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第十六章 近代物理
第 02 练 原子结构与原子核 核反应
知识目标 知识点
目标一 原子结构 玻尔理论 能级跃迁
目标二 原子核的衰变及半衰期
目标三 核反应及核反应类型
目标四 质量亏损及核能的计算
1． 不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是( )
A. 原子中心有一个很小的原子核 B. 原子核是由质子和中子组成的
C. 原子质量几乎全部集中在原子核内 D. 原子的正电荷全部集中在原子核内
2．以下说法正确的是( )
A. 增透膜是利用了薄膜干涉的原理，其厚度应为光在真空中波长的四分之一
B. 卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为：❑ 4He+14N→17O+1H
2 7 8 1
C. 物体以接近光速运动，在物体与运动方向垂直方向的线度会缩短
D. 一群处于量子数n=4的氢原子向低能级跃迁，一定能够释放出8种光子
3．贝克勒尔首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用.下列属于
放射性衰变的是( )
A. ❑ 14C→❑ 14N+❑ 0 e B. ❑ 235U+❑ 1n→❑ 131I+❑ 103Y +2❑ 1n
6 7 -1 92 0 53 39 0
C. ❑ 2H+❑ 3H→❑ 4He+❑ 1n D. ❑ 27Al+❑ 4He→❑ 30P+❑ 1n
1 1 2 0 13 2 15 0
4 ． 太 阳 内 部 核 反 应 的 主 要 模 式 之 一 是 质 子 -质 子 循 坏 ， 循 环 的 结 果 可 表 示 为
4❑ 1H→❑ 4He+2❑ 0e+2γ，已知❑ 1H和❑ 4He的质量分别为m =1.0078u和m =4.0026u，
1 2 1 1 2 p α
1u=931MeV /c2，c为光速．在4个❑ 1H转变成1个❑ 4He的过程中，释放的能量约为( )
1 2
A. 8MeV B. 16MeV C. 26MeV D. 52MeV
5 ． 用 中 子 轰 击 ❑ 239Pu产 生 了 m个 某 种 粒 子 ， 核 反 应 方 程 为 ：
94
❑
1n+❑ 239Pu→❑ 90Sr+❑ 146Ba+mX，方程中的粒子X是(
)
0 94 38 56
A. β粒子 B. 质子 C. α粒子 D. 中子
6．以下说法正确的是( )
A. 汤姆孙发现电子后，测出了电子的电荷量B. 铀核裂变的核反应是：❑ U→❑ Ba+❑ Kr+2❑ n
92 56 36 0
C. 质子、中子、α粒子的质量分别为m❑ 、m❑ 、m❑ .两个质子和两个中子结合成一个α粒子，
1 2 3
释放的能量是：(m❑ + m❑ - m❑ ) c❑ 2
1 2 3
D. 卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为：❑ He+❑ N→❑ O+❑ H
2 7 8 1
1． 以下说法中正确的是( )
A. 原子的核式结构学说，是卢瑟福根据天然放射实验提出来的
B. 核反应方程：❑ 9Be+❑ 4He→❑ 14C+X中的X为质子
4 2 6
1
C. ❑ 14C的半衰期为5730年，若测得一古生物遗骸中的❑ 14C含量只有活体中的 ，则此遗骸距今
6 6 8
约有17190年
D. 一群氢原子处在n=4的能级，跃迁到较低能级时，辐射的光谱线条数为4条
2．原子核❑
238U经放射性衰变①变为原子核❑ 234Th，继而经放射性衰变②变为原子核❑ 234Pa，
92 90 91
再经放射性衰变③变为原子核❑ 234U。放射性衰变 ①、②和③依次为( )
92
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
3．以下是物理学史上3个著名的核反应方程x+❑ 7Li→2y;y+❑ 14N→x+❑ 17O;
3 7 8
y+❑ 9Be→z+❑ 12C，x、y和z是3种不同的粒子，其中z是( )
4 6
A. α粒子 B. 质子 C. 中子 D. 电子
4．氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于n=3能级上，下列说法正确的是( )A. 这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子
B. 从n=3能级跃迁到n=1能级比跃迁到n=2能级辐射的光子频率低
C. 从n=3能级跃迁到n=4能级需吸收0.66eV的能量
D. n=3能级的氢原子电离至少需要吸收13.6eV的能量
E
5．目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大的氢原子。氢原子第n能级的能量为E = 1 ，其中
n n2
E =-13.6eV。如图是按能量排列的电磁波谱，要使n=20的氢原子吸收一个光子后，恰好失去一
1
个电子变成氢离子，被吸收的光子是( )
A. 红外线波段的光子 B. 可见光波段的光子
C. 紫外线波段的光子 D. X射线波段的光子
6．氘核和氚核聚变时的核反应方程为❑
2H+❑ 3H→❑ 4He+❑ 1n，已知❑ 3H的平均结合能是
1 1 2 0 1
2.78MeV，❑ 2H的平均结合能是1.09MeV，❑ 4He的平均结合能是7.03MeV，则核反应时释放
1 2
的能量为多少MeV？质量亏损为kg? (结果均保留3位有效数)
1．以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是( )A. 核反应❑ 238U→234Th+4He为重核裂变
92 90 2
B. ❑ 234Th衰变为❑ 222Rn，经过3次α衰变，2次β衰变
90 86
C. 原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子
D. 汤姆逊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
2．在测定年代较近的湖泊沉积物形成的年份时，常利用沉积物中半衰期较短的❑
210Pb，其衰变方
82
210 210
程为 Pb→ Bi+X。以下说法正确的是( )
82 83
A. 衰变方程中的X是电子
B. 升高温度可以加快❑ 210Pb的衰变
82
C. ❑ 210Pb与❑ 210Bi的质量差等于衰变的质量亏损
82 83
D. 方程中的X来自于❑ 210Bi内质子向中子的转化
83
3．如图，一个原子核X经图中所示的一系列α、β衰变后，生成稳定的原子核Y，在此过程中放射
出电子的总个数为( )
A. 6 B. 8 C. 10 D. 14
4．2022年1月，中国锦屏深地实验室发表了首个核天体物理研究实验成果。表明我国核天体物理
研究已经跻身国际先进行列。实验中所用核反应方程为X+25Mg→26Al，已知X、❑ 25Mg、
12 13 12
❑ 26Al的质量分别为m 、m 、m ，真空中的光速为c，该反应中释放的能量为E。下列说法正确的
13 1 2 3
是( )
A. X为氘核❑ 2H B. X为氚核❑ 3H
1 1
C. E=(m +m +m )c2 D. E=(m +m -m )c2
1 2 3 1 2 3
5．“玉兔二号”月球车在太阳光照射不到时，由同位素❑
238PuPu电池为其保暖供电.Pu238衰变
94
时放出α粒子，生成X原子核，产生大量的γ射线，Pu238半衰期为88年，则( )
A. X原子核的核子数为236
B. γ射线是Pu238跃迁产生的
C. X原子核和α粒子的结合能之和大于Pu238原子核的结合能
D. 经过44年后，电池中的Pu238原子核数将剩为原来的0.75倍6．冲锋枪便于突然开火，射速高，火力猛，适用于近战或冲锋，因而得名。某冲锋枪所用子弹弹
头质量约为8g，子弹出膛速度约为350m/s。单发射击时，一颗子弹水平射入地面上 物块并随
物块一起滑行了5.6m，已知物块的质量为492g，重力加速度g=10m/s2。
(1)求物块与地面之间的动摩擦因数μ；
(2)子弹发射时，弹壳受到火药气体的压力，从而推动枪被向后运动，从而产生后坐力。若该冲锋
枪连发射击时，射速约为每分钟600发，求连续射击过程中该枪产生的后坐力F。
