2022年高三物理一輪復習 第11章 第3講 原子核練習（選修3-5）

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1、2022年高三物理一輪復習 第11章 第3講 原子核練習（選修3-5） 選擇題(每題5分,共30分) 1.(xx浙江重點中學協(xié)作體一模自選)下列說法中正確的是(　　) A.盧瑟福通過實驗發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應方程為He+NOH B.鈾核裂變的核反應是UBaKr+n C.質(zhì)子、中子、α粒子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3,那么質(zhì)子和中子結(jié)合成一個α粒子,所釋放的核能為ΔE=(m3-m1-m2)c2 D.原子從a能級躍遷到b能級時發(fā)射波長為λ1的光子;原子從b能級躍遷到c能級時吸收波長為λ2的光子。已知λ1>λ2,那么原子從a能級躍遷到c能級時將要吸收波長為的光子 E.原子核的半衰期由核內(nèi)

2、部自身因素決定,與原子所處的化學狀態(tài)和外部條件無關(guān) 2.[xx浙江金麗衢十二校一聯(lián),14(1)]以下核反應中的x代表中子的是(　　) AHeNO+x BHeBeC+x CUTh+x DH+xHe 3.(xx廣東揭陽一中摸底,6)氘核、氚核、中子、氦核的質(zhì)量分別是m1、m2、m3和m4,如果氘核和氚核結(jié)合生成氦核,則下列說法中正確的是(　　) A.核反應方程為HHHen B.這是一個裂變反應 C.核反應過程中的質(zhì)量虧損Δm=m1+m2-m3 D.核反應過程中釋放的核能ΔE=(m1+m2-m3-m4)c2 4.(xx廣東六校一聯(lián),7)下面說法正確的是(　　) AUThHe是裂變

3、反應 BBeHeC+b,b是中子 C.方程UnBaKr+n書寫錯誤,兩邊應抵消一個n DHHHen是一個釋放能量的核反應 5.(xx廣東汕頭四中月考,18)以下說法正確的是(　　) A.太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核裂變反應 B.γ射線在電場和磁場中都不會發(fā)生偏轉(zhuǎn) C.放射性物質(zhì)放出的射線中,α粒子動能很大,因此貫穿物質(zhì)的本領(lǐng)最強 D.氫原子能吸收任意頻率的光子并躍遷到高能態(tài) 6.(xx天津十二區(qū)縣重點中學聯(lián)考,8)下列說法正確的是(　　) A.根據(jù)天然放射現(xiàn)象,盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu) B.一個氫原子從n=3的能級躍遷到n=2的能級,該氫原子吸收光子,能量增加

4、C.鈾U)經(jīng)過多次α、β衰變形成穩(wěn)定的鉛Pb)的過程中,有6個中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子 D.機場、車站等地進行安全檢查時,能輕而易舉地窺見箱內(nèi)物品,利用了γ射線較強的穿透能力 B組　xx年模擬·提升題組 時間:30分鐘　　分值:45分 一、選擇題(5分) 1.(xx重慶楊家坪中學質(zhì)檢,8)在勻強磁場中有一個靜止的氡原子核Rn),由于衰變它放出一個粒子,此粒子的徑跡與反沖核的徑跡是兩個互相外切的圓,大圓與小圓的直徑之比為42∶1,如圖所示,那么氡核的衰變方程應是下列方程中的哪一個(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ARnFre BRnPoHe CRnAte DRnAtH

5、二、非選擇題(共40分) 2.(xx山東臨沂二模)(10分)在β衰變中常伴有一種被稱為“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H的核反應,間接地證實了中微子的存在。 (1)中微子與水中的H發(fā)生核反應,生成中子n)和正電子e),即中微子Hne 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(γ),即 e

6、e2γ 已知正電子和電子的質(zhì)量都為9.1×10-31 kg,反應中產(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.(xx浙江溫州中學月考)(15分)(1)以下有關(guān)近代物理內(nèi)容的若干敘述,正確的是(　　) A.紫外線照射到金屬鋅板表面時能夠發(fā)生光電效應,則當增大紫外線的照射強度時,從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能也隨之增大 B.質(zhì)子和中子結(jié)合成新原子核一定有質(zhì)量虧損,釋放出能量 C.有10個放射性元素的原子核,5個原子核發(fā)生衰變所需的時間就是該放射性元素的半衰期 D.氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時,要釋放一定頻率的光子,同時

7、氫原子的電勢能減小,電子的動能增大 (2)靜止的氮核N被速度為v0的中子n擊中生成碳核C和另一種原子核甲,已知C與甲核的速度方向與碰撞前中子的速度方向一致,碰后C核與甲核的動量之比為2∶1。 ①寫出核反應方程。 ②求C與甲核的速度各是多大? 4.(xx浙江臺州一模)(15分)(1)下列說法正確的是(　　) A.盧瑟福通過α粒子散射實驗建立了原子核式結(jié)構(gòu)模型 B.由玻爾理論可知,當大量氫原子從n=4的激發(fā)態(tài)進行躍遷,能發(fā)射出4種不同頻率的光子 C.β衰變中產(chǎn)生的β射線實際上是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的 D.原子核的半衰期由核內(nèi)部自身因素決定,與原子

8、所處的化學狀態(tài)和外部條件無關(guān) (2)用如圖所示的裝置研究光電效應現(xiàn)象,用光子能量為2.5 eV的光照射到光電管上時,電流表G示數(shù)不為0,移動變阻器的觸點c,當電壓表的示數(shù)大于或等于0.7 V時,電流表示數(shù)為0,則(　　) A.光電管陰極的逸出功為1.8 eV B.光電子的最大初動能為2.5 eV C.開關(guān)S斷開后,電流表G讀數(shù)不為零 D.改用能量為1.5 eV的光子照射,電流表G也有電流,但電流較小 (3)如圖所示,光滑水平面上有大小相同的A、B兩球在同一直線上運動,兩球質(zhì)量關(guān)系為mB=2mA 。規(guī)定向右為正方向,A、B兩球的動量均為8 kg·m/s 。運動中兩球發(fā)生碰撞,碰撞

9、后A球的動量增量為-4 kg·m/s,則左邊的小球是　　　　(填“A球”或“B球”),碰撞后A、B兩球速度大小之比為　　　　。? A組　xx年模擬·基礎(chǔ)題組 選擇題 1.ADE　鈾核裂變的核反應指鈾核與中子反應生成兩個中等質(zhì)量的核,同時放出中子,核反應方程兩邊的中子不能抵消,B錯誤;質(zhì)子、中子結(jié)合成一個α粒子的核反應方程為H+nHe,所釋放的核能為ΔE=(2m1+2m2-m3)c2,C錯誤;其他選項均正確。 2.B　根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知A中x為H,B中x為n,C中x為He,D中x為H,所以選B。 3.AD　氘核和氚核結(jié)合生成氦

10、核的核反應方程為HHen,這是一個聚變反應,核反應過程中的質(zhì)量虧損Δm=m1+m2-m3-m4,核反應過程中釋放的核能為ΔE=(m1+m2-m3-m4)c2,所以只有A和D正確。 4.BD　A項中的核反應為α衰變,A不正確;B項中配平核反應方程可知b是中子,B正確;方程UnBa+Kr+n為核裂變反應,方程書寫正確,C不正確;D項中的反應為核聚變反應,是釋放能量的核反應,D正確。 5.B　太陽能是太陽內(nèi)部核聚變產(chǎn)生的能量,A不正確;γ射線是高頻電磁波,不帶電,在電場和磁場中都不會發(fā)生偏轉(zhuǎn),B正確;放射性物質(zhì)放出的三種射線中,α粒子動能很大,但貫穿物質(zhì)的本領(lǐng)最強的是γ射線,C不正確;氫原子向高

11、能態(tài)躍遷時只能吸收特定頻率的光子,D不正確。 6.C　盧瑟福提出原子的核式結(jié)構(gòu)的實驗依據(jù)是α粒子散射實驗,A錯誤;氫原子從n=3能級躍遷到n=2能級,氫原子要放出光子,能量減小,B錯誤;機場、車站等地進行安全檢查,利用的是X射線的穿透本領(lǐng),D錯誤。 B組　xx年模擬·提升題組 一、選擇題 1.B　氡核的衰變過程滿足動量守恒定律,其放出的粒子與反沖核的動量大小相等,方向相反;帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動時,洛倫茲力提供向心力,即Bvq=,所以r=,當粒子動量大小相同,磁場磁感應強度恒定時,r∝,根據(jù)題意,放出的粒子與反沖核的電荷數(shù)之比為1∶42,據(jù)此可知,選項B正確。 二、非

12、選擇題 2.答案　(1)A　(2)8.2×10-14　遵循動量守恒 解析　(1)由核反應中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知A正確。 (2)由能量守恒有2E=2mec2,所以E=mec2=9.1×10-31×(3.0×108)2 J=8.2×10-14 J。 反應過程中動量守恒且總動量為零。 3.答案　(1)BD　(2)①見解析?、凇? 解析　(1)A選項中增大紫外線的強度,根據(jù)Ekm=E-W0,不會改變光電子的最大初動能,只會使逸出的光電子增多,A錯誤;核子結(jié)合成新核時會產(chǎn)生質(zhì)量虧損而釋放能量,B正確;元素的半衰期是對大量原子核的統(tǒng)計規(guī)律,對少量原子核無意義,C錯誤;氫原子從高能級向低能級

13、躍遷時,能量減少,且核外電子與原子核之間的庫侖力做正功,使電勢能減小而電子動能增大,D正確。 (2)① NnCH ②設中子質(zhì)量為m0C核質(zhì)量為mC,甲核質(zhì)量為m甲,由動量守恒得m0v0=mCvC+m甲v甲 即m0v0=12m0vC+3m0v甲 又因為C與甲核的動量之比為2∶1,所以mCvC=2m甲v甲 即12m0vC=2×3m0v甲 聯(lián)立求得:vC= v甲= 4.答案　(1)AD　(2)AC　(3)A球　2∶3 解析　(1)大量氫原子從n=4的激發(fā)態(tài)進行躍遷,能發(fā)射出=6種不同頻率的光子,B錯誤;β衰變的實質(zhì)在于原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子和一個電子,這種轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的電子發(fā)射

14、到核外形成β射線,C錯誤;A、D正確。 (2)光電管內(nèi)加的是反向電壓,遏止電壓為0.7 V,通過電場力做功使光電子動能減為0,所以逸出功W0=E-Ek=2.5 eV-0.7 eV=1.8 eV,A正確;光電子的最大初動能為0.7 eV,B錯誤;開關(guān)S斷開后,無反向電壓,則有光電子飛到另一極產(chǎn)生電流,C正確;1.5 eV的光子的能量小于逸出功,不發(fā)生光電效應,D錯誤。 (3)因向右為正方向,且A、B兩球的動量均為8 kg·m/s>0,即都向右運動,mB=2mA,則vA>vB,要發(fā)生碰撞,A在左邊;兩球系統(tǒng)動量守恒,碰撞后A球的動量變?yōu)? kg·m/s,B球的動量變?yōu)?2 kg·m/s,結(jié)合質(zhì)量比,則速度之比為2∶3。