2021届物理二轮专题强化练习： 原子结构与原子核

2021届物理二轮专题强化练习： 原子结构与原子核
选择题(1～6题为单项选择题，7～9题为多项选择题)
1．2019年是世界上首次实现元素人工转变100周年.1919年，卢瑟福用氦核轰击氮原子核，发现产生了另一种元素，该核反应方程可写为：42He ＋14 7N →m 8X ＋1n Y.以下判断正确的是( )
A ．m ＝16，n ＝1
B ．m ＝17，n ＝1
C ．m ＝16，n ＝0
D ．m ＝17，n ＝0
2．氚核31H 发生β衰变成为氦核32He.假设含氚材料中31H 发生β衰变产生的电子可以全部定向移动，在3.2×104 s 时间内形成的平均电流为5.0×10－8 A ．已知电子电荷量为1.6×10－19 C ，在这段时间内发生β衰变的氚核31H 的个数为( )
A ．5.0×1014
B ．1.0×1016
C ．2.0×1016
D ．1.0×1018
3．太阳内部核反应的主要模式之一是质子－质子循环，循环的结果可表示为41H →42He ＋201e ＋2ν，已知1
H 和42He 的质量分别为m p ＝1.007 8 u 和m α＝4.002 6 u,1u ＝931 MeV/c 2，c 为光速．在4个1H 转变成1个42
He 的过程中，释放的能量约为( )
A ．8 MeV
B ．16 MeV
C ．26 MeV
D ．52 MeV
4．在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识．下列图示的实验中导致发现原子具有核式结构的是( )
5.
变
ν随入射光频率k E 可得到光电子最大初动能，用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应(
则由图可知，虚线表示锌，实线表示钨，如图所示，坐标系中ν-k E 若将二者的图线画在同一个，图象ν-k E 化的 )
A ．锌的逸出功比钨的逸出功大
B ．两者的图线可能不平行
C ．图线在横轴的截距等于逸出功
D ．光电子最大初动能还和入射光的强度有关
6.
图示为氢原子能级示意图，已知大量处于n ＝2能级的氢原子，当它们受到某种频率的光线照射后，可辐射
出6种频率的光子，下面说法中正确的是( )
A ．n ＝2能级氢原子受到照射后跃迁到n ＝5能级
B ．n ＝2能级氢原子吸收的能量为2.55 eV
C ．频率最高的光子是氢原子从n ＝3能级跃迁到n ＝1能级放出的
D ．波长最大的光子是氢原子从n ＝4能级跃迁到n ＝1能级放出的
7．太阳内部发生的核反应主要是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，氢核的聚变反应可以看作是4
u 相当于931.5 1(下表中列出了部分粒子的质量)．He 42(结合成1个氦核)H 1(个氢核MeV 的能量)，以下说法中正确的是( )
粒子名称 质子p α粒子 电子e 中子n 质量/u 1.007 3 4.001 5 0. 000 55 1.008 7
e
012＋He 42→H 14e
0－12＋He 42→H 1核反应方程式为4．B u
6 时的质量亏损约为0.026)He 42(4个氢核结合成1个氦核．C D ．4个氢核聚变反应过程中释放的能量约为24.8 MeV
8．如图所示为氢原子的能级图，若用能量为12.75 eV 的光子去照射大量处于基态的氢原子，则( )
A ．有的氢原子能从基态跃迁到n ＝3的激发态上去
B ．氢原子从基态跃迁到n ＝4的激发态上去
C ．氢原子最多能发射3种波长不同的光
D ．氢原子最多能发射6种波长不同的光
9．放射性同位素电池是一种新型电池，它是利用放射性同位素衰变放出的高速带电粒子(α射线、β射线)与物质相互作用，射线的动能被阻止或吸收后转变为热能，再通过换能器转化为电能的一种装置．其构造大致是：最外层是由合金制成的保护层，次外层是防止射线泄漏的辐射屏蔽层，第三层是把热能转化成电能的换能器
同位素 Sr 90 Po 210 Pu
238 射线 β α α
半衰期 28年 138天 89.6年
电池，则下列论述正确的是( )
所需的屏蔽材料较薄
，放出的β射线比α射线的贯穿本领弱，使用寿命较长，Sr 的半衰期较长90．A 所需的屏蔽材料较薄
，放出的α射线比β射线的贯穿本领弱，使用寿命最长，Po 的半衰期最短210．B 所需的屏蔽材料较薄
，放出的α射线比β射线的贯穿本领弱，使用寿命最长，Pu 的半衰期最长238．C D ．放射性同位素在发生衰变时，出现质量亏损，但衰变前后的总质量数不变
2021届物理二轮专题强化练习：原子结构与原子核
1．解析：由质量数和电荷数守恒可得：4＋14＝m＋1,2＋7＝8＋n，解得：m＝17，n＝1.
答案：B
2．命题意图：本题考查β衰变、电流及其相关知识点，考查的核心素养是物理观念．
解析：由q＝It，ne＝q联立解得n＝1.0×1016，选项B正确．
答案：B
3．命题意图：本题考查了学生对核反应中核能的计算能力，体现了学科素养中的物理观念．
解析：由核反应方程可知，4个1H转变成1个42He的过程中的质量亏损Δm＝4×1.007 8 u－4.002 6 u＝0.028 6 u，释放的核能ΔE＝Δmc2＝0.028 6×931 MeV≈26.6 MeV，故选项C正确．
答案：C
4．命题意图：本题考查对教材有关插图的理解、物理学史及其相关知识点，考查的核心素养是科学态度与责任．
解析：发现原子具有核式结构的是卢瑟福的α粒子轰击金箔发生散射的实验，选项D正确．
答案：D
5．解析：根据光电效应方程知，E km＝hν－W0，可知图线的斜率表示普朗克常量h，图线斜率相同，横轴截距表示金属的极限频率，虚线表示锌，则锌的极限频率较大，可知锌的逸出功较大，故A项正确，B、C项错误；根据光电效应方程知，E km＝hν－W0，可知光电子的最大初动能与入射光的强度无关．故D项错误．答案：A
6．解析：大量处于n＝2能级的氢原子，当它们受到某种频率的光线照射后，可辐射出6种频率的光子，即c2n＝6，n＝4，可知n＝2能级氢原子受到照射后跃迁到n＝4能级，吸收的能量为(－0.85 eV)－(－3.4 eV)＝2.55 eV，A错误，B正确；频率最高的光子对应的能级差最大，是氢原子从n＝4能级跃迁到n＝1能级放出的，C错误；波长最大的光子对应的能级差最小，是氢原子从n＝4能级跃迁到n＝3能级放出的，D错误．答案：B
7．解析：根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可判断A正确，B错误；反应过程中的质量亏损Δm＝4m p－mα－2m e＝0.026 6 u，故该反应过程中释放的能量ΔE＝Δm×931.5 MeV＝24.8 MeV，故选项C、D正确．答案：ACD
8．解析：由氢原子的能级图得到n＝4的激发态与基态的能级差为ΔE＝E4－E1＝－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV，所以用能量为12.75 eV的光子去照射大量处于基态的氢原子，氢原子能从基态跃迁到n＝4的激发态上去，不能从基态跃迁到n＝3的激发态上去，故A错误，B正确；氢原子吸收光子的能量跃迁到n＝4的激发态后，向低能级跃迁时，任意两个能级之间发生一次跃迁，共发射C24＝6种波长不同的光，故C错误，D正确．答案：BD
9．解析：原子核衰变时，释放出高速运动的射线，这些射线的能量来自原子核的质量亏损，即质量减小，但质量数不变，D正确；表格中显示Sr的半衰期为28年、Po的半衰期为138天、Pu的半衰期为89.6年，故Pu 的半衰期最长，其使用寿命也最长，α射线的穿透能力没有β射线强，故较薄的屏蔽材料即可挡住α射线的泄漏，C正确．
答案：CD。