（講練測(cè)）高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題61 原子與原子核（練）（含解析）-人教版高三全冊(cè)物理試題

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1、專題61 原子與原子核（練） 1．下列說法正確的是：（） A．從高空對(duì)地面進(jìn)行遙感攝影是利用紫外線有良好的穿透能力 B．玻爾對(duì)氫原子光譜的研究導(dǎo)致原子的核式結(jié)構(gòu)模型的建立 C．衰變的實(shí)質(zhì)是一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子 D．目前核電站利用的是核裂變釋放的核能 【答案】D 【解析】 【名師點(diǎn)睛】解答此題要知道：衛(wèi)星遙感的工作原理與紅外線夜視儀的工作原理是相同的是利用紅外線良好的穿透能力；盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)建立了原子核式結(jié)構(gòu)模型；β衰變的實(shí)質(zhì)是原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，電子釋放出來；核電站運(yùn)用的時(shí)重核裂變。 2．2006年美國和俄羅斯的科學(xué)家利用回旋

2、加速器，通過（鈣48）轟擊（锎249）發(fā)生核反應(yīng)，成功合成了質(zhì)量數(shù)為297的第118號(hào)元素，這是迄今為止門捷列夫元素周期表中原子序數(shù)最大的元素，實(shí)驗(yàn)表明，該元素的原子核先放出3個(gè)相同的粒子x，再連續(xù)經(jīng)過3次衰變后，變成質(zhì)量數(shù)為282的第112號(hào)元素的原子核，則上述過程中粒子x是：（） A．質(zhì)子 B．中子 C．電子 D．粒子 【答案】B 【解析】 根據(jù)核反應(yīng)方程的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒的原則可知：297=3m+3×4+282，解得m=1；118=3n+3×2+112，解得n=0；故此粒子是中子，故選B. 【名師點(diǎn)睛】此題考查了原子

3、核反應(yīng)；注意核反應(yīng)方程的兩邊的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒的，據(jù)此可計(jì)算此微粒的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)；要記住基本粒子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)，例如質(zhì)子、中子、正負(fù)電子以及粒子和光子等. 3．下列說法中正確的是________（填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得3分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分，每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分） A、無論入射光的頻率多么低，只要該入射光照射金屬的時(shí)間足夠長(zhǎng)，也能產(chǎn)生光點(diǎn)效應(yīng) B、氫原子的核外電子，在由離核較遠(yuǎn)的軌道自發(fā)躍遷到離核較近的軌道的過程中，放出光子，電子動(dòng)能增加，原子的電勢(shì)能減小 C、在用氣墊導(dǎo)軌和光電門傳感器做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，在兩滑塊相碰的端面上裝不裝上彈性

4、碰撞架，不會(huì)影響動(dòng)量是否守恒 D、鈾原子核內(nèi)的某一核子與其他核子間都有核力作用 E、質(zhì)子、中子、粒子的質(zhì)量分別為，兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)粒子，釋放的能量是 【答案】BCE 【解析】 【名師點(diǎn)睛】根據(jù)光電效應(yīng)的條件判斷能否發(fā)生光電效應(yīng)．由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，根據(jù)軌道半徑的變化，結(jié)合庫侖引力提供向心力判斷動(dòng)能的變化，通過原子能量的變化判斷電勢(shì)能的變化．核力只存在于相鄰的核子之間；結(jié)合質(zhì)量的變化分析虧損的質(zhì)量，然后結(jié)合質(zhì)能方程即可。 4．受日本福島核泄漏的影響,中國內(nèi)地部分地區(qū)在空氣中相繼檢測(cè)出極微量人工核素碘131、銫137等.已知碘131(即)的半衰期為8天,則下列有關(guān)福島核泄

5、露問題的說法正確的是________（填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得3分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分，每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分） A.核反應(yīng)堆發(fā)生的是輕核聚變反應(yīng) B.20個(gè)放射性核素碘131(即),經(jīng)過8天后,未衰變的個(gè)數(shù)不一定是10個(gè) C.4月份以后,隨著氣溫升高、風(fēng)力增強(qiáng),碘131(即)的半衰期會(huì)逐漸減小 D.碘131(即)衰變放出的γ射線是原子核受激產(chǎn)生的 E．原子彈的反應(yīng)類型和反應(yīng)堆的反應(yīng)類型相同 【答案】BD E 【解析】 【名師點(diǎn)睛】本題比較簡(jiǎn)單，考查了有關(guān)原子核的基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)于這些基本知識(shí)也要注意積累和記憶，平時(shí)加強(qiáng)理解和應(yīng)用。 5．2015年諾貝爾物

6、理學(xué)獎(jiǎng)授予一名日本科學(xué)家和一名加拿大科學(xué)家，以表彰他們發(fā)現(xiàn)并證明了中微子()振蕩現(xiàn)象，揭示出中微子無論多小都具有質(zhì)量，這是粒子物理學(xué)歷史性的發(fā)現(xiàn)．已知中微子可以將一個(gè)氯核轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)氬核，其核反應(yīng)方程式為．上述核反應(yīng)中B粒子為。已知核的質(zhì)量為36.95658u，核的質(zhì)量為36.9569lu，B粒子的質(zhì)量為0.00055u，1u質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量為931.5MeV．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以判斷參與上述反應(yīng)的中微子的最小能量為MeV（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）． 【答案】電子或 ; 0.82 【解析】 根據(jù)質(zhì)量數(shù)與質(zhì)子數(shù)守恒，核反應(yīng)方程式為．式中B為； 反應(yīng)過程需要能量為:ΔE=mc2=(36.95691

7、u+0.00055u-36.95658u)c2,根據(jù)lu質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量為931.5MeV，得:ΔE≈0.82MeV，所以中微子的能量最小為0.82MeV. 【名師點(diǎn)睛】本題考查了核反應(yīng)方程的書寫規(guī)律，掌握能量守恒在原子物理知識(shí)中的應(yīng)用，要解答這類問題關(guān)鍵是在計(jì)算上不要出錯(cuò)． 1．下列說法正確的是。（填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)l個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分） A．盧瑟福通過粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型 B．按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較大的軌道躍遷到半徑較小的軌道時(shí)，電子的動(dòng)能增大，原子總能量減少 C．衰變中產(chǎn)生的射線是原

8、子核外電子掙脫原子核束縛之后形成的電子束 D．將放射性元素?fù)诫s到其他穩(wěn)定元素中，該元素的半衰期將增大 E．原子核的比結(jié)合能越大，原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定 【答案】ABE 【解析】 盧瑟福通過粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，選項(xiàng)A正確；按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較大的軌道躍遷到半徑較小的軌道時(shí)，電子的動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小，原子總能量減少，選項(xiàng)B正確；衰變中產(chǎn)生的射線是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)放出的電子，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；將放射性元素?fù)诫s到其他穩(wěn)定元素中，該元素的半衰期將不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；原子核的比結(jié)合能越大，原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定，選項(xiàng)E正確；

9、故選ABE. 【名師點(diǎn)睛】本題涉及知識(shí)點(diǎn)較多，平時(shí)學(xué)習(xí)過程中注意積累和比較，以防知識(shí)點(diǎn)的混淆；解題時(shí)理解電子躍遷時(shí)，動(dòng)能與電勢(shì)能如何變化，及注意總能量的變化．掌握衰變的本質(zhì)是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)放出的電子；放射性半衰期不受物理及化學(xué)狀態(tài)的影響. 2．以下說法正確的是________（填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得3分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分，每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分） A．當(dāng)氫原子以n=4的狀態(tài)躍遷到n=1的狀態(tài)時(shí)，要吸收光子 B．某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，當(dāng)照射光的顏色不變而增大光強(qiáng)時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能不變 C．α衰變是原子核內(nèi)的變化所引起的 D．原子核的半衰期由

10、核內(nèi)部自身因素決定，與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān) E．是衰變方程 【答案】BCD 【解析】 【名師點(diǎn)睛】此題考查了原子物理中幾個(gè)簡(jiǎn)單的知識(shí)點(diǎn)，包括了玻爾理論、光電效應(yīng)、半衰期以及原子核反應(yīng)等，都比較簡(jiǎn)單；對(duì)于原子物理的基礎(chǔ)知識(shí)，大都需要記憶，因此注意平時(shí)多加積累。 3．以下是有關(guān)近代物理內(nèi)容的若干敘述，其中不正確的是________（填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得3分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分，每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分） A．原子核發(fā)生一次衰變，該原子外層就失去一個(gè)電子 B．按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，電子的動(dòng)能減小，但原子

11、的能量增大 C．核衰變中，γ光子是衰變后轉(zhuǎn)變的新核輻射的 D．一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，可能是因?yàn)檫@束光的光強(qiáng)太小 E．比結(jié)合能小的原子核結(jié)合成或分解成比結(jié)合能大的原子核時(shí)一定吸收核能 【答案】ADE 【解析】 衰變的實(shí)質(zhì)是原子核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，電子釋放出來，不是來自核外電子，故A錯(cuò)誤；按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，電子的動(dòng)能減小，但原子的能量增大，選項(xiàng)B正確；核衰變中，衰變后轉(zhuǎn)變的新核不穩(wěn)定，放出能量才能變得穩(wěn)定，能量以γ光子的形式放出，C正確；光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因?yàn)槿肷涔忸l率小于金屬的極

12、限頻率，D錯(cuò)誤；比結(jié)合能小的原子核結(jié)合成或分解成比結(jié)合能大的原子核時(shí)會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量虧損，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程得知，一定釋放核能．故E錯(cuò)誤．故選BC. 【名師點(diǎn)睛】解答本題需要掌握：原子核發(fā)生β衰變的實(shí)質(zhì)；比結(jié)合能小的原子核結(jié)合成或分解成比結(jié)合能大的原子核時(shí)，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程判斷是釋放核能還是吸收能量．發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光頻率大于金屬的極限頻率。 4．圖中畫出了氫原子的4個(gè)能級(jí)，并注明了相應(yīng)的能量E．處在n=4的能級(jí)的一群氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，能夠發(fā)出若干種不同頻率的光波．已知金屬鉀的逸出功為2.22eV．在這些光波中，能夠從金屬鉀的表面打出光電子的總共有（） A．二種B．三種

13、C．四種D．五種 【答案】C 【解析】 【名師點(diǎn)睛】發(fā)生光電效應(yīng)的條件是光子能量大于逸出功，根據(jù)該條件確定出n=4的能級(jí)的一群氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射光子能量大于逸出功的種數(shù)． 5．在某些恒星內(nèi)部，3個(gè)氦核（）結(jié)合成1個(gè)碳核（）。已知1個(gè)氦核的質(zhì)量為m1、1個(gè)碳核的質(zhì)量為m2，1個(gè)質(zhì)子的質(zhì)量為mp，1個(gè)中子的質(zhì)量為mn，真空中的光速為c。 （i）核反應(yīng)方程為； （ii）核反應(yīng)的質(zhì)量虧損為； （iii）碳核的比結(jié)合能為。 【答案】(1)（i）（2分）（ii）（2分）（iii）（1分） 【解析】 （i）依題意，核反應(yīng)方程式為： （ii）核反應(yīng)的質(zhì)量虧損為 （3）由碳核的組成

14、可知，碳核是由6個(gè)質(zhì)子與6個(gè)中子組成， 根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程：△E=△mc2可知， 核反應(yīng)釋放的能量，△E=（6mp+6mn-m2）c2． 所以碳核的比結(jié)合能為：△E/12=(6mp+6mn?m2) c2/12 【名師點(diǎn)睛】本題主要考查了聚變反應(yīng)。本題先根據(jù)參與反應(yīng)的粒子種類及生成粒子的種類，根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與核電荷數(shù)守恒寫出核反應(yīng)方程式；根據(jù)前后的質(zhì)量關(guān)系求出質(zhì)量虧損；核子結(jié)合成原子核釋放出的能量與核子數(shù)之比是結(jié)合能． 1．【2016·上海卷】放射性元素A經(jīng)過2次α衰變和1次β?衰變后生成一新元素B，則元素B在元素周期表中的位置較元素A的位置向前移動(dòng)了 A．1位

15、 B．2位 C．3位 D．4位 【答案】C 【方法技巧】衰變前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，根據(jù)發(fā)生一次α衰變電荷數(shù)減少2，發(fā)生一次β?衰變電荷數(shù)增加1可以計(jì)算出放射性元素電荷數(shù)的變化量。 2．【2016·全國新課標(biāo)Ⅱ卷】（5分）在下列描述的核過程的方程中，屬于α衰變的是_______，屬于β衰變的是_______，屬于裂變的是_______，屬于聚變的是_______。（填正確答案標(biāo)號(hào)） A． B． C． D． E．F． 【答案】C； AB ； E ；F

16、 【解析】衰變的反應(yīng)物只有一個(gè)，生成物有或；重核裂變的反應(yīng)物一般是重核和中子，生成較輕的核；氫核聚變是輕核合成為較重的核。 【名師點(diǎn)睛】此題考查核反應(yīng)的基本類型；要知道核反應(yīng)分為四種：衰變、重核裂變、輕核聚變和人工核轉(zhuǎn)變；記住各種類型方程的特點(diǎn)即可解決此題。 3．【2014·全國Ⅰ·35】（1）（6分）關(guān)于天然放射性，下列說法正確的是，（填寫正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得3分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得6分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分） A．所有元素都可能發(fā)生衰變 B．放射性元素的半衰期與外界的溫度無關(guān) C．放射性元素與別的元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性 D．α、β和γ三種

17、射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng) E．一個(gè)原子核在一次衰變中可同量放出α、β和γ三種射線 【答案】BCD 【方法技巧】理解放射性、半衰期都是原子核的變化，與核外電子無關(guān)，質(zhì)點(diǎn)三種射線的本質(zhì)。 4．【2015·江蘇·12C（2）】核電站利用原子核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)放出的巨大能量進(jìn)行發(fā)電，是常用的核燃料。受一個(gè)中子轟擊后裂變成和兩部分，并產(chǎn)生_____個(gè)中子。要使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)生，裂變物質(zhì)的體積要_________（選填“大于”或者“小于”）它的臨界體積。 【答案】3 大于 【解析】由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守可知：，可見產(chǎn)生了3個(gè)中子，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的一個(gè)條件是鈾燃料的體積必須大于或等于臨界體積。 【方法技巧】本

18、題主要是核反應(yīng)方程，能根據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒寫出核反應(yīng)方程，知道發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件 5．【2014·海南·17】（2）一靜止原子核發(fā)生衰變，生成一粒子及一新核。粒子垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡是半徑為R的圓。已知粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q；新核的質(zhì)量為M；光在真空中的速度大小為c。求衰變前原子核的質(zhì)量。 【答案】 【解析】設(shè)衰變產(chǎn)生的粒子的速度大小為v，有洛倫茲力公式和牛頓第二定律得 設(shè)衰變后新核的速度大小為V，衰變前后動(dòng)量守恒，有 設(shè)衰變前原子核質(zhì)量為M0.衰變前后能量守恒，由 聯(lián)立上式可得 【方法技巧】理解核反應(yīng)方程遵循動(dòng)量守恒，能量守恒