2012届高三物理一轮复习测试48：原子 原子核(大纲版)

高三物理原子核物理练习题及答案一、选择题1.以下哪个是不稳定的原子核？A. 氘核B. 氦核C. 镭核D. 铀核答案：C2.下列物质中，具有中子最多的是：A. 氢B. 氮C. 铁D. 铀答案：D3.以下哪个是半衰期较短的放射性同位素？A. 铀-238B. 铀-235C. 钍-232D. 钚-239答案：D4.下列几种放射线中，穿透能力最强的是：A. α射线B. β射线C. γ射线D. X射线答案：C5.核反应中质量守恒定律及能量守恒定律的基础是：A. 爱因斯坦质能方程B. 力守恒定律C. 电荷守恒定律D. 反射定律答案：A二、填空题1.法拉第定律指出，电流的大小与通过导线的_____成正比，与导线的长度及截面积的____成反比。

答案：电压、电阻2.铀-238衰变成钍-234时，放射出____和____。

答案：α粒子、氚核3.芬特方法通过测量放射性同位素的_____测定样品的年龄。

答案：衰变产物4.质子数为92的核素是_____。

答案：铀5.链式反应是指每个裂变核生成的中子都能引起_____个新的裂变核裂变。

答案：大于1个三、计算题1.一个铀-235核裂变时，平均产生3个中子，使周围8个铀-235核继续裂变。

假设每次裂变放出的能量为210MeV，求铀-235核裂变的倍增时间。

答案：根据倍增时间的定义，我们有Td = (N-1) × τ其中，Td为倍增时间，N为平均每次裂变释放的中子数，τ为平均裂变时间。

由题意可知，N = 3裂变时间τ = 1秒/8 = 0.125秒将N和τ代入上述公式，解得Td = (3-1) × 0.125 = 0.25秒2.一个样品中的放射性同位素含量初试为1000g，经过5个半衰期后剩余多少克？答案：根据半衰期的定义，经过一个半衰期放射性同位素的质量会剩下原来的一半。

因此，经过5个半衰期，剩余的质量为原质量的(1/2)^5倍。

即，剩余质量 = 1000g × (1/2)^5 = 1000g × 1/32 = 31.25g四、解答题1.请简述核聚变和核裂变的基本原理及其应用领域。

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A A A A O N O N O N O N （A ） （B ） （C ） （D ）专题17 原子与原子核1．（2012上海卷）．与原子核内部变化有关的现象是（ ）（A ）电离现象 （B ）光电效应现象（C)天然放射现象 （D ）粒子散射现象 答案:C解析：电离现象是核外电子脱离原子核的束缚而成为自由电子，光电效应是光照射金属，使金属中的自由电子离开金属表面的现象,天然放射现象是原子核发生能级跃迁产生的，α粒子散射现象说明原子的核式结构模型，所以只有C 正确。

2．（2012上海卷）．根据爱因斯坦的“光子说”可知（ )（A ）“光子说"本质就是牛顿的“微粒说”（B ）光的波长越大，光子的能量越小（C ）一束单色光的能量可以连续变化 （D ）只有光子数很多时，光才具有粒子性答案：B解析:光子的能量E=h ν=hc/λ，“光子说”与牛顿的“微粒说”不同，光的波长越大，光子的能量越小；一束单色光的能量E=nh ν，是不能连续变化的,光具有波粒二象性,不论光子数多与少，都具有粒子性.所以只有B 正确。

3．(2012上海卷)．某种元素具有多种同位素，反映这些同位素的质量数A 与中子数N 关系的是图( ）答案：B解析：因为A=Z+N,而同位素的质子数Z是相同的，所以B正确。

第2讲　原子核 一、单项选择题 1．某原子核发生一次α衰变和一次β衰变而变成一种新核，则新核比原来的核( ) A．质子数减少2个，中子数减少2个 B．质子数减少1个，中子数减少3个 C．质子数减少4个，核电荷数减少1 D．质子数减少5个，核电荷数减少2个 2．下面列出的是一些核反应方程： P→Si＋X、Be＋H→B＋Y、He＋He→Li＋Z，其中( ) A．X是质子，Y是中子，Z是正电子 B．X是正电子，Y是质子，Z是中子 C．X是中子，Y是正电子，Z是质子 D．X是正电子，Y是中子，Z是质子． 3．原子核U经放射性衰变①变为原子核Th，继而经放射性衰变②变为原子核Pa，再经放射性衰变③变为原子核U.放射性衰变①、②和③依次为( ) A．α衰变、β衰变和β衰变 B．β衰变、β衰变和α衰变 C．β衰变、α衰变和β衰变 D．α衰变、β衰变和α衰变 4．某放射性元素经过11.4天有的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为( ) A．11.4天 B．7.6天 C．5.7天 D．3.8天 5．关于原子核，下列说法正确的是( ) A．α粒子散射实验说明原子核具有复杂的结构 B．10个放射性元素的原子核经一个半衰期一定有5个发生了衰变 C．一个中子和一个质子结合成氚核时，释放出核能，表明此过程中有质量亏损 D．β射线来自于原子的核外电子 二、双项选择题 6．关于核能和爱因斯坦质能方程，下列说法中正确的是( ) A．E＝mc2是物体各种形式能的总称 B．原子核的能是指核子结合成原子核时吸收的能量或原子核分解为核子时放出的能量 C．1 u(原子质量单位)相当于931.5 MeV能量 D．由ΔE＝Δmc2知，在核反应中，亏损的质量Δm转化成能量ΔE放出 7．图K12-2-1中P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a、b、c三束，以下判断正确的是( ) 图K12-2-1 A．a为α射线，b为β射线 B．a为β射线，b为γ射线 C．b为γ射线，c为α射线 D．b为α射线，c为γ射线 8．我国科学家研制“两弹”所涉及的基本核反应有： ①U＋n→Sr＋Xe＋kn. ②H＋H→He＋dn. 关于这两个方程的下列说法，正确的是( ) A．方程①属于α衰变 B．方程②属于轻核聚变 C．方程①中k＝10，方程②中d＝1 D．方程①中k＝6，方程②中d＝1 9．下列说法中正确的是( ) A．当氢原子从n＝2的状态跃迁到n＝6的状态时，放射出光子 B．放射性元素的半衰期是指大量该元素的原子核中有半数发生衰变需要的时间 C．β衰变中放出的电子来自于核外电子 D．中子与质子结合成氘核时放出能量 10．(广东省揭阳一中2014届摸底)氘核、氚核、中子、氦核的质量分别是m1、m2、m3和m4，如果氘核和氚核结合生成氦核，则下列说法中正确的是( ) A．核反应方程为H＋H→He＋n B．这是一个裂变反应 C．核反应过程中的质量亏损△m＝m1＋m2－m3 D．核反应过程中释放的核能△E＝(m1＋m2－m3－m4)c2 11．(茂名市华侨中学2014届月考)下列核反应方程及其表述完全正确的是( ) A.He＋H→He＋H是聚变反应 B.U→Th＋He是人工核转变 C.U＋n→Kr＋Ba＋3n是裂变反应 D.Na→Mg＋ 0－1e是裂变反应第2讲　原子核 1．B　解析：α衰变即原子核放出氦核(He)，含有两个质子两个中子；β衰变的实质是中子变成质子同时放出电子，其核反应方程为n→H＋e.综合两项衰变可知，新核比原来的核质子数共少1个，中子数共少了3个． 2．D 3．A　解析：①U→Th，质量数少4，电荷数少2，说明①为α衰变．②Th→Pa，质子数加1，说明②为β衰变，中子转化成质子．③Pa→U，质子数加1，说明③为β衰变，中子转化成质子． 4．D　解析：根据＝得＝3，因为t＝11.4，所以T1/2＝天＝3.8天，选项D正确． 5．C　6.AC　7.BC　8.BC　9.BD 10．AD　11.AC。

（A）（B）（C）（D）2012年（2012上海）3．与原子核内部变化有关的现象是（）（A）电离现象（B）光电效应现象（C）天然放射现象（D）α粒子散射现象3.【考点】本题考查原子核的变化【解析】电离现象为原子核外的电子远离原子核，原子核不变，选项A错误。

光电效应现象同样是原子核外的电子远离原子核，原子核不变，选项B错误。

天然放射现象是原子核发生变化，选项C正确。

α粒子散射现象原子核不发生变化，选项D错误。

（2012上海）5．在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度，其检测装置由放射源、探测器等构成，如图所示。

该装置中探测器接收到的是（）（A）X射线（B）α射线（C）β射线（D）γ射线5.【考点】本题考查三种射线的性质【解析】放射源放出α、β、γ三种射线，而这三种射线中只有γ射线能穿过钢板，选项D正确。

【答案】D（2012上海）9．某种元素具有多种同位素，反映这些同位素的质量数A与中子数N关系的是图（）9.【考点】本题考查同位素质量数与中子数之间的关系。

【解析】对于同位素，核电荷数相同，因而核电荷数等于A－N，选项B正确。

【答案】B（2012上海）21．6027Co发生一次β衰变后变为Ni，其衰变方程为___________在该衰变过程中还发妯频率为ν1、ν2的两个光子，其总能量为___________。

6027Co→6028Ni＋ 0－1e，h （ν1＋ν2），21.【考点】本题考查核反应方程和光子能量【解析】根据核反应前后质量数和电荷数守恒可知衰变方程为6027Co→6028Ni＋－1e，故释放的总能量为12()E hυυ=+【答案】6027Co →6028Ni ＋ 0－1e h （ν1＋ν2）（2012新课标）35.（1）（6分）氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：21H+31H →42He+x ，式中x 是某种粒子。

已知：21H 、31H 、42He 和粒子x 的质量分别为2.0141u 、3.0161u 、4.0026u 和1.0087u ；1u=931.5MeV/c 2，c 是真空中的光速。

第十三章近代物理【网络构建】专题13.2 原子结构原子核【网络构建】考点一原子的核式结构玻尔理论1．α粒子散射实验(1)α粒子散射实验装置(2)α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子穿过金箔后发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被“撞了回来”．2．原子的核式结构模型(1)α粒子散射实验结果分析①核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变．①汤姆孙模型不能解释α粒子的大角度散射．①绝大多数α粒子沿直线穿过金箔，说明原子中绝大部分是空的；少数α粒子发生较大角度偏转，反映了原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷；极少数α粒子甚至被“撞了回来”，反映了个别α粒子正对着质量比α粒子大得多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用．(2)核式结构模型的局限性卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释α粒子散射实验现象，但不能解释原子光谱是特征光谱和原子的稳定性．3．对氢原子能级图的理解(1)能级图如图所示(2)氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式：E n＝1n2E1(n＝1，2，3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV.①氢原子的半径公式：r n＝n2r1(n＝1，2，3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m.(3)能级图中相关量意义的说明．4.两类能级跃迁(1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子． 光子的频率ν＝ΔE h ＝E 高－E 低h.(2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量．①光照(吸收光子)：吸收光子的全部能量，光子的能量必须恰等于能级差hν＝ΔE .①碰撞、加热等：可以吸收实物粒子的部分能量，只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E 外≥ΔE . ①大于电离能的光子被吸收，将原子电离．考点二 氢原子的能量及变化规律氢原子跃迁时电子动能、电势能与原子能量的变化规律1．原子能量变化规律：E n ＝E k n ＋E p n ＝E 1n 2，随n 增大而增大，随n 的减小而减小，其中E 1＝－13.6 eV .2．电子动能变化规律(1)从公式上判断电子绕氢原子核运动时静电力提供向心力即k e 2r 2＝m v 2r ，所以E k ＝ke 22r ，随r 增大而减小．(2)从库仑力做功上判断，当轨道半径增大时，库仑引力做负功，故电子动能减小．反之，当轨道半径减小时，库仑引力做正功，故电子的动能增大． 3．原子的电势能的变化规律(1)通过库仑力做功判断，当轨道半径增大时，库仑引力做负功，原子的电势能增大．反之，当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能减小．(2)利用原子能量公式E n ＝E k n ＋E p n 判断，当轨道半径增大时，原子能量增大，电子动能减小，故原子的电势能增大．反之，当轨道半径减小时，原子能量减小，电子动能增大，故原子的电势能减小．考点三 原子核的衰变、半衰期1．衰变规律及实质 (1)α衰变和β衰变的比较电荷数守恒、质量数守恒2．三种射线的成分和性质 半衰期的公式：N 余＝N 原⎝⎛⎭⎫12t /τ，m 余＝m 原⎝⎛⎭⎫12t /τ.式中N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t 表示衰变时间，τ表示半衰期．考点四 核反应类型与核反应方程1．核反应的四种类型2.核反应方程式的书写(1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础．如质子(11H)、中子(10n)、α粒子(42He)、β粒子(0－1e)、正电子(01e)、氘核(21H)、氚核(31H)等．(2)掌握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向．(3)核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒．考点五核能的计算1．应用质能方程解题的流程图(1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．2．根据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子的比结合能×核子数．3.核能释放的两种途径的理解(1)使较重的核分裂成中等大小的核．(2)较小的核结合成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，都可以释放能量．高频考点一原子的核式结构玻尔理论例1、如图是氢原子的能级示意图．当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级时，辐射出光子a；从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出光子b.以下判断正确的是()A．在真空中光子a的波长大于光子b的波长B．光子b可使氢原子从基态跃迁到激发态C．光子a可能使处于n＝4能级的氢原子电离D．大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射2种不同谱线【变式训练】如图所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况．下列说法正确的是()A．在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多B．在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光C．卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似D．α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子后产生的反弹高频考点二氢原子的能量及变化规律例2、如图所示为氢原子的能级图，图中a、b、c、d对应氢原子的四次跃迁，已知可见光光子的能量范围为1.61～3.10 eV，关于四次跃迁，下列说法正确的是()A．经历a跃迁，氢原子吸收的光子能量为0.66 eVB．经历b跃迁，氢原子的轨道半径增大，原子核外电子的动能增大C．经历c跃迁，氢原子放出的光子是可见光光子D．经历d跃迁后，再用可见光照射跃迁后的氢原子，可使氢原子发生电离【变式训练】氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，下述说明正确的是()A ．电子旋转半径减小B ．氢原子能量增大C ．氢原子电势能增大D ．核外电子速率增大高频考点三 原子核的衰变、半衰期例3、国产科幻大片《流浪地球》讲述了太阳即将在未来出现“核燃烧”现象，从而导致人类无法生存，决定移民到半人马座比邻星的故事．据科学家论证，太阳向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，当太阳内部达到一定温度时，会发生“核燃烧”，其中“核燃烧”的核反应方程为42He ＋X→84Be ＋ν，方程中X 表示某种粒子，84Be 是不稳定的粒子，其半衰期为T ，则下列说法正确的是( ) A ．X 粒子是42HeB ．若使84Be 的温度降低，其半衰期会减小C ．经过2T ，一定质量的84Be 占开始时的18 D ．“核燃烧”的核反应是裂变反应【变式训练】如图，匀强磁场中的O 点有一静止的原子核234 90Th 发生了某种衰变，衰变方程为234 90Th→A Z Y ＋0－1e ，反应生成的粒子 0－1e 的速度方向垂直于磁场方向．关于该衰变，下列说法正确的是( )A.234 90Th 发生的是α衰变 B.234 90Th 发生的是β衰变 C ．A ＝234，Z ＝91D ．新核A Z Y 和粒子 0－1e 在磁场中的轨迹外切于O 点高频考点四 核反应类型与核反应方程例4、1956年，李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用半衰期为5.27年的6027Co 放射源进行了实验验证，次年李、杨二人获得诺贝尔物理学奖.6027Co 的衰变方程式是：6027Co→A Z Ni ＋ 0－1e ＋νe (其中νe 是反中微子，它的电荷为零，静止质量可认为是零)，衰变前6027Co 核静止，根据云室照片可以看到衰变产物A Z Ni 和 0－1e 不在同一条直线上的事实．根据这些信息可以判断( ) A.A Z Ni 的核子数A 是60，核电荷数Z 是28 B. 此核反应为α衰变C.A Z Ni 与 0－1e 的动量之和不可能等于零 D ．衰变过程动量不守恒【变式训练】下列核反应属于人工转变的是( )A.234 90Th→234 91Pa ＋ 0－1eB.42He ＋94Be→12 6C ＋10nC.235 92U ＋10n→136 54Xe ＋9038Sr ＋1010nD.21H ＋31H→42He ＋10n高频考点五 核能的计算例5、两个氘核以相等的动能E k 对心碰撞发生核聚变，核反应方程为21H ＋21H→32He ＋10n ，其中氘核的质量为m 1，氦核的质量为m 2，中子的质量为m 3.假设核反应释放的核能E 全部转化为动能，下列说法正确的是( )A ．核反应后氮核与中子的动量相同B ．该核反应释放的能量为E ＝(2m 1－m 2－m 3)c 2C ．核反应后氮核的动能为E ＋2E k4D ．核反应后中子的动能为E ＋E k4【变式训练】轻核聚变的一个核反应方程为：21H ＋31H→42He ＋X.若已知21H 的质量为m 1，31H 的质量为m 2，42He 的质量为m 3，X 的质量为m 4，则下列说法中正确的是( )A.21H 和31H 在常温下就能够发生聚变B ．X 是质子C ．这个反应释放的核能为ΔE ＝(m 1＋m 2－m 3－m 4)c 2D ．我国大亚湾核电站是利用轻核的聚变释放的能量来发电的第十三章近代物理【网络构建】专题13.2 原子结构原子核【网络构建】考点一原子的核式结构玻尔理论1．α粒子散射实验(1)α粒子散射实验装置(2)α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子穿过金箔后发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被“撞了回来”．2．原子的核式结构模型(1)α粒子散射实验结果分析①核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变．①汤姆孙模型不能解释α粒子的大角度散射．①绝大多数α粒子沿直线穿过金箔，说明原子中绝大部分是空的；少数α粒子发生较大角度偏转，反映了原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷；极少数α粒子甚至被“撞了回来”，反映了个别α粒子正对着质量比α粒子大得多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用．(2)核式结构模型的局限性卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释α粒子散射实验现象，但不能解释原子光谱是特征光谱和原子的稳定性．3．对氢原子能级图的理解(1)能级图如图所示(2)氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式：E n＝1n2E1(n＝1，2，3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6eV.①氢原子的半径公式：r n＝n2r1(n＝1，2，3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m.(3)能级图中相关量意义的说明．(1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子． 光子的频率ν＝ΔE h ＝E 高－E 低h.(2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量．①光照(吸收光子)：吸收光子的全部能量，光子的能量必须恰等于能级差hν＝ΔE .①碰撞、加热等：可以吸收实物粒子的部分能量，只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E 外≥ΔE .①大于电离能的光子被吸收，将原子电离．考点二 氢原子的能量及变化规律氢原子跃迁时电子动能、电势能与原子能量的变化规律1．原子能量变化规律：E n ＝E k n ＋E p n ＝E 1n 2，随n 增大而增大，随n 的减小而减小，其中E 1＝－13.6 eV.2．电子动能变化规律(1)从公式上判断电子绕氢原子核运动时静电力提供向心力即k e 2r 2＝m v 2r ，所以E k ＝ke 22r ，随r增大而减小．(2)从库仑力做功上判断，当轨道半径增大时，库仑引力做负功，故电子动能减小．反之，当轨道半径减小时，库仑引力做正功，故电子的动能增大． 3．原子的电势能的变化规律(1)通过库仑力做功判断，当轨道半径增大时，库仑引力做负功，原子的电势能增大．反之，当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能减小．(2)利用原子能量公式E n ＝E k n ＋E p n 判断，当轨道半径增大时，原子能量增大，电子动能减小，故原子的电势能增大．反之，当轨道半径减小时，原子能量减小，电子动能增大，故原子的电势能减小．考点三 原子核的衰变、半衰期1．衰变规律及实质 (1)α衰变和β衰变的比较电荷数守恒、质量数守恒2．三种射线的成分和性质 半衰期的公式：N 余＝N 原⎝⎛⎭⎫12t /τ，m 余＝m 原⎝⎛⎭⎫12t /τ.式中N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t 表示衰变时间，τ表示半衰期．考点四 核反应类型与核反应方程1．核反应的四种类型(1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础．如质子(11H)、中子(10n)、α粒子(42He)、β粒子(0－1e)、正电子(01e)、氘核(21H)、氚核(31H)等．(2)掌握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向．(3)核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒．考点五核能的计算1．应用质能方程解题的流程图(1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．2．根据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子的比结合能×核子数．3.核能释放的两种途径的理解(1)使较重的核分裂成中等大小的核．(2)较小的核结合成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，都可以释放能量．高频考点一原子的核式结构玻尔理论例1、如图是氢原子的能级示意图．当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级时，辐射出光子a；从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出光子b.以下判断正确的是()B．在真空中光子a的波长大于光子b的波长B．光子b可使氢原子从基态跃迁到激发态C．光子a可能使处于n＝4能级的氢原子电离D．大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射2种不同谱线答案:A解析：氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级的能级差小于从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时的能级差，根据E m－E n＝hν知，光子a的能量小于光子b的能量，所以a光的频率小于b光的频率，光子a的波长大于光子b的波长，故A正确；光子b的能量小于基态与任一激发态的能级差，所以不能被基态的原子吸收，故B错误；根据E m－E n＝hν可求光子a的能量小于n＝4能级的电离能，所以不能使处于n＝4能级的氢原子电离，C错误；大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射3种不同谱线，故D错误．【变式训练】如图所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况．下列说法正确的是()A．在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多B．在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光C．卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似D．α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子后产生的反弹答案:C解析：：.放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数应最多，说明大多数射线基本不偏折，可知金箔原子内部很空旷，故A错误；放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少，说明较少射线发生偏折，可知原子内部带正电的体积小，故B错误；选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似，故C正确；α粒子发生散射的主要原因是α粒子受到金原子库仑力作用，且金原子质量较大，从而出现的反弹，故D 错误．高频考点二氢原子的能量及变化规律例2、如图所示为氢原子的能级图，图中a、b、c、d对应氢原子的四次跃迁，已知可见光光子的能量范围为1.61～3.10 eV，关于四次跃迁，下列说法正确的是()A ．经历a 跃迁，氢原子吸收的光子能量为0.66 eVB ．经历b 跃迁，氢原子的轨道半径增大，原子核外电子的动能增大C ．经历c 跃迁，氢原子放出的光子是可见光光子D ．经历d 跃迁后，再用可见光照射跃迁后的氢原子，可使氢原子发生电离 答案: D解析： 经历a 跃迁，氢原子从高能级向低能级跃迁时辐射出的光子的能量为0.66 eV ，选项A 错误；经历b 跃迁，氢原子吸收能量，轨道半径增大，但核外电子的动能会减小，选项B 错误；经历c 跃迁，氢原子辐射出的光子的能量为0.97 eV ，则该光子不是可见光光子，选项C 错误；经历d 跃迁后，跃迁后的氢原子的电离能为1.51 eV ，因此用可见光光子照射可使其电离，选项D 正确。

原子核(45分钟100分)一、选择题(此题共9小题,每一小题6分,共54分,1～6题为单项选择题,7～9题为多项选择题)1.关于原子核的衰变,如下说法正确的答案是 ( )A.β射线是电子流,是原子核外电子的一种自发的放射现象B.对天然放射性元素加热,其半衰期将变短C.原子核发生衰变时,衰变前后的电荷数和质量数都守恒D.任何元素都有可能发生衰变【解析】选C。

β射线是原子核发生β衰变产生的,是核内中子转化为质子时放出的负电子,不是原子核外电子电离产生的,A错误;半衰期的大小由原子核内部因素决定,与温度、压强等因素无关,B错误;原子核在衰变的过程中电荷数守恒、质量数守恒,C正确;有些原子核不稳定,可以自发地衰变,但不是所有元素都可能发生衰变,D错误。

2.铀原子核既可发生衰变,也可发生裂变。

其衰变方程为U Th+X,裂变方程为U n→Y Kr+n,其中U、n、Y Kr的质量分别为m1、m2、m3、m4,光在真空中的传播速度为c。

如下表示正确的答案是( )A.U发生的是β衰变B.Y原子核中含有56个中子C.假设提高温度U的半衰期将会变小D.裂变时释放的能量为(m1-2m2-m3-m4)c2【解析】选D。

根据质量数守恒和电荷数守恒可得X为He U发生的是α衰变,故A错误;根据核反响前后质量数和核电荷数均守恒知,Y原子核中含有56个质子,中子数为144-56=88个,故B错误;原子核的半衰期是由放射性元素本身决定的,与环境的温度、压强等无关,故C错误;由于核裂变的过程中释放能量,根据爱因斯坦质能方程得ΔE=Δmc2=(m1-2m2-m3-m4)c2,故D正确。

3.(2020·泸州模拟)日本福岛核电站曾因大地震与海啸而产生核灾难,从而凸显出安全使用核能发电的重要性。

铀是核反响堆的重要原料,其中U 原子核只有在被能量很大的快中子轰击时,才能发生裂变且概率很小;而U原子核吸收慢中子后即可产生核分裂,分裂后获得的能量可用来发电。

课练40 原子核C．光子的能量由光的频率决定D.238 92U衰变为222 86Rn，要经过4次α衰变及6次β衰变答案：BC解析：半衰期是一个统计概念，对个别或少数原子核不适用，A错误；比结合能小的原子核变成比结合能大的原子核的过程中释放能量，所以重核裂变释放核能产生新核的过程中，新核的比结合能比该重核的比结合能大，B正确；光子的能量ε＝hν由光的频率决定，C正确；238 92U衰变为222 86Rn，质量数减少16个，发生了4次α衰变，电荷数应减少8，而222 86Rn的电荷数比238 92U少6，说明还发生了2次β衰变，D错误．7．(2020·山西重点中学联考)(多选)新华社记者2020年11月2日从中科院合肥物质科学研究院获悉，该院等离子体所承担的国家大科学工程“人造太阳”实验装置EAST近日在第11轮物理实验中再获重大突破，获得超过60秒的稳态高约束模等离子体放电．关于太阳的相关知识，下列判断正确的是( ) A．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，释放出一定频率的光子，太阳的能量来自于这个过程B．要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到10－15m以内，核力才能起作用，这需要非常高的温度C．太阳内部大量氢核聚变成氦核，聚变后比结合能增加，释放出巨大的能量D．氘核和氚核可发生热核聚变，核反应方程是21H＋31H→42He＋10n答案：BCD解析：太阳的能量来自于太阳内部轻核的聚变，A错误，C正确；要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到10－15 m以内，核力才能起作用，这需要非常高的温度，所以轻核的聚变又叫热核反应，B、D正确．8．(2020·广东肇庆二模)238 92U的衰变有多种途径，其中一种途径是先衰变成210 83Bi，然后可以经一次衰变变成210a X(X代表某种元素)，也可以经一次衰变变成 b81Tl，最后都衰变成206 82Pb，衰变路径如图所示，下列说法中正确的是( )A．过程①是β衰变，过程③是α衰变；过程②是β衰变，过程④是α衰变B．过程①是β衰变，过程③是α衰变；过程②是α衰变，过程④是β衰变C．过程①是α衰变，过程③是β衰变；过程②是β衰变，过程④是α衰变D．过程①是α衰变，过程③是β衰变；过程②是α衰变，过程④是β衰变答案：B解析：Bi经过①变成X，质量数没有发生变化，为β衰变，经过③变成Pb，质量数少4，为α衰变；Bi经过②变成Tl，电荷数少2，为α衰变，过程④的电荷数增加1，为β衰变．故B正确．9．(2020·广东深圳模拟)(多选)如图是核子平均质量与原子序数Z的关系图象，下列说法中正确的是( )A．卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型B．天然放射性元素在衰变过程中核电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中不偏转的是γ射线C．图中原子核d和e聚变成原子核f要吸收能量D．图中原子核a裂变成原子核b和c要放出核能答案：ABD解析：α粒子散射实验中，绝大多数α粒子的运动方向几乎不变，只有极少数发生大角度偏转，故卢瑟福在此基础上提出了原子的核式结构模型，故A正确；天然放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数守恒，其放射线有α、β、γ三种射线，其中不带电的是γ射线，则在磁场中一定不偏转的是γ射线，故B正确；题图中原子核d和e聚变成原子核f过程中有质量亏损，故会放出核能，C错误；题图中原子核a裂变成原子核b和c过程中有质量亏损，故会放出核能，D正确．10．(多选)图示是原子核的平均结合能与原子序数Z的关系图象，下列说法正确的是( )A．如D和E能结合成F，结合过程一定会吸收核能B．如D和E能结合成F，结合过程一定会释放核能C．如A分裂成B和C，分裂过程一定会吸收核能D．如A分裂成B和C，分裂过程一定会释放核能答案：BD解析：若D、E能结合成F，平均结合能增大，结合时向外释放能量，A项错误，B项正确；因为A分裂为B、C，由图可知，平均结合能增大，向外释放能量，C项错误，D项正确．11．(多选)中子和质子结合成氘核时，质量亏损为Δm，相应的能量ΔE＝Δmc2＝2.2 MeV是氘核的结合能．下列说法正确的是( )A．用能量小于2.2 MeV的光子照射静止的氘核时，氘核不能分解为一个质子和一个中子B．用能量等于2.2 MeV的光子照射静止的氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零C．用能量大于2.2 MeV的光子照射静止的氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零D．用能量大于2.2 MeV的光子照射静止的氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和不为零答案：AD解析：考查结合能的概念及能量守恒定律的简单应用．只有静止的氘核吸收光子的能量大于其结合能时，才能分解为一个质子和一个中子，A项正确，B项错误；根据能量守恒定律可知，光子的能量大于氘核的结合能时，多余的能量以核子动能的形式呈现，C项错误，D项正确．12．假设两个氘核在一直线上相碰发生聚变反应，生成氦核的同位素和中子，已知氘核的质量是2.0136 u，中子的质量是1.0087 u，氦核同位素的质量是3.0150 u.(1)聚变的核反应方程是__________________，在聚变核反应中释放出的能量为________ MeV(结果保留2位有效数字)．(2)若氚核和氦核发生聚变生成锂核，核反应方程为31H＋42He→73Li，已知各核子比结合能分别为E H＝1.112 MeV、E He＝7.075 MeV、E Li＝5.603 MeV，试求此核反应过程中释放的核能．答案：(1)21H＋21H→32He＋10n 3.3(2)7.585 MeV解析：(1)根据题中条件，可知核反应方程为21H＋21H→32He＋10n核反应过程中的质量亏损：Δm＝2m H－(m He＋m n)＝2×2.0136 u－(3.0150＋1.0087) u＝3.5×10－3u由于1 u的质量与931.5 MeV的能量相对应，所以氘核聚变反应时放出的能量：ΔE＝3.5×10－3×931.5 MeV≈3.3 MeV.(2)31H和42He分解成7个核子所需的能量E1＝3×1.112 MeV＋4×7.075 MeV＝31.636 MeV7个核子结合成73Li，释放的能量E2＝7×5.603 MeV＝39.221 MeV所以此核反应过程中释放的核能ΔE＝E2－E1＝39.221 MeV－31.636 MeV＝7.585 MeV.刷题加餐练刷高考真题——找规律1．(2020·新课标全国卷Ⅰ，17)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电．氘核聚变反应方程是：21H＋21H→32He＋10n.已知21H的质量为2.013 6 u，32He的质量为3.015 0 u，10n的质量为1.008 7 u,1 u＝931 MeV/c2.氘核聚变反应中释放的核能约为( )A．3.7 MeV B．3.3 MeVC．2.7 MeV D．0.93 MeV答案：B解析：在核反应方程21H＋21H→32He＋10n中，反应前物质的质量m1＝2×2.013 6 u＝4.027 2 u，反应后物质的质量m2＝3.015 0 u＋1.008 7 u＝4.023 7 u，质量亏损Δm＝m1－m2＝0.003 5 u.则氘核聚变释放的核能为E＝931×0.003 5 MeV≈3.3 MeV，选项B正确．2．(2020·课标全国卷Ⅱ，15)一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为238 92U→234 90Th＋42He.下列说法正确的是( )A．衰变后钍核的动能等于α粒子的动能B．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C．铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间D．衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量答案：B解析：衰变过程遵守动量守恒定律，故选项A错，选项B对．根据半衰期的定义，可知选项C错．α衰变释放核能，有质量亏损，故选项D错．3．(2020·天津卷，1)我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献．下列核反应方程中属于聚变反应的是( )A.21H＋31H→42He＋10nB.147N＋42He→17 8O＋11HC.42He＋2713Al→3015P＋10nD.235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n答案：A解析：A对：两个轻核结合成质量较大的原子核．B错：原子核的人工转变．C错：原子核的人工转变．D错：重核裂变．4．(2020·新课标全国卷Ⅲ，35(1))(多选)一静止的铝原子核2713Al俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核2814Si.下列说法正确的是( )A．核反应方程为p＋2713Al→2814SiB．核反应过程中系统动量守恒C．核反应过程中系统能量不守恒D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和E．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度的方向一致答案：ABE解析：核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为p＋2713Al→2814Si，说法A正确．核反应过程中遵从动量守恒和能量守恒，说法B正确，说法C错误．核反应中发生质量亏损，生成物的质量小于反应物的质量之和，说法D错误．根据动量守恒定律有m p v p＝mSivSi，碰撞后硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度方向一致，说法E正确．刷仿真模拟——明趋向5．(2020·浙江衢州质检)(多选)以下说法正确的是( )A．一种元素具有放射性，与它是以单质还是化合物存在无关B．铀块体积大于或等于临界体积是发生链式反应的条件之一C．利用14C(碳14)的衰变可以进行物质年代的测定D．一束α射线射向验电器上端的金属球，原来带正电而有一定张角的金属箔的角度将变得更大答案：ABC解析：元素的放射性与它存在的状态是单质还是化合物无关，A正确．发生链式反应的条件：一是应用慢中子，二是铀块的体积应大于或等于临界体积，B正确．动植物在死亡以后的年代里，因碳14是放射性同位素，仍在不断地进行衰变，因此死亡动植物体内的碳14的含量在一天天地减少．碳14的量是可以通过测量其放射性确定的，放射性碳测定年代法是最常用的考古方法，C 正确．因为射线具有一定的电离作用，它能使所经过的路径的空气分子电离，使空气变成导体，从而使带正电的验电器上的正电荷发生转移、中和，所以验电器金属箔的张角将变小，D 错误．6．(2020·广东揭阳一中、潮州金中联考)(多选)下列说法中正确的是( ) A ．发现天然放射现象的意义在于使人类认识到原子具有复杂的结构B ．结合能越大的原子核，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定C ．根据玻尔理论可知，氢原子核外电子跃迁过程中电子的电势能和动能之和不守恒D ．已知234 90Th 的半衰期是24天，48 g 的23490Th 经过72天后衰变了42 g 答案：CD解析：发现天然放射现象的意义在于使人类认识到原子核具有复杂的结构，而电子的发现说明原子具有复杂结构，故A 错误；比结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定，故B 错误；根据玻尔理论可知，氢原子核外电子跃迁过程中，电子的总能量将减小(或增大)，即电子的电势能和动能之和是不守恒的，这是因为氢原子要辐射(或吸收)光子，故C 正确；经过7224＝3个半衰期后，48 g 的23490Th 还剩下48×⎝ ⎛⎭⎪⎫123g ＝6 g ，衰变了48 g －6 g ＝42 g ，故D 正确．7．(2020·陕西宝鸡一模)放射性同位素232 90Th 经一系列α、β衰变后生成氡22086Rn ，以下说法正确的是( )A ．每经过一次α衰变原子核的质量数会减少2个B ．每经过一次β衰变原子核的质子数会增加1个C ．放射性元素钍232 90Th 的原子核比氡22086Rn 的原子核的中子数少4个D ．钍232 90Th 衰变成氡22086Rn 一共经过2次α衰变和3次β衰变 答案：B解析：每经过一次α衰变，原子核的质量数会减少4个，A 错误；每经过一次β衰变，原子核内就有一个中子转变成一个质子，原子核的质子数会增加1，B 正确；232 90Th 的原子核比22086Rn 的原子核的质量数多12，质子数多4，中子数多8，C 错误；232 90Th 的原子核衰变成22086Rn ，发生了232－2204＝3次α衰变，86－(90－3×2)＝2次β衰变，D 错误．刷最新原创——抓重点8．(多选)静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44：1，如图所示，则( )A ．α粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反B ．原来放射性元素的原子核电荷数为88C ．反冲核的核电荷数为88D ．α粒子和反冲粒子的速度之比为1：88 答案：AC解析：微粒之间相互作用的过程中遵守动量守恒定律，由于初始总动量为零，则末动量也为零，即α粒子和反冲核的动量大小相等，方向相反．由于释放的α粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内，且在洛伦兹力作用下做圆周运动．由Bqv ＝mv 2R 得：R ＝mvBq若原来放射性元素的核电荷数为Q ，则对α粒子：R 1＝p 1B·2e对反冲核：R 2＝p 2B Q －2e由于p 1＝p 2，得R 1：R 2＝44：1，得Q ＝90它们的速度大小与质量成反比，B 、D 两项错误，A 、C 两项正确．9．两个动能均为1 MeV 的氘核发生正面碰撞，引起如下反应：21H ＋21H→31H ＋11H.若放出的能量全部转变为新生核的动能，则新生的氚核具有的动能是(已知21H 核质量为2.0136 u ，31H 核质量为3.0156 u ，11H 核质量为1.0073 u,1 u 相当于931.5 MeV)( )A ．4.005 MeVB ．0.0043 MeVC ．2.013 MeVD ．1.001 MeV 答案：D解析：此核反应中的质量亏损和放出的能量分别为：Δm＝(2×2.0136－3.0156－1.0073) u ＝0.0043u ，ΔE＝Δmc 2＝0.0043×931.5 MeV≈4.005 MeV.因碰前两氘核动能相同，相向正碰，故碰前的总动量为零．因核反应中的动量守恒，故碰后质子和氚核的总动量也为零．设其动量分别为p 1、p 2，必有p 1＝－p 2.设碰后质子和氚核的动能分别为E k1和E k2，质量分别为m 1和m 2.则E k1E k2＝12m 1v 2112m 2v 22＝m 1v 21m 2v 22＝p 21m 1p 22m 2＝m 2m 1＝31，故新生的氚核具有的动能E k2＝14ΔE＝14×4.005 MeV≈1.001 MeV，D 项正确．刷易错易误——排难点易错点1 对基本概念掌握不牢固导致错误10．(2020·天津和平区期末)(多选)下列关于原子及原子核的说法正确的是( )A ．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的重核裂变反应B ．外界环境温度升高，原子核的半衰期不变C ．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子D ．比结合能越大，原子核越稳定 答案：BD解析：太阳辐射的能量主要来自太阳内部轻核的聚变，A 错误；半衰期与外界因素无关，B 正确；原子核发生一次β衰变，原子核内部就有一个中子转变成一个质子，从而释放出一个电子，C 错误；比结合能越大，原子核越稳定，D 正确．易错点2 对核反应方程及衰变不能正确认知11．(2020·浙江杭州期末)(多选)在家居装饰中常用到花岗岩、大理石等天然石材，这些岩石都含有不同程度的放射性元素．下列说法中正确的是( )A ．放射性元素238 92U 发生α衰变的方程是238 92U→234 90Th ＋42HeB ．α衰变中，α粒子获得的能量越大，其德布罗意波长越短C ．β衰变中产生的电子来源于原子核的内部，故半衰期会受元素化学状态的影响D ．若某一原子核衰变辐射出一个频率为ν的γ光子，该过程的质量亏损为Δm，则hν>Δmc 2答案：AB解析：衰变过程中遵循电荷数守恒和质量数守恒，A 正确；α衰变中，α粒子获得的能量越大，其动量就越大，由p ＝h λ得λ＝hp，动量大的粒子德布罗意波长就短，B 正确；β衰变中产生的电子来源于原子核的内部，半衰期不受元素化学状态的影响，C 错误；若某一原子核衰变辐射出一个频率为ν的γ光子，该过程的质量亏损为Δm，由于衰变后生成的粒子一般会有动能，所以hν<Δmc 2，D 错误．刷综合大题——提能力12．(2020·北京卷，23)在磁感应强度为B 的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变．放射出的α粒子(42He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R.以m 、q 分别表示α粒子的质量和电荷量．(1)放射性原子核用AZ X 表示，新核的元素符号用Y 表示，写出该α衰变的核反应方程． (2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小．(3)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，新核的质量为M ，求衰变过程的质量亏损Δm.答案：(1)A Z X→A －4Z －2Y ＋42He (2)2πm qB q 2B 2πm(3)M ＋m qBR 22mMc 2解析：(1)A Z X→A －4Z －2Y ＋42He(2)设α粒子的速度大小为v ，由qvB ＝m v 2R ，T ＝2πRv，得α粒子在磁场中运动周期T ＝2πmqB环形电流大小I ＝q T ＝q 2B2πm(3)由qvB ＝m v2R，得v ＝qBR m设衰变后新核Y 的速度大小为v′，系统动量守恒 Mv′－mv ＝0v′＝mv M ＝qBR M由Δmc 2＝12Mv′2＋12mv 2得Δm＝M ＋m qBR22mMc 2说明：若利用M ＝A －44m 解答，亦可．2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．某物体以一定的初速度沿足够长的斜面从底端向上滑去，此后该物体的运动图像不可能．．．的是（图中x是位移、v是速度、t是时间）A．A B．B C．C D．D2．如图所示的电路中，电源的电动势为E内电用为r。

2012年高考物理试题分类汇编——原子、原子核1. (北京卷13)一个氢旅子从n=3能级跃迁到n=2能级.该氢原子A 放出光子，能力增加B 放出光子，能量减少C 吸收光子，能量增加D 吸收光子，能量减少2. (广东卷18)能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一，下列释放核能的反应方程，表述正确的有 A.是核聚变反应 B.是β衰变 C.是核裂变反应 D ．是α衰变3．（重庆卷19）以下是物理学史上3个著名的核反应方程232x Li y +−−→ 141778y N x O +→+ 91246y Be x C +→+x 、y 和z 是3种不同的粒子，其中z 是A ．α粒子B ．质子C ．中子D ．电子4.(上海卷1)在光电效应实验中，用单色光照时某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的（A ）频率 （B ）强度 （C ）照射时间 （D ）光子数目5.(上海卷3)与原子核内部变化有关的现象是（A ）电离现象 （B ）光电效应现象（C ）天然放射现象 （D ）α粒子散射现象6.(上海卷9)某种元素具有多种同位素，反映这些同位素的质量数A 与中子数N 关系的是图（ ）7. （全国②15）23592U 经过m 次a 衰变和n 次β衰变变成pb 20782则A.m=7，n=3B.m=7，n=4C.m=14， n=9 D ，m=14， n=188．（四川卷17）如图为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子A ．从4n =能级跃迁到3n =能级比从3n =能级跃迁到2n =能级辐射出电磁波的波长长B ．从5n =能级跃迁到1n =能级比从5n =能级跃迁到4n =能级辐射出电磁波的速度大C ．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的D ．从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量9. （天津卷1） 下列说法正确的是A. 采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B. 由波尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C. 从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力D. 原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量10．(上海卷21)Co 6027发生一次β衰变后变为Ni 核，其衰变方程为_______________________；在该衰变过程中还发出频率为ν1、ν2的两个光子，其总能量为_____________________。

高三物理原子核试题答案及解析1. 假设两个氘核在一直线上相碰发生聚变反应生成氦的同位素和中子，已知氘核的质量是2.013 6 u ，中子的质量是1.008 7 u ，氦核同位素的质量是3.015 0 u.(1)聚变的核反应方程式是________，在聚变核反应中释放出的能量为______ MeV.(保留两位有效数字)(2)若氚核和氦核发生聚变生成锂核，反应方程式为H ＋He→Li ，已知各核子比结合能分别为E H ＝1.112 MeV 、E He ＝7.075 MeV 、E Li ＝5.603 MeV ，求此核反应过程中释放的核能 ． 【答案】(1) H ＋H→He ＋n 3.3 (2)7.585 MeV 【解析】(1)在核反应前后质量数和核电荷数守恒，由爱因斯坦的质能方程可知在聚变核反应中释放出的能量为（2.013 6 u+2.013 6 u-1.008 7 u-3.015 0 u ）×931.5MeV="3.3"MeV(2)比结合能为平均每个核子的能量，所以释放的能量为1.112 MeV×3+7.075 MeV×4-5.603 MeV×7="7.585" MeV2. 中子和质子结合成氘核时,质量亏损为Δm,相应的能量ΔE=Δmc 2="2.2" MeV 是氘核的结合能.下列说法正确的是( )A ．用能量小于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时,氘核不能分解为一个质子和一个中子B ．用能量等于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的动能之和为零C ．用能量大于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的动能之和为零D ．用能量大于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的动能之和不为零【答案】AD【解析】用能量小于等于结合能的光子照射氘核时,氘核一定不能分解,所以A 正确,B 错误.用能量大于结合能的光子照射氘核时,氘核可能分解,只要分解,分解出的质子和中子动能之和一定不为零(若动能之和为零就分不开了),所以C 错误,D 正确.3. (山东临沂一模)如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z 的关系图象.下列说法中正确的是( )A ．若D ､E 能结合成F,结合过程一定要释放能量B ．若D ､E 能结合成F,结合过程一定要吸收能量C ．若A 能分裂成B ､C,分裂过程一定要释放能量D ．若A 能分裂成B ､C,分裂过程一定要吸收能量【答案】AC【解析】核反应过程中,核子数守恒,反应后比反应前核子平均质量减小,则反应过程一定要放出能量,反之,反应后核子平均质量增大,则反应过程中一定要吸收能量,由图象易知A ､C 正确.实际上在这里A 项为轻核的聚变反应,C 项为重核的裂变反应.4. 放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时,往往会同时伴随__________辐射.已知A､B两种放射性元素的半衰期分别为T1和T2,经过t=T1·T2时间后测得这两种放射性元素的质量相等,那么它们原来的质量之比mA mB=__________.【答案】γ 2T22T1【解析】由半衰期公式m=m0结合题意可得mA·mB·所以5.太阳内部持续不断地发生着4个质子聚变为一个氦核的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源．(1)写出这个核反应方程．(2)这一核反应能释放出多少能量？(3)已知太阳每秒释放能量为3.8×1026 J，则太阳每秒减少的质量为多少kg?(4)若太阳质量减小万分之三，热核反应不能继续进行，计算太阳还能存在多少年？(mp＝1.0073u，mα＝4.0015 u，me＝0.00055 u，太阳的质量为2×1030 kg)【答案】(1)4H―→He＋2e(2)24.78 MeV (3)4.2×109 kg(4)4.5×109年【解析】(1)核反应方程是4H―→He＋2 e.(2)这一核反应的质量亏损是Δm＝4mp －mα－2me＝0.0266 uΔE＝Δmc2＝0.0266×931.5 MeV≈24.78 MeV.(3)由ΔE＝Δmc2得每秒太阳质量减少Δm＝＝ kg≈4.2×109 kg.(4)太阳的质量为2×1030 kg，太阳还能存在的时间为t＝＝s≈1.4×1017 s即为4.5×109年．6.太阳的能量来源是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，核聚变反应可以看做是4个氢核结合成1个氦核同时放出2个正电子．试写出核反应方程，并由表中数据计算出该聚变反应过程中释放的能量(取1 u＝×10－26 kg)．粒子名称质子pα粒子电子e中子n质量/u 1.0073 4.00150.00055 1.0087【答案】：见解析【解析】核反应方程为4H―→He＋2e,4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损为Δm＝(1.0073×4－4.0015－2×0.00055)u＝0.0266 u＝4.43×10－29 kg由爱因斯坦质能方程得，聚变反应过程中释放的能量为ΔE＝Δmc2＝4.43×10－29×(3×108)2 J＝4.0×10－12 J.7.（2010·北京·15）太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少。

第一学期山东省实验中学高三一轮复习测试原子核3.量为2.013 6 u，氦核质量为3.015 0 u，中子质量为1.008 7 u，1 u的质量相当于931.5 MeV的能量则：(1)完成核反应方程： 12H＋ 12H→________＋ 01n.(2)求核反应中释放的核能．(3)在两氘核以相等的动能0.35 MeV进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的情况下，求反应中产生的中子和氦核的动能．（计算结果取2位有效数字）4.(选修模块3-5)（1）下列说法中正确的有．A．普朗克在研究黑体热辐射时提出了能量子假说B．α衰变的实质是原子核内部的一个中子转变成质子C．在核反应堆中，为使快中子减速，在铀棒周围要放置镉棒D．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固（2）加拿大萨德伯里中微子观测站揭示了中微子失踪的原因，即观测到的中微子数目比理论值少是因为部分中微子在运动过程中转化为一个μ子和一个τ子．该研究过程中牛顿运动定律（选填“依然适用”或“不能适用”）．若发现μ子和中微子的运动方向相反，则τ子的运动方向与中微子的运动方向（选填“相同”、“相反”或“无法确定”）．（3）一铜板暴露在波长为λ的紫外线中，观测到有电子从铜板表面逸出．在铜板所在空间加一方向垂直于板面、大小为E的匀强电场时，电子能运动到距板面的最大距离为d．已知真空中的光速为c，普朗克常量为h，电子电荷量为e，求：①入射光光子的能量；②铜板的极限频率．四、综合题5.A. [选修3－3](1) 对于下列实验，说法正确的有________．甲乙丙丁A. 甲图是用油膜法测分子直径的示意图，认为油酸薄膜厚度等于油酸分子直径B. 乙图是溴蒸气的扩散实验，若温度升高，则扩散的速度加快C. 丙图是模拟气体压强产生机理的实验，说明气体压强是由气体重力引起的D. 丁图是蜂蜡涂在单层云母片上融化实验，说明云母晶体的导热性能各向同性(2) 一定质量的理想气体，其状态变化的pV图象如图所示．已知气体在状态A时的温度为260 K，则气体在状态B时的温度为________K，从状态A到状态C，气体与外界交换的热量为________J.(3) 2019年5月，我国成为全球首个海域可燃冰试采获得连续稳定气流的国家．可燃冰是一种白色固体物质，1 L可燃冰在常温常压下释放160 L的甲烷气体，常温常压下甲烷的密度为0.66 g/L，甲烷的摩尔质量为16 g/mol，阿伏加德罗常数取6.0×1023mol－1.请计算1 L可燃冰在常温常压下释放出甲烷气体的分子数目(计算结果保留一位有效数字)．C. [选修3－5](1) 下列说法正确的有________．A. 比结合能大的原子核分解成比结合能小的原子核时要吸收能量B. 用紫光照射某金属表面时发生光电效应，改用红光照射时也一定能发生光电效应C. 黑体辐射的强度随温度的升高而变大，且最大值向波长较短的方向移动D. 改变压强、温度可改变放射性元素的半衰期(2) 如图所示为氢原子的能级图，莱曼线系是氢原子从n＝2，3，4，5…激发态跃迁到基态时辐射的光谱线系，辐射出光子的最小频率为________；若该光子被某种金属吸收后，逸出的光电子最大初动能为E k，则该金属的逸出功为________．已知普朗克常量为h，氢原子处于基态时的能级为E1.(3) 如图所示，光滑水平面上小球A、B分别以1.2 m/s、2.0 m/s的速率相向运动，碰撞后B球静止．已知碰撞时间为0.05 s，A、B的质量均为0.2 kg.求：①碰撞后A球的速度大小；②碰撞过程A对B平均作用力的大小．6.选做题A. [选修3-3]（1）下列说法正确的是．A. 随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能不一定减小B. 水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，是因为油脂使水的表面张力增大的缘故C. 空气的相对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示D. 有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体（2）已知水的密度为ρ,摩尔质量为M,水分子直径为d,则水的摩尔体积为 ,阿伏加德罗常数为 .(用符号表示)（3）如图所示,一定质量的理想气体先从状态A经等容过程到状态B,再经等压过程到状态C.在状态C时气体的体积V=3.0×10-3m3,温度与状态A相同.求气体: ①在状态B时的体积.②在整个过程中放出的热量.C. [选修3-5]（1）下列说法中正确的是A．在研究光电效应实验中所测得的遏止电压与入射光的强度有关B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的C．放射性元素原子核的半衰期长短与原子所处的化学状态和外部条件有关D．黑体辐射随着温度的升高，各种波长的辐射强度都在增加，同时辐射强度的极大值向波长较短的方向移动（2）氢原子处于基态时能量E1=-13.6eV，现有一群处于n=4能级上的氢原子，要使它们回到n=2能级过程中，可能辐射种不同频率的光子。