（新課標(biāo)）2020年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第十二章 第二講 原子結(jié)構(gòu) 原子核練習(xí)（含解析）

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1、原子結(jié)構(gòu) 原子核A組基礎(chǔ)題1(2018全國卷)1934年，約里奧居里夫婦用粒子轟擊鋁核，Al產(chǎn)生了第一個(gè)人工放射性核素X：AlnX.X的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為( B )A15和28B15和30C16和30 D17和31解析：根據(jù)核反應(yīng)遵循的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，X的電荷數(shù)為21315，質(zhì)量數(shù)為427130，根據(jù)原子核的電荷數(shù)等于原子序數(shù)，可知X的原子序數(shù)為15，質(zhì)量數(shù)為30，選項(xiàng)B正確2下列說法正確的是( B )A光子只具有能量，不具有動(dòng)量B玻爾認(rèn)為，氫原子中電子軌道是量子化的，能量也是量子化的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

2、子的質(zhì)量之和，這個(gè)現(xiàn)象叫作質(zhì)量虧損3人們發(fā)現(xiàn)，不同的原子核，其核子的平均質(zhì)量(原子核的質(zhì)量除以核子數(shù))與原子序數(shù)有如圖所示的關(guān)系下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和核反應(yīng)的說法錯(cuò)誤的是( C )A由圖可知，原子核D和E聚變成原子核F時(shí)會(huì)有質(zhì)量虧損，要放出能量B由圖可知，原子核A裂變成原子核B和C時(shí)會(huì)有質(zhì)量虧損，要放出核能C已知原子核A裂變成原子核B和C時(shí)放出的射線能使某金屬板逸出光電子，若增加射線強(qiáng)度，則逸出光電子的最大初動(dòng)能增大D在核反應(yīng)堆的鈾棒之間插入鎘棒是為了控制核反應(yīng)速度4(多選)下列的若干敘述中正確的是( AB )A用加溫加壓或改變其化學(xué)狀態(tài)的方法都不能改變?cè)雍说陌胨テ贐對(duì)于同種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)逸

3、出光電子的最大初動(dòng)能Ek與照射光的頻率呈線性關(guān)系C一塊純凈的放射性元素的礦石經(jīng)過一個(gè)半衰期后它的總質(zhì)量僅剩下一半D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，原子的能量也減小了5(2018天津卷)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(jìn)的研究平臺(tái)，下列核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是( B )A.N俘獲一個(gè)粒子，產(chǎn)生O并放出一個(gè)粒子B.Al俘獲一個(gè)粒子，產(chǎn)生P并放出一個(gè)粒子C.B俘獲一個(gè)質(zhì)子，產(chǎn)生Be并放出一個(gè)粒子D.Li俘獲一個(gè)質(zhì)子，產(chǎn)生He并放出一個(gè)粒子解析：根據(jù)質(zhì)量

4、數(shù)和核電荷數(shù)守恒可得：NHeOH，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；AlHePn，選項(xiàng)B正確；BHBeHe，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；LiHHeHe，選項(xiàng)D錯(cuò)誤B組能力題6(多選)(2018浙江名校聯(lián)考)關(guān)于輕核聚變和重核裂變，下列說法正確的是( BD )A聚變反應(yīng)的條件是聚變物質(zhì)的體積達(dá)到臨界體積B發(fā)生聚變反應(yīng)時(shí)的原子核必須有足夠大的動(dòng)能C我國已建成生產(chǎn)的秦山和大亞灣核電站，前者是利用核聚變釋放核能，后者是利用核裂變釋放核能D一個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子聚變成一個(gè)氚核，已知質(zhì)子質(zhì)量為1.007 3 u，中子質(zhì)量為1.008 7 u，氚核質(zhì)量為3.018 0 u，則該反應(yīng)中釋放的核能約為6.24 MeV(1 u931.5 MeV)解析：由

5、核聚變的條件為需要高溫，發(fā)生核聚變時(shí)不需要達(dá)到臨界體積，A錯(cuò)誤；發(fā)生聚變反應(yīng)時(shí)， 要求兩核子應(yīng)能達(dá)到較近的距離，故應(yīng)使原子核有足夠大的動(dòng)能，B正確；目前的核電站均采用核裂變；聚變的應(yīng)用尚在試驗(yàn)階段，C錯(cuò)誤；該核反應(yīng)中質(zhì)量虧損m1.007 3 u21.008 7 u3.018 0 u0.006 7 u，則釋放的核能Emc20.006 7931.5 MeV6.24 MeV，D正確7. (2019天津?yàn)I海一中期中)如圖為氫原子的能級(jí)示意圖，鋅的逸出功是3.34 eV，那么對(duì)氫原子在能級(jí)躍遷過程中發(fā)射或吸收光子的特征認(rèn)識(shí)正確的是( C )A用氫原子從高能級(jí)向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)射的光照射鋅板一定不能產(chǎn)生光電效

6、應(yīng)B一群處于n4能級(jí)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，能放出3種不同頻率的光C一群處于n3能級(jí)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，發(fā)出的光照射鋅板，鋅板表面所發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能為8.75 eVD用能量為10.3 eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)解析：氫原子從高能級(jí)向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)出的光子的最小能量為10.2 eV，大于鋅的逸出功，照射金屬鋅板一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；一群處于n4能級(jí)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，能放出C6種不同頻率的光，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；氫原子從n3的能級(jí)向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)出的光子的能量最大為Em1.5113.612.09 eV，因鋅的逸出功是3.34 eV，鋅板表面所發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)

7、能為Ekm12.093.348.75 eV，故C正確；能量10.3 eV不等于任何兩個(gè)能級(jí)的能級(jí)差，故D錯(cuò)誤8(2019鄭州實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考)下列說法正確的是( C )A原子核發(fā)生衰變時(shí)要遵守電荷守恒和質(zhì)量守恒的規(guī)律B射線、射線、射線都是高速運(yùn)動(dòng)的帶電粒子流C氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷只能輻射特定頻率的光子D發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的動(dòng)能只與入射光的強(qiáng)度有關(guān)解析：原子核發(fā)生衰變時(shí)，電荷守恒，但會(huì)有質(zhì)量虧損，遵循的是愛因斯坦的質(zhì)能方程而非質(zhì)量守恒規(guī)律，故A錯(cuò)誤；射線和射線分別是帶正電的氦核流和帶負(fù)電的電子流，而射線不帶電，故B錯(cuò)誤；根據(jù)玻爾氫原子模型的相關(guān)理論，電子軌道和能量都是量子化的，而在“躍遷”過程

8、中要遵循h(huán)EmEn，故只能輻射特定頻率的光子，故C正確；由光電效應(yīng)的方程EkhW0可知，光電子的動(dòng)能由入射光頻率決定，故D錯(cuò)誤9(2019河南中原名校質(zhì)檢)我國自主研發(fā)的釷基熔鹽堆是瞄準(zhǔn)未來2030年后核能產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的第四代核反應(yīng)堆，是一種液態(tài)燃料堆，使用釷鈾核燃料循環(huán)，以氟化鹽為冷卻劑，將天然核燃料和可轉(zhuǎn)化核燃料熔融于高溫氟化鹽中，攜帶核燃料在反應(yīng)堆內(nèi)部和外部進(jìn)行循環(huán)釷232不能直接使用，需要俘獲一個(gè)中子后經(jīng)過2次衰變轉(zhuǎn)化成鈾233再使用，鈾233的一種典型裂變方程是UnBaKr3n.己知鈾233的結(jié)合能為E1、鋇142的結(jié)合能為E2、氪89的結(jié)合能為E3，則( C )A鈾233比釷232

9、多一個(gè)中子B鈾233、鋇142、氪89三個(gè)核中鈾233的結(jié)合能最大，比結(jié)合能也最大C鈾233、鋇142、氪89三個(gè)核中氪89的結(jié)合能最小，比結(jié)合能卻最大D鈾233的裂變反應(yīng)釋放的能量為EE1E2E3解析：鈾233 中含有的中子數(shù)為：23392141，釷232中的中子數(shù)為：23290142，可知鈾233 比釷232少一個(gè)中子，A錯(cuò)誤；中等大小的核最穩(wěn)定，比結(jié)合能最大，B錯(cuò)誤，C正確；由于該核反應(yīng)的過程中釋放核能，所以裂變后的新核的結(jié)合能大于原來的結(jié)合能，所以鈾233的裂變反應(yīng)釋放的能量為EE2E3E1，D錯(cuò)誤10(1)我國科學(xué)家因中微子項(xiàng)目研究獲得2016年基礎(chǔ)物理學(xué)突破獎(jiǎng)中微子是一種靜止質(zhì)量很

10、小的不帶電粒子，科學(xué)家在1953年找到了中微子存在的直接證據(jù)：把含氫物質(zhì)置于預(yù)計(jì)有很強(qiáng)反中微子流(反中微子用表示)的反應(yīng)堆內(nèi)，將會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：Hne，實(shí)驗(yàn)找到了與此反應(yīng)相符的中子和正電子若反中微子能量是E0，則反中微子質(zhì)量m ，該物質(zhì)波的頻率 .(普朗克常量為h，真空中光速為c)(2)在Hne反應(yīng)過程中，若質(zhì)子認(rèn)為是靜止的，測得正電子動(dòng)量為p1，中子動(dòng)量為p2，p1、p2方向相同，求反中微子的動(dòng)量p.若質(zhì)子質(zhì)量為m1，中子質(zhì)量為m2，電子質(zhì)量為m3，m2m1.要實(shí)現(xiàn)上述反應(yīng)，反中微子能量至少是多少？(真空中光速為c)解析：(1)利用質(zhì)能方程Emc2，得反中微子質(zhì)量為m，利用德布羅意波滿足的關(guān)系Eh得該物質(zhì)波的頻率為.(2)由動(dòng)量守恒定律有pp1p2.由能量守恒，反中微子能量最小時(shí)，E(m2m3m1)c2.答案：(1)(2)pp1p2(m2m3m1)c24