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1、原子结构、原子核测试题及解析1下列说法正确的是()A. y射线比a射线的贯穿本领强B. 外界环境温度升高，原子核的半衰期变大C. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的重核裂变反应D. 原子核发生一次卩衰变，该原子外层就失去一个电子解析：选 A y 射线比 a 射线的贯穿本领强，选项 A 正确；外界环境不影响原子核的半衰期，选项 B 错误；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变反应，选项C错误；卩衰变是原子核内的中子转 化为质子时放出的负电子，与原子的外层电子无关，选项D错误。2.232Th经过一系列a衰变和卩衰变后变成208Pb，则Pb比Th少()A. 16 个中子， 8 个质子B. 8 个中子
2、， 16 个质子C. 24个中子， 8个质子D. 8 个中子， 24个质子解析：选A 208Pb比Th质子数少(90-82) = 8个，核子数少(232208) = 24个，所以中子数少(24 8) = 16个，故A正确，B、C、D错误。3. 下列说法正确的是()A. 光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量B. 比结合能越大，原子核越不稳定C. 将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变放射性元素的半衰期D. 原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损解析： 选 A 光子像其他粒子一样，不但具有粒子性，而且也有波动性，则不但具有能量，也具有动 量，故 A 正确；比结
3、合能越大，原子核越稳定， B 错误；放射性元素的半衰期与外界因素没有任何关 系，只和本身性质有关， C 错误；原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏 损，故 D 错误。4. 多选(2019天津高考)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
4、核聚变没有放射性污染，安全、清洁， A 正确；只有原子序数小的轻核 才能发生聚变， B 错误；轻核聚变成质量较大的原子核，比结合能增加、总质量减小，故 C 错误， D 正确。n/eV5如图为氢原子的能级示意图，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当原子 一 5-0.54向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。关于这些光，下列说法正确的是1a1.51()A. 最容易发生衍射现象的光是由n=4能级跃迁到n=l能级产生的B. 频率最小的光是由n=2能级跃迁到n=1能级产生的C. 这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光1以小D. 用由n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光去照射逸出功为6.34 eV的金属
5、铂能发生光电效应 解析：D 由n=4能级跃迁到n = 3能级产生的光，能量最小，波长最长，因此最容易发生衍射现象, 故A错误；由能级差可知能量最小的光频率最小，是由n=4能级跃迁到n=3能级产生的，故B错误; 大量处于n=4能级的氢原子能发射1)= 6种频率的光，故C错误；由n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光的能量为AE=3.4 eV( 13.6) eV=10.2 eV,大于6.34 eV,能使金属铂发生光电效应， 故 D 正确。6. 多选一个铍原子核(4Be)俘获一个核外电子(通常是最靠近原子核的K壳层的电子)后发生衰变，生成 一个锂核(Li),并放出一个不带电的质量接近零的中微子匕，人们
6、把这种衰变称为“K俘获”。静止 的铍核发生零“K俘获”，其核反应方程为?Be+_0e 7Li+已知铍原子的质量为MBe=7.016 929 u， 锂原子的质量为MLi=7.016 004 u,1 u相当于9.31 X 102 MeV。下列说法正确的是()A. 中微子的质量数和电荷数均为零B. 锂核(Li)获得的动能约为0.86 MeVC. 中微子与锂核(Li)的动量之和等于反应前电子的动量D. 中微子与锂核(7Li)的能量之和等于反应前电子的能量解析：选AC反应方程为4Be+_0e护+徨，根据质量数和电荷数守恒可知中微子的质量数和电荷 数均为零,A 正确；根据质能方程可知,AE= (7.016
7、 929 u+叫一7.016 004)X9.31 X 102 MeV0.86 MeV, 为释放的核能，不是锂核获得的动能， B 错误；衰变过程中内力远大于外力，故反应前后动量守恒， 故中微子与锂核(Li)的动量之和等于反应前电子的动量，C正确；由于反应过程中存在质量亏损，所 以中微子与锂核(Li)的能量之和小于反应前电子的能量，D错误。7. 已知金属钙的逸出功为2.7 eV,氢原子的能级图如图所示，一群氢原子处- - 0于量子数n=4的能量状态，贝9()3-L51A. 氢原子可能辐射3种频率的光子B. 氢原子可能辐射5种频率的光子113.6C有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应D有4种频率的
8、辐射光子能使钙发生光电效应解析：选C 根据C?=6知，这群氢原子可能辐射6种频率的光子，故A、B错误。从n=4能级跃迁 到n = 3能级辐射的光子能量为0.66 eV,从n = 3能级跃迁到n = 2能级辐射的光子能量为1.89 eV,从 n=4能级跃迁到n=2能级辐射的光子能量为2.55 eV,均小于逸出功，不能发生光电效应，其余3种 光子能量均大于2.7 eV，所以这群氢原子辐射的光中有3种频率的光子能使钙发生光电效应，故C正确，D错误。8. （2019湖南长沙一模）下列说法正确的是（）A. 氢原子的核外电子从低能级跃迁到高能级时，吸收光子，电子的轨道半径增大B. 238U-234Th+2
9、He是核裂变方程，当铀块体积大于临界体积时，才能发生链式反应C. 从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的强度无关，与照射光的频率成正比D. a射线是高速运动的氦原子核，能够穿透几厘米厚的铅板解析：选 A 根据波尔理论，氢原子的核外电子从低能级跃迁到高能级时，要吸收光子，电子的轨道半径增大，选项A正确；238U23fTh+4He是a衰变方程，不是核裂变方程，B错误；根据光电效应 方程，光电子的最大初动能为Ek=hvW，与频率v不成正比，C错误。a射线是高速运动的氦原子核, 但是不能穿透几厘米厚的铅板，D错误。9. 垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反
10、冲核的运动轨迹分别如图中a、b所示。由图可以判定（）A. 该核发生的是a衰变B. 该核发生的是卩衰变C. 磁场方向一定垂直纸面向里D. 磁场方向一定垂直纸面向外解析：选 B 原来静止的核，放出粒子后，总动量守恒，所以粒子和反冲核的速度方向一定相反，根据图示，它们在同一磁场中是向同一侧偏转的，由左手定则可知它们必带异种电荷，故应为卩衰变； 由于不知它们的旋转方向，因而无法判定磁场是垂直纸面向里还是向外，故B项正确。10. （2020江西名校联考）电子是我们高中物理中常见的一种微观粒子，下列有关电子说法正确的是：）A. 汤姆孙研究阴极射线时发现了电子，并准确测出了电子的电荷量B. 光电效应实验中，
11、逸出的光电子来源于金属中自由电子C. 卢瑟福的原子核式结构模型认为核外电子的轨道半径是量子化的D. 元素发生a衰变时，能够产生电子，并伴随着Y射线产生解析：选 B 汤姆孙研究阴极射线时发现了电子，但电子的电荷量是由密立根油滴实验测出的，故选项A错误；根据光电效应现象的定义可知光电效应实验中，逸出的光电子来源于金属中自由电子，故选项B正确；玻尔理论认为电子轨道半径是量子化的，卢瑟福的原子核式结构模型认为在原子的中心 有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在 核外空间里绕着核旋转，故选项C错误；元素发生卩衰变时，能够产生电子，并伴随着y射线产生， 故
12、选项 D 错误。11. 多选太阳能量的来源是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，核聚变反应可以看作是4 个氢核（1H）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=6x 10-26 kg）粒子名称质子（p）a粒子正电子（e）中子（n）质量/u1.007 34.001 50.000 551.008 7以下说法正确的是（）A. 核反应方程为4iH2He+20eB. 4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为0.026 6 kgC. 4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为4.43X10-29 kgD. 聚变反应过程中释放的能量约为4.0X10-12 J解析：选ACD 由核反应
13、的质量数守恒及核电荷数守恒得41H2He+20e,故A正确；反应中的质量亏损为 Am=4mpma2me = (4X 1.007 3-4.001 52X0.000 55)u=0.026 6 u=4.43X10-29 kg,故 C 正 确，B 错误；由质能方程得 AE=Amc2=4.43X 10-29X(3X 108)2 J4.0X10-12 J,故 D 正确。12.(2020沈阳检测)静止在匀强电场中的碳14原子核，某时刻放射的某种粒子 与反冲核的初速度方向均与电场方向垂直，且经过相等的时间后形成的轨EB.侍Cf 0e+B D.#Cf?H+B1，Vt=4 ，而加速度a=qjE，则得- : 弋-=
14、1 : 2,v2tm m1v1 mvq2迹如图所示(a、b表示长度)。那么碳14的核反应方程可能是()A.1#Cf 2He+1pBeC.1(4C01e+174N12a1t2解析：选A设时间为t，则v十=2v1t又因为动量守恒m1v1=m2v2，故q1 : q2=1 : 2，故只有A正确。13. (2017北京高考)在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次a衰变。放射出的a粒子(2He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示a粒子的 质量和电荷量。(1) 放射性原子核用AX表示，新核的元素符号用Y表示，写出该a衰变的核反应方程。(2) a粒子的圆周
15、运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小。(3) 设该衰变过程释放的核能都转化为a粒子和新核的动能，新核的质量为M,求衰变过程的质量亏损Am。解析：(i)a衰变的核反应方程：ax a4丫十4矗。(2)设 a 粒子的速度大小为 v，,V2nR p由 qvB=m r， T= v，得a粒子在磁场中运动周期T= qB 环形电流大小/=T=2nm。(3)由 qvB=mR，得 v=qBR设衰变后新核Y的速度大小为V，系统动量守恒MV mv=0mv qBR =M = M丄人1/J由 Amc2=2Mv 2 十 2%v2说明：若利用M=A子m解答，亦可。答案：（1风一纟二2丫+2血器2nm，3)(M+m)(qBR)2()2mMc2
