2021高三統(tǒng)考人教物理一輪（經(jīng)典版）課時(shí)作業(yè)：第12章 第2講原子和原子核含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2021高三統(tǒng)考人教物理一輪（經(jīng)典版）課時(shí)作業(yè)：第12章第2講原子和原子核含解析課時(shí)作業(yè)時(shí)間：45分鐘滿分:100分一、選擇題（本題共14小題，每小題6分，共84分。其中1～11題為單選，12～14題為多選）1．（2019·廣東揭陽一模)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．α射線和β射線的混合放射源B．純?chǔ)辽渚€放射源C．純?chǔ)蒙渚€放射源D．α射線和γ射線的混合放射源答案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，說明射線中含有穿透能力弱的α射線，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，說明沒有射線或剩下的射線不帶電，即為γ射線，因此放射源x可能是α射線或它和γ射線的混合放射源,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)說上引進(jìn)了量子理論C．天然放射現(xiàn)象中出現(xiàn)的α射線、β射線、γ射線都是高能量的電磁波D．盧瑟福的α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α射線、β射線、γ射線，其中α射線是氦原子核，β射線是電子流，只有γ射線是高能量的電磁波，故C錯(cuò)誤；盧瑟福的α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(eq\o\al(210,84)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.eq\o\al（210,84)Po發(fā)生一次α衰變和一次β衰變后產(chǎn)生了新核，新核的中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多()A．38個(gè) B．40個(gè)C．42個(gè) D．44個(gè)答案B解析eq\o\al(210，84)Po發(fā)生一次α衰變和一次β衰變產(chǎn)生的新核為eq\o\al（206,83)X，其中子數(shù)為206－83＝123，中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多123－83＝40，B正確。4．(2020·遼寧省六校協(xié)作體高三上初考）下列說法正確的是（）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)α粒子散射實(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．β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α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；β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α衰變時(shí)2個(gè)中子和2個(gè)質(zhì)子結(jié)合為一個(gè)α粒子，設(shè)中子、質(zhì)子和α粒子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，則2（m1＋m2）＝m3B．在關(guān)于物質(zhì)波的表達(dá)式E＝hν和p＝eq\f(h,λ）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λ和頻率ν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．重核的裂變過程質(zhì)量增大，輕核的聚變過程有質(zhì)量虧損答案C解析放射性元素在發(fā)生α衰變時(shí)，2個(gè)中子和2個(gè)質(zhì)子結(jié)合為一個(gè)α粒子，有質(zhì)量虧損，即為Δm＝2m1＋2m2－m3，故A錯(cuò)誤；在關(guān)于物質(zhì)波的表達(dá)式E＝hν和p＝eq\f（h,λ）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λ和頻率ν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正確；重核的裂變過程和輕核的聚變過程都有能量放出，都有質(zhì)量虧損，D錯(cuò)誤。6．1933年至1934年間，約里奧·居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔時(shí)，發(fā)生的核反應(yīng)方程為eq\o\al（27，13)Al＋eq\o\al（4,2）He→eq\o\al（30,15）P＋eq\o\al（1，0)n，反應(yīng)生成物eq\o\al(30,15)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eq\o\al（30，15)P→eq\o\al（30,14）Si＋eq\o\al(0，1）e＋eq\o\al（A,Z)ν。則下列說法正確的是(）A．當(dāng)溫度、壓強(qiáng)等條件變化時(shí)，放射性元素eq\o\al(30，15)P的半衰期隨之變化B．中微子的質(zhì)量數(shù)A＝0，電荷數(shù)Z＝0C．正電子產(chǎn)生的原因可能是核外電子轉(zhuǎn)變成的D。eq\o\al（30，15)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)A＝0,電荷數(shù)Z＝0，B正確；正電子產(chǎn)生的原因是核內(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)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。下列說法正確的是(）A．核反應(yīng)方程是：eq\o\al(1，1）H＋eq\o\al(1,0）n→eq\o\al(2，2）H＋γB．該核反應(yīng)屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變C．輻射出的γ光子的能量E＝(m3－m1－m2)c2D．γ光子的波長λ＝eq\f(h,(m1＋m2－m3)c）答案D解析新核的質(zhì)量數(shù)：A＝1＋1＝2，核電荷數(shù)：Z＝1＋0＝1。該核反應(yīng)方程是eq\o\al（1,1)H＋eq\o\al(1,0）n→eq\o\al（2,1)H＋γ,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Δm＝（m1＋m2）－m3,輻射出的γ光子的能量為E＝(m1＋m2－m3）c2＝eq\f（hc，λ)，解得γ光子的波長為λ＝eq\f(h,（m1＋m2－m3）c），故C錯(cuò)誤，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＝eq\f(E1，n2），其中n＝2,3……。若氫原子從n＝3的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)放出光子的頻率為ν，能使氫原子從基態(tài)電離的光子的最小頻率為()A.eq\f(9,4)ν B．4νC。eq\f（36,5)ν D．9ν答案C解析由題意可知：eq\f(E1,32）－eq\f(E1,22）＝hν；能使氫原子從基態(tài)電離的光子的最小頻率滿足：0－E1＝hν′，解得ν′＝eq\f（36，5）ν,故選C.9．（2019·山東德州二模）關(guān)于原子和原子核,下列說法中正確的是（)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，eq\o\al（6,3）Li原子核中的平均核子質(zhì)量比eq\o\al(16，8）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,1g氡經(jīng)過38天還剩下0。1g沒發(fā)生衰變答案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，eq\o\al(16,8)O原子核的比結(jié)合能大于eq\o\al（6，3）Li的比結(jié)合能，所以eq\o\al(16，8)O原子核的平均核子質(zhì)量比eq\o\al(6，3)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，1g氡經(jīng)過38天衰變，剩下氡的質(zhì)量為1g×eq\b\lc\(\rc\)（\a\vs4\al\co1（\f(1，2）))eq\f(38，3.8）＝eq\f（1，1024）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n＝4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4.54eV的鎢時(shí),下列說法中正確的是(）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n＝4向n＝2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n＝4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為：Ceq\o\al(2,4）＝6，故A錯(cuò)誤；一群處于n＝4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ΔE1＝E4－E1＝12。75eV，ΔE2＝E4－E2＝2。55eV，ΔE3＝E4－E3＝0。66eV，ΔE4＝E3－E1＝12。09eV，ΔE5＝E3－E2＝1.89eV,ΔE6＝E2－E1＝10.2eV，其中有3種大于4.54eV，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)keq\f(e2,r2）＝meq\f(v2,r）可知，氫原子的核外電子的速率增大，故C正確;氫原子從n＝4能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)輻射出的光子的能量為2.55eV，而金屬鎢的逸出功為4。54eV，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·重慶南開中學(xué)高三4月模擬）氘核和氚核聚變的核反應(yīng)方程為eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2）He＋eq\o\al（1，0)n，已知eq\o\al(3,1)H的比結(jié)合能是2。78MeV，eq\o\al（2，1)H的比結(jié)合能是1。09MeV,eq\o\al（4，2）He的比結(jié)合能是7.03MeV，則（)A．該核反應(yīng)釋放17。6MeV能量B．該核反應(yīng)釋放3.16MeV能量C．該核反應(yīng)吸收176MeV能量D．該核反應(yīng)吸收3。16MeV能量答案A解析聚變反應(yīng)前的總結(jié)合能為:E1＝(1.09×2＋2。78×3）MeV＝10.52MeV，反應(yīng)后生成物的結(jié)合能為：E2＝7.03×4MeV＝28.12MeV，故反應(yīng)放出的核能為:ΔE＝E2－E1＝17.6MeV，故A正確。12．如圖是根據(jù)實(shí)際測(cè)量結(jié)果畫的原子核的比結(jié)合能圖線，關(guān)于原子核的結(jié)合能和比結(jié)合能，下列說法正確的是()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α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重核的結(jié)合能C．銫原子核(eq\o\al（133,55)Cs)的結(jié)合能小于鉛原子核(eq\o\al(208,82)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)合能之和大于原來重核的結(jié)合能，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eq\o\al（133,55）Cs的結(jié)合能小于鉛原子核eq\o\al(208，82）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；故選A、B、C。13．（2019·陜西咸陽三模)關(guān)于核反應(yīng)方程eq\o\al（234,90）Th→eq\o\al(234，91）Pa＋X＋ΔE（ΔE為釋放出的核能，X為新生成粒子)，已知eq\o\al（234,90)Th的半衰期為T，則下列說法正確的是（)A.eq\o\al(234,91)Pa無放射性B。eq\o\al（234,91）Pa比eq\o\al(234，90）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β衰變C．N0個(gè)eq\o\al(234,90)Th經(jīng)2T時(shí)間因發(fā)生上述核反應(yīng)而放出的核能為eq\f（3，4)N0ΔE(N0數(shù)值很大)D.eq\o\al（234,90)Th的平均結(jié)合能為eq\f（ΔE，234)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；eq\o\al(234,91）Pa的中子數(shù)為143;eq\o\al（234,90）Th的中子數(shù)為144，則eq\o\al(234,91)Pa比eq\o\al(234,90)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)子而釋放出來的，此核反應(yīng)是β衰變,故B正確；經(jīng)2T時(shí)間還剩余四分之一沒衰變，發(fā)生上述核反應(yīng)而放出的核能為eq\f（3,4）N0ΔE,故C正確；eq\o\al(234，90）Th的平均結(jié)合能等于234個(gè)核子結(jié)合成eq\o\al（234,90）Th時(shí)放出的能量，該能量不是它衰變時(shí)放出的能量ΔE，所以eq\o\al(234，90)Th的平均結(jié)合能不是eq\f(ΔE,234)，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(eq\o\al（210，84)Po)衰變放出的α粒子轟擊鈹(eq\o\al(9,4)Be）時(shí)產(chǎn)生了未知射線.查德威克曾用這種射線分別轟擊氫原子(eq\o\al(1，1)H)和氮原子（eq\o\al(14,7)N），結(jié)果打出了一些氫核和氮核.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,以下說法正確的是（）A．釙的衰變方程為eq\o\al(210,84)Po→eq\o\al(208，82)Pb＋eq\o\al（4,2)HeB．圖中粒子A是中子C．未知粒子的質(zhì)量為eq\f（14vN－vH,vH－vN）mD．未知粒子的質(zhì)量為eq\f（14vN＋vH，vH－vN)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eq\o\al(210,84）Po→eq\o\al(206，82）Pb＋eq\o\al（4,2)He,A錯(cuò)誤；圖中的A是α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)未知射線粒子的質(zhì)量為m0，碰前速度為v0,未知射線與氫核碰撞時(shí)，由動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律可知：m0v0＝m0v1＋mvH；eq\f(1，2)m0veq\o\al（2，0)＝eq\f（1，2)m0veq\o\al（2，1)＋eq\f(1，2）mveq\o\al(2，H）；聯(lián)立解得：vH＝eq\f（2m0v0,m0＋m)；同理未知射線與氮核碰撞時(shí)，氮核的速度：vN＝eq\f（2m0v0,m0＋14m)；由兩式可得：m0＝eq\f（14vN－vH,vH－vN)m，故C正確,D錯(cuò)誤。故選B、C.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α衰變.放射出的α粒子