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原子结构　原子核
【原卷】
1.(2020·宁夏银川市质检)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He＋X→Be＋ν，方程中X表示某种粒子，Be是不稳定的粒子，其半衰期为T，则下列说法正确的是(　　)
A．X粒子是He
B．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
2.已知A和B两种放射性元素的半衰期分别为T和2T，则相同质量的A和B经过2T后，剩有的A和B质量之比为
(　　)
A．1∶4　　　　　　　　　
B．1∶2
C．2∶1
D．4∶1
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.
4.(2020·河南安阳市二模)下列说法正确的是(　　)
A.U→Th＋X中X为中子，核反应类型为β衰变
B.H＋H→He＋Y中Y为中子，核反应类型为人工核转变
C.U＋n→Xe＋Sr＋K，其中K为10个中子，核反应类型为重核裂变
D.N＋He→O＋Z，其中Z为氢核，核反应类型为轻核聚变
5.(2019·四川第二次诊断)下列核反应属于人工转变的是(　　)
A.Th→Pa＋e
B.He＋Be→C＋n
C.U＋n→Xe＋Sr＋10n
D.H＋H→He＋n
6.(2020·广东广州市一模)2018年11月12日中科院等离子体物理研究所发布消息：全超导托克马克装置EAST在实验中有了新的突破，等离子体中心电子温度达到1亿摄氏度；其主要核反应方程为：①H＋H→He＋X　②H＋Y→He＋X，则下列表述正确的是(　　)
A．X是质子
B．Y是氚核
C．X与Y是同位素
D．①、②两个核反应都属于裂变反应
7.(多选)(2020·广东清远市期末质量检测)1956年，李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用半衰期为5.27年的Co放射源进行了实验验证，次年李、杨二人获得诺贝尔物理学奖.Co的衰变方程式是：Co→Ni＋e＋e(其中e是反中微子，它的电荷为零，静止质量可认为是零)，衰变前Co核静止，根据云室照片可以看到衰变产物Ni和e不在同一条直线上的事实．根据这些信息可以判断(　　)
A.Ni的核子数A是60，核电荷数Z是28
B.
此核反应为α衰变
C.Ni与e的动量之和不可能等于零
D．衰变过程动量不守恒
8.(2020·广东揭阳市第二次模拟)轻核聚变的一个核反应方程为：H＋H→He＋X.若已知H的质量为m1，H的质量为m2，He的质量为m3，X的质量为m4，则下列说法中正确的是(　　)
A.H和H在常温下就能够发生聚变
B．X是质子
C．这个反应释放的核能为ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2
D．我国大亚湾核电站是利用轻核的聚变释放的能量来发电的
9.现有两动能均为E0＝0.35
MeV的H在一条直线上相向运动，两个H发生对撞后能发生核反应，得到He和新粒子，且在核反应过程中释放的能量完全转化为He和新粒子的动能。已知H的质量为2.014
1
u，He的质量为3.016
0
u，新粒子的质量为1.008
7
u，核反应时质量亏损1
u释放的核能约为931
MeV(如果涉及计算，结果保留整数)。则下列说法正确的是(　　)
A．核反应方程为H＋H→He＋H
B．核反应前后不满足能量守恒定律
C．新粒子的动能约为3
MeV
D.He的动能约为4
MeV
10.大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电．氘核聚变反应方程是：H＋H→He＋n.已知
H的质量为2.013
6
u,
He的质量为3.015
0
u，n的质量为1.008
7
u，1
u＝931
MeV/c2.氘核聚变反应中释放的核能约为(　　)
A．3.7
MeV
B．3.3
MeV
C．2.7
MeV
D．0.93
MeV
11.(多选)原子核的比结合能曲线如图所示．根据该曲线，下列判断正确的有(　　)
A.He核的结合能约为14
MeV
B.He核比
Li核更稳定
C．两个H核结合成
He核时释放能量
D.U核中核子的平均结合能比Kr核中的大
12.(2019·高考全国卷Ⅱ)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
4H→He＋2e＋2ν
已知H和He的质量分别为mp＝1.007
8
u和mα＝4.002
6
u，1
u＝931
MeV/c2，c为光速．在4个H转变成1个He的过程中，释放的能量约为(　　)
A．8
MeV　
B．16
MeV　　
C．26
MeV　　
D．52
MeV
13.(2020·山东济宁育才中学模拟)两个氘核以相等的动能Ek对心碰撞发生核聚变，核反应方程为H＋H→He＋n，其中氘核的质量为m1，氦核的质量为m2，中子的质量为m3.假设核反应释放的核能E全部转化为动能，下列说法正确的是(　　)
A．核反应后氮核与中子的动量相同
B．该核反应释放的能量为E＝(2m1－m2－m3)c2
C．核反应后氮核的动能为
D．核反应后中子的动能为
14.(2020·河南郑州市第三次质量检测)如图所示为氢原子能级示意图，下列有关说法正确的是(　　)
A．处于基态的氢原子吸收10.5
eV的光子后能跃迁至n＝2能级
B．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出3种不同频率的光
C．若用从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光，照射该金属时一定能发生光电效应
D．用n＝4能级跃迁到n＝1能级辐射出的光，照射逸出功为6.34
eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为6.41
eV
15.(2020·山西太原一模)如图是氢原子的能级示意图．当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级时，
辐射出光子a；从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出光子b.以下判断正确的是
(　　)
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n＝4能级的氢原子电离
D．大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射2种不同谱线
16.(2020·湖北武汉市四月调研)已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量En＝，其中n＝2,3,4，….若氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级放出光子的频率为ν，能使氢原子从基态电离的光子的最小频率为(　　)
A.ν
B．4ν
C.ν
D．9ν
17.(多选)如图是氢原子的能级图，一群氢原子处于n＝3能级，下列说法中正确的是
(　　)
A．这群氢原子跃迁时能够发出3种不同频率的波
B．这群氢原子发出的光子中，能量最大为10.2
eV
C．从n＝3能级跃迁到n＝2能级时发出的光波长最长
D．这群氢原子能够吸收任意光子的能量而向更高能级跃迁
18.(多选)如图所示是氢原子的能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出6种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n＝2能级跃迁时释放的光子，则(　　)
A．6种光子中波长最长的是n＝4激发态跃迁到基态时产生的
B．6种光子中有2种属于巴耳末系
C．使n＝4能级的氢原子电离至少要0.85
eV的能量
D．若从n＝2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应，则从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子也一定能使该金属板发生光电效应
19.(2020·上海理工大附中期中)如图所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况．下列说法正确的是(　　)
A．在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多
B．在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光
C．卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似
D．α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子后产生的反弹
20.如图所示是α粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹，M、N、P、Q是轨迹上的四点，在散射过程中可以认为重金属原子核静止．图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是(　　)
A．M点　　　　　　　　　
B．N点
C．P点
D．Q点
21.(2020·三明模拟)如图所示为氢原子的能级图，图中a、b、c、d对应氢原子的四次跃迁，已知可见光光子的能量范围为1.61～3.10
eV，关于四次跃迁，下列说法正确的是(　　)
A．经历a跃迁，氢原子吸收的光子能量为0.66
eV
B．经历b跃迁，氢原子的轨道半径增大，原子核外电子的动能增大
C．经历c跃迁，氢原子放出的光子是可见光光子
D．经历d跃迁后，再用可见光照射跃迁后的氢原子，可使氢原子发生电离
22.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一半径为rb的圆轨道上，已知ra>rb，则在此过程中(　　)
A．原子要发出某一频率的光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量也减小
B．原子要吸收某一频率的光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小
C．原子要发出一系列频率的光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小
D．原子要吸收一系列频率的光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量也增大
23.(多选)(2020·湖北宜昌模拟)氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，下述说明正确的是(　　)
A．电子旋转半径减小
B．氢原子能量增大
C．氢原子电势能增大
D．核外电子速率增大
24.(多选)(2020·南通模拟)钍Th具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤Pa，同时伴随有射
线产生，其方程为Th→Pa＋X，钍的半衰期为24天．则下列说法中正确的是
(　　)
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射线是镤原子核放出的
D．1
g钍Th经过120天后还剩0.312
5
g
25.U经过m次α衰变和n次β衰变，变成Pb，则(　　)
A．m＝7，n＝3
B．m＝7，n＝4
C．m＝14，n＝9
D．m＝14，n＝18
26.(多选)(2020·梅州一模)关于天然放射现象，以下叙述正确的是
(　　)
A．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将变大
B．β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的
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(U)衰变为铅核(Pb)的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变
27.(多选)(2020·四川成都市第二次诊断)如图，匀强磁场中的O点有一静止的原子核Th发生了某种衰变，衰变方程为Th→Y＋e，反应生成的粒子e的速度方向垂直于磁场方向．关于该衰变，下列说法正确的是(　　)
A.Th发生的是α衰变
B.Th发生的是β衰变
C．A＝234，Z＝91
D．新核Y和粒子e在磁场中的轨迹外切于O点
28.(2020·湖南衡阳市第二次联考)在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出某种粒子，结果得到一张两个相切圆1和2的径迹照片如图所示，已知两个相切圆半径分别为r1、r2，则下列说法正确的是(　　)
A．原子核可能发生α衰变，也可能发生β衰变
B．径迹2可能是衰变后新核的径迹
C．若衰变方程是U→Th＋He，则衰变后新核和射出的粒子的动能之比为117∶2
D．若衰变方程是U→Th＋He，则r1∶r2＝1∶45
原子结构　原子核
【解析卷】
1.(2020·宁夏银川市质检)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He＋X→Be＋ν，方程中X表示某种粒子，Be是不稳定的粒子，其半衰期为T，则下列说法正确的是(　　)
A．X粒子是He
B．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
【答案】　A
【解析】　根据核反应的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；温度变化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．
2.已知A和B两种放射性元素的半衰期分别为T和2T，则相同质量的A和B经过2T后，剩有的A和B质量之比为
(　　)
A．1∶4　　　　　　　　　
B．1∶2
C．2∶1
D．4∶1
【答案】：B
【解析】：经过2T，对A来说是2个半衰期，A的质量还剩，经过2T，对B来说是1个半衰期，B的质量还剩，所以剩有的A和B质量之比为1∶2，选项B正确．
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.
【答案】C.
【解析】：经过n个半衰期剩余碘131的含量m′＝m.因32天为碘131的4个半衰期，故剩余碘131的含量：m′＝m＝，选项C正确．
4.(2020·河南安阳市二模)下列说法正确的是(　　)
A.U→Th＋X中X为中子，核反应类型为β衰变
B.H＋H→He＋Y中Y为中子，核反应类型为人工核转变
C.U＋n→Xe＋Sr＋K，其中K为10个中子，核反应类型为重核裂变
D.N＋He→O＋Z，其中Z为氢核，核反应类型为轻核聚变
【答案】　C
【解析】　根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，A选项反应中的X质量数为4，电荷数为2，为α粒子，核反应类型为α衰变，选项A错误；B选项反应中的Y质量数为1，电荷数为0，为中子，核反应类型为轻核聚变，选项B错误；C选项反应中的K质量数总数为10，电荷数为0，则K为10个中子，核反应类型为重核裂变，选项C正确；
D选项反应中的Z质量数为1，电荷数为1，为质子，核反应类型为人工核转变，选项D错误．
5.(2019·四川第二次诊断)下列核反应属于人工转变的是(　　)
A.Th→Pa＋e
B.He＋Be→C＋n
C.U＋n→Xe＋Sr＋10n
D.H＋H→He＋n
【答案】　B
【解析】　Th234变成Pa234，同时有一个电子产生，属于β衰变，故A错误；用α粒子轰击Be，产生了碳原子，属于原子核的人工转变，故B正确；C选项中反应方程为重核的裂变，故C错误；氘与氚反应生成氦核，属于轻核聚变反应，故D错误．
6.(2020·广东广州市一模)2018年11月12日中科院等离子体物理研究所发布消息：全超导托克马克装置EAST在实验中有了新的突破，等离子体中心电子温度达到1亿摄氏度；其主要核反应方程为：①H＋H→He＋X　②H＋Y→He＋X，则下列表述正确的是(　　)
A．X是质子
B．Y是氚核
C．X与Y是同位素
D．①、②两个核反应都属于裂变反应
【答案】　B
【解析】　对①，根据核反应的质量数和电荷数守恒可知X是中子，故A错误；对②，根据核反应的质量数和电荷数守恒可知Y是氚核，故B正确；X是中子，Y是氚核，X与Y不是同位素，故C错误；①、②两个核反应都属于轻核聚变反应，故D错误．
7.(多选)(2020·广东清远市期末质量检测)1956年，李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用半衰期为5.27年的Co放射源进行了实验验证，次年李、杨二人获得诺贝尔物理学奖.Co的衰变方程式是：Co→Ni＋e＋e(其中e是反中微子，它的电荷为零，静止质量可认为是零)，衰变前Co核静止，根据云室照片可以看到衰变产物Ni和e不在同一条直线上的事实．根据这些信息可以判断(　　)
A.Ni的核子数A是60，核电荷数Z是28
B.
此核反应为α衰变
C.Ni与e的动量之和不可能等于零
D．衰变过程动量不守恒
【答案】　AC
【解析】　根据电荷数守恒、质量数守恒有：60＝A,27＝Z－1，解得A＝60，Z＝28，故A正确；此核反应放出电子，为β衰变，选项B错误；衰变前Co核静止，动量为零，衰变时不受外力则动量守恒，因衰变产物Ni和e不在同一条直线上且有反中微子e生成，则Ni和e动量之和不可能为零，选项C正确，D错误．
8.(2020·广东揭阳市第二次模拟)轻核聚变的一个核反应方程为：H＋H→He＋X.若已知H的质量为m1，H的质量为m2，He的质量为m3，X的质量为m4，则下列说法中正确的是(　　)
A.H和H在常温下就能够发生聚变
B．X是质子
C．这个反应释放的核能为ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2
D．我国大亚湾核电站是利用轻核的聚变释放的能量来发电的
【答案】　C
【解析】　H和H在常温下不能发生聚变，只有在高温下才能发生聚变，故A错误；根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，为中子，故B错误；该反应的质量亏损为Δm＝m1＋m2－m3－m4，ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3－m4)c2，故C正确；我国大亚湾核电站是利用重核的裂变释放的能量来发电的，故D错误．
9.现有两动能均为E0＝0.35
MeV的H在一条直线上相向运动，两个H发生对撞后能发生核反应，得到He和新粒子，且在核反应过程中释放的能量完全转化为He和新粒子的动能。已知H的质量为2.014
1
u，He的质量为3.016
0
u，新粒子的质量为1.008
7
u，核反应时质量亏损1
u释放的核能约为931
MeV(如果涉及计算，结果保留整数)。则下列说法正确的是(　　)
A．核反应方程为H＋H→He＋H
B．核反应前后不满足能量守恒定律
C．新粒子的动能约为3
MeV
D.He的动能约为4
MeV
【答案】　C
【解析】　由核反应过程中的质量数和电荷数守恒可知H＋H→He＋n，则新粒子为中子n，所以A错误；核反应过程中质量亏损，释放能量，亏损的质量转变为能量，仍然满足能量守恒定律，B错误；由题意可知ΔE＝(2.014
1
u×2－3.016
0
u－1.008
7
u)×931
MeV/u＝3.3
MeV，根据核反应中系统的能量守恒有EkHe＋Ekn＝2E0＋ΔE，根据核反应中系统的动量守恒有pHe－pn＝0，由Ek＝，可知＝，解得EkHe＝(2E0＋ΔE)＝1
MeV，Ekn＝(2E0＋ΔE)＝3
MeV，所以C正确，D错误。
10.大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电．氘核聚变反应方程是：H＋H→He＋n.已知
H的质量为2.013
6
u,
He的质量为3.015
0
u，n的质量为1.008
7
u，1
u＝931
MeV/c2.氘核聚变反应中释放的核能约为(　　)
A．3.7
MeV
B．3.3
MeV
C．2.7
MeV
D．0.93
MeV
【答案】B.
【解析】：氘核聚变反应的质量亏损为Δm＝2×2.013
6
u－(3.015
0
u＋1.008
7
u)＝0.003
5
u，释放的核能为ΔE＝Δmc2＝0.003
5×931
MeV/c2×c2≈3.3
MeV，选项B正确．
11.(多选)原子核的比结合能曲线如图所示．根据该曲线，下列判断正确的有(　　)
A.He核的结合能约为14
MeV
B.He核比
Li核更稳定
C．两个H核结合成
He核时释放能量
D.U核中核子的平均结合能比Kr核中的大
【答案】BC.
【解析】：由题图可知，He的比结合能约为7
MeV，其结合能应为28
MeV，故A错误；比结合能较大的核较稳定，故B正确；比结合能较小的核结合成比结合能较大的核时释放能量，故C正确；比结合能就是平均结合能，故由图可知D错误．
12.(2019·高考全国卷Ⅱ)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
4H→He＋2e＋2ν
已知H和He的质量分别为mp＝1.007
8
u和mα＝4.002
6
u，1
u＝931
MeV/c2，c为光速．在4个H转变成1个He的过程中，释放的能量约为(　　)
A．8
MeV　
B．16
MeV　　
C．26
MeV　　
D．52
MeV
【答案】C.
【解析】：核反应质量亏损Δm＝4×1.007
8
u－4.002
6
u＝0.028
6
u，释放的能量ΔE＝0.028
6×931
MeV
＝26.6
MeV，C正确．
13.(2020·山东济宁育才中学模拟)两个氘核以相等的动能Ek对心碰撞发生核聚变，核反应方程为H＋H→He＋n，其中氘核的质量为m1，氦核的质量为m2，中子的质量为m3.假设核反应释放的核能E全部转化为动能，下列说法正确的是(　　)
A．核反应后氮核与中子的动量相同
B．该核反应释放的能量为E＝(2m1－m2－m3)c2
C．核反应后氮核的动能为
D．核反应后中子的动能为
【答案】BC.
【解析】：核反应前后两氘核动量和为零，因而反应后氦核与中子的动量等大反向，故A错误；该核反应前后释放的能量ΔE＝(2m1－m2－m3)c2，故B正确；由能量守恒可得：核反应后的总能量为E＋2Ek，由动能与动量的关系Ek＝，且mHe＝3mn可知，核反应后氦核的动能为，核反应后中子的动能为，故C正确，D错误．
14.(2020·河南郑州市第三次质量检测)如图所示为氢原子能级示意图，下列有关说法正确的是(　　)
A．处于基态的氢原子吸收10.5
eV的光子后能跃迁至n＝2能级
B．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出3种不同频率的光
C．若用从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光，照射该金属时一定能发生光电效应
D．用n＝4能级跃迁到n＝1能级辐射出的光，照射逸出功为6.34
eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为6.41
eV
【答案】　D
【解析】　处于基态的氢原子吸收10.2
eV的光子后能跃迁至n＝2能级，不能吸收10.5
eV能量的光子，故A错误；大量处于n＝4能级的氢原子，最多可以辐射出C＝6种不同频率的光子，故B错误；从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光子的能量大于从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光子的能量，用从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光，照射该金属时一定不能发生光电效应，故C错误；处于n＝4能级的氢原子跃迁到n＝1能级辐射出的光子的能量为：E＝E4－E1＝－0.85
eV－(－13.6
eV)＝12.75
eV，根据光电效应方程，照射逸出功为6.34
eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为：Ek＝E－W0＝12.75
eV－6.34
eV＝6.41
eV，故D正确．
15.(2020·山西太原一模)如图是氢原子的能级示意图．当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级时，
辐射出光子a；从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出光子b.以下判断正确的是
(　　)
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n＝4能级的氢原子电离
D．大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射2种不同谱线
【答案】　A
【解析】　氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级的能级差小于从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时的能级差，根据Em－En＝hν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Em－En＝hν可求光子a的能量小于n＝4能级的电离能，所以不能使处于n＝4能级的氢原子电离，C错误；大量处于n＝3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错误．
16.(2020·湖北武汉市四月调研)已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量En＝，其中n＝2,3,4，….若氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级放出光子的频率为ν，能使氢原子从基态电离的光子的最小频率为(　　)
A.ν
B．4ν
C.ν
D．9ν
【答案】　C
【解析】　由题意可知：－＝hν；
能使氢原子从基态电离的光子的最小频率满足：0－E1＝hν′，
解得ν′＝ν，故选C.
17.(多选)如图是氢原子的能级图，一群氢原子处于n＝3能级，下列说法中正确的是
(　　)
A．这群氢原子跃迁时能够发出3种不同频率的波
B．这群氢原子发出的光子中，能量最大为10.2
eV
C．从n＝3能级跃迁到n＝2能级时发出的光波长最长
D．这群氢原子能够吸收任意光子的能量而向更高能级跃迁
【答案】　AC
【解析】　根据C＝3知，这群氢原子能够发出3种不同频率的光子，故A正确；由n＝3跃迁到n＝1，辐射的光子能量最大，ΔE＝(13.6－1.51)
eV＝12.09
eV，故B错误；从n＝3跃迁到n＝2辐射的光子能量最小，频率最小，则波长最长，故C正确；一群处于n＝3能级的氢原子发生跃迁，吸收的能量必须等于两能级的能级差，故D错误。
18.(多选)如图所示是氢原子的能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出6种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n＝2能级跃迁时释放的光子，则(　　)
A．6种光子中波长最长的是n＝4激发态跃迁到基态时产生的
B．6种光子中有2种属于巴耳末系
C．使n＝4能级的氢原子电离至少要0.85
eV的能量
D．若从n＝2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应，则从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子也一定能使该金属板发生光电效应
【答案】BC
【解析】根据跃迁假说，在跃迁的过程中释放光子的能量等于两能级之差，故从n＝4跃迁到n＝3时释放光子的能量最小，频率最小，波长最长，A错误；由题意知6种光子中有2种属于巴耳末系，它们分别是从n＝4跃迁到n＝2和从n＝3跃迁到n＝2时释放的光子，B正确；E4＝－0.85
eV，故n＝4能级的电离能等于0.85
eV，C正确；由题图知，从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子的能量小于n＝2能级跃迁到基态释放的光子的能量，D错误．
19.(2020·上海理工大附中期中)如图所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况．下列说法正确的是(　　)
A．在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多
B．在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光
C．卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似
D．α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子后产生的反弹
【答案】C
【解析】：.放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数应最多，说明大多数射线基本不偏折，可知金箔原子内部很空旷，故A错误；放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少，说明较少射线发生偏折，可知原子内部带正电的体积小，故B错误；选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似，故C正确；α粒子发生散射的主要原因是α粒子受到金原子库仑力作用，且金原子质量较大，从而出现的反弹，故D错误．
20.如图所示是α粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹，M、N、P、Q是轨迹上的四点，在散射过程中可以认为重金属原子核静止．图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是(　　)
A．M点　　　　　　　　　
B．N点
C．P点
D．Q点
【答案】C
【解析】：.α粒子(氦原子核)和重金属原子核都带正电，互相排斥，加速度方向与α粒子所受斥力方向相同．带电粒子加速度方向沿相应点与重金属原子核连线指向轨迹曲线的凹侧，故只有选项C正确．
21.(2020·三明模拟)如图所示为氢原子的能级图，图中a、b、c、d对应氢原子的四次跃迁，已知可见光光子的能量范围为1.61～3.10
eV，关于四次跃迁，下列说法正确的是(　　)
A．经历a跃迁，氢原子吸收的光子能量为0.66
eV
B．经历b跃迁，氢原子的轨道半径增大，原子核外电子的动能增大
C．经历c跃迁，氢原子放出的光子是可见光光子
D．经历d跃迁后，再用可见光照射跃迁后的氢原子，可使氢原子发生电离
【答案】　D
【解析】　经历a跃迁，氢原子从高能级向低能级跃迁时辐射出的光子的能量为0.66
eV，选项A错误；经历b跃迁，氢原子吸收能量，轨道半径增大，但核外电子的动能会减小，选项B错误；经历c跃迁，氢原子辐射出的光子的能量为0.97
eV，则该光子不是可见光光子，选项C错误；经历d跃迁后，跃迁后的氢原子的电离能为1.51
eV，因此用可见光光子照射可使其电离，选项D正确。
22.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一半径为rb的圆轨道上，已知ra>rb，则在此过程中(　　)
A．原子要发出某一频率的光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量也减小
B．原子要吸收某一频率的光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小
C．原子要发出一系列频率的光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小
D．原子要吸收一系列频率的光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量也增大
【答案】A.
【解析】：由玻尔氢原子理论知，电子轨道半径越大，原子能量越大，当电子从ra跃迁到rb时，原子能量减小，放出光子；在电子跃迁过程中，库仑力做正功，原子的电势能减小；由库仑力提供电子做圆周运动的向心力，即＝，r减小，电子速度增大，动能增大，综上所述可知A正确．
23.(多选)(2020·湖北宜昌模拟)氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，下述说明正确的是(　　)
A．电子旋转半径减小
B．氢原子能量增大
C．氢原子电势能增大
D．核外电子速率增大
【答案】AD.
【解析】：氢原子辐射出一个光子后，从高能级向低能级跃迁，氢原子的能量减小，轨道半径减小，根据k＝m，得轨道半径减小，电子速率增大，动能增大，由于氢原子半径减小的过程中电场力做正功，则氢原子电势能减小，故A、D项正确，B、C项错误．
24.(多选)(2020·南通模拟)钍Th具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤Pa，同时伴随有射
线产生，其方程为Th→Pa＋X，钍的半衰期为24天．则下列说法中正确的是
(　　)
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射线是镤原子核放出的
D．1
g钍Th经过120天后还剩0.312
5
g
【答案】　BC
【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；发生β衰变时释放的电子是由核内一个中子转化成一个质子时产生的，故B正确；γ射线是镤原子核放出的，故C正确；钍的半衰期为24天，1
g钍Th经过120天即经过5个半衰期，故经过120天后还剩0.031
25
g，故D错误．
25.U经过m次α衰变和n次β衰变，变成Pb，则(　　)
A．m＝7，n＝3
B．m＝7，n＝4
C．m＝14，n＝9
D．m＝14，n＝18
【答案】B.
【解析】：根据题意知核反应方程为U→Pb＋mHe＋ne，根据电荷数守恒和质量数守恒可得235＝207＋4m，92＝82＋2m－n，联立解得m＝7，n＝4，B正确．
26.(多选)(2020·梅州一模)关于天然放射现象，以下叙述正确的是
(　　)
A．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将变大
B．β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的
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(U)衰变为铅核(Pb)的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变
【答案】：CD
【解析】：半衰期的时间与元素的物理状态无关，若使某放射性物质的温度升高，其半衰期不变，故A错误．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生的，故B错误．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，故C正确．铀核(U)衰变为铅核(Pb)的过程中，每经过一次α衰变质子数少2，质量数少4；而每经过一次β衰变质子数增加1，质量数不变；由质量数和核电荷数守恒，可知要经过8次α衰变和6次β衰变，故D正确．
27.(多选)(2020·四川成都市第二次诊断)如图，匀强磁场中的O点有一静止的原子核Th发生了某种衰变，衰变方程为Th→Y＋e，反应生成的粒子e的速度方向垂直于磁场方向．关于该衰变，下列说法正确的是(　　)
A.Th发生的是α衰变
B.Th发生的是β衰变
C．A＝234，Z＝91
D．新核Y和粒子e在磁场中的轨迹外切于O点
【答案】　BC
【解析】　衰变放出一个电子，所以为β衰变，故A错误，B正确；由质量数和电荷数守恒得：A＝234，Z＝91，故C正确；由于新核Y和粒子e电性相反，由左手定则可知，新核Y和粒子e在磁场中的轨迹内切于O点，故D错误．
28.(2020·湖南衡阳市第二次联考)在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出某种粒子，结果得到一张两个相切圆1和2的径迹照片如图所示，已知两个相切圆半径分别为r1、r2，则下列说法正确的是(　　)
A．原子核可能发生α衰变，也可能发生β衰变
B．径迹2可能是衰变后新核的径迹
C．若衰变方程是U→Th＋He，则衰变后新核和射出的粒子的动能之比为117∶2
D．若衰变方程是U→Th＋He，则r1∶r2＝1∶45
【答案】　D
【解析】　原子核衰变过程系统动量守恒，由动量守恒定律可知，衰变生成的两粒子的动量方向相反，粒子速度方向相反，由左手定则可知，若生成的两粒子电性相反则在磁场中的轨迹为内切圆，若电性相同则在磁场中的轨迹为外切圆，所以该原子核发生的是α衰变，故A错误；核反应过程系统动量守恒，原子核原来静止，初动量为零，由动量守恒定律可知，原子核衰变生成的两核动量大小相等，方向相反，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB＝m，解得：r＝＝，由于p、B相同，则粒子电荷量q越大，轨道半径越小，由于新核的电荷量大，所以新核的轨道半径小于α粒子的轨道半径，所以径迹2是衰变后α粒子的运动轨迹，故B错误；由动能与动量的关系Ek＝可知，动能之比等于质量的反比，即为2∶117，故C错误；由B项分析知，r1∶r2＝2∶90＝1∶45，故D正确．

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