（通用版）2021版高考物理大一輪復習 課后限時集訓35 原子結構和原子核

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1、課后限時集訓35 原子結構和原子核 建議用時：45分鐘 (對應學生用書第1頁) 1．(2018·北京高考)在核反應方程He＋N→O＋X中，X表示的是(　　) A．質子 B．中子 C．電子 D．α粒子 A　[核反應方程中，電荷數(shù)守恒和質量數(shù)守恒，X為H。] 2．一個C核經一次β衰變后，生成新原子核的質子數(shù)和中子數(shù)分別是(　　) A．6和8 B．5和9 C．8和6 D．7和7 D　[一個C核經一次β衰變后，生成新原子核，質量數(shù)不變，電荷數(shù)增加1，質量數(shù)為14，電荷數(shù)為7，即新核的質子數(shù)為7，中子數(shù)也為7，故選D。] 3.某一放射性物質發(fā)生衰變時放出α、β、γ三種

2、射線，讓這三種射線進入磁場，運動情況如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．該放射性物質的半衰期隨溫度的升高會增大 B．C粒子是原子核的重要組成部分 C．A粒子一定帶正電 D．B粒子的穿透性最弱 C　[半衰期由原子核本身決定，與外界因素無關，故A錯誤；由題圖可知C粒子為電子，而原子核帶正電，故B錯誤；由左手定則可知，A粒子一定帶正電，故C正確；B粒子為γ射線，穿透性最強，故D錯誤。] 4．(2019·貴州凱里一中模擬)居里夫婦和貝克勒爾由于對放射性的研究而一起獲得1903年的諾貝爾物理學獎，下列關于放射性的敘述，正確的是(　　) A．自然界中只有原子序數(shù)大于83的元素才具有放

3、射性 B．三種天然放射線中，電離能力和穿透能力最強的是α射線 C．α衰變U→X＋He的產物X由90個質子和144個中子組成 D．放射性元素的半衰期與原子所處的化學狀態(tài)和外部條件有關 C　[原子序數(shù)大于83的元素都具有放射性，小于83的個別元素也具有放射性，故A錯誤；α射線的穿透能力最弱，電離能力最強，γ射線的穿透能力最強，電離能力最弱，故B錯誤；根據(jù)電荷數(shù)和質量數(shù)守恒得，產物X為X，則質子為90個，中子數(shù)為234－90＝144個，故C正確；放射性元素的半衰期與原子所處的化學狀態(tài)和外部條件無關，故D錯誤。] 5．(2019·重慶市上學期期末抽測)關于近代物理發(fā)展的成果，下列說法正確的是

4、(　　) A．只要增加入射光的強度，光電效應就可以發(fā)生 B．氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時會輻射特定頻率的光子 C．環(huán)境溫度越高，原子核衰變的速度越快 D．任何核反應都遵從質量守恒定律 B　[發(fā)生光電效應和入射光的強度沒有關系，只要大于等于金屬極限頻率就可以發(fā)生光電效應，故A錯誤；根據(jù)玻爾氫原子模型的相關理論，電子軌道和能量都是量子化的，而在“躍遷”過程中要遵循h(huán)ν＝Em－En，故只能輻射特定頻率的光子，故B正確；衰變和元素本身有關，和溫度無關，故C錯誤；愛因斯坦的質能方程表明核反應中存在質量虧損，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

5、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 eV 　　 B．13.06 eV C．13.6 eV 　　 D．0.85 eV 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.自然界存在的放射性元素的原子核并非只發(fā)生一次衰變就達到穩(wěn)定狀態(tài)，而是要發(fā)生一系列連續(xù)的衰變，最終達到穩(wěn)定狀態(tài)。某些原子核的衰變情況如圖所示(N表示中子數(shù)，Z表示質子數(shù))，則下列說法正確的是(　　) A．由Ra

6、到Ac的衰變是α衰變 B．已知Ra的半衰期是T，則8個Ra原子核經過2T時間后還剩2個 C．從Th到Pb共發(fā)生5次α衰變和2次β衰變 D．圖中原子核發(fā)生的α衰變和β衰變分別只能產生α射線和β射線 C　[Ra衰變?yōu)锳c的過程中，放出負電子，則該衰變是β衰變，選項A錯誤；半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對少數(shù)原子核的衰變不適用，選項B錯誤；Th衰變?yōu)镻b的過程中，質量數(shù)減少20，由原子核衰變時質量數(shù)守恒可知，該過程中共發(fā)生了5次α衰變，又由原子核衰變時電荷數(shù)守恒有5×2－x＝8，和x＝2，則該過程中共發(fā)生了2次β衰變，選項C正確；發(fā)生α衰變和β衰變時，往往伴隨γ射線產生，選項D錯誤。]

7、 8.(2017·天津高考)我國自主研究制造的國際熱核聚變核心部件在國際上率先通過權威機構認證，這是我國對國際熱核聚變項目的重大貢獻。下列核反應方程中屬于聚變反應的是(　　) A.H＋H→He＋n B.7N＋He→8O＋H C.He＋Al→P＋n D.92U＋n→56Ba＋Kr＋3n A　[A對：兩個輕核結合成質量較大的原子核。 B錯：原子核的人工轉變。 C錯：原子核的人工轉變。 D錯：重核裂變。] 9．(2019·山西省長治、運城、大同、朔州、陽泉五地市聯(lián)考)氘核和氚核可發(fā)生熱核聚變而釋放巨大的能量，該反應方程為：H＋H→He＋X，式中X是某種粒子。已知：H、H、He和

8、粒子X的質量分別為2.014 1 u、3.016 1 u、4.002 6 u和1.008 7 u；1 u＝931.5 MeV/c2，c是真空中的光速。由上述反應方程和數(shù)據(jù)可知(　　) A．粒子X是H B．該反應中的質量虧損為0.028 9 u C．該反應釋放出的能量約為17.6 MeV D．該反應中釋放的全部能量轉化為粒子X的動能 C　[根據(jù)核反應前、后質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可判斷X為中子，選項A錯誤；該反應中的質量虧損為Δm＝2.014 1 u＋3.016 1 u－4.002 6 u－1.008 7 u＝0.018 9 u，故B錯誤；由愛因斯坦質能方程可知釋放出的能量為ΔE＝0.

9、018 9×931.5 MeV≈17.6 MeV，選項C正確；該反應中釋放的能量一部分轉化為粒子X的動能，一部分轉化為He的動能，故D錯誤。] 10．全國政協(xié)委員、中國航天科技集團十一院研究員周偉江在2018年3月10日透露，中國已經完成火星探測器的氣動設計工作，目前正在試驗驗證，計劃于2020年發(fā)射火星探測器。因為火星大部分地區(qū)表面溫度的晝夜差超過100 ℃，一般化學電池無法工作，因此探測器的工作電源是放射性同位素電池，即核電池。核電池將同位素在衰變過程中不斷放出的核能轉變?yōu)殡娔埽穗姵匾殉晒τ米骱教炱鞯碾娫?。?jù)此猜測航天器的核電池有可能采用的核反應方程是(　　) A．H＋H→He＋

10、n B．U＋n→Ba＋Kr＋3n C．Pu→U＋He D．Al＋He→P＋n C　[H＋H→He＋n為核聚變，U＋n→Ba＋Kr＋3n為核裂變；Pu→U＋He為α衰變；Al＋He→P＋n為原子核的人工轉變。故應選C。] 11．已知一核反應方程為N＋H→C＋X＋ΔE，N的質量為m1，H的質量為m2，C的質量為m3，X的質量為m4，光在真空中的速度為c。則下列判斷正確的是(　　) A．X是He，ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2 B．X是He，ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2 C．X是He，ΔE＝(m3＋m4－m1－m2)c2 D．X是He，ΔE＝(m3＋m4－m1－m2)

11、c2 B　[根據(jù)核反應方程中質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，X的質量數(shù)A＝15＋1－12＝4，核電荷數(shù)Z＝7－1－6＝2，所以X為氦核(He)，該核反應過程中質量虧損為Δm＝m1＋m2－m3－m4，所以釋放的核能為ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2，B正確。] 12.(多選)(2017·江蘇高考)原子核的比結合能曲線如圖所示。根據(jù)該曲線，下列判斷正確的有(　　) A．He核的結合能約為14 MeV B．He核比Li核更穩(wěn)定 C．兩個H核結合成He核時釋放能量 D．U核中核子的平均結合能比Kr核中的大 BC　[A錯：He核有4個核子，由比結合能圖線可知，He核的結合能約為28 M

12、eV。 B對：比結合能越大，原子核越穩(wěn)定。 C對：兩個H核結合成He核時，核子的比結合能變大，結合時要放出能量。 D錯：由比結合能圖線知，U核中核子平均結合能比Kr核中的小。] 13．(2017·全國卷Ⅰ)大科學工程“人造太陽”主要是將氘核聚變反應釋放的能量用來發(fā)電。氘核聚變反應方程是：H＋H→He＋n。已知H的質量為2.013 6 u，He的質量為3.015 0 u，n的質量為1.008 7 u,1 u＝931 MeV/c2。氘核聚變反應中釋放的核能約為(　　) A．3.7 MeV B．3.3 MeV C．2.7 MeV D．0.93 MeV B　[在核反應方程H＋H→

13、He＋n中， 反應前物質的質量m1＝2×2.013 6 u＝4.027 2 u， 反應后物質的質量m2＝3.015 0 u＋1.008 7 u＝4.023 7 u，質量虧損Δm＝m1－m2＝0.003 5 u。則氘核聚變釋放的核能為E＝931×0.003 5 MeV≈3.3 MeV，選項B正確。] 14．(2017·全國卷Ⅱ)一靜止的鈾核放出一個α粒子衰變成釷核，衰變方程為U→Th＋He。下列說法正確的是(　　) A．衰變后釷核的動能等于α粒子的動能 B．衰變后釷核的動量大小等于α粒子的動量大小 C．鈾核的半衰期等于其放出一個α粒子所經歷的時間 D．衰變后α粒子與釷核的質量之和等

14、于衰變前鈾核的質量 B　[衰變過程遵守動量守恒定律，故選項A錯，選項B對。根據(jù)半衰期的定義，可知選項C錯。α衰變釋放核能，有質量虧損，故選項D錯。] 15.(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的核反應方程可能是(　　) A.C→He＋Be B.C→e＋B C.C→e＋N D.C→H＋B A　[設時間為t，則＝2?、?，＝4　②，而加速度a＝，則得∶＝1∶2，又因為動量守恒m1v1＝m2v2，故q1∶q2＝1∶2，故只有A正確。] 6