《备战2021届高考物理一轮复习专题：第二节 原子结构与原子核练习》由会员分享，可在线阅读，更多相关《备战2021届高考物理一轮复习专题：第二节 原子结构与原子核练习（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 学生用书 P389(单独成册) (建议用时：40 分钟) 一、单项选择题 1在同位素氢、氘、氚的核内具有相同的() A核子数B电子数 C中子数D质子数 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(2018高考海南卷)已知 234 90Th 的半衰期为 24 天.4 g 234 90Th 经过 72 天还剩下() A0B0.5 g C1 gD1.5 g 解析：选 B.mm0 1 2 t 4 1 2 72 24g0.5 g，B 正确 3.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 分别与 电源
2、的两极 a、b 连接，放射源发出的射线从其上方小孔向外射出则() Aa 为电源正极，到达 A 板的为射线 Ba 为电源正极，到达 A 板的为射线 Ca 为电源负极，到达 A 板的为射线 Da 为电源负极，到达 A 板的为射线 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，粒子在初速度方向做匀速直 线运动，则根据公式 xv0tv0 md2 qU ，两个粒子初速度v0相差不大，两极板间电压 U 相 同，放射源与两极板的距离d 2也相同，而电子的 m q小得多，所以电子在初速度方向的位移小， 故达到 A
3、极板的是射线，A 极板带正电，a 为电源的正极，故 B 正确 4下列有关氢原子光谱的说法正确的是() A氢原子的发射光谱是连续谱 B氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光 2 C氢原子光谱说明氢原子能量是连续的 D氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关 解析：选 B.由于氢原子发射的光子的能量 EEnEm 1 n2E 1 1 m2E 1m 2n2 n2m2 E1，所以发 射的光子的能量值 E 是不连续的，只能是一些特定频率的谱线，A 错误，B 正确；由于氢原 子的轨道是不连续的，根据玻尔原子理论知氢原子的能级也是不连续的，即是分立的，C 错 误；当氢原子从较高轨道第 n 能级跃迁到较低轨道
4、第 m 能级时，发射的光子的能量为 E EnEmh，显然 n、m 的取值不同，发射光子的频率就不同，故氢原子光谱线的频率与氢 原子能级的能量差有关，D 错误 5(2020上海理工大附中期中)如图所示为卢瑟福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粒子在各个角度的散射 情况下列说法正确的是() 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粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似 D粒子发生散射的主要原因是粒子撞击到金原子后产生的反弹
5、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粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似，故 C 正确；粒子 发生散射的主要原因是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 6(2020河北衡水统测)一放射性原子核 X 静止在与纸面垂直的匀强磁场中，衰变后产 生的原子核 Y 及粒子的运动轨迹如图，则() A此次衰变可能为衰变 BY 的
6、质子数比 X 的质子数小 4 CY 的中子数比 X 的中子数小 4 D轨迹 2 为 Y 的运动轨迹 解析：选 D.衰变瞬间粒子和原子核 Y 速度方向相反，根据轨迹图可知，两者在切点处 3 受到的洛伦兹力方向相反， 而两者处于同一磁场中， 根据左手定则可判断出两者带同种电荷， 即 X 发生的是衰变，A 错误；Y 的质子比 X 的质子数小 2，Y 的中子数比 X 的中子数小 2，B、C 错误；衰变过程遵循动量守恒定律，可得粒子和 Y 的动量大小相等、方向相反， 结合 qvBm v2 r 可得电荷量越大，运动半径越小，故轨迹 2 为 Y 的运动轨迹，D 正确 7碘 131 的半衰期约为 8 天，若某
7、药物含有质量为 m 的碘 131，经过 32 天后，该药物 中碘 131 的含量大约还有() A.m 4 Bm 8 C.m 16 Dm 32 解析：选 C.经过 n 个半衰期剩余碘 131 的含量 mm 1 2 n .因 32 天为碘 131 的 4 个半衰 期，故剩余碘 131 的含量：mm 1 2 4 m 16，C 正确 8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：21H21H32He10n.已知 2 1H 的质量为 2.013 6 u, 3 2He 的质量为 3.015 0u，10n 的质 量为 1.008 7 u，1 u931 MeV/c2.氘核
8、聚变反应中释放的核能约为() A3.7 MeVB3.3 MeV C2.7 MeVD0.93 MeV 解析：选 B.氘核聚变反应的质量亏损为m22.013 6 u(3.015 0 u1.008 7 u) 0.003 5 u，释放的核能为Emc20.003 5931 MeV/c2c23.3 MeV，B 正确 9.如图所示为氢原子的能级图，图中 a、b、c、d 对应氢原子的 四次跃迁， 已知可见光光子的能量范围为 1.613.10 eV， 关于四次跃 迁，下列说法正确的是() A经历 a 跃迁，氢原子吸收的光子能量为 0.66 eV B经历 b 跃迁，氢原子的轨道半径增大，原子核外电子的动能 增大
9、C经历 c 跃迁，氢原子放出的光子是可见光光子 D经历 d 跃迁后，再用可见光照射跃迁后的氢原子，可使氢原子发生电离 解析：选 D.经历 a 跃迁，氢原子从高能级向低能级跃迁时辐射出的光子的能量为 0.66 eV，A 错误；经历 b 跃迁，氢原子吸收能量，轨道半径增大，但核外电子的动能会减小，B 错误；经历 c 跃迁，氢原子辐射出的光子的能量为 0.97 eV，则该光子不是可见光光子，C 错误；经历 d 跃迁后，跃迁后的氢原子的电离能为 1.51 eV，因此用可见光光子照射可使其 电离，D 正确 4 二、多项选择题 10(2020山东济宁育才中学模拟)两个氘核以相等的动能 Ek对心碰撞发生核聚
10、变，核 反应方程为 2 1H21H32He10n，其中氘核的质量为 m1，氦核的质量为 m2，中子的质量为 m3. 假设核反应释放的核能 E 全部转化为动能，下列说法正确的是() A核反应后氮核与中子的动量相同 B该核反应释放的能量为 E(2m1m2m3)c2 C核反应后氮核的动能为E2Ek 4 D核反应后中子的动能为EEk 4 解析：选 BC.核反应前后两氘核动量和为零，因而反应后氦核与中子的动量等大反向， 故 A 错误；该核反应前后释放的能量E(2m1m2m3)c2，故 B 正确；由能量守恒可得： 核反应后的总能量为 E2Ek，由动能与动量的关系 Ek p2 2m，且 m He3mn可知，
11、核反应后 氦核的动能为E2Ek 4 ，核反应后中子的动能为3（E2Ek） 4 ，故 C 正确，D 错误 11(2019高考天津卷)我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018 年获得重大 突破，等离子体中心电子温度首次达到 1 亿度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的 技术基础下列关于聚变的说法正确的是() A核聚变比核裂变更为安全、清洁 B任何两个原子核都可以发生聚变 C两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加 D两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加 解析：选 AD.与核裂变相比轻核聚变更为安全、清洁，A 正确；自然界中最容易实现的 聚变反应是氢的同位素氘与氚的聚变，不
12、是任意两个原子核都能发生核聚变，B 错误；两个 轻核发生聚变结合成质量较大的核时，放出巨大的能量，根据 Emc2可知，聚变反应中存 在质量亏损，则总质量较聚变前减少，C 错误；两个轻核结合成质量较大的核的过程中要释 放能量，核子的平均质量减少，所以核子的比结合能增加，D 正确 12一静止的铝原子核 27 13Al 俘获一速度为 1.0107m/s 的质子 p 后，变为处于激发态的 硅原子核 28 14Si，下列说法正确的是() A核反应方程为 p2713Al2814Si B核反应过程中系统动量守恒 5 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
13、解析：选 AB.核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，A 正确；微观粒子相互作用过 程中， 满足动量守恒定律， B 正确； 题述核反应过程属于“二合一”形式的完全非弹性碰撞， 机械能有损失，但对于封闭的系统，能量仍然守恒，C 错误；核反应过程释放能量，存在质 量亏损现象，D 错误 13太阳的能量来源是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，核聚变反应可以看做 是 4 个氢核(11H)结合成 1 个氦核同时放出 2 个正电子下表中列出了部分粒子的质量(取 1 u 1 610 26 kg)： 粒子名称质子(p)粒子正电子(e)中子(n) 质量/u1.007 34.001 50.000 551.008
14、 7 以下说法正确的是() A核反应方程为 411H42He201e B4 个氢核结合成 1 个氦核时的质量亏损约为 0.026 6 kg C4 个氢核结合成 1 个氦核时的质量亏损约为 4.4310 29 kg D聚变反应过程中释放的能量约为 4.010 12 J 解析：选 ACD.由核反应的质量数守恒及电荷数守恒得 411H42He201e，A 正确；反应 中的质量亏损为m4mpm2me(41.007 34.001 520.000 55) u0.026 6 u 4.4310 29 kg，C 正确，B 错误；由质能方程得Emc24.4310 29(3108)2 J4 10 12 J，D 正确
15、 14.氢原子的能级图如图所示，现有大量处于 n4 能级的氢原子向低能级跃迁，下列说 法正确的是() A这些氢原子可能发出 6 种不同频率的光 B已知钾的逸出功为 2.22 eV，则氢原子从 n3 能级跃迁到 n2 能级释放的光子可 以从金属钾的表面打出光电子 C氢原子从 n2 能级跃迁到 n1 能级释放的光子能量最小 D氢原子由 n4 能级跃迁到 n3 能级时，氢原子能量减小，电子的动能增加 解析：选 AD.大量的氢原子处于 n4 的激发态，可能发出光的频率的种数 nC246， 6 故 A 正确；氢原子从 n3 能级跃迁到 n2 能级，释放的光子能量为 1.89 eV，小于钾的逸 出功 2.
16、22 eV，故不能产生光电效应，故 B 错误；由题图可知，氢原子由 n2 能级跃迁到 n 1 能级释放的光子能量不是最小的，光的频率不是最小的，故 C 错误；氢原子由 n4 能 级跃迁到 n3 能级时，放出能量，故氢原子能量减小，同时电子向原子核靠近，库仑引力 做正功，故电子动能增加，故 D 正确 三、非选择题 15在下列描述核过程的方程中，属于衰变的是_，属于衰变的是 _，属于核裂变的是_，属于核聚变的是_(填正确答案标号) A.146C147N 0 1e B.3215P3216S 0 1e C.23892U23490Th42He D.147N42He178O11H E.23592U10n14054Xe9438Sr210n F.31H21H42He10n 解析：一个原子核自发地放出一个粒子，生成一个新核的过程是衰变，因此 C 项 是衰变； 一个重核在一个粒子的轰击下， 分裂成几个中等质量原子核的过程是重核的裂变， 因此 E 项是重核的裂变；两个较轻的原子核聚合成一个较大的原子核，并放出粒子的过程 是轻核的聚变，因此
