2021年高考物理一輪復(fù)習(xí)第15章近代物理初步第2講原子和原子核課后作業(yè)含解析

1、第2講原子和原子核時(shí)間：45分鐘滿(mǎn)分：100分一、選擇題(本題共14小題，每小題6分，共84分。其中111題為單選，1214題為多選)1(2019廣東揭陽(yáng)一模)如圖所示，x為未知的放射源，l為薄鋁片，若在放射源和計(jì)數(shù)器之間加上l后，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率大幅度減小，在l和計(jì)數(shù)器之間再加豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率不變，則x可能是()a射線(xiàn)和射線(xiàn)的混合放射源b純射線(xiàn)放射源c純射線(xiàn)放射源d射線(xiàn)和射線(xiàn)的混合放射源答案d解析在放射源和計(jì)數(shù)器之間加薄鋁片l后，發(fā)現(xiàn)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率大幅度減小，說(shuō)明射線(xiàn)中含有穿透能力弱的射線(xiàn)，在l和計(jì)數(shù)器之間再加豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率不變，說(shuō)明沒(méi)有射線(xiàn)或剩下的射線(xiàn)不

2、帶電，即為射線(xiàn)，因此放射源x可能是射線(xiàn)或它和射線(xiàn)的混合放射源，故a、b、c錯(cuò)誤，d正確。2(2019江西高三九校3月聯(lián)考)下列說(shuō)法中正確的是()a天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，揭示了原子核是由質(zhì)子和中子組成的b玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論是在盧瑟福核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)上引進(jìn)了量子理論c天然放射現(xiàn)象中出現(xiàn)的射線(xiàn)、射線(xiàn)、射線(xiàn)都是高能量的電磁波d盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu)答案b解析天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，揭示了原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，故a錯(cuò)誤；玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論是在盧瑟福核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)的基礎(chǔ)上引入了量子理論，故b正確；天然放射現(xiàn)象中出現(xiàn)的射線(xiàn)、射線(xiàn)、射線(xiàn)，其中射線(xiàn)是氦原子核，射線(xiàn)是電子流，只有射線(xiàn)是高能量的電磁波，故c錯(cuò)

3、誤；盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上，他建立了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故d錯(cuò)誤。3(2020安徽省a10聯(lián)盟高三摸底)據(jù)報(bào)道，香煙會(huì)釋放一種危險(xiǎn)的放射性元素“釙(po)”，如果每天抽1.5包香煙，一年后累積的輻射相當(dāng)于300次胸透的輻射。po發(fā)生一次衰變和一次衰變后產(chǎn)生了新核，新核的中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多()a38個(gè) b.40個(gè) c.42個(gè) d.44個(gè)答案b解析po發(fā)生一次衰變和一次衰變產(chǎn)生的新核為x，其中子數(shù)為20683123，中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多1238340，b正確。4(2020遼寧省六校協(xié)作體高三上初考)下列說(shuō)法正確的是()a結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定b玻爾的躍遷假設(shè)是根據(jù)粒子散射

4、實(shí)驗(yàn)分析得出的c光電效應(yīng)揭示了光具有粒子性，康普頓效應(yīng)揭示了光具有波動(dòng)性d衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的答案d解析比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢靠，原子核越穩(wěn)定，故a錯(cuò)誤；為解釋氫光譜，玻爾提出了軌道量子化假設(shè)與躍遷假設(shè)，盧瑟福通過(guò)粒子散射實(shí)驗(yàn)得出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故b錯(cuò)誤；光電效應(yīng)與康普頓效應(yīng)都揭示了光具有粒子性，故c錯(cuò)誤；衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的，故d正確。5(2019河南六市高三第二次聯(lián)考)以下有關(guān)近代物理的內(nèi)容敘述正確的是()a放射性元素在發(fā)生衰變時(shí)2個(gè)中子和2個(gè)質(zhì)子結(jié)合為一個(gè)粒子，設(shè)中子、質(zhì)子和粒子的質(zhì)量分別為m

5、1、m2、m3，則2(m1m2)m3b在關(guān)于物質(zhì)波的表達(dá)式eh和p中，能量e和動(dòng)量p是描述物質(zhì)的波動(dòng)性的重要物理量，波長(zhǎng)和頻率是描述物質(zhì)的粒子性的典型物理量c在原子核發(fā)生衰變后，新核往往處于不穩(wěn)定的高能級(jí)狀態(tài)，會(huì)自發(fā)地向低能級(jí)躍遷d重核的裂變過(guò)程質(zhì)量增大，輕核的聚變過(guò)程有質(zhì)量虧損答案c解析放射性元素在發(fā)生衰變時(shí)，2個(gè)中子和2個(gè)質(zhì)子結(jié)合為一個(gè)粒子，有質(zhì)量虧損，即為m2m12m2m3，故a錯(cuò)誤；在關(guān)于物質(zhì)波的表達(dá)式eh和p中，能量e和動(dòng)量p是描述物質(zhì)的粒子性的重要物理量，波長(zhǎng)和頻率是描述物質(zhì)的波動(dòng)性的典型物理量，故b錯(cuò)誤；在原子核發(fā)生衰變后，新核往往處于不穩(wěn)定的高能級(jí)狀態(tài)，會(huì)自發(fā)地向低能級(jí)躍遷，c

6、正確；重核的裂變過(guò)程和輕核的聚變過(guò)程都有能量放出，都有質(zhì)量虧損，d錯(cuò)誤。61933年至1934年間，約里奧居里夫婦用粒子轟擊鋁箔時(shí)，發(fā)生的核反應(yīng)方程為alhepn，反應(yīng)生成物p像天然放射性元素一樣衰變，放出正電子e，且伴隨產(chǎn)生中微子，核反應(yīng)方程為psie。則下列說(shuō)法正確的是()a當(dāng)溫度、壓強(qiáng)等條件變化時(shí)，放射性元素p的半衰期隨之變化b中微子的質(zhì)量數(shù)a0，電荷數(shù)z0c正電子產(chǎn)生的原因可能是核外電子轉(zhuǎn)變成的d.p由30個(gè)核子組成，每?jī)蓚€(gè)核子之間都存在核力的作用答案b解析放射性元素的半衰期與外界因素?zé)o關(guān)，a錯(cuò)誤；根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，中微子的質(zhì)量數(shù)a0，電荷數(shù)z0，b正確；正電子產(chǎn)生的原因

7、是核內(nèi)的質(zhì)子轉(zhuǎn)化為中子時(shí)放出的，c錯(cuò)誤；核力只存在于相鄰核子之間，故d錯(cuò)誤。7(2019陜西省三模)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)氘核，同時(shí)輻射出一個(gè)光子，已知質(zhì)子、中子、氘核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，普朗克常量為h，真空中的光速為c。下列說(shuō)法正確的是()a核反應(yīng)方程是：hnhb該核反應(yīng)屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變c輻射出的光子的能量e(m3m1m2)c2d光子的波長(zhǎng)答案d解析新核的質(zhì)量數(shù)：a112，核電荷數(shù)：z101。該核反應(yīng)方程是hnh，故a錯(cuò)誤；該核反應(yīng)屬于原子核的聚變反應(yīng)，故b錯(cuò)誤；聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損m(m1m2)m3，輻射出的光子的能量為e(m1m2m3)c2，解得光子的波長(zhǎng)為，故c錯(cuò)誤

8、，d正確。8(2019湖北武漢二模)已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為e1，激發(fā)態(tài)能量en，其中n2,3。若氫原子從n3的能級(jí)躍遷到n2的能級(jí)放出光子的頻率為，能使氫原子從基態(tài)電離的光子的最小頻率為()a. b.4 c. d.9答案c解析由題意可知：h；能使氫原子從基態(tài)電離的光子的最小頻率滿(mǎn)足：0e1h，解得，故選c。9(2019山東德州二模)關(guān)于原子和原子核，下列說(shuō)法中正確的是()a甲圖所示的氫原子光譜的分立特征可以用經(jīng)典物理學(xué)解釋b由乙圖可知，li原子核中的平均核子質(zhì)量比o的要小c要產(chǎn)生丙圖所示的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，裂變物質(zhì)必須具有一定的體積或質(zhì)量d根據(jù)丁圖可知，1 g氡經(jīng)過(guò)38天還剩下0.1 g沒(méi)發(fā)生衰變答案

9、c解析經(jīng)典物理學(xué)不能解釋氫原子光譜的分立特征，故a錯(cuò)誤；由圖乙知，o原子核的比結(jié)合能大于li的比結(jié)合能，所以o原子核的平均核子質(zhì)量比li的要小，故b錯(cuò)誤；要產(chǎn)生丙圖所示的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，裂變物質(zhì)的體積或質(zhì)量必須大于臨界值，故c正確；氡核的半衰期為3.8天，1 g氡經(jīng)過(guò)38天衰變，剩下氡的質(zhì)量為1 g g，故d錯(cuò)誤。10(2019吉林省吉林市三調(diào))氫原子的能級(jí)示意圖如圖所示，現(xiàn)有大量的氫原子處于n4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)向低能級(jí)躍遷時(shí)，會(huì)輻射出若干種不同頻率的光，若用這些光照射逸出功為4.54 ev的鎢時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是()a氫原子能輻射4種不同頻率的光子b氫原子輻射的光子都能使鎢發(fā)生光電效應(yīng)c氫原子輻射一

10、個(gè)光子后，氫原子的核外電子的速率增大d鎢能吸收兩個(gè)從n4向n2能級(jí)躍遷的光子而發(fā)生光電效應(yīng)答案c解析大量的氫原子處于n4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)向低能級(jí)躍遷時(shí)，能輻射的光子的種類(lèi)為：c6，故a錯(cuò)誤；一群處于n4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，能輻射6種不同頻率的光子，對(duì)應(yīng)的能量為e1e4e112.75 ev，e2e4e22.55 ev，e3e4e30.66 ev，e4e3e112.09 ev，e5e3e21.89 ev，e6e2e110.2 ev，其中有3種大于4.54 ev，則有3種不同頻率的光能使金屬鎢發(fā)生光電效應(yīng)，故b錯(cuò)誤；氫原子輻射一個(gè)光子后，能量減小，則軌道半徑減小，根據(jù)km可知，氫原子的核外電子的

11、速率增大，故c正確；氫原子從n4能級(jí)躍遷到n2能級(jí)輻射出的光子的能量為2.55 ev，而金屬鎢的逸出功為4.54 ev，所以當(dāng)此光照射鎢時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，故d錯(cuò)誤。11(2019重慶南開(kāi)中學(xué)高三4月模擬)氘核和氚核聚變的核反應(yīng)方程為hhhen，已知h的比結(jié)合能是2.78 mev，h的比結(jié)合能是1.09 mev，he的比結(jié)合能是7.03 mev，則()a該核反應(yīng)釋放17.6 mev能量b該核反應(yīng)釋放3.16 mev能量c該核反應(yīng)吸收176 mev能量d該核反應(yīng)吸收3.16 mev能量答案a解析聚變反應(yīng)前的總結(jié)合能為：e1(1.0922.783) mev10.52 mev，反應(yīng)后生成物的結(jié)

12、合能為：e27.034 mev28.12 mev，故反應(yīng)放出的核能為：ee2e117.6 mev，故a正確。12如圖是根據(jù)實(shí)際測(cè)量結(jié)果畫(huà)的原子核的比結(jié)合能圖線(xiàn)，關(guān)于原子核的結(jié)合能和比結(jié)合能，下列說(shuō)法正確的是()a原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量b一重原子核衰變成粒子和另一原子核，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來(lái)重核的結(jié)合能c銫原子核(cs)的結(jié)合能小于鉛原子核(pb)的結(jié)合能d比結(jié)合能越大，原子核越不穩(wěn)定答案abc解析原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，a正確；重核的比結(jié)合能比中等核小，因此重核衰變時(shí)釋放能量，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和大于原來(lái)重核的結(jié)合能，

13、故b正確；根據(jù)比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)的關(guān)系圖，銫原子核的比結(jié)合能比鉛原子核的比結(jié)合能略大，而鉛原子核中的核子數(shù)比銫原子核的核子數(shù)多一半，故銫原子核cs的結(jié)合能小于鉛原子核pb的結(jié)合能，c正確；比結(jié)合能越大，原子越穩(wěn)定，故d錯(cuò)誤。13(2019陜西咸陽(yáng)三模)關(guān)于核反應(yīng)方程thpaxe(e為釋放出的核能，x為新生成粒子)，已知th的半衰期為t，則下列說(shuō)法正確的是()a.pa無(wú)放射性b.pa比th少1個(gè)中子，x粒子是從原子核中射出的，此核反應(yīng)為衰變cn0個(gè)th經(jīng)2t時(shí)間因發(fā)生上述核反應(yīng)而放出的核能為n0e(n0數(shù)值很大)d.th的平均結(jié)合能為答案bc解析原子序數(shù)大于或等于83的元素都有放射性，故a錯(cuò)誤；p

14、a的中子數(shù)為143；th的中子數(shù)為144，則pa比th少1個(gè)中子；由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒知x為電子，是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子而釋放出來(lái)的，此核反應(yīng)是衰變，故b正確；經(jīng)2t時(shí)間還剩余四分之一沒(méi)衰變，發(fā)生上述核反應(yīng)而放出的核能為n0e，故c正確；th的平均結(jié)合能等于234個(gè)核子結(jié)合成th時(shí)放出的能量，該能量不是它衰變時(shí)放出的能量e，所以th的平均結(jié)合能不是，故d錯(cuò)誤。14(2019西南名校聯(lián)盟高三3月月考)如圖為英國(guó)物理學(xué)家查德威克發(fā)現(xiàn)中子的實(shí)驗(yàn)示意圖，利用釙(po)衰變放出的粒子轟擊鈹(be)時(shí)產(chǎn)生了未知射線(xiàn)。查德威克曾用這種射線(xiàn)分別轟擊氫原子(h)和氮原子(n)，結(jié)果打出了一些氫核和氮核。

15、他測(cè)量了被打出的氫核和氮核的速度，并認(rèn)為速度最大的氫核和氮核是由未知射線(xiàn)中的粒子分別與它們發(fā)生彈性正碰的結(jié)果，設(shè)氫核的最大速度為vh，氮核的最大速度為vn，氫核和氮核在未被打出前可認(rèn)為是靜止的。查德威克運(yùn)用能量和動(dòng)量的知識(shí)推算了這種未知粒子的質(zhì)量。設(shè)氫原子的質(zhì)量為m，以下說(shuō)法正確的是()a釙的衰變方程為popbheb圖中粒子a是中子c未知粒子的質(zhì)量為md未知粒子的質(zhì)量為m答案bc解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，釙的衰變方程為popbhe，a錯(cuò)誤；圖中的a是粒子轟擊鈹產(chǎn)生的中子，b是中了從石蠟中打出的質(zhì)子，b正確；氫原子的質(zhì)量為m，則氮核的質(zhì)量為14m，設(shè)未知射線(xiàn)粒子的質(zhì)量為m0，碰前速度為v0，未知射線(xiàn)與氫核碰撞時(shí)，由動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律可知：m0v0m0v1mvh；m0vm0vmv；聯(lián)立解得：vh；同理未知射線(xiàn)與氮核碰撞時(shí)，氮核的速度：vn；由兩式可得：m0m，故c正確，d錯(cuò)誤。二、非選擇題(本題共1小題，共16分)15(2017北京高考)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發(fā)生了一次衰變。放射出的粒子(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分別表示粒子的質(zhì)量和電荷