2019年高考物理一轮复习 考点通关练 考点42 原子结构、原子核.doc

2019年高考物理一轮复习考点通关练考点42 原子结构、原子核考点名片
考点细研究：(1)氢原子光谱、氢原子的能级结构、能级公式；(2)原子核的组成、放射性、原子核衰变、半衰期；(3)放射性同位素；(4)核力、核反应方程、结合能、质量亏损；
(5)裂变反应和聚变反应、裂变反应堆；(6)射线的危害和防护等。

其中考查到的如：2016年全国卷Ⅲ第35题(1)、2016年全国卷Ⅱ第35题(1)、2016年北京高考第13题、2016年江苏高考第12题、2015年福建高考第30题(1)、2015年浙江自选第14题(1)、2015年海南高考第17题(1)、2015年广东高考第18题、2015年天津高考第1题、2015年北京高考第14题、2015年山东高考第39题(1)、2014年全国卷Ⅱ第35题、2014年全国卷Ⅰ第35题、2014年重庆高考第1题、2014年福建高考第30题、2014年山东高考第39题(1)、2014年天津高考第6题等。

备考正能量：本考点为高考的重点内容。

考查的形式既有选择题也有填空题，预计今后高考不会有太大的变化，只是结合最新科技前沿信息考查该部分知识点。

一、基础与经典
1．如图是卢瑟福的α粒子散射实验装置，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。

下列说法正确的是( )
A．该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据
B．该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性
C．α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转
D．绝大多数的α粒子发生大角度偏转
答案 A
解析卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子核式结构模型，选项A正确，B错误；电子质量太小，对α粒子的影响不大，选项C错误；绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原方向前进，D错误。

2．如图所示为α粒子散射实验装置，α粒子打到荧光屏上都会引起闪烁，若将带有荧光屏的显微镜分别放在图中A 、B 、C 、D 四处位置。

则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数可能符合事实的是( )
A ．1305、25、7、1
B ．202、405、625、825
C ．1202、1010、723、203
D ．1202、1305、723、203
答案 A 解析 根据α粒子散射实验的统计结果，大多数粒子能按原来方向前进，少数粒子方向发生了偏移，极少数粒子偏转超过90°，甚至有的被反向弹回。

所以在相等时间内A 处闪烁次数最多，其次是B 、C 、D 三处，所以选项A 正确。

3．一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17
D ．沿大圆和沿小圆运动的粒子的周期相同
答案 B
解析 在发生衰变前原子核处于静止状态，发生衰变时由于动量守恒，两个新原子核的动量大小相等、方向相反，根据r ＝mv qB 可知大圆为电荷较小的新核轨迹，且向下运动，沿顺时针方向，可判断是β衰变；小圆为电荷较大的反冲核轨迹，且向上运动，沿逆时针方向。

根据反应前后电荷数守恒，可以确定原静止的原子核的原子序数为15；根据T ＝2πm qB
可知，由于两个粒子的荷质比不同，所以周期不相同。

故B 正确。

4．一群氢原子处于同一较高的激发态，它们向较低激发态或基态跃迁的过程中( ) A．可能吸收一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条暗线
B．可能发出一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条亮线
C．只吸收频率一定的光子，形成光谱中的一条暗线
D．只发出频率一定的光子，形成光谱中的一条亮线
答案 B
解析处于较高能级的电子可以向较低的能级跃迁，能量减小，原子要发出光子，由于放出光子的能量满足hν＝E m－E n，处于较高能级的电子可以向较低的激发态跃迁，激发态不稳定可能继续向较低能级跃迁，所以原子要发出一系列频率的光子。

故A、C、D错误，B 正确。

5．如图所示为研究某未知元素放射性的实验装置，实验开始时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电场E，通过显微镜可以观察到，在荧光屏的某一位置上每分钟闪烁的亮点数。

若撤去电场后继续观察，发现每分钟闪烁的亮点数没有变化；如果再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加，由此可以判断，放射源发出的射线可能为( )
A．β射线和γ射线B．α射线和β射线
C．β射线和X射线D．α射线和γ射线
答案 D
解析放射性元素放射出的射线为α射线、β射线和γ射线，α射线贯穿能力弱，一张薄纸就可挡住，β射线贯穿能力较强，可贯穿铝片，γ射线穿透能力极强。

α射线带正电，β射线带负电，在电场中偏转，γ射线不带电。

由此可知，放射源发出的射线可能为α射线和γ射线。

选项D正确。

6．一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ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( ) A．核反应方程是11H＋10n→31H＋γ
B．聚变反应中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3
C．辐射出的γ光子的能量E＝(m3－m1－m2)c
D．γ光子的波长λ＝
h
m 1＋m2－m3c2
答案 B
解析根据核反应过程质量数守恒和核电荷数守恒可知，得到的氘核为21H，故A错误；聚变反应过程中辐射一个γ光子，质量减少Δm＝m1＋m2－m3，故B正确；由质能方程知，辐射出的γ光子的能量为ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3)c2，故C错误；由c＝λν及E＝hν得
λ＝
h
m 1＋m2－m3c
，故D错误。

7. (多选)氢原子的能级如图所示。

氢原子从n＝4能级直接向n＝1能级跃迁所放出的光子，恰能使某金属产生光电效应，下列判断正确的是( )
A．氢原子辐射出光子后，氢原子能量变大
B．该金属的逸出功W0＝12.75 eV
C．用一群处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时所发出的光照射该金属，该金属仍有光电子逸出
D．氢原子处于n＝1能级时，其核外电子在最靠近原子核的轨道上运动
答案BD
解析氢原子发生跃迁，辐射出光子后，氢原子能量变小，故A错误。

根据恰能使某金属产生光电效应，由n＝4跃迁到n＝1，辐射的光子能量最大，ΔE＝13.6 eV－0.85 eV＝12.75 eV，则逸出功W0＝12.75 eV，故B正确。

一群处于n＝3的氢原子向低能级跃迁时，辐射的能量小于从n＝4能级直接向n＝1能级跃迁所放出的光子能量，则不会发生光电效应，故C错误。

根据玻尔原子模型可知，处于n＝1能级时，其核外电子在最靠近原子核的轨道上运动，故D正确。

8．(多选)钚的一种同位素23994Pu衰变时能释放巨大能量，其衰变方程为23994Pu→23592U＋42He ＋γ，则( )
A．核燃料总是利用比结合能小的核
B．核反应中γ光子的能量就是结合能
C.23592U核比23994Pu核更稳定，说明23592U的结合能大
D．由于衰变时释放巨大能量，所以23994Pu比23592U的比结合能小
答案AD
解析核燃料在反应过程中要释放巨大能量，所以总是要利用比结合能小的核，才能更容易实现，A、D正确；核反应中γ光子的能量是结合能中的一小部分，B错误；C项说明23592 U的比结合能大，C错误。

9．(多选)下列说法正确的是( )
A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B.235 92U在中子轰击下生成144 56Ba和8936Kr的过程中，原子核中的平均核子质量变小
C．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应
D．卢瑟福根据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型
E．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，原子总能量减小
答案BCD
解析β衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程，但电子不是原子核的组成部分，A错误；235 92U在中子轰击下生成144 56Ba和8936Kr是裂变反应，原子核中的平均核子质量变小，有质量亏损，以能量的形式释放出来，故B正确；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应，C正确；卢瑟福根据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型，故D正确；核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，引力做负功，动能减少，电势能增大，但由于从低能级向高能级跃迁时需要吸收能量，原子总能量增加，故E 错误。

10．(多选)关于原子核的结合能，下列说法正确的是( )
A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量
B．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能
C．铯原子核(133 55Cs)的结合能小于铅原子核(208 82Pb)的结合能
D．比结合能越大，原子核越不稳定
E．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能
答案ABC
解析由原子核的结合能定义可知，原子核分解成自由核子时所需的最小能量为原子核的结合能，选项A正确；重原子核的核子平均质量大于轻原子核的平均质量，因此原子核衰变产物的结合能之和一定大于衰变前的结合能，选项B正确；铯原子核的核子数少，因此其结合能小，选项C正确；比结合能越大的原子核越稳定，选项D错误；自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，选项E错误。

二、真题与模拟
11．[2016·全国卷Ⅲ](多选)一静止的铝原子核2713Al俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核2814Si*。

下列说法正确的是( )
A．核反应方程为p＋2713Al→2814Si*
B．核反应过程中系统动量守恒
C．核反应过程中系统能量不守恒
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
E．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度的方向一致
答案ABE
解析质子p即11H，核反应方程为p＋2713Al→2814Si*，A项正确；核反应过程遵循动量守恒定律，B项正确；核反应过程中系统能量守恒，C项错误；在核反应中质量数守恒，但会发生质量亏损，所以D项错误；设质子的质量为m，则2814Si*的质量为28m，由动量守恒定律有
mv0＝28mv，得v＝v0
28＝
1.0×107
28
m/s≈3.6×105 m/s，方向与质子的初速度方向相同，故E
项正确。

12．[2016·北京高考]处于n＝3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率
A．1种B．2种
C．3种D．4种
答案 C
解析处于能级为n的大量氢原子向低能级跃迁能辐射光的种类为C2n，所以处于n＝3能级的大量氢原子向低能级跃迁，辐射光的频率有C23＝3种，故C项正确。

13．[2015·天津高考]物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上。

下列说法正确的是( )
A．天然放射现象说明原子核内部是有结构的
B．电子的发现使人们认识到原子具有核式结构
C．α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的
D．密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的
答案 A
解析天然放射现象说明原子核是可分的，即核内部是有结构的，A项正确；电子的发现使人们认识到原子是可分的，B项错误；α粒子散射实验的重要发现是原子具有核式结构，C项错误；密立根油滴实验精确地测出了电子的电荷量，D项错误。

14．[2015·福建高考]下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是( )
A．γ射线是高速运动的电子流
B．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大
C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变
D.210 83Bi的半衰期是5天，100克210 83Bi经过10天后还剩下50克
答案 B
解析γ射线是光子流，所以A项错误；氢原子辐射光子以后，半径减小，电子动能增加，所以B项正确；太阳辐射能量的主要来源是热核反应即轻核聚变，所以C项错误；210 83 Bi的半衰期是5天，经过10天，100克210 83Bi还剩余25克，所以D项错误。

15．[2015·广东高考](多选)科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：X＋Y→42He＋31H＋4.9 MeV和21H＋31H→42He＋X＋17.6 MeV。

下列表述正确的有( )
A．X是中子
B．Y的质子数是3，中子数是6
C．两个核反应都没有质量亏损
D．氘和氚的核反应是核聚变反应
答案AD
解析由21H＋31H→42He＋X＋17.6 MeV，得X为中子10n，A正确。

由X＋Y→42He＋31H＋4.9 MeV，得Y为63Li，质子数为3，中子数为3，B错误。

两反应中均有能量产生，由质能方程可知，两个核反应都有质量亏损，C错误。

氘和氚反应生成α粒子，该反应为核聚变反应，D正确。

16．[2015·山东高考](多选)14C发生放射性衰变成为14N，半衰期约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β射线
D．增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变
答案AC
解析古木样品中14C正好是现代植物所制样品的二分之一，可知时间正好是5700年，A正确。

12C中子数为6,13C中子数为7,14C中子数为8，B错误。

与14N相比，质量数一样而质子数少一个，可知发生的是β衰变，C正确。

半衰期与外界环境无关，D错误。

17．[2015·重庆高考]图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里。

以下判断可能正确的是( )
A．a、b为β粒子的径迹B．a、b为γ粒子的径迹
C．c、d为α粒子的径迹D．c、d为β粒子的径迹
答案 D
解析γ粒子不带电，不会发生偏转，故B错误。

由左手定则可判定，a、b粒子带正电，c、d粒子带负电，又知α粒子带正电，β粒子带负电，故A、C均错，D正确。

18．[2014·全国卷Ⅱ](多选)在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。

下列说法符合历史事实的是( )
A．密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值
B．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核
C．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素
D．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子
E．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷
答案ACE
解析密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值，选项A正确；贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，说明原子核的组成情况，而原子中存在原子核是卢瑟福的α粒子散射实验发现的，选项B、D错误；居里夫妇发现钋和镭是从沥青中分离出来的，选项C正确；汤姆孙通过阴极射线在电磁场中的偏转，发现阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出其比荷，选项E正确。

19．[2014·全国卷Ⅰ](多选)关于天然放射性，下列说法正确的是( )
A ．所有元素都可能发生衰变
B ．放射性元素的半衰期与外界的温度无关
C ．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性
D ．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强
E ．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线
答案 BCD
解析 原子序数大于或等于83的元素，都能发生衰变，而原子序数小于83的只有部分元素能发生衰变，故A 错误。

放射性元素的衰变是原子核内部结构的变化，与核外电子的得失及环境温度无关，故B 、C 项正确。

在α、β、γ三种射线中，α、β为带电粒子，穿透本领较弱，γ射线不带电，具有较强的穿透本领，故D 项正确。

一个原子核不能同时发生α和β衰变，故E 项错误。

一、基础与经典
20．大量氢原子处于不同能量激发态，发生跃迁时放出三种不同能量的光子，其能量值分别是：1.89 eV, 10.2 eV, 12.09 eV 。

跃迁发生前这些原子分布在________个激发态能级上，其中最高能级的能量值是________eV 。

(基态能量为－13.6 eV)
答案 2 －1.51
解析 由于大量氢原子在处于不同能量激发态发生跃迁时放出三种不同能量的光子，可知氢原子所处的最高能级是n ＝3，跃迁发生前这些原子分布在2个激发态能级上；其中最高能级的能量值是E 3＝－1.51 eV 。

21．一质子束入射到静止靶核2713Al 上，产生如下核反应：
p ＋2713Al→X＋n
式中p 代表质子，n 代表中子，X 代表核反应产生的新核。

由反应式可知，新核X 的质子数为__________，中子数为________。

答案 14 13
解析 设X 的质子数为x ，中子数为y ，由电荷数守恒和质量数守恒可知1＋13＝x,1＋27＝x ＋y ＋1，解得x ＝14，y ＝13。

22．恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到108 K 时，可以发生“氦燃烧”。

(1)完成“氦燃烧”的核反应方程：42He ＋______→84Be ＋γ。

(2)84Be 是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10
－16 s 。

一定质量的84Be ，经7.8×10－16 s 后所剩8
4Be 占开始时的________。

答案 (1)42He (2)18
解析 (1)由质量数守恒和电荷数守恒可推知，空白处的粒子为42He 。

(2)由题意知，84Be 经历的半衰期数为3，所以剩余的42Be 占开始时的⎝ ⎛⎭⎪⎫123＝18。

23．海水中含有丰富的氘，完全可充当未来的主要能源。

两个氘核聚变的核反应方程为2
1H ＋21H→32He ＋10n ，其中氘核的质量为2.013 u ，氦核的质量为3.0150 u ，中子的质量为1.0087
u 。

1 u 相当于931.5 MeV 。

(1)求核反应中释放的核能；
(2)在两个氘核以相等的动能0.35 MeV 进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的情况下，求反应中产生的中子和氦核的动能。

答案 (1)2.14 MeV (2)2.13 MeV 0.71 MeV
解析 (1)核反应中的质量亏损为Δm ＝2m H －m He －m n ＝2.3×10－3 u ，所以
ΔE ＝2.3×10－3×931.5 MeV＝2.14 MeV 。

(2)把两个氘核作为一个系统，碰撞过程系统的动量守恒，由于碰撞前两氘核的动能相等，其动量等大反向，因此反应前后系统的总动量为零，即m He v He ＋m n v n ＝0；反应前后系统
的总能量守恒，即12m He v 2He ＋12
m n v 2n ＝ΔE ＋ΔE kH ，又因为m He ∶m n ＝3∶1，所以v He ∶v n ＝1∶3，所以E kHe ∶E kn ＝1∶3，代入已知数据得：E kHe ＝0.71 MeV ，E kn ＝2.13 MeV 。

二、真题与模拟
24．[2016·全国卷Ⅱ]在下列描述核过程的方程中，属于α衰变的是________，属于β衰变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是________。

(填正确答案标号)
A.14 6C→14 7N ＋ 0－1e
B.3215P→3216S ＋ 0－1e
C.238 92U→234 90Th ＋42He
D.14 7N ＋42He→17 8O ＋11H
E.235 92U ＋10n→140 54Xe ＋9438Sr ＋210n
F.31H ＋21H→42He ＋10n
答案 C AB E F
解析 天然放射性元素自发地放出α粒子(即氦核42He)的衰变属于α衰变；放出β粒子的衰变属于β衰变；重核分裂成几个中等质量原子核的现象为核裂变；轻原子核聚合成较重原子核的反应为核聚变。

25．[2015·海南高考](1)氢原子基态的能量为E 1＝－13.6 eV 。

大量氢原子处于某一激发态。

由这些氢原子可能发出的所有的光子中，频率最大的光子能量为－0.96E 1，频率最小的光子的能量为________eV(保留2位有效数字)，这些光子可具有________种不同的频率。

(2)运动的原子核A
Z X 放出α粒子后变成静止的原子核Y 。

已知X 、Y 和α粒子的质量分别是M 、m 1和m 2，真空中的光速为c ，α粒子的速度远小于光速。

求反应后与反应前的总动能之差以及α粒子的动能。

答案 (1)0.31 10 (2)(M －m 1－m 2)c 2 M
M －m 2(M －m 1－m 2)c 2
解析 (1)频率最大的光子能量为－0.96E 1，由h ν＝E n －E 1，得E n ＝E 1＋h ν＝(－13.6 eV)－0.96×(－13.6 eV)，解得E n ＝－0.54 eV ，即n ＝5，从n ＝5能级开始，共有C 2
5＝10种不
同频率的光子，频率最小的光子能量最小，为－0.54 eV －(－0.85 eV)＝0.31 eV 。

(2)反应后由于存在质量亏损，所以反应前后总动能之差等于质量亏损而释放出的能量，
故根据爱因斯坦质能方程可得：12m 2v 2α－12
Mv 2X ＝(M －m 1－m 2)c 2① 反应过程中三个粒子组成的系统动量守恒，故有：
Mv X ＝m 2v α②
联立①②可得：12m 2v 2α＝M M －m 2
(M －m 1－m 2)c 2。

26．[2016·银川模拟]卢瑟福用α粒子轰击氮核时发现质子。

发现质子的核反应方程为：14 7N ＋42He ―→17 8O ＋1
1H 。

已知氮核质量为m N ＝14.00753 u ，氧核质量为m O ＝17.00454 u ，氦核质量为m He ＝4.00387 u ，质子(氢核)质量为m p ＝1.00815 u 。

(已知：1 u c 2＝931 MeV ，结果保留2位有效数字)求：
(1)这一核反应是吸收能量还是放出能量的反应？相应的能量变化为多少？
(2)若入射氦核以v 0＝3×107 m/s 的速度沿两核中心连线方向轰击静止氮核。

反应生成的氧核和质子同方向运动，且速度大小之比为1∶50。

求氧核的速度大小。

答案 (1)吸收能量 1.2 MeV (2)1.8×106 m/s
解析 (1)由Δm ＝m N ＋m He －m O －m p 得：
Δm ＝－0.00129 u ，所以这一核反应是吸收能量的反应，
吸收能量ΔE ＝|Δm |c 2＝0.00129 u c 2＝1.2 MeV 。

(2)由动量守恒定律可得：m He v 0＝m O v 氧＋m p v p ，
又v 氧∶v p ＝1∶50，可解得：v 氧＝1.8×106 m/s 。

27．[2017·甘肃联考]静止的锂核(63Li)俘获一个速度为7.7×106 m/s 的中子，发生核反应后只产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦核(42He)，它的速度大小是8.0×106 m/s ，方向与反应前的中子速度方向相同。

(1)写出此核反应的方程式；
(2)求反应后产生的另一个粒子的速度大小及方向；
(3)此反应过程中是否发生了质量亏损，说明依据。

答案 (1)63Li ＋10n ―→42He ＋31H (2)8.1×106 m/s 与反应前中子的速度方向相反 (3)发生了亏损 说明见解析
解析 (1)63Li ＋10n ―→42He ＋31H
(2)设中子(10n)、氦核(42He)和氚核(31H)的质量分别为m 1、m 2、m 3，速度分别为v 1、v 2、v 3，由动量守恒定律得 m 1v 1＝m 2v 2＋m 3v 3，解得v 3＝－8.1×106 m/s ，即方向与反应前中子的速度方向相反。

(3)反应前的总动能E 1＝12
m 1v 21， 反应后的总动能E 2＝12m 2v 22＋12
m 3v 23， 代入数据可知E 2>E 1，反应中发生了质量亏损。

28．[2016·天津五区县质检]实验室考查氢原子跃迁时的微观效应。

已知氢原子能级图如下图所示，氢原子质量为m H ＝1.67×10－27 kg 。

设原来处于静止状态的大量激发态氢原子
处于n ＝5的能级状态。

(1)求氢原子由高能级向低能级跃迁时，可能发射出多少种不同频率的光；
(2)若跃迁后光子沿某一方向飞出，且光子的动量可以用p ＝h νc
表示(h 为普朗克常量，ν为光子频率，c 为真空中光速)，求发生电子跃迁后氢原子的最大反冲速率。

(保留三位有效数字)
答案 (1)10 (2)4.17 m/s
解析 (1)可能发射出不同频率的光谱的种数为：
N ＝C 2
5＝10。

(2)由动量守恒定律可得：h νc
－m H v H ＝0， 解得氢原子的最大反冲速率为： v H ＝h νm H c ＝－－191.67×10－27×3×108 m/s ＝4.17 m/s 。