí)輻射出的光，照射逸出功為6.34eV的金屬伯產(chǎn)生的光電子

的最大初動(dòng)能為6.41eV

【答案】D

【解析】處于基態(tài)的氫原子吸收10.2eV的光子后能躍遷至〃=2能級(jí)，不能吸收10.5eV能

量的光子，故A錯(cuò)誤；大量處于〃=4能級(jí)的氫原子，最多可以輻射出C?=6種不同頻率的光

子，故B錯(cuò)誤；從”=3能級(jí)躍遷到〃=2能級(jí)輻射出的光子的能量大于從〃=4能級(jí)躍遷到〃

=3能級(jí)輻射出的光子的能量，用從〃=3能級(jí)躍遷到〃=2能級(jí)輻射出的光，照射某金屬時(shí)恰

好發(fā)生光電效應(yīng)，則用從〃=4能級(jí)躍遷到〃=3能級(jí)輻射出的光，照射該金屬時(shí)一定不能發(fā)

生光電效應(yīng)，故C錯(cuò)誤；處于〃=4能級(jí)的氫原子躍遷到〃=1能級(jí)輻射出的光子的能量為：

E=E4-EI=-0.85eV-(-13.6eV)=12.75eV,根據(jù)光電效應(yīng)方程，照射逸出功為6.34eV的

金屬伯產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為：Ek=E-Wo=12.75eV-6.34eV=6.41eV,故D正確.

15.(2020?山西太原一模)如圖是氫原子的能級(jí)示意圖.當(dāng)氫原子從〃=4的能級(jí)躍遷到n=3的

能級(jí)時(shí),

18

輻射出光子a；從〃=3的能級(jí)躍遷到〃=2的能級(jí)時(shí)，輻射出光子瓦以下判斷正確的是

（）

nE/eV

00------------0

4--------------0.85

3---------------1.51

2---------------3.4

1--------------13.6

B.在真空中光子。的波長(zhǎng)大于光子方的波長(zhǎng)

B.光子8可使氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)

C.光子a可能使處于〃=4能級(jí)的氫原子電離

D.大量處于〃=3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多輻射2種不同譜線

【答案】A

【解析】氫原子從〃=4的能級(jí)躍遷到〃=3的能級(jí)的能級(jí)差小于從〃=3的能級(jí)躍遷到〃=2

的能級(jí)時(shí)的能級(jí)差，根據(jù)E”L&=成知，光子。的能量小于光子》的能量，所以a光的頻率

小于。光的頻率，光子a的波長(zhǎng)大于光子》的波長(zhǎng)，故A正確；光子》的能量小于基態(tài)與任

一激發(fā)態(tài)的能級(jí)差，所以不能被基態(tài)的原子吸收，故B錯(cuò)誤；根據(jù)Em-E?=hv可求光子a

的能量小于〃=4能級(jí)的電離能，所以不能使處于〃=4能級(jí)的氫原子電離，C錯(cuò)誤；大量處

于?=3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多輻射3種不同譜線，故D錯(cuò)誤.

16.（2020?湖北武漢市四月調(diào)研）已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為Ei,激發(fā)態(tài)能量E產(chǎn),其中〃=

2,3,4,….若氫原子從〃=3能級(jí)躍遷到〃=2能級(jí)放出光子的頻率為v,能使氫原子從基態(tài)電

離的光子的最小頻率為（）

936

AqvB.4vC.yvD.9v

【答案】C

【解析】由題意可知：多一果=加

19

能使氫原子從基態(tài)電離的光子的最小頻率滿足：0—?=〃匕

解得故選C.

17.（多選）如圖是氫原子的能級(jí)圖，一群氫原子處于〃=3能級(jí)，下列說(shuō)法中正確的是（）

nE/eV

8-------------------()

4-0.85

3----------------------1.51

2--------------------3.4

■---------------------13.6

A.這群氫原子躍遷時(shí)能夠發(fā)出3種不同頻率的波

B.這群氫原子發(fā)出的光子中，能量最大為10.2eV

C.從〃=3能級(jí)躍遷到〃=2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光波長(zhǎng)最長(zhǎng)

D.這群氫原子能夠吸收任意光子的能量而向更高能級(jí)躍遷

【答案】AC

【解析】根據(jù)C3=3知，這群氫原子能夠發(fā)出3種不同頻率的光子，故A正確；由〃=3躍

遷到〃=1,輻射的光子能量最大，AE=（13.6-1.51）eV=12.09eV,故B錯(cuò)誤；從〃=3躍遷

到〃=2輻射的光子能量最小，頻率最小，則波長(zhǎng)最長(zhǎng)，故C正確；一群處于〃=3能級(jí)的氫

原子發(fā)生躍遷，吸收的能量必須等于兩能級(jí)的能級(jí)差，故D錯(cuò)誤。

18.（多選）如圖所示是氫原子的能級(jí)圖，大量處于〃=4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，一共

可以輻射出6種不同頻率的光子，其中巴耳末系是指氫原子由高能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷時(shí)釋放

的光子，貝！1（）

幾E/eV

oo---------------------0

4----------------------0.85

3----------------------1.51

2----------------------3.4

1----------------------13.6

20

A.6種光子中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是〃=4激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)產(chǎn)生的

B.6種光子中有2種屬于巴耳末系

C.使〃=4能級(jí)的氫原子電離至少要0.85eV的能量

D.若從〃=2能級(jí)躍遷到基態(tài)釋放的光子能使某金屬板發(fā)生光電效應(yīng)，則從〃=3能級(jí)躍遷到

n=2能級(jí)釋放的光子也一定能使該金屬板發(fā)生光電效應(yīng)

【答案】BC

【解析】根據(jù)躍遷假說(shuō)，在躍遷的過(guò)程中釋放光子的能量等于兩能級(jí)之差，故從〃=4躍遷到

〃=3時(shí)釋放光子的能量最小，頻率最小，波長(zhǎng)最長(zhǎng)，A錯(cuò)誤；由題意知6種光子中有2種屬

于巴耳末系，它們分別是從〃=4躍遷到n=2和從〃=3躍遷到〃=2時(shí)釋放的光子，B正確；

E4=-0.85eV,故〃=4能級(jí)的電離能等于0.85eV,C正確；由題圖知，從〃=3能級(jí)躍遷到

?=2能級(jí)釋放的光子的能量小于n=2能級(jí)躍遷到基態(tài)釋放的光子的能量，D錯(cuò)誤.

19.（2020?上海理工大附中期中）如圖所示為盧瑟福a粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，圖中的顯微

鏡可在圓周軌道上轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)顯微鏡前相連的熒光屏可觀察a粒子在各個(gè)角度的散射情況.下

列說(shuō)法正確的是（）

A.在圖中的4、5兩位置分別進(jìn)行觀察，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)一樣多

B.在圖中的8位置進(jìn)行觀察，屏上觀察不到任何閃光

C.盧瑟福選用不同金屬箔片作為a粒子散射的靶，觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相似

D.a粒子發(fā)生散射的主要原因是a粒子撞擊到金原子后產(chǎn)生的反彈

【答案】C

【解析】：.放在A位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)應(yīng)最多，說(shuō)明大多數(shù)射線基本不

偏折，可知金箔原子內(nèi)部很空曠，故A錯(cuò)誤；放在8位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光

21

次數(shù)較少，說(shuō)明較少射線發(fā)生偏折，可知原子內(nèi)部帶正電的體積小，故B錯(cuò)誤；選用不同金

屬箔片作為a粒子散射的靶，觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相似，故C正確；a粒子發(fā)生散射的主

要原因是a粒子受到金原子庫(kù)侖力作用，且金原子質(zhì)量較大，從而出現(xiàn)的反彈，故D錯(cuò)誤.

20.如圖所示是a粒子（氯原子核）被重金屬原子核散射的運(yùn)動(dòng)軌跡，M、N、P、Q是軌跡上的

四點(diǎn)，在散射過(guò)程中可以認(rèn)為重金屬原子核靜止.圖中所標(biāo)出的a粒子在各點(diǎn)處的加速度方

向正確的是（）

A.M點(diǎn)B.N點(diǎn)

C.P點(diǎn)D.。點(diǎn)

【答案】C

【解析】：.a粒子（氫原子核）和重金屬原子核都帶正電，互相排斥，加速度方向與a粒子所受

斥力方向相同.帶電粒子加速度方向沿相應(yīng)點(diǎn)與重金屬原子核連線指向軌跡曲線的凹側(cè)，故

只有選項(xiàng)C正確.

21.（2020?三明模擬）如圖所示為氫原子的能級(jí)圖，圖中a、b、c、d對(duì)應(yīng)氫原子的四次躍遷，己

知可見光光子的能量范圍為1.61?3.10eV,關(guān)于四次躍遷，下列說(shuō)法正確的是（）

A.經(jīng)歷a躍遷，氫原子吸收的光子能量為0.66eV

B.經(jīng)歷方躍遷，氫原子的軌道半徑增大，原子核外電子的動(dòng)能增大

C.經(jīng)歷c躍遷，氫原子放出的光子是可見光光子

22

D.經(jīng)歷d躍遷后，再用可見光照射躍遷后的氫原子，可使氫原子發(fā)生電離

【答案】D

【解析】經(jīng)歷a躍遷，氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出的光子的能量為0.66eV,選

項(xiàng)A錯(cuò)誤；經(jīng)歷8躍遷，氫原子吸收能量，軌道半徑增大，但核外電子的動(dòng)能會(huì)減小，選項(xiàng)

B錯(cuò)誤；經(jīng)歷c躍遷，氫原子輻射出的光子的能量為0.97eV,則該光子不是可見光光子，選

項(xiàng)C錯(cuò)誤；經(jīng)歷d躍遷后，躍遷后的氫原子的電離能為1.51eV,因此用可見光光子照射可使

其電離，選項(xiàng)D正確。

22.按照玻爾理論，一個(gè)氫原子中的電子從一半徑為幾的圓軌道自發(fā)地直接躍遷到一半徑為rb

的圓軌道上，已知%＞外,則在此過(guò)程中（）

A.原子要發(fā)出某一頻率的光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能減小，原子的能量也減小

B.原子要吸收某一頻率的光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能減小，原子的能量也減小

C.原子要發(fā)出一系列頻率的光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能減小，原子的能量也減小

D.原子要吸收一系列頻率的光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能增大，原子的能量也增大

【答案】A.

【解析】：由玻爾氫原子理論知，電子軌道半徑越大，原子能量越大，當(dāng)電子從〃躍遷到分

時(shí)，原子能量減小，放出光子；在電子躍遷過(guò)程中，庫(kù)侖力做正功，原子的電勢(shì)能減??；由

庫(kù)侖力提供電子做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，即浮=噌，/減小，電子速度增大，動(dòng)能增大，綜上

所述可知A正確.

23.（多選）（2020?湖北宜昌模擬）氫原子輻射出一個(gè)光子后，根據(jù)玻爾理論，下述說(shuō)明正確的是

（）

A.電子旋轉(zhuǎn)半徑減小B.氫原子能量增大

C.氫原子電勢(shì)能增大D.核外電子速率增大

【答案】AD.

23

【解析】：氫原子輻射出一個(gè)光子后，從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，氫原子的能量減小，軌道半徑

減小，根據(jù)k$=my,得軌道半徑減小，電子速率增大，動(dòng)能增大，由于氫原子半徑減小的

過(guò)程中電場(chǎng)力做正功，則氫原子電勢(shì)能減小，故A、D項(xiàng)正確，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤.

24.（多選）（2020?南通模擬）社2端Th具有放射性，它能放出一個(gè)新的粒子而變?yōu)殒V2粉Pa,同時(shí)伴

隨有射

線產(chǎn)生，其方程為2吼Th-2耕pa+x,鉉的半衰期為24天.則下列說(shuō)法中正確的是

（）

A.X為質(zhì)子

B.X是包核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的

C.丫射線是鍥原子核放出的

D.1g牡24Th經(jīng)過(guò)120天后還剩0.3125g

【答案】BC

［解析］根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒知，牡核衰變過(guò)程中放出了一個(gè)電子，即X為電子，故A

錯(cuò)誤；發(fā)生P衰變時(shí)釋放的電子是由核內(nèi)一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的，故B正確；丫

射線是鍥原子核放出的，故C正確；鈕的半衰期為24天，1g鉉2哧Th經(jīng)過(guò)120天即經(jīng)過(guò)5