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1、基础课基础课 1 原子结构 原子核 原子结构 原子核 选择题（17 题为单项选择题，814 题为多项选择题） 1以 mD、mP、mn分别表示氘核、质子、中子的质量，则（ ） AmDmPmn BmDmP2mnCmDmPmn DmDmPmn 解析 质子和中子通过聚变反应生成氘核， 并释放能量， 出现质量损失， 所以 mP mnmD。 答案 D 2按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为 ra的圆轨道自发地直接跃迁 到另一半径为 rb的圆轨道上，rarb，在此过程中（ ） A原子发出一系列频率的光子 B原子要吸收一系列频率的光子 C原子要吸收某一频率的光子 D原子要发出某一频率的光子 解析 rar
2、b，是从高能级向低能级跃迁，应向外发射能量，且所发射光子的能量 等于两个能级的能量差。选项 D 正确。 答案 D 3碘 131 的半衰期约为 8 天，若某药物含有质量为 m 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. m 4 m 8 m 16 m 32 解析 由半衰期公式 mm（ ） 可知，mm（ ）m，故选项 C 正确。 1 2 t 1 2 32 8 1 16 答案 C 4已知氦原子的质量为 MHeu，电子的质量为 meu，质子的质量为 mpu，中子的 质量为 mnu，u 为原子质量单位，且由爱因斯坦质能方程 Emc2可知：1u 对应
3、于 931.5 MeV 的能量，若取光速 c3108 m/s，则两个质子和两个中子聚变成 一个氦核，释放的能量为（ ） A2（mpmn）MHe931.5 MeV B2（mpmnme）MHe931.5 MeV C2（mpmnme）MHec2 J D2（mpmn）MHec2 J 解析 核反应方程为 2 H2 n He， 质量亏损 m2 （mpmn） （MHe2me） 1 11 04 2 2 （mpmnme） MHe， 所以释放的能量为 Em931.5 MeV2 （mp mnme）MHe931.5 MeV，选项 B 正确。 答案 B 5 如图 1 所示， x 为未知的放射源， L 为薄铝片， 若在放
4、射源和计数器之间加上 L 后，计数器的计数率大幅度减小，在 L 和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场， 计数器的计数率不变，则 x 可能是（ ） 图 1 A 射线和 射线的混合放射源 B纯 射线放射源 C 射线和 射线的混合放射源 D纯 射线放射源 解析 在放射源和计数器之间加上铝片后，计算器的计数率大幅度减小，说明射 线中有穿透力很弱的射线， 即 射线， 在铝片和计数器之间再加竖直向下的匀强 磁场， 计数器的计数率不变， 说明穿过铝片的粒子中无带电粒子， 故只有 射线， 因此放射源可能是 射线和 射线的混合放射源。 答案 C 6核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上
5、 将加大核电站建设。核泄漏中的钚（Pu）是一种具有放射性的超铀元素，它可破 坏细胞基因，提高罹患癌症的风险。已知钚的一种同位素Pu 的半衰期为 24 23994 100 年，其衰变方程为PuX He，下列说法中正确的是（ ） 239944 2 AX 原子核中含有 92 个中子 B100 个Pu 经过 24 100 年后一定还剩余 50 个 23994 C由于衰变时释放巨大能量，根据 Emc2，衰变过程总质量增加 D衰变发出的 射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力 解析 根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可得，X 原子核中含有 92 个 质子，235 个核子，则中子数为 23592143
6、（个） ，选项 A 错误；半衰期是大 量原子核衰变时的统计规律，100 个Pu 经过 24 100 年后不一定还剩余 50 个， 23994 选项 B 错误；由于衰变时释放巨大能量，衰变过程总质量减少，选项 C 错误； 衰变发出的 射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力，选项 D 正确。 答案 D 7一中子与一质量数为 A（A1）的原子核发生弹性正碰。若碰前原子核静止， 则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为（ ） A. B. A1 A1 A1 A1 C. D. 4A （A1）2 （A1）2 （A1）2 解析 设中子质量为 m，则原子核的质量为 Am。设碰撞前、后中子的速度分别 为v0、 v1，
7、碰后原子核的速度为v2， 由弹性碰撞可得mv0mv1Amv2， mv mv 1 2 2 0 1 2 Amv ，解得 v1v0，故|，A 正确。 2 1 1 2 2 2 1A 1A v0 v1 A1 A1 答案 A 8如图 2 为卢瑟福的 粒子散射实验的经典再现，用放射性元素发出的 粒子 轰击金箔，用显微镜观测在环形荧光屏上所产生的亮点，根据实验现象分析 （ ） 图 2 A在荧光屏上形成的亮点是由 粒子在金箔上打出的电子产生的 B该实验证明原子几乎全部质量和全部正电荷都集中在一个很小的体积内 C在荧光屏上观测到极少数的 粒子发生了大角度的偏转 D该实验中 粒子由于和电子发生碰撞而发生了大角度的偏
8、转 解析 在荧光屏上形成的亮点是由粒子穿过金箔后打在荧光屏上产生的，A错误 ； 根据实验现象，绝大多数 粒子仍沿原来的直线运动，说明原子几乎全部质量 和全部正电荷都集中在一个很小的体积内，B 正确； 粒子散射实验的内容是绝 大多数 粒子几乎不发生偏转， 少数 粒子发生了较大角度的偏转， 极少数 粒 子发生了大角度偏转（偏转角度超过 90，有的几乎达到 180，被反弹回来） ，C 正确 ； 该实验中 粒子发生大角度偏转的原因是 粒子和金箔中的原子核发生了 碰撞，D 错误。 答案 BC 9如图 3 所示，为氢原子能级图，A、B、C 分别表示电子三种不同能级跃迁时 放出的光子，其中（ ） 图 3 A
9、频率最大的是 B B波长最长的是 C C频率最大的是 A D波长最长的是 B 解析 根据 hE 和 c 可知，E 大，频率就大，波长就小。选项 A、B 正 确。 答案 AB 10 （2015广东理综，18）科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应 获得能量， 核反应方程分别为 ： XY He H4.9 MeV 和 H H HeX 4 23 12 13 14 2 17.6 MeV，下列表述正确的有（ ） AX 是中子 BY 的质子数是 3，中子数是 6 C两个核反应都没有质量亏损 D氘和氚的核反应是核聚变反应 解析 根据核反应中质量数和电荷数守恒， 可知 X 是 X， 所以为中子， A 正确
10、 ； Y 1 0 应为 Y，所以 Y 的质子数为 3，核子数为 6，中子数为 3，B 错误；两核反应均 6 3 有能量释放，根据爱因斯坦质能方程，两核反应都有质量亏损，C 错误；由聚变 反应概念知，D 正确。 答案 AD 11 如图 4 为氢原子的能级示意图， 则下列对氢原子跃迁的理解正确的是 （ ） 图 4 A由高能级向低能级跃迁时辐射出来的光电子一定不能使逸出功为 3.34 eV 的 金属发生光电效应 B大量处于 n4 能级的氢原子向 n1 能级跃迁时，向外辐射 6 种不同频率的 光子 C大量处于 n3 级级的氢原子向 n1 能级跃迁时，用发出的光照射逸出功为 3.34 eV 的金属，从金
11、属表面逸出的光电子的最大初动能为 8.75 eV D如果用光子能量为 10.3 eV 的光照射处于 n1 能级的氢原子，则该能级的氢 原子能够跃迁到较高能级 解析 氢原子从高能级向低能级跃迁时放出的光子的能量等于前后两个能级之 差，当氢原子从高能级跃迁到基态时放出的光子的能量最小值为3.4 eV（ 13.6 eV）10.2 eV，大于 3.34 eV，所以一定能使逸出功为 3.34 eV 的金属发生 光电效应，A 错误；大量处于 n4 能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子的种 类为 C 6，B 正确 ； 大量处于 n3 能级的氢原子向 n1 能级跃迁时， 2 4 4 3 2 辐射出的光子能量最大
12、为1.51 eV（13.6 eV）12.09 eV，用此光子照射逸 出功为 3.34 eV 的金属，由爱因斯坦光电效应方程可得该金属的最大初动能为 12.09 eV3.34 eV8.75 eV，C 正确；当氢原子由低能级向高能级跃迁时，氢原 子吸收的光子能量一定等于两能级之间的能量差， 而由氢原子的能级图可知任何 两能级间的能量差都不等于 10.3 eV， 因此不能使 n1 能级的氢原子跃迁到较高 的能级，D 错误。 答案 BC 12能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一。下列释放核 能的反应方程，表述正确的有（ ） A. H H He n 是核聚变反应 3 12 14 21
13、0 B. H H He n 是 衰变 3 12 14 21 0 C.U nBa Kr3 n 是核裂变反应 235921 01445689361 0 D.U nXe Sr2 n 是 衰变 235921 01405494381 0 解析 衰变时释放出电子（ 01e） ，衰变时释放出氦原子核（ He） ，可知选 4 2 项 B、D 错误；选项 A 中一个氚核和一个氘核结合成一个氦核并释放出一个中 子是典型的核聚变反应；选项 C 中一个 235U 原子核吸收一个中子，生成一个 Ba 原子核和一个 Kr 原子核并释放出三个中子是核裂变反应，A、C 正确。 答案 AC 13 （2017河北石家庄质检）下列
14、说法正确的是（ ） ATh 核发生一次 衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了 4 B太阳辐射的能量最主要来自太阳内部的热核反应 C若使放射性物质的温度升高，其半衰期可能变小 D用 14 eV 的光子照射处于基态的氢原子，可使其电离 解析 因 衰变的本质是发生衰变的核中减少 2 个质子和 2 个中子形成氦核， 所以一次 衰变，新核与原来的核相比，中子数减少了 2，A 项错；太阳辐射的 能量是太阳内部核聚产生的，所以 B 项正确；半衰期由核内部自身因素决定， 与其他因素无关，所以 C 项错；因为氢原子基态的能量为13.6 eV，所以用 14 eV 光子照射一定能电离，D 项正确。 答案 B
15、D 14 （2017湖北黄冈模拟）下列说法中正确的是（ ） A卢瑟福的 粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构 B.Th 衰变成Pb 要经过 6 次衰变和 4 次 衰变 2329020882 C 衰变中产生的 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 D对于某种金属，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初 动能就越大 解析 卢瑟福的 粒子散射实验揭示了原子具有核式结构， 但并不能说明原子核 有复杂的结构，A 错 ； 据 衰变、 衰变的实质可知ThPbn Hem e， 23290208824 201 得 n6，m4，故 B 正确 ； 衰变中 射线是由原子核中的中子转变形成的，C 错；据光电效应方程 EkhW0得入射光频率 越高，所产生的光电子的最大 初动能 Ek就越大，D 正确。 答案 BD