2025版高考物理全程一轮复习训练题课时分层精练六十九原子结构氢原子光谱

这是一份2025版高考物理全程一轮复习训练题课时分层精练六十九原子结构氢原子光谱，共6页。
1．[2023·海南卷]钍元素衰变时会放出β粒子，其中β粒子是( )
A．中子 B．质子 C．电子 D．光子
2．[2023·广东卷]理论认为，大质量恒星塌缩成黑洞的过程，受核反应eq \\al(12,6)C＋Y―→eq \\al(16,8)O的影响．下列说法正确的是( )
A．Y是β粒子，β射线穿透能力比γ射线强
B．Y是β粒子，β射线电离能力比γ射线强
C．Y是α粒子，α射线穿透能力比γ射线强
D．Y是α粒子，α射线电离能力比γ射线强
3．[2023·全国甲卷]在下列两个核反应方程中X＋eq \\al(14,7)N―→Y＋eq \\al(17,8)O、Y＋ eq \\al(7,3) Li―→2X，X和Y代表两种不同的原子核，以Z和A分别表示X的电荷数和质量数，则( )
A．Z＝1，A＝1 B．Z＝1，A＝2
C．Z＝2，A＝3 D．Z＝2，A＝4
4．[2023·湖北卷]2022年10月，我国自主研发的“夸父一号”太阳探测卫星成功发射．该卫星搭载的莱曼阿尔法太阳望远镜可用于探测波长为121.6 nm的氢原子谱线(对应的光子能量为10.2 eV).根据如图所示的氢原子能级图，可知此谱线来源于太阳中氢原子( )
A．n＝2和n＝1能级之间的跃迁
B．n＝3和n＝1能级之间的跃迁
C．n＝3和n＝2能级之间的跃迁
D．n＝4和n＝2能级之间的跃迁
5．[2023·全国乙卷]2022年10月，全球众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线暴，其中我国的“慧眼”卫星、“极目”空间望远镜等装置在该事件观测中作出重要贡献．由观测结果推断，该伽马射线暴在1分钟内释放的能量量级为1048 J .假设释放的能量来自于物质质量的减少，则每秒钟平均减少的质量量级为(光速为3×108 m/s)( )
A．1019 kg B．1024 kg
C．1029 kg D．1034 kg
6．2023年6月10日，四川省文物考古研究院对外公布：三星堆遗址祭祀区再现两件跨坑拼对成功的大型青铜器．利用14C衰变的测年技术可进行考古研究，衰变方程为eq \\al(14,6)C―→eq \\al(14,7)N＋ eq \\al(0,－1) e，已知14C的半衰期为5 730年，下列说法正确的是( )
A． eq \\al(0,－1)e来源于核外电子
B．全球变暖会导致半衰期变短
C．该核反应吸收能量
D．eq \\al(14,6)C的比结合能小于eq \\al(14,7)N的比结合能
7．[2024·四川成都市模拟]下列四幅图涉及不同的物理知识，如图所示，其中说法正确的是( )
A．图甲，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，否定了汤姆孙原子枣糕式模型
B．图乙，用中子轰击铀核使其发生聚变，链式反应会释放出巨大的核能
C．图丙，一个氢原子处于第三能级，最多可以辐射出三种频率的光子
D．图丁，汤姆孙通过电子的发现揭示了原子核内还有复杂结构
8．[2024·广东汕头联考二模]2023年4月12日，我国“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)创造了新的世界纪录，成功实现稳定态高约束模式等离子体运行403秒．其内部发生轻核聚变的核反应方程为 eq \\al(2,1) H＋ eq \\al(3,1) H―→ eq \\al(4,2) He＋x，释放出能量，一段时间后测得反应物的质量亏损了Δm，光速为c，下列说法正确的是( )
A．x是β粒子，穿透能力强电离能力弱
B．这段时间内，轻核聚变释放的能量为Δmc2
C．x粒子最早由汤姆孙通过实验发现的
D．轻核聚变质量亏损，则轻核聚变过程中质量数不守恒
9．[2024·贵州毕节统考三模]如图，一个原子核X经图中所示的14次衰变，其中有m次α衰变、n次β衰变，生成稳定的原子核Y，则( )
A．m＝8，n＝6 B．m＝6，n＝8
C．m＝4，n＝10 D．m＝2，n＝12
10．[2024·云南大理模拟]下列说法正确的是( )
A．卢瑟福的核式结构模型可以解释氢原子光谱不连续的现象
B．氡的半衰期为38天，若有8个氡核，则经过76天后还剩下2个氡核
C．铀( eq \\al(238, 92) U)经多次α、β衰变形成稳定的铅( eq \\al(206, 82) Ph)的过程中，有8个中子转变成质子
D．质子、中子、α粒子的质量分别是m1、m2、m3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2
11．[2024·河北大数据调研] eq \\al(64,29) Cu原子核有40%的可能发生β－衰变，方程为 eq \\al(64,29) Cu―→ eq \\al(64,30) Zn＋ eq \\al(0,－1) e，衰变过程释放的核能是ΔE1；有19%的可能发生β＋衰变，方程为 eq \\al(64,29) Cu―→ eq \\al(64,28) Ni＋ eq \\al(0,1) e，衰变过程释放的核能是ΔE2，ΔE2>ΔE1.已知 eq \\al(64,29) Cu的比结合能为E，普朗克常量为h，真空中光速为c，正负电子质量相等，下列说法正确的是( )
A.由于释放核能，所以衰变过程质量数不守恒
B． eq \\al(64,30) Zn的质量比 eq \\al(64,28) Ni质量小
C． eq \\al(64,30) Zn的比结合能为E－ eq \f(ΔE1,64)
D． eq \\al(64,28) Ni比结合能为E＋ eq \f(ΔE2,64)
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12．[2024·江苏校联考模拟]玻尔原子理论描述的氢原子的电子轨道示意图如图所示，E1、E2、E3分别表示电子处于轨道1、2、3时原子具有的能量，Ek1、Ek2、Ek3分别表示电子处于轨道1、2、3时具有的动能，则( )
A．E1>E2>E3
B．Ek3>Ek2>Ek1
C．E2－E1>E3－E2
D．|Ek3－Ek2|>|Ek2－Ek1|
13．(多选)静止在O点的eq \\al(14,6)C原子核发生衰变的同时，空间中加入如图所示的匀强电场．之后衰变产物A、B两粒子的运动轨迹OA、OB如图虚线所示，不计重力和两粒子间的相互作用，下列说法正确的是( )
A．A、B两粒子均带正电
B．eq \\al(14,6)C原子核发生的是α衰变
C．A粒子为eq \\al(10,4)Be
D．衰变后瞬间A、B粒子速度比为5∶2
课时分层精练（六十九） 原子结构 氢原子光谱
1．解析：由教材知识可知，β粒子为电子，C对．
答案：C
2．解析：
α射线与γ射线的比较如表所示
答案：D
3．解析：设Y电荷数和质量数分别为m和n，根据核反应方程质量数和电荷数守恒可知第一个核反应方程的核电荷数和质量数满足，A＋14＝n＋17，Z＋7＝m＋8，第二个核反应方程的核电荷数和质量数满足，n＋7＝2A，m＋3＝2Z，联立解得Z＝2，A＝4.故选D.
答案：D
4．解析：由图中可知n＝2和n＝1的能级之间的能量差值为ΔE＝E2－E1＝－3.4 eV－（－13.6 eV）＝10.2 eV，与探测器探测到的谱线能量相等，故可知此谱线来源于太阳中氢原子n＝2和n＝1能级之间的跃迁．故选A.
答案：A
5．解析：根据质能方程E＝mc2可知，每秒钟平均减少的质量为
Δm＝ eq \f(E0,60c2)＝ eq \f(1048,60×（3×108）2) kg＝ eq \f(1030,5.4) kg
则每秒钟平均减少的质量量级为1029 kg.
故选C.
答案：C
6．解析：β衰变的实质是碳原子核中的一个中子转化为一个质子和一个电子，所以 eq \\al(0,－1)e来自核内，故A错误；
半衰期由原子核本身的性质决定，与原子核的物理状态和化学状态无关，全球变暖不会导致半衰期变短，故B错误；
碳元素14C自发地进行衰变，衰变过程放出能量，根据爱因斯坦质能方程，的比结合能小于的比结合能，故C错误，D正确．故选D.
答案：D
7．解析：图甲，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，得出原子的核式结构模型，否定了汤姆孙原子枣糕式模型，A正确；
图乙，用中子轰击铀核使其发生裂变，裂变反应会释放出巨大的核能，B错误；
图丙，一个氢原子处于第三能级，辐射出不同频率的光子最多为N＝n－1＝2，C错误；
图丁，汤姆孙通过电子的发现揭示了原子有一定结构，天然放射现象的发现揭示了原子核内还有复杂结构，D错误．故选A.
答案：A
8．解析：根据反应过程满足质量数和电荷数守恒，可知轻核聚变的核反应方程为
eq \\al(2,1) H＋ eq \\al(3,1) H―→ eq \\al(4,2) He＋ eq \\al(1,0) n
显然x为中子 eq \\al(1,0) n，中子最早是由查德威克通过实验发现的，故A、C错误；
根据爱因斯坦质能方程可知，这段时间内，轻核聚变释放的能量为ΔE＝Δmc2，故B正确；
轻核聚变质量亏损，但轻核聚变过程中质量数守恒，故D错误．
故选B.
答案：B
9．解析：衰变过程满足质量数守恒和电荷数守恒，则有238＝206＋4m＋n×0，92＝82＋2m－n，联立解得m＝8，n＝6
故选A.
答案：A
10．解析：卢瑟福α粒子散射实验证明了原子核式结构，玻尔理论解释了氢原子光谱不连续性，故A错误；
半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，对少数的原子核不适用，故B错误；
根据质量数和电荷数守恒知，238－206＝4×8，则发生8次α衰变；
92＝82＋2×8－6，则发生6次β衰变，β衰变的实质即为中子转化为质子同时释放电子，故C错误；
质子和中子结合成一个α粒子的方程为2 eq \\al(1,1) H＋2 eq \\al(1,0) n―→ eq \\al(4,2) He
根据爱因斯坦质能方程，可得该核反应中释放的能量为ΔE＝Δmc2＝（2m1＋2m2－m3）c2，故D正确．故选D.
答案：D
11．解析：衰变过程一定遵循质量数守恒，电荷数守恒，A错误；
由于ΔE2>ΔE1，所以β＋衰变质量亏损更多，即 eq \\al(64,28) Ni质量比 eq \\al(64,30) Zn小，B错误；
eq \\al(64,29) Cu的比结合能为E，设 eq \\al(64,30) Zn的比结合能为E1，则64E1－64E＝ΔE1
同理设 eq \\al(64,28) Ni的比结合能为E2，则64E2－64E＝ΔE2
解得E1＝E＋ eq \f(ΔE1,64)，E2＝E＋ eq \f(ΔE2,64)，C错误，D正确．
故选D.
答案：D
12．解析：根据玻尔原子模型，轨道量子数越大，且En＝ eq \f(1,n2)E1
E1为负值，能级越高，能极差越小，即E1Ek2>Ek3，|Ek3－Ek2|