原子結構與原子核1．(2021年1月新高考8省聯考·重慶卷)下列核反應方程正確的是()A.eq\o\al(237,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(142,56)Ba＋eq\o\al(91,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)nB.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(90,37)Rb＋eq\o\al(144,55)Cs＋2eq\o\al(1,0)nC.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(87,35)Br＋eq\o\al(146,57)La＋3eq\o\al(1,1)HD.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(90,38)Sr＋eq\o\al(136,54)Xe＋9eq\o\al(1,0)n解析：選B核反應過程中必須滿足質量數守恒和電荷數守恒，分析可知，滿足上述規律的選項只有選項B。2．(2020·天津等級考)在物理學發展的進程中，人們通過對某些重要物理實驗的深入觀察和研究，獲得正確的理論認識。下列圖示的實驗中導致發現原子具有核式結構的是()解析：選D發現原子具有核式結構的是盧瑟福用α粒子轟擊金箔發生散射的實驗，選項D正確。3．(2020·全國卷Ⅲ)(多選)1934年，約里奧－居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔，首次產生了人工放射性同位素X，反應方程為eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→X＋eq\o\al(1,0)n。X會衰變成原子核Y，衰變方程為X→Y＋eq\o\al(0,1)e。則()A．X的質量數與Y的質量數相等B．X的電荷數比Y的電荷數少1C．X的電荷數比eq\o\al(27,13)Al的電荷數多2D．X的質量數與eq\o\al(27,13)Al的質量數相等解析：選AC根據電荷數守恒和質量數守恒，可知eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→X＋eq\o\al(1,0)n方程中X的質量數為30，電荷數為15，再根據X→Y＋eq\o\al(0,1)e方程可知Y的質量數為30，電荷數為14，故X的質量數與Y的質量數相等，X的電荷數比Y的電荷數多1，X的電荷數比eq\o\al(27,13)Al的電荷數多2，X的質量數比eq\o\al(27,13)Al的質量數多3，選項A、C正確，B、D錯誤。4．“慧眼”硬X射線調制望遠鏡觀測的范圍是美麗的銀河系，γ射線暴是主要研究的對象之一。γ射線暴是來自天空中某一方向的γ射線強度在短時間內突然增強，隨后又迅速減弱的現象，它是僅次于宇宙大爆炸的爆發現象。下列關于γ射線的論述中正確的是()A．γ射線同α、β射線一樣，都是高速帶電粒子流B．γ射線的穿透能力比α射線強，但比β射線弱C．γ射線是原子核能級躍遷時產生的D．利用γ射線可以使空氣電離，消除靜電解析：選Cγ射線是電磁波，不是高速帶電粒子流，A錯誤；α、β、γ三種射線中，γ射線能量最高，穿透能力最強，B錯誤；利用α射線的電離作用可以使空氣電離，將靜電泄出，從而消除有害靜電，D錯誤；γ射線是原子核能級躍遷時產生的，C正確。5．(2020·全國卷Ⅱ)氘核eq\o\al(2,1)H可通過一系列聚變反應釋放能量，其總效果可用反應式6eq\o\al(2,1)H→2eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(1,1)H＋2eq\o\al(1,0)n＋43.15MeV表示。海水中富含氘，已知1kg海水中含有的氘核約為×1022個，若全都發生聚變反應，其釋放的能量與質量為M的標準煤燃燒時釋放的熱量相等；已知1kg標準煤燃燒釋放的熱量約為×107J，1MeV＝×10－13J，則M約為()A．40kg B．100kgC．400kg D．1000kg解析：選C結合核反應方程知，1kg海水中的氘核全部發生聚變反應放出的能量E＝eq\×1022,6)×××10－13J≈×1010J，根據題意得M＝eq\f(E,E0)M0＝eq\×1010,×107)×1kg≈400kg，故A、B、D項錯誤，C項正確。6．中國自主研發的世界首座具有第四代核電特征的核電站—華能石島灣高溫氣冷堆核電站，位于山東省威海市榮成石島灣。目前核電站使用的核燃料基本都是濃縮鈾，有一種典型的軸核裂變方程是eq\o\al(235,92)U＋x→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3x。下列關于x的說法正確是()A．x是α粒子，具有很強的電離本領B．x是α粒子，穿透能力比較弱C．x是中子，中子是盧瑟福通過實驗最先發現的D．x是中子，中子是查德威克通過實驗最先發現的解析：選D根據該反應的特點可知，該核反應為重核裂變，根據核反應方程質量數守恒和電荷數守恒可得，x為中子，故A、B錯誤；根據物理學史可知，盧瑟福發現了質子，預言了中子的存在，中子是查德威克通過實驗最先發現的，故C錯誤，D正確。7.氫原子的能級圖如圖所示，如果大量氫原子處在n＝3能級的激發態，則下列說法正確的是()A．這群氫原子能輻射出3種不同頻率的光子B．波長最長的輻射光是氫原子從n＝3能級躍遷到n＝1能級產生的C．輻射光子的最小能量為12.09eVD．處于該能級的氫原子至少需吸收13.6eV能量的光子才能電離解析：選A這群氫原子能輻射出Ceq\o\al(2,3)＝3種不同頻率的光子，選項A正確；波長最長的輻射光對應著能級差最小的，則是氫原子從n＝3能級躍遷到能級n＝2能級產生的，選項B錯誤；輻射光子的最小能量是從n＝3到n＝2能級的躍遷，能量為(－1.51eV)－(－3.4eV)＝1.89eV，選項C錯誤；處于該能級的氫原子至少需吸收1.51eV能量的光子才能電離，選項D錯誤。8．土壤和大氣中含有放射性元素釙210，它可以通過根部吸收或表面吸附的途徑進入植物的組織中，煙葉中含量較高。釙210可以通過吸煙的途徑進入吸煙者體內，其半衰期為138天。8mg釙210經過414天后還剩下()A．4mg B．2mgC．1mg D．0解析：選C釙210的半衰期是138天，經過414天后，即經過3個半衰期，剩余：m＝m0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))3＝8×eq\f(1,8)mg＝1mg，故C正確，A、B、D錯誤。9.(多選)靜止在勻強磁場中的eq\o\al(238,92)U核發生α衰變，產生一個α粒子和一個未知的粒子X，它們在磁場中的運動軌跡如圖所示，下列說法正確的是()A．該核反應方程為eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)X＋eq\o\al(4,2)HeB．α粒子和X粒子在磁場中做圓周運動時轉動方向相同C．軌跡1、2分別是α粒子、X粒子的運動軌跡D．α粒子、X粒子運動軌跡半徑之比為45∶1解析：選ABD由題意可知該核反應方程為eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)X＋eq\o\al(4,2)He，選項A正確；核反應前eq\o\al(238,92)U核靜止，動量為零，根據動量守恒可知反應后系統總動量為零，所以α粒子和X粒子的動量大小相等，方向相反，即速度方向相反，又都帶正電，故轉動方向相同，選項B正確；根據動量守恒可知α粒子和X粒子的動量大小p相等，由帶電粒子在磁場中運動半徑公式R＝eq\f(p,qB)可知軌道半徑R與其所帶電荷量成反比，故α粒子、X粒子運動軌跡半徑之比為45∶1，選項C錯誤，D正確。10．(2021·浙江1月選考)(多選)如圖所示是我國全超導托卡馬克核聚變實驗裝置。2018年11月，該裝置實現了1×108℃等離子體運行等多項重大突破，為未來和平利用聚變能量邁出了重要一步。關于核聚變，下列說法正確的是(A．聚變又叫熱核反應B．太陽就是一個巨大的熱核反應堆C．高溫能使原子核克服核力而聚變D．對相同質量的核燃料，輕核聚變比重核裂變產能多解析：選ABD托卡馬克核聚變裝置是輕核聚變，需要很高的溫度才能讓輕核聚變，也稱之為熱核反應，太陽內部時時刻刻進行這樣的反應，選項A、B正確。高溫能使原子核克服庫侖力，而發生聚變，選項C錯誤；相同質量的核燃料發生輕核聚變要比重核裂變釋放的核能多，因此選項D正確。11．(2019·江蘇高考)(1)100年前，盧瑟福用α粒子轟擊氮核打出了質子。后來，人們用α粒子轟擊eq\o\al(60,28)Ni核也打出了質子：eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(60,28)Ni→eq\o\al(62,29)Cu＋eq\o\al(1,1)H＋X，該反應中的X是________(選填“電子”“正電子”或“中子”)。此后，對原子核反應的持續研究為核能利用提供了可能。目前人類獲得核能的主要方式是________(選填“核衰變”“核裂變”或“核聚變”)。(2)在“焊接”視網膜的眼科手術中，所用激光的波長λ＝×10－7m，每個激光脈沖的能量E＝×10－2J。求每個脈沖中的光子數目。(已知普朗