高考物理復(fù)習(xí) 原子物理與原子核物理課件

專(zhuān)題十六原子物理與原子核物理專(zhuān)題十六原子物理與原子核物理11.(2016北京理綜,13,6分,0.93)處于n=3能級(jí)的大量氫原子,向低能級(jí)躍遷時(shí),輻射光的頻率有

()A.1種

B.2種

C.3種

D.4種考點(diǎn)一原子物理自主命題·北京卷題組五年高考答案

C處于能級(jí)為n的大量氫原子向低能級(jí)躍遷能輻射光的種類(lèi)為

,所以處于n=3能級(jí)的大量氫原子向低能級(jí)躍遷,輻射光的頻率有

=3種,故C項(xiàng)正確?？疾辄c(diǎn)能級(jí)躍遷。方法歸納

利用能級(jí)圖,結(jié)合排列組合的知識(shí),把氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷釋放光子種類(lèi)

的規(guī)律總結(jié)明白,并不斷強(qiáng)化。1.(2016北京理綜,13,6分,0.93)處于n=3能級(jí)22.(2012北京理綜,13,6分)一個(gè)氫原子從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí),該氫原子

()A.放出光子,能量增加

B.放出光子,能量減少C.吸收光子,能量增加

D.吸收光子,能量減少答案

B根據(jù)玻爾原子理論知,氫原子從高能級(jí)n=3向低能級(jí)n=2躍遷時(shí),將以光子形式放出能量,放出光子后原子能量減少,故B選項(xiàng)正確。2.(2012北京理綜,13,6分)一個(gè)氫原子從n=3能級(jí)躍33.(2007北京理綜,14,6分)下列說(shuō)法正確的是

()A.太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的核裂變反應(yīng)B.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子,表明原子具有核式結(jié)構(gòu)C.一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng),是因?yàn)樵撌獾牟ㄩL(zhǎng)太短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,原子總能量增加教師專(zhuān)用題組3.(2007北京理綜,14,6分)下列說(shuō)法正確的是?(4答案

D太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的熱核反應(yīng)(核聚變反應(yīng)),所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤。湯

姆孫發(fā)現(xiàn)電子,說(shuō)明帶負(fù)電的電子是原子的一部分,因此原子是可分的,并且應(yīng)該有一定的結(jié)

構(gòu);又因?yàn)殡娮訋ж?fù)電,而原子呈電中性,所以原子中一定還有帶正電的部分。在此后,由盧瑟

福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn),根據(jù)極少數(shù)α粒子幾乎被反向彈回,而推斷出原子的核式結(jié)構(gòu),因此選項(xiàng)

B錯(cuò)誤。光照射到金屬表面上時(shí)能否發(fā)生光電效應(yīng),取決于入射光的能量(E=hν),光的頻率越

高(波長(zhǎng)越短),其能量越大,越可能在金屬表面發(fā)生光電效應(yīng)。因此,一束光照射到某金屬上不

能發(fā)生光電效應(yīng),是由于這束光的能量較小,即頻率較小(波長(zhǎng)較長(zhǎng)),所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤。氫原子

的核外電子在從離核較近的軌道躍遷到離核較遠(yuǎn)的軌道過(guò)程中,需要吸收一定的能量,所以核

外電子離核越遠(yuǎn),原子的總能量越大。設(shè)電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,其與原子核之間的距離

為r時(shí),電子繞核運(yùn)動(dòng)的速度大小為v,則根據(jù)庫(kù)侖定律和牛頓第二定律有

=

,所以電子的動(dòng)能Ek=

,即軌道半徑越大,動(dòng)能越小,故選項(xiàng)D正確。答案

D太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的熱核反應(yīng)(核51.(2018北京理綜,13,6分)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粒子考點(diǎn)二原子核物理A組

自主命題·北京卷題組答案

A本題考查核反應(yīng)方程。由核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均守恒,可判斷X為質(zhì)子

H,故選項(xiàng)A正確。1.(2018北京理綜,13,6分)在核反應(yīng)方程?He?N?62.(2015北京理綜,14,6分,0.89)下列核反應(yīng)方程中,屬于α衰變的是

()A

N

He

O

HB

U

Th

HeC

H

H

He

nD

Th

Pa

e答案

B

A項(xiàng)屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變,B項(xiàng)屬于α衰變,C項(xiàng)屬于聚變反應(yīng),D項(xiàng)屬于β衰變?？疾辄c(diǎn)核反應(yīng)方程。思路點(diǎn)撥

α衰變是放出α粒子的過(guò)程。2.(2015北京理綜,14,6分,0.89)下列核反應(yīng)方程73.(2015北京理綜,17,6分,0.45)實(shí)驗(yàn)觀(guān)察到,靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中A點(diǎn)的原子核發(fā)生β衰變,衰變產(chǎn)

生的新核與電子恰在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)方向和軌跡示意如圖。則

()

A.軌跡1是電子的,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外B.軌跡2是電子的,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外C.軌跡1是新核的,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里D.軌跡2是新核的,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里3.(2015北京理綜,17,6分,0.45)實(shí)驗(yàn)觀(guān)察到,靜8答案

D由靜止的原子核發(fā)生β衰變后產(chǎn)生的新核和電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的方向相反及原

子核衰變前后動(dòng)量守恒得meve-m核v核=0,粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r=

,因?yàn)閝e<q核,所以re>r核,故軌跡1是電子的,軌跡2是新核的,根據(jù)左手定則可判定磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,故D

項(xiàng)正確。考查點(diǎn)衰變、動(dòng)量守恒、勻速圓周運(yùn)動(dòng)。思路點(diǎn)撥衰變過(guò)程動(dòng)量守恒;衰變后的粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫

茲力提供。答案

D由靜止的原子核發(fā)生β衰變后產(chǎn)生的新核和電子做94.(2014北京理綜,14,6分,0.97)質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3。當(dāng)一個(gè)質(zhì)子和一

個(gè)中子結(jié)合成氘核時(shí),釋放的能量是(c表示真空中的光速)

()A.(m1+m2-m3)c

B.(m1-m2-m3)cC.(m1+m2-m3)c2

D.(m1-m2-m3)c2

答案

C此核反應(yīng)方程為

H

n

H,根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程得ΔE=Δm·c2=(m1+m2-m3)c2,C正確。考查點(diǎn)質(zhì)能方程。思路點(diǎn)撥質(zhì)量虧損是反應(yīng)物的總質(zhì)量減去生成物的總質(zhì)量。4.(2014北京理綜,14,6分,0.97)質(zhì)子、中子和氘105.(2011北京理綜,13,6分)表示放射性元素碘131

I)β衰變的方程是

()A

I

Sb

HeB

I

Xe

eC

I

I

nD

I

Te

H答案

B

β衰變的實(shí)質(zhì)是放射出電子

e),由核反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知B正確。5.(2011北京理綜,13,6分)表示放射性元素碘131?116.(2017北京理綜,23,18分)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(xiě)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(guò)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(guò)程的質(zhì)

量虧損Δm。6.(2017北京理綜,23,18分)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)12解析本題考查了原子核的衰變、動(dòng)量和能量守恒、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、質(zhì)能

方程等多個(gè)考點(diǎn),是一道綜合題,難度中等。(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=0v'=

=

由Δmc2=

Mv'2+

mv2得Δm=

答案見(jiàn)解析說(shuō)明:若利用M=

m解答,亦可。解析本題考查了原子核的衰變、動(dòng)量和能量守恒、帶電粒子在勻強(qiáng)13方法技巧衰變中的動(dòng)量和能量守恒在α衰變過(guò)程中,靜止的原子核放射α粒子,新核與α粒子的總動(dòng)量保持不變(為零),而衰變釋放

的能量與質(zhì)量虧損之間必然遵循質(zhì)能方程ΔE=Δmc2。方法技巧衰變中的動(dòng)量和能量守恒147.(2018課標(biāo)Ⅲ,14,6分)1934年,約里奧-居里夫婦用α粒子轟擊鋁核

Al,產(chǎn)生了第一個(gè)人工放射性核素X:α

Al→n+X。X的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為

()A.15和28

B.15和30C.16和30

D.17和31答案

B本題考查核反應(yīng)方程。在核反應(yīng)過(guò)程中,質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別守恒,則X的原子序

數(shù)為2+13=15,X的質(zhì)量數(shù)為4+27-1=30,選項(xiàng)B正確。規(guī)律總結(jié)核反應(yīng)方程的特點(diǎn)核反應(yīng)過(guò)程中,質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別守恒。B組

統(tǒng)一命題·課標(biāo)卷題組7.(2018課標(biāo)Ⅲ,14,6分)1934年,約里奧-居里夫158.(2017課標(biāo)Ⅰ,17,6分)大科學(xué)工程“人造太陽(yáng)”主要是將氘核聚變反應(yīng)釋放的能量用來(lái)發(fā)

電。氘核聚變反應(yīng)方程是:

H→

n。已知

H的質(zhì)量為2.0136u

He的質(zhì)量為3.0150u

n的質(zhì)量為1.0087u,1u=931MeV/c2。氘核聚變反應(yīng)中釋放的核能約為

()A.3.7MeVB.3.3MeVC.2.7MeVD.0.93MeV答案

B本題考查核能的計(jì)算。聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為Δm=(2×2.0136-3.0150-1.0087)u

=0.0035u,則釋放的核能為ΔE=Δmc2=0.0035×931MeV≈3.3MeV,B正確。方法技巧由質(zhì)量虧損計(jì)算核能由Δm計(jì)算核反應(yīng)過(guò)程中釋放的核能時(shí),若Δm以u(píng)為單位,可由1u=931MeV/c2,得到釋放的以

MeV為單位的核能;若Δm以kg為單位,則由質(zhì)能方程ΔE=Δmc2獲得以J為單位的釋放的核能。8.(2017課標(biāo)Ⅰ,17,6分)大科學(xué)工程“人造太陽(yáng)”主要169.(2017課標(biāo)Ⅱ,15,6分)一靜止的鈾核放出一個(gè)α粒子衰變成釷核,衰變方程為

U

Th

He。下列說(shuō)法正確的是

()A.衰變后釷核的動(dòng)能等于α粒子的動(dòng)能B.衰變后釷核的動(dòng)量大小等于α粒子的動(dòng)量大小C.鈾核的半衰期等于其放出一個(gè)α粒子所經(jīng)歷的時(shí)間D.衰變后α粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量答案

B

本題考查天然放射現(xiàn)象、半衰期、核反應(yīng)中的動(dòng)量守恒、質(zhì)量虧損,考查學(xué)生的

理解能力。靜止的原子核在衰變前后動(dòng)量守恒,由動(dòng)量守恒定律得0=m1v1+m2v2,可知m1v1=-m2v2,

故衰變后釷核的動(dòng)量大小等于α粒子的動(dòng)量大小,選項(xiàng)B正確;動(dòng)能Ek=

,由于釷核的質(zhì)量(m1)大于α粒子的質(zhì)量(m2),故動(dòng)能不等,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;鈾核的半衰期是指大量的鈾核半數(shù)發(fā)生衰變所

用的時(shí)間,而不是放出一個(gè)α粒子所經(jīng)歷的時(shí)間,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;原子核衰變前后質(zhì)量數(shù)守恒,衰變

時(shí)放出核能,質(zhì)量虧損,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。解題關(guān)鍵原子核衰變前后動(dòng)量守恒、質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒;動(dòng)能和動(dòng)量與質(zhì)量的關(guān)系;半衰

期的定義及其含義。9.(2017課標(biāo)Ⅱ,15,6分)一靜止的鈾核放出一個(gè)α粒子1710.[2016課標(biāo)Ⅲ,35(1),5分]一靜止的鋁原子核

Al俘獲一速度為1.0×107m/s的質(zhì)子p后,變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核

Si*。下列說(shuō)法正確的是

。A.核反應(yīng)方程為p

Al

Si*B.核反應(yīng)過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒C.核反應(yīng)過(guò)程中系統(tǒng)能量不守恒D.核反應(yīng)前后核子數(shù)相等,所以生成物的質(zhì)量等于反應(yīng)物的質(zhì)量之和E.硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為105m/s,方向與質(zhì)子初速度的方向一致10.[2016課標(biāo)Ⅲ,35(1),5分]一靜止的鋁原子核?18解析質(zhì)子p即

H,核反應(yīng)方程為p

Al

Si*,A項(xiàng)正確;核反應(yīng)過(guò)程遵循動(dòng)量守恒定律,B項(xiàng)正確;核反應(yīng)過(guò)程中系統(tǒng)能量守恒,C項(xiàng)錯(cuò)誤;在核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒,但會(huì)發(fā)生質(zhì)量虧損,所以D項(xiàng)

錯(cuò)誤;設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量為m,則

Si*的質(zhì)量為28m,由動(dòng)量守恒定律有mv0=28mv,得v=

=

m/s≈3.6×105m/s,方向與質(zhì)子的初速度方向相同,故E項(xiàng)正確。答案

ABE規(guī)律總結(jié)核反應(yīng)過(guò)程遵守動(dòng)量守恒定律,核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒,電荷數(shù)守恒,但會(huì)發(fā)生質(zhì)量虧

損。評(píng)析本題考查核反應(yīng)過(guò)程所遵循的規(guī)律及動(dòng)量守恒定律,難度較易。解析質(zhì)子p即?H,核反應(yīng)方程為p?Al?Si*,A項(xiàng)正確;1911.[2014課標(biāo)Ⅱ,35(1),5分,0.336]在人類(lèi)對(duì)微觀(guān)世界進(jìn)行探索的過(guò)程中,科學(xué)實(shí)驗(yàn)起到了非常

重要的作用。下列說(shuō)法符合歷史事實(shí)的是

。A.密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出了基本電荷的數(shù)值B.貝克勒爾通過(guò)對(duì)天然放射現(xiàn)象的研究,發(fā)現(xiàn)了原子中存在原子核C.居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了的釙(Po)和鐳(Ra)兩種新元素D.盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了在原子核內(nèi)部存在質(zhì)子E.湯姆遜通過(guò)陰極射線(xiàn)在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了陰極射線(xiàn)是由帶負(fù)電的粒子組成

的,并測(cè)出了該粒子的比荷11.[2014課標(biāo)Ⅱ,35(1),5分,0.336]在人類(lèi)20答案

ACE解析密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出了基本電荷的數(shù)值,選項(xiàng)A正確;原子中存在原子核是盧瑟福

通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的,選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤;居里夫婦發(fā)現(xiàn)的釙和鐳是從瀝青鈾礦中分離出來(lái)

的,選項(xiàng)C正確;湯姆遜通過(guò)陰極射線(xiàn)在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn),發(fā)現(xiàn)陰極射線(xiàn)是由帶負(fù)電的粒子

組成的,并測(cè)出其比荷,選項(xiàng)E正確。解題指導(dǎo)①盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)原子中存在原子核。②盧瑟福用α粒子轟擊氮

原子核發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子

He+

H

O。評(píng)析學(xué)習(xí)近代物理學(xué)發(fā)展史對(duì)學(xué)生主動(dòng)探索物理規(guī)律、學(xué)習(xí)物理知識(shí)有重要的啟發(fā)作用,

不可忽視。答案

ACE解析密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出了基本電荷的數(shù)2112.[2014課標(biāo)Ⅰ,35(1),6分,0.537]關(guān)于天然放射性,下列說(shuō)法正確的是

。A.所有元素都可能發(fā)生衰變B.放射性元素的半衰期與外界的溫度無(wú)關(guān)C.放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性D.α、β和γ三種射線(xiàn)中,γ射線(xiàn)的穿透能力最強(qiáng)E.一個(gè)原子核在一次衰變中可同時(shí)放出α、β和γ三種射線(xiàn)答案

BCD解析原子序數(shù)大于或等于83的元素,都能發(fā)生衰變,而原子序數(shù)小于83的部分元素能發(fā)生衰

變,故A錯(cuò)。放射性元素的衰變是原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化,與核外電子的得失及環(huán)境溫度無(wú)關(guān),

故B、C項(xiàng)正確。在α、β、γ三種射線(xiàn)中,α、β為帶電粒子,穿透本領(lǐng)較弱,γ射線(xiàn)不帶電,具有較

強(qiáng)的穿透本領(lǐng),故D項(xiàng)正確。一個(gè)原子核不能同時(shí)發(fā)生α衰變和β衰變,故E項(xiàng)錯(cuò)誤。規(guī)律總結(jié)

α衰變

X

Y

Heβ衰變

X

Y

eγ射線(xiàn):放射性原子核在發(fā)生α衰變、β衰變時(shí),蘊(yùn)藏在核內(nèi)的能量會(huì)釋放出來(lái),使產(chǎn)生的新核處

于高能級(jí),這時(shí)它要向低能級(jí)躍遷,能量以γ光子的形式輻射出來(lái),即γ射線(xiàn)。12.[2014課標(biāo)Ⅰ,35(1),6分,0.537]關(guān)于天2213.(2010北京理綜,15,6分)太陽(yáng)因核聚變釋放出巨大的能量,同時(shí)其質(zhì)量不斷減少。太陽(yáng)每秒

鐘輻射出的能量約為4×1026J,根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程,太陽(yáng)每秒鐘減少的質(zhì)量最接近

()A.1036kgB.1018kgC.1013kgD.109kg答案

D

根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程ΔE=Δmc2,得Δm=

=

kg≈109kg。C組

教師專(zhuān)用題組13.(2010北京理綜,15,6分)太陽(yáng)因核聚變釋放出巨大2314.(2009北京理綜,14,6分)下列現(xiàn)象中,與原子核內(nèi)部變化有關(guān)的是

()A.α粒子散射現(xiàn)象

B.天然放射現(xiàn)象C.光電效應(yīng)現(xiàn)象

D.原子發(fā)光現(xiàn)象答案

B天然放射現(xiàn)象是放射性物質(zhì)的原子核自發(fā)地放射出α、β和γ射線(xiàn)的現(xiàn)象,必然會(huì)使

原子核內(nèi)部發(fā)生變化。故選B。14.(2009北京理綜,14,6分)下列現(xiàn)象中,與原子核內(nèi)2415.(2008北京理綜,14,6分)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子聚變結(jié)合成一個(gè)氘核,同時(shí)輻射一個(gè)γ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

H

n

H+γB.聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損Δm=m1+m2-m3C.輻射出的γ光子的能量E=(m3-m1-m2)cD.γ光子的波長(zhǎng)λ=

答案

B此核反應(yīng)的核反應(yīng)方程為

H

n

H+γ,A錯(cuò);由質(zhì)能方程知γ光子的能量為E=(m1+m2-m3)c2,C錯(cuò);由E=h

知波長(zhǎng)λ=

,D錯(cuò)。15.(2008北京理綜,14,6分)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子聚變2516.(2006北京理綜,13,6分)目前核電站利用的核反應(yīng)是

()A.裂變,核燃料為鈾

B.聚變,核燃料為鈾C(jī).裂變,核燃料為氘

D.聚變,核燃料為氘答案

A核裂變和核聚變過(guò)程都能釋放核能,但目前人類(lèi)所掌握的技術(shù)水平只能對(duì)核裂變的速度進(jìn)行控制,所以各國(guó)的核電站都是以軸為燃料的核裂變電站。16.(2006北京理綜,13,6分)目前核電站利用的核反應(yīng)261.(2017北京豐臺(tái)一模,13)根據(jù)盧瑟福提出的原子核式結(jié)構(gòu)模型解釋?duì)亮Ｗ由⑸鋵?shí)驗(yàn),使極少數(shù)

α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的作用力是

()A.原子核對(duì)α粒子的庫(kù)侖引力B.原子核對(duì)α粒子的庫(kù)侖斥力C.核外電子對(duì)α粒子的庫(kù)侖引力D.核外電子對(duì)α粒子的庫(kù)侖斥力A組

2016—2018年高考模擬·基礎(chǔ)題組三年模擬答案

B

α粒子跟電子的碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒,因電子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于α粒子的,所以α粒子的速度

變化很小,故電子不可能使α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)。因?yàn)樵雍藥д姸亮Ｗ右矌д?故它

們間的作用力是庫(kù)侖斥力。

考點(diǎn)一原子物理1.(2017北京豐臺(tái)一模,13)根據(jù)盧瑟福提出的原子核式結(jié)272.(2016北京東城零模,14)關(guān)于原子模型,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

()A.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子,表明原子具有核式結(jié)構(gòu)B.盧瑟福完成的α粒子散射實(shí)驗(yàn),說(shuō)明了原子的“棗糕”模型是不正確的C.按照玻爾理論,氫原子核外電子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí),輻射出光子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,原子總能量增加答案

A湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子,表明原子是有結(jié)構(gòu)的,原子是可再分的,故A不正確。盧瑟福完成

的α粒子散射實(shí)驗(yàn),說(shuō)明原子中有核結(jié)構(gòu)存在,故說(shuō)明“棗糕”模型是不正確的,B說(shuō)法正確。

氫原子核外電子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí),輻射出光子,C說(shuō)法正確。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),電場(chǎng)力做負(fù)功,電子動(dòng)能減小,躍遷過(guò)程需要吸收光子,

故總能量增加,D說(shuō)法正確。2.(2016北京東城零模,14)關(guān)于原子模型,下列說(shuō)法錯(cuò)誤283.(2016北京西城二模,20)許多情況下光是由原子內(nèi)部電子的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的,因此光譜研究是探

索原子結(jié)構(gòu)的一條重要途徑。利用氫氣放電管可以獲得氫原子光譜,根據(jù)玻爾理論可以很好

地解釋氫原子光譜的產(chǎn)生機(jī)理。已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1,激發(fā)態(tài)能量為En=

,其中n=2,3,4…。1885年,巴耳末對(duì)當(dāng)時(shí)已知的在可見(jiàn)光區(qū)的四條譜線(xiàn)做了分析,發(fā)現(xiàn)這些譜線(xiàn)的波長(zhǎng)能

夠用一個(gè)公式表示,這個(gè)公式寫(xiě)做

=R(

-

),n=3,4,5…。式中R叫做里德伯常量,這個(gè)公式稱(chēng)為巴耳末公式。用h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,則里德伯常量R可以表示為

(

)A.-

B.

C.-

D.

答案

C氫原子光譜由氫原子躍遷形成。由躍遷條件知hν=En-Em(n>m),因?yàn)镋n=

,c=λν,所以

=E1(

-

)(n>m),當(dāng)m=2時(shí),

=-

(

-

)(n=3,4,5,…),則R=-

,C項(xiàng)正確,A、B、D項(xiàng)錯(cuò)誤?？疾辄c(diǎn)光子說(shuō)及玻爾假設(shè)。思路點(diǎn)撥由玻爾的能級(jí)躍遷理論hν=En-Em(n>m),hν=h

得到h

=En-Em,由于En=

,則由h

=

-

推出

=

(

-

)=-

(

-

),當(dāng)m=2時(shí),得到R=-

。3.(2016北京西城二模,20)許多情況下光是由原子內(nèi)部電294.(2018北京豐臺(tái)一模,24)自然界真是奇妙,微觀(guān)世界的運(yùn)動(dòng)規(guī)律竟然與宏觀(guān)運(yùn)動(dòng)規(guī)律存在相

似之處。(1)在地心參考系中,星體離地心的距離r→∞時(shí),星體的引力勢(shì)能為零。質(zhì)量為m的人造衛(wèi)星以

第二宇宙速度從地面發(fā)射,運(yùn)動(dòng)到離地心距離為r時(shí),其運(yùn)動(dòng)速度為v=

(G為引力常量,M為地球質(zhì)量)。它運(yùn)動(dòng)到離地心無(wú)窮遠(yuǎn)處,相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速度為零。請(qǐng)推導(dǎo)此衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)到

離地心距離為r時(shí)的引力勢(shì)能表達(dá)式。(2)根據(jù)玻爾的氫原子模型,電子的運(yùn)動(dòng)看做經(jīng)典力學(xué)描述下的軌道運(yùn)動(dòng),原子中的電子在庫(kù)侖

引力作用下,繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)。①已知電子質(zhì)量為m,電荷量為e,靜電力常量為k。氫原子處于基態(tài)(n=1)時(shí)電子的軌道半徑為r

1,電勢(shì)能為Ep1=-

(取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)能為零)。氫原子處于第n個(gè)能級(jí)的能量為基態(tài)能量的

(n=1,2,3,…)。求氫原子從基態(tài)躍遷到n=2的激發(fā)態(tài)時(shí)吸收的能量。②一個(gè)處于基態(tài)且動(dòng)能為Ek0的氫原子與另一個(gè)處于基態(tài)且靜止的氫原子進(jìn)行對(duì)心碰撞。若

要使其中一個(gè)氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),則Ek0至少為多少?4.(2018北京豐臺(tái)一模,24)自然界真是奇妙,微觀(guān)世界的30解析(1)衛(wèi)星在距地心r處的動(dòng)能Ek=

mv2=

衛(wèi)星從距地心r處運(yùn)動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)的過(guò)程中,由機(jī)械能守恒定律得:Ek+Ep=0

(3分)得:Ep=-

(3分)(2)①氫原子處于基態(tài)時(shí),電子繞原子核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)k

=m

(2分)故處于基態(tài)的氫原子的電子的動(dòng)能Ek1=

m

處于基態(tài)的氫原子的能量E1=Ek1+Ep1

(2分)得:E1=-

(2分)又因?yàn)镋2=

,得ΔE=E2-E1=

(2分)②設(shè)氫原子質(zhì)量為m',動(dòng)能為Ek0的氫原子的初速度為v0,氫原子相互作用后速度分別為v1和v2,相

互作用過(guò)程中機(jī)械能減小量為ΔE答案見(jiàn)解析解析(1)衛(wèi)星在距地心r處的動(dòng)能Ek=?mv2=?答案見(jiàn)31由動(dòng)量守恒定律得:m'v0=m'v1+m'v2

(1分)由能量守恒得:

m'

=

m'

+

m'

+ΔE

(2分)解得:

-v0v1+

=0若v1有實(shí)數(shù)解,須

-4

≥0

(1分)即Ek0=

m'

≥2ΔE=

(2分)即氫原子能從n=1的基態(tài)躍遷到n=2的激發(fā)態(tài),需要吸收的能量為

,所以要使其中一個(gè)氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),Ek0至少為

。由動(dòng)量守恒定律得:m'v0=m'v1+m'v2?(1分)325.(2018北京朝陽(yáng)二模,14)關(guān)于α、β、γ三種射線(xiàn),下列說(shuō)法正確的是

()A.三種射線(xiàn)都帶電B.三種射線(xiàn)都是電磁波C.α射線(xiàn)的電離能力最強(qiáng)D.β射線(xiàn)的穿透能力最強(qiáng)考點(diǎn)二原子核物理答案

C

α射線(xiàn)是高速氦核流,β射線(xiàn)是高速電子流。γ射線(xiàn)是電磁波。α射線(xiàn)帶正電,β射線(xiàn)帶

負(fù)電,γ射線(xiàn)不帶電。α射線(xiàn)電離本領(lǐng)最強(qiáng),γ射線(xiàn)穿透本領(lǐng)最強(qiáng)。因此C正確。解題關(guān)鍵熟知三種射線(xiàn)的構(gòu)成及特點(diǎn)。5.(2018北京朝陽(yáng)二模,14)關(guān)于α、β、γ三種射線(xiàn),下336.(2018北京門(mén)頭溝一模,13)下列核反應(yīng)方程中,屬于聚變的是

()A

N

He

O

HB

U

Th

HeC

H

H

HeD

U

n

Ba

Kr+

n答案

C聚變的特點(diǎn)是兩個(gè)輕核聚合成一個(gè)較大的核,選C。解題關(guān)鍵熟記各種核反應(yīng)的特征。6.(2018北京門(mén)頭溝一模,13)下列核反應(yīng)方程中,屬于聚347.(2018北京海淀一模,14)一個(gè)氘核與一個(gè)氚核結(jié)合成一個(gè)氦核同時(shí)放出中子,釋放17.6MeV的能量。已知氘核、氚核、氦核和中子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3和m4。下列說(shuō)法正確的是

()A.該核反應(yīng)方程是

H

H

He+

nB.該核反應(yīng)中的核燃料是當(dāng)前核電站采用的核燃料C.m1+m2>m3+m4D.該核反應(yīng)可以在常溫下進(jìn)行答案

C由質(zhì)能方程可知,m1+m2>m3+m4,C正確。核反應(yīng)中核子數(shù)不變,A錯(cuò)誤。當(dāng)前核電站

采用的是重核裂變,B錯(cuò)誤。該核反應(yīng)要在超高溫下進(jìn)行,D錯(cuò)誤。解題關(guān)鍵熟練掌握核反應(yīng)方程。7.(2018北京海淀一模,14)一個(gè)氘核與一個(gè)氚核結(jié)合成一358.(2018北京房山一模,15)下列表述正確的是

()A.α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明原子內(nèi)部正電荷是均勻分布的B.β衰變說(shuō)明原子的原子核外部存在自由電子C.玻爾認(rèn)為,原子中電子軌道是量子化的,能量也是量子化的D.輕核聚變更為清潔、安全,目前大型核電站都是利用輕核的聚變發(fā)電的答案

C

α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明正電荷集中于核內(nèi)。β衰變中放出的電子來(lái)源于原子核內(nèi)

部中子變化。目前大型核電站主要利用重核裂變發(fā)電。易錯(cuò)警示

β衰變中產(chǎn)生的電子是原子核內(nèi)一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子時(shí)生成的,其中電子發(fā)射

出來(lái)形成β粒子。8.(2018北京房山一模,15)下列表述正確的是?()369.(2017北京順義二模,14)用中子

n)轟擊鋁27

Al),產(chǎn)生鈉24

Na)和X,則X是

()A.電子B.質(zhì)子C.正電子D.α粒子答案

D根據(jù)核反應(yīng)過(guò)程中電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒有:

n+

Na

He,X是α粒子,選D。9.(2017北京順義二模,14)用中子?n)轟擊鋁27?A3710.(2017北京昌平二模,18)圖為一放射源發(fā)出的α、β、γ射線(xiàn)進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)(磁場(chǎng)未畫(huà)出)

中的徑跡。表中列出了三種射線(xiàn)的本質(zhì)和特性。由此可知

()種類(lèi)本質(zhì)質(zhì)量(u)電荷量(e)速度(c)α射線(xiàn)氦核4+20.1β射線(xiàn)電子`1/1840-10.99γ射線(xiàn)光子00110.(2017北京昌平二模,18)圖為一放射源發(fā)出的α、β38A.磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,a為α射線(xiàn),b為β射線(xiàn)B.磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,a為β射線(xiàn),b為α射線(xiàn)C.磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,a為β射線(xiàn),b為α射線(xiàn)D.磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,b為α射線(xiàn),c為γ射線(xiàn)答案

A帶電粒子垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁場(chǎng),做勻速圓周運(yùn)動(dòng),Bqv=m

,R=

,

=

=

>1,圖中a的軌跡半徑大,a為α射線(xiàn),b為β射線(xiàn),c不偏轉(zhuǎn),為γ射線(xiàn)。由左手定則可知磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。A.磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,a為α射線(xiàn),b為β射線(xiàn)答案

3911.(2016北京豐臺(tái)一模,14)一個(gè)氘核和一個(gè)氚核經(jīng)過(guò)核反應(yīng)后生成氦核和中子,同時(shí)放出一個(gè)

γ光子。已知氘核、氚核、中子、氦核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3、m4,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.這個(gè)核反應(yīng)是裂變反應(yīng)B.這個(gè)反應(yīng)的核反應(yīng)方程是

H

H

He+

n+γC.輻射出的γ光子的能量E=(m3+m4-m1-m2)c2D.輻射出的γ光子在真空中的波長(zhǎng)λ=

答案

D一個(gè)氘核和一個(gè)氚核經(jīng)過(guò)核反應(yīng)后生成一個(gè)氦核和一個(gè)中子,同時(shí)放出一個(gè)γ光子,

這是核聚變反應(yīng),所以A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤。核反應(yīng)的質(zhì)量虧損Δm=m1+m2-m3-m4,輻射出的γ光子的

能量E=(m1+m2-m3-m4)c2,所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤。γ光子在真空中的頻率ν=

,波長(zhǎng)λ=

=

=

=

,所以D選項(xiàng)正確。11.(2016北京豐臺(tái)一模,14)一個(gè)氘核和一個(gè)氚核經(jīng)過(guò)核4012.(2016北京東城一模,15)下列表述正確的是

()A.

He

N

O+X,X表示

HeB

H

H

He

n是重核裂變的核反應(yīng)方程C.放射性元素的半衰期與原子所處的化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)D.β衰變中放出的β射線(xiàn)是核外電子掙脫原子核的束縛而形成的答案

C

He

N

O

H,故A錯(cuò)誤

H

H

He

n是輕核聚變的核反應(yīng)方程,故B錯(cuò)誤;放射性元素的半衰期是其固有性質(zhì),與其所處的化學(xué)狀態(tài)、外部條件均無(wú)關(guān),故C正確;β射線(xiàn)是β衰

變時(shí)原子核內(nèi)發(fā)生變化產(chǎn)生的,與核外電子無(wú)關(guān),故D錯(cuò)誤。12.(2016北京東城一模,15)下列表述正確的是?(411.(2017北京西城一模,14)下列核反應(yīng)方程中,屬于核聚變的是

()A

H

H

He

nB

Th

Pa

eC

U

Th

HeD

U

n

Ba

Kr+

nB組

2016—2018年高考模擬·綜合題組時(shí)間:50分鐘分值:90分一、選擇題(每題6分,共54分)答案

A

B為β衰變,C為α衰變,D為核裂變,A正確。1.(2017北京西城一模,14)下列核反應(yīng)方程中,屬于核聚422.(2017北京海淀一模,13)核反應(yīng)方程

U

n→

Ba+

Kr+

n表示中子轟擊

U原子核可能發(fā)生的一種核反應(yīng),該核反應(yīng)釋放出的核能為ΔE。關(guān)于這個(gè)核反應(yīng),下列說(shuō)法中正確的是

()A.該反應(yīng)屬于核聚變B

Ba中的X為146C

Ba中含有56個(gè)中子D.該反應(yīng)的質(zhì)量虧損為

答案

D該反應(yīng)屬于核裂變,A錯(cuò)。由反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒,可知X=144,則

Ba中所含中子數(shù)為88個(gè),B、C錯(cuò)。根據(jù)ΔE=Δmc2,可知Δm=

,D正確。2.(2017北京海淀一模,13)核反應(yīng)方程?U?n→?Ba433.(2017北京海淀二模,15)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.氫原子的能級(jí)理論是玻爾在盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上提出來(lái)的C.湯姆孫通過(guò)對(duì)陰極射線(xiàn)的研究提出了原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)D.盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中答案

B天然放射現(xiàn)象揭示了原子核內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu),A錯(cuò)。湯姆孫通過(guò)對(duì)陰極射線(xiàn)的研究

發(fā)現(xiàn)了電子,C錯(cuò)。盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型,D錯(cuò)。3.(2017北京海淀二模,15)下列說(shuō)法中正確的是?(444.(2017北京朝陽(yáng)一模,13)開(kāi)發(fā)更為安全、清潔的能源是人類(lèi)不懈的追求。關(guān)于核反應(yīng)

H

H

He

n,下列說(shuō)法正確的是

()A.該核反應(yīng)屬于重核的裂變B.該核反應(yīng)屬于輕核的聚變C.該核反應(yīng)過(guò)程沒(méi)有質(zhì)量虧損D.目前核電站利用的就是該核反應(yīng)所釋放的能量答案

B該核反應(yīng)屬于輕核的聚變,核反應(yīng)過(guò)程中有質(zhì)量虧損;核電站中的核反應(yīng)屬于重核

的裂變。4.(2017北京朝陽(yáng)一模,13)開(kāi)發(fā)更為安全、清潔的能源是455.(2017北京海淀零模,15)下列說(shuō)法中正確的是

()A.放射性元素的半衰期隨溫度的升高而變短B.β射線(xiàn)是原子被電離后核外電子形成的電子流C.同種元素的兩種同位素具有相同的核子數(shù)D.大量處于n=2能級(jí)的氫原子自發(fā)躍遷發(fā)光時(shí)只能發(fā)出一種頻率的光答案

D放射性元素的半衰期與溫度無(wú)關(guān),A錯(cuò)。β射線(xiàn)是原子核內(nèi)釋放出的電子流,B錯(cuò)。

同種元素的兩種同位素具有相同的質(zhì)子數(shù),C錯(cuò)。大量處于n=2能級(jí)的氫原子自發(fā)躍遷時(shí)只能

到n=1能級(jí),只能發(fā)出一種頻率的光,D對(duì)。考查點(diǎn)原子核相關(guān)知識(shí)。知識(shí)拓展衰變快慢由核內(nèi)部自身因素決定,與原子所處化學(xué)狀態(tài)和外部條件無(wú)關(guān),所以一種

放射性元素,無(wú)論是單質(zhì),還是化合物,無(wú)論對(duì)它加壓,還是提升溫度,都不會(huì)改變它的半衰期。5.(2017北京海淀零模,15)下列說(shuō)法中正確的是?(466.(2016北京海淀一模,14)已知氦離子(He+)的能級(jí)圖如圖所示,根據(jù)能級(jí)躍遷理論可知

()

A.氦離子(He+)從n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)比從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)輻射出光子的頻率低B.大量處在n=3能級(jí)的氦離子(He+)向低能級(jí)躍遷,只能發(fā)出2種不同頻率的光子C.氦離子(He+)處于n=1能級(jí)時(shí),能吸收45eV的能量躍遷到n=2能級(jí)D.氦離子(He+)從n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí),需要吸收能量答案

A氦離子由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷,輻射光子的能量等于兩能級(jí)的能量差,對(duì)應(yīng)光子頻

率ν滿(mǎn)足:hν=En-Em(n>m),A正確。大量處于n=3能級(jí)的氦離子向低能級(jí)躍遷,能發(fā)出3種不同頻

率的光子,B錯(cuò)誤。離子只能吸收能量等于能級(jí)差的光子才能躍遷到高能級(jí),C錯(cuò)誤。離子從

高能級(jí)躍遷到低能級(jí),以光子的形式輻射能量,D錯(cuò)誤。6.(2016北京海淀一模,14)已知氦離子(He+)的能級(jí)477.(2017北京朝陽(yáng)二模,13)根據(jù)玻爾的原子模型,一個(gè)氫原子從n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)時(shí),該氫

原子

()A.吸收光子,能量減小B.放出光子,能量減小C.放出光子,核外電子動(dòng)能減小D.吸收光子,核外電子動(dòng)能不變答案

B氫原子在量子數(shù)較大的能級(jí)上時(shí),具有的能量也較大,故從n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)

時(shí),放出光子,能量減小,故B對(duì)而A、D均錯(cuò)誤。原子處于較低能級(jí)時(shí),電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道也

較低,由k

=m

可知在低軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)電子的動(dòng)能較大,故C錯(cuò)誤。7.(2017北京朝陽(yáng)二模,13)根據(jù)玻爾的原子模型,一個(gè)氫488.(2017北京東城一模,20)宇宙線(xiàn)是來(lái)自宇宙空間的高能粒子流,由各種原子核以及非常少量

的電子、光子和中微子等組成,它可能攜帶著宇宙起源、天體演化的信息,一直吸引著科學(xué)家

的關(guān)注。宇宙線(xiàn)粒子的能量范圍非常大,有的可以高達(dá)5×1019eV。宇宙線(xiàn)逃逸出宇宙線(xiàn)源在星際空間

中傳播時(shí),會(huì)與磁場(chǎng)、星際介質(zhì)等發(fā)生相互作用,導(dǎo)致一系列復(fù)雜的物理效應(yīng)產(chǎn)生。利用空間探測(cè)器可以得到宇宙線(xiàn)在銀河系中傳播的一些數(shù)據(jù),比如:鈹10鈹9比(

),其中鈹9是宇宙線(xiàn)中原有的鈹10在傳播過(guò)程中衰變產(chǎn)生的。據(jù)此材料,以下敘述正確的是

()A.宇宙線(xiàn)粒子的能量可以高達(dá)8×1038JB.宇宙線(xiàn)中的電子不會(huì)受到星際磁場(chǎng)的影響C.根據(jù)

可以得到宇宙線(xiàn)在銀河系中平均傳播時(shí)間的相關(guān)信息D.根據(jù)宇宙線(xiàn)到達(dá)探測(cè)器時(shí)的方向可以得到宇宙線(xiàn)源方位的相關(guān)信息8.(2017北京東城一模,20)宇宙線(xiàn)是來(lái)自宇宙空間的高能49答案

C由5×1019eV=5×1019×1.6×10-19J=8J知,A錯(cuò)誤。宇宙線(xiàn)中的電子會(huì)與磁場(chǎng)、星際介

質(zhì)等發(fā)生相互作用,B錯(cuò)誤。由于衰變的半衰期固定,故可以根據(jù)

得到宇宙線(xiàn)在銀河系中平均傳播時(shí)間的相關(guān)信息,C正確。在運(yùn)動(dòng)中宇宙線(xiàn)會(huì)受到電、磁場(chǎng)力的作用而改變運(yùn)動(dòng)方

向,故不能根據(jù)宇宙線(xiàn)到達(dá)探測(cè)器時(shí)的方向判斷宇宙線(xiàn)源方位的相關(guān)信息,D錯(cuò)誤?？疾辄c(diǎn)高能粒子的傳播、衰變。解題關(guān)鍵此題屬于信息題,解題關(guān)鍵是很好地讀取題干信息,弄清信息含義,在這個(gè)基礎(chǔ)上分

析相關(guān)選項(xiàng)的正誤,如“鈹9是宇宙線(xiàn)中原有的鈹10在傳播過(guò)程中衰變產(chǎn)生的”這句話(huà),就是

告訴考生,這里發(fā)生了衰變,再結(jié)合衰變的半衰期知識(shí)判斷選項(xiàng)C的正誤。答案

C由5×1019eV=5×1019×1.6×509.(2018北京海淀二模,14)下列說(shuō)法正確的是

()A.愛(ài)因斯坦提出的光子假說(shuō),成功解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象B.氫原子的電子由激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時(shí),向外輻射光子,原子能量增加C.盧瑟福通過(guò)α粒子的散射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子并預(yù)言了中子的存在D.湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子并提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型答案

A愛(ài)因斯坦在普朗克量子論的基礎(chǔ)上提出了光子假說(shuō),認(rèn)為光是由無(wú)數(shù)個(gè)光子組成

的,當(dāng)光照射到金屬表面時(shí),光子與電子像實(shí)物粒子一樣相互作用,使電子獲得能量而逸出,成

功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象,故選項(xiàng)A正確;氫原子的電子由激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時(shí),向外以光子的

形式輻射能量,原子能量減少,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;盧瑟福通過(guò)用α粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子并預(yù)言

了中子的存在,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子并提出原子的棗糕式模型,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。解題關(guān)鍵知道愛(ài)因斯坦的光子假說(shuō)并理解光電效應(yīng)的本質(zhì);熟知物理學(xué)史的相關(guān)內(nèi)容是解

本題的關(guān)鍵。9.(2018北京海淀二模,14)下列說(shuō)法正確的是?()5110.(16分)(2018北京朝陽(yáng)一模,24)在玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論中,氫原子由高能態(tài)向低能態(tài)躍遷時(shí)

能發(fā)出一系列不同頻率的光,波長(zhǎng)可以用巴耳末—里德伯公式

=R

來(lái)計(jì)算,式中λ為波長(zhǎng),R為里德伯常量,n、k分別表示氫原子躍遷前和躍遷后所處狀態(tài)的量子數(shù),對(duì)于每一個(gè)k,有n

=k+1、k+2、k+3…。其中,賴(lài)曼系譜線(xiàn)是電子由n>1的軌道躍遷到k=1的軌道時(shí)向外輻射光子

形成的,巴耳末系譜線(xiàn)是電子由n>2的軌道躍遷到k=2的軌道時(shí)向外輻射光子形成的。

(1)如圖所示的裝置中,K為一金屬板,A為金屬電極,都密封在真空的玻璃管中,S為石英片封蓋

的窗口,單色光可通過(guò)石英片射到金屬板K上。實(shí)驗(yàn)中:當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片位于最左端,用某

種頻率的單色光照射K時(shí),電流計(jì)G指針發(fā)生偏轉(zhuǎn);向右滑動(dòng)滑片,當(dāng)A比K的電勢(shì)低到某一值Uc二、非選擇題(共36分)10.(16分)(2018北京朝陽(yáng)一模,24)在玻爾的原子結(jié)52(遏止電壓)時(shí),電流計(jì)G指針恰好指向零。現(xiàn)用氫原子發(fā)出的光照射某種金屬進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)。若用賴(lài)曼系中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光照射時(shí),

遏止電壓的大小為U1;若用巴耳末系中n=4的光照射金屬時(shí),遏止電壓的大小為U2。金屬表面層內(nèi)存在一種力,阻礙電子的逃逸。電子要從金屬中掙脫出來(lái),必須克服這種阻礙做

功。使電子脫離某種金屬所做功的最小值,叫做這種金屬的逸出功。已知電子電荷量的大小為e,真空中的光速為c,里德伯常量為R。試求:a.賴(lài)曼系中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光對(duì)應(yīng)的頻率ν1;b.普朗克常量h和該金屬的逸出功W0。(2)光子除了有能量,還有動(dòng)量,動(dòng)量的表達(dá)式為p=

(h為普朗克常量)。a.請(qǐng)你推導(dǎo)光子動(dòng)量的表達(dá)式p=

;b.處于n=2激發(fā)態(tài)的某氫原子以速度v0運(yùn)動(dòng),當(dāng)它向k=1的基態(tài)躍遷時(shí),沿與v0相反的方向輻射一

個(gè)光子。輻射光子前后,可認(rèn)為氫原子的質(zhì)量為M不變。求輻射光子后氫原子的速度v(用h、

R、M和v0表示)。(遏止電壓)時(shí),電流計(jì)G指針恰好指向零。53答案見(jiàn)解析解析(1)a.在賴(lài)曼系中,氫原子由n=2躍遷到k=1時(shí),對(duì)應(yīng)光的波長(zhǎng)最長(zhǎng),波長(zhǎng)為λ1。則有

=R

所以λ1=

所以ν1=

=

(4分)b.在巴耳末系中,氫原子由n=4躍遷到k=2,對(duì)應(yīng)光的波長(zhǎng)為λ2,頻率為ν2。則有

=R

ν2=

設(shè)用波長(zhǎng)為λ1、λ2的光照射金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí),光電子對(duì)應(yīng)的最大初動(dòng)能分別為Ekm1、Ekm2。

根據(jù)光電效應(yīng)方程有Ekm1=hν1-W0Ekm2=hν2-W0根據(jù)動(dòng)能定理有答案見(jiàn)解析解析(1)a.在賴(lài)曼系中,氫原子由n=2躍遷到54-eU1=0-Ekm1-eU2=0-Ekm2聯(lián)立解得h=

,W0=

e(U1-4U2)

(6分)(2)a.根據(jù)質(zhì)能方程有E=mc2又因?yàn)镋=hν=

p=mc所以p=

(3分)b.光子的動(dòng)量p=

=

根據(jù)動(dòng)量守恒定律有Mv0=Mv-p解得v=v0+

(3分)-eU1=0-Ekm155解題關(guān)鍵能根據(jù)巴耳末—里德伯公式推算出最長(zhǎng)波長(zhǎng),進(jìn)一步結(jié)合動(dòng)能定理、動(dòng)量定理和

愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程分析問(wèn)題,是解本題的關(guān)鍵。解題關(guān)鍵能根據(jù)巴耳末—里德伯公式推算出最長(zhǎng)波長(zhǎng),進(jìn)一步結(jié)合5611.(20分)(2017北京海淀一模,24)(1)科學(xué)家發(fā)現(xiàn),除了類(lèi)似太陽(yáng)系的恒星—行星系統(tǒng),還存在許

多雙星系統(tǒng),通過(guò)對(duì)它們的研究,使我們對(duì)宇宙有了較深刻的認(rèn)識(shí)。雙星系統(tǒng)是由兩個(gè)星體構(gòu)

成的,其中每個(gè)星體的線(xiàn)度(直徑)都遠(yuǎn)小于兩星體間的距離,一般雙星系統(tǒng)距離其他星體很遠(yuǎn),

可以當(dāng)做孤立系統(tǒng)處理。已知某雙星系統(tǒng)中每個(gè)星體的質(zhì)量都是M0,兩者相距L,它們正圍繞

兩者連線(xiàn)的中點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),引力常量為G。求:①該雙星系統(tǒng)中星體的加速度大小a;②該雙星系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)周期T。(2)微觀(guān)世界與宏觀(guān)世界往往存在奇妙的相似性。對(duì)于氫原子模型,因?yàn)樵雍说馁|(zhì)量遠(yuǎn)大于

電子的質(zhì)量,可以忽略原子核的運(yùn)動(dòng),形成類(lèi)似天文學(xué)中的恒星—行星系統(tǒng),記為模型Ⅰ。另一

種模型認(rèn)為氫原子的核外電子并非繞核旋轉(zhuǎn),而是類(lèi)似天文學(xué)中的雙星系統(tǒng),核外電子和原子

核依靠庫(kù)侖力作用使它們同時(shí)繞彼此連線(xiàn)上某一點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),記為模型Ⅱ。已知核外

電子的質(zhì)量為m,氫原子核的質(zhì)量為M,二者相距為r,靜電力常量為k,電子和氫原子核的電荷量

大小均為e。①模型Ⅰ、Ⅱ中系統(tǒng)的總動(dòng)能分別用EkⅠ、EkⅡ表示,請(qǐng)推理分析,比較EkⅠ、EkⅡ的大小關(guān)系;

②模型Ⅰ、Ⅱ中核外電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期分別用TⅠ、TⅡ表示,通常情況下氫原子的研究采用模型Ⅰ的方案,請(qǐng)從周期的角度分析這樣簡(jiǎn)化處理的合理性。11.(20分)(2017北京海淀一模,24)(1)科學(xué)家發(fā)57答案(1)①

②2π

(2)見(jiàn)解析解析(1)①根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律有

=M0a解得a=

②由牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知,a=

·

解得T=2π

(2)①模型Ⅰ中,設(shè)電子的速度為v,對(duì)于電子繞核的運(yùn)動(dòng),根據(jù)庫(kù)侖定律和牛頓第二定律有

=

解得:EkⅠ=

mv2=

模型Ⅱ中,設(shè)電子和原子核的速度分別為v1、v2,電子的運(yùn)動(dòng)半徑為r1,原子核的運(yùn)動(dòng)半徑為r2。

根據(jù)庫(kù)侖定律和牛頓第二定律對(duì)電子有:

=

,解得Ek1=

m

=

r1答案(1)①?②2π?(2)見(jiàn)解析解析(1)①根據(jù)萬(wàn)58對(duì)原子核有:

=

,解得Ek2=

M

=

r2系統(tǒng)的總動(dòng)能:EkⅡ=Ek1+Ek2=

(r1+r2)=

即在這兩種模型中,系統(tǒng)的總動(dòng)能相等。②模型Ⅰ中,根據(jù)庫(kù)侖定律和牛頓第二定律有

=m

r,解得

=

模型Ⅱ中,電子和原子核的周期相同,均為T(mén)Ⅱ根據(jù)庫(kù)侖定律和牛頓第二定律對(duì)電子有:

=m

·r1,解得:r1=

對(duì)原子核有:

=M

·r2,解得:r2=

因r1+r2=r,將以上兩式代入,可解得:

=

所以有:

=

因?yàn)镸?m,可得TⅠ≈TⅡ,所以采用模型Ⅰ更簡(jiǎn)單方便。對(duì)原子核有:?=?,解得Ek2=?M?=?r2591.(2018北京豐臺(tái)二模,20)發(fā)光二極管,也就是LED,是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件,它可以直接把電

能轉(zhuǎn)化為光能。LED的核心是一個(gè)半導(dǎo)體晶片。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成,一部分是P型半導(dǎo)

體,空穴濃度高,另一部分是N型半導(dǎo)體,自由電子濃度高。這兩種半導(dǎo)體連接起來(lái),它們之間就

形成一個(gè)“P-N結(jié)”。當(dāng)電流通過(guò)晶片時(shí),電子就會(huì)被推向P區(qū),在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合,以光

子的形式發(fā)出能量,就發(fā)光了。不同的半導(dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同,電子和

空穴復(fù)合時(shí)釋放出的能量也不同。下列說(shuō)法正確的是

()A.發(fā)光二極管的發(fā)光原理與普通白熾燈的發(fā)光原理相同B.發(fā)光二極管的發(fā)光原理與普通日光燈的發(fā)光原理相同C.電子和空穴復(fù)合時(shí)釋放出的光子能量越大,則發(fā)出光的波長(zhǎng)越短D.紅光發(fā)光二極管發(fā)出紅光的頻率比藍(lán)光發(fā)光二極管發(fā)出藍(lán)光的頻率大C組教師專(zhuān)用題組1.(2018北京豐臺(tái)二模,20)發(fā)光二極管,也就是LED,60答案

C普通白熾燈是利用電流通過(guò)燈絲時(shí),燈絲溫度很高而發(fā)光的,日光燈是利用燈管內(nèi)

惰性氣體被電離后形成導(dǎo)電電流,運(yùn)動(dòng)的氣體離子在與汞原子碰撞時(shí),使汞原子躍遷到高能級(jí),

汞原子向低能級(jí)躍遷產(chǎn)生紫外線(xiàn),和熒光物質(zhì)撞擊產(chǎn)生白光,因此A、B項(xiàng)錯(cuò)誤。光子的能量E

=hν=h

,C項(xiàng)正確。紅光比藍(lán)光的波長(zhǎng)長(zhǎng)、頻率小,D項(xiàng)錯(cuò)誤。解題關(guān)鍵通過(guò)閱讀提煉信息,可以知道LED的發(fā)光原理,進(jìn)而與白熾燈、日光燈發(fā)光原理比

較,發(fā)現(xiàn)它們的發(fā)光原理不同。光子的能量E=hν=

。紅光的波長(zhǎng)大于藍(lán)光的波長(zhǎng)。答案

C普通白熾燈是利用電流通過(guò)燈絲時(shí),燈絲溫度很高612.(2015北京順義一模,13)根據(jù)玻爾理論,氫原子由基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷時(shí)

()A.輻射能量,能級(jí)升高B.輻射能量,能級(jí)降低C.吸收能量,能級(jí)升高D.吸收能量,能級(jí)降低答案

C氫原子從基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷時(shí),將吸收能量,能量增加,能級(jí)升高。故C正確,A、B、

D錯(cuò)誤。2.(2015北京順義一模,13)根據(jù)玻爾理論,氫原子由基態(tài)623.(2017北京西城二模,13)關(guān)于α、β、γ三種射線(xiàn),下列說(shuō)法正確的是

()A.α射線(xiàn)是帶負(fù)電的高速電子流B.β射線(xiàn)是帶正電的高速粒子流C.γ射線(xiàn)是能量很高的電磁波D.α、β、γ三種射線(xiàn)都是高速運(yùn)動(dòng)的帶電粒子流答案

C

α射線(xiàn)是帶正電的高速

He核流,β射線(xiàn)是帶負(fù)電的高速電子流,γ射線(xiàn)是高速光子流,是電磁波。3.(2017北京西城二模,13)關(guān)于α、β、γ三種射線(xiàn),下634.(2016北京海淀二模,14)對(duì)下列各原子核變化的方程,表述正確的是

()A.

H

H

He

n是核聚變反應(yīng)B

H

H

He

n是α衰變C

Se

Kr+

e是核裂變反應(yīng)D

U

n

Xe

Sr+

n是β衰變答案

A

B為聚變反應(yīng),C為β衰變,D為裂變反應(yīng),A為核聚變反應(yīng),A正確,B、C、D錯(cuò)誤。4.(2016北京海淀二模,14)對(duì)下列各原子核變化的方程,645.(2016北京海淀零模,14)下列說(shuō)法中正確的是

()A.盧瑟福在α粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型B.α射線(xiàn)、β射線(xiàn)、γ射線(xiàn)都是高速運(yùn)動(dòng)的帶電粒子流C.目前核電站內(nèi)釋放的核能來(lái)自于輕核的聚變D.放射性元素的半衰期會(huì)隨溫度的變化而改變答案

A

γ射線(xiàn)是光子流,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;目前核電站內(nèi)釋放的核能來(lái)自于重核的裂變,故C項(xiàng)錯(cuò)

誤;放射性元素的半衰期跟溫度無(wú)關(guān),故D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.(2016北京海淀零模,14)下列說(shuō)法中正確的是?(65數(shù)學(xué)課件數(shù)學(xué)課件66專(zhuān)題十六原子物理與原子核物理專(zhuān)題十六原子物理與原子核物理671.(2016北京理綜,13,6分,0.93)處于n=3能級(jí)的大量氫原子,向低能級(jí)躍遷時(shí),輻射光的頻率有

()A.1種

B.2種

C.3種

D.4種考點(diǎn)一原子物理自主命題·北京卷題組五年高考答案

C處于能級(jí)為n的大量氫原子向低能級(jí)躍遷能輻射光的種類(lèi)為

,所以處于n=3能級(jí)的大量氫原子向低能級(jí)躍遷,輻射光的頻率有

=3種,故C項(xiàng)正確?？疾辄c(diǎn)能級(jí)躍遷。方法歸納

利用能級(jí)圖,結(jié)合排列組合的知識(shí),把氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷釋放光子種類(lèi)

的規(guī)律總結(jié)明白,并不斷強(qiáng)化。1.(2016北京理綜,13,6分,0.93)處于n=3能級(jí)682.(2012北京理綜,13,6分)一個(gè)氫原子從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí),該氫原子

()A.放出光子,能量增加

B.放出光子,能量減少C.吸收光子,能量增加

D.吸收光子,能量減少答案

B根據(jù)玻爾原子理論知,氫原子從高能級(jí)n=3向低能級(jí)n=2躍遷時(shí),將以光子形式放出能量,放出光子后原子能量減少,故B選項(xiàng)正確。2.(2012北京理綜,13,6分)一個(gè)氫原子從n=3能級(jí)躍693.(2007北京理綜,14,6分)下列說(shuō)法正確的是

()A.太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的核裂變反應(yīng)B.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子,表明原子具有核式結(jié)構(gòu)C.一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng),是因?yàn)樵撌獾牟ㄩL(zhǎng)太短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,原子總能量增加教師專(zhuān)用題組3.(2007北京理綜,14,6分)下列說(shuō)法正確的是?(70答案

D太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的熱核反應(yīng)(核聚變反應(yīng)),所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤。湯

姆孫發(fā)現(xiàn)電子,說(shuō)明帶負(fù)電的電子是原子的一部分,因此原子是可分的,并且應(yīng)該有一定的結(jié)

構(gòu);又因?yàn)殡娮訋ж?fù)電,而原子呈電中性,所以原子中一定還有帶正電的部分。在此后,由盧瑟

福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn),根據(jù)極少數(shù)α粒子幾乎被反向彈回,而推斷出原子的核式結(jié)構(gòu),因此選項(xiàng)

B錯(cuò)誤。光照射到金屬表面上時(shí)能否發(fā)生光電效應(yīng),取決于入射光的能量(E=hν),光的頻率越

高(波長(zhǎng)越短),其能量越大,越可能在金屬表面發(fā)生光電效應(yīng)。因此,一束光照射到某金屬上不

能發(fā)生光電效應(yīng),是由于這束光的能量較小,即頻率較小(波長(zhǎng)較長(zhǎng)),所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤。氫原子

的核外電子在從離核較近的軌道躍遷到離核較遠(yuǎn)的軌道過(guò)程中,需要吸收一定的能量,所以核

外電子離核越遠(yuǎn),原子的總能量越大。設(shè)電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,其與原子核之間的距離

為r時(shí),電子繞核運(yùn)動(dòng)的速度大小為v,則根據(jù)庫(kù)侖定律和牛頓第二定律有

=

,所以電子的動(dòng)能Ek=

,即軌道半徑越大,動(dòng)能越小,故選項(xiàng)D正確。答案

D太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的熱核反應(yīng)(核711.(2018北京理綜,13,6分)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粒子考點(diǎn)二原子核物理A組

自主命題·北京卷題組答案

A本題考查核反應(yīng)方程。由核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均守恒,可判斷X為質(zhì)子

H,故選項(xiàng)A正確。1.(2018北京理綜,13,6分)在核反應(yīng)方程?He?N?722.(2015北京理綜,14,6分,0.89)下列核反應(yīng)方程中,屬于α衰變的是

()A

N

He

O

HB

U

Th

HeC

H

H

He

nD

Th

Pa

e答案

B

A項(xiàng)屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變,B項(xiàng)屬于α衰變,C項(xiàng)屬于聚變反應(yīng),D項(xiàng)屬于β衰變。考查點(diǎn)核反應(yīng)方程。思路點(diǎn)撥

α衰變是放出α粒子的過(guò)程。2.(2015北京理綜,14,6分,0.89)下列核反應(yīng)方程733.(2015北京理綜,17,6分,0.45)實(shí)驗(yàn)觀(guān)察到,靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中A點(diǎn)的原子核發(fā)生β衰變,衰變產(chǎn)

生的新核與電子恰在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)方向和軌跡示意如圖。則

()

A.軌跡1是電子的,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外B.軌跡2是電子的,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外C.軌跡1是新核的,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里D.軌跡2是新核的,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里3.(2015北京理綜,17,6分,0.45)實(shí)驗(yàn)觀(guān)察到,靜74答案

D由靜止的原子核發(fā)生β衰變后產(chǎn)生的新核和電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的方向相反及原

子核衰變前后動(dòng)量守恒得meve-m核v核=0,粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r=

,因?yàn)閝e<q核,所以re>r核,故軌跡1是電子的,軌跡2是新核的,根據(jù)左手定則可判定磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,故D

項(xiàng)正確?？疾辄c(diǎn)衰變、動(dòng)量守恒、勻速圓周運(yùn)動(dòng)。思路點(diǎn)撥衰變過(guò)程動(dòng)量守恒;衰變后的粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫

茲力提供。答案

D由靜止的原子核發(fā)生β衰變后產(chǎn)生的新核和電子做754.(2014北京理綜,14,6分,0.97)質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3。當(dāng)一個(gè)質(zhì)子和一

個(gè)中子結(jié)合成氘核時(shí),釋放的能量是(c表示真空中的光速)

()A.(m1+m2-m3)c

B.(m1-m2-m3)cC.(m1+m2-m3)c2

D.(m1-m2-m3)c2

答案

C此核反應(yīng)方程為

H

n

H,根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程得ΔE=Δm·c2=(m1+m2-m3)c2,C正確?？疾辄c(diǎn)質(zhì)能方程。思路點(diǎn)撥質(zhì)量虧損是反應(yīng)物的總質(zhì)量減去生成物的總質(zhì)量。4.(2014北京理綜,14,6分,0.97)質(zhì)子、中子和氘765.(2011北京理綜,13,6分)表示放射性元素碘131

I)β衰變的方程是

()A

I

Sb

HeB

I

Xe

eC

I

I

nD

I

Te

H答案

B

β衰變的實(shí)質(zhì)是放射出電子

e),由核反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知B正確。5.(2011北京理綜,13,6分)表示放射性元素碘131?776.(2017北京理綜,23,18分)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(xiě)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(guò)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(guò)程的質(zhì)

量虧損Δm。6.(2017北京理綜,23,18分)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)78解析本題考查了原子核的衰變、動(dòng)量和能量守恒、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、質(zhì)能

方程等多個(gè)考點(diǎn),是一道綜合題,難度中等。(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=0v'=

=

由Δmc2=

Mv'2+

mv2得Δm=

答案見(jiàn)解析說(shuō)明:若利用M=

m解答,亦可。解析本題考查了原子核的衰變、動(dòng)量和能量守恒、帶電粒子在勻強(qiáng)79方法技巧衰變中的動(dòng)量和能量守恒在α衰變過(guò)程中,靜止的原子核放射α粒子,新核與α粒子的總動(dòng)量保持不變(為零),而衰變釋放

的能量與質(zhì)量虧損之間必然遵循質(zhì)能方程ΔE=Δmc2。方法技巧衰變中的動(dòng)量和能量守恒807.(2018課標(biāo)Ⅲ,14,6分)1934年,約里奧-居里夫婦用α粒子轟擊鋁核

Al,產(chǎn)生了第一個(gè)人工放射性核素X:α

Al→n+X。X的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為

()A.15和28

B.15和30C.16和30

D.17和31答案

B本題考查核反應(yīng)方程。在核反應(yīng)過(guò)程中,質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別守恒,則X的原子序

數(shù)為2+13=15,X的質(zhì)量數(shù)為4+27-1=30,選項(xiàng)B正確。規(guī)律總結(jié)核反應(yīng)方程的特點(diǎn)核反應(yīng)過(guò)程中,質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別守恒。B組

統(tǒng)一命題·課標(biāo)卷題組7.(2018課標(biāo)Ⅲ,14,6分)1934年,約里奧-居里夫818.(2017課標(biāo)Ⅰ,17,6分)大科學(xué)工程“人造太陽(yáng)”主要是將氘核聚變反應(yīng)釋放的能量用來(lái)發(fā)

電。氘核聚變反應(yīng)方程是:

H→

n。已知

H的質(zhì)量為2.0136u

He的質(zhì)量為3.0150u

n的質(zhì)量為1.0087u,1u=931MeV/c2。氘核聚變反應(yīng)中釋放的核能約為

()A.3.7MeVB.3.3MeVC.2.7MeVD.0.93MeV答案

B本題考查核能的計(jì)算。聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為Δm=(2×2.0136-3.0150-1.0087)u

=0.0035u,則釋放的核能為ΔE=Δmc2=0.0035×931MeV≈3.3MeV,B正確。方法技巧由質(zhì)量虧損計(jì)算核能由Δm計(jì)算核反應(yīng)過(guò)程中釋放的核能時(shí),若Δm以u(píng)為單位,可由1u=931MeV/c2,得到釋放的以

MeV為單位的核能;若Δm以kg為單位,則由質(zhì)能方程ΔE=Δmc2獲得以J為單位的釋放的核能。8.(2017課標(biāo)Ⅰ,17,6分)大科學(xué)工程“人造太陽(yáng)”主要829.(2017課標(biāo)Ⅱ,15,6分)一靜止的鈾核放出一個(gè)α粒子衰變成釷核,衰變方程為

U

Th

He。下列說(shuō)法正確的是

()A.衰變后釷核的動(dòng)能等于α粒子的動(dòng)能B.衰變后釷核的動(dòng)量大小等于α粒子的動(dòng)量大小C.鈾核的半衰期等于其放出一個(gè)α粒子所經(jīng)歷的時(shí)間D.衰變后α粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量答案

B

本題考查天然放射現(xiàn)象、半衰期、核反應(yīng)中的動(dòng)量守恒、質(zhì)量虧損,考查學(xué)生的

理解能力。靜止的原子核在衰變前后動(dòng)量守恒,由動(dòng)量守恒定律得0=m1v1+m2v2,可知m1v1=-m2v2,

故衰變后釷核的動(dòng)量大小等于α粒子的動(dòng)量大小,選項(xiàng)B正確;動(dòng)能Ek=

,由于釷核的質(zhì)量(m1)大于α粒子的質(zhì)量(m2),故動(dòng)能不等,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;鈾核的半衰期是指大量的鈾核半數(shù)發(fā)生衰變所

用的時(shí)間,而不是放出一個(gè)α粒子所經(jīng)歷的時(shí)間,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;原子核衰變前后質(zhì)量數(shù)守恒,衰變

時(shí)放出核能,質(zhì)量虧損,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。解題關(guān)鍵原子核衰變前后動(dòng)量守恒、質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒;動(dòng)能和動(dòng)量與質(zhì)量的關(guān)系;半衰

期的定義及其含義。9.(2017課標(biāo)Ⅱ,15,6分)一靜止的鈾核放出一個(gè)α粒子8310.[2016課標(biāo)Ⅲ,35(1),5分]一靜止的鋁原子核

Al俘獲一速度為1.0×107m/s的質(zhì)子p后,變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核

Si*。下列說(shuō)法正確的是

。A.核反應(yīng)方程為p

Al

Si*B.核反應(yīng)過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒C.核反應(yīng)過(guò)程中系統(tǒng)能量不守恒D.核反應(yīng)前后核子數(shù)相等,所以生成物的質(zhì)量等于反應(yīng)物的質(zhì)量之和E.硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為105m/s,方向與質(zhì)子初速度的方向一致10.[2016課標(biāo)Ⅲ,35(1),5分]一靜止的鋁原子核?84解析質(zhì)子p即

H,核反應(yīng)方程為p

Al

Si*,A項(xiàng)正確;核反應(yīng)過(guò)程遵循動(dòng)量守恒定律,B項(xiàng)正確;核反應(yīng)過(guò)程中系統(tǒng)能量守恒,C項(xiàng)錯(cuò)誤;在核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒,但會(huì)發(fā)生質(zhì)量虧損,所以D項(xiàng)

錯(cuò)誤;設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量為m,則

Si*的質(zhì)量為28m,由動(dòng)量守恒定律有mv0=28mv,得v=

=

m/s≈3.6×105m/s,方向與質(zhì)子的初速度方向相同,故E項(xiàng)正確。答案

ABE規(guī)律總結(jié)核反應(yīng)過(guò)程遵守動(dòng)量守恒定律,核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒,電荷數(shù)守恒,但會(huì)發(fā)生質(zhì)量虧

損。評(píng)析本題考查核反應(yīng)過(guò)程所遵循的規(guī)律及動(dòng)量守恒定律,難度較易。解析質(zhì)子p即?H,核反應(yīng)方程為p?Al?Si*,A項(xiàng)正確;8511.[2014課標(biāo)Ⅱ,35(1),5分,0.336]在人類(lèi)對(duì)微觀(guān)世界進(jìn)行探索的過(guò)程中,科學(xué)實(shí)驗(yàn)起到了非常

重要的作用。下列說(shuō)法符合歷史事實(shí)的是

。A.密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出了基本電荷的數(shù)值B.貝克勒爾通過(guò)對(duì)天然放射現(xiàn)象的研究,發(fā)現(xiàn)了原子中存在原子核C.居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了的釙(Po)和鐳(Ra)兩種新元素D.盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了在原子核內(nèi)部存在質(zhì)子E.湯姆遜通過(guò)陰極射線(xiàn)在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了陰極射線(xiàn)是由帶負(fù)電的粒子組成

的,并測(cè)出了該粒子的比荷11.[2014課標(biāo)Ⅱ,35(1),5分,0.336]在人類(lèi)86答案

ACE解析密