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1、2022年高考物理一輪復習 課時作業(yè)39 原子結構和原子核(含解析)
一、選擇題
1.下列說法正確的是( )
A.采用物理或化學方法可以有效地改變放射性元素的半衰期
B.由玻爾理論知道氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時會放出光子
C.從高空對地面進行遙感攝影是利用紫外線良好的穿透能力
D.原子核所含核子單獨存在時的總質量小于該原子核的質量
解析:采用物理和化學方法不能改變放射性元素的半衰期,選項A錯誤;由玻爾理論知道氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時會放出光子,選項B正確;從高空對地面進行遙感攝影利用的是紅外線,選項C錯誤;原子核所含核子單獨存在時的總質量大于該原子核的質量,選項D錯誤.
答
2、案:B
2.(xx·福建卷)如圖,放射性元素鐳衰變過程中釋放出α、β、γ三種射線,分別進入勻強電場和勻強磁場中,下列說法正確的是( )
A.①表示γ射線,③表示α射線
B.②表示β射線,③表示α射線
C.④表示α射線,⑤表示γ射線
D.⑤表示β射線,⑥表示α射線
解析:本題考查三種射線的電性及在電場力、洛倫茲力作用下的偏轉情況,意在考查考生對三種射線的認知能力.γ射線為電磁波,在電場、磁場中均不偏轉,故②和⑤表示γ射線,A、B、D項錯;α射線中的α粒子為氦的原子核,帶正電,在勻強電場中,沿電場方向偏轉,故③表示α射線,由左手定則可知在勻強磁場中α射線向左偏,故④表示α射線,C
3、項對.
答案:C
3.鈾是常用的一種核燃料,若它的原子核發(fā)生了如下的裂變反應:
解析:本題考查核反應方程,意在考查考生對基礎知識的掌握情況.核反應方程滿足質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,通過核反應前后的質量數(shù)和電荷數(shù)相等不難得出A、B、C錯誤;D項正確.
答案:D
4.
如圖所示,氫原子在下列各能級間躍遷:(1)從n=2到n=1;(2)從n=5到n=3;(3)從n=4到n=2.在躍遷過程中輻射的電磁波的波長分別用λ1、λ2、λ3表示.波長λ1、λ2、λ3大小的順序是( )
A.λ1<λ2<λ3 B.λ1<λ3<λ2
C.λ3<λ2<λ1 D.λ2=λ3<λ1
解析:
4、設從n=2到n=1、從n=5到n=3和從n=4到n=2在躍遷過程中輻射光子的能量分別為E1、E2、E3,則E1=10.2 eV,E2=0.97 eV,E3=2.55 eV,即E1>E3>E2,由E=h可知λ1<λ3<λ2,B正確.
答案:B
5.在一個U原子核衰變?yōu)橐粋€Pb原子核的過程中,發(fā)生β衰變的次數(shù)為( )
A.6次 B.10次
C.22次 D.32次
解析:一個U原子核衰變?yōu)橐粋€Pb原子核的過程中,發(fā)生α衰變的次數(shù)為(238-206)÷4=8次,發(fā)生β衰變的次數(shù)為2×8-(92-82)=6次,選項A正確.
答案:A
6.
紅寶石激光器的工作物質紅寶石含有鉻
5、離子的三氧化二鋁晶體,利用其中的鉻離子產(chǎn)生激光.鉻離子的能級如圖所示,E1是基態(tài),E2是亞穩(wěn)態(tài),E3是激發(fā)態(tài),若以脈沖氙燈發(fā)出波長為λ1的綠光照射晶體,處于基態(tài)的鉻離子受激發(fā)躍遷到E3,然后自發(fā)躍遷到E2,釋放波長為λ2的光子,處于亞穩(wěn)態(tài)E2的離子躍遷到基態(tài)時輻射出的光就是激光,這種激光的波長λ為( )
A. B.
C. D.
解析:由=+,解得λ=,選項A正確.
答案:A
7.[多選]下列說法正確的是( )
A.發(fā)現(xiàn)中子的核反應方程是Be+He―→C+n
B.20個U的原子核經(jīng)過兩個半衰期后剩下5個U
C.U在中子轟擊下生成Sr和Xe的過程中,原子核中的平均核子質
6、量變小
D.原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時,一定要輻射出一定頻率的光子
解析:發(fā)現(xiàn)中子的核反應方程是Be+He―→C+n,A正確.原子核的半衰期是一個統(tǒng)計規(guī)律,只對大量的原子核才適用,所以B錯誤.U在中子轟擊下生成Sr和Xe的過程中,原子核中的平均核子質量變小,所以該反應過程會產(chǎn)生質量虧損,從而放出核能,C正確.原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時,可能要輻射出一定頻率的光子,也可能會吸收一定頻率的光子,所以D錯誤.
答案:AC
8.一個電子(質量為m,電量為-e)和一個正電子(質量為m,電量為e),以相等的初動能Ek相向運動,并撞到了一起,發(fā)生“湮滅”,產(chǎn)生兩個頻率相同的光子,設產(chǎn)生光
7、子的頻率為ν;若這兩個光子的能量都是hν,動量分別為p和p′,下列關系中正確的是( )
A.hν=mc2
B.hν=mc2,p=p′
C.hν=mc2+Ek,p=-p′
D.hν=(mc2+Ek),p=-p′
解析:由能量守恒知2mc2+2Ek=2hν,故hν=mc2+Ek,由動量守恒知0=p+p′,故p=-p′,故選項C正確,選項A、B、D錯誤.
答案:C
二、五選三型選擇題
9.下列說法正確的是( )
A.核電站造成的污染遠小于相等發(fā)電能力的火電站
B.原子反應堆主要由原子燃料、慢化劑、冷卻系統(tǒng)和控制調節(jié)系統(tǒng)組成
C.鈾塊的體積對產(chǎn)生鏈式反應無影響
D.重核裂變
8、釋放出大量的能量,產(chǎn)生明顯的質量虧損,所以核子數(shù)減少
E.由于重核的核子平均質量大于中等質量核的核子平均質量,所以重核裂變?yōu)橹械荣|量的核時,要發(fā)生質量虧損,放出核能
解析:只要措施得當,核電站造成的污染很小,A正確;原子反應堆主要由原子燃料、慢化劑、冷卻系統(tǒng)和控制調節(jié)系統(tǒng)組成,B正確;要引起鏈式反應,須使鈾塊體積超過臨界體積,C錯誤;重核裂變的質量虧損遠小于一個核子的質量,核子數(shù)不會減少,D錯誤;重核裂變?yōu)橹械荣|量的原子核時,由于核子平均質量減小,發(fā)生質量虧損,從而釋放出核能,E正確.
答案:ABE
10.(xx·課標全國卷Ⅰ)關于天然放射性,下列說法正確的是( )
A.所有元素都
9、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
C.放射性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時放出α、β和γ三種射線
解析:本題考查了衰變、半衰期、射線的特點,意在考查考生的識記能力.并不是所有的元素都可能發(fā)生衰變,原子序數(shù)越大,越易發(fā)生,選項A錯誤;放射性元素的半衰期與元素本身內部結構有關,與外界的溫度無關,選項B正確;放射性元素無論單質還是化合物都具有放射性,選項C正確;在α、β、γ射線中,γ射線的穿透能力最強,選項D正確;一個原子核在一次衰變過程中,可以是α衰變或β衰變,同時伴隨γ射線放出
10、,選項E錯誤.
答案:BCD
11.
U放射性衰變有多種可能途徑,其中一種途徑是先變成Bi,而Bi可以經(jīng)一次衰變變成X(X代表某種元素),也可以經(jīng)一次衰變變成Ti,X和Ti最后都變成Pb,衰變路徑如圖所示,則圖中( )
A.a(chǎn)=82,b=206
B.a(chǎn)=84,b=206
C.①是β衰變,放出電子,電子是由中子轉變成質子和電子而生成的
D.②是α衰變,放出的是正電子,正電子是由質子轉變成中子和一個正電子而生成的
E.U經(jīng)過8次α衰變和6次β衰變后可生成新核Pb
解析:衰變①的方程式為:Bi→X+e,為β衰變,放出電子,選項C正確;衰變②的方程式為:Bi→Ti+He,為α衰
11、變,選項A、D錯誤,B正確;U需經(jīng)過8次α衰變和6次β衰變后可生成新核Pb,選項E正確.
答案:BCE
12.下列關于近代物理知識的描述中,正確的是( )
A.當用藍色光照射某金屬表面時有電子逸出,則改用紫光照射也一定會有電子逸出
B.處于n=3能級狀態(tài)的大量氫原子自發(fā)躍遷時,能發(fā)出3種頻率的光子
C.衰變中產(chǎn)生的β射線實際上是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的
D.在N+He→O+X核反應中,X是質子,這個反應過程叫α衰變
E.比結合能越大,原子核中核子結合得越牢固,原子核越穩(wěn)定
解析:根據(jù)光電效應規(guī)律,當用藍色光照射某金屬表面時有電子逸出,則改用紫光照射也一定會有
12、電子逸出,選項A正確;處于n=3能級狀態(tài)的大量氫原子自發(fā)躍遷時,能發(fā)生2+1=3種頻率的光子,選項B正確;衰變中產(chǎn)生的β射線實際上是原子核內的中子轉化為質子和電子,電子從原子核內發(fā)射出來而形成的,選項C錯誤;在N+He→O+X核反應中,X是質子,這個反應過程叫原子核人工轉變,選項D錯誤;比結合能越大,原子核中核子結合得越牢固,原子核越穩(wěn)定,選項E正確.
答案:ABE
三、非選擇題
13.靜止的Li核俘獲一個速度v1=7.7×104 m/s的中子而發(fā)生核反應,生成兩個新核.已知生成物中He的速度v2=2.0×104 m/s,其方向與反應前中子速度方向相同.
(1)寫出上述反應方程.
(
13、2)求另一生成物的速度.
解析:(1)Li+n→He+H
(2)設中子、氦核、新核的質量分別為m1、m2、m3,它們的速度分別為v1、v2、v3,根據(jù)核反應動量守恒有:m1v1=m2v2+m3v3
v3==-1×103 m/s
負號說明新核運動方向與氦核相反.
答案:(1)Li+n→He+H
(2)大小是1×103 m/s,方向與氦核速度方向相反
14.室內裝修污染四大有害氣體是苯系物、甲醛、氨氣和氡.氡存在于建筑水泥、礦渣磚、裝飾石材及土壤中.氡看不到,嗅不到,即使在氡濃度很高的環(huán)境里,人們對它也毫無感覺.氡進入人的呼吸系統(tǒng)能誘發(fā)肺癌,是除吸煙外導致肺癌的第二大因素.靜止的氡核Rn放出某種粒子X后變成釙核Po,粒子X的動能為Ek1,若衰變放出的能量全部變成釙核和粒子X的動能.試回答以下問題:
(1)寫出上述衰變的核反應方程(請用物理學上規(guī)定的符號表示粒子X);
(2)求釙核的動能Ek2.
解析:(1)題述衰變的核反應方程為:Rn→Po+He.
(2)設粒子X的質量為m1、速度為v1,釙核的質量為m2、速度為v2,根據(jù)動量守恒定律有0=m1v1-m2v2,所以釙核的動能Ek2==×=.
答案:(1)Rn→Po+He (2)