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2019-2020年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十三章 第三節(jié) 原子與原子核課后達(dá)標(biāo)檢測 一、選擇題 1．(xx南京模擬)以下說法中正確的是(　　) A．湯姆孫通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子 B．貝克勒爾通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了中子 C．盧瑟福通過實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型 D．查德威克發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，說明原子具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu) 解析：選C.湯姆孫通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電子而不是質(zhì)子，A錯(cuò)誤；貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，揭示了原子核的復(fù)雜性，而中子是由英國物理學(xué)家查德威克發(fā)現(xiàn)的，所以B、D錯(cuò)誤；盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，C正確． 2．(xx高考新課標(biāo)全國卷Ⅰ)關(guān)于天然放射性，下列說法正確的是(　　) A．所有元素都有可能發(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(shí)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(gè)原子核在一次衰變中可同時(shí)放出α、β和γ三種射線 解析：選BCD.自然界中絕大部分元素沒有放射現(xiàn)象，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；放射性元素的半衰期只與原子核結(jié)構(gòu)有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)，選項(xiàng)B、C正確；α、β和γ三種射線電離能力依次減弱，穿透能力依次增強(qiáng)，選項(xiàng)D正確；原子核發(fā)生衰變時(shí)，不能同時(shí)發(fā)生α和β衰變，γ射線伴隨這兩種衰變產(chǎn)生，故選項(xiàng)E錯(cuò)誤． 3．(xx高考上海卷)在一個(gè)U原子核衰變?yōu)橐粋€(gè)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：選A.一個(gè)U原子核衰變?yōu)橐粋€(gè)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． 4．天然放射性元素放出的三種射線的穿透能力實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示，由此可推知(　　) A．②來自于原子核外的電子 B．①的電離作用最強(qiáng)，是一種電磁波 C．③的電離作用較強(qiáng)，是一種電磁波 D．③的電離作用最弱，屬于原子核內(nèi)釋放的光子 解析：選D.由圖知三種射線的穿透能力由弱到強(qiáng)是①<②<③，故①是α射線，實(shí)質(zhì)是He，不是電磁波；②是β射線，實(shí)質(zhì)是高速電子流；③是γ射線，其電離作用最弱，故只有D項(xiàng)對． 5．(xx高考重慶卷)碘131的半衰期約為8天．若某藥物含有質(zhì)量為m的碘131，經(jīng)過32天后，該藥物中碘131的含量大約還有(　　) A.　　　 B. C. D. 解析：選C.經(jīng)過32天即4個(gè)半衰期，碘131的含量變?yōu)閙′＝＝，C項(xiàng)正確． 6．(xx東北三校聯(lián)考)如圖所示為氫原子的能級圖，已知可見光的光子能量范圍約為1.62～3.11 eV，鎂板的電子逸出功為5.9 eV，以下說法正確的是(　　) A．用氫原子從高能級向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)射的光照射鎂板一定不能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象 B．用能量為11.0 eV的自由電子轟擊處于基態(tài)的氫原子，可使其躍遷到激發(fā)態(tài) C．處于n＝2能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離 D．處于n＝4能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離 解析：選BD.氫原子從高能級向基態(tài)躍遷放出的光子能量E≥10.2 eV>5.9 eV，故A錯(cuò)；因?yàn)?1.0 eV>10.2 eV，故通過碰撞的方式可使基態(tài)氫原子躍遷，B正確；使n＝2能級的氫原子電離所需最小能量為3.4 eV，但有的紫外線光子能量小于3.4 eV，故C錯(cuò)；使n＝4能級的氫原子電離所需最小能量為0.85 eV，紫外線光子能量大于3.11 eV，故D正確． 7．放射性元素X的衰變反應(yīng)是X→Y＋N，其中N是未知的射線，則下列說法正確的是(　　) A．若此衰變?yōu)棣滤プ?，則b＝d＋1 B．若此衰變?yōu)棣了プ?，則a＝c＋4 C．射線N是從Y核中放出的 D．若放射性元素X經(jīng)過6 h還剩下1/8沒有衰變，則它的半衰期為2 h E．用射線N照射鋅板一定可使鋅板帶電 解析：選BDE.核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒，若此衰變?yōu)棣滤プ?，則b＝d－1，A錯(cuò)誤；若此衰變?yōu)棣了プ?，則a＝c＋4，B正確；若N為α或β射線，則其是從X核中放出的，C錯(cuò)誤；X經(jīng)過6 h還剩下1/8沒有衰變，則它的半衰期是2 h，D正確；N可能是α射線或β射線或γ射線，其中α射線與β射線是由帶電粒子組成的，γ射線雖不帶電，但它能使鋅板發(fā)生光電效應(yīng)，故E正確． 8．(xx高考重慶卷)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)： U＋n→a＋b＋2n 則a＋b可能是(　　) A. 54Xe＋Kr B.Ba＋Kr C.Ba＋Sr D.Xe＋Sr 解析：選D.利用質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可以判斷出可能的核反應(yīng)方程．選項(xiàng)A不滿足電荷數(shù)守恒也不滿足質(zhì)量數(shù)守恒，選項(xiàng)C不滿足電荷數(shù)守恒；選項(xiàng)B不滿足質(zhì)量數(shù)守恒；只有選項(xiàng)D正確． 9.Co發(fā)生一次β衰變后變?yōu)镹i核，在該衰變過程中還發(fā)出兩個(gè)頻率為ν的光子，如果衰變前Co的質(zhì)量為MCo，衰變后產(chǎn)生的Ni核質(zhì)量為MNi，β粒子的質(zhì)量為m，則下列說法中正確的是(　　) A．衰變反應(yīng)方程為Co→Ni＋e B．衰變過程的質(zhì)量虧損為Δm＝MCo－(MNi＋m) C．光子能量E＝hν＝Δmc2 D．兩個(gè)光子的總能量為E總＝2hν＝Δmc2 解析：選AB.由核反應(yīng)過程的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，A正確；質(zhì)量虧損就是反應(yīng)后的總質(zhì)量與反應(yīng)前的總質(zhì)量的差值，故B正確；根據(jù)質(zhì)能方程可知，虧損的質(zhì)量全部轉(zhuǎn)化成能量即核反應(yīng)釋放的核能，但產(chǎn)生的核能還要提供反應(yīng)后新核和β粒子的動(dòng)能，故C、D錯(cuò)誤． ☆10.(xx湖北八市聯(lián)考)人們發(fā)現(xiàn)，不同的原子核，其核子的平均質(zhì)量(原子核的質(zhì)量除以核子數(shù))與原子序數(shù)有如圖所示的關(guān)系．下列說法正確的是(　　) A．由圖可知，原子核D和E聚變成原子核F時(shí)會有質(zhì)量虧損，要吸收能量 B．由圖可知，原子核A裂變成原子核B和C時(shí)會有質(zhì)量虧損，要放出核能 C．已知原子核A裂變成原子核B和C時(shí)放出的γ射線能使某金屬板逸出光電子，若增加γ射線強(qiáng)度，則逸出的光電子的最大初動(dòng)能增大 D．在核反應(yīng)堆的鈾棒之間插入鎘棒是為了控制核反應(yīng)速度 E．在核反應(yīng)堆的外面修建很厚的水泥層能防止放射線和放射性物質(zhì)的泄漏 解析：選BDE.原子核D和E聚變成原子核F時(shí)會放出能量，A錯(cuò)；由Ek＝hν－W知增加射線強(qiáng)度，逸出光電子的最大初動(dòng)能不變，只是單位時(shí)間內(nèi)逸出光電子的個(gè)數(shù)增多，C錯(cuò). 二、非選擇題 11．(xx福建福州模擬)宇宙射線每時(shí)每刻都在地球上引起核反應(yīng)．自然界的14C大部分是宇宙射線中的中子轟擊“氮－14”產(chǎn)生的，核反應(yīng)方程式為N＋n→C＋H.若中子的速度為v1＝8106 m/s，反應(yīng)前“氮－14”的速度認(rèn)為等于零．反應(yīng)后生成的14C粒子的速度為v2＝2.0105 m/s，其方向與反應(yīng)前中子的運(yùn)動(dòng)方向相同． (1)求反應(yīng)中生成的另一粒子的速度； (2)假設(shè)此反應(yīng)中放出的能量為0.9 MeV，求質(zhì)量虧損．解析：(1)轟擊前后系統(tǒng)動(dòng)量守恒，選中子速度方向?yàn)檎较颍琺1v1＝m2v2＋m3v3 解得氫核速度為v3＝5.2106 m/s，方向與中子原速度方向相同． (2)由質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2， 得Δm＝1.610－30 kg. 答案：(1)5.2106 m/s，方向與中子原速度方向相同 (2)1.610－30 kg ☆12.(xx石家莊模擬)實(shí)驗(yàn)室考查氫原子躍遷時(shí)的微觀效應(yīng)．已知?dú)湓幽芗増D如圖所示，氫原子質(zhì)量為mH＝1.6710－27 kg.設(shè)原來處于靜止?fàn)顟B(tài)的大量激發(fā)態(tài)氫原子處于n＝5的能級狀態(tài)． (1)求氫原子由高能級向低能級躍遷時(shí)，可能發(fā)射出多少種不同頻率的光； (2)若躍遷后光子沿某一方向飛出，且光子的動(dòng)量可以用p＝表示(h為普朗克常量，ν為光子頻率，c為真空中光速)，求發(fā)生電子躍遷后氫原子的最大反沖速率．(保留三位有效數(shù)字) 解析：(1)不同頻率的光的種類為 N＝C＝＝10(種)． (2)由動(dòng)量守恒 mHvH＝p光子＝知： 當(dāng)ν最大時(shí)，反沖速率vH最大． 又hν＝E5－E1＝－0.54 eV－(－13.6)eV＝13.06 eV ＝2.09010－18 J. 故vH＝＝m/s ＝4.17 m/s. 答案：(1)10種　(2)4.17 m/s