2022版新高考人教物理一轮作业：第十二章 第2讲　原子结构与原子核 WORD版含解析.docx

1、A组基础题组一、单项选择题1在核反应方程HeNOX中，X表示的是()A质子B中子C电子 D粒子解析：设X为X，根据核反应的质量数守恒得41417A，则A1；电荷数守恒278Z，则Z1，即X为H，即为质子，故选项A正确，B、C、D错误。答案：A2(2021适应性测试重庆卷)下列核反应方程正确的是()A.UnBaKr3nB.UnRbCs2nC.UnBrLa3HD.UnSrXe9n解析：A中方程左边质量数2371238，右边质量数142913236，质量数不守恒，925636，电荷数守恒，故A错误；B中方程左右两边质量数2351901442，质量数守恒，B中方程左右两边电荷数923755，电荷数守恒

2、，故B正确；C中方程左右两边质量数2351871463，质量数守恒，C中方程左右两边电荷数9257353，电荷数不守恒，故C错误；D中方程左右两边质量数2351901369，质量数不守恒，D中方程左右两边电荷数923854，电荷数守恒，故D错误。答案：B3已知Th的半衰期为24天。4 g Th经过72天还剩下()A0 B0.5 gC1 g D1.5 g解析：4 g Th经过72天即3个半衰期，还剩下原来的，即0.5 g，选项B正确。答案：B4(2020高考山东卷)氚核H发生衰变成为氦核He。假设含氚材料中H发生衰变产生的电子可以全部定向移动，在3.2104 s时间内形成的平均电流为5.0108

3、 A。已知电子电荷量为1.61019 C，在这段时间内发生衰变的氚核H的个数为()A5.01014 B1.01016C2.01016 D1.01018解析：根据I，可得产生的电子数为n1.01016个，因在衰变中，一个氚核产生一个电子，可知氚核的个数为1.01016个，故选B。答案：B5(2021宁夏银川高三质量检测)国产科幻大片流浪地球讲述了太阳即将在未来出现“核燃烧”现象，从而导致人类无法生存，决定移民到半人马座比邻星的故事。据科学家论证，太阳向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，当太阳内部达到一定温度时，会发生“核燃烧”，其中“核燃烧”的核反应方程为HeXBe，方程中X表示某种粒子

4、，Be是不稳定的粒子，其半衰期为T，则下列说法正确的是()AX粒子是HeB若使Be的温度降低，其半衰期会减小C经过2T，一定质量的Be占开始时的D“核燃烧”的核反应是裂变反应解析：根据质量数和电荷数守恒可知，X粒子的质量数为4，电荷数为2，为He，选项A正确；温度不能改变放射性元素的半衰期，选项B错误；经过2T，一定质量的Be占开始时的，选项C错误；“核燃烧”的核反应是轻核聚变反应，选项D错误。答案：A二、多项选择题6下列说法正确的是()A原子的核式结构模型是汤姆孙最早提出的B一个氢原子从量子数n3的激发态跃迁到基态时最多可辐射2种不同频率的光子C一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能因

5、为这束光的强度太小D考古专家发现某一骸骨中14C 的含量为活着的生物体中14C 的，已知14C的半衰期为5 730 年，则确定该生物死亡时距今约11 460 年解析：原子的核式结构模型是卢瑟福提出的，故选项A错误；一个氢原子从量子数n3的激发态跃迁到基态时最多可辐射2种不同频率的光子，先从3到2，再从2到1，故选项B正确；一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为这束光的频率太小，与光的强度无关，故选项C错误；根据半衰期与放射性元素的质量之间的关系：mm0()n，当mm0时，知n2，即该生物死亡时间距今为两个半衰期，为5 730211 460年，故选项D正确。答案：BD7如图是氢原子的能级

6、示意图。当氢原子从n4的能级跃迁到n3的能级时，辐射出光子a；从n3的能级跃迁到n2的能级时，辐射出光子b。以下判断正确的是()A在真空中光子a的波长大于光子b的波长B光子b可使氢原子从基态跃迁到激发态C光子a可能使处于n4能级的氢原子电离D大量处于n3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射3种不同谱线解析：氢原子从n4的能级跃迁到n3的能级的能级差小于从n3的能级跃迁到n2的能级时的能级差，根据EmEnh知，光子a的能量小于光子b的能量，所以a光的频率小于b光的频率，光子a的波长大于光子b的波长，故A正确；光子b的能量小于基态与任一激发态的能级差，所以不能被基态的原子吸收，故B错误；根据EmEn

7、h可求光子a的能量小于n4能级的电离能，所以不能使处于n4能级的氢原子电离，故C错误；大量处于n3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射3种不同谱线，故D正确。答案：AD8(2021宁夏银川九中等三校联考)“超导托卡马克”(EAST)是我国自行研制的可控热核反应实验装置。设该实验反应前氘核(H)的质量为m1，氚核(H)的质量为m2，反应后氦核(He)的质量为m3，中子(n)的质量为m4，真空中光速为c。下列说法中正确的是()A这种装置中发生的核反应方程是HHHenB由核反应过程质量守恒可知m1m2m3m4C核反应放出的能量等于(m1m2m3m4)c2D这种装置与我国大亚湾核电站所使用核装置的核反应

8、原理不相同解析：可控热核反应装置中发生的核反应方程是HHHen，A正确；核反应过程中质量数守恒，但质量不守恒，核反应过程中存在质量亏损，B错误；核反应过程中的质量亏损mm1m2m3m4，释放的核能E(m1m2m3m4)c2，C正确；这种装置的核反应是核聚变，我国大亚湾核电站所使用核装置的核反应是核裂变，它们的核反应原理不同，D正确。答案：ACDB组能力题组9本题中用大写字母代表原子核，E经衰变成为F，再经衰变成为G，再经衰变成为H。P经衰变成为Q，再经衰变成为R，再经衰变成为S。上述系列衰变可记为下面两式： EFGHPQRS已知P和F是同位素，则()AQ和G是同位素，R和H是同位素BR和G是同

9、位素，S和H是同位素CR和E是同位素，S和F是同位素DQ和E是同位素，R和F是同位素解析：衰变使电荷数少2，新原子在元素周期表中位置前移2位；衰变使电荷数多1，新原子在元素周期表中位置后移1位。由PQRS可得，P是S的同位素，又P是F的同位素，即P、F、S为同位素；E经衰变成为F，R经衰变成为S，又因为F、S是同位素，所以E、R是同位素；F经衰变成为G，P经衰变成为Q，又因为F、P是同位素，所以G、Q也是同位素，故A、B、D错误，C正确。答案：C10(多选)一个铍原子核(Be)俘获一个核外电子(通常是最靠近原子核的K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

10、微子e，人们把这种衰变称为“K俘获”。静止的铍核发生零“K俘获”，其核反应方程为BeeLie。已知铍原子的质量为MBe7.016 929 u，锂原子的质量为MLi7.016 004 u,1 u相当于9.31102 MeV/c2。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(Li)的能量之和等于反应前电子的能量解析：反应方程为BeeLie，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；由于核衰变时的质量亏损放出的能量Emc2(7.016 929 ume7.016

11、 004)9.31102 MeV0.86 MeV，释放的核能不是锂核获得的动能，锂核获得的动能近似等于反应前电子的动能和释放的能量之和，会大于0.86 MeV，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)的能量之和与反应前电子与铍原子核的能量之和不等，D错误。答案：AC11(多选)(2020高考浙江卷)太阳辐射的总功率约为41026 W，其辐射的能量来自聚变反应。在聚变反应中，一个质量为1 876.1 MeV/c2(c为真空中的光速)的氘核(H)和一个质量为2 809.5

12、 MeV/c2的氚核(H)结合为一个质量为3 728.4 MeV/c2 的氦核(He)，并放出一个X粒子，同时释放大约17.6 MeV的能量。下列说法正确的是()AX粒子是质子BX粒子的质量为939.6 MeV/c2C太阳每秒因为辐射损失的质量约为 4.4109 kgD太阳每秒因为辐射损失的质量约为17.6 MeV/c2解析：由质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，则X为中子，选项A错误；根据能量关系可知mX(1 876.12 809.53 728.417.6)MeV/c2，解得mX939.6 MeV/c2，选项B正确；太阳每秒放出的能量EPt41026 J，损失的质量m kg4

13、.4109 kg，选项C正确；因为E41026 J eV2.51045 eV2.51039 MeV，则太阳每秒因为辐射损失的质量为m2.51039 MeV/c2，选项D错误。答案：BC12(多选)一个静止的放射性原子核处于匀强磁场中，由于发生了衰变而在磁场中形成如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为116。下列判断正确的是()A该原子核发生了衰变B反冲核在小圆上逆时针运动C原来静止的核，其原子序数为15D放射性的粒子与反冲核运动周期相同解析：衰变后产生的新核即反冲核及放射的带电粒子在匀强磁场中均做匀速圆周运动，轨道半径r，因反冲核与放射的粒子动量守恒，而反冲核电荷量较大，所以其半径较小，并且反

14、冲核带正电荷，由左手定则可以判定反冲核在小圆上做逆时针运动，在大圆上运动的放射粒子在衰变处由动量守恒可知其向上运动，且顺时针旋转，由左手定则可以判定一定带负电荷。因此，这个衰变为衰变，放出的粒子为电子，衰变方程为ABe。由两圆的半径之比为116可知，B核的核电荷数为16。原来的放射性原子核的核电荷数为15，其原子序数为15。即A为P(磷)核，B为S(硫)核。由周期公式T可知，因电子与反冲核的比荷不同，它们在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期不相同。答案：BC13氢原子的能级示意图如图所示，现有大量的氢原子处于n4的激发态，当向低能级跃迁时，会辐射出若干种不同频率的光，若用这些光照射逸出功为4.54

15、 eV的钨时，下列说法中正确的是()A氢原子能辐射4种不同频率的光子B氢原子辐射的光子都能使钨发生光电效应C氢原子辐射一个光子后，氢原子的核外电子的速率增大D钨能吸收两个从n4向n2能级跃迁的光子而发生光电效应解析：大量的氢原子处于n4的激发态，当向低能级跃迁时，能辐射的光子的种类为C6，故A错误；一群处于n4能级的氢原子向低能级跃迁时，能辐射6种不同频率的光子，对应的能量为E1E4E112.75 eV，E2E4E22.55 eV，E3E4E30.66 eV，E4E3E112.09 eV，E5E3E21.89 eV，E6E2E110.2 eV，其中有3种大于4.54 eV，则有3种不同频率的光

16、能使金属钨发生光电效应，故B错误；氢原子辐射一个光子后，能量减小，则轨道半径减小，根据km可知，氢原子的核外电子的速率增大，故C正确；氢原子从n4能级跃迁到n2能级辐射出的光子的能量为2.55 eV，而金属钨的逸出功为4.54 eV，所以当此光照射钨时，不能发生光电效应现象，故D错误。答案：C14(1)1934年，约里奥居里夫妇用粒子轰击铝核Al，产生了第一个人工放射性核素X：AlnX。X的原子序数和质量数分别为_。A15和28B15和30C16和30 D17和31(2)现有四个核反应：A.HHHenB.UnXKr3nC.NaMg01eD.HeBe6Cn_是发现中子的核反应方程，_是研究原子弹

17、的基本核反应方程，_是研究氢弹的基本核反应方程；B中X的质量数为_，中子数为_。解析：(1)根据核反应遵循的质量数守恒和电荷数守恒可知，X的电荷数为21315，质量数为427130，根据原子核的电荷数等于原子序数，可知X的原子序数为15，质量数为30，选项B正确。(2)D为查德威克发现中子的核反应方程；B是研究原子弹的基本核反应方程；A是研究氢弹的基本核反应方程。X的质量数为(2351)(893)144，X的质子数为923656，X的中子数为1445688。答案：(1)B(2)DBA1448815某些建筑材料可产生放射性气体氡，氡可以发生或衰变，如果人长期生活在氡浓度过高的环境中，那么，氡经过

18、人的呼吸道沉积在肺部，并放出大量的射线，从而危害人体健康。原来静止的氡核(Rn)发生一次衰变生成新核钋(Po)，并放出一个能量为E00.09 MeV 的光子。已知放出的粒子动能为E5.55 MeV；忽略放出光子的动量，但考虑其能量；1 u931.5 MeV/c2。(保留三位有效数字)(1)写出衰变的核反应方程。(2)衰变过程中总的质量亏损为多少？解析：(1)衰变方程为RnPoHe。(2)忽略放出光子的动量，根据动量守恒定律，0ppPo，即新核钋(Po)的动量与粒子的动量大小相等，又Ek，解得新核钋(Po)的动能为EPoE，由题意，质量亏损对应的能量以光子的能量和新核、粒子动能形式出现，衰变时释放出的总能量为EEEPoE0mc2故衰变过程中总的质量亏损是m0.006 16 u。答案：(1)RnPoHe(2)0.006 16 u