【物理】最新3年高考2年模拟：第十六章 原子、原子核

第十六章 原子、原子核
第一部分 三年高考题荟萃
2010年高考新题
1．2010·重庆·1９氢原子分能级示意图如题19所示，不同色光的光子能量如下表所示。
色光
赤
橙
黄
绿
蓝—靛
紫
光子能量范围（eV）
1.61~2.00
2.00~2.07
2.07~2.14
2.14~2.53
2.53~2.76
2.76~3.10
处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为
红、蓝靛
黄、绿
红、紫
蓝靛、紫
【答案】A
【解析】如果激发态的氢原子处于第二能级，能够发出10.2 eV的光子，不属于可见光；如果激发态的氢原子处于第三能级，能够发出12.09 eV、10.2 eV、1.89 eV的三种光子，只有1.89 eV属于可见光；如果激发态的氢原子处于第四能级，能够发出12.75 eV、12.09 eV、10.2 eV、2.55 eV、1.89 eV、0.66 eV的六种光子，1.89 eV和2.55 eV属于可见光，1.89 eV的光子为红光，2.55 eV的光子为蓝—靛，A正确。
2.2010·全国卷Ⅰ·14原子核经放射性衰变①变为原子核，继而经放射性衰变②变为原子核，再经放射性衰变③变为原子核。放射性衰变?①、②和③依次为
A．α衰变、β衰变和β衰变 B．β衰变、β衰变和α衰变
C．β衰变、α衰变和β衰变 D．α衰变、β衰变和α衰变
【答案】A
【解析】,质量数少4,电荷数少2,说明①为α衰变. ,质子数加1,说明②为β衰变,中子转化成质子. ,质子数加1,说明③为β衰变,中子转化成质子.
【命题意图与考点定位】主要考查根据原子核的衰变反应方程，应用质量数与电荷数的守恒分析解决。
3. 2010·天津·2下列关于原子和原子核的说法正确的是
A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B．波尔理论的假设之一是原子能量的量子化
C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
答案：B
4. 2010·天津·8用同一光管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图。则这两种光
A照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大
B.从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大
C.通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大
D.通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大
答案：BC
5. 2010·全国卷Ⅱ·14原子核与氘核反应生成一个α粒子和一个质子。由此可知
A．A=2，Z=1 B. A=2，Z=2 C. A=3，Z=3 D. A=3，Z=2
【答案】D
【解析】，应用质量数与电荷数的守恒，解得，答案D。
【命题意图与考点定位】主要考查根据原子核的聚变反应方程，应用质量数与电荷数的守恒分析解决。
6．2010·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。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
A.1036 kg B.1018 kg C.1013 kg D.109 kg
【答案】 D
【解析】根据爱因斯坦的质能方程，kg，D正确
7．2010·上海物理·1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）粒子的散射实验 （B）对阴极射线的研究
（C） 天然放射性现象的发现 （D）质子的发现
答案：A
解析：卢瑟福根据α粒子的散射实验结果，提出了院子的核式结构模型：原子核聚集了院子的全部正电荷和几乎全部质量，电子在核外绕核运转。
本题考查原子的核式结构的建立。
8. 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
【解析】C
本题考查原子核反应。难度：易。
9. 2010·上海物理·4某放射性元素经过11.4天有的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为
（A）11.4天 （B）7.6天 （C）5. 7天 （D）3.8天
答案：D
解析：根据，，因为t=11.4day，所以=3.8day，选D。
本题考查原子核半衰期的计算。
难度：中等。
10．2010·福建·29（1）测年法是利用衰变规律对古生物进行年代测定的方法。若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻的质量，为t＝0时的质量。下面四幅图中能正确反映衰变规律的是 。（填选项前的字母）
答案：C
11．2010·江苏物理·12(C)(1)研究光电效应电路如图所示，用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板（阴极K），钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流。下列光电流I与AK之间的电压的关系图象中，正确的是 .

（2）钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子。光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小___▲____(选填“增大、“减小”或“不变”)， 原因是___▲____。
（3）已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为-3.4eV和-1.51eV， 金属钠的截止频率为Hz, 普朗克常量h=Js.请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板， 能否发生光电效应。
答案：
12. 2010·新课标·34(1)用频率为的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为的三条谱线，且，则_______.(填入正确选项前的字母)
A、 B、 C、 D、
答案：B
解析：大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱，这说明是从n=3能级向低能级跃迁，根据能量守恒有，，解得：，选项B正确
13．2010·海南物理·19(1)能量为的光子照射基态氢原子，刚好可使该原子中的电子成为自由电子．这一能 称为氢的电离能．现用一频率为的光子从基态氢原子中击出了一电子，该电子在远离核以后速度的大小为_______________（用光子频率、电子质量、氢原子的电离能和普朗克常量表示）。
【答案】
【解析】由能量守恒得 ，解得电子速度为。
(2) 在核反应堆中，常用减速剂使快中子减速．假设减速剂的原子核质量是中子的倍．中子与原子核的每次碰撞都可看成是弹性正碰．设每次碰撞前原子核可认为是静止的，求次碰撞后中子速率与原速率之比．
【答案】
【解析】设中子和作减速剂的物质的原子核A的质量分别为和，碰撞后速度分别为和，碰撞前后的总动量和总能量守恒，有
①
②
式中为碰撞前中子速度，由题设
③
由①②③式得，经1次碰撞后中子速率与原速率之比为
④
经N次碰撞后，中子速率与原速率之比为
⑤2009年高考题
一、选择题
1.（09·全国卷Ⅰ·16） 氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为=0.6328μm，=3.39μm，已知波长为的激光是氖原子在能级间隔为=1.96eV的两个能级之间跃迁产生的。用表示产生波长为的激光所对应的跃迁的能级间隔，则的近似值为 （ D ）
A．10.50eV B．0.98eV C．0.53eV D．0.36eV
解析：本题考查波尔的原子跃迁理论.根据,可知当当时,连立可知。
2.（09·全国卷Ⅱ·18）氢原子的部分能级如图所示。已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间。由此可推知, 氢原子 （ AD ）
A. 从高能级向n=1能级跃迁时了出的光的波长比可见光的短
B. 从高能级向n=2能级跃迁时发出的光均为可见光
C. 从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高
D. 从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光为可见光
解析：本题考查玻尔的原理理论. 从高能级向n=1的能级跃迁的过程中辐射出的最小光子能量为9.20ev,不在1.62eV到3.11eV之间,A正确.已知可见光子能量在1.62eV到3.11eV之间从高能级向n=2能级跃迁时发出的光的能量3.40ev，B错. 从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率只有能量大于3.11ev的光的频率才比可见光高,C错.从n=3到n=2的过程中释放的光的能量等于1.89ev介于1.62到3.11之间,所以是可见光D对。
3.（09·北京·14）下列现象中，与原子核内部变化有关的是 （ B ）
A．粒子散射现象 B．天然放射现象
C．光电效应现象 D．原子发光现象
解析：α粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及到核内部的变化，故A项错误；天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出α粒子或电子，从而发生α衰变或β衰变，故B项正确；光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及到原子核的变化，故C项错误；原子发光是原子跃迁形成的也没有涉及到原子核的变化，故D项错误。
4.（09·上海物理·1）放射性元素衰变时放出三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是 （ B ）
A．(射线，(射线，(射线 B．(射线，(射线，(射线，
C．(射线，(射线，(射线 D．(射线，(射线，(射线
解析：由于三种射线的能量不同，所以贯穿能力最强的是(射线，(射线次之，(射线最弱，故正确答案选B。
5.（09·广东物理·2）科学家发现在月球上含有丰富的（氦3）。它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料其参与的一种核聚变反应的方程式为。关于聚变下列表述正确的是
A．聚变反应不会释放能量 B.聚变反应产生了新的原子核
C．聚变反应没有质量亏损 D.目前核电站都采用聚变反应发电
解析：聚变反应时将质量较小的轻核聚变成质量较大的核，聚变过程会有质量亏损，要放出大量的能量。但目前核电站都采用采用铀核的裂变反应。因此B正确。
6.（09·安徽·14）原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源。当氖等离子体被加热到适当高温时，氖核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量。这几种反应的总效果可以表示为
，由平衡条件可知 （ B ）
A. k=1, d=4 B. k=2, d=2 C. k=1, d=6 D. k=2, d=3
解析：由质量数守恒和电荷数守恒，分别有，，解得?k=2，d=2。正确选项为B。
7.（09·天津·6）下列说法正确的是 （ BD ）
A.是衰变方程
B.是核聚变反应方程
C.是核裂变反应方程
D.是原子核的人工转变方程
解析：A选项中在质子的轰击下发生的核反应，属于人工转变，A错；C选项是α衰变，不是裂变，C错。
8.（09·重庆·16）某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为++，++X+。方程式中1、表示释放的能量，相关的原子核质量见下表： （ B ）
A X是， B. X是，
C, X是， D. X是，
9.（09·四川·18）氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n＝4的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n＝3的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出可见光b，则 （ C ）
A.氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出射线
B.氢原子从n＝4的能级向n＝3的能级跃迁时会辐射出紫外线
C.在水中传播时，a光较b光的速度小
D.氢原子在n＝2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离
10.（09·浙江·15）氮原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库伦力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是 （ D ）
A．核力、万有引力、库伦力 B．万有引力、库伦力、核力
C．库伦力、核力、万有引力 D．核力、库伦力、万有引力
解析：核力是强力，它能将核子束缚在原子核内。万有引力最弱，研究核子间相互作用时万有引力可以忽略。
11.（09·浙江自选模块·13） “物理1-2”模块（2）科学家经过实验，发现在粒子（氦核），p（质子）及n（中子）这3种粒子中，中子的穿透能力最强，质子次之，粒子最弱。某同学对影响粒子穿透能力的因素提出了如下假设，合理的假设是 （ ABC ）
A.穿透能力一定与粒子是否带电有关[来源:Z*xx*k.Com]
B.穿透能力可能与粒子质量大小有关
C.穿透能力一定与粒子所带电荷量有关
D.穿透能力一定与质量大小无关，与粒子是否带电和所带电荷量有关
12.（09·浙江自选模块·13）（3）水（包括海水）是未来的“煤炭”，能从根本上解决人类能源问题。这是指 （填“氢能”、“核能”、“氢能和核能”）和利用。请说明理由。
答案一：核能
因为海水中含有大量核聚变的材料氘，通过核聚变能够释放大量的核能。
答案：核能和氢能
因为海水中含有大量核聚变的材料氘，通过核聚变能够释放大量的核能。氢能有便于储存与运输的优点，也可以为解决能源问题做出贡献。
13.（09·江苏卷物理·12.C）在衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中的核反应，间接地证实了中微子的存在。
（1）中微子与水中的发生核反应，产生中子（）和正电子（），即中微子+→+，可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是 。（填写选项前的字母）
（A）0和0 （B）0和1 （C）1和 0 （D）1和1
（2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子（），即+2。已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31㎏，反应中产生的每个光子的能量约为 J。正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是 。
（3）试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。
答案：C.（1）A； (2)，遵循动量守恒。
解析：（1）发生核反应前后，粒子的质量数和核电荷数均不变，据此可知中微子的质量数和电荷数分都是0，A项正确。
（2）产生的能量是由于质量亏损。两个电子转变为两个光子之后，质量变为零，由，故一个光子的能量为，带入数据得=J。
正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体，故系统总动量为零，故如果只产生一个光子是不可能的，因为此过程遵循动量守恒。
14.（09·山东物理·38） (1)历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5MeV的质子H轰击静止的X，生成两个动能均为8.9MeV的He.（1MeV=1.6×-13J）
①上述核反应方程为___________。
②质量亏损为_______________kg。
解析：（1）或，。
考点：原子核
15.（09·海南物理·19） (II)钚的放射性同位素静止时衰变为铀核激发态和粒子，而铀核激发态立即衰变为铀核，并放出能量为的光子。已知：、和粒子的质量分别为、和
（1）写出衰变方程；
（2）已知衰变放出的光子的动量可忽略，球粒子的动能。
解析：（Ⅱ）（1）衰变方程为

或合起来有

（2）上述衰变过程的质量亏损为

放出的能量为

这能来那个是轴核的动能、粒子的动能和光子的能量之和

由④⑤⑥式得

设衰变后的轴核和粒子的速度分别为和，则由动量守恒有

又由动能的定义知

由⑧⑨式得

由⑦⑩式得

代入题给数据得

2008高考题
一、选择题
1.（2008·上海物理·3A）1991年卢瑟福依据α粒子散射实验中α粒子发生了 （选填“大”或“小”）角度散射现象，提出了原子的核式结构模型.若用动能为1 MeV的α粒子轰击金箔，则其速度约为 m/s.（质子和中子的质量均为1.67×1027 kg，1 MeV=1×106 eV）
答案：3A．大，6.9×106
2.（2008·北京理综·14）一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个r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 ）
A.核反应方程是
B.聚变反应中的质量亏损△m= m 1+m2-m3
C.辐射出的r光子的能量E=(m3-m1-m2)c
D.r光子的波长
3.（2008·全国I理综·18)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 核并放出一个氦核（42He）,则下面说法正确的是 （ CD ）[来源:Zxxk.Com]
A.X核比Z核多一个质子
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
4.（2008·全国Ⅱ理综·20）中子和质子结合成氘核时，质量亏损为，相应的能量=2.2MeV是氘核的结合能。下列说法正确的是 ( AD )
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
5.（2008·四川理综·15）下列说法正确的是 （ A ）
A.γ射线在电场和磁场中都不会发生偏转
B.β射线比α射线更容易使气体电离
C.太阳辐射的能量主要来源于重核裂变
D.核反应堆产生的能量来自轻核聚变
6.（2008·上海物理·6）在下列4个核反应方程中，x表示质子的是
A. B.
C. D.
7.（2008·广东物理·6)有关氢原子光谱的说法正确的是 （ BC ）
A．氢原子的发射光谱是连续谱
B．氢原子光谱说明氢原子只发出特点频率的光
C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的
D．氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关
8.（2008·广东物理·2)铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：.下列
判断正确的是 （ BD ）
A．是质子 B．是中子
C．X是的同位素 D．X是的同位素
9.（2008·天津理综·15）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 （ B ）A.0.25g，α粒子　　　　　　　　　　　B.0.75g，α粒子C.0.25g，β粒子　　　　　　　　　　　D.0.75g，β粒子
10.（2008·重庆理综·14）放射性同位素针232经αβ衰变会生成氧，其衰变方程为ThRn+xα+yβ，
其中 （ D ）
A.x=1,y=3 B.x=2,y=3
C.x=3,y＝1 D.x=3,y=2
解析：本题考查放射性元素衰变的有关知识，本题为较容易的题目。由衰变方程： ,由质量数守恒和电荷数守恒得：232=220+4x,90=86+2x-y可解得：x=3、 y=2。
11.（2008·重庆理综·17）下列与能量有关的说法正确的是 （ B ）
A.卫星绕地球做圆周运动的半径越大，动能越大
B.从同种金属逸出的光电子的最大初动能随照射光波长的减小而增大
C.做平抛运动的物体在任意相等时间内动能的增量相同
D.在静电场中，电场线越密的地方正电荷的电势能一定越高
二、非选择题
15.（2008·宁夏理综·1）天然放射性元素Pu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Pb、Pb、Pb中的一种）
答案：8 4
16.（2008·山东理综·1)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。若一群氢原于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。
答案：6
17.（2008·江苏物理·C） (选修模块3—5)
(1)下列实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的有　　　　　　　　．


(2)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m１、m２，电量分别为q１、 q２．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　　　　　　　　　　　　　　　　．
(3)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衰变成的同时放出另一种粒子，这种粒子是　　　　　　　．是的同位素，被广泛
应 用于生物示踪技术．1mg随时间衰变的关系如图所示，请估算4 mg
的经多少天的衰变后还剩0.25 mg?
. 答案：（1）AB （2）E(q1+q2)=(m1+m2)g
（3）正电子；t=56 天（54～58天都算对）
18.（2008·上海物理·3A）1911年卢瑟福依据(粒子散射实验中(粒子发生了___________（选填“大”或“小”）角度散射现象，提出了原子的核式结构模型。若用动能为1 MeV的(粒子轰击金箔，其速度约为_____________m/s。（质子和中子的质量均为1.67(10－27 kg，1 MeV＝1
答案 大，6.9×106
解析：卢瑟福在α粒子散射实验中发现了大多数α粒子没有大的偏转，少数发生了较大的偏转，卢瑟福抓住了这个现象进行分析，提出了原子的核式结构模型；1MeV=1×106×1.6×10-19= mv2，解得v=6.9×106m/s 。
19.（2008·上海物理·2B）放射性元素的原子核在(衰变或(衰变生成新原子核时，往往会同时伴随着___________辐射。已知A、B两种放射性元素的半衰期分别为T1和T2，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 2T2 2T1
解析：放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时，往往以γ光子的形式释放能量，即伴随γ辐
射；根据半衰期的定义，经过t＝T1·T2时间后剩下的放射性元素的质量相同，则 =  ，故mA：mB＝
2T2 : 2T1
20.（2008·上海物理·6）在下列4个核反应方程中，x表示质子的是 （ C ）
（A） （B）
（C） ??? （D）
解析：由核反应方程的质量数和电荷数守恒，可得各个选项中的x分别为正电子、α粒子、质子、中子。
21.（2008·江苏物理·2）惯性系S中有一边长为l的正方形（如图A所示），从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行器上测得该正方形的图象是
22.（2008·宁夏理综33）(1)天然放射性元素Pu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Pb、Pb、Pb中的一种）
答案 （1）8 4
23.（2008·海南物理5）质子和中于是由更基本的粒子即所谓“夸克”组成的．两个强作用电荷相反（类似于正负电荷）的夸克在距离很近时几乎没有相互作用（称为“渐近自由”）；在距离较远时，它们之间就会出现很强的引力（导致所谓“夸克禁闭”）．作为一个简单的模型，设这样的两夸克之间的相互作用力F与它们之间的距离r的关系为：
式中F0为大于零的常量，负号表示引力．用U表示夸克间的势能，令U0＝F0(r2—r1)，取无穷远为势能零点．下列U－r图示中正确的是 （ B ）

24.（2008·海南物理·8）⑴设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍．则粒子运动时的质量等于其静止质量的 倍，粒子运动速度是光速的 倍。
答案 ⑴k；
25.（2008·海南物理·19）⑴某考古队发现一古生物骸骨．考古专家根据骸骨中的含量推断出了该生物死亡的年代．已知此骸骨中的含量为活着的生物体中的1/4，的半衰期为5730年．该生物死亡时距今约 年．
答案 ⑴1.1×104 （11460或1.0×104～1.2×104均可）
解析：该核剩下1/4，说明正好经过两个半衰期时间，故该生物死亡时距今约2×5730年=11460年。
第二部分 两年联考题汇编
2010届高三联考题 原子、原子核
题组一
一、选择题
1．北京西城区2010年高三理科综合练习放射性元素发生β衰变放出一个电子，这个电子( D )
A．原来是原子的外层电子
B．原来是原子的内层电子
C．是在原子核内的质子转化为中子时产生的
D．是在原子核内的中子转化为质子时产生的
2．上海市2010届八校高三联考天然放射性元素放出的(粒子的符号是（ A ）
（A）He （B）H （C）n （D）e
3．2010湛江市一模理综下列说法中正确的是 ( AB )
A．氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，电子动能增加，原子势能减少
B．氢原子从n=4的激发态跃迁到基态时，有可能辐射出6种不同频率的光子
C．a射线是原子核自发放射出的氮核，它的穿透能力最强
D．放射性元素的半衰期随温度和压强的变化而变化
4．湖南省长沙市一中·雅礼中学2010届高三三月联考在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法中正确的是 ( AB )[来源:学科网]
A．安培提出了分子电流假说
B．卡文迪许首先通过实验测出万有引力常量
C．牛顿最早提出力不是维持物体运动的原因
D．汤姆生通过对阴极射线的研究发现了电子，并提出了原子核式结构学说
5．四川省内江市2010届高三二模模拟下列说法中正确的是 ( CD )
A．玛丽·居里首先提出了原子的核式结构学说
B．卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子
C．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子
D．爱因斯坦为了解释光电效应的实验规律提出了光子说
6．上海市2010届八校高三联考卢瑟福(粒子散射实验的结果表明（ B ）
（A）可以用人工方法研究原子核的结构
（B）原子有全部正电荷集中在原子中央很小的体积内
（C）质子比电子轻
（D）原子核内存在中子
7. 陕西省西安高新一中2010届高三高考模拟原子核自发地放出电子的现象称为β衰变。开始时科学家曾认为β衰变中只放出电子（即β粒子），后来发现，这个过程中除了放出电子外，还放出一种叫作“反中微子”的粒子。反中微子不带电，与其他物质的相互作用极弱。下面关于β衰变的说法正确的是（???D? ）Ａ．静止的原子核发生β衰变时，β粒子与衰变后的核的运动速度方向一定相反Ｂ．原子核发生β衰变时，放出的能量等于β粒子与衰变后的核的动能之和Ｃ．原子核能发生β衰变，说明原子核内含有电子Ｄ．发生β衰变后的原子核的核子数不变，但带电量增加
8. 河南省郑州47中09-10学年高三上学期模拟下列说法正确的是：( A )
A、卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了汤姆生的原子结构模型，提出了原子的核式结构学说。
B、麦克斯韦电磁场理论指出：变化的电场产生变化的磁场，变化的磁场产生变化的电场。
C、受爱因斯坦量子论的启发,普朗克在对光电效应的研究中,提出了光子说。
D、光的干涉、衍射现象证明了光是一种波，但德布罗意的“物质波”假设否定了光是一种波。
9．海南省海师附中2010届高三第1次月考物理试题关于α、β、γ射线和X射线以下说法正确的是（ D ）
A．都是波长极短，频率很高的电磁波
B．都是原子内层电子受激辐射的
C．都是原子核发生衰变时产生的
D．以上说法都不对
10．福建省龙岩二中2010届高三摸底考试卢瑟福通过α粒子散射实验，判断出原子的中心有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构。如图所示的平面示意图中，①、②两条实线表示α粒子运动的轨迹，则沿③所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹为虚线中的 （ A ）
A．轨迹a B．轨迹b
C．轨迹c D．轨迹d
11. 上海市六校2010届高三第一次联考使两个氘核发生聚变，必须使它们之间的距离接近到ro，接近到核力能够发生作用的范围。温度很高时，由氘原子构成的物质将变为等离子体，已知等离子体热运动的平均动能为Ek=，式中k1为波尔兹曼常量，T为热力学温度，两个氘核之间的电势能为Ep=k，k为静电力常量，r为核之间的距离，则使氘核发生聚变的温度至少应为（ B ）
（A） （B） （C） （D）
12．河南省开封高中2010届高三上学期1月月考卢瑟神速通过实验首次实现了原子核的人工转变，其核反应方程为： 下列说法错误的是 （ D ）
A．通过该实验发现了质子
B．实验中是用粒子轰击氮核的
C．原子核在人工转变的过程中，电荷数一定守恒
D．原子核的人工转变是指物质自发地放出射线的现象
13．北京市第八十中学2009——2010学年度第一学期月考下列四个方程中，表示衰变的是：（ A ）
A． B．
C． D ．
14．贵州省兴义市清华实验学校2010届高三9月月考关于天然放射现象，叙述正确的是（ C ）
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[来源:Zxxk.Com]
D．铀核（）衰变为铅核（）的过程中，要经过8次α衰变和10次β衰变
15．福建省龙岩二中2010届高三摸底考试关于核反应方程，以下说法中正确的是 （ A ）
A．X是，该核反应属于聚变
B．X是，该核反应属于裂变
C．X是，该反应中的核燃料是当前核电站采用的核燃料
D．X是，该反应中的核燃料是当前核电站采用的核燃料
16. 北京市第八十中学2009——2010学年度第一学期月考一个静止的质量为M的不稳定原子核，当它放射出质量为m、速度为v的粒子后，原子核剩余部分的速度为：( B )
A．-v B． C． D．
17．贵州省兴义市清华实验学校2010届高三9月月考用大量具有一定能量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 ）
A．△n=1，13.22 eV B．△n=2，13.22 eV C．△n=1，12.75 eV D．△n=2，12.75 eV 18．北京市第八十中学2009——2010学年度第一学期月考静止的镭核Ra发生衰变，释放出的粒子的动能为E0 ,假设衰变时能量全部以动能形式释放出来，则衰变过程中总的质量亏损是：（ B ）
A.． B． C． D．
19．福建省龙岩二中2010届高三摸底考试如图所示，1、2、3、4为玻尔理论中氢原子最低的四个能级。用以下能量的光子照射基态的氢原子时，能使氢原子跃迁到激发态的是 （ C ）
A．1.51eV B．3.4 eV
C．10.2 eV D．10.3 eV
20.天津市2010届高三上学期六校联考用紫外线照射一些物质时会发生荧光效应，即物质发出可见光，这些物质中的原子先后发生两次跃迁，其能量变化分别为和，下列关于原子这两次跃迁的说法中正确的是 ( D )
A．两次均向高能级跃迁，且>
B．两次均向低能级跃迁，且<
C．先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且<
D．先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且>
21．北京市第八十中学2009——2010学年度第一学期月考天然放射性元素（钍）经过一系列核衰变之后，变成（铅）。下列论断中正确的是：（ D ）
A．铅核比钍核少23个中子；
B．铅核比钍核少24个质子；
C．衰变过程中共有4次衰变和8次β衰变；
D．衰变过程中共有6次衰变和4次β衰变。
22．浙江省温州市十校联合体2010届高三期中联考放射性衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变 成，而可以经一次衰变变成 ( X 代表某 种元素），也可以经一次衰变变成，和最后都变成，衰变路径如图所示，则图中( B )
A．a =82， b = 211
B．①是β衰变，②是α衰变
C．①是α衰变，②是β衰变
D．经过一次α衰变变成
二、非选择题
23．海南省海师附中2010届高三第1次月考物理试题钍经过6次(衰变和4次(衰变后, 生成的新核中具有 个质子和 个中子．这个核反应方程可以写成 (新核用X表示) ．
答案：82（2分）,126（2分）,Th6He+4e+Pb（3分）
24. 海南省海口市2010届高三调研测试（1）已知能使某金属产生光电效应的极限频率为υ0 ，当用频率为2υ0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为 。当照射光的频率继续增大时，则逸出功 （填“增大”“减小”或“不变”）
（2）如图所示，一个有界的匀强磁场，磁感应强度B=0.50T，磁场方向垂直于纸面向里，MN是磁场的左边界。在距磁场左边界MN的1.0m处有一个放射源A，内装放射物质（镭）,发生α衰变生成新核Rn（氡）。放在MN左侧的粒子接收器接收到垂直于边界MN方向射出的α粒子，此时接收器位置距直线OA的距离为1.0m。
① 试写出Ra的衰变方程；
② 求衰变后Rn（氡）的速率.（质子、中子的质量为1.6×10-27kg，电子电量e=1.6×10-19C）
答案：（1）hv0 （2分） 不变 （2分）
（2）① （2分）
②对α粒子 （2分）
动量守恒得 （2分）
（2分）
25．贵州省兴义市清华实验学校2010届高三9月月考氢原子处于基态时，原子能量E1=－13.6eV，已知电子电量e =1.6×10—19C，电子质量m=0.91×10—30kg，氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为r1=0.53×10-10m.
（1）氢原子核外电子的绕核运动可等效为一环形电流，则氢原子处于n=2的定态时，核外电子运动的等效电流多大？ （用K，e，r1，m表示，不要求代入数据）
（2）若要使处于n=2的氢原子电离，至少要用频率多大的电磁波照射氢原子？
（3）若已知钠的极限频率为6.00×1014Hz，今用一群处于n=4的激发态的氢原子发射的光谱照射钠，试通过计算说明有几条谱线可使钠发生光电效应？
解：（1）氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动，库伦力作向心力，有
① 其中
根据电流强度的定义 ②由①②得 ③
（2）要使处于n=2的氢原子电离，照射光光子的能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量应为：
得 Hz，
（3）由于钠的极限频率为6.00×1014Hz，则使钠发生光电效应的光子的能量至少为
eV=2.486 eV
一群处于n=4的激发态的氢原子发射的光子，要使钠发生光电效应，应使跃迁时两能级的差，所以在六条光谱线中有、、、四条谱线可使钠发生光电效应。
26．吉林省长白县2010届高三质量检测（1）在汤姆孙发现电子后，对于原子中正负电荷的分布的问题，科学家们提出了许多模型，最后他们认定：占原子质量绝大部分的正电荷集中在很小的空间范围内，电子绕正电荷旋转。此模型称原子的有核模型. 最先提出原子有核模型的科学家是________________.
他所根据的实验是________________________.
（2）写出下列两个核反应的反应方程
Al(铝核)俘获一个α粒子后放出一个中子.__________________________
α粒子轰击N(氮核)放出一个质子._____________________ _____
（3）质量分别为m1和m2的两个小球在光滑的水平面上分别以速度v1、v2同向运动并发生对心碰撞，碰后m2被右侧的墙原速弹回，又与m1相碰，碰后两球都静止。求：第一次碰后m1球的速度.
答案：（1）卢瑟福 α粒子散射实验 （每空1分）
（2）Al +HeP +n （1分）
N +HeO +H （1分）
（3）根据动量守恒定律得：
解得：
（方程每个2分，结果2分）

题组一
2009年联考题
一、选择题
1.(巢湖市六中2008—2009学年度高三第一次月考)在天然放射性物质附近放置一带电体，带电体所带的电荷很
快消失的根本原因是 （ B ）
A.γ射线的贯穿作用 B.α射线的电离作用
C.β射线的贯穿作用 D.β射线的中和作用
4.(2009届安徽省皖南八校高三第一次联考试卷)某放射性元素经过6 次α衰变和8次β衰变，生成了新核．则新核和原来的原子核相比 ( D )
A．质子数减少了12 B．质子数减少了20
C．中子数减少了14 D．核子数减少了24
5.(芜湖一中2009届高三第一次模拟考试)钍核，具有放射性，它放出一个电子衰变成镤核，伴随该过程放出光子，下列说法中正确的 ( BD )
A．该电子就是钍原子核外的电子
B．光子是衰变过程中原子核放出的
C．给钍元素加热，钍元素的半衰期将变短
D．原子核的天然放射现象说明原子核是可分的
6.(合肥35中2009届高三10月月考物理试卷) (1)下列说法正确的是 ．
A．康普顿效应和电子的衍射现象说明粒子的波动性
B．α粒子散射实验可以用来确定原子核电荷量和估算原子核半径
C．氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子的运动加速度减小
D．比结合能越大表示原子核中核了结合得越牢靠，原子核越稳定
(2)一个高能光子，经过重核附近时与原子核场作用，能产生一对正负电子，请完成相应的反应方程：→ .已知电子质量m1=9.1x10-31kg，光在真空中的传播速度为c=3×108m/s，则光亏的能量至少为
答案：(1)BD (2) 1．64×10-13J
7.(巢湖市六中2008—2009学年度高三第一次月考)用中子轰击氧原子核的核反应方程式为+→+。对式中X、a、b的判断正确的是 ?????????（ C ）
A.X代表中子，a=17,b=1
B.X代表电子，a=17,b=-1
C.X代表正电子,a=17,b=1
D.X代表质子，a=17,b=1
8.(巢湖市六中2008—2009学年度高三第一次月考)关于天然放射现象，叙述正确的是 （ C ）
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()衰变为铅核（）的过程中，要经过8次α衰变和10次β衰变