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2019-2020年高考物理 6年高考母題精解精析專題15 原子結(jié)構(gòu)與原子核 【xx高考】 （xx?重慶）以下是物理學史上3個著名的核反應(yīng)方程：x＋37Li―→2y，y＋ 714N―→x＋ 817O，y＋49Be―→z＋ 612C.x、y和z是3種不同的粒子，其中z是(　　) A．α粒子　　　　B．質(zhì)子 C．中子 D．電子 （xx上海）1．在光電效應(yīng)實驗中，用單色光照時某種金屬表面，有光電子逸出，則光電子的最大初動能取決于入射光的 （ ） （A）頻率 （B）強度 （C）照射時間 （D）光子數(shù)目 【答案】A 【解析】根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程：，光電子的最大初動能只與入射光的頻率在關(guān)，與其它無關(guān)，選項A正確。 【考點定位】光電效應(yīng)、光的本性 （xx上海）2．下圖為紅光或紫光通過雙縫或單縫所呈現(xiàn)的圖樣，則 （ ） （A）甲為紫光的干涉圖樣 （B）乙為紫光的干涉圖樣 （C）丙為紅光的干涉圖樣 （D）丁為紅光的干涉圖樣 （xx上海）3．與原子核內(nèi)部變化有關(guān)的現(xiàn)象是 （ ） （A）電離現(xiàn)象 （B）光電效應(yīng)現(xiàn)象 （C）天然放射現(xiàn)象 （D）α粒子散射現(xiàn)象 （xx上海）4．根據(jù)愛因斯坦的“光子說”可知 （ ） （A）“光子說”本質(zhì)就是牛頓的“微粒說” （B）光的波長越大，光子的能量越小 （C）一束單色光的能量可以連續(xù)變化 （D）只有光子數(shù)很多時，光才具有粒子性 （xx上海）9．某種元素具有多種同位素，反映這些同位素的質(zhì)量數(shù)A與中子數(shù)N關(guān)系的是圖（ ） 【答案】B 【解析】某種元素中質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)基本相當，質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和，因此當中子數(shù)N增多時，質(zhì)量數(shù)A也會增大，因此A、D兩個選項不對，只能從B、C兩個選項中選，又因為氫原子中只有一個質(zhì)子，無中子，也就是中子數(shù)N為零時，質(zhì)量數(shù)A不為零，因此只有B正確 【考點定位】原子物理 （xx上海）5．在軋制鋼板時需要動態(tài)地監(jiān)測鋼板厚度，其檢測裝置由放射源、探測器等構(gòu)成，如圖所示。該裝置中探測器接收到的是 （ ） （A）x射線 （B）α射線 （C）射線 （D）γ射線 【答案】D 【解析】首先，放射源放出的是α射線、射線 、γ射線，無x射線，A不對，另外α射線穿透本領(lǐng)最弱，一張紙就能擋住，而射線穿透本領(lǐng)較強能穿透幾毫米厚的鋁板，γ射線穿透本領(lǐng)最強可以穿透幾厘米厚的鉛板，而要穿過軋制鋼板只能是γ射線，因此D正確 【考點定位】原子物理 （xx廣東）18.能源是社會發(fā)展的基礎(chǔ)，發(fā)展核能是解決能源問題的途徑之一，下列釋放核能的反應(yīng)方程，表述正確的有　　　　　　　　　　( ) A. 是核聚變反應(yīng) B. 是β衰變 C. 是核裂變反應(yīng) D．是α衰變 （xx山東）38．（8分）【物理—物理3-5】（1）氫原子第能級的能量為，其中為基態(tài)能量。當氫原子由第4能級躍遷到第2能級時，發(fā)出光子的頻率為；若氫原子由第2能級躍遷到基態(tài)，發(fā)出光子的頻率為，則 。 （2）光滑水平軌道上有三個木塊A、B、C，質(zhì)量分別為、，開始時B、C均靜止，A以初速度向右運動，A與B相撞后分開，B又與C發(fā)生碰撞并粘在一起，此后A與B間的距離保持不變。求B與C碰撞前B的速度大小。 19.模塊3-5試題（12分） （1）（xx海南）產(chǎn)生光電效應(yīng)時，關(guān)于逸出光電子的最大初動能Ek，下列說法正確的是 A．對于同種金屬，Ek與照射光的強度無關(guān) B．對于同種金屬，Ek與照射光的波長成反比 C．對于同種金屬，Ek與光照射的時間成正比 D．對于同種金屬，Ek與照射光的頻率成線性關(guān)系 E．對于不同種金屬，若照射光頻率不變，Ek與金屬的逸出功成線性關(guān)系 【答案】ADE 【解析】根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律，對于同種金屬，Ek與照射光的強度無關(guān)，Ek與光照射的時間無關(guān)，Ek與照射光的頻率成線性關(guān)系，Ek與照射光的波長有關(guān)，但不是成反比，選項AD正確BC錯誤；對于不同種金屬，若照射光頻率不變，根據(jù)光電效應(yīng)方程，Ek=hv-W，Ek與金屬的逸出功成線性關(guān)系，選項E正確。 【考點定位】此題考查光電效應(yīng)及其相關(guān)知識。 （2）（xx海南）一靜止的U核經(jīng)α衰變成為Th核，釋放出的總動能為4.27MeV。問此衰變后Th核的動能為多少MeV(保留1位有效數(shù)字)？ （xx福建）29、【原題】[物理-選修3-5]（本題共有兩小題，每小題6分，共12分。每小題只有一個選項符合題意） （1）關(guān)于近代物理，下列說法正確的是________。（填選項前的字母） A．射線是高速運動的氦原子 B.核聚變反應(yīng)方程表示質(zhì)子 C.從金屬表面逸出的光電子的最大初動能與照射光的頻率成正比 D.玻爾將量子觀念引入原子領(lǐng)域，其理論能夠解釋氦原子光譜的特征 （2）如圖，質(zhì)量為M的小船在靜止水面上以速率V0 向右勻速行駛，一質(zhì)量為m的救生員站在船尾，相對小船靜止。若救生員以相對水面速率v水平向左躍入水中，則救生員躍出后小船的速率為______。（填選項前的字母） （xx天津）1． 下列說法正確的是 A．采用物理或化學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存在時的總質(zhì)量小于該原子核的質(zhì)量 【答案】：B 【解析】：放射性元素的半衰期是由原子核決定的，溫度、壓強、是否與其他元素化合都不能改變原子核，因此采用物理或化學方法不能改變半衰期，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，能量減少，會放出光子，B正確。從高空對地面進行遙感攝影是利用紅外線良好的穿透能力，C錯誤。核子結(jié)合成原子核時，質(zhì)量虧損，因此原子核所含核子單獨存在時的總質(zhì)量大于該原子核的質(zhì)量，D錯誤。 【考點定位】本題考查半衰期，玻爾氫原子模型、能級躍遷，紅外線、紫外線的性質(zhì)及應(yīng)用，質(zhì)量虧損。 （xx四川）17．如圖為氫原子能級示意圖的一部分，則氫原子 A．從n = 4能級躍遷到n = 3能級比從n = 3能級躍遷到n = 2能級輻射出電磁波的波長長 B．從n = 5能級躍遷到n = 1能級比從n = 5能級躍遷到n = 4能級輻射出電磁波的速度大 C．處于不同能級時，核外電子在各處出現(xiàn)的概率是一樣的 D．從高能級向低能級躍遷時，氫原子核一定向外放出能量 （xx北京）20. “約瑟夫森結(jié)”由超導體和絕緣體制成。若在結(jié)兩端加恒定電壓U，則它會輻射頻率為v的電磁波，且與U成正比，即v = kU。已知比例系數(shù)k僅與元電荷e的2倍和普朗克常量h有關(guān)。你可能不了解此現(xiàn)象為機理，但仍可運用物理學中常用的方法，在下列選項中，推理判斷比例系數(shù)k的值可能為 A． B． C．2eh D． （xx北京）13. 一個氫原子從n = 3能級躍遷到n = 2能級，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，能量增加 （xx江蘇）C. [選修3-5](12 分) (1)如圖所示是某原子的能級圖,a、b、c 為原子躍遷所發(fā)出的三種波長的光. 在下列該原子光譜的各選項中,譜線從左向右的波長依次增大,則正確的是 _______ (2)一個中子與某原子核發(fā)生核反應(yīng),生成一個氘核,其核反應(yīng)方程式為 _____________. 該反應(yīng)放出的能量為Q,則氘核的比結(jié)合能為 _____________. (3)A、B 兩種光子的能量之比為2 :1,它們都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng),且所產(chǎn)生的光電子最大初動能分別為EA 、EB . 求A、B 兩種光子的動量之比和該金屬的逸出功. （xx全國新課標卷）35.[物理——選修3-5]（15分） （1）（6分）氘核和氚核可發(fā)生熱核聚變而釋放巨大的能量，該反應(yīng)方程為：，式中x是某種粒子。已知：、、和粒子x的質(zhì)量分別為2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u=931.5MeV/c2，c是真空中的光速。由上述反應(yīng)方程和數(shù)據(jù)可知，粒子x是__________，該反應(yīng)釋放出的能量為_________ MeV（結(jié)果保留3位有效數(shù)字） （2）（9分）如圖，小球a、b用等長細線懸掛于同一固定點O。讓球a靜止下垂，將球b向右拉起，使細線水平。從靜止釋放球b，兩球碰后粘在一起向左擺動，此后細線與豎直方向之間的最大偏角為60。忽略空氣阻力，求 （i）兩球a、b的質(zhì)量之比； （ii）兩球在碰撞過程中損失的機械能與球b在碰前的最大動能之比。 【考點定位】本考點主要考查核聚變、動量守恒、機械能守恒、能量守恒 （xx上海）21．發(fā)生一次β衰變后變?yōu)镹i核，其衰變方程為________________________；在該衰變過程中還發(fā)出頻率為ν1、ν2的兩個光子，其總能量為_____________________。 【答案】CoNi＋e，h（n1＋n2）， 【解析】衰變方程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電量數(shù)守恒；根據(jù)光子的能量E= hn，可知兩個光子總能量為h（n1＋n2） 【考點定位】原子物理 【xx高考】 19（xx海南）.模塊3-5試題（12分） （1）（4分）xx年3月11日，日本發(fā)生九級大地震，造成福島核電站的核泄漏事故。在泄露的污染物中含有131I和137Cs兩種放射性核素，它們通過一系列衰變產(chǎn)生對人體有危害的輻射。在下列四個式子中，有兩個能分別反映131I和137Cs衰變過程，它們分別是_______和__________（填入正確選項前的字母）。131I和137Cs原子核中的中子數(shù)分別是________和_______. A.X1→ B.X2→ C.X3→ D.X4→ 解析：由質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒可以得出正確選項 B C 78 82 （2）（8分）一質(zhì)量為2m的物體P靜止于光滑水平地面上，其截面如圖所示。圖中ab為粗糙的水平面，長度為L；bc為一光滑斜面，斜面和水平面通過與ab和bc均相切的長度可忽略的光滑圓弧連接。現(xiàn)有一質(zhì)量為m的木塊以大小為v0的水平初速度從a點向左運動，④ 由②③④得： 35（xx全國理綜）.【物理——選修3-5】 （1）在光電效應(yīng)試驗中，某金屬的截止頻率相應(yīng)的波長為，該金屬的逸出功為______。若用波長為（<0）單色光做實驗，則其截止電壓為______。已知電子的電荷量，真空中的光速和布朗克常量分別為e，c和h （2）如圖，ABC三個木塊的質(zhì)量均為m。置于光滑的水平面上，BC之間有一輕質(zhì)彈簧，彈簧的兩端與木塊接觸可不固連，將彈簧壓緊到不能再壓縮時用細線把BC緊連，使彈簧不能伸展，以至于BC可視為一個整體，現(xiàn)A以初速沿BC的連線方向朝B運動，與B相碰并粘合在一起，以后細線突然斷開，彈簧伸展，從而使C與A，B分離，已知C離開彈簧后的速度恰為，求彈簧釋放的勢能。 1（xx天津）．下列能揭示原子具有核式結(jié)構(gòu)的實驗是 A．光電效應(yīng)實驗 B．倫琴射線的發(fā)現(xiàn) C．α粒子散射實驗 D．氫原子光譜的發(fā)現(xiàn) 11. （xx山東）（8分）【物理-物理3-5】 ① 碘131核 不穩(wěn)定，會發(fā)生β衰變，其半衰變期為8天。 ?碘131核的衰變方程：（衰變后的元素用X表示）。 ?經(jīng)過________天 75%的碘131核發(fā)生了衰變。 ② 如圖所示，甲、乙兩船的總質(zhì)量（包括船、人和貨物）分別為10m、12m，兩船沿同一直線同一方向運動，速度分別為2、。為避免兩船相撞，乙船上的人將一質(zhì)量為m的貨物沿水平方向拋出甲船，甲船上的人將貨物接住，求拋出貨物的最小速度。（不計水的阻力） 解析： 2（xx上海）．盧瑟福利用粒子轟擊金箔的實驗研究原子結(jié)構(gòu)，正確反映實驗結(jié)果的示意圖是 答案：D 3（xx上海）．用一束紫外線照射某金屬時不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的措施是 (A)改用頻率更小的紫外線照射 (B)改用X射線照射 (C)改用強度更大的原紫外線照射 (D)延長原紫外線的照射時間 答案：B 17（xx上海）.用極微弱的可見光做雙縫干涉實驗，隨著時間的增加，在屏上先后出現(xiàn)如圖(a)、(b)、(c)所示的圖像，則 13（201北京）．表示放射性元素碘131（）衰變的方程是 A． B． C． D． 答案：B 21(xx北京)（2）如圖2，用"碰撞實驗器"可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系。 實驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通過僅測量______ (填選項前的符號)，間接地解決這個問題。 ① 小球開始釋放高度h B．小球拋出點距地面的高度H C．小球做平拋運動的射程 圖2中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影。實驗時，先讓入射球ml多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程OP。 然后，把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分，再將入射球ml從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相碰，并多次重復。接下來要完成的必要步驟是_________。(填選項前的符號) A．用天平測量兩個小球的質(zhì)量ml、m2 B．測量小球m1開始釋放高度h C．測量拋出點距地面的高度H D．分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、N E．測量平拋射程OM，ON 若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為_________ (用中測量的量表示)；若碰撞是彈性碰撞，那么還應(yīng)滿足的表達式為___________ (用中測量的量表示)。 經(jīng)測定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地點的平均位置距O點的距離如圖3所示。碰撞前、后m1的動量分別為p1與p1，則p1:p1=____ :11；若碰撞結(jié)束時m2的動量為p2，則p1: p2=11:_______。 實驗結(jié)果表明，碰撞前、后總動量的比值為____________。 有同學認為，在上述實驗中僅更換兩個小球的材質(zhì)，其它條件不變，可以使被碰小球做平拋運動的射程增大。請你用中已知的數(shù)據(jù)，分析和計算出被碰小球m2平拋運動射程ON的最大值為________cm。 18（201廣東）.光電效應(yīng)實驗中，下列表述正確的是 【xx高考】 1．xx重慶1９氫原子分能級示意圖如題19所示，不同色光的光子能量如下表所示。 色光 赤 橙 黃 綠 藍—靛 紫 光子能量范圍（eV） 1.61~2.00 2.00~2.07 2.07~2.14 2.14~2.53 2.53~2.76 2.76~3.10 處于某激發(fā)態(tài)的氫原子，發(fā)射的光的譜線在可見光范圍內(nèi)僅有2條，其顏色分別為 1. 紅、藍靛 2. 黃、綠 3. 紅、紫 4. 藍靛、紫 【答案】A 【解析】如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第二能級，能夠發(fā)出10.2 eV的光子，不屬于可見光；如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第三能級，能夠發(fā)出12.09 eV、10.2 eV、1.89 eV的三種光子，只有1.89 eV屬于可見光；如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第四能級，能夠發(fā)出12.75 eV、12.09 eV、10.2 eV、2.55 eV、1.89 eV、0.66 eV的六種光子，1.89 eV和2.55 eV屬于可見光，1.89 eV的光子為紅光，2.55 eV的光子為藍—靛，A正確。 2.xx全國卷Ⅰ14原子核經(jīng)放射性衰變①變?yōu)樵雍?，繼而經(jīng)放射性衰變②變?yōu)樵雍?，再?jīng)放射性衰變③變?yōu)樵雍?。放射性衰變①、②和③依次? A．α衰變、β衰變和β衰變 B．β衰變、β衰變和α衰變 C．β衰變、α衰變和β衰變 D．α衰變、β衰變和α衰變 3. xx天津2下列關(guān)于原子和原子核的說法正確的是 A．β衰變現(xiàn)象說明電子是原子核的組成部分 B．波爾理論的假設(shè)之一是原子能量的量子化 C．放射性元素的半衰期隨溫度的升高而變短 D．比結(jié)合能越小表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固 答案：B 4. xx天津8用同一光管研究a、b兩種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng)，得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系如圖。則這兩種光 5. xx全國卷Ⅱ14原子核與氘核反應(yīng)生成一個α粒子和一個質(zhì)子。由此可知 A．A=2，Z=1 B. A=2，Z=2 C. A=3，Z=3 D. A=3，Z=2 【答案】D 【解析】，應(yīng)用質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)的守恒，解得，答案D。 【命題意圖與考點定位】主要考查根據(jù)原子核的聚變反應(yīng)方程，應(yīng)用質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)的守恒分析解決。7．xx上海物理1盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，這一模型建立的基礎(chǔ)是 （A）粒子的散射實驗 （B）對陰極射線的研究 （C） 天然放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) （D）質(zhì)子的發(fā)現(xiàn) 答案：A 解析：盧瑟福根據(jù)α粒子的散射實驗結(jié)果，提出了院子的核式結(jié)構(gòu)模型：原子核聚集了院子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量，電子在核外繞核運轉(zhuǎn)。 本題考查原子的核式結(jié)構(gòu)的建立。 8. xx上海物理4現(xiàn)已建成的核電站的能量來自于 （A）天然放射性元素衰變放出的能量 （B）人工放射性同位素放出的的能量 （C）重核裂變放出的能量 （D）化學反應(yīng)放出的能量 【解析】C 本題考查原子核反應(yīng)。難度：易。 9. xx上海物理4某放射性元素經(jīng)過11.4天有的原子核發(fā)生了衰變，該元素的半衰期為 （A）11.4天 （B）7.6天 （C）5. 7天 （D）3.8天 10．xx福建29（1）測年法是利用衰變規(guī)律對古生物進行年代測定的方法。若以橫坐標t表示時間，縱坐標m表示任意時刻的質(zhì)量，為t＝0時的質(zhì)量。下面四幅圖中能正確反映衰變規(guī)律的是 。（填選項前的字母） 答案：C 11．xx江蘇物理12(C)(1)研究光電效應(yīng)電路如圖所示，用頻率相同、強度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板（陰極K），鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流。下列光電流I與A\K之間的電壓的關(guān)系圖象中，正確的是 . （2）鈉金屬中的電子吸收光子的能量，從金屬表面逸出，這就是光電子。光電子從金屬表面逸出的過程中，其動量的大小___▲____(選填“增大、“減小”或“不變”)， 原因是___▲____。 （3）已知氫原子處在第一、第二激發(fā)態(tài)的能級分別為-3.4eV和-1.51eV， 金屬鈉的截止頻率為Hz, 普朗克常量h=Js.請通過計算判斷，氫原子從第二激發(fā)態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)過程中發(fā)出的光照射金屬鈉板， 能否發(fā)生光電效應(yīng)。 答案： 12. xx新課標34(1)用頻率為的光照射大量處于基態(tài)的氫原子，在所發(fā)射的光譜中僅能觀測到頻率分別為的三條譜線，且，則_______.(填入正確選項前的字母) A、 B、 C、 D、 13．xx海南物理19(1)能量為的光子照射基態(tài)氫原子，剛好可使該原子中的電子成為自由電子．這一能 稱為氫的電離能．現(xiàn)用一頻率為的光子從基態(tài)氫原子中擊出了一電子，該電子在遠離核以后速度的大小為_______________（用光子頻率、電子質(zhì)量、氫原子的電離能和普朗克常量表示）。 (2) 在核反應(yīng)堆中，常用減速劑使快中子減速．假設(shè)減速劑的原子核質(zhì)量是中子的倍．中子與原子核的每次碰撞都可看成是彈性正碰．設(shè)每次碰撞前原子核可認為是靜止的，求次碰撞后中子速率與原速率之比． 【xx高考】 一、選擇題 1.（09全國卷Ⅰ16） 氦氖激光器能產(chǎn)生三種波長的激光，其中兩種波長分別為=0.6328m，=3.39m，已知波長為的激光是氖原子在能級間隔為=1.96eV的兩個能級之間躍遷產(chǎn)生的。用表示產(chǎn)生波長為的激光所對應(yīng)的躍遷的能級間隔，則的近似值為 （ D ） A．10.50eV B．0.98eV C．0.53eV D．0.36eV 解析：本題考查波爾的原子躍遷理論.根據(jù),可知當當時,連立可知。 2.（09全國卷Ⅱ18）氫原子的部分能級如圖所示。已知可見光的光子能量在1.62eV到3.11eV之間。由此可推知, 氫原子 （ AD ） A. 從高能級向n=1能級躍遷時了出的光的波長比可見光的短 B. 從高能級向n=2能級躍遷時發(fā)出的光均為可見光 C. 從高能級向n=3能級躍遷時發(fā)出的光的頻率比可見光的高 D. 從n=3能級向n=2能級躍遷時發(fā)出的光為可見光 解析：本題考查玻爾的原理理論. 從高能級向n=1的能級躍遷的過程中輻射出的最小光子能量為9.20ev,不在1.62eV到3.11eV之間,A正確.已知可見光子能量在1.62eV到3.11eV之間從高能級向n=2能級躍遷時發(fā)出的光的能量3.40ev，B錯. 從高能級向n=3能級躍遷時發(fā)出的光的頻率只有能量大于3.11ev的光的頻率才比可見光高,C錯.從n=3到n=2的過程中釋放的光的能量等于1.89ev介于1.62到3.11之間,所以是可見光D對。 3.（09北京14）下列現(xiàn)象中，與原子核內(nèi)部變化有關(guān)的是 （ B ） A．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 4.（09上海物理1）放射性元素衰變時放出三種射線，按穿透能力由強到弱的排列順序是 （ B ） A．a(chǎn)射線，b射線，g射線 B．g射線，b射線，a射線， C．g射線，a射線，b射線 D．b射線，a射線，g射線 6.（09安徽14）原子核聚變可望給人類未來提供豐富的潔凈能源。當氖等離子體被加熱到適當高溫時，氖核參與的幾種聚變反應(yīng)可能發(fā)生，放出能量。這幾種反應(yīng)的總效果可以表示為 ，由平衡條件可知 （ B ） A. k=1, d=4 B. k=2, d=2 C. k=1, d=6 D. k=2, d=3 解析：由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，分別有，，解得k=2，d=2。正確選項為B。 7.（09天津6）下列說法正確的是 （ BD ）A.是衰變方程 B.是核聚變反應(yīng)方程 C.是核裂變反應(yīng)方程 D.是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程 解析：A選項中在質(zhì)子的轟擊下發(fā)生的核反應(yīng)，屬于人工轉(zhuǎn)變，A錯；C選項是α衰變，不是裂變，C錯。 8.（09重慶16）某科學家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的兩個核反應(yīng)方程為++，++X+。方程式中1、表示釋放的能量，相關(guān)的原子核質(zhì)量見下表： （ B ） A X是， B. X是， C, X是， D. X是， 9.（09四川18）氫原子能級的示意圖如圖所示，大量氫原子從n＝4的能級向n＝2的能級躍遷時輻射出可見光a，從n＝3的能級向n＝2的能級躍遷時輻射出可見光b，則 （ C ） A.氫原子從高能級向低能級躍遷時可能會輻射出射線 B.氫原子從n＝4的能級向n＝3的能級躍遷時會輻射出紫外線 C.在水中傳播時，a光較b光的速度小 D.氫原子在n＝2的能級時可吸收任意頻率的光而發(fā)生電離 11.（09浙江自選模塊13） “物理1-2”模塊（2）科學家經(jīng)過實驗，發(fā)現(xiàn)在粒子（氦核），p（質(zhì)子）及n（中子）這3種粒子中，中子的穿透能力最強，質(zhì)子次之，粒子最弱。某同學對影響粒子穿透能力的因素提出了如下假設(shè)，合理的假設(shè)是 （ ABC ） A.穿透能力一定與粒子是否帶電有關(guān) B.穿透能力可能與粒子質(zhì)量大小有關(guān) C.穿透能力一定與粒子所帶電荷量有關(guān) D.穿透能力一定與質(zhì)量大小無關(guān)，與粒子是否帶電和所帶電荷量有關(guān) 13.（09江蘇卷物理12.C）在衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出。中微子的性質(zhì)十分特別，因此在實驗中很難探測。1953年，萊尼斯和柯文建造了一個由大水槽和探測器組成的實驗系統(tǒng)，利用中微子與水中的核反應(yīng)，間接地證實了中微子的存在。 （1）中微子與水中的發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生中子（）和正電子（），即中微子+→+，可以判定，中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別是 。（填寫選項前的字母） （A）0和0 （B）0和1 （C）1和 0 （D）1和1 （2）上述核反應(yīng)產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體后，可以轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€光子（），即+2。已知正電子和電子的質(zhì)量都為9.110-31㎏，反應(yīng)中產(chǎn)生的每個光子的能量約為 J。正電子與電子相遇不可能只轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€光子，原因是 。 （3）試通過分析比較，具有相同動能的中子和電子的物質(zhì)波波長的大小。 14.（09山東物理38） (1)歷史上第一次利用加速器實現(xiàn)的核反應(yīng)，是用加速后動能為0.5MeV的質(zhì)子H轟擊靜止的X，生成兩個動能均為8.9MeV的He.（1MeV=1.6-13J） ①上述核反應(yīng)方程為___________。 ②質(zhì)量虧損為_______________kg。 解析：（1）或，。 考點：原子核 15.（09海南物理19） (II)钚的放射性同位素靜止時衰變?yōu)殁櫤思ぐl(fā)態(tài)和粒子，而鈾核激發(fā)態(tài)立即衰變?yōu)殁櫤?，并放出能量為的光子。已知：、和粒子的質(zhì)量分別為、和 （1）寫出衰變方程； （2）已知衰變放出的光子的動量可忽略，球粒子的動能。 【xx高考】 一、選擇題 1.（xx上海物理3A）1991年盧瑟福依據(jù)α粒子散射實驗中α粒子發(fā)生了 （選填“大”或“小”）角度散射現(xiàn)象，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型.若用動能為1 MeV的α粒子轟擊金箔，則其速度約為 m/s.（質(zhì)子和中子的質(zhì)量均為1.671027 kg，1 MeV=1106 eV） 答案：3A．大，6.9106 2.（xx北京理綜14）一個質(zhì)子和一個中子聚變結(jié)合成一個氘核，同時輻射一個r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 （ B ） A.核反應(yīng)方程是 B.聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損△m= m 1+m2-m3 C.輻射出的r光子的能量E=(m3-m1-m2)c D.r光子的波長 3.（xx全國I理綜18)三個原子核X、Y、Z，X核放出一個正電子后變?yōu)閅核，Y核與質(zhì)子發(fā)生核反應(yīng)后 生成Z 核并放出一個氦核（42He）,則下面說法正確的是 （ CD ） A.X核比Z核多一個質(zhì)子 B.X核比Z核少一個中子 C.X核的質(zhì)量數(shù)比Z核質(zhì)量數(shù)大3 D.X核與Z核的總電荷是Y核電荷的2倍 5.（xx四川理綜15）下列說法正確的是 （ A ） A.γ射線在電場和磁場中都不會發(fā)生偏轉(zhuǎn) B.β射線比α射線更容易使氣體電離 C.太陽輻射的能量主要來源于重核裂變 D.核反應(yīng)堆產(chǎn)生的能量來自輕核聚變 6.（xx上海物理6）在下列4個核反應(yīng)方程中，x表示質(zhì)子的是 A. B. C. D. 7.（xx廣東物理6)有關(guān)氫原子光譜的說法正確的是 （ BC ） A．氫原子的發(fā)射光譜是連續(xù)譜 B．氫原子光譜說明氫原子只發(fā)出特點頻率的光 C．氫原子光譜說明氫原子能級是分立的 D．氫原子光譜線的頻率與氫原子能級的能量差無關(guān) 8.（xx廣東物理2)鋁箔被α粒子轟擊后發(fā)生了以下核反應(yīng)：.下列 判斷正確的是 （ BD ） A．是質(zhì)子 B．是中子 C．X是的同位素 D．X是的同位素 10.（xx重慶理綜14）放射性同位素針232經(jīng)αβ衰變會生成氧，其衰變方程為ThRn+xα+yβ， 其中 （ D ） A.x=1,y=3 B.x=2,y=3 C.x=3,y＝1 D.x=3,y=2 解析：本題考查放射性元素衰變的有關(guān)知識，本題為較容易的題目。由衰變方程： ,由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得：232=220+4x,90=86+2x-y可解得：x=3、 y=2。 11.（xx重慶理綜17）下列與能量有關(guān)的說法正確的是 （ B ） A.衛(wèi)星繞地球做圓周運動的半徑越大，動能越大 B.從同種金屬逸出的光電子的最大初動能隨照射光波長的減小而增大 C.做平拋運動的物體在任意相等時間內(nèi)動能的增量相同 D.在靜電場中，電場線越密的地方正電荷的電勢能一定越高 二、非選擇題 15.（xx寧夏理綜1）天然放射性元素Pu經(jīng)過 次a衰變和 次b衰變，最后變成鉛的同位素 。（填入鉛的三種同位素Pb、Pb、Pb中的一種） 答案：8 4 16.（xx山東理綜1)在氫原子光譜中，電子從較高能級躍遷到n=2能級發(fā)出的譜線屬于巴耳末線系。若一群氫原于自發(fā)躍遷時發(fā)出的譜線中只有2條屬于巴耳末線系，則這群氫原子自發(fā)躍遷時最多可發(fā)出____________條不同頻率的譜線。 答案：6 17.（xx江蘇物理C） (選修模塊3—5) (1)下列實驗中，深入地揭示了光的粒子性一面的有　　　　　　　?。? (2)場強為E、方向豎直向上的勻強電場中有兩小球A、B，它們的質(zhì)量分別為m１、m２，電量分別為q１、 q２．A、B 兩球由靜止釋放，重力加速度為g，則小球A和Ｂ組成的系統(tǒng)動量守恒應(yīng)滿足的關(guān)系式為　　　　　　　　　　　　　　　?。? (3)約里奧居里夫婦因發(fā)現(xiàn)人工放射性而獲得了1935年的諾貝爾化學獎，他們發(fā)現(xiàn)的放射性元素衰變成的同時放出另一種粒子，這種粒子是　　　　　　?。堑耐凰?，被廣泛 應(yīng) 用于生物示蹤技術(shù)．1mg隨時間衰變的關(guān)系如圖所示，請估算4 mg 的經(jīng)多少天的衰變后還剩0.25 mg? . 答案：（1）AB （2）E(q1+q2)=(m1+m2)g （3）正電子；t=56 天（54～58天都算對） 18.（xx上海物理3A）1911年盧瑟福依據(jù)a粒子散射實驗中a粒子發(fā)生了___________（選填“大”或“小”）角度散射現(xiàn)象，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。若用動能為1 MeV的a粒子轟擊金箔，其速度約為_____________m/s。（質(zhì)子和中子的質(zhì)量均為1.6710－27 kg，1 MeV＝1 19.（xx上海物理2B）放射性元素的原子核在a衰變或b衰變生成新原子核時，往往會同時伴隨著___________輻射。已知A、B兩種放射性元素的半衰期分別為T1和T2，t＝T1T2時間后測得這兩種放射性元素的質(zhì)量相等，那么它們原來的質(zhì)量之比mA:mB＝_________。 答案 γ 2T2 2T1 解析：放射性元素的原子核在α衰變或β衰變生成新原子核時，往往以γ光子的形式釋放能量，即伴隨γ輻 射；根據(jù)半衰期的定義，經(jīng)過t＝T1T2時間后剩下的放射性元素的質(zhì)量相同，則 = ，故mA：mB＝ 2T2 : 2T1 20.（xx上海物理6）在下列4個核反應(yīng)方程中，x表示質(zhì)子的是 （ C ） （A） （B） （C） （D） 解析：由核反應(yīng)方程的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，可得各個選項中的x分別為正電子、α粒子、質(zhì)子、中子。 22.（xx寧夏理綜33）(1)天然放射性元素Pu經(jīng)過 次a衰變和 次b衰變，最后變成鉛的同位素 。（填入鉛的三種同位素Pb、Pb、Pb中的一種） 答案 （1）8 4 23.（xx海南物理5）質(zhì)子和中于是由更基本的粒子即所謂“夸克”組成的．兩個強作用電荷相反（類似于正負電荷）的夸克在距離很近時幾乎沒有相互作用（稱為“漸近自由”）；在距離較遠時，它們之間就會出現(xiàn)很強的引力（導致所謂“夸克禁閉”）．作為一個簡單的模型，設(shè)這樣的兩夸克之間的相互作用力F與它們之間的距離r的關(guān)系為： 式中F0為大于零的常量，負號表示引力．用U表示夸克間的勢能，令U0＝F0(r2—r1)，取無窮遠為勢能零點．下列U－r圖示中正確的是 （ B ） D U O －U0 r r1 r2 A U O －U0 r r1 r2 B U O －U0 r r1 r2 C U O U0 r r1 r2 24.（xx海南物理8）⑴設(shè)宇宙射線粒子的能量是其靜止能量的k倍．則粒子運動時的質(zhì)量等于其靜止質(zhì)量的 倍，粒子運動速度是光速的 倍。 答案 ⑴k； 25.（xx海南物理19）⑴某考古隊發(fā)現(xiàn)一古生物骸骨．考古專家根據(jù)骸骨中的含量推斷出了該生物死亡的年代．已知此骸骨中的含量為活著的生物體中的1/4，的半衰期為5730年．該生物死亡時距今約 年． 答案 ⑴1.1104 （11460或1.0104～1.2104均可） 解析：該核剩下1/4，說明正好經(jīng)過兩個半衰期時間，故該生物死亡時距今約25730年=11460年。 【xx高考】 （上海）6．U衰變?yōu)镽n要經(jīng)過m次a衰變和n次b衰變，則m，n分別為（ ） （A）2，4。 （B）4，2。 （C）4，6。 （D）16，6。 （廣東）2、如圖所示為氫原子的四個能級，其中E1為基態(tài)。若氫原子A處于激發(fā)態(tài)E2，氫原子B處于激發(fā)態(tài)E3，則下列說法中正確的是： A、原子A可能輻射出3種頻率的光子 （海南）19．模塊3-5試題 ?。ǎ保湓拥趎能級的能量為，其中Ｅ1是基態(tài)能量，而n=1，2，…。若一氫原子發(fā)射能量為的光子后處于比基態(tài)能量高出的激發(fā)態(tài)，則氫原子發(fā)射光子前后分別處于第幾能級？ 　 （２）一速度為v的高速α粒子（）與同方向運動的氖核（）發(fā)生彈性正碰，碰后α粒子恰好靜止。求碰撞前后氖核的速度（不計相對論修正）。