物理高考真题原子和原子核
高三物理原子核物理练习题及答案
高三物理原子核物理练习题及答案一、选择题1.以下哪个是不稳定的原子核？A. 氘核B. 氦核C. 镭核D. 铀核答案：C2.下列物质中，具有中子最多的是：A. 氢B. 氮C. 铁D. 铀答案：D3.以下哪个是半衰期较短的放射性同位素？A. 铀-238B. 铀-235C. 钍-232D. 钚-239答案：D4.下列几种放射线中，穿透能力最强的是：A. α射线B. β射线C. γ射线D. X射线答案：C5.核反应中质量守恒定律及能量守恒定律的基础是：A. 爱因斯坦质能方程B. 力守恒定律C. 电荷守恒定律D. 反射定律答案：A二、填空题1.法拉第定律指出，电流的大小与通过导线的_____成正比，与导线的长度及截面积的____成反比。
答案：电压、电阻2.铀-238衰变成钍-234时，放射出____和____。
答案：α粒子、氚核3.芬特方法通过测量放射性同位素的_____测定样品的年龄。
答案：衰变产物4.质子数为92的核素是_____。
答案：铀5.链式反应是指每个裂变核生成的中子都能引起_____个新的裂变核裂变。
答案：大于1个三、计算题1.一个铀-235核裂变时，平均产生3个中子，使周围8个铀-235核继续裂变。
假设每次裂变放出的能量为210MeV，求铀-235核裂变的倍增时间。
答案：根据倍增时间的定义，我们有Td = (N-1) × τ其中，Td为倍增时间，N为平均每次裂变释放的中子数，τ为平均裂变时间。
由题意可知，N = 3裂变时间τ = 1秒/8 = 0.125秒将N和τ代入上述公式，解得Td = (3-1) × 0.125 = 0.25秒2.一个样品中的放射性同位素含量初试为1000g，经过5个半衰期后剩余多少克？答案：根据半衰期的定义，经过一个半衰期放射性同位素的质量会剩下原来的一半。
因此，经过5个半衰期，剩余的质量为原质量的(1/2)^5倍。
即，剩余质量 = 1000g × (1/2)^5 = 1000g × 1/32 = 31.25g四、解答题1.请简述核聚变和核裂变的基本原理及其应用领域。
高考物理真题同步分类解析专题：原子和原子核含解析
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40
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2.9
2.9
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由表中数据得出的论断中不正确的是（）
A．两组实验采用了不同频率的入射光
B．两组实验所用的金属板材质不同
C．若入射光子的能量为5.0 eV，逸出光电子的最大动能为1.9 eV
D．若入射光子的能量为5.0 eV，相对光强越强，光电流越大
【答案】19．B
【解析】逐项研究
A.根据 ，因为入射光子的能量（ ）不等，所以频率（ ）不等，A正确。
【解析】普朗克光子能量公式 ，所以 的单位为 ，而 ，其中有kg，所以D错误，本题选D.
5.天津卷6.我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”20xx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
A．12.09 eVB．10.20 eV
C．1.89 eVD．1.5l eV
【答案】14．A
【解析】光子从n=3能级跃迁到n=2能级时产生的光是可见光，因为 。光子能量在1.63 eV~3.10 eV之间。要使处于基态（n=1）的氢原子被激发后跃迁到n=3能级，可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为 ，答案为A。
（3）在“焊接”视网膜的眼科手术中，所用激光的波长λ=6.4×107m，每个激光脉冲的能量E=1.5×10-2J．求每个脉冲中的光子数目．（已知普朗克常量h=6.63×l0-34J·s，光速c=3×108m/s．计算结果保留一位有效数字）
【答案】12.（2）中子 核裂变
（3）光子能量 光子数目n= ，代入数据得n=5×1016
高考物理近代物理知识点之原子核经典测试题附解析
高考物理近代物理知识点之原子核经典测试题附解析一、选择题1．关于天然放射现象，叙述正确的是（ ） A ．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减少 B ．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的C ．在α、β、γ这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,α射线的电离能力最强D ．铀核（23892U ）衰变为铅核（20682U ）的过程中,要经过8次α衰变和10次β衰变2．如图所示，一个静止的铀核，放在匀强磁场中，它发生一次α衰变后变为钍核，α粒子和钍核都在匀强磁场中做匀速圆周运动，则以下判断正确的是（ ）A ．1是α粒子的径迹，2是钍核的径迹B ．1是钍核的径迹，2是α粒子的径迹C ．3是α粒子的径迹，4是钍核的径迹D ．3是钍核的径迹，4是α粒子的径迹3．中国大科学装置“东方超环”（EAST ）近期实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破。
由于其内部核反应原理与太阳类似，因此“东方超环”也被称为“人造太阳”“人造太阳”采用的核反应方程可能是（ ） A ． B ．C ．D ．4．下列叙述符合历史事实的是（ ）A ．麦克斯韦通过实验发现，电磁波在真空中的传播速度等于光速B ．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C ．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核具有复杂结构D ．查德威克用粒子轰击氮原子核，打出一种新的粒子叫中子5．C 发生放射性衰变成为N ，半衰期为5700年。
已知植物存活期间，其体内C 与C 的比例不变；生命活动结束后，C 的比例持续减少。
现通过测量得知，某古木样品中C 的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。
下列说法正确的是 A ．该古木采伐的年代距今约2850年 B ．C 衰变为N 的过程中放出射线 C ．C 、C 具有相同的中子数D ．增加样品测量环境的压强将加速C 的衰变 6．太阳内部发生核反应方程，该反应出现了质量亏损下列说法正确的是A ．x 是负电子，反应过程放出能量B ．x 是正电子，反应过程放出能量C ．x 是负电子，反应过程吸收能量D ．x 是正电子，反应过程吸收能量7．“嫦娥四号”的核电池是利用放射性同位素23894Pu 的衰变供电的。
高考物理近代物理知识点之原子核基础测试题及答案解析
高考物理近代物理知识点之原子核基础测试题及答案解析一、选择题1．下列说法正确的是（ ）A ．普朗克为了解释黑体辐射的实验结果而提出了光子说B ．康普顿效应说明光子不仅有能量还具有动量C ．是聚变反应D ．据波尔理论可知氢原子从高能级从低能级跃迁时，电子的动能减小，电势能增大2．太阳内部有多种热核反应，其中的一个反应方程是：234112H+H He+x →，若已知21H 的质量为1m ，31H 的质量为2m ，42He 的质量为3m ，x 的质量为4m ，则下列说法中正确的是A ．x 是质子B ．x 是电子C ．这个反应释放的核能为()21234E m m m m c ∆=+--D ．21H 和31H 在常温下就能够发生聚变3．下列说法正确的是A ．原子核经过一次α衰变，质量数减少4B ．氢原子从激发态向基态跃迁只能吸收特定频率的光子C ．只要强度足够大的光照射金属就能发生光电效应现象D ．将放射性物质放在密闭的铅盒内，可以延长它的半衰期 4．关于近代物理，下列说法正确的是（ ） A ．射线是高速运动的氦原子B ．核聚变反应方程，表示质子C ．从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D ．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氦原子光谱的特征 5．关于天然放射性，下列说法正确的是 A ．所有元素都可能发生衰变B ．放射性元素的半衰期与外界的温度有关C ．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D ．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最弱6．由于地震、山洪等原因将大量的金丝楠及其他树种深埋，经千万年碳化、氧化、冲刷形成似石非石、似木非木的植物“木乃伊”，又叫碳化木，俗称乌木，已知植物存活期间，其体内14C 与12C 的比例与大气中相同，生命活动结束后，14C 衰变为14N ，14C 的比例持续减少，其半衰期约为5700年，现通过测量得知，某乌木样品中14C 的比例恰好是现代植物所制样品的二分之一。
高三物理原子核试题
高三物理原子核试题1.下列说法正确的是（）A．α粒子散射实验的结果证明原子核是由质子和中子构成B．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定C．波尔理论认为：氢原子核外电子轨道能量变化是不连续的，存在着能级D．核力是短程力，只存在质子和质子之间【答案】BC【解析】α粒子散射实验的结果证明原子是由原子核和核外电子构成，故选项A错误；结合能越大，原子核越稳定，故选项B正确；波尔理论认为：氢原子核外电子轨道能量变化是不连续的，存在着能级，故选项C正确；核力是短程力，只有原子核之间才显现出来，将核子组成原子核的力，故选项D错误。
【考点】本题考查原子核问题2.与原子核内部变化有关的现象是A．电离现象B．光电效应现象C．天然放射现象D．a粒子散射现象【答案】C【解析】电离现象、光电效应是电子脱离原子核的束缚，a粒子散射现象与原子的核式结构有关，D错；天然放射现象是原子核内部中子和质子发生变化生成新的原子核的现象，C对；3.一个氡核衰变成钋核并放出一个粒子,其半衰期为3.8天.1 g氡经过7.6天衰变掉氡的质量,以及衰变成的过程放出的粒子是( )A．0.25 g,α粒子B．0.75 g,α粒子C．0.25 g,β粒子D．0.75 g,β粒子【答案】B【解析】氡核半衰期为3.8天,7.6天为2个半衰期,所以1 g氡7.6天衰变掉的质量为1 g×y+(1g×y)×y="0.75" g.由的过程中放出的粒子是^4_2He即α粒子,所以B正确.4.一速度为v的高速α粒子(24He)与同方向运动的氖核(1020Ne)发生弹性正碰，碰后α粒子恰好静止．求碰撞前后氖核的速度(不计相对论修正)．【答案】v v【解析】设α粒子与氖核的质量分别为mα与mNe，氖核在碰撞前后的速度分别为vNe与vNe′由动量守恒与机械能守恒定律，有mαv＋mNevNe＝mNevNe′①mαv2＋mNevNe2＝mNevNe′2 ②解得vNe＝v ③vNe′＝v ④已知＝⑤将⑤式代入③④式得：vNe ＝v，vNe′＝v.5. (2010年高考上海卷)现已建成的核电站发电的能量来自于()A．天然放射性元素衰变放出的能量B．人工放射性同位素放出的能量C．重核裂变放出的能量D．化学反应放出的能量【答案】C.【解析】现在核电站所用原料主要是铀，利用铀裂变放出的核能发电，故C项正确．6.（6分）随着现代科学的发展，大量的科学发现促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、原子核的叙述正确的是________．(填选项前的编号)①卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构②天然放射现象表明原子核内部有电子③ H＋H―→ He＋ n 是轻核聚变反应方程④氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级和从n＝2能级跃迁到n＝1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长【答案】③【解析】卢瑟福α粒子散射实验说明的是原子内部的结构而不是原子核内部的结构；天然放射现象说明原子核具有复杂的结构；氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级放出的光子能量大于从n＝2能级跃迁到n＝1能级放出的光子能量，故前者波长小于后者．7.（2010·上海物理·4）现已建成的核电站的能量来自于（）A．天然放射性元素衰变放出的能量B．人工放射性同位素放出的的能量C．重核裂变放出的能量D．化学反应放出的能量【答案】C【解析】本题考查原子核反应。
高中物理,原子和原子核,典型题,精品含答案
《原子和原子核》典型题1．(多选)下列说法正确的是( )A.天然放射性现象说明原子核内部具有复杂的结构B.a粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构C.原子核发生p衰变生成的新核原子序数增加D.氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长2.(多选)下列说法中正确的是( )A. p衰变现象说明电子是原子核的组成部分B.目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变C.一个氢原子从n = 3的激发态跃迁到基态时，能辐射3种不同频率的光子D.卢瑟福依据极少数a粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型3.(多选)下列说法正确的是( )A.发现中子的核反应方程是4Be+2He f国+0nB.汤姆孙发现了电子，说明原子核有复杂的结构C.卢瑟福在a粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型D.要使金属发生光电效应，照射光的频率必须超过某一数值4.(多选)下列说法中正确的是( )A.放射性元素的半衰期是针对大量原子核的统计规律B.a、P、Y射线比较，a射线的电离作用最弱C.光的波长越短，光子的能量越大，光的粒子性越明显D.原子的全部正电荷和全部质量都集中在原子核里5.(多选)以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是( )A.紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B.每个核子只跟邻近的核子发生核力作用C.原子核式结构模型是由汤姆孙在a粒子散射实验基础上提出的D.太阳内部发生的核反应是热核反应6.（多选）下列说法正确的是（）A.方程式赞U-204Th+2He是重核裂变反应方程B.铯原子核（甯Cs）的结合能小于铅原子核您Pb）的结合能C.P衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的D.核力是短程力，与核子间的距离有关，有时表现为引力，有时表现为斥力7.（多选）关于原子核的结合能，下列说法正确的是（）A.原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量8.一重原子核衰变成a粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C.铯原子核（甯Cs）的结合能小于铅原子核您Pb）的结合能D.比结合能越大，原子核越不稳定8.自然界里一些放射性重元素往往会发生一系列连续的衰变，形成放射系.如图所示为锕系图的一部分，纵坐标N表示中子数，则图中U衰变成Po, 经历了次a衰变，次P衰变.9. （1）（多选）卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，其核反应方程为：2He+174N f gO+l H,下列说法正确的是（）A.卢瑟福通过该实验提出了原子的核式结构模型B.实验中是用a粒子轰击氮核的C.卢瑟福通过该实验发现了质子D.原子核在人工转变的过程中，电荷数一定守恒（2）为确定爱因斯坦的质能方程A E=A mc2的正确性，设计了如下实验：用动能为E 1 = 0.60 MeV的质子轰击静止的锂核7U,生成两个a粒子，测得两个a粒子的动能之和为E2=19.9 MeV,已知质子、a粒子、锂粒子的质量分别取m =1.007 3 u、m a=4.001 5 u、m Li=7.016 0 u,求：①写出该反应方程；②通过计算说明A E=A mc2正确.(1 u= 1.660 6义10f kg)10．(1)(多选)关于天然放射现象，下列叙述正确的是( )A.若使放射性物质所在处的压强升高，其半衰期将减小B.当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生P衰变C.在a、|3、Y这三种射线中，Y射线的穿透能力最强，a射线的电离能力最强D.铀核(燹U)衰变为铅核(/Pb)的过程中，要经过8次a衰变和6次P衰变(2)用速度大小为v的中子轰击静止的锂核(6Li),发生核反应后生成氚核和a 粒子.生成的氚核速度方向与中子的速度方向相反，氚核与a粒子的速度之比为7：8,中子的质量为m，质子的质量可近似看成m，光速为c.①写出核反应方程；②求氚核和a粒子的速度大小；③若核反应过程中放出的核能全部转化为a粒子和氚核的动能，求出质量亏损.11.(1)下列说法正确的是()A. P射线的穿透能力比Y射线强B.电子的衍射图样表明实物粒子也具有波动性C.雷Bi的半衰期是1小时，质量为m的超Bi经过3小时后还有6m没有衰变D.对黑体辐射的研究表明，温度越高，辐射强度极大值所对应的电磁波的频率不变(2)氢原子的能级如图所示.氢原子从n = 3能级向n =1能级跃迁所放出的光子，恰能使某种金属产生光电效应，则该金属的逸出功为eV;用一群处n=4能级的氢原子向低能级跃迁时所发出的光照射该金属，产生的光电子最大初动能为eV.n.㈤足V«--- ------ 04----------------- 0.853----------------- -L5I2------------------- 3A1----------------- 13,6(3)—静止的铀核(燹U)发生a衰变转变成钍核(Th),已知放出的a粒子的质量为m,速度为v0,假设铀核发生衰变时，释放的能量全部转化为a粒子和钍核的动能.①试写出铀核衰变的核反应方程；②求出铀核发生衰变时的质量亏损.(已知光在真空中的速度为如不考虑相对论效应)《原子和原子核》典型题参考答案1．解析：选AC.天然放射性现象说明原子核内部具有复杂的结构，选项A正确；a粒子散射实验说明原子具有核式结构，选项B错误；根据电荷数守恒和质量数守恒知，B衰变放出一个电子，新核的电荷数增加1，即原子序数增加，故C正确；氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的能量小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的能量，故从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长大于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长，选项D错误.2．解析：选BD.P衰变现象不能说明电子是原子核的组成部分，A选项是错误的；目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变，故B选项正确；一群氢原子从n= 3的激发态跃迁到基态时，能辐射03 = 3种不同频率的光子，而一个氢原子从n = 3的激发态跃迁到基态时，只能是三种可能频率中的一种或两种，故C 选项错误；卢瑟福依据极少数a粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型，D选项正确.3．解析：选ACD.发现中子的核反应方程是4Be + 4He - i62C + 0n，选项A正确；汤姆孙发现了电子，说明原子有复杂的结构，选项B错误；卢瑟福在a粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型，选项C正确；要使金属发生光电效应，照射光的频率必须超过某一数值，即超过这种金属的极限频率，选项D 正确．4．解析：选AC.放射性元素的半衰期是针对大量原子核的统计规律，A正确；a、区Y三种射线电离本领依次减弱，贯穿本领依次增强，B错误；根据公式c 二人可得光的波长越短，频率越大，根据公式E=hv可得频率越大，光子的能量越大，光的粒子性越明显，C正确；原子的正电荷都集中在原子核里，绝大部分质量在原子核里，不是全部质量，D错误.5．解析：选BD.根据爱因斯坦光电效应方程E k= hv - %可知，最大初动能与光的照射强度无关，与光的频率有关，选项A错误；核子之间的核力是短程力，每个核子只跟邻近的核子发生核力作用，选项B正确；原子核式结构模型是由卢瑟福在a粒子散射实验基础上提出的，选项C错误；太阳内部发生的核反应是聚变反应，属于热核反应，选项D正确.6．解析：选BCD.方程式赞U-204Th+ g He的反应物只有一个，生成物有g He , 属于a衰变，选项A错误；由原子核的平均结合能的曲线可知，铯原子核的比结合能与铅原子核的比结合能差不多，而铯原子核的核子数少得多，所以铯原子核的结合能小于铅原子核的结合能，选项B正确；B衰变所释放的电子不是来源于原子核外面的电子，而是原子核内的中子转化成质子时所产生的（0n-]H+ 01 e）,选项C正确；相邻的质子与质子、中子与质子、中子与中子既不会融合在一起（斥力），又相距一定距离组成原子核（引力），选项D正确.7．解析：选ABC.原子核的结合能等于核子结合成原子核所释放的能量，也等于将原子核完全分解成核子所需要的最小能量，A正确；重核衰变时释放能量，从能量守恒的角度可以理解，要把衰变产物分解成单个核子需要更多的能量，所以衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，B正确；原子核的结合能是该原子核的比结合能与核子数的乘积，铯原子核（甯Cs）的比结合能与铅原子核（208Pb）的比结合能差不多，但铯原子核。
高三物理原子核的天然衰变试题答案及解析
高三物理原子核的天然衰变试题答案及解析1.氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤。
它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一。
其衰变方程是→＋。
已知的半衰期约为 3.8天，则约经过天，16g的衰变后还剩1g。
【答案】，15.2【解析】根据衰变过程中，质量数与电荷数守恒可知，该衰变过程中，所释放的粒子的质量数为A＝222－218＝4，电荷数为Z＝86－84＝2，所以该粒子为，根据半衰期公式有：m＝，代入数据解得：t＝4τ＝15.2天m【考点】本题主要考查了核反应中质量数与电荷数守恒、半衰期公式的应用问题，属于中档偏低题。
2.碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有A．B．C．D．【答案】C【解析】放射性物质发生衰变时，由原子核的衰变公式，其中为半衰期的次数，解得，故选C.【考点】本题考查了原子核的衰变规律、半衰期的计算.3.核可以通过衰变产生粒子，下列说法中正确的有( )A．式中x=90、y=234，由此可推得所有的衰变均满足电荷数和质子数守恒B．核的比结合能比核的大C．1.0×1024个核经过两个半衰期后还剩1.0×106个D．若核原来是静止的，则衰变后瞬间核和粒子的速度方向有可能相同【答案】B【解析】因为所有的衰变均满足电荷数与质量数守恒，故可推得式中x=90、y=234，所以A错误；该衰变发反应释放能量，故核的比结合能比核的大，所以B正确；半衰期是大量的统计规律，少量的核衰变，不满足，所以C错误；由于核反应满足动量守恒，反应前总动量为零，故反应后核和粒子的总动量也为零，故速度方向相反，所以D错误。
【考点】本题考查原子核的衰变4.（6分）下列说法正确的是。
（选对一个给3分，选对两个给4分，选对3个给6分。
每选错一个扣3分，最低得分为0分）A．汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现了电子，从而揭示了原子是有复杂结构的B．卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了质子，实现了人类第一次原子核的人工转变C．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7. 6天后就一定剩下一个原子核D．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子而产生的E．玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象【答案】ABD【解析】汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现了电子，从而揭示了原子是可分的，有复杂的结构，A正确；卢瑟福发现了质子，是通过α粒子轰击氮原子核，，实现了人类第一次原子核的人工转变，B正确；半衰期是对大量原子核的一个统计规律，对于少量的原子不成立，C错误；β衰变所释放的电子是原子核内的一个中子转化成一个质子和一个电子而产生的，D正确；爱因斯坦提出了光的量子化，玻尔建立玻尔理论成功解释了氢原子发光的现象，E错误。
新高考物理模拟题分类汇编专题专题20-原子结构和原子核(含答案)
专题20 原子结构和原子核1．（2021·湖南娄底市高三零模）23292U 具有放射性，会发生α衰变；23292U 俘获中子会发生裂变产生中等质量的原子核，同时放出大量的核能，下列说法正确的是（ ）A ．23292U 发生α衰变时需要吸收热量 B ．23292U 能发生α衰变说明24292U 中有α粒子C ．23292U 的比结合能比裂变产生的中等质量原子核比结合能小 D ．23292U 裂变产生的能量即为23292U 的结合能【答案】C【解析】A ．23292U 发生α衰变时会放出热量，A 错误；B ．23292U 发生α衰变是原子核中两个中子和两个质子组成的一个粒子释放出来即为α粒子，原子核中并没有α粒子，B 错误；C ．23292U 裂变时释放核能，有质量亏损，产生的中等质量原子核的核子平均质量减小，核子的比结合能增大，C 正确；D ．核子结合成原子核或原子核分解成核子吸收的能量为结合能，因此23292U 裂变产生的能量并不是23292U 的结合能，D 错误。
故选C 。
2．（2021·湖南高三一模）图甲是“光电效应”实验电路图，图乙为某次“光电效应”实验中得到的同一光电管两端的遏止电压c U 随入射光频率v 变化的函数关系图像，下列判断正确的是（ ）A ．入射光的频率v 不同，遏止电压c U 相同B ．入射光的频率v 不同，光照强度不同，c U ν-图像的斜率相同C ．只要光的光照强度相同，光电子的最大初动能就一定相同D ．图甲所示电路中，当电压表增大到一定数值时，电流计将达到饱和电流 【答案】B【解析】A ．逸出功与金属材料有关，与入射光的频率无关，由km 0E h W ν=-，可知，入射光的频率不同，电子的最大初动能不同，又c km eU E =，所以入射光的频率不同，遏止电压c U 不同，A 错误；B ．由km c c E h h eU νν=-=，可得()c c hU eνν=-，故图线的斜率为相同的常量，B 正确；C ．由爱因斯坦光电效应km 0E h W ν=-，可知在入射光频率不同的情况下，光电子的最大初动能不同，最大初动能与光照强度无关，C 错误；D ．必须使图甲所示电路中的电源正负极反接过来，才能用来验证光电流与电压的关系，即当电压表增大到一定数值时电流计将达到饱和电流，D 错误。
新课标全国高考考前复习物理13.3 原子与原子核
新课标全国高考考前复习物理13.3 原子与原子核1．(1)卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔实验，获得了重要发现：关于α粒子散射实验的结果，下列说法正确的是( )．A．证明了质子的存在B．证明了原子核是由质子和中子组成的C．证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里D．说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动(2)英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔，发现了α粒子的散射实验．下列图中，O表示金原子核的位置，则能正确表示该实验中经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹的是图中的( )．解析(1)α粒子散射实验发现了原子内存在一个集中了全部正电荷和几乎全部质量的核．数年后卢瑟福发现核内有质子并预测核内存在中子，所以C对，A、B错．玻尔发现了电子轨道量子化，D错．(2)α粒子散射的原因是原子核对其有库仑斥力的作用，离核越近，斥力越大，偏转越明显，当正好击中原子核时，由于α粒子质量较小而反弹．答案(1)C (2)B2．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．如图13－3－1所示为原子核式结构模型的α粒子散射图景．图中实线表示α粒子的运动轨迹．其中一个α粒子在从a运动到b、再运动到c的过程中(α粒子在b点时距原子核最近)，下列判断正确的是 ( )．A．α粒子的动能先增大后减小B．α粒子的电势能先增大后减小C．α粒子的加速度先变小后变大图13－3－1D．电场力对α粒子先做正功后做负功解析根据题意，α粒子运动过程中，电场力对α粒子先做负功后做正功，所以其电势能先增大后减小，而动能先减小后增大，B正确，A、D错误．根据库仑定律和牛顿第二定律可知α粒子加速度先增大后减小，C错误．答案 B3．氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为ν1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则( )．A．吸收光子的能量为hν1＋hν2B．辐射光子的能量为hν1＋hν2C．吸收光子的能量为hν2－hν1D．辐射光子的能量为hν2－hν1解析氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光，说明能级m高于能级n，而从能级n跃迁到能级k时吸收紫光，说明能级k也比能级n高，而紫光的频率ν2大于红光的频率ν1，所以hν2>hν1，因此能级k比能级m高，所以若氢原子从能级k跃迁到能级m，应辐射光子，且光子能量应为hν2－hν1.故选项D正确．答案 D4．如图13－3－2为氢原子的能级图，已知处于较高能级的氢原子能自发地向较低能级跃迁，则：图13－3－2(1)一群氢原子由n＝4能级向n＝1能级跃迁时最多可辐射出________种不同频率的光．(2)要想使处在n＝2激发态的氢原子电离至少吸收________eV的能量．答案(1)6 (2)3.405．已知可见光光子的能量范围约为1.61～3.11 eV ，而氢原子的能级图如图13－3－3所示，则最低处于n ＝________能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离；大量氢原子从高能级向n ＝3的能级跃迁时，发出的光具有显著的________效应；大量处于n ＝4的氢原子向低能级跃迁时，可能发出________种不同频率的可见光．解析 可从题目中得知紫外线的能量大于3.11 eV ，而处于n ＝3能级的氢原子吸收1.51eV 以上的能量就可以使氢原子电离，故n ＝3；从大于3的能级向第3能级跃迁时，发出最大频率的光能量只有1.51 eV ，在可见光频率范围以下的红外线区域，具有显著的热效应；从第4能级向低能级跃迁时，可以发出6种可能的光子，但在可见光区域的只有2种，即从第4能级跃迁到第2能级的能量为2.55 eV 的光子和从第3能级跃迁到第2能级的能量为1.89 eV 的光子．答案 3 热 66．一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子．已知质子、中子、氘核的质量分别为m 1、m 2、m 3，普朗克常量为h ，真空中的光速为c .下列说法正确的是( )．A ．核反应方程是11H ＋10n ―→31H ＋γB ．聚变反应中的质量亏损Δm ＝m 1＋m 2－m 3C ．辐射出的γ光子的能量E ＝(m 3－m 1－m 2)cD ．γ光子的波长λ＝h m 1＋m 2－m 3c 解析 此核反应的核反应方程为11H ＋10n ―→21H ＋γ，A 错；由质能方程，γ光子的能量为E＝(m 1＋m 2－m 3)c 2，C 错；由E ＝h c λ知，波长λ＝h m 1＋m 2－m 3c，D 错；故B 正确． 答案 B7．太阳内部持续不断地发生着4个质子(11H)聚变为1个氦核(42He)的热核反应，核反应方程是411H→42He ＋2X ，这个核反应释放出大量核能．已知质子、氦核、X 的质量分别为m 1、m 2、m 3，真空中的光速为c .下列说法中正确的是( )． A ．方程中的X 表示中子(10n)B ．方程中的X 表示电子(0－1e)C ．这个核反应中质量亏损Δm ＝4m 1－m 2D ．这个核反应中释放的核能ΔE ＝(4m 1－m 2－2m 3)c 2图13－3－3解析由核反应质量数守恒、电荷数守恒可推断出X为01e，A、B错；质量亏损为Δm＝4m1－m2－2m3释放的核能为ΔE＝Δmc2＝(4m1－m2－2m3)c2，C错、D对．选D.答案 D8．我国科学家研制“两弹”所涉及的基本核反应方程有：(1)235 92U＋10n→9038Sr＋136 54Xe＋k10n(2)21H＋31H→42He＋d10n关于这两个方程的下列说法，正确的是( )．A．方程(1)属于α衰变B．方程(2)属于轻核聚变C．方程(1)中k＝10，方程(2)中d＝1D．方程(1)中k＝6，方程(2)中d＝1解析本题考查核反应方程．(1)为典型的裂变方程，故A选项错误．(2)为聚变反应，故B项正确．根据质量数守恒和电荷数守恒定律可得k＝10，d＝1，故C选项正确．答案BC9．核电站泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放β射线．铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射γ射线．下列说法正确的是 ( )．A．碘131释放的β射线由氦核组成B．铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量C．与铯137相比，碘131衰变更慢D．铯133和铯137含有相同的质子数解析β射线由高速电子流组成，选项A错误．γ射线为高频电磁波，光子能量远大于可见光光子的能量，选项B错误．碘131半衰期小，说明衰变快，选项C错误．铯133和铯137为同位素，具有相同的质子数，不同的中子数，选项D正确．答案 D10．2010年上海世博会太阳能应用技术引领了世界．太阳能屋顶、太阳能幕墙、太阳能汽车、太阳能动态景观……科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核(11H)转化成一个氦核(42He)和两个正电子(01e)并放出能量．已知质子质量m p＝1.007 3 u，α粒子的质量mα＝4.001 5 u，电子的质量m e＝0.000 5 u，1 u的质量相当于931 MeV的能量．(1)热核反应方程为______________________；(2)一次这样的热核反应过程中释放出多少MeV的能量？(结果保留四位有效数字)解析(1)411H→42He＋201e(2)Δm＝4m p－mα－2m e＝4×1.007 3 u－4.001 5 u－2×0.000 5 u＝0.026 7 uΔE＝Δmc2＝0.026 7 u×931 MeV＝24.86 MeV答案 (1)411H→42He ＋201e (2)24.86 MeV11．(1)在核反应堆中，铀核吸收中子会发生裂变，裂变的产物是多样的，所生成的核往往还会衰变，其中一个衰变过程可表述为131 53I ―→131 54Xe ＋________＋ΔE .试问式中空格应为何种粒子？________.(2)131 53I 的半衰期为8天．开始时核废料中有N 0个131 53I 核，经过16天，还有________个131 53I 核．(3)核电站的固体废料放射性比较强，要在核电站内的专用废物库放置5年，且在放置的初始阶段要对固体废料进行冷却处理．请简述需要进行冷却处理的理由．解析 (1)由核反应过程中质量数和核电核数守恒，得该粒子质量数为0，核电荷数为－1，核反应方程为131 53I ―→131 54Xe ＋ 0－1e ＋ΔE ，空格中粒子为电子．(2)由半衰期定义得剩余131 53I 核数N ＝N 0·＝14N 0. 答案 (1) 0－1e 电子 (2)14N 0 (3)核电站的固体废料放射性比较强，能放出γ射线，放出巨大能量．且刚开始放射性比较强，释放出的能量比较大，温度升高快，必须在初始阶段对核固体废料进行冷却处理．12．太阳中含有大量的氘核，因氘核不断发生核反应释放大量的核能，以光和热的形式向外辐射．已知氘核质量为2.013 6 u ，氦核质量为3.015 0 u ，中子质量为1.008 7 u ，1 u 的质量相当于931.5 MeV 的能量则：(1)完成核反应方程：21H ＋21H→________＋10n.(2)求核反应中释放的核能．(3)在两氘核以相等的动能0.35 MeV 进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的情况下，求反应中产生的中子和氦核的动能．解析 (1)32He(2)ΔE ＝Δmc 2＝(2×2.013 6 u－3.015 0 u －1.008 7 u)×931.5 MeV＝3.26 MeV.(3)两核发生碰撞时：0＝Mv 1－mv 2由能量守恒可得：ΔE ＋2E k ＝12Mv 21＋12mv 22 由以上两式解得：E He ＝12Mv 21＝0.99 MeV ，E 中＝12mv 22＝2.97 MeV 答案 (1)32He (2)3.26 MeV (3)0.99 MeV 2.97 MeV13．(1)234 90Th 是不稳定的，能自发的发生衰变．①完成234 90Th 衰变反应方程234 90Th→234 91Pa ＋________.②234 90Th 衰变为222 86Rn ，经过________次α衰变，________次β衰变．(2)1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子．科学研究表明其核反应过程是：α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核，复核发生衰变放出质子，变成氧核．设α粒子质量为m1，初速度为v0，氮核质量为m2，质子质量为m0，氧核的质量为m3，不考虑相对论效应．①α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间，复核的速度为多大？②求此过程中释放的核能．解析(1)①根据核电荷数守恒和质量数守恒，粒子为0－1e.②设发生n次α衰变，m次β衰变，则有234＝222＋4n，90＝86＋2n－m，解得n＝3，m＝2.(2)①设复核的速度为v，由动量守恒定律得m1v0＝(m1＋m2)v解得v＝m1v0m1＋m2.②核反应过程中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m0－m3反应过程中释放的核能ΔE＝Δm·c2＝(m1＋m2－m0－m3)c2. 答案(1)①0－1e ②3 2(2)①v＝m1v0m1＋m2②(m1＋m2－m0－m3)c2。
高三物理原子物理试题答案及解析
高三物理原子物理试题答案及解析1.关于下列四幅图的说法正确的是____（选对一个给3分，选对两个给4分，选对3个给6分。
每选错一个扣3分，最低得分为0分）A．甲图中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．乙图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，说明锌板原来带正电C．丙图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．丙图中处于基态的氢原子能吸收动能为10.4eV的电子的能量而发生跃迁E．丁图中1为α射线，它的电离作用很强，可消除静电【答案】BDE【解析】甲图中α粒子经过散射后，有少数发生大角度偏转，在C处观察到很少的粒子，A错误；乙图中为光电效应演示实验，锌板带正电，当发生光电效应后，电子从锌板飞出，锌板带正电数量增多，验电器的张角增大，B正确；C丙图为氢原子能级图，10.4eV的光子的能量不是两个能级的差值，因此这种光子不能被处于基态的氢原子吸收，C错误；丙图为氢原子能级图，电子碰撞处于基态的氢原子，氢原子吸收10.2eV能量，电子剩余0.2eV动能，D正确；丁图为射线在磁场中偏转，1射线向左偏，带正电，为α粒子，它的电离作用很强，可消除静电，E正确。
【考点】本题考查原子和原子核物理基本知识和实验现象。
2.（6分）下列说法正确的是__________(填入正确答案标号．选对一个得3分，选对两个得4分，选对3个得6分，每选错一个扣3 分，最低得0分)A．原子的核式结构模型是汤姆逊最早提出的B．铀核（）衰变为铅核（）的过程中，要经过8次衰变和6次衰变C．一个氢原子从量子数n=3的激发态跃迁到基态时最多可辐射2种不同频率的光子D．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能因为这束光的强度太小E．考古专家发现某一骸骨中C的含量为活着的生物体中C的1/4，，已知C的半衰期为5730年,则确定该生物死亡时距今约11460年【答案】BCE【解析】原子的核式结构模型是卢瑟福最早提出的，所以A错误；铀核（）衰变为铅核（）质量数减少32，所以需要8次衰变，电荷数应减少16，而铀核（）衰变为铅核（）电荷数只减少10，故有6次衰变，所以B正确；一个氢原子从量子数n=3的激发态往下跃迁时，先跃迁到n=2，再从n=2跃迁到基态，所以最多可辐射2种不同频率的光子，故C正确；一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能因为这束光的频率太小，所以D错误；根据半衰期的定义可知，该生物死亡时距今约两个半衰期即11460年，所以E正确。
高中物理-专题 原子核物理(基础篇)(解析版)
2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-5）第六部分原子物理专题6.10 原子核物理（基础篇）一．选择题1．（2020四川眉山二诊）地光是在地震前夕出现在天边的一种奇特的发光现象，它是放射性元素氡因衰变释放大量的带电粒子，通过岩石裂隙向大气中集中释放而形成的。
已知氡22286Rn的半衰期为3.82d，经衰变后产生一系列子体，最后变成稳定的20682Pb，在这一过程中A. 要经过4 次α衰变和4 次β衰变B. 要经过4 次α衰变和6 次β衰变C. 氡核22286Rn的中子数为86，质子数为136D. 标号为a、b、c、d 的4 个氡核22286Rn经3.82d 后一定剩下2 个核未衰变【参考答案】A【名师解析】原子核衰变，一次α衰变，核电荷数减少2，质量数减少4；一次β衰变，核电荷数增加1，质量数不变；所以氡22286Rn经过一系列衰变最后变成稳定的20686Pb要经过n=222-2064=4次α衰变，经过4次β衰变，选项A正确B错误；氡核22286Rn的质子数为86，中子数222-86= 136，选项C错误；由于半衰期是对大量原子核的统计规律，对几个原子核没有意义，所以标号为a、b、c、d 的 4 个氡核22286Rn经3.82d 后不一定剩下 2 个核未衰变，选项D错误。
2. （2020全国I卷高考仿真模拟1）下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是()A.γ射线是高速运动的电子流B.氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C.太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D.210 83Bi的半衰期是5天，100克210 83Bi经过10天后还剩下50克【参考答案】B【名师解析】β射线是高速电子流，而γ射线是一种电磁波，选项A错误.氢原子辐射光子后，绕核运动的电子距核更近，动能增大，选项B正确.太阳辐射能量的主要来源是太阳内部氢核的聚变，选项C错误.10天为两个半衰期，剩余的210 83Bi 为100×1()2t τ g ＝100×(12)2 g ＝25 g ，选项D 错误. 3.（2020年4月贵州模拟）核反应方程为U 23892→323490Th x +，根据方程提供的信息，下例说法中正确的是（ ）A.方程中的x 3表示的是电子B.方程表示的是原子的裂变C.这种核反应的变化是自发的，与原子所处的物理化学状态无关D.这种核反应没有质量亏损【参考答案】C【命题意图】考查原子核的衰变规律和核反应方程等必备知识。
北京版高考物理 专题十六 原子物理与原子核物理
专题十六原子物理与原子核物理挖命题【考情探究】分析解读本专题内容是选修3-5模块的两个重要内容之一,由原来的选考内容改为必考内容,命题难度不大,但考点较多,主要包括光电效应、氢原子能级、氢原子光谱、原子结构和原子核。
复习时应注重四个问题:一是精读教材,熟练掌握教材内容,重视课后习题;二是重视与现代科技相联系的题目;三是把重点放在光电效应、氢原子能级跃迁规律、核反应方程的书写及结合能和质量亏损的计算上;四是动量守恒定律在核反应过程中的应用。
【真题典例】破考点【考点集训】考点一原子物理1.卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析,提出了( )A.原子的核式结构模型B.原子核内有中子存在C.电子是原子的组成部分D.原子核是由质子和中子组成的答案A2.许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的,因此光谱研究是探索原子结构的一条重要途径。
利用氢气放电管可以获得氢原子光谱,根据玻尔理论可以很好地解释氢原子光谱的产生机理。
已知氢原子的基态能量为E1,激发态能量为E n=,其中n = 2,3,4,…。
1885年,巴耳末对当时已知的在可见光区的四条谱线做了分析,发现这些谱线的波长能够用一个公式表示,这个公式写做=R(-),n = 3,4,5,…。
式中R叫做里德伯常量,这个公式称为巴耳末公式。
用h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,则里德伯常量R可以表示为( ) A.- B. C.- D.答案C考点二原子核3.用中子n)轰击铝27Al),产生钠24Na)和X,则X是( )A.电子B.质子C.正电子D.α粒子答案D4.关于α、β、γ三种射线,下列说法正确的是( )A.三种射线都带电B.三种射线都是电磁波C.α射线的电离能力最强D.β射线的穿透能力最强答案C5.碳12的原子核是由6个质子和6个中子构成的,各质子之间存在着三种相互作用力,万有引力、库仑力和核力。
这三种相互作用力的大小由弱到强的顺序是( )A.万有引力、库仑力、核力B.万有引力、核力、库仑力C.库仑力、万有引力、核力D.核力、万有引力、库仑力答案A6.一个氘核与一个氚核结合成一个氦核同时放出中子,释放17.6 MeV的能量。
高三物理原子物理试题答案及解析
高三物理原子物理试题答案及解析1.(4分)下列说法正确的是A．原子核内部某个中子转变为质子和电子，产生的电子从原子核中发射出来，这就是β衰变B．比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定吸收核能C．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动速度减小。
D．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为一切物体都具有波粒二象性。
【答案】AD【解析】考查对原子物理相关概念的理解，原子核内部某个中子转变为质子和电子，产生的电子从原子核中发射出来，这就是β衰变，A正确；比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定放出核能，B错误；根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大；C错误；德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为一切物体都具有波粒二象性，D正确；2.下列说法中正确的是A．射线的穿透能力比射线的穿透能力弱B．结合能是由于核子结合成原子核而具有的能量C．若质子、电子具有相同动能，则它们的物质波波长相等D．普朗克认为振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍【答案】AD【解析】结合能是由于核子结合成原子核而吸收的能量，B错；物质波的波长，质子和电子的质量不相等，波长不同，C错；3.已知有核反应方程，则下列说法正确的是（）A．该反应属于衰变B．产物中的电子来源于的核外电子C．原子核的质量比原子核的质量大D 原子核的质量与原子核的质量相等【答案】AC【解析】由方程知，Na原子核中的一个中子变成一个质子和一个电子，所以该反应属于衰变，A对；产物中的电子是Na原子核中的一个中子反应生成的，不是来源于的核外电子，B错；因在反应中Na原子核放出了一个电子，所以原子核的质量比原子核的质量大，C对，D错。
4.6分)在下列关于近代物理知识的说法中，正确的是( )(选对一个给3分，选对两个给4分，选对三个给6分。
高三物理原子核试题答案及解析
高三物理原子核试题答案及解析1. 假设两个氘核在一直线上相碰发生聚变反应生成氦的同位素和中子，已知氘核的质量是2.013 6 u ，中子的质量是1.008 7 u ，氦核同位素的质量是3.015 0 u.(1)聚变的核反应方程式是________，在聚变核反应中释放出的能量为______ MeV.(保留两位有效数字)(2)若氚核和氦核发生聚变生成锂核，反应方程式为H ＋He→Li ，已知各核子比结合能分别为E H ＝1.112 MeV 、E He ＝7.075 MeV 、E Li ＝5.603 MeV ，求此核反应过程中释放的核能 ． 【答案】(1) H ＋H→He ＋n 3.3 (2)7.585 MeV 【解析】(1)在核反应前后质量数和核电荷数守恒，由爱因斯坦的质能方程可知在聚变核反应中释放出的能量为（2.013 6 u+2.013 6 u-1.008 7 u-3.015 0 u ）×931.5MeV="3.3"MeV(2)比结合能为平均每个核子的能量，所以释放的能量为1.112 MeV×3+7.075 MeV×4-5.603 MeV×7="7.585" MeV2. 中子和质子结合成氘核时,质量亏损为Δm,相应的能量ΔE=Δmc 2="2.2" MeV 是氘核的结合能.下列说法正确的是( )A ．用能量小于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时,氘核不能分解为一个质子和一个中子B ．用能量等于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的动能之和为零C ．用能量大于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的动能之和为零D ．用能量大于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的动能之和不为零【答案】AD【解析】用能量小于等于结合能的光子照射氘核时,氘核一定不能分解,所以A 正确,B 错误.用能量大于结合能的光子照射氘核时,氘核可能分解,只要分解,分解出的质子和中子动能之和一定不为零(若动能之和为零就分不开了),所以C 错误,D 正确.3. (山东临沂一模)如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z 的关系图象.下列说法中正确的是( )A ．若D ､E 能结合成F,结合过程一定要释放能量B ．若D ､E 能结合成F,结合过程一定要吸收能量C ．若A 能分裂成B ､C,分裂过程一定要释放能量D ．若A 能分裂成B ､C,分裂过程一定要吸收能量【答案】AC【解析】核反应过程中,核子数守恒,反应后比反应前核子平均质量减小,则反应过程一定要放出能量,反之,反应后核子平均质量增大,则反应过程中一定要吸收能量,由图象易知A ､C 正确.实际上在这里A 项为轻核的聚变反应,C 项为重核的裂变反应.4. 放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时,往往会同时伴随__________辐射.已知A､B两种放射性元素的半衰期分别为T1和T2,经过t=T1·T2时间后测得这两种放射性元素的质量相等,那么它们原来的质量之比mA mB=__________.【答案】γ 2T22T1【解析】由半衰期公式m=m0结合题意可得mA·mB·所以5.太阳内部持续不断地发生着4个质子聚变为一个氦核的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源．(1)写出这个核反应方程．(2)这一核反应能释放出多少能量？(3)已知太阳每秒释放能量为3.8×1026 J，则太阳每秒减少的质量为多少kg?(4)若太阳质量减小万分之三，热核反应不能继续进行，计算太阳还能存在多少年？(mp＝1.0073u，mα＝4.0015 u，me＝0.00055 u，太阳的质量为2×1030 kg)【答案】(1)4H―→He＋2e(2)24.78 MeV (3)4.2×109 kg(4)4.5×109年【解析】(1)核反应方程是4H―→He＋2 e.(2)这一核反应的质量亏损是Δm＝4mp －mα－2me＝0.0266 uΔE＝Δmc2＝0.0266×931.5 MeV≈24.78 MeV.(3)由ΔE＝Δmc2得每秒太阳质量减少Δm＝＝ kg≈4.2×109 kg.(4)太阳的质量为2×1030 kg，太阳还能存在的时间为t＝＝s≈1.4×1017 s即为4.5×109年．6.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个氢核结合成1个氦核同时放出2个正电子．试写出核反应方程，并由表中数据计算出该聚变反应过程中释放的能量(取1 u＝×10－26 kg)．粒子名称质子pα粒子电子e中子n质量/u 1.0073 4.00150.00055 1.0087【答案】：见解析【解析】核反应方程为4H―→He＋2e,4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损为Δm＝(1.0073×4－4.0015－2×0.00055)u＝0.0266 u＝4.43×10－29 kg由爱因斯坦质能方程得，聚变反应过程中释放的能量为ΔE＝Δmc2＝4.43×10－29×(3×108)2 J＝4.0×10－12 J.7.（2010·北京·15）太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少。
2024全国高考真题物理汇编：原子核章节综合
2024全国高考真题物理汇编原子核章节综合一、单选题 1．（2024江苏高考真题）用粒子轰击氮核从原子核中打出了质子，该实验的核反应方程式是14117718X N H O +→+，粒子X 为（ ） A ．正电子01e B ．中子10n C ．氘核12HD ．氦核42He2．（2024广西高考真题）近期，我国科研人员首次合成了新核素锇-160（16076Os ）和钨-156（15674W ）。
若锇-160经过1次α衰变，钨-156经过1次+β衰变（放出一个正电子），则上述两新核素衰变后的新核有相同的（ ） A ．电荷数B ．中子数C ．质量数D ．质子数3．（2024甘肃高考真题）2024年2月，我国科学家在兰州重离子加速器国家大科学装置上成功合成了新核素16976Os ，核反应方程如下：10658160482876Cd Ni Os 4X +→+该方程中X 是（ ）A ．质子B ．中子C ．电子D ．α粒子4．（2024海南高考真题）人工核反应3013014115Si H X P +→+中的X 是（ ）A ．中子B ．质子C ．电子D ．α粒子5．（2024北京高考真题）已知钍234的半衰期是24天。
1g 钍234经过48天后，剩余钍234的质量为（ ） A ．0gB ．0.25gC ．0.5gD ．0.75g6．（2024浙江高考真题）发现中子的核反应方程为491240He+Be X n →+，“玉兔二号”巡视器的核电池中钚 238的衰变方程为型2349238942Pu U+Y →，下列正确的是（ ）A ．核反应方程中的X 为126CB ．衰变方程中的Y 为32He C ．中子10n 的质量数为零 D ．钚238的衰变吸收能量7．（2024山东高考真题）2024年是中国航天大年，神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天，部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池。
已知9038Sr 衰变为9039Y 的半衰期约为29年；23894Pu 衰变为23492U 的半衰期约87年。
2020年高考物理真题分类汇编 原子结构、原子核、波粒二象性
2020年高考物理真题分类汇编（详解+精校）原子结构、原子核、波粒二象性1.（2020年高考•上海卷）卢瑟福利用a粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是A. B. D.1.D解析：本题考查a粒子散射实验的原理，主要考查学生对该实验的轨迹分析和理解。
由于a粒子轰击金箔时，正对金箔中原子核打上去的一定原路返回，故排除A、C选项；越靠近金原子核的a粒子受力越大，轨迹弯曲程度越大，故D正确。
2.（2020年高考•上海卷）用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是（）A.改用频率更小的紫外线照射B.改用X射线照射C.改用强度更大的原紫外线照射D.延长原紫外线的照射时间2.B解析：本题考查光电效应现象，要求学生知道光电效应发生的条件。
根据爱因斯坦对光电效应的研究结论可知光子的频率必须大于金属的极限频率，A错；与光照射时间无关，D错；与光强度无关，C错；X射线的频率比紫外线频率较高，故B对。
3.（2020年高考•上海卷）在存放放射性元素时，若把放射性元素①置于大量水中；②密封于铅盒中；③与轻核元素结合成化合物。
则（）A.措施①可减缓放射性元素衰变B.措施②可减缓放射性元素衰变C.措施③可减缓放射性元素衰变D.上述措施均无法减缓放射性元素衰变4.D解析：本题考查衰变及半衰期，要求学生理解半衰期。
原子核的衰变是核内进行的，故半衰期与元素处于化合态、游离态等任何状态无关，与外界温度、压强等任何环境无关，故不改变元素本身，其半衰期不会发生变化，A、B、C三种措施均无法改变，故D对。
5.（2020年高考•北京理综卷）表示放射性元素碘131（i3i I）6衰变的方程是53A.1311—127Sb+4HeB.1311—131Xe+o eC.1311—130I+1n535125354-153530D.131I—130Te+1H535214.B解析：A选项是a衰变，A错误；B选项是6衰变，B正确；C选项放射的是中子，C错误；D选项放射的是质子，D错误。
高考物理大一轮复习《原子与原子核》综合检测
《原子与原子核》综合检测(时间:90分钟满分:100分)【测控导航】有一个选项正确,第8～12题有多项正确,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错或不选的得0分)1.(2016·天津模拟)下列四幅图涉及不同的物理知识,其中说法正确的是( C )A.图(甲),卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,发现了质子和中子B.图(乙),用中子轰击铀核使其发生聚变,链式反应会释放出巨大的核能C.图(丙),玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率也是不连续的D.图(丁),汤姆孙通过电子的发现揭示了原子核内还有复杂结构解析:图(甲)卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,得出了原子的核式结构模型,选项A错误;图(乙)用中子轰击铀核使其发生裂变,链式反应会释放出巨大的核能,选项B错误;图(丙)玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率也是不连续的,选项C正确;图(丁)汤姆孙通过电子的发现揭示了原子有复杂结构,选项D错误.2. 在卢瑟福的α粒子散射实验中,某一α粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图所示.图中P,Q为轨迹上的点,虚线是经过P,Q两点并与轨迹相切的直线,两虚线和轨迹将平面分为四个区域.不考虑其他原子核对α粒子的作用,则关于该原子核的位置,正确的是( A )A.一定在①区域B.一定在②区域C.可能在③区域D.一定在④区域解析:卢瑟福通过α粒子散射并由此提出了原子的核式结构模型,正电荷全部集中在原子核内,α粒子带正电,同种电荷相互排斥,若在③④区域粒子轨迹将向上偏转,根据轨迹的弯曲方向知道排斥力向下,所以原子核一定在①区域,故选A.3.(2016·陕西实验中学模拟)下列关于核反应及衰变的表述正确的有( B )A.X N O H中,X表示HB H H He n是轻核聚变C.半衰期与原子所处的化学状态有关D.β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的解析:A项中X应为He,A错误;半衰期与原子所处的化学状态无关,C错误;β衰变中产生的β射线实际上是原子核内的中子转化成了一个质子和一个电子,这个电子发射到核外,就是β粒子,D错误;所以选B.4.(2016·天津一中月考)已知某单色光的波长为λ,在真空中的光速为c,普朗克常量为h,则该单色光的能量子为( A )A. B. C. D.hcλ解析:单色光的能量子为E=hν=.5.太阳因核聚变释放出巨大的能量,同时其质量不断减少.太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026 J,根据爱因斯坦质能方程,太阳每秒钟减少的质量最接近( D )A.1036 kgB.1018 kgC.1013 kgD.109 kg解析:根据质能方程ΔE=Δm·c2有,Δm== kg=kg=4.4×109 kg,故D正确.6.(2016·北京模拟)按照氢原子的玻尔模型,氢原子的核外电子绕原子核做匀速圆周运动,轨道半径和对应的能量r n=n2r1,E n=,电子从半径较大的轨道n=2的激发态向半径较小的轨道基态跃迁时,放出光子,(r1=0.053 nm,E1=-13.6 eV).则产生的光子频率(结果保留两位有效数字)( C )A.ν=1.5×1015 HzB.ν=2.0×1015 HzC.ν=2.5×1015 HzD.ν=4.5×1015 Hz解析:电子从半径较大的轨道n=2的激发态向半径较小的轨道基态跃迁时,r2=4r1,E2=-3.4 eV,故E2-E1=hν,解得ν=2.5×1015 Hz.7.(2016·江西南昌十所重点中学二模)下列说法中正确的是( D )A.氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后,在向低能级跃迁时放出光子的频率一定等于入射光子的频率B Th(钍)核衰变为Pa(镤)核时,衰变前Th核质量等于衰变后Pa核与β粒子的总质量C.α粒子散射实验的结果证明原子核是由质子和中子组成的D.分别用X射线和绿光照射同一金属表面都能发生光电效应,则用X射线照射时光电子的最大初动能较大解析:氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后,向较低能级跃迁时,有几种可能就会放出多少种光子,因此放出光子的频率可能等于入射光的频率,也可能小于入射光的频率,A错误;根据爱因斯坦的质能方程,会出现质量亏损,亏损的质量以能量的形式放出,B错误;α粒子散射实验的结果证明了原子的核式结构模型,C错误;根据光电效应方程,X射线的能量大于绿光的能量,因此用X射线照射时光电子的最大初动能较大,D正确.8.(2016·贵州遵义模拟)下列说法正确的是( AC )A.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关B.β射线与γ射线一样都是电磁波,但β射线的穿透本领远比γ射线弱C.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D.在原子核中,比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固解析:黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关,故选项A正确;只有γ射线是电磁波,β射线不是电磁波,β射线的穿透本领远比γ射线弱,选项B错误;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,选项C正确;在原子核中,比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固,选项D错误.9.氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时,可发出三种不同波长的辐射光.已知其中的两个波长分别为λ1,λ2,且λ1>λ2,则另一个波长可能是( CD )A.λ1+λ2B.λ1-λ2C. D.解析:氢原子在能级间跃迁时,发出的光子的能量与能级差相等,如果这三个相邻能级分别为1,2,3,且能级差满足E3-E1>E2-E1>E3-E2,根据h=E高-E低可得,可以产生的光子波长由小到大分别为,,,这三种波长满足两种关系=+和=-,变形可知C,D是正确的.10.(2016·山东烟台模拟)钍Th具有放射性,它能放出一个新的粒子而变为镤Pa,同时伴随有γ射线产生,其方程为Th→Pa+X,钍的半衰期为24天.则下列说法正确的是( BC )A.X为质子B.X是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的C.γ射线是镤核从高能级向低能级跃迁时辐射出来的D.1 g钍Th经过120天后还剩0.2 g钍解析:根据电荷数和质量数守恒知钍核衰变过程中放出了一个电子,即X为电子,故A错误;β衰变的实质:β衰变时释放的电子是由核内一个中子转化成一个质子同时产生的,故B正确;原子核衰变产生的γ射线是反应生成的镤核从高能级向低能级跃迁时辐射出来的,故C正确;钍的半衰期为24天,1 g钍Th经过120天后,发生5个半衰期,1 g钍经过120天后还剩0.031 25 g,故D错误.11.下列说法中正确的是( BCD )A.氡的半衰期为3.8天,若取4个氡原子核,经7.6天后就一定剩下1个氡原子核了B.核反应U n Ba Kr+mX是若干核裂变反应中的一种,X是中子,m=3C.光是一种概率波D.光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性解析:半衰期是大量原子衰变的统计规律,对少数原子无意义,故选项A错误;由电荷数守恒及质量数守恒可知,X的电荷数为0,质量数为1,其中m=3,选项B正确;根据光的波粒二象性可知,光是一种概率波,选项C正确;光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性,选项D正确.12.(2016·天津一中月考)如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线,普朗克常量h=6.63×10-34J·s,由图可知( AD )A.该金属的截止频率为4.27×1014 HzB.该金属的截止频率为5.5×1014 HzC.该金属的逸出功为0.5 eVD.该图线的斜率表示普朗克常量解析:根据爱因斯坦光电效应方程E k=hν-W0,E kν图像的横轴的截距大小等于截止频率,由图知该金属的截止频率为4.27×1014 Hz,故A正确,B错误;当E k=hν-W0=0时,逸出功为W0=h νc=6.63×10-34 J·s×4.27×1014 Hz=2.83×10-19 J≈1.77 eV,故C错误;由E k=hν-W0,得该图线的斜率表示普朗克常量h,故D正确.二、非选择题(共52分)13.(6分)(2016·江苏南通调研)核电站所需的能量是由铀核裂变提供的,裂变过程中利用(选填“石墨”或“镉棒”)吸收一定数量的中子,控制反应堆的反应速度.核反应堆产物发生β衰变产生反电子中微子(符号),又观察到反电子中微子(不带电,质量数为零)诱发的反应:+p→n+X,其中X代表(选填“电子”或“正电子”).解析:核电站所需的能量是由铀核裂变提供的,裂变过程中利用镉棒吸收一定数量的中子,控制反应堆的反应速度.核反应堆产物发生β衰变产生反电子中微子(符号),又观察到反电子中微子(不带电,质量数为零)诱发的反应:+p→n+X,其中X代表正电子.答案:镉棒正电子评分标准:每空3分.14.(6分)用极微弱的红光做双缝干涉实验,随着曝光时间的延长,可以先后得到如图(a),(b),(c)所示的图样,这里的图样(填“是”或“不是”)光子之间相互作用引起的,实验表明光波是一种(填“概率波”或“物质波”).解析:用极微弱的红光做双缝干涉实验,随着曝光时间的延长,能出现图示现象,说明不是光子之间的相互作用引起的,该实验现象说明光波是一种概率波.答案:不是概率波评分标准:每空3分.15. (6分)如图所示是使用光电管的原理图,当频率为ν的可见光照射到阴极K上时,电流表中有电流通过.(1)当电流表电流刚减小到零时,电压表的读数为U,则光电子的最大初动能为(已知电子电荷量为e).(2)如果不改变入射光的频率而增加入射光的强度,则光电子的最大初动能将(填“增加”“减小”或“不变”).解析:(1)因为反向电压为U时,电流表读数为零,则光电子的最大初动能E k=eU.(2)根据光电效应方程E k=hν-W0可知光电子的最大初动能和入射光的频率有关,与光照强度无关,故如果不改变入射光的频率而增加入射光的强度,则光电子的最大初动能不变.答案:(1)eU(2)不变评分标准:每空3分.16.(8分)(2016·江苏南通调研)一静止的钚核发生衰变后放出一个α粒子变成铀核.已知钚核质量为m1,α粒子质量为m2,铀核质量为m3,光在真空中的传播速度为c.(1)如果放出的粒子的速度大小为v,求铀核的速度大小v′.(2)求此衰变过程中释放的总能量.解析:(1)根据动量守恒定律0=m2v-m3v′(2分)解得v′=v.(1分)(2)质量亏损Δm=m1-m2-m3(2分)释放的总能量ΔE=Δmc2(1分)解得ΔE=(m1-m2-m3)c2.(2分)答案:(1) v(2)(m1-m2-m3)c217. (8分)(2016·广东湛江模拟)如图所示,原子从n>2的某一能级跃迁到n=2的能级,辐射出能量为2.55 eV的光子.问至少要给基态的氢原子提供多少电子伏的能量,才能使它辐射上述能量的光子?请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的跃迁图.解析:(1)氢原子从n>2的某一能级跃迁到n=2的能级,满足hν=E n-E2=2.55 eV(2分)E n=hν+E2=-0.85 eV,所以n=4(2分)基态氢原子要跃迁到n=4的能级,应提供的能量为ΔE=E4-E1=12.75 eV(2分)跃迁图如图(2分)答案:12.75 eV 图见解析18.(8分)一个静止的铀核U(原子质量为232.037 2 u)放出一个α粒子(原子质量为4.002 6 u)后衰变成钍核Th(原子质量为228.028 7 u ).(已知原子质量单位1u=1.67×10-27k g,1u相当于931.5 MeV)(1)写出衰变方程;(2)算出该衰变反应中释放出的核能;(3)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,则钍核获得的动能有多大? 解析:(1)衰变方程为U Th He.(2分)(2)ΔE=Δmc2=(232.037 2-228.028 7-4.002 6)×931.5 MeV≈5.50 MeV;(2分)(3)根据动量守恒定律m钍v钍=mαvα,则=====(2分)故E k钍==≈0.09 MeV.(2分)答案:(1U Th He(2)5.50 MeV(3)0.09 MeV19.(14分)(2016·云南玉溪一中月考)太阳中含有大量的氘核,氘核不断发生核反应释放大量的核能,以光和热的形式向外辐射.已知氘核质量为2.013 6 u,氦核质量为3.015 0 u,中子质量为1.008 7 u,1 u相当于931.5 MeV的能量,则:(1)完成核反应方程H H→n.(2)求核反应中释放的核能.(3)在两氘核以相等的动能0.35 MeV进行对心碰撞,并且核能全部转化为机械能的情况下,求反应中产生的中子和氦核的动能.解析:(1)核反应方程为H H He n(2分)(2)ΔE=(2×2.013 6-3.015 0-1.008 7)×931.5 MeV=3.26 MeV.(2分)(3)两核发生碰撞时0=Mv1-mv2(2分)由能量守恒可得ΔE+2E k=M+m(2分)由以上两式解得E He=M=0.99 MeV(1分)E中=m=2.97 MeV.(1分)答案:(1He (2)3.26 MeV (3)2.97 MeV 0.99 MeV【备用题组】1.(2016·海南文昌中学期末)下面是原子物理领域著名科学家及他们的主要贡献,在贡献后面的横线上填入对应科学家前面的字母代号.A.爱因斯坦B.卢瑟福C.玻尔D.普朗克E.查德威克(1)通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型的科学家是;(2)第一次将量子观念引入原子领域,提出了定态和跃迁的概念,成功地解释了氢原子光谱的实验规律的科学家是;(3)通过核反应方程Be He C n发现了中子的科学家是;(4)首先提出“能量子”的概念,他被称为“量子之父”的科学家是.解析:(1)通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型的科学家是卢瑟福;(2)第一次将量子观念引入原子领域,提出了定态和跃迁的概念,成功地解释了氢原子光谱的实验规律的科学家是玻尔;(3)通过核反应方程Be He C n发现了中子的科学家是查德威克;(4)首先提出“能量子”的概念,他被称为“量子之父”的科学家是普朗克.答案:(1)B (2)C (3)E (4)D2.(2016·江苏清江中学模拟)太阳能量来源于太阳内部氢核的聚变,设每次聚变反应可以看做是4个氢核H)结合成1个氦核He),同时释放出正电子e).已知氢核的质量为m p,氦核的质量为mα,正电子的质量为m e,真空中光速为c.计算每次核反应中的质量亏损及氦核的比结合能.解析:由题意可知,质量亏损为Δm=4m p-mα-2m e;由E=Δmc2可知氦核的比结合能为E0=.答案:4m p-mα-2m e3.已知某金属表面接收波长为λ和2λ的单色光照射时,释放出光电子的最大初动能分别为30 eV和10 eV,求能使此种金属表面发生光电效应的入射光的极限波长为多少?(h=6.63×10-34 J·s,c=3×108 m/s)解析:若此种金属的逸出功为W0,极限波长为λ0.由爱因斯坦光电效应方程得h-W0=E k1h-W0=E k2,h=W0,可得λ0=1.24×10-7 m.答案:1.24×10-7 m4.紫光在真空中的波长为4.5×10-7m,问:(1)紫光光子的能量是多少?(2)用它照射截止频率为νc=4.62×1014Hz的金属钾能否发生光电效应?(3)若能产生,则光电子的最大初动能为多少?(h=6.63×10-34J·s)解析:(1)E=hν=h=4.42×10-19 J.(2)ν==6.67×1014Hz,因为ν>νc,所以能发生光电效应.(3)E k=hν-W0=h(ν-νc)=1.36×10-19J.答案:(1)4.42×10-19 J (2)能(3)1.36×10-19J5.(2016·广东湛江模拟)(多选)据新华社报道,由我国自行设计、研制的世界上第一个全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试.下列关于“人造太阳”的说法中,正确的是( AC )A.“人造太阳”的核反应方程是H H He nB.“人造太阳”的核反应方程是U n Ba Kr+nC.“人造太阳”释放的能量大小的计算式是ΔE=Δmc2D.“人造太阳”释放的能量大小的计算式是E=mc2/2解析:“人造太阳”的核反应是轻核的聚变反应,其方程是H+H He n,选项A正确,B错误;根据爱因斯坦质能方程可知,“人造太阳”释放的能量大小的计算式是ΔE=Δmc2,选项C正确,D错误.。
高考物理一轮复习 专题61 原子与原子核(讲)(含解析)
高考物理一轮复习专题61 原子与原子核(讲)(含解析)1、知道两种原子结构模型，会用玻尔理论解释氢原子光谱、2、掌握氢原子的能级公式并能结合能级图求解原子的跃迁问题、3、掌握原子核的衰变、半衰期等知识、4、会书写核反应方程，并能根据质能方程求解核能问题、一、氢原子光谱、氢原子的能级、能级公式1、原子的核式结构(1)电子的发现：英国物理学家汤姆孙发现了电子。
(2)α粒子散射实验：1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90，也就是说它们几乎被“撞”了回来。
(3)原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。
2、光谱(1)光谱用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱。
(2)光谱分类有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱。
有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱。
(3)氢原子光谱的实验规律巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式＝R，(n＝3,4,5，…)，R是里德伯常量，R＝1、10107 m－1，n为量子数。
3、玻尔理论(1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。
(2)跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝Em－En。
(h是普朗克常量，h＝6、6310－34 Js)(3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应。
原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的。
4、氢原子的能级、能级公式(1)氢原子的能级能级图如图所示(2)氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式：En＝E1 (n ＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13、6 eV。
高考物理原子的核式结构原子核专题练习含解析
高考物理原子的核式结构原子核专题练习（含解析）高考物理原子的核式结构原子核专题练习（含解析）1、下列说法正确的是（）A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应B．汤姆孙发现电子，表明原子具有复杂结构C．卢瑟福发现了中子，查德威克发现了质子D．一束光照射到某金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短E．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减少，原子总能量增大答案解：A、太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，A正确；B、汤姆孙发现电子，说明电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元，B正确；C、卢瑟福发现了质子，查德威克发现了中子，C错误；D、一束光照射到某金属上不能发生光电效应是因为入射光的频率小于该金属的截止频率，D错误；E、按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减少，原子总能量增大，E正确．故选：ABE2、如图所示为卢瑟福和他的助手做α粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C三个位置时，关于观察到的现象，下列说法中正确的是()A．相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多B．相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数最少C．相同时间内放在C位置时观察到屏上的闪光次数最少D．放在C位置时观察不到屏上有闪光答案AC[解析]1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来，则A、C正确。
3、卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是图45－1中的()ABCD答案解析：本题考查学生对α粒子散射实验现象的定性认识．由教材中讲述的实验现象可知，只有D选项符合．答案：D4、已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226.试问：(1)镭核中有几个质子？几个中子？(2)镭核所带的电荷量是多少？(3)呈中性的镭原子，核外有几个电子？答案5、在卢瑟福α粒子散射实验中,金箔中的原子核可以看做静止不动,下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹,其中正确的是()答案C解析:α粒子散射实验中,入射的α粒子只有靠近金箔原子核时在其斥力作用下发生大角度偏转,图A、D中出现引力情况,这是不可能的,图B中其中一个α粒子的径迹不对,只有选项C正确.6、如图1所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，下述对观察到现象的说法中正确的是()A．放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B．放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置时稍少些C．放在C、D位置时，屏上观察不到闪光D．放在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少答案AD7、如图R为一含有U的放射源，它能放出α、β、γ三种射线变为Rn。
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分类练习12----原子和原子核(3-5)一、选择题1、三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子后变为Y核，Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个个氦（42He）,则下面说法正确的是CD（08全国1卷）A．X核比Z核多一个原子 B．X核比Z核少一个中子C．X核的质量数比Z核质量数大3 D．X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍2、中子和质子结合成氘核时，质量亏损△m，相应的能量△E=△mc2=2.2MeV是氘核的结合能。
下列说法正确的是AD（08全国2卷）A．用能量小于2.2MeV的光子照射静止氘核时，氘核不能分解为一个质子和一个中子B．用能量等于2.2MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零C．用能量大于2.2MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零D．用能量大于2.2MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和不为零3、一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子。
已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3,普朗克常量为h,真空中的光速为c。
下列说法正确的是B（08北京卷）A．核反应方程是11H+10n→31H+γ B．聚变反应中的质量亏损m m∆=1+m2-m1C．辐射出的γ光子的能量E=(m3-m1-m2)c D．γ光子的波长2123()hm m m c λ=+-4、一个氡核22286nR衰变成钋核21884oP并放出一个粒子，其半衰期为3.8天．1g氡经过7.6天衰变掉氡的质量，以及22286nR衰变成21884oP的过程放出的粒子是B（08天津卷）A．0.25g，α粒子B．0.75g，α粒子C．0.25g，β粒子D．0.75g，β粒子5、放射性同位素针232经αβ衰变会生成氧，其衰变方程为23290Th→22080Rn+xα+yβ，其中A．x=1,y=3 B．x=2,y=3 C．x=3,y＝1 D．x=3,y=2 D（08重庆卷）6、在下列4个核反应方程中，x表示质子的是C（08上海卷）A．30301514P Si+x→B．2382349292U Th+x→C．2712713012Al+n Mg+x→D．2743013215Al+He P+x→7、铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：2723Al+42He→X+10n．下列判断正确的是BD（08广东卷）A ．10n是质子B ．10n是中子 C ．X是2814Si 的同位素 D ．X是3115P的同位素8、用具有一定动能的电子轰击大量处于基态的氢原子，使这些氢原子被激发到量子数为n （n＞2）的激发态。
此时出现的氢光谱中有N 条谱线，其中波长的最大值为λ。
现逐渐提高入射电子的动能，当动能达到某一值时，氢光谱中谱线数增加到N ’条，其中波长的最大值变为λ’。
下列各式中可能正确的是AC(08灾区卷)A ．N ’＝N 十nB ．N ’＝N 十n －1C ．λ’＞λD ．λ’＜λ9、某核反应方程为21H+31H →42He+X.已知21H 的质量为2.0136u.31H 的质量为3.018u, 42He 的质量为4.0026u,X 的质量为1.0087u.则下列说法中正确的是B(06四川卷)A ．X 是质子，该反应释放能量B ．X 是中子，该反应释放能量C ．X 是质子，该反应吸收能量D ．X 是中子，该反应吸收能量10、据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置（又称“人造太阳”）已完成了首次工程调试。
下列关于“人造太阳”的说法正确的是AC (06广东卷)A ．“人造太阳”的核反应方程是nHe H H 10423121+→+B ．“人造太阳”的核反应方程是nKr Ba n U 1092361415610235923++→+C ．“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是2mc E ∆=∆D ．“人造太阳”核能大小的计算公式是221mc E =11、一个原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为则下列叙述正确的是 A (06天津卷)A ．X 原子核中含有 86个中子B ．X 原子核中含有 141个核子C ．因为裂变时释放能量，根据，所以裂变后的总质量数增加D ．因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少12、目前核电站利用的核反应是A(06北京卷)A ．裂变，核燃料为铀B ．聚变，核燃烧为铀C ．裂变，核燃烧为氘D ．聚变，核燃料为氘13、卢瑟福通过对a 粒子散射实验结果的分析，提出AC06(上海卷) A ．原子的核式结构模型 B ．原子核内有中子存在C ．电子是原子的组成部分D ．原子核是由质子和中子组成的14、某原子核AZX 吸收一个中子后，放出一个电子，分裂为两个α粒子.由此可知 A.A=7,Z=3 B.A=7,Z=4 C.A=8,Z=3 D.A=8,Z=4 A(06全国1卷) 15、现有三个核反应：①2411Na→2412Mg ＋01-e ②23592U ＋10n→14156Ba ＋36Kr ＋310n ③21H ＋31H→42He ＋10n下列说法正确的是C(06全国卷)A ①是裂变，②是β衰变，③是聚变B ①是聚变，②是裂变，③是β衰变C ①是β衰变，②是裂变，③是聚变D ①是β衰变，②是聚变，③是裂变16、用大量具有一定能力的电子轰击大量处于基态的氢原子，观测到了一定数目的光谱线。
调高电子的能量再次进行观测，发现光谱线的数目比原来增加了5条。
用△n 表示两次观测中最高激发态的量子数n 之差，E 表示调高后电子的能量。
根据氢原子的能级图可以判断，△n 和E 的可能值为AD(07全国1卷)A ．△n=1，13.22 eV <E<13.32 eVB ．△n=2，13.22 eV <E<13.32 eVC ．△n=1，12.75 eV <E<13.06 eVD ．△n=2，12.75 eV <E<13.06 Ev17、μ子与氢原子核（质子）构成的原子称为μ氢原子（hydrogen muon atom ），它在原子核物理的研究中有重要作用。
图为μ氢原子的能级示意图。
假定光子能量为E 的一束光照射容器中大量处于n =2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为1ν、2ν、3ν、4ν、5ν和6ν的光，且频率依次增大，则E 等于C(07江苏卷) A ．)(13νν-h B ．)(65νν+hC ．3νh D ．4νh16．关于天然放射现象，下列说法正确的是D(07四川卷)A ．放射性元素的原子核内的核子有半数发生变化所需的时间就是半衰期B ．放射性物质放出的射线中， a 粒子动能很大，因此贯穿物质的本领很强C ．当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生β衰变D ．放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射 二、计算题1、（1）场强为E 、方向竖直向上的匀强电场中有两小球A 、B ，它们的质量分别为m １、m ２，电量分别为q １、 q ２．A 、B 两球由静止释放，重力加速度为g ，则小球A 和Ｂ组成的系统动量守恒应满足的关系式为 ．(2)约里奥·居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素P3015衰变成i S 3014的同时放出另一种粒子，这种粒子是．P3215是P3015的同位素，被广泛应用于生物示踪技术．1mg P3215随时间衰变的关系如图所示，请估算4 mg的P3215经多少天的衰变后还剩0.25 mg?(08年江苏卷) g m m q q E )()(2121+=+；正电子 56天 2、 (1)（6分）天然放射性元素23994Pu 经过 次衰变和 次衰变，最后变成铅的同位素 。
（填入铅的三种同位素20682Pb 、20782Pb 、20882Pb中的一种）（08宁夏卷）答案：（1）8 4 20722Pb3、在氢原子光谱中．电子从较高能级跃迁到n=2能级发出的谱线属于巴耳末线系。
若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系，则这群氢原子自发跃迁时最多可发出 条不同频率的谱线。
6(08山东卷）4、放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时，往往会同时伴随＿＿＿＿＿辐射。
已知A 、B 两种放射性元素的半衰期分别为T 1和T 2，经过t ＝T 1·T 2时间后测得这两种放射性元素的质量相等，那么它们原来的质量之比m A ：m B ＝＿＿＿＿＿。
（08上海卷）γ，2T2 : 2T15、（1）放射性物质Po21084和Co6027的核衰变方程为：(07广东卷)12068221084X Pb Po +=260286027X Ni Co +=方程中的X 1代表的是______________，X 2代表的是______________。
eH 42(或α) e 01-(或β)6、如图所示，铅盒内装有能释放α、β和γ射线的放射性物质，在靠近铅盒的顶部加上电场E 或磁场B ，在图（a ）、（b ）中分别画出射线运动轨迹的示意图。
（在所画的轨迹上须标明是α、β和γ中的哪种射线）人类认为原子结构研发利用原子能经理了十分曲折的过程，请按要求回答下列问题（1）卢瑟福、波尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献。
请选择其中的两位，指出他们的主要成绩。
① ② 在贝克勒又发现天然放射现象后，人们对放射线的研发进行了深入研究。
下图为放射线在同一磁场中运动轨迹，请从三种射线中任选一种，写出它的名称和一种轨迹。
(07山东卷)E（a ）B（b ）。