（講練測）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．從高空對地面進行遙感攝影是利用紫外線有良好的穿透能力 B．玻爾對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．衰變的實質(zhì)是一個中子轉(zhuǎn)化為一個質(zhì)子和一個電子 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粒子散射實驗建立了原子核式結(jié)構(gòu)模型；β衰變的實質(zhì)是原子核中的一個中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€質(zhì)子和一個電子，電子釋放出來；核電站運用的時重核裂變。 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，實驗表明，該元素的原子核先放出3個相同的粒子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。選對1個得3分，選對2個得4分，選對3個得5分，每選錯1個扣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間足夠長，也能產(chǎn)生光點效應(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，電子動能增加，原子的電勢能減小 C、在用氣墊導(dǎo)軌和光電門傳感器做驗證動量守恒定律的實驗中，在兩滑塊相碰的端面上裝不裝上彈性

4、碰撞架，不會影響動量是否守恒 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，兩個質(zhì)子和兩個中子結(jié)合成一個粒子，釋放的能量是 【答案】BCE 【解析】 【名師點睛】根據(jù)光電效應(yīng)的條件判斷能否發(fā)生光電效應(yīng)．由高能級向低能級躍遷，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能的變化，通過原子能量的變化判斷電勢能的變化．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。選對1個得3分，選對2個得4分，選對3個得5分，每選錯1個扣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個放射性核素碘131(即),經(jīng)過8天后,未衰變的個數(shù)不一定是10個 C.4月份以后,隨著氣溫升高、風(fēng)力增強,碘131(即)的半衰期會逐漸減小 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】 【名師點睛】本題比較簡單，考查了有關(guān)原子核的基礎(chǔ)知識，對于這些基本知識也要注意積累和記憶，平時加強理解和應(yīng)用。 5．2015年諾貝爾物

6、理學(xué)獎授予一名日本科學(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氯核轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€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中的應(yīng)用，要解答這類問題關(guān)鍵是在計算上不要出錯． 1．下列說法正確的是。（填正確答案標(biāo)號。選對l個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分） A．盧瑟福通過粒子散射實驗，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，電子的動能增大，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驗，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，選項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，電子的動能增大，電勢能減小，原子總能量減少，選項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)子時放出的電子，選項C錯誤；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D錯誤；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E正確；

9、故選ABE. 【名師點睛】本題涉及知識點較多，平時學(xué)習(xí)過程中注意積累和比較，以防知識點的混淆；解題時理解電子躍遷時，動能與電勢能如何變化，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。選對1個得3分，選對2個得4分，選對3個得5分，每選錯1個扣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，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時，光電子的最大初動能不變 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】 【名師點睛】此題考查了原子物理中幾個簡單的知識點，包括了玻爾理論、光電效應(yīng)、半衰期以及原子核反應(yīng)等，都比較簡單；對于原子物理的基礎(chǔ)知識，大都需要記憶，因此注意平時多加積累。 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。選對1個得3分，選對2個得4分，選對3個得5分，每選錯1個扣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，電子的動能減小，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)，可能是因為這束光的光強太小 E．比結(jié)合能小的原子核結(jié)合成或分解成比結(jié)合能大的原子核時一定吸收核能 【答案】ADE 【解析】 衰變的實質(zhì)是原子核內(nèi)的一個中子轉(zhuǎn)為一個質(zhì)子和一個電子，電子釋放出來，不是來自核外電子，故A錯誤；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，電子的動能減小，但原子的能量增大，選項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)，是因為入射光頻率小于金屬的極

12、限頻率，D錯誤；比結(jié)合能小的原子核結(jié)合成或分解成比結(jié)合能大的原子核時會出現(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錯誤．故選BC. 【名師點睛】解答本題需要掌握：原子核發(fā)生β衰變的實質(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，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個能級，并注明了相應(yīng)的能量E．處在n=4的能級的一群氫原子向低能級躍遷時，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的能級的一群氫原子向低能級躍遷時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個氦核（）結(jié)合成1個碳核（）。已知1個氦核的質(zhì)量為m1、1個碳核的質(zhì)量為m2，1個質(zhì)子的質(zhì)量為mp，1個中子的質(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個質(zhì)子與6個中子組成， 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） 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，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。選對1個得3分，選對2個得4分，選對3個得6分。每選錯1個扣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 E．一個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)放出的巨大能量進行發(fā)電，是常用的核燃料。受一個中子轟擊后裂變成和兩部分，并產(chǎn)生_____個中子。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個中子，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的一個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。粒子垂直進入磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場，其運動軌跡是半徑為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)方程遵循動量守恒，能量守恒