高中物理选修3-5原子物理选择题专项练习

一、选择题1．(0分)[ID ：130931]下列有关原子、原子核的说法中正确的是（ ） A ．天然放射现象说明原子核内部有电子B ．卢瑟福用α粒子散射实验证明了原子核内存在中子C ．平均结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定D ．放射性元素的半衰期与外界压强和温度有关，与原子的化学状态无关2．(0分)[ID ：130918]我国科学家为解决“玉兔号”月球车长时间处于黑夜工作的需要，研制了一种小型核能电池，将核反应释放的核能转变为电能，需要的功率并不大，但要便于防护其产生的核辐射。

请据此猜测“玉兔号”所用核能电池有可能采纳的核反应方程是（ ）A ．32411120H+H He+n → B ．235114192192056360U+n Ba+Kr+3n → C ．23823894951Pu Am+e -→ D ．274301132150Al+He P+n →3．(0分)[ID ：130890]根据有关放射性方面的知识可知，下列说法正确的是（ ） A ．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个氡原子核 B ．天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的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 ．放射性元素发生β衰变时所释放的电子来源于核外电子 4．(0分)[ID ：130889]钍23490Th 具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤23491Pa ，同时伴随γ射线产生，其方程为2342349091Th Pa x →+，钍的半衰期为24天，则下列说法中正确的是（ ）A ．此反应为钍核裂变，释放大量的核能，方程中的x 代表质子B ．x 是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的C ．γ射线是镤原子核外电子跃迁放出的高速粒子D ．1g 钍23490Th 经过120天后还剩0.2g 钍5．(0分)[ID ：130886]下列说法正确的是（ ）A ．某种频率的光照射金属能发生光电效应，若增加入射光的强度，则单位时间内发射的光电子数增加B ．在核反应堆中，镉棒的作用是使快中子变为慢中子C ．结合能越大，原子核越稳定D ．入射光的频率不同，同一金属的逸出功也会不同 6．(0分)[ID ：130874]下列说法不．正确的是( ) A ．α射线是高速运动的氦原子核B ．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子时所产生的C ．方程式258254492902U Th He →+是重核裂变反应方程D ．23290Th 经过6次α衰变和4次β衰变后成为20882Pb7．(0分)[ID ：130870]本题用大写字母代表原子核，E 经α衰变边长F ，再经β衰变变成G ，再经α衰变成为H ，上述系列衰变可记为下式：E F G βαα→→→H ；另一系列衰变如下：P Q R S ββα→→→，已知P 是F 的同位素，则下列判断正确的是( ) A ．Q 是G 的同位素，R 是H 的同位素 B ．R 是G 的同位素，S 是H 的同位素 C ．R 是E 的同位素，S 是F 的同位素 D ．Q 是E 的同位素，R 是F 的同位素8．(0分)[ID ：130865]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，112131671H+C N+Q →，115121762H+N C+X+Q →，方程式中Q 1，Q 2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：A ．X 是32He ，Q 2>Q 1B ．X 是42He ，Q 2>Q 1 C ．X 是32He ，Q 2<Q 1D ．X 是42He ，Q 2<Q 19．(0分)[ID ：130864]下列说法正确的是（ ） A ．较小比结合能的原子核不稳定，容易发生裂变B ．放射性元素的半衰期跟原子所处的化学状态无关，但与外部条件有关C ．某种频率的紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，若增大该种紫外线照射的强度，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能并不改变D ．根据玻尔的原子理论，氢原子的核外电子由能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会辐射一定频率的光子，同时核外电子的动能变小10．(0分)[ID ：130859]铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变的核反应方程是235189192036r 0U n X K 3n +→++，则下列叙述正确的是A ．X 原子核中含有144个核子B ．X 原子核中含有86个中子C ．因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数减少D ．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和11．(0分)[ID ：130951]原子核23892U 在天然衰变为20682Pb 的过程中，所经过的α衰变次数质子数减少的个数、中子数减少的个数依次为（ ） A ．8、10、22B ．10、22、8C ．22、8、10D ．8、22、1012．(0分)[ID ：130937]关于质能方程E =mc 2，下列说法正确的是（ ） A ．质量和能量可以相互变化B ．当物体向外释放能量△E 时，其质量必定增加△m ，满足△E =△mc 2C ．物体的核能可以用mc 2表示D ．mc 2是物体所蕴藏能量的总和二、填空题13．(0分)[ID ：131050]在β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。

2.入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么( )A.从光照到金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B.逸出的光电子的最大初动能将减小C.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D.有可能不发生光电效应3.红、黄、绿、紫四种单色光中，能量最小的是( )A.紫光光子 B.红光光子 C.绿光光子 D.黄光光子4.一个沿着一定方向运动的光子和一个静止的自由电子相互碰撞，碰撞后，电子向某一方向运动，光子沿着另一方向散射出去，这个散射光子跟原来入射时相比( )A.速度减小 B.频率增大 C.能量增大 D.波长增大5.硅光电池是利用光电效应原理制成的器件。

下列表述正确的是( )A.硅光电池是把光能转变为电能的一种装置B.硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出C.逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关D.任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应6.科学研究证明，光子既有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子。

假设光子与电子碰撞前的频率为ν，碰撞后的频率为ν′，则以下说法中正确的是( )A.碰撞过程中能量不守恒，动量守恒，且ν=ν′B.碰撞过程中能量不守恒，动量不守恒，且ν=ν′C.碰撞过程中能量守恒，动量守恒，且ν>ν′D.碰撞过程中能量守恒，动量守恒，且ν=ν′7.在如图所示的光电管的实验中，发现用一定频率的A单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的B单色光照射时不发生光电效应，那么( )A.A光的频率大于B光的频率B.B光的频率大于A光的频率C.用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是a流向bD.用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是b流向a8.(2013·上海高考)某半导体激光器发射波长为1.5×10-6m，功率为5.0×10-3W的连续激光。

已知可见光波长的数量级为10-7m，普朗克常量h=6.63×10-34J·s，该激光器发出的( )A.是紫外线B.是红外线C.光子能量约为1.3×10-18JD.光子数约为每秒3.8×1016个9.下列说法正确的是（）A.光的干涉和衍射现象说明光具有波动性 B.光的频率越大，波长越长C.光的波长越长，光子的能量越小D.光在真空中的速度是3.0×108 m/s10.已知金属铯的逸出功为1.9 eV，在光电效应实验中，要使铯表面发出的光电子的最大初动能为1.0eV，入射光的波长应为m。

一、选择题1．下面关于结合能和比结合能的说法中，正确的有（ ） A ．原子核拆解成核子放出的能量称为结合能B ．比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大C ．重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和比结合能都大D ．中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大2．一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中，由于发生了衰变而形成了如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为1∶16，则以下说法正确的是（ ）A ．该原子核发生了α衰变B ．反冲核沿小圆做逆时针方向运动C ．原静止的原子核的原子序数为17D ．沿大圆和沿小圆运动的粒子的周期相同 3．下列说法正确的是（ ）A ．汤姆生发现了电子，表明原子具有核式结构B ．核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为结合能C ．放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短，衰变速度越大D ．质子、中子、α粒子的质量分别为m 1、m 2、m 3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是(m 1＋m 2－m 3)c 2(c 表示真空中的光速) 4．下列说法正确的是（ ）A ．23892U 衰变为22286Rn 要经过4次α衰变和2次β衰变B ．衰变中产生的β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C ．查德威克发现了中子，并第一次实现了人工合成放射性同位素D ．汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，并准确测出了电子的电荷量5．质子、中子和氘核的质量分别为m 1、m 2和m 3。

当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是（c 表示真空中的光速）（ ） A ．123()m m m c ＋－ B ．123()m m m c －－ C ．2123()m m m c ＋－ D ．2123()m m m c －－6．静止的氡核弱22286Rn 放出α粒子后变成钋核21884Po ，α粒子动能为k E α.若衰变放出的能量全部变为反冲核和α粒子的动能，真空中的光速为c ，则该反应中的质量亏损为 A ．24218k E c α⋅ B ．0C ．2222218k E c α⋅ D ．2218222k E c α⋅ 7．如图是核子平均质量与原子序数Z 的关系图象，下列说法中错误的是( )A ．卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型B ．天然放射性元素在衰变过程中核电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中不偏转的是γ射线C ．图中原子核D 和E 聚变成原子核F 要吸收能量 D ．图中原子核A 裂变成原子核B 和C 要放出核能8．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素．下列有关放射性知识的说法中，正确的是 A ．β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领远比γ射线弱B ．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的C ．氡的半衰期为3.8天，若有4个氡原子核，则经3.8天后就一定只剩下2个氡原子核D ．23892U 衰变成20682P b 要经过4次β衰变和8次α衰变9．在匀强磁场中有一个原来静止的碳14原子核，它放射出的粒子与反冲核的径迹是两个内切的圆，两圆的直径之比为7：1，如图所示，那么碳14的衰变方程为A ．14014615C e B →+ B ．14410624C He B e →+ C ．14214615C H B →+D ．140146-17C e N →+10．在β衰变中放出的电子来自( ) A ．原子核外轨道上的电子 B ．原子核内所含的电子C ．原子核内中子变成质子时放出的电子D ．原子核内质子变成中子时放出的电子11．原子核23892U 在天然衰变为20682Pb 的过程中，所经过的α衰变次数质子数减少的个数、中子数减少的个数依次为（ ） A ．8、10、22B ．10、22、8C ．22、8、10D ．8、22、1012．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 ．玻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 ．平均结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固 13．关于原子物理知识方面，下列说法正确的是（ ） A ．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 B ．盖革—米勒计数器不仅能用来计数，还能区分射线的种类 C ．质子、中子、电子都参与强相互作用D ．原子中电子的坐标没有确定的值，只能说某时刻电子在某点附近单位体积内出现的概率14．历史上，为了研究放射粒子的性质，科学家们做了大量的实验研究，下面四幅示意图中所表示的实验中是研究发射源产生不同射线的特性的是（ ）A ．B ．C ．D ．15．“人造太阳”实验中的可控热核反应的聚变方程是23411120H H He n +→+，反应原料氘（21H ）富存于海水中，氚（31H ）可以用中子轰击锂核（63Li ）得到，则关于中子轰击锂核（63Li ）产生一个氚核（31H ）和一个新核，下列说法正确的是（ ） A ．该核反应方程为61230421Li n He H +→+B ．核反应生成物中的α粒子具有很强的电离本领，但穿透能力较弱C ．在中子轰击锂核（63Li ）的核反应生成物中有α粒子，故该核反应属于α衰变 D ．核聚变的条件是要达到高温高压的热核反应状态，故核聚变过程不能释放出核能二、填空题16．核反应方程书写（1）卢瑟福发现质子的核反应方程为∶ 14472N +He →__________； （2）查德威克发现中子的核反应方程为∶ 9442Be +He ?→__________。

n E n /eV 0 -0.85 -1.51 -3.4 -13.6 ∞ 4 3 2 1 选修3-5综合练原子物理习题集1．[物理——选修3—5]〔15分〕 〔1〕〔6分〕以下说法中正确的选项是 〔选对一个给3分，选对两个给4分，选对三个给6分，选错一个扣3分，最低得分为0分〕A ．卢瑟福通过实验发现质子的核反响方程为：4141712781He N O H +→+B ．紫外线照射到锌板外表时能产生光电效应，那么增大紫外线的照射强度时，从锌板外表逸出的光电子的最大初动能也随之增大C ．假设质子、中子、α粒子的质量分别为m 1、m 2、m 3，那么质子和中子结合成一个α粒子释放的能量为[2(m 1+m 2)-m 3]c 2D ．10个放射性元素的原子核，当有5个原子核发生衰变所需的时间就是该放射性元素的半衰期E ．当氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时，辐射出光子2．【物理—选修3-5】〔15分〕 〔1〕氢原子处基态时，原子的能量为E 1，处于n=3的激发态时，原子的能量为E 3，一群处于n=3激发态的氢原子跃迁到n=1的基态时，可能向外辐射 种不同频率的光子。

普朗克常数为h ，光在真空中传播的速度为C ，其中最短波长是 ，假设用该光子去照射某种金属，恰能产生光电效应，那么该金属的逸出功是 。

3．【物理选修3-5模块】〔15分〕〔1〕〔6分〕氢原子处于基态时，原子的能量为1E ，处于n=3的激发态时，原子的能量为3E ，当氢原子从n=3的激发态跃迁到n=1的基态时，可能向外辐射 种频率的光子。

波长最短的光子的波长为 ，假设用该光子去照射某种金属，恰能产生光电效应，那么该金属的逸出功是 。

〔设普朗克常数为h ，光在真空中传播的速度为c 〕4．【物理——选修3-5】〔15分〕 〔1〕〔6分〕一单色光照到某金属外表时，有光电子从金属外表逸出，以下说法中正确的选项是〔填入正确选项前的字母。

选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分；每选错1个扣3分，最低得分为0分〕。

高三物理选修3-5原子物理选择题专项练习1．【2016?甘肃省兰州一中高三12月月考】（6分）下列说法正确的是_____A ．天然放射性现象说明原子核内部具有复杂的结构B ．α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构C ．原子核发生β衰变生成的新核原子序数增加D ．氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长E ．γ射线是原子核内部发生核反应而释放出的多余的能量2．【2016?重庆市巴蜀中学高三上期中】（5分）下列说法正确的是（ ）（填正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得4分，选对三个得5分。

每选错一个扣3分，最低得分为0分）A ．重核裂变反应要释放能量B ．正电荷在原子中是均匀分布的C ．23290Th 衰变为23882Pb 要经过6次α衰变和4次β衰变D ．把放射性元素同其他稳定元素结合成化合物，放射性元素的半衰期将变短E ．氢原子吸收特定频率的光子后，核外处于低能级的电子可以向高能级跃迁3．【2016?重庆市一中高三上期中】（5分）下列说法中正确的是 （填正确答案标号，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得0分）A.卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为4141712781He N O H +→+ B.铀核裂变的核反应是2351419219256360U Ba Kr 2n →++C.已知质子、中子、α粒子的质量分别为m 1、m 2、m 3，那么，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是（2m 1+2m 2-m 3）c 2D.铀（23892U ）经过多次α、β衰变形成稳定的铅（20682Pb ）的过程中，有6个中子转变成质子E.一个处于n =5能级态的氢原子，自发向低能级跃迁的过程中能够辐射10种不同频率的电磁波4．【2016?广东省广州六中、广雅中学、执信中学等六校高三第一次联考】（6分）下列说法正确的是 。

（填正确答案标号．选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分．错选得0分）A ．卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型B ．β衰变中产生的β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C ．爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说D ．对于任何一种金属都存在一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能产生光电效应E ．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动动能减小。

2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-5）第六部分 原子物理专题6.12 原子核物理（能力篇）一．选择题1．（2020四川绵阳三诊）一个23892U 核衰变为一个20682Pb 核的过程中，发生了m 次α衰变和n 次β衰变，则m 、n 的值分别为A.8、6B.6、8 C ．4、8 D.8、4【参考答案】A【命题意图】本题考查了放射性元素原子核衰变及其相关知识点，意在考查推理能力，体现的核心素养是科学思维能力。

【解题思路】根据发生1次α衰变，质量数减少4电荷数减少2，发生1次β衰变，质量数不变电荷数增加1，可知23892U 核衰变为一个20682Pb ，需要经过m=（238-206）/4=8次α衰变，经过8次α衰变后电荷数减少8×2=16，需要经过n=16-（92-82）=6次β衰变，选项A 正确。

【规律总结】设放射性元素a b X 经过一系列α衰变和β衰变为c d Y ，由于发生1次α衰变，质量数减少4电荷数减少2，发生1次β衰变，质量数不变电荷数增加1，可以得出α衰变次数计算公式：m=4a c-，β衰变次数计算公式：n=4a c -×2-（b-d ）=2a c--（b-d ）。

2．（2020天津12区县重点学校联考）下列说法正确的是( ) A ．结合能越大，原子中的核子结合的越牢固，原子核越稳定 B ．23892U 衰变为22286Rn ，要经过4次α衰变及6次β衰变C ．卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为1441717281N He O H +→+D ．质子、中子、α粒子的质量分别为m 1、m 2、m 3，那么质子和中子结合成一个α粒子，所释放的核能为ΔE ＝(m 1＋m 2－m 3)c 2 【参考答案】C 【名师解析】比结合能越大，原子中的核子结合的越牢固，原子核越稳定，选项A 错误；23892U 衰变为22286Rn ，发生α衰变是放出42He ，发生β衰变是放出电子0-1e ，设发生了x 次α衰变和y 次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：4x+222=238，解得x=4；2x-y+86=92，得y=2，故衰变过程中共有4次α衰变和2次β衰变，故B错误；卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为1441717281N He O H +→+，选项C 正确；质子、中子、α粒子的质量分别为m 1、m 2、m 3，那么质子和中子结合成一个α粒子，核反应是11410222H n He +→，根据质能方程，所释放的核能为ΔE ＝(2m 1＋2m 2－m 3)c 2，选项D 错误；故选C.3.（2020河南洛阳一模）“东方超环”是我国自主设计建造的世界上第一个非圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置.2018年11月，有“人造太阳”之称的东方超环实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破，获得的实验参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需要的物理条件，朝着未来聚变堆实验运行迈出了关键一步，已知“人造太阳”核聚变的反应方程为H +H →He +X +17.6MeV ，关于此核聚变，以下说法正确的是（ ）A. 要使轻核发生聚变，就要利用粒子加速器，使轻核拥有很大的动能B. Z =0，M =1C. 1mol 氘核和1mol 氚核发生核聚变，可以放出17.6MeV 的能量D. 聚变比裂变更安全、清洁【参考答案】BD【名师解析】、“人造太阳”是以超导磁场约束，通过波加热，让等离子气体达到上亿度的高温而发生轻核聚变，故A 错误。

选修3-5原子结构单元测试卷一、选择题（每题5分）1.卢瑟福提出原子核式结构学说的根据是在用α粒子轰击金箔的实验中,发现粒子( )。

(A)全部穿过或发生很小的偏转 (B)全部发生很大的偏转(C)绝大多数穿过,只有少数发生很大偏转,甚至极少数被弹回 (D)绝大多数发生偏转,甚至被掸回2.氢原子的核外电子,在由离核较远的可能轨道跃迁到离核较近的可能轨道的过程中( )。

(A)辐射光子,获得能量(B)吸收光子,获得能量 (C)吸收光了,放出能量(D)辐射光子,放出能量3.在玻尔的原子模型中,比较氢原子所处的量子数n=1及n=2的两个状态,若用E表示氢原子的能量,r表示氢原子核外电子的轨道半径,则( )。

(A)E2>E1,r2>r1(B)E2>E1,r2<r1 (C)E2<E1,r2>r1(D)E2<E1,r2<r14.如图所示,氢原子在下列各能级间跃迁：(1)从n=1到n=2；(2)从n=5到n=3；(3)从n=4到n=2；在跃迁过程中辐射的电磁波的波长分别用λ1、λ2、λ3表示.波长λ1、λ2、λ3大小的顺序是( )。

(A)λ1<λ2<λ3(B)λ1<λ3<λ2 (C)λ3<λ2<λ1(D)λ3<λ1＜λ25.（多）氢原子基态能级为-13.6eV,一群氢原子处于量子数n=3的激发态,它们向较低能级跃迁时,放出光子的能量可以是( )。

(A)1.51eV(B)1.89eV(C)10,2eV(D)12.09eV6.（多）当α粒子被重核散射时,如图所示的运动轨迹中不可能存在的是()。

7.在α粒子穿过金箔发生大角度散射的过程中,下列说法中正确的是( )。

(A)α粒子-直受到金原子核的斥力作用 (B)α粒子的动能不断减小(C)α粒子的电势能不断增加 (D)α粒子发生散射,是与电子碰撞的结果8.（多）如图为氢原子的能级图,A、B、C分别表示电子在三种不同能级跃迁时放出的光子,其中( )(A)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B9.一群处于n=4的激发态的氢原子向低能级跃迁时,可能发射的光线为( )。

高中物理学习材料金戈铁骑整理制作2011年普宁一中高三《原子物理》精选题2011.5杨锡联1.原子的核式结构学说，是卢瑟福根据以下哪个实验提出来的（ ）A.光电效应实验B.氢原子光谱实验C.α粒子散射实验D.天然放射实验2.下列说法不．正确的是（ ） A.n He H H 10423121+→+是轻核聚变 B.n 2Sr Xe n U 109438140541023592++→+是重核裂变 C.He Rn Ra 422228622688+→是α衰变 D.e Mg Na 0124122411-+→是核裂变3. 在下列四个方程，X 1、X 2、X 3和X 4各代表某种粒子，以下判断中正确的是（ ） 114156923610235923X Ba Kr n U ++→+ 230143015X Si P +→32349023892X Th U +→ 42349123490X Pa Th +→ A. X 1是α粒子 B. X 2是质子 C. X 3是中子 D. X 4是电子4．北京奥委会接受专家的建议，大量采用对环境有益的新技术。

如奥运会场馆周围80%~90%的路灯将利用太阳能发电技术、奥运会90%的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术。

太阳能的产生是由于太阳内部高温高压条件下的热核聚变反应形成的，其核反应方程是：( )A 、e He H 01421124+→B 、H O He N 1117842147++→C 、n Sr Xe n U 10903813554102359210++→+D 、He Th U 422349023892+→5.为了解决人类能源之需，实现用核能代替煤、石油等不可再生能源，很多国家都在研制全超导核聚变“人造太阳”，它是从海水中提取原料，在上亿度的高温下发生的可控核聚变反应，科学家依据的核反应方程是（ ）A ．23411120H+H He+n −−→ B ．235114192192056360U+n Ba+Kr+3n −−→C ．234234090911Th Pa+e -−−→ D ．238234492902U Th+He −−→6. 用中子(n 10)轰击铝27(Al 2713)，产生钠24(Na 2411)和X ；钠24具有放射性，它衰变后变成镁24(Mg 2412)和Y.则X 和Y 分别是（ ）A.α粒子和电子B.α粒子和正电子C.电子和α粒子D.质子和正电子7.我国自行研制了可控热核反应实验装置“超导托卡马克” (英名称：EAST ，俗称“人造太阳”)。

高中物理选修3-5原子结构章节检测带答案2017年01月19日阿甘的高中物理组卷一．选择题（共30小题）1．在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的（）A．频率B．强度C．照射时间D．光子数目2．普朗克在1900年将“能量子”引入物理学，开创了物理学的新纪元．在下列宏观概念中，具有“量子化”特征的是（）A．人的个数B．物体所受的重力C．物体的动能 D．物体的长度3．在光电效应实验中，小明同学用同一实验装置（如图a）在甲、乙、丙三种光的照射下得到了三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，如图b所示．则下列说法中正确的是（）A．乙光的频率小于甲光的频率B．甲光的波长大于丙光的波长C．丙光的光子能量小于甲光的光子能量D．乙光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能4．两种单色光a和b，a光照射某金属时有光电子逸出，b光照射该金属时没有光电子逸出，则（）A．在真空中，a光的传播速度较大B．在水中，a光的波长较小C．在真空中，b光光子的能量较大D．在水中，b光的折射率较小5．入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则（）A．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B．逸出的光电子的最大初动能将减小C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D．有可能不发生光电效应6．如图所示，四个示意图所表示的实验中，能说明光具有粒子性的是（）A． B． C．D．7．下面说法正确的是（）A．常温下处于密封容器里的氢气，所有分子做热运动的速率都相同B．假设两个分子从紧靠在一起开始相互远离，直到无穷远处，在这一过程中分子力先做正功后做负功C．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D．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应8．下列说法正确的是（）A．光和电子、质子等实物粒子都具有波粒二象性B．微观粒子的动量和位置的不确定量同时变大，同时变小C．爱因斯坦在对黑体辐射的研究中提出了能量子的观点D．康普顿在研究石墨对X射线的散射中发现光具有波动性9．如图所示，用a、b两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现当a光照射时验电器的指针偏转，b光照射时指针未偏转，以下说法正确的是（）A．增大b光的强度，验电器的指针偏角一定偏转B．增大b光的照射时间，验电器的指针偏角一定偏转C．a光的频率大于b光的频率D．a光的频率大于金属板的极限频率10．用图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转．而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么（）A．a光的频率一定小于b光的频率B．增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转C．用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到cD．只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大11．关于光电效应，下列说法正确的是（）A．发生光电效应时间越长，光电子的最大初动能就越大B．入射光的频率低于极限频率就不能发生光电效应C．光电子的最大初动能与入射光频率成正比D．光电子的最大初动能与入射光的强度无关12．利用光电管研究光电效应的实验电路如图所示，用频率为v的可见光照射阴极K，电表中有电流通过，则（）A．只用紫外光照射K，电流表中不一定有电流通过B．只用红外光照射K，电流表中不一定无电流通过C．频率为v的可见光照射K，变阻器的滑片移到A端，电流表中一定无电流通过D．频率为v的可见光照射K，变阻器的滑片向B端滑动时，电流表示数可能不变13．某金属在一定频率的光照射下发生光电效应，若减弱该光的光强，则该金属（）A．逸出功减少 B．逸出功增大C．不发生光电效应D．发生光电效应14．通过学习波粒二象性的内容，你认为下列说法符合事实的是（）A．爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说B．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性C．康普顿效应中光子与静止的电子发生相互作用后，光子的波长变小了D．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须大于这个波长，才能产生光电效应15．下列说法中正确的是（）A．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的最大初动能大B．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，但原子的能量增大C．U在中子轰击下生成Sr和Xe的过程中，原子核中的平均核子质量变大D．放射性探伤是利用了放射性元素的示踪本领16．氢原子的能级公式为，E1表示氢原子处于基态时的能量，一群氢原了处于n=4的激发态，当它们自发地跃迁到较低的能级时（）A．可能辐射出4种不同频率的光子B．可能辐射出6种不同频率的光子C．频率最小的光子是由n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的D．波长最小的光子是由n=4能级向n=3能级跃迁时辐射的17．下列能揭示原子具有核式结构的实验是（）A．光电效应实验B．伦琴射线的发现C．α粒子散射实验D．氢原子光谱的发现18．一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，该氢原子（）A．放出光子，能量增加B．放出光子，能量减少C．吸收光子，能量增加D．吸收光子，能量减少19．下列说法正确的是（）A．采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C．从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力D．原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量20．卢瑟福提出原子的核式结构模型．这一模型建立的基础是（）A．α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21．英国物理学家卢瑟福用α粒子轰出金箔，发现了α粒子的散射现象，如图所示，O表示金原子核的位置，则表示该试验中经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹的图可能是（）A．B．C．D．22．已知汞原子可能的能级为E1=一l0.4eV，E2=﹣5.5eV，E3=﹣2.7Ev，E4=﹣1.6eV．一个自由电子的总能量为9eV，与处于基态的汞原子发生碰撞，已知碰撞过程中不计汞原子动量的变化，则电子可能剩余的能量为（）A．0.2 eV B．1.4 eV C．2.3 eV D．5.5eV23．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．下图表示了原子核式结构模型的α粒子散射图景．图中实线表示α粒子的运动轨迹．其中一个α粒子在从a运动到b、再运动到c的过程中（α粒子在b点时距原子核最近），下列判断正确的是（）A．α粒子的动能先增大后减小B．α粒子的电势能先增大后减小C．α粒子的加速度先变小后变大D．电场力对α粒子先做正功后做负功24．一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，该氢原子（）A．放出光子，能量增加B．放出光子，能量减少C．吸收光子，能量增加D．吸收光子，能量减少25．下列说法中正确的是（）A．一群处于n=3能级的氢原子自发跃迁时能发出2种不同频率的光子B．α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构C．核反应12H+13H→24He+1n属于原子核聚变D．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，遏止电压就越大26．卢瑟福原子核式结构理论的内容说法不正确的是（）A．原子的中心有个核，叫原子核B．原子的正电荷均匀分布在整个原子中C．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里D．带负电的电子在核外绕着核旋转27．二十世纪初，为研究物质的内部结构，物理学家做了大量的实验，如图装置的实验是（）A．α粒子散射实验B．发现质子的实验C．发现电子的实验D．发现中子的实验28．下列事例中能说明原子具有核式结构的是（）A．光电效应现象的发现B．汤姆逊研究阴极射线时发现了电子C．卢瑟福的α粒子散射实验发现有少数α粒子发生大角度偏转D．天然放射现象的发现29．一群氢原子处于n=4的激发态，当其向低能级跃迁时，可以放出的光子频率共有（）A．3种B．4种C．5种D．6种30．关于原子结构，下列说法中正确的是（）A．α粒子散射是估计原子核半径的最简单的方法B．电子的发现使人类认识到分子是可以分割的C．汤姆孙发现电子并精确测定电子电荷D．卢瑟福的核式结构模型不仅解释了α粒子散射实验，也完美地解释了原子光谱分立特征2017年01月19日阿甘的高中物理组卷参考答案与试题解析一．选择题（共30小题）1．（2012•上海）在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的（）A．频率B．强度C．照射时间D．光子数目【解答】解：发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，由公式E=hf﹣W知，W为逸出功不变，所以光电子的最大初动能取决于入射光的频K率，A正确．故选A2．（2015•石景山区一模）普朗克在1900年将“能量子”引入物理学，开创了物理学的新纪元．在下列宏观概念中，具有“量子化”特征的是（）A．人的个数B．物体所受的重力C．物体的动能 D．物体的长度【解答】解：依据普朗克量子化观点，能量是不连续的，是一份一份地进行变化，属于“不连续的，一份一份”的概念的是A，BCD都是连续的，故A正确，BCD错误．故选：A．3．（2014春•武穴市校级期中）在光电效应实验中，小明同学用同一实验装置（如图a）在甲、乙、丙三种光的照射下得到了三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，如图b所示．则下列说法中正确的是（）A．乙光的频率小于甲光的频率B．甲光的波长大于丙光的波长C．丙光的光子能量小于甲光的光子能量D．乙光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能【解答】解：乙丙两个的遏止电压相等，且大于甲光的遏止电压，根据，知乙丙两光照射产生光电子的最大初动能相等，大于甲光照射产生的光电子最大初动能．根据光电效应方程EKm =hv﹣W，逸出功相等，知乙丙两光的频率相等，大于甲光的频率．所以乙丙两光的光子能量相等大于甲光的光子能量．甲光频率小，则波长长．故B正确，A、C、D错误．故选B．4．（2007•四川）两种单色光a和b，a光照射某金属时有光电子逸出，b光照射该金属时没有光电子逸出，则（）A．在真空中，a光的传播速度较大B．在水中，a光的波长较小C．在真空中，b光光子的能量较大D．在水中，b光的折射率较小【解答】解：A、不同的色光在真空中传播的速度相同．故A错误．B、入射光的频率大于截止频率，才会发生光电效应，可知a光的频率大于b光的频率．根据公式：，，得，频率大的光折射率也大，知在水中，a光的波长较小．故B正确．C、a光的频率大于b光的频率，E=hγ，a光光子的能量较大．故C错误．D、a光的频率大于b光的频率，所以在水中，b光的折射率小于a光的折射率．故D正确．故选BD．5．（2016•海淀区模拟）入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则（ ）A ．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B ．逸出的光电子的最大初动能将减小C ．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D ．有可能不发生光电效应【解答】解：A 、光的强弱影响的是单位时间内发出光电子的数目，不影响发射出光电子的时间间隔．故A 错误．B 、根据光电效应方程知，E KM =hγ﹣W 0知，入射光的频率不变，则最大初动能不变．故B 错误．C 、单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少，光电流减弱，C 正确．D 、入射光的频率不变，则仍然能发生光电效应．故D 错误．故选C ．6．（2016•虹口区二模）如图所示，四个示意图所表示的实验中，能说明光具有粒子性的是（ ）A ．B ．C ．D ．【解答】解：A 、α粒子散射实验说明了原子的核式结构说明了原子核的核式结构，故A 错误；B 、单缝干涉实验说明光具有波动性，故B 错误；C、光电效应说明光具有粒子性，故C正确；D、放射线在电场中偏转是根据带点粒子的偏转方向确定放射线的电性，故D错误．故选C7．（2016•宝安区模拟）下面说法正确的是（）A．常温下处于密封容器里的氢气，所有分子做热运动的速率都相同B．假设两个分子从紧靠在一起开始相互远离，直到无穷远处，在这一过程中分子力先做正功后做负功C．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D．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应【解答】解：A、常温下处于密封容器里的氢气，所有分子做热运动的速率不是都相同．故A错误．B、假设两个分子从紧靠在一起开始相互远离，分子力先表现为斥力，分子力先做正功，然后分子力表现为引力，引力做负功，所以分子力先做正功后做负功．故B正确．C、根据光电效应方程EKm =hγ﹣W知，超过极限频率的入射光频率越高，产生的光电子的最大初动能越大．故C正确．D、发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，与光照时间的长短无关．故D错误．故选BC．8．（2016•黄冈校级模拟）下列说法正确的是（）A．光和电子、质子等实物粒子都具有波粒二象性B．微观粒子的动量和位置的不确定量同时变大，同时变小C．爱因斯坦在对黑体辐射的研究中提出了能量子的观点D．康普顿在研究石墨对X射线的散射中发现光具有波动性【解答】解：A、光和电子、质子等实物粒子都具有波粒二象性．故A正确；B、根据不确定关系可知，微观粒子的动量和位置的不确定量一个变大的同时，另一个变小．故B错误；C、1900年德国物理学家普朗克认为能量是由一份一份不可分割最小能量值组成，每一份称为能量子ɛ=hv，1905年爱因斯坦从中得到启发，提出了光子说的观点．故C错误；D、康普顿在研究石墨对X射线的散射中发现了康普顿效应，康普顿效应进一步表面光子具有动量，进一步证明了光具有粒子性．故D错误．故选：A9．（2016春•大同校级期末）如图所示，用a、b两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现当a光照射时验电器的指针偏转，b光照射时指针未偏转，以下说法正确的是（）A．增大b光的强度，验电器的指针偏角一定偏转B．增大b光的照射时间，验电器的指针偏角一定偏转C．a光的频率大于b光的频率D．a光的频率大于金属板的极限频率【解答】解：A、B、用a、b两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现b光照射时指针未偏转，根据发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率可知b的频率小于该金属的极限频率，增大b光的强度，或增大b光的照射时间都不能使金属发生光电效应，验电器的指针偏角一定不偏转．故A错误，B错误．C、因为a光照射时验电器的指针偏转，b光照射时指针未偏转，知a光照射发生光电效应，b光照射未发生光电效应，则a光的频率大于b光的频率．故C正确．D、根据发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，可知a的频率大于该金属的极限频率．故D正确．故选：CD．10．（2016春•北京校级期末）用图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转．而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么（）A．a光的频率一定小于b光的频率B．增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转C．用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到cD．只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大【解答】解：A、用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转，知a光频率大于金属的极限频率．用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，知b光的频率小于金属的极限频率，所以a光的频率一定大于b光的频率．故A错误．B、增加b光的强度，仍然不能发生光电效应，电流计指针不偏转．故B错误．C、电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由c到d．故C错误．D、增加a光的强度，则单位时间内发出的光电子数目增多，通过电流计的电流增大．故D正确．故选：D．11．（2015•东莞模拟）关于光电效应，下列说法正确的是（）A．发生光电效应时间越长，光电子的最大初动能就越大B．入射光的频率低于极限频率就不能发生光电效应C．光电子的最大初动能与入射光频率成正比D．光电子的最大初动能与入射光的强度无关【解答】解：A、根据光电效应方程Ekm =hv﹣W知，光电子的最大初动能随着照射光频率的增大而增大，与发生光电效应时间无关，故A正确．B、只有入射光的频率大于金属的极限频率，才能产生光电效应，故B正确；C、根据光电效应方程知，光电子的初速度、最大初动能不与入射光的频率成正比，与入射光的强度无关．故C错误，D正确．故选：BD．12．（2015•广州校级模拟）利用光电管研究光电效应的实验电路如图所示，用频率为v的可见光照射阴极K，电表中有电流通过，则（）A．只用紫外光照射K，电流表中不一定有电流通过B．只用红外光照射K，电流表中不一定无电流通过C．频率为v的可见光照射K，变阻器的滑片移到A端，电流表中一定无电流通过D．频率为v的可见光照射K，变阻器的滑片向B端滑动时，电流表示数可能不变【解答】解：A、可见光照射阴极，可以发生光电效应，用紫外光照射，因为紫外光的频率大于可见光的频率，所以一定能发生光电效应，所加的电压是正向电压，则一定有电流通过．故A错误．B、红外光的频率小于红光，不一定能发生光电效应，不一定有电流通过．故B 正确．C、频率为v的可见光照射K，变阻器的滑片移到A端，两端的电压为零，但光电子有初动能，故电流表中仍由电流通过．故C错误．的可见光照射K，一定能发生光电效应，变阻器的滑片向B端滑动D、频率为v时，可能电流已达到饱和电流，所以电流表示数可能不变．故D正确．故选：BD．13．（2015春•南海区期末）某金属在一定频率的光照射下发生光电效应，若减弱该光的光强，则该金属（）A．逸出功减少 B．逸出功增大C．不发生光电效应D．发生光电效应【解答】解：A、金属的逸出功与金属本身决定的，与入射光的频率无关．故AB 错误；C、由公式E=hf﹣W，金属的逸出功W不变，入射光的频率不变，所以最大初动K能不变，与入射光的强度无关．故C错误，D正确．故选：D14．（2015春•江西校级期中）通过学习波粒二象性的内容，你认为下列说法符合事实的是（）A．爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说B．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性C．康普顿效应中光子与静止的电子发生相互作用后，光子的波长变小了D．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须大于这个波长，才能产生光电效应【解答】解：A、为了解释光电效应爱因斯坦提出光子说，认为光的发射、传播和吸收不是连续的而是一份一份的，每一份就是一个光子．故A正确．B、宏观物体的物质波波长非常小，非常不容易观察到它的波动性，故B错误．C、康普顿效应中光子与静止的电子发生相互作用后，光子的能量减小，波长变大了，康普顿效应证明光具有波粒二象性．故C错误．D、根据光电效应发生的条件可知，对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应，故D错误．故选：A15．（2015秋•宿松县校级月考）下列说法中正确的是（）A．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的最大初动能大B．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，但原子的能量增大C．U在中子轰击下生成Sr和Xe的过程中，原子核中的平均核子质量变大D．放射性探伤是利用了放射性元素的示踪本领【解答】解；A、不可见光的频率不一定比可见光的频率大，根据Ekm =hv﹣W知，用不可见光照射金属不一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的最大初动能大，故A错误．B、氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子能量增大，根据k知，电子动能减小，故B正确．C、U在中子轰击下生成Sr和Xe的过程中，由于质量亏损，原子核中平均核子质量变小，故C错误．D、放射性探伤是利用了放射性元素的射线，故D错误．故选：B．16．（2009•湛江二模）氢原子的能级公式为，E1表示氢原子处于基态时的能量，一群氢原了处于n=4的激发态，当它们自发地跃迁到较低的能级时（）A．可能辐射出4种不同频率的光子B．可能辐射出6种不同频率的光子C．频率最小的光子是由n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的D．波长最小的光子是由n=4能级向n=3能级跃迁时辐射的【解答】解：A、根据=6知，一群氢原了处于n=4的激发态，当它们自发地跃迁到较低的能级时，可能辐射6种不同频率的光子．故A错误，B正确．C、由于n=4和n=1间的能级差最大，则辐射的光子频率最大，n=4和 n=3间的能级差最小，辐射的光子频率最小，波长最长．故C、D错误．故选B．17．（2011•天津）下列能揭示原子具有核式结构的实验是（）A．光电效应实验B．伦琴射线的发现C．α粒子散射实验D．氢原子光谱的发现【解答】解：A、光电效应实验说明光具有粒子性，A选项错误；B、X射线（伦琴射线）的发现是19世纪末20世纪初物理学的三大发现（X射线1896年、放射线1896年、电子1897年）之一，这一发现标志着现代物理学的产生，B选项错误；C、α粒子散射实验中极少数α粒子的大角度偏转说明原子内存在原子核，C 正确D、氢原子光谱的发现解释了原子的稳定性以及原子光谱的分立特征，D选项错误．故选C．18．（2012•北京）一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，该氢原子（）A．放出光子，能量增加B．放出光子，能量减少C．吸收光子，能量增加D．吸收光子，能量减少【解答】解：一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，即从高能级向低能级跃迁，释放光子，能量减少．故选：B．19．（2012•天津）下列说法正确的是（）A．采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C．从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力D．原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量【解答】解：A、元素的半衰期是由元素本身决定的与外部环境无关，故A错误B、由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子，故B正确C、卫星遥感的工作原理与红外线夜视仪的工作原理是相同的．从高空对地面进行遥感摄影是利用红外线良好的穿透能力，故C错误D、由于核子结合为原子核时能量增加必然存在质量亏损，故D错误故选B．20．（2010•上海）卢瑟福提出原子的核式结构模型．这一模型建立的基础是（）A．α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【解答】解：A、卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型，故A正确；B、汤姆逊通过研究阴极射线，发现了电子，故B错误；C、天然放射性现象的发现说明了原子核内有复杂的结构，故C错误；D、卢瑟福通过用α粒子轰击氮核发现了质子并首次完成了原子核的人工转变，故D错误．故选A．21．（2010秋•东湖区校级月考）英国物理学家卢瑟福用α粒子轰出金箔，发现了α粒子的散射现象，如图所示，O表示金原子核的位置，则表示该试验中经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹的图可能是（）A．B．C．D．。

人教版 高中物理 选修3-5 原子物理 单元同步测试试题（含答案解析）说明：本试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两部分，请将第Ⅰ卷选择题的答案填入题后括号内，第Ⅱ卷可在各题后直接作答.共100分，考试时间90分钟.第Ⅰ卷（选择题共40分）一、本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分.1 .1999年9月18日，中共中央、国务院、中央军委在人民大会堂隆重表彰为研制“两弹一星”作出突出贡献的科学家.下列核反应方程中属于研究“两弹”的基本核反应方程式是（ ） A.N 147+He 42→O 178+H 11B. U 23592+n 10→Sr 9038+Xe 13654+10n 10C.U 23892→Th 23490+He 42 D. H 21+H 31→He 42+n 1解析：本题考查重核裂变和轻核聚变的核反应方程.“两弹”是指原子弹和氢弹，原理分别为重核裂变和轻核聚变，B 为重核裂变方程之一，D 为轻核聚变方程.故正确选项为BD.答案BD2.下图为查德威克研究原子核内部结构的实验示意图，由天然放射性元素钋（P o ）放出α射线轰击铍时会产生粒子流a ，用粒子流a 打击石蜡后会打出粒子流b ，经研究知道 （ ）A.a 为质子，b 为中子B.a 为γ射线，b 为中子C.a 为中子，b 为γ射线D.a 为中子，b 为质子解析：本题考查查德威克发现中子的实验装置.选项D 正确. 答案D3.下列说法正确的是 （ ） A.α射线和γ射线都是电磁波B.β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流C.用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期D.原子核经过衰变生成新核，则新核的总质量总小于原核的质量解析：组成α射线的粒子是氦原子核，γ射线是高频电磁波，A 错.β射线是原子的核内中子转变成质子时放出的电子流，B 错.原子核衰变的半衰期由原子核本身决定，与它所处的物理、化学状态无关，C 对.原子核经过衰变生成新核，因放出了粒子，所以质量减小，D 对.答案CD4.下图所示为卢瑟福α粒子散射实验的原子核和两个α粒子的径迹，其中可能正确（ ）解析：α粒子在靠近金的原子核时，离核越近，所受库仑力越大，方向偏转越大，根据这个特点可以判断出只有A 正确.答案A5.如图所示，两个相切的圆表示一个静止的原子核发生某种核反应后产生的两种粒子在匀强磁场中的运动轨迹，可以判定 （ ）A.原子核只可能发生β衰变B.原子核可能发生α衰变或β衰变C.原子核放出一个正电子D.原子核放出一个中子解析：静止的核发生核反应的过程动量守恒，所以新核和新粒子的速度方向相反，又因为轨迹只有两个，是内切圆，所以放出的新粒子只有一个，且粒子带负电，是β粒子，故A 正确.答案A6.贫铀炸弹是一种杀伤力很强的武器，贫铀是提炼铀235以后的副产品，其主要成分为铀238，贫铀炸弹不仅有很强的穿甲能力，而且铀238具有放射性，残留物可长期对环境起破坏作用而造成污染.人长期生活在该环境中会受到核辐射而患上皮肤癌和白血病.下列结确的是 （ ）A.铀238的衰变方程式为：U 23892→Th 23490+He 42B.U 23592和U 23892互为同位素C.人患皮肤癌和白血病是因为核辐射导致了基因突变D.贫铀弹的穿甲能力很强，也是因为它的放射性 解析：本题考查铀238的知识.铀238具有放射性，放出一个α粒子，变成钍234，A 正确. 铀238和铀235质子数相同，故互为同位素，B 正确.核辐射能导致基因突变，是皮肤癌和白血病的诱因之一，C 正确.贫铀弹的穿甲能力很强， 是因为它的弹芯是由高密度、高强度、高韧性的铀合金组成，袭击目标时产生高温化学反应，所以其爆炸力、穿透力远远超过一般炸弹，D 错. 答案ABC7.原子核的裂变和聚变都是人类利用原子核能的途径，我国已建设了秦山和大亚湾两座核电站，下面关于这两座核电站的说法中正确的是 （ ）A.它们都是利用核裂变释放原子核能B.它们都是利用核聚变释放原子核能C.秦山核电站是利用核裂变释放原子核能，大亚湾核电站是利用核聚变释放原子核能D.以上说法都不正确解析：本题考查核能的实际利用常识.秦山核电站和大亚湾核电站都是利用核裂变释放的能量，A 正确. 答案A8.最近一段时间，伊朗的“核危机”引起了全球瞩目，其焦点问题就伊朗核电站采用轻水堆还是重水堆，重水堆核电站在发电的同时，还可以生产可供研制核武器的钚239（Pu 23994），这种Pu 23994可以由铀239（U 23992）经过n 次β衰变而产生，则n 的值是 （ ）A.2B.239C.145D.92 解析：本题考查核反应方程. 铀239衰变成Pu 23994的核反应方程是：U 23992→Pu 23994+2e 01-可见，n =2.答案A9.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（ ） 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射线的中和作用解析：本题考查三种射线的特点.由于α粒子电离作用较强，能使空气分子电离，电离产生的电荷与带电体的电荷中和.故正确选项为B.答案B10.质子的质量为mp ，中子的质量为mn ，氦核的质量为m α，下列关系式正确的是 （ ） A.m α=2m p +2m n B.m α＜2m p+2m n C.m α＞2m p +2m n D.以上关系都不对解析：本题考查质量亏损.两个质子和两个中子结合成氦核时放出能量，发生质量亏损.故正确选项为B.答案B第Ⅱ卷（非选择题共60分）二、本题共5小题，每小题4分，共20分.把答案填在题中的横线上.11.根据宇宙大爆炸理论，在宇宙形成之初是“粒子家族”尽现风采的时期.从大爆炸的瞬间产生夸克、轻子、胶子等粒子，到电子与原子核结合成原子，先后经历了四个时代，它们是： 、 、 、 .解析：根据宇宙大爆炸理论，“粒子家族”在大爆炸开始，到形成原子这105s 时间内，先后经历了强子时代、轻子时代、核合成时代、复合时代.答案强子时代轻子时代核合成时代复合时代12.雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子（νe ）而获得了2002年度诺贝尔物理学奖.他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615 t 四氯乙烯（C 2Cl 4）溶液的巨桶.电子中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程为v e +Cl 3717→Ar 3718+e 01-已知Cl 3717的质量为36.956 58 u, Ar 3718的质量为36.956 91 u, e 01-的质量为0.000 55 u,1 u 质量对应的能量为931.5 MeV.根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为 .解析：上面核反应过程增加的质量：Δm =36.956 91 u+0.000 55 u-36.956 58 u=0.000 88 u 应吸收的能量：ΔE =Δmc 2=0.000 88×931.5 MeV=0.82 MeV. 答案0.82 MeV13.一个正电子和一个负电子相遇会发生湮灭而转化为一对光子，设正、负电子的质量均为m ，普朗克常量为h ，则这一对光子的频率为 .解析：本题考查质能方程及光子论.2mc 2=2hv 则v =hmc 2.答案hmc 214.已知质子的质量为1.007 227 u ，中子的质量为1.008 665 u ，它们结合成碳核C 126的质量为12.000000 u ，放出的能量为 MeV. 解析：本题考查质能方程.ΔE =Δmc 2=［6×(1.007 227+1.008 665)-12］×931.5 MeV=88.8 MeV. 答案88.815.一个中子和一个质子结合成氘核时要放出2.22 MeV 的能量，这些能量以γ光子的形式辐射出来.这一过程的核反应方程是 ，质量亏损为 kg,此光子的波长为 m.解析：本题考查核反应方程及质量亏损.核反应方程为H 11+n 10→H 21+γ由ΔE =Δmc 2得Δm =2cE ∆=4×10-30kg 由ΔE =h λc 得λ=Ehc ∆=5.6×10-13m.答案H 11+n 10→H 21+γ4×10-305.6×10-13三、本题共4小题，共40分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.16.（8分）中子n 10、质子p 11、氘核D 的质量分别为m n 、m p 、m D .现用光子能量为E 的r 射线照射静止氘核，使之分解.用核符号写出上述核反应方程，若分解后的中子、质子的动能相等，则中子的动能是多少？解析：上述核反应方程是：r +H 21→H 11+n 1上述核反应因质量亏损放出的能量ΔE =(m D -m p -m n )c 2质子和中子获得的总动能是：ΔE +E 所以中子的动能为：E kn =21(ΔE +E )= 21［(m D -m p -m n )c 2+E ］. 答案r +H 21→H 11+n 10 21［(m D -m p -m n )c 2+E ］17.（10分）放射性同位素C 被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古生物体的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖.（1）宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后，会形成很不稳定的C 146，它很容易发生衰变，放出β射线变成一个新核，其半衰期为5 730年.试写出此核反应方程.（2）若测得一古生物遗骸中的C 146含量只有活体中的12.5%，则此遗骸距今约有多少年？解析：本题考查核反应方程及它的实际应用.（1）此衰变的核反应方程：N 147+n 10→C 146+H 11 C 146→N 147+e 01-.（2）活体中的C 146含量不变，生物死亡后，遗骸中的C 146按其半衰期变化，设活体中C 146的含量为N 0，遗骸中的C 146含量为N ，由半衰期的定义得：N =(21）τt N 0即0.125=(21)τt所以τt=3 t =3τ=17 190年.答案（1）N 147+n 10→C 146+H 11 C 146→N 147+e 01-（2）17 190 18.（10分）U 23592受中子轰击时会发生裂变，产生Ba 13956和Kr 9436，同时放出能量.已知每个铀核裂变释放的平均能量为200 MeV.（1）写出核反应方程;（2）现在要建设发电功率为5×105kW 的核电站，用U 235作核燃料，假设核裂变释放的能量一半转化为电能，那么该核电站一天消耗U 235多少千克？（阿伏加德罗常数取6.0×1023 mol -1）解析：（1）核反应方程U 23592+n 10→Ba 13956+Kr 9436+3n 10+200 MeV.（2）电站一天发出的电能E 1=Pt ①设每天消耗U 23592为m kg ，核裂变释放的能量为E 2=m ×103×6.0×1023×200×106×1.6×10-19/235 ② 由能量转化得E 1=ηE 2③由①②③式得m =1.06 kg.答案（1）U 23592+n 10→Ba 13956+Kr 9436+3n 10+200 MeV（2）1.06 kg19.(12分)1920年，质子已被发现，英国物理学家卢瑟福曾预言可能有一种质量与质子相近的不带电的中性粒子存在，他把它叫做中子.1930年发现，在真空条件下用α射线轰击铍（Be 94）时，会产生一种看不见的、贯穿力极强的不知名射线和另一种粒子.经过研究发现，这种不知名射线具有如下的特点：①在任意方向的磁场中均不发生偏转；②这种射线的速度小于光速的十分之一；③用它轰击含有氢核的物质，可以把氢核打出来；用它轰击含有氮核的物质，可以把氮核打出来，并且被打出的氢核的最大速度v H 和被打出的氮核的最大速度v N 之比近似等于15∶2.若该射线中的粒子均具有相同的能量，与氢核和氮核碰前氢核和氮核可以为静止，碰撞过程中没有机械能的损失.已知氢核的质量M H 与氮核的质量M N 之比等于1∶14.（1）写出α射线轰击铍核的核反应方程；（2）试根据上面所述的各种情况，通过具体分析说明该射线是不带电的，但不是γ射线，而是由中子组成的.解析：（1）Be 94+He 42→C 126+n 10（2）由①可知，该射线在任何方向的磁场中均不发生偏转，因此该射线不带电. 由②可知，该射线速度小于光速，所以它不是γ射线.由③可知，由于碰撞中无机械能损失，当被打出的氢核和氮核的速度为最大值时，表明它们发生的是弹性正碰.设该粒子的质量为m ，碰撞前速度为v 0，与氢核碰撞后速度为v 1，与氮核碰撞后速度为v 2，则有mv 0=mv 1+M H v H21mv 02=21mv 12+21M H v H 2 解得v H =H 02M m mv +同理得v N =NM m mv +02由题意知215N H =v v ,114H N =M M 解得m =M H即该粒子的质量与氢核（质子）的质量相近，因此这种粒子是中子.答案（1）Be 94+He 42→C 126+n 10（2）略。

一、选择题1．(0分)[ID ：130927]下列核反应中，属于原子核的衰变的是（ ）A ．427301213150He Al P n +→+B ．32411120H H He n +→+ C ．235190136192038540U n Sr Xe +10n ++→D ．238234492902U Th He →+2．(0分)[ID ：130924]以下说法正确的是（ ） A ．α粒子散射实验说明原子核内部是有结构的 B ．β射线是由原子核外电子电离产生 C ．氢弹利用了核聚变反应 D ．查德威克发现了质子3．(0分)[ID ：130910]下列说法中正确的是（ ） A ．钍的半衰期为24天。

1g 钍23490Th 经过 120 天后还剩0.2g 钍B ．一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，延长入射光照射时间，光电子的最大初动能不会变化 C ．放射性同位素23490Th 经α、β衰变会生成22286Rn ，其中经过了2次α衰变和 3 次β衰变D ．大量处于n =4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光子 4．(0分)[ID ：130895]一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为238234492902U Th+He →.下列说法正确的是（ ）A ．衰变后钍核的动能等于α粒子的动能B ．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C ．铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间D ．衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量 5．(0分)[ID ：130882]有一钚的同位素23994Pu 核静止在匀强磁场中，该核沿与磁场垂直的方向放出x 粒子后，变成铀（U ）的一个同位素原子核．铀核与x 粒子在该磁场中的旋转半径之比为1：46，则（ ） A ．放出的x 粒子是42He B ．放出的x 粒子是01e -C ．该核反应是β衰变反应D ．x 粒子与铀核在磁场中的旋转周期相等6．(0分)[ID ：130880]在核反应方程41417278He+N O+X →中，X 表示的是 A ．质子B ．中子C ．电子D ．α粒子7．(0分)[ID ：130878]铀（23892U ）经过α、β衰变后形成稳定的铅（20682Pb ），在衰变过程中，中子转变为质子的个数为（ ）A ．6个B ．14个C ．22个D ．32个8．(0分)[ID ：130858]关于近代物理，下列说法错误．．的是 （ ）A ．轻核聚变反应方程234112H H He X +→+中，X 表示电子 B ．α粒子散射实验现象揭示了原子的核式结构C ．分别用红光和紫光照射金属钾表面均有光电子逸出，紫光照射时，逸出的光电子的最大初动能较大D ．基态的一个氢原子吸收一个光子跃迁到n = 3激发态后，可能发射2种频率的光子 9．(0分)[ID ：130856]在β衰变中放出的电子来自( ) A ．原子核外轨道上的电子 B ．原子核内所含的电子C ．原子核内中子变成质子时放出的电子D ．原子核内质子变成中子时放出的电子10．(0分)[ID ：130855]放射性元素A 经过2次α衰变和1次β 衰变后生成一新元素B ，则元素B 在元素周期表中的位置较元素A 的位置向前移动了 A ．1位B ．2位C ．3位D ．4位11．(0分)[ID ：130951]原子核23892U 在天然衰变为20682Pb 的过程中，所经过的α衰变次数质子数减少的个数、中子数减少的个数依次为（ ） A ．8、10、22B ．10、22、8C ．22、8、10D ．8、22、1012．(0分)[ID ：130934]关于原子核，下列说法正确的是（ ） A ．原子核能发生β衰变说明原子核内存在电子 B ．核反应堆利用镉棒吸收中子控制核反应速度 C ．轻核的聚变反应可以在任何温度下进行 D ．一切核反应都只释放核能二、填空题13．(0分)[ID ：131029]23290Th(钍)经过一系列α和β衰变，变成20882Pb(铅),这一系列反应中有___次α衰变____次β衰变。

高中物理选修3-5原子物理选择题特训一、光电效应，波粒二象性1．以下说法中正确的是（）A．伽利略利用斜面“冲淡”时间，巧妙地研究自由落体规律B．法拉第首先用电场线形象地描述电场C．光电效应中，光电子的最大初动能与入射光频率成正比D．太阳内发生核反应方程是U+n→Ba+Kr+3n2．用图所示的光电管研究光电效应实验中，用某种频率单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转．而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么（）A．a光的波长一定大于b光的波长B．增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转C．用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到cD．只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大3、（2015高考一卷真题，多选题）现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。

下列说法正确的是。

A.保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B. 入射光的频率变高，饱和光电流变大C. 入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D.保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生E.遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关4（2016海南17）（多选题）.下列说法正确的是_________。

A．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程B．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量C．波尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律D．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型E．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长5.如图所示是光电管使用的原理图．当频率为ν0的可见光照射至阴极K上时，电流表中有电流通过，则()A．若将滑动触头P移到A端时，电流表中一定没有电流通过B．若将滑动触头P逐渐由图示位置移向B端时，电流表示数一定增大C．若用紫外线照射阴极K时，电流表中一定有电流通过D．若用红外线照射阴极K时，电流表中一定有电流通过6.（多选题）光电效应的实验结论是：对于某种金属()A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D．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7.（多选题）产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能E k，下列说法正确的是()A．对于同种金属，E k与照射光的强度无关B．对于同种金属，E k与照射光的波长成反比C．对于同种金属，E k与光照射的时间呈正比D．对于同种金属，E k与照射光的频率呈线性关系E．对于不同种金属，若照射光频率不变，E k与金属的逸出功呈线性关系8.（多选题）如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，由图可知()A．该金属的极限频率为4.27×1014Hz B．该金属的极限频率为5.5×1014HzC．该图线的斜率表示普朗克常量D．该金属的逸出功为0.5eV二、原子结构，氢原子光谱1．（多选题）关于原子结构，下列说法正确的是()A．玻尔原子模型能很好地解释氢原子光谱的实验规律B．卢瑟福核式结构模型可以很好地解释原子的稳定性C．卢瑟福的α粒子散射实验表明原子内部存在带负电的电子D．卢瑟福的α粒子散射实验否定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜模型”2．卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是()3．（多选题）下列说法中正确的是()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．原子核的衰变是原子核在其他粒子的轰击下发生的C．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子而产生的D．放射性元素的半衰期随温度和压强的变化而变化4．（多选题）下列说法正确的是()A．根据玻尔理论，氢原子在辐射光子的同时，轨道也在连续地减小B．放射性物质的温度升高，则半衰期减小C．用能量等于氘核结合能的光子照射静止氘核不可能使氘核分解为一个质子和一个中子D．某放射性原子核经过2次α衰变和一次β衰变，核内质子数减少3个E．根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小5．如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁时所发出的三种波长的光．在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是()6．（多选题）如图为氢原子能级图，现有一群处于n＝3激发态的氢原子，则这些原子()A．发出的光子最小能量是0.66 eV B．发出光子最大能量是12.75 eVC．能发出3种不同频率的光子D．由n＝3跃迁到n＝1时发出光子频率最高7．如图所示为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同颜色的光．关于这些光下列说法正确的是（）A．由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光子波长最长B．由n=2能级跃迁到n=1能级产生的光子频率最小C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D．用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应三、原子核1．下列与α粒子相关的说法中正确的是（）A．天然放射现象中产生的α射线速度与光速差不多，穿透能力强B．U（铀238）核放出一个α粒子后就变为Th（钍234）C．高速α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为He+N→O+nD．丹麦物理学家玻尔进行了α粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型2．（多选）下列说法中正确的是（）A．α粒子散射实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B．根据玻尔理论，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大C．在光电效应的实验中，入射光的强度增大，光电子的最大初动能也增大D ． Bi 的半衰期是5天，12 g Bi 经过15天衰变后剩余的质量为1.5 g3. （多选题）下列说法正确的是A. 一群处于n =5 的激发态的氢原子向低能级跃迁时最多能辐射出10 种不同频率的光B. 在光电效应实验中，用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子的最大初动能E k 越大，则这种金属的逸出功W 0 越大C. 氡元素的半衰期为3.8 天，若有8个氡原子核，则7.6 天后还剩2 个氡原子核未衰变D. 某放射性原子核经过2 次α 衰变和一次β 衰变，核内中子数减少了5 个4. 下列与粒子相关的说法中正确的是A. 天然放射性现象中产生的射线速度与光速相当，贯穿能力很强B. （铀238）核放出一个粒子后就变为（钍234）C. 高速粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为D. 丹麦物理学家玻尔进行了粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型5. （多选题）下列说法正确的是A. 当氢原子从n=2的能级跃迁到n=6的能级时，发射出光子B. 放射性元素的半衰期是指大量该元素的原子核中有半数发生衰变需要的时间C. 同一元素的两种同位素具有相同的质子数D. 中子与质子结合成氘核时吸收能量6．（多选题）下列说法正确的是 ( )A ．发现中子的核反应方程是94Be ＋42He →12 6C ＋10nB ．20个238 92U 的原子核经过两个半衰期后剩下5个238 92UC.235 92U 在中子轰击下生成9438Sr 和140 54Xe 的过程中，原子核中的平均核子质量变小D ．原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定辐射出一定频率的光子7．在下列关于近代物理知识的说法中，正确的是A ．所有元素都可能发生衰变B ．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应C ．可利用γ射线对某些金属棒进行探伤内测D ．β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流8．（2017高考一卷真题17）大科学工程“人造太阳”主要是将氚核聚变反应释放的能量用来发电，氚核聚变反应方程是22311120H H He n ++→，已知21H 的质量为2.0136u ，32He 的质量为3.0150u ，10n 的质量为1.0087u ，1u ＝931MeV/c 2。

新部编版高三物理选修3-5原子核专项练习（带答案与解析）的正确答案、解答解析、考点详解姓名:_____________ 年级:____________ 学号:______________题型选择题填空题解答题判断题计算题附加题总分得分1.【题文】在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是（）A．原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B．正电荷在原子中是均匀分布的C．原子中存在着带负电的电子D．原子只能处于一系列不连续的能量状态中【答案】A【解析】：α粒子散射实验中，有少数α粒子发生了较大偏转．并且有极少数α粒子的偏转超过了900，有的甚至被反弹回去，偏转角达到l800，这说明了这些α粒子受到很大的库仑力，施力体应是体积甚小的带电实体。

根据碰撞知识，我们知道只有质量非常小的轻球与质量非常大的物体发生碰撞时，较小的球才被弹回去，这说明被反弹回去的α粒子碰上了质量比它大得多的物质实体，即集中了全部质量和正电荷的原子核．答案：A类型二能级跃迁与光纤谱线2.【题文】（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（）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【答案】D【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能级跃迁时评卷人得分发出的光的能量 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。

一、选择题1．下列核反应中，属于原子核的衰变的是（ ）A ．427301213150He Al P n +→+B ．32411120H H He n +→+ C ．235190136192038540U n Sr Xe +10n ++→D ．238234492902U Th He →+2．下列关于原子和原子核的说法正确的是（ ）A ．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核是由质子和中子组成的B ．23892U （铀)衰变为23491Pa （镤)要经过1次α衰变和2次β衰变C ．质子与中子结合成氘核的过程中发生质量亏损并释放能量D ．β射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚后而形成的电子流 3．一 静 止 的 铀 核 放 出 一 个 α粒 子 衰 变 成 钍 核 ， 衰 变 方 程 为238234492902U Th He →+，下列说法正确的是（ ）A ．23892U 中含有42HeB ．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C ．衰变后 α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量D ．200 个铀核经过一个半衰期后就只剩下 100 个铀核4．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24天后，该药物中碘131的含量大约还有（ ） A ．二分之一 B ．四分之一 C ．八分之一 D ．十六分之一5．静止的一氡核22286Rn 放出一个α粒子后变为一个新核，α粒子动能为αE 。

若衰变放出的能量全部变为新核和α粒子的动能。

真空中的光速为c ，则该反应中的质量亏损为（ ） A ．α28486E c⋅ B ．α28684E c⋅ C ．α2218222E c⋅ D ．α2222218E c⋅ 6．下列说法正确的是A ．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法B ．平均速度、瞬时速度以及加速度，是牛顿首先建立起来的C ．自然界的四个基本相互作用是：强相互作用、万有引力、弹力、电磁相互作用D ．根据速度定义式v ＝x t ∆∆，当△t 极短时，x t∆∆就可以表示物体在t 时刻的瞬时速度，该定义应用了物理的极限法7．质子和中子质量分别为m 1和m 2，当它们结合成氘核时，产生能量E ，并以γ射线的形式放出．已知普朗克常数为h ，真空中的光速为c ，则氘核的质量和γ射线的频率的表达式分别为（ ）A ．122(),E E m m c h -+B ．122(),E Em m c h+- C ．122(),E h m m c E++ D ．122(),E E m m c h++ 8．恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应．核反应方程为448224He He Be γ+→+ .以下说法正确的是( )A ．该核反应为裂变反应B ．热核反应中有质量亏损C ．由于核反应中质量数守恒，所以质量也是守恒的D ．任意原子核内的质子数和中子数总是相等的 9．下列哪些事实表明原子核具有复杂结构 A ．α粒子的散射实验 B ．天然放射现象 C ．阴极射线的发现 D ．X 射线的发现10．麻省理工学院要建人类史上第一个可控核聚变发电站．该发电站的核反应方程可能是A ．23411120H H He n +→+B ．238234492902U Th He →+C ．2351891441920365603U n Kr Ba n +→++D ．1441717281N He O H +→+11．钍核23290Th 经过6次α衰变和4次β衰变后变成铅核，则A ．铅核的符号为20882Pb ，它比23290Th 少8个中子B ．铅核的符号为20478Pb ，它比23290Th 少16个中子C ．铅核的符号为20882Pb ，它比23290Th 少16个中子D ．铅核的符号为22078Pb ，它比23290Th 少12个中子12．一个静止的原子核abX 经α衰变放出一个α粒子并生成一个新核，α粒子的动能为E 0．设衰变时产生的能量全部变成α粒子和新核的动能，则在此衰变过程中的质量亏损为（ ） A ．2E cB ．()024E a c -C ．()024a E c -D ．()024aE a c -13．放射性元素A 经过2次α衰变和1次β 衰变后生成一新元素B ，则元素B 在元素周期表中的位置较元素A 的位置向前移动了A．1位B．2位C．3位D．4位14．在下列四个核反应式中，X表示中子的是（）A．147N＋X→178O＋11HB．23490Th→23491Pa＋XC．X＋126C→137ND．23592U＋1n→9038Sr＋13654Xe＋10X15．最近几年，原子核科学家在超重元素的探测方面取得重大进展。

一、选择题1．下列核反应中，属于原子核的衰变的是（ ）A ．427301213150He Al P n +→+B ．32411120H H He n +→+ C ．235190136192038540U n Sr Xe +10n ++→D ．238234492902U Th He →+2．一 静 止 的 铀 核 放 出 一 个 α粒 子 衰 变 成 钍 核 ， 衰 变 方 程 为238234492902U Th He →+，下列说法正确的是（ ）A ．23892U 中含有42HeB ．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C ．衰变后 α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量D ．200 个铀核经过一个半衰期后就只剩下 100 个铀核 3．下列说法正确的是（ ） A ．2382349290U Th X →+中X 为电子，核反应类型为β衰变B ．234112H+H He+Y →中Y 为中子，核反应类型为人工核转变C ．2351136909205438U+n Xe+Sr+K →，其中K 为10个中子，核反应类型为重核裂变D ．14417728N+He O+Z →，其中Z 为氢核，核反应类型为轻核聚变4．14C 发生放射性衰变变为14N ，半衰期约为5700年。

已知植物存活期间，其体内14C 与12C 的比例不变；生命活动结束后，14C 的比例持续减少。

现通过测量得知，某古木样品中14C 的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。

下列说法正确的是（ ）A ．该古木的年代距今约为5700年B ．12C 、13C 、14C 具有相同的中子数 C ．14C 衰变为14N 的过程中放出α射线D ．增加样品测量环境的压强将加速14C 的衰变 5．下列说法中正确的是（ ） A ．钍的半衰期为24天。

1g 钍23490Th 经过 120 天后还剩0.2g 钍B ．一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，延长入射光照射时间，光电子的最大初动能不会变化 C ．放射性同位素23490Th 经α、β衰变会生成22286Rn ，其中经过了2次α衰变和 3 次β衰变D ．大量处于n =4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光子 6．现有核电站是利用核能发电，对于缓解能源危机起到了重要作用。

原子结构练习题1．（多选题)关于太阳光谱，下列说法正确的是( )A ．太阳光谱是吸收光谱B ．太阳光谱中的暗线是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的C ．根据太阳光谱中的暗线，可以分析太阳的物质组成D ．根据太阳光谱中的暗线，可以分析地球大气层中含有的元素种类2。

μ子与氢原子核(质子）构成的原子称为μ氢原子(hydrogen muonatom),它在原子核物理的研究中有重要作用．右图为μ氢原子的能级示意图．假定光子能量为E 的一束光照射容器中大量处于n ＝2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光，且频率依次增大，则E 等于( )A ．()13υυ-hB ．()65υυ-hC ．3υhD ．4υh3．可见光光子的能量在1.61～3。

10 eV 范围内，若氢原子从高能级跃迁到量子数为n 的低能级的谱线中有可见光，根据氢原子能级图可判断n 为（ ）A ．1B ．2C ．3D ．44．(多选题）已知氢原子的能级规律为En ＝错误!(其中E1＝－13.6 eV ，n ＝1,2，3…），现用光子能量为12.75 eV 的光子去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法正确的是( )A ．照射时不能被基态的氢原子吸收B ．可能观测到氢原子发射不同波长的光有3种C ．氢原子发射不同频率的光，存在可见光D ．可能观测到氢原子发射不同波长的光有6种5．(多选题)若原子的某内层电子被电离形成空位，其他层的电子跃迁到该空位上时,会将多余的能量以电磁辐射的形式释放出来，此电磁辐射就是原子的特征X 射线．内层空位的产生有多种机制，其中一种称为内转换，即原子中处于激发态的核跃迁回基态时，将跃迁时释放的能量交给某一内层电子，使此内层电子电离而形成空位(被电离的电子称为内转换电子)。

Po 214的原子核从某一激发态回到基态时，可将能量E 0＝1。

416 MeV 交给内层电子（如K 、L 、M 层电子，K 、L 、M 标记原子中最靠近核的三个电子层）使其电离，实验测得从Po 214原子的K 、L 、M 层电离出的电子的动能分别为E K ＝1。