（新課標(biāo)）2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第12章 近代物理 第二節(jié) 原子與原子核達(dá)標(biāo)診斷高效訓(xùn)練

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1、（新課標(biāo)）2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第12章 近代物理 第二節(jié) 原子與原子核達(dá)標(biāo)診斷高效訓(xùn)練 一、單項(xiàng)選擇題 1．(2018·南昌十所省重點(diǎn)中學(xué)模擬)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(dòng)量 B．比結(jié)合能越大，原子核越不穩(wěn)定 C．將由放射性元素組成的化合物進(jìn)行高溫分解，會(huì)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(gè)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(dòng)性，則不但具有能量，也具有動(dòng)量，故A正確；比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，B錯(cuò)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

2、性質(zhì)有關(guān)，C錯(cuò)誤；原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和，這個(gè)現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損，故D錯(cuò)誤． 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)生的，而鈾核的裂變是人工實(shí)現(xiàn)的，是用中子轟擊鈾核實(shí)現(xiàn)的，所以鈾核的裂變，不能自發(fā)發(fā)生，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確． 3.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(gè)中子，8個(gè)質(zhì)子　　　 B．8個(gè)中子，16個(gè)質(zhì)子 C．24個(gè)中子，

3、8個(gè)質(zhì)子 D．8個(gè)中子，24個(gè)質(zhì)子 解析：選A.Pb比Th質(zhì)子數(shù)少(90－82)＝8個(gè)，核子數(shù)少(232－208)＝24個(gè)，所以中子數(shù)少(24－8)＝16個(gè)，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤． 4.(2018·哈爾濱六中模擬)靜止在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的碳14原子核，某時(shí)刻放射的某種粒子與反沖核的初速度方向均與電場(chǎng)方向垂直，且經(jīng)過相等的時(shí)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.由軌跡彎曲方向可以看出，反沖核與放出的射線的受力方向均與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，均帶正電，且由水平位移可得兩

4、者電荷量之比為1∶2；所以放出的粒子為α粒子，即發(fā)生α衰變，則核反應(yīng)方程是C→He＋Be，故A正確． 5.在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一原來靜止的原子核，該核衰變后，放出的帶電粒子和反沖核的運(yùn)動(dòng)軌跡分別如圖中a、b所示，由圖可以判定(　　) A．該核發(fā)生的是α衰變 B．該核發(fā)生的是β衰變 C．磁場(chǎng)方向一定垂直紙面向里 D．磁場(chǎng)方向一定垂直紙面向外 解析：選B.本題考查對(duì)α粒子及β粒子的性質(zhì)的了解，對(duì)動(dòng)量守恒定律以及左手定則的應(yīng)用能力．原來靜止的核，放出粒子后，總動(dòng)量守恒，所以粒子和反沖核的速度方向一定相反，根據(jù)題圖所示，它們?cè)谕淮艌?chǎng)中是向同一側(cè)偏轉(zhuǎn)的，由左手定則可知它們必帶異種電

5、荷，故應(yīng)為β衰變；由于不知它們的旋轉(zhuǎn)方向，因而無法判定磁場(chǎng)是向里還是向外，即都有可能． 6．(2015·高考北京卷)下列核反應(yīng)方程中，屬于α衰變的是(　　) A.N＋He→O＋H B．U→Th＋He C.H＋H→He＋n D．Th→Pa＋e 解析：選B.α衰變是放射性元素的原子核放出α粒子(He)的核反應(yīng)，選項(xiàng)B正確． 7．(2018·四川遂寧模擬)不同色光的光子能量如下表所示； 色光 紅 橙 黃 綠 藍(lán)－靛 紫 光子能量 范圍(eV) 1.61～2.00 2.00～2.07 2.07～2.14 2.14～2.53 2.53～2.76 2.76～3.

6、10 氫原子部分能級(jí)的示意圖如圖所示． 大量處于n＝4能級(jí)的氫原子，發(fā)射出的光的譜線在可見光范圍內(nèi)，其顏色分別為(　　) A．紅、藍(lán)－靛 B．紅、紫 C．橙、綠 D．藍(lán)－靛、紫 解析：選A.計(jì)算出各種光子能量，然后和表格中數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，便可解決本題．氫原子處于第四能級(jí)，能夠發(fā)出12.75 eV、12.09 eV、10.2 eV、2.55 eV、1.89 eV、0.66 eV的六種光子，1.89 eV和2.55 eV屬于可見光，1.89 eV的光子為紅光，2.55 eV的光子為藍(lán)－靛． 二、多項(xiàng)選擇題 8．14C發(fā)生放射性衰變?yōu)?4N，半衰期約為5 700年．已知植物存活期

7、間，其體內(nèi)14C與12C的比例不變；生命活動(dòng)結(jié)束后，14C的比例持續(xù)減少．現(xiàn)通過測(cè)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具有相同的中子數(shù) C．14C衰變?yōu)?4N的過程中放出β射線 D．增加樣品測(cè)量環(huán)境的壓強(qiáng)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(shí)間為一個(gè)半衰期，即該古木的年代距今約為5 700年，選項(xiàng)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(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)核反應(yīng)方程

8、可知，14C衰變?yōu)?4N的過程中放出電子，即發(fā)出β射線，選項(xiàng)C正確；外界環(huán)境不影響放射性元素的半衰期，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 9．(2015·高考廣東卷)科學(xué)家使用核反應(yīng)獲取氚，再利用氘和氚的核反應(yīng)獲得能量，核反應(yīng)方程分別為：X＋Y→He＋H＋4.9 MeV和H＋H→He＋X＋17.6 MeV，下列表述正確的有(　　) A．X是中子 B．Y的質(zhì)子數(shù)是3，中子數(shù)是6 C．兩個(gè)核反應(yīng)都沒有質(zhì)量虧損 D．氘和氚的核反應(yīng)是核聚變反應(yīng) 解析：選AD.核反應(yīng)方程遵守核電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，則由H＋H→He＋X＋17.6 MeV知X為n，由X＋Y→He＋H＋4.9 MeV知Y為Li，其中Y的質(zhì)子數(shù)是3，

9、中子數(shù)也是3，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；兩個(gè)核反應(yīng)都釋放出核能，故都有質(zhì)量虧損，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；X＋Y→He＋H＋4.9 MeV是原子核的人工轉(zhuǎn)變，H＋H→He＋n＋17.6 MeV為輕核聚變，選項(xiàng)D正確． 10．在花崗巖、大理石等裝飾材料中，都不同程度地含有放射性元素，下列有關(guān)放射性元素的說法中正確的是(　　) A．β射線與γ射線一樣都是電磁波，但穿透本領(lǐng)遠(yuǎn)比γ射線弱 B．氡的半衰期為3.8天，4個(gè)氡原子核經(jīng)過7.6天后就一定只剩下1個(gè)氡原子核 C.U衰變成Pb要經(jīng)過6次β衰變和8次α衰變 D．放射性元素發(fā)生β衰變時(shí)所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的 解析：選CD.β射線是

10、電子流，γ射線才是電磁波，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；半衰期的意義只有對(duì)大量原子核才成立，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；U衰變成Pb，質(zhì)量數(shù)減少了32，因此發(fā)生了＝8次α衰變，α衰變8次則核電荷數(shù)要減少16，實(shí)際核電荷數(shù)減少10，因此發(fā)生了16－10＝6次β衰變，C正確；β 衰變時(shí)所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的，D正確． 三、非選擇題 11.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)原來靜止的原子核，由于放出一個(gè)α粒子，結(jié)果得到一張兩個(gè)相切圓的徑跡照片(如圖所示)，今測(cè)得兩個(gè)相切圓半徑之比r1∶r2＝1∶44.則： (1)圖中哪一個(gè)圓是α粒子的徑跡？(說明理由) (2)這個(gè)原子核原來所含的質(zhì)子數(shù)是多少？ 解析：(1)因?yàn)閯?dòng)量

11、守恒，所以軌道半徑與粒子的電荷量成反比，所以圓軌道2是α粒子的徑跡，圓軌道1是新生核的徑跡，兩者電性相同，運(yùn)動(dòng)方向相反． (2)設(shè)衰變后新生核的電荷量為q1，α粒子的電荷量為q2＝2e，它們的質(zhì)量分別為m1和m2，衰變后的速度分別為v1和v2，所以原來原子核的電荷量q＝q1＋q2. 根據(jù)軌道半徑公式有 ＝＝， 又由于衰變過程中遵循動(dòng)量守恒定律，則 m1v1＝m2v2， 以上三式聯(lián)立解得q＝90e. 即這個(gè)原子核原來所含的質(zhì)子數(shù)為90. 答案：(1)圓軌道2是α粒子的徑跡　理由見解析　(2)90 12．(2017·高考北京卷)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)靜止的放射性原子核

12、發(fā)生了一次α衰變．放射出的α粒子(He)在與磁場(chǎng)垂直的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，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(hào)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(yùn)動(dòng)可以等效成一個(gè)環(huán)形電流，求圓周運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(chǎng)中運(yùn)動(dòng)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(dòng)量守恒 Mv′－mv＝0 v′＝＝ 由Δmc2＝Mv′2＋mv2 得Δm＝. 答案：見解析