全国版2021高考物理一轮复习专题十三原子物理考点2原子结构氢原子光谱原子核精练含解析

全国版2021高考物理一轮复习专题十三原子物理考点2原子结构氢原子光谱原子核精练含解析

考点2 原子结构、氢原子光谱、原子核 ‎1.[2020山东统考]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,该核反应方程式可写为‎ ‎‎2‎‎4‎He‎+‎‎7‎‎14‎NX‎+‎n‎1‎Y.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.[2020广东惠州第一次调研]卢瑟福提出了原子的核式结构模型,这一模型建立的基础是(　　)‎ A.质子的发现 ‎ B.α粒子散射实验 C.对阴极射线的研究 ‎ D.天然放射性现象的发现 ‎3.[2020河北六校第一次联考,多选]2018年我国的大科学装置“人造太阳”再创奇迹,加热功率已超过10 MW,这为人类开发利用核聚变清洁能源提供了重要的技术基础.关于核能,下列说法正确的是(　　)‎ A.“人造太阳”和核电站都是利用核聚变原理释放核能的 B.在原子核反应中,反应后比结合能变大表示该核反应过程吸收能量 C.在氘核聚变反应方程‎1‎‎2‎H+‎1‎‎2‎H→‎2‎‎3‎He+X中,X表示的是中子 D.热核反应在宇宙中时时刻刻进行着,太阳就是一个巨大的热核反应堆 ‎4.[2020湖北部分重点中学起点考试]一个氢原子从量子数n=2的能级跃迁到量子数n=3的能级,该氢原子(　　)‎ A.吸收光子,能量增加 ‎ B.放出光子,能量减少 C.放出光子,能量增加 ‎ D.吸收光子,能量减少 ‎5.[2020山西太原名校定时训练]2018年11月15日,中科院核能安全技术研究所所长吴宜灿研究员获得美国核学会聚变核能杰出成就奖.铀核‎(‎‎92‎‎235‎ - 5 -‎ U)是获得核能制造核武器的主要原料之一,其中一种核反应方程为‎ ‎‎92‎‎235‎U‎+‎‎0‎‎1‎n→X‎+‎‎38‎‎94‎Sr+‎2‎‎0‎‎1‎n,该核反应释放核能,下列说法正确的是(　　)‎ A.该核反应是重核裂变,产物的结合能之和大于铀核‎(‎‎92‎‎235‎U)的结合能 B.该核反应在中子的轰击下发生,核反应为人工转变 C.X原子核中的核子数为140,中子数为84‎ D.因为裂变时释放能量,根据E=mc2,所以裂变后的总质量数减小 ‎6.[新素材,多选]PET的基本原理是将放射性同位素‎ ‎‎8‎‎15‎O注入人体,参与人体的代谢过程‎.‎‎8‎‎15‎O在人体内衰变放出正电子,与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对频率相同的光子,被探测器探测到,经计算机处理后产生清晰的图象.根据PET原理,下列说法正确的是(　　)‎ A‎.‎‎8‎‎15‎O衰变的方程式为‎ ‎‎8‎‎15‎ON‎+‎‎1‎‎0‎e B.一对正负电子湮灭后也可能只生成一个光子 C.PET中所选的放射性同位素的半衰期应较长 D.设电子质量为m,电荷量为e,光速为c,普朗克常量为h,则探测到的正负电子湮灭后生成的光子的波长λ=‎hmc ‎7.[2020陕西百校第一次联考]目前,在居家装修中,经常用到花岗岩、大理石等装修材料,这些岩石都不同程度地含有放射性元素.比如有些含有铀、钍的花岗岩会释放出放射性惰性气体氡,而氡会产生放射性射线,这些射线会导致细胞发生癌变并引发呼吸道方面的疾病.根据有关放射性知识可知,下列说法正确的是(　　)‎ A.铀核‎(‎‎92‎‎238‎U)衰变为铅核‎(‎‎82‎‎206‎Pb)的过程中,要经过8次α衰变和10次β衰变 B.γ射线一般伴随着α或β射线产生,在这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,电离能力最弱 C.已知氡的半衰期为3.8天,若取1 g氡放在天平的左盘上,砝码放于右盘,左右两边恰好平衡,则7.6天后,需取走0.75 g砝码天平才能再次平衡 D.β射线是由原子核外的电子电离后形成的高速电子流 ‎8.[2020安徽示范名校联考]He+、Li2+等离子具有与氢原子类似的原子结构模型,又称为“类氢离子”.He+从能级N跃迁到能级M,释放频率为ν1的光子,从能级P跃迁到能级M,吸收频率为ν2的光子,且ν1>ν2.则它从能级N跃迁到能级P时(　　)‎ A.吸收频率为ν1+ν2的光子 B.释放频率为ν1+ν2的光子 C.吸收频率为ν1-ν2的光子 D.释放频率为ν1-ν2的光子 - 5 -‎ ‎9.[2019浙江绍兴适应性考试,多选]下列说法正确的是(　　)‎ A.光子只有能量没有动量 B.赫兹预言了电磁波的存在 C.德布罗意提出“实物粒子也具有波动性”的假设 D.玻尔原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律 ‎10.[2019河南郑州二模]1933~1934年间,约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铝箔时,发生的核反应方程为‎ ‎‎13‎‎27‎Al+‎ ‎‎2‎‎4‎He→‎‎15‎‎30‎P‎+‎‎0‎‎1‎n,反应生成物‎ ‎‎15‎‎30‎P像天然放射性元素一样发生衰变,放出正电子‎ ‎‎1‎‎0‎e,且伴随产生中微子ν,核反应方程为‎ ‎‎15‎‎30‎P‎→‎‎14‎‎30‎Si‎+‎‎1‎‎0‎e‎+‎ZAν,则下列说法正确的是(　　)‎ A.当温度、压强等条件变化时‎,‎‎15‎‎30‎P的半衰期随之变化 B.中微子的质量数A=0,电荷数Z=0‎ C.正电子产生的原因可能是核外电子转变成的 D.两个质子和两个中子结合成一个α粒子,则质子与中子的质量之和一定等于一个α粒子的质量 - 5 -‎ 考点2　原子结构、氢原子光谱、原子核 ‎1.B　由质量数守恒和电荷数守恒可得4+14=m+1,2+7=8+n,解得m=17,n=1,B正确.‎ ‎2.B　卢瑟福通过α粒子散射实验,发现绝大多数α粒子仍沿原来的方向运动,少数α粒子发生了偏转,极少数α粒子发生了大角度的偏转甚至被弹回,从而提出了原子的核式结构模型,B正确,A、C、D错误.‎ ‎3.CD　我国大科学装置“人造太阳”利用核聚变原理释放核能,核电站利用重核裂变原理释放核能,选项A错误;比结合能越大的原子核越稳定,在原子核反应中,反应后比结合能变大表示该核反应过程放出能量,选项B错误;氘核聚变反应方程‎1‎‎2‎H+‎1‎‎2‎H→‎2‎‎3‎He+X,由核反应遵循的质量数守恒和电荷数守恒可知X的质量数为1,电荷数为0,即X表示的是中子,选项C正确;在宇宙的恒星中,时时刻刻都在发生热核反应,太阳就是一个巨大的热核反应堆,选项D正确.‎ ‎4.A　根据玻尔理论,可知一个氢原子从量子数n=2的能级跃迁到量子数n=3的能级,需要吸收光子,能量增加,选项A正确,B、C、D错误.‎ ‎5.A　铀核裂变时释放能量,则裂变产物的结合能之和一定大于铀核的结合能,选项A正确;该核反应为重核裂变,不是人工转变,选项B错误;X原子核中的核子数为(235+1)-(94+2)=140,中子数为140-(92-38)=86,选项C错误;裂变时释放能量,出现质量亏损,但是总质量数不变,选项D错误.‎ ‎6.AD　由质量数守恒和电荷数守恒得‎ ‎‎8‎‎15‎O的衰变方程式是‎ ‎‎8‎‎15‎ON‎+‎‎1‎‎0‎e,故A正确;正负电子湮灭生成两个光子,故B错误;氧在人体内的代谢时间不长,因此PET中所选的放射性同位素的半衰期应较短,故C错误;湮灭放出的能量为2mc2,由2hν=2mc2得,频率为ν=mc‎2‎h,则λ=cT=c‎1‎ν=hmc,故D正确.‎ ‎7.B　铀核‎(‎‎92‎‎238‎U)衰变为铅核‎(‎‎82‎‎206‎Pb)的过程中,设发生x次α衰变,y次β衰变,衰变方程为‎ ‎‎92‎‎238‎U‎→‎‎82‎‎206‎Pb+x‎2‎‎4‎He+y‎-1‎‎0‎e,根据质量数守恒和电荷数守恒,有238=206+4x,解得x=8,又92=82+8×2-y,解得y=6,即要经过8次α衰变和6次β衰变,选项A错误;γ射线一般伴随着α或β射线产生,在这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,电离能力最弱,选项B正确;氡的半衰期为3.8天,经7.6天后,有0.75 g衰变成新核,并不是这0.75 g全部消散掉了,故取走的砝码需小于0.75 g,天平才能再次平衡,选项C错误;β射线是原子核内的中子转化成质子时产生并发射出来的高速电子流,选项D错误.‎ ‎8.B　He+从能级N跃迁到能级M,释放频率为ν1的光子,说明能级N的能量大于能级M的能量,且两能级能量差为hν1,同理能级P的能量小于能级M的能量,且两能级能量差为hν2,所以从能级N跃迁到能级P释放光子,且光子的能量为h(ν1+ν2),故B正确.‎ ‎9.CD　光子既有能量,也有动量,A错误.麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹证实了电磁波的存在,B错误.德布罗意提出“实物粒子也具有波动性”的假设,C正确.玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律,D正确.‎ ‎10.B　原子核的半衰期与原子核所处的化学状态和外部条件没有关系,选项A错误;由核反应方程遵循质量数守恒、电荷数守恒可知,中微子的质量数A=0,电荷数Z=0,选项B正确;该核反应中原子核内的一个质子转变为一个中子和一个正电子,选项C错误;两个质子和两个中子结合成一个α粒子,释放出能量,一定有质量亏损,两个质子和两个中子的质量之和一定大于一个α粒子的质量,选项D错误.‎ - 5 -‎ - 5 -‎