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1、(新課改省份專用)2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤檢測(四十六)原子結(jié)構(gòu) 原子核(含解析)
1.(2018·北京高考)在核反應(yīng)方程He+N→O+X中,X表示的是( )
A.質(zhì)子 B.中子
C.電子 D.α粒子
解析:選A 核反應(yīng)方程中,電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒,X為H。
2.鈾核可以發(fā)生衰變和裂變,鈾核的( )
A.衰變和裂變都能自發(fā)發(fā)生
B.衰變和裂變都不能自發(fā)發(fā)生
C.衰變能自發(fā)發(fā)生而裂變不能自發(fā)發(fā)生
D.衰變不能自發(fā)發(fā)生而裂變能自發(fā)發(fā)生
解析:選C 鈾是天然放射性元素,所以鈾核的衰變是能自發(fā)發(fā)生,而鈾核的裂變是人工實現(xiàn)的,是用中子轟擊鈾核實
2、現(xiàn)的,所以鈾核的裂變不能自發(fā)發(fā)生,故A、B、D錯誤,C正確。
3.(多選)(2016·天津高考)物理學(xué)家通過對實驗的深入觀察和研究,獲得正確的科學(xué)認知,推動物理學(xué)的發(fā)展。下列說法符合事實的是( )
A.赫茲通過一系列實驗,證實了麥克斯韋關(guān)于光的電磁理論
B.查德威克用α粒子轟擊N獲得反沖核O,發(fā)現(xiàn)了中子
C.貝克勒爾發(fā)現(xiàn)的天然放射性現(xiàn)象,說明原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu)
D.盧瑟福通過對陰極射線的研究,提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型
解析:選AC 麥克斯韋曾提出光是電磁波,赫茲通過實驗證實了麥克斯韋關(guān)于光的電磁理論,選項A正確。查德威克用α粒子轟擊Be,獲得反沖核6C,發(fā)現(xiàn)了中子,選項B錯誤。貝克勒
3、爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象,說明原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu),選項C正確。盧瑟福通過對α粒子散射實驗的研究,提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型,選項D錯誤。
4.Th經(jīng)過一系列α衰變和β衰變后變成Pb,則Pb比Th少( )
A.16個中子,8個質(zhì)子 B.8個中子,16個質(zhì)子
C.24個中子,8個質(zhì)子 D.8個中子,24個質(zhì)子
解析:選A Pb比Th質(zhì)子數(shù)少(90-82)=8個,核子數(shù)少(232-208)=24個,所以中子數(shù)少(24-8)=16個,故A正確,B、C、D錯誤。
5.下列說法正確的是( )
A.光子像其他粒子一樣,不但具有能量,也具有動量
B.比結(jié)合能越大,原子核越不穩(wěn)定
C.將由放
4、射性元素組成的化合物進行高溫分解,會改變放射性元素的半衰期
D.原子核的質(zhì)量大于組成它的核子的質(zhì)量之和,這個現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損
解析:選A 光子像其他粒子一樣,不但具有粒子性,而且也有波動性,則不但具有能量,也具有動量,故A正確;比結(jié)合能越大,原子核越穩(wěn)定,B錯誤;放射性元素的半衰期與外界因素沒有任何關(guān)系,只和本身性質(zhì)有關(guān),C錯誤;原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和,這個現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損,故D錯誤。
6.根據(jù)氫原子的能級圖,現(xiàn)讓一束單色光照射到大量處于基態(tài)(量子數(shù)n=1)的氫原子上,受激的氫原子能自發(fā)地發(fā)出6種不同頻率的光,則照射氫原子的單色光的光子能量為( )
A.12.75 e
5、V B.13.06 eV
C.13.6 eV D.0.85 eV
解析:選A 受激的氫原子能自發(fā)地發(fā)出6種不同頻率的光,知躍遷到第4能級,則吸收的光子能量為ΔE=-0.85 eV-(-13.6 eV)=12.75 eV,A正確,B、C、D錯誤。
7.(多選)14C發(fā)生放射性衰變變?yōu)?4N,半衰期約為5 700年。已知植物存活期間,其體內(nèi)14C與12C的比例不變;生命活動結(jié)束后,14C的比例持續(xù)減少?,F(xiàn)通過測量得知,某古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一。下列說法正確的是( )
A.該古木的年代距今約為5 700年
B.12C、13C、14C具有相同的中
6、子數(shù)
C.14C衰變?yōu)?4N的過程中放出β射線
D.增加樣品測量環(huán)境的壓強將加速14C的衰變
解析:選AC 因古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一,則可知經(jīng)過的時間為一個半衰期,即該古木的年代距今約為5 700年,選項A正確;12C、13C、14C具有相同的質(zhì)子數(shù),由于質(zhì)量數(shù)不同,故中子數(shù)不同,選項B錯誤;根據(jù)核反應(yīng)方程可知,14C衰變?yōu)?4N的過程中放出電子,即發(fā)出β射線,選項C正確;外界環(huán)境不影響放射性元素的半衰期,選項D錯誤。
8.(2019·金華調(diào)研)如圖所示為氫原子的四個能級,其中E1為基態(tài),若大量氫原子A處于激發(fā)態(tài)E2,大量氫原子B處于激發(fā)態(tài)E3,則下列說
7、法正確的是( )
A.原子A可能輻射出3種頻率的光子
B.原子B可能輻射出3種頻率的光子
C.原子A能夠吸收原子B發(fā)出的光子并躍遷到能級E4
D.原子B能夠吸收原子A發(fā)出的光子并躍遷到能級E4
解析:選B 原子A從激發(fā)態(tài)E2躍遷到E1,只輻射一種頻率的光子,A錯誤;原子B從激發(fā)態(tài)E3躍遷到基態(tài)E1可能輻射三種頻率的光子,B正確;由原子能級躍遷理論可知,原子A可能吸收原子B由E3躍遷到E2時放出的光子并躍遷到E3,但不能躍遷到E4,C錯誤;A原子發(fā)出的光子能量ΔE=E2-E1>E4-E3,故原子B不可能躍遷到能級E4,D錯誤。
[B級——保分題目練通抓牢]
9.四個核反應(yīng)方程分別
8、為:①U+n→Sr+Xe+10n;②U→Th+He; ③Li+n→He+H+4.9 MeV;④H+H→He+n+17.6 MeV。下列說法正確的是( )
A.①②都是重核鈾的同位素的核反應(yīng),故都是重核的裂變反應(yīng)
B.①③反應(yīng)前都有一個中子,故都是原子核的人工轉(zhuǎn)變
C.②③④生成物中都有氦核,故都是α衰變反應(yīng)
D.③比④放出的能量少,說明③比④質(zhì)量虧損得少
解析:選D?、偈侵睾说牧炎兎磻?yīng),②是α衰變反應(yīng),選項A錯誤;③是原子核的人工轉(zhuǎn)變,④是輕核的聚變反應(yīng),選項B、C錯誤;③比④放出的能量少,根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知,③比④質(zhì)量虧損得少,故選項D正確。
10.(2018·天
9、津高考)國家大科學(xué)工程——中國散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功,獲得中子束流,可以為諸多領(lǐng)域的研究和工業(yè)應(yīng)用提供先進的研究平臺。下列核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是( )
A.N俘獲一個α粒子,產(chǎn)生O并放出一個粒子
B.Al俘獲一個α粒子,產(chǎn)生P并放出一個粒子
C.B俘獲一個質(zhì)子,產(chǎn)生Be并放出一個粒子
D.Li俘獲一個質(zhì)子,產(chǎn)生He并放出一個粒子
解析:選B 根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒,各選項核反應(yīng)方程如下:N+He→O+H,故A錯誤。Al+He→P+n,故B正確。B+H→Be+He,故C錯誤。Li+H→He+He,故D錯誤。
11.(多選)在足夠大的勻強
10、磁場中,靜止的鈉的同位素Na發(fā)生衰變,沿與磁場垂直的方向釋放出一個粒子后,變?yōu)橐粋€新核,新核與放出粒子在磁場中運動的軌跡均為圓,如圖所示。下列說法正確的是( )
A.新核為Mg
B.軌跡2是新核的徑跡
C.Na發(fā)生的是α衰變
D.新核沿順時針方向旋轉(zhuǎn)
解析:選AB 根據(jù)動量守恒得知,放出的粒子與新核的速度方向相反,由左手定則判斷得知,放出的粒子應(yīng)帶負電,是β粒子,所以發(fā)生的是β衰變,根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒知,衰變方程為Na→Mg+e,可知新核為Mg,故A正確,C錯誤。由題意,靜止的鈉核Na發(fā)生衰變時動量守恒,釋放出的粒子與新核的動量大小相等,兩個粒子在勻強磁場中都做勻速圓周運動
11、,因為新核的電荷量大于所釋放出的粒子電荷量,由半徑公式r=得知,新核的半徑小于粒子的半徑,所以軌跡2是新核的軌跡,故B正確。根據(jù)洛倫茲力提供向心力,由左手定則判斷得知,新核要沿逆時針方向旋轉(zhuǎn),故D錯誤。
[C級——難度題目適情選做]
12.(2019·沈陽檢測)靜止在勻強電場中的碳14原子核,某時刻放射的某種粒子與反沖核的初速度方向均與電場方向垂直,且經(jīng)過相等的時間后形成的軌跡如圖所示(a、b表示長度)。那么碳14的核反應(yīng)方程可能是( )
A.C→He+Be B.C→e+B
C.C→e+N D.C→H+B
解析:選A 設(shè)時間為t,則=2?、?,=4?、冢铀俣萢=,則
12、得∶=1∶2,又因為動量守恒m1v1=m2v2,故q1∶q2=1∶2,故只有A正確。
13.(2017·北京高考)在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,一個靜止的放射性原子核發(fā)生了一次α衰變。放射出的α粒子(He)在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運動,其軌道半徑為R。以m、q分別表示α粒子的質(zhì)量和電荷量。
(1)放射性原子核用X表示,新核的元素符號用Y表示,寫出該α衰變的核反應(yīng)方程。
(2)α粒子的圓周運動可以等效成一個環(huán)形電流,求圓周運動的周期和環(huán)形電流大小。
(3)設(shè)該衰變過程釋放的核能都轉(zhuǎn)化為α粒子和新核的動能,新核的質(zhì)量為M,求衰變過程的質(zhì)量虧損Δm。
解析:(1)X―→Y+He。
(2)設(shè)α粒子的速度大小為v,
由qvB=m,T=,得
α粒子在磁場中運動周期T=
環(huán)形電流大小I==。
(3)由qvB=m,得v=
設(shè)衰變后新核Y的速度大小為v′,系統(tǒng)動量守恒
Mv′-mv=0
v′==
由Δmc2=Mv′2+mv2
得Δm=。
說明:若利用M=m解答,亦可。
答案:(1)X―→Y+He (2)
(3)