【文档说明】高考物理一轮复习第12章波粒二象性原子结构与原子核第34讲原子结构与原子核练习(含解析).doc，共(7)页，123.500 KB，由MTyang资料小铺上传

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1第34讲原子结构与原子核[解密考纲]综合考查氢原子能级的跃迁、放射性元素的衰变、半衰期、核反应，以及质能方程、核反应方程的有关计算．1．(2019·黄山质检)关于下列四幅图的说法正确的是()A．图甲中A处能观察到大量的闪光点，B处能看到较多的闪光点，C处观察不到闪光点B．图乙中1为α射线

，它的电离作用很强可消除静电C．图丙中处于基态的氢原子能吸收能量为10.4eV的光子而发生跃迁D．图丁中用弧光灯照射原来就带电的锌板时，发现验电器的张角变大，说明锌板原来带负电B解析图甲中A处能观察到大量的闪光点，B处能看到较多的闪光点，在C处也可以观察到很少的闪光点，选项A

错误；根据左手定则可知，1带正电，为α射线，α射线的电离作用很强，可消除静电，选项B正确；吸收光子能量发生跃迁，吸收的光子能量需等于两能级间的能级差，从基态氢原子发生跃迁到n＝2能级，需要吸收的能量最小，吸收的能量为

－3.4eV－(－13.6eV)＝10.2eV，即受10.2eV光子照射，可以从基态氢原子发生跃迁到n＝2能级，10.4eV的光子不能被吸收，不能发生跃迁，选项C错误；图中用弧光灯照射锌板，锌板上的电子逸出，锌板带上正电，发现验电器的张角变大，说明原来就带正电

，选项D错误．2．(2019·河南天一大联考高三期末)(多选)根据国家科技部2017年3月6日报道，迄今为止，科学家已经成功检测定位了纳米晶体结构中的氢原子，按玻尔氢原子理论，氢原子的能级如图所示，下列判断正确的是()2A．用

光子能量为13.01eV的光照射一群处于基态的氢原子，可观测到多种不同频率的光B．大量处于n＝4激发态的氢原子向基态跃迁时，可能发出6条光谱线C．氢原子从第4激发态跃迁到第2激发态需要吸收光子D．氢原子的核外电子由高能级跃迁到低能级时，氢原子的电势能减小，电子的动能增大BD解析氢

原子发生能级跃迁吸收或放出的光子能量等于两能级的能量差，选项A错误；大量处于在n＝4激发态的氢原子向基态跃迁时可发出的光谱线条数为nn－2＝6条，选项B正确；第4激发态是n＝5的能级态，第2激发态为n＝3的能级态

，氢原子由高能级态向低能级态跃迁时辐射光子，选项C错误；氢原子的核外电子由高能级跃迁到低能级时，轨道半径减小，因电场力做正功，故氢原子电势能减小，电子的动能增大，选项D正确．3．(2019·烟台一模)下列说法正确的是()A．玻尔通过对氢原子光谱的研究建立了原子的核式结构模型B．某

些原子核发生衰变时能够放出β粒子，说明原子核内有β粒子C．原子核反应中的质量亏损现象违反了能量守恒定律D．某种单色光照射某种金属发生光电效应，若增大光照强度，则单位时间内发射的光电子数增加D解析卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型，玻尔将量子观念引入原子领域，其理

论能够解释氢原子光谱的特征，故选项A错误；β衰变中产生的β射线实际上是原子核中的中子转变成质子，而放出电子，故选项B错误；核反应中的质量亏损现象遵循能量守恒定律，故选项C错误；发生光电效应时，单位时间内发射的光电子数随入射光强度的增加而增加，故选项D正确．4．(2019·南平高三一模)下列说法

正确的是()A．—束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光照强度太弱B．氢原子核外电子从半径较大的轨道跃迁到半径较小的轨道，电子的动能增大，但原子的能量减小C．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个

电子D．铀核裂变产物多样，其中一种核反应方程为23592U＋10n→14156Ba＋9236Kr＋210nB解析能不能发生光电效应，和入射光的频率有关，和入射光的强度无关，选项A3错误；按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较大的轨道跃迁到半径较小的轨道时，释放光子，原子的能量减小，电子受到的

库仑力提供向心力，则kQqr2＝mv2r⇒Ek＝12mv2＝kQq2r，r越小，动能越大，选项B正确；β衰变的实质是原子核内一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，不是来自核外电子，选项C错误；23592U＋10n→141

56Ba＋9236Kr＋310n，选项D错误．5．(2019·聊城一模)下列说法正确的是()A．铀核裂变的某种核反应方程是23592U→14156Ba＋9236Kr＋310nB．已知质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，那么2个质子和2个中子结合成一个α粒子，释放的能量

是(2m1＋2m2－m3)c2C．卢瑟福通过α粒子散射实验验证了在原子核内部存在质子D．一群处于n＝4能级态的氢原子，自发向低能级跃迁的过程中能辐射12种不同频率的电磁波B解析铀核裂变的核反应是23592U＋10n→14156Ba＋9236Kr＋310n，选项A错误；已知质子、

中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，那么2个质子和2个中子结合成一个α粒子，根据质能方程可得释放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2，选项B正确；卢瑟福通过α粒子散射实验验证了原子核式结构模型，选项C

错误；一群处于n＝4能级态的氢原子，自发向低能级跃迁的过程中能辐射C24＝6种不同频率的电磁波，选项D错误．6．(2019·苏北四市高三调研)(多选)下列说法正确的有()A．比结合能大的原子核分解成比结合能小的原子核时要吸收能量B．用紫光照射某金属表面时发生光电效应，改用红光照射时

也一定能发生光电效应C．黑体辐射的强度随温度的升高而变大，且最大值向波长较短的方向移动D．改变压强、温度可改变放射性元素的半衰期AC解析比结合能大的原子核分解为比结合能小的原子核时，核子的总结合能减小，一定要吸收核能才能完成，选项

A正确；用紫光照射某种金属可以发生光电效应，可知紫光的频率大于金属的极限频率，红光的频率小于紫光的频率，用红光照射不一定能产生光电效应，选项B错误；随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，选项C正确；半衰

期由原子核本身决定，与外界因素无关，选项D错误．7.(多选)原子核的比结合能曲线如图所示．根据该曲线，下列判断正确的有()A.42He核的结合能约为14MeV4B.42He核比63Li核更稳定C．两个21H核结合成42He核时释放能量D.23592U核中核子的平均结合

能比8936Kr核中的大BC解析由题图可知，42He的比结合能为7MeV，因此它的结合能为7MeV×4＝28MeV，选项A错误；比结合能越大，表明原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，结合题图可知，选项B正确；两个比结合能小的21H核结合成比结合能大的42He时，会释放能量，选项C正确；由题图

可知，23592U的比结合能(即平均结合能)比8936Kr的小，选项D错误．8．(2019·南昌重点中学模拟)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A解析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，选项A正确；比结合能越大的原子核越稳定，选项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，选项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，选项D错误．9．(2019·承德期末)(多选)一个氘核(21H)与氚核(31H)反应生成一个新核同时放出一个中子，并释放能

量．下列说法正确的是()A．该核反应为裂变反应B．该新核的中子数为2C．氘核(21H)与氚核(31H)是两种不同元素的原子核D．若该核反应释放的核能为ΔE，真空中光速为c，则反应过程中的质量亏损为ΔEc2BD解析一

个氘核和一个氚核经过核反应后生成一个氦核和一个中子，是质量数小的原子核聚变生成质量数大的原子核的过程，属于轻核聚变，选项A错误；当一个氘核和一个氚核经过核反应后生成一个氦核和一个中子时，由质量数守恒和电荷数守

恒可知，核反应方程是21H＋31H→42He＋10n，新核的中子数为2，选项B正确；氘核(21H)与氚核(31H)是同种元素，不同中子数的原子核，是同位素，选项C错误；根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2，因此核反应过程中的质量亏损为Δ

Ec2，选项D正确．10．(2019·丹东高三一模)下列说法错误的是()A．核反应方程94Be＋42He→126C＋X中的“X”为中子B．在光电效应中，饱和电流的大小与入射光的频率有关，与入射光的强度无关C．释放核能时必伴随质量亏损，因为质量和能量有对应关系D．

玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征5B解析根据质量数和电荷数守恒，知该核反应方程中的X电荷数为零，质量数为1，是中子，选项A正确；发生光电效应后，增加照射光电管的入射光的强度，电路中的光电流就一定增加，则饱和光电流的大小

取决于入射光的强度，选项B错误；根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2，可知释放核能的核反应必伴随着质量亏损，选项C正确；玻尔将量子观念引入原子领域，能够很好解释氢原子光谱，但不能解释氦原子光谱特征，这就是玻尔理论的局限性，选项D正确．11．(2019·石家庄高

三二模)如图所示为氢原子的部分能级图，则下列说法正确的是()A．氢原子由基态跃迁到激发态后，核外电子动能增大，原子的电势能减小B．大量处于n＝3激发态的氢原子，向低能级跃迁时可辐射出2种不同频率的光C．处于基态的氢原子可吸收能量为12.09eV的光子发生跃迁D．用氢原子n＝2

跃迁到n＝1能级辐射出的光照射金属铂(逸出功为6.34eV)时不能发生光电效应C解析氢原子从基态跃迁到激发态时，总能量变大，电子的轨道半径变大，电子的速度减小，动能减小，电势能增大，选项A错误；大量的氢原子处于n＝3

的激发态，向低能级跃迁时可辐射出n＝C23＝3种不同频率的光，选项B错误；大量处于基态的氢原子吸收了能量为12.09eV的光子后，氢原子能量为－1.51eV，跃迁到第3能级，选项C正确；用氢原子n＝2跃迁到n＝1能级，辐射出的光(10.20eV)照射金属铂(逸出功为6.34eV)时能发生光电效应，

选项D错误．12．(2019·北京师大附中期末)太阳中含有大量的氘核，氘核不断发生核反应放出核能，以光和热的形式向外辐射．已知两个氘核发生核反应可以产生一个新核，并放出一个中子．该新核质量为3.0150u，氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u,1u的质量相当于931

.5MeV的能量．(1)写出该核反应方程式；(2)求核反应中释放的核能；(结果保留三位有效数字)(3)若两氘核以相等的动能0.35MeV进行对心碰撞，假设核能全部转化为机械能，求反应后新核的动能．(结果保留两位有效数字)解析(1)由质量数和核电荷数守恒，写出核反应

方程为21H＋21H→32He＋10n.(2)反应过程中质量减少了6Δm＝2×2.0136u－1.0087u－3.0150u＝0.0035u，反应过程中释放的核能ΔE＝0.0035×931.5MeV＝3.26MeV.(3)设10n核和32He的动量分别为p1和p2，由动量守恒定律得0

＝p1＋p2，由此得p1和p2大小相等，由动能和动量关系E＝p22m及32He核和10n质量关系得，中子的动能E1是32He核动能E2的3倍，即E1∶E2＝3∶1，由能量守恒定律得E1＋E2＝ΔE＋2×0.35，由以上可以算出E2＝0.99MeV.答案(1)21H＋21H→3

2He＋10n(2)3.26MeV(3)0.99MeV13．(2019·衡水中学期末)一个静止的铀核23292U(原子质量为232.0372u)放出一个α粒子(原子质量为4.0026u)后衰变成钍核22890Th(原子质量为

228.0287u)．已知：原子质量单位1u＝1.67×10－27kg,1u相当于931MeV(计算结果均保留两位小数)．(1)写出核衰变反应方程并计算该核反应释放出的核能；(2)假设反应中释放出的核能全部转化为钍核和α粒子的动能，请计算钍核的动能大小．解析(1)2329

2U→22890Th＋42He，质量亏损Δm＝0.0059u，由爱因斯坦质能方程得ΔE＝Δmc2，ΔE≈5.50MeV.(2)系统动量守恒，钍核和α粒子的动量大小相等，即pTh＝pα，由EkTh＝p2Th2mTh，Ekα＝p2α2mα，得EkTh＋Ekα

＝ΔE，所以钍核获得的动能EkTh＝mαmα＋mThΔE＝4ΔE4＋228≈0.09MeV.答案(1)5.50MeV(2)0.09MeV14．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α衰变．放射出的α粒子(42He)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α粒子的质量和电荷量．(1)放射性原子核用AZX表示，新核的元素符号用Y表示，写出该α衰变的核反应方程；(2)α粒子的圆周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α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Δm.解析(1)AZX→A－4Z－2Y＋42He.7(2)设α粒子的速度大小为v，由qvB＝mv2R，T＝2πRv，得α粒子在磁场中运动周期T＝2πmqB，

环形电流大小I＝qT＝q2B2πm.(3)由qvB＝mv2R，得v＝qBRm，设衰变后新核Y的速度大小为v′，系统动量守恒Mv′－mv＝0，解得v′＝mvM＝qBRM，由Δmc2＝12Mv′2＋12mv2，得Δm＝M＋mqBR22m

Mc2.(若利用M＝A－44m解答，亦可)答案(1)AZX→A－4Z－2Y＋42He(2)2πmqBq2B2πm(3)M＋mqBR22mMc2