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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時作業(yè)39 原子結(jié)構(gòu)和原子核（含解析） 一、選擇題 1．下列說法正確的是(　　) A．采用物理或化學(xué)方法可以有效地改變放射性元素的半衰期 B．由玻爾理論知道氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時會放出光子 C．從高空對地面進(jìn)行遙感攝影是利用紫外線良好的穿透能力 D．原子核所含核子單獨(dú)存在時的總質(zhì)量小于該原子核的質(zhì)量 解析：采用物理和化學(xué)方法不能改變放射性元素的半衰期，選項(xiàng)A錯誤；由玻爾理論知道氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時會放出光子，選項(xiàng)B正確；從高空對地面進(jìn)行遙感攝影利用的是紅外線，選項(xiàng)C錯誤；原子核所含核子單獨(dú)存在時的總質(zhì)量大于該原子核的質(zhì)量，選項(xiàng)D錯誤． 答案：B 2．(xx福建卷)如圖，放射性元素鐳衰變過程中釋放出α、β、γ三種射線，分別進(jìn)入勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，下列說法正確的是(　　) A．①表示γ射線，③表示α射線 B．②表示β射線，③表示α射線 C．④表示α射線，⑤表示γ射線 D．⑤表示β射線，⑥表示α射線 解析：本題考查三種射線的電性及在電場力、洛倫茲力作用下的偏轉(zhuǎn)情況，意在考查考生對三種射線的認(rèn)知能力．γ射線為電磁波，在電場、磁場中均不偏轉(zhuǎn)，故②和⑤表示γ射線，A、B、D項(xiàng)錯；α射線中的α粒子為氦的原子核，帶正電，在勻強(qiáng)電場中，沿電場方向偏轉(zhuǎn)，故③表示α射線，由左手定則可知在勻強(qiáng)磁場中α射線向左偏，故④表示α射線，C項(xiàng)對． 答案：C 3．鈾是常用的一種核燃料，若它的原子核發(fā)生了如下的裂變反應(yīng)： 解析：本題考查核反應(yīng)方程，意在考查考生對基礎(chǔ)知識的掌握情況．核反應(yīng)方程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，通過核反應(yīng)前后的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)相等不難得出A、B、C錯誤；D項(xiàng)正確． 答案：D 4. 如圖所示，氫原子在下列各能級間躍遷：(1)從n＝2到n＝1；(2)從n＝5到n＝3；(3)從n＝4到n＝2.在躍遷過程中輻射的電磁波的波長分別用λ1、λ2、λ3表示．波長λ1、λ2、λ3大小的順序是(　　) A．λ1<λ2<λ3 B．λ1<λ3<λ2 C．λ3<λ2<λ1 D．λ2＝λ3<λ1 解析：設(shè)從n＝2到n＝1、從n＝5到n＝3和從n＝4到n＝2在躍遷過程中輻射光子的能量分別為E1、E2、E3，則E1＝10.2 eV，E2＝0.97 eV，E3＝2.55 eV，即E1>E3>E2，由E＝h可知λ1<λ3<λ2，B正確． 答案：B 5．在一個U原子核衰變?yōu)橐粋€Pb原子核的過程中，發(fā)生β衰變的次數(shù)為(　　) A．6次 B．10次 C．22次 D．32次 解析：一個U原子核衰變?yōu)橐粋€Pb原子核的過程中，發(fā)生α衰變的次數(shù)為(238－206)4＝8次，發(fā)生β衰變的次數(shù)為28－(92－82)＝6次，選項(xiàng)A正確． 答案：A 6. 紅寶石激光器的工作物質(zhì)紅寶石含有鉻離子的三氧化二鋁晶體，利用其中的鉻離子產(chǎn)生激光．鉻離子的能級如圖所示，E1是基態(tài)，E2是亞穩(wěn)態(tài)，E3是激發(fā)態(tài)，若以脈沖氙燈發(fā)出波長為λ1的綠光照射晶體，處于基態(tài)的鉻離子受激發(fā)躍遷到E3，然后自發(fā)躍遷到E2，釋放波長為λ2的光子，處于亞穩(wěn)態(tài)E2的離子躍遷到基態(tài)時輻射出的光就是激光，這種激光的波長λ為(　　) A. B. C. D. 解析：由＝＋，解得λ＝，選項(xiàng)A正確． 答案：A 7．[多選]下列說法正確的是(　　) A．發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程是Be＋He―→C＋n B．20個U的原子核經(jīng)過兩個半衰期后剩下5個U C.U在中子轟擊下生成Sr和Xe的過程中，原子核中的平均核子質(zhì)量變小 D．原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時，一定要輻射出一定頻率的光子 解析：發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程是Be＋He―→C＋n，A正確．原子核的半衰期是一個統(tǒng)計(jì)規(guī)律，只對大量的原子核才適用，所以B錯誤.U在中子轟擊下生成Sr和Xe的過程中，原子核中的平均核子質(zhì)量變小，所以該反應(yīng)過程會產(chǎn)生質(zhì)量虧損，從而放出核能，C正確．原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時，可能要輻射出一定頻率的光子，也可能會吸收一定頻率的光子，所以D錯誤． 答案：AC 8．一個電子(質(zhì)量為m，電量為－e)和一個正電子(質(zhì)量為m，電量為e)，以相等的初動能Ek相向運(yùn)動，并撞到了一起，發(fā)生“湮滅”，產(chǎn)生兩個頻率相同的光子，設(shè)產(chǎn)生光子的頻率為ν；若這兩個光子的能量都是hν，動量分別為p和p′，下列關(guān)系中正確的是(　　) A．hν＝mc2 B．hν＝mc2，p＝p′ C．hν＝mc2＋Ek，p＝－p′ D．hν＝(mc2＋Ek)，p＝－p′ 解析：由能量守恒知2mc2＋2Ek＝2hν，故hν＝mc2＋Ek，由動量守恒知0＝p＋p′，故p＝－p′，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)A、B、D錯誤． 答案：C 二、五選三型選擇題 9．下列說法正確的是(　　) A．核電站造成的污染遠(yuǎn)小于相等發(fā)電能力的火電站 B．原子反應(yīng)堆主要由原子燃料、慢化劑、冷卻系統(tǒng)和控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成 C．鈾塊的體積對產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)無影響 D．重核裂變釋放出大量的能量，產(chǎn)生明顯的質(zhì)量虧損，所以核子數(shù)減少 E．由于重核的核子平均質(zhì)量大于中等質(zhì)量核的核子平均質(zhì)量，所以重核裂變?yōu)橹械荣|(zhì)量的核時，要發(fā)生質(zhì)量虧損，放出核能 解析：只要措施得當(dāng)，核電站造成的污染很小，A正確；原子反應(yīng)堆主要由原子燃料、慢化劑、冷卻系統(tǒng)和控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成，B正確；要引起鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，須使鈾塊體積超過臨界體積，C錯誤；重核裂變的質(zhì)量虧損遠(yuǎn)小于一個核子的質(zhì)量，核子數(shù)不會減少，D錯誤；重核裂變?yōu)橹械荣|(zhì)量的原子核時，由于核子平均質(zhì)量減小，發(fā)生質(zhì)量虧損，從而釋放出核能，E正確． 答案：ABE 10．(xx課標(biāo)全國卷Ⅰ)關(guān)于天然放射性，下列說法正確的是(　　) 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關(guān) C．放射性元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性 D．α、β和γ三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng) E．一個原子核在一次衰變中可同時放出α、β和γ三種射線 解析：本題考查了衰變、半衰期、射線的特點(diǎn)，意在考查考生的識記能力．并不是所有的元素都可能發(fā)生衰變，原子序數(shù)越大，越易發(fā)生，選項(xiàng)A錯誤；放射性元素的半衰期與元素本身內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)，與外界的溫度無關(guān)，選項(xiàng)B正確；放射性元素?zé)o論單質(zhì)還是化合物都具有放射性，選項(xiàng)C正確；在α、β、γ射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，選項(xiàng)D正確；一個原子核在一次衰變過程中，可以是α衰變或β衰變，同時伴隨γ射線放出，選項(xiàng)E錯誤． 答案：BCD 11. U放射性衰變有多種可能途徑，其中一種途徑是先變成Bi，而Bi可以經(jīng)一次衰變變成X(X代表某種元素)，也可以經(jīng)一次衰變變成Ti，X和Ti最后都變成Pb，衰變路徑如圖所示，則圖中(　　) A．a(chǎn)＝82，b＝206 B．a(chǎn)＝84，b＝206 C．①是β衰變，放出電子，電子是由中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子和電子而生成的 D．②是α衰變，放出的是正電子，正電子是由質(zhì)子轉(zhuǎn)變成中子和一個正電子而生成的 E.U經(jīng)過8次α衰變和6次β衰變后可生成新核Pb 解析：衰變①的方程式為：Bi→X＋e，為β衰變，放出電子，選項(xiàng)C正確；衰變②的方程式為：Bi→Ti＋He，為α衰變，選項(xiàng)A、D錯誤，B正確；U需經(jīng)過8次α衰變和6次β衰變后可生成新核Pb，選項(xiàng)E正確． 答案：BCE 12．下列關(guān)于近代物理知識的描述中，正確的是(　　) A．當(dāng)用藍(lán)色光照射某金屬表面時有電子逸出，則改用紫光照射也一定會有電子逸出 B．處于n＝3能級狀態(tài)的大量氫原子自發(fā)躍遷時，能發(fā)出3種頻率的光子 C．衰變中產(chǎn)生的β射線實(shí)際上是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的 D．在N＋He→O＋X核反應(yīng)中，X是質(zhì)子，這個反應(yīng)過程叫α衰變 E．比結(jié)合能越大，原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定 解析：根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律，當(dāng)用藍(lán)色光照射某金屬表面時有電子逸出，則改用紫光照射也一定會有電子逸出，選項(xiàng)A正確；處于n＝3能級狀態(tài)的大量氫原子自發(fā)躍遷時，能發(fā)生2＋1＝3種頻率的光子，選項(xiàng)B正確；衰變中產(chǎn)生的β射線實(shí)際上是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子，電子從原子核內(nèi)發(fā)射出來而形成的，選項(xiàng)C錯誤；在N＋He→O＋X核反應(yīng)中，X是質(zhì)子，這個反應(yīng)過程叫原子核人工轉(zhuǎn)變，選項(xiàng)D錯誤；比結(jié)合能越大，原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定，選項(xiàng)E正確． 答案：ABE 三、非選擇題 13．靜止的Li核俘獲一個速度v1＝7.7104 m/s的中子而發(fā)生核反應(yīng)，生成兩個新核．已知生成物中He的速度v2＝2.0104 m/s，其方向與反應(yīng)前中子速度方向相同． (1)寫出上述反應(yīng)方程． (2)求另一生成物的速度． 解析：(1)Li＋n→He＋H (2)設(shè)中子、氦核、新核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，它們的速度分別為v1、v2、v3，根據(jù)核反應(yīng)動量守恒有：m1v1＝m2v2＋m3v3 v3＝＝－1103 m/s 負(fù)號說明新核運(yùn)動方向與氦核相反． 答案：(1)Li＋n→He＋H (2)大小是1103 m/s，方向與氦核速度方向相反 14．室內(nèi)裝修污染四大有害氣體是苯系物、甲醛、氨氣和氡．氡存在于建筑水泥、礦渣磚、裝飾石材及土壤中．氡看不到，嗅不到，即使在氡濃度很高的環(huán)境里，人們對它也毫無感覺．氡進(jìn)入人的呼吸系統(tǒng)能誘發(fā)肺癌，是除吸煙外導(dǎo)致肺癌的第二大因素．靜止的氡核Rn放出某種粒子X后變成釙核Po，粒子X的動能為Ek1，若衰變放出的能量全部變成釙核和粒子X的動能．試回答以下問題： (1)寫出上述衰變的核反應(yīng)方程(請用物理學(xué)上規(guī)定的符號表示粒子X)； (2)求釙核的動能Ek2. 解析：(1)題述衰變的核反應(yīng)方程為：Rn→Po＋He. (2)設(shè)粒子X的質(zhì)量為m1、速度為v1，釙核的質(zhì)量為m2、速度為v2，根據(jù)動量守恒定律有0＝m1v1－m2v2，所以釙核的動能Ek2＝＝＝. 答案：(1)Rn→Po＋He　(2)