2019届高考物理一轮复习 第12章 近代物理 第二节 原子与原子核达标诊断高效训练.doc

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1、1第二节第二节 原子与原子核原子与原子核(建议用时：60 分钟)一、单项选择题1(2018南昌十所省重点中学模拟)下列说法正确的是( )A光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量B比结合能越大，原子核越不稳定C将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变放射性元素的半衰期D原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损解析：选 A.光子像其他粒子一样，不但具有粒子性，而且也有波动性，则不但具有能量，也具有动量，故 A 正确；比结合能越大的原子核越稳定，B 错误；放射性元素的半衰期与外界因素没有任何关系，只和本身性质有关，C 错误；原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个

2、现象叫做质量亏损，故 D 错误2铀核可以发生衰变和裂变，铀核的( )A衰变和裂变都能自发发生B衰变和裂变都不能自发发生C衰变能自发发生而裂变不能自发发生D衰变不能自发发生而裂变能自发发生解析：选 C.铀是天然放射性元素，所以铀核的衰变是能自发发生的，而铀核的裂变是人工实现的，是用中子轰击铀核实现的，所以铀核的裂变，不能自发发生，故 A、B、D 错误，C 正确3.Th 经过一系列 衰变和 衰变后变成Pb，则Pb 比Th 少( )23290208822088223290A16 个中子，8 个质子 B8 个中子，16 个质子C24 个中子，8 个质子 D8 个中子，24 个质子解析：选 A.Pb 比

3、Th 质子数少(9082)8 个，核子数少(232208)24 个，所以2088223290中子数少(248)16 个，故 A 正确，B、C、D 错误4.(2018哈尔滨六中模拟)静止在匀强电场中的碳 14 原子核，某时刻放射的某种粒子与反冲核的初速度方向均与电场方向垂直，且经过相等的时间后形成的轨迹如图所示(a、b表示长度)那么碳 14的核反应方程可能是( )A.C HeBe BC eB14 64 210 414 60 114 5C.CeN DC HB14 60114 714 62 112 5解析：选 A.由轨迹弯曲方向可以看出，反冲核与放出的射线的受力方向均与电场强度方向相同，均带正电，且

4、由水平位移可得两者电荷量之比为 12；所以放出的粒子为 粒子，2即发生 衰变，则核反应方程是C HeBe，故 A 正确14 64 210 45.在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图中a、b所示，由图可以判定( )A该核发生的是 衰变B该核发生的是 衰变C磁场方向一定垂直纸面向里D磁场方向一定垂直纸面向外解析：选 B.本题考查对 粒子及 粒子的性质的了解，对动量守恒定律以及左手定则的应用能力原来静止的核，放出粒子后，总动量守恒，所以粒子和反冲核的速度方向一定相反，根据题图所示，它们在同一磁场中是向同一侧偏转的，由左手定则可知它们必带

5、异种电荷，故应为 衰变；由于不知它们的旋转方向，因而无法判定磁场是向里还是向外，即都有可能6(2015高考北京卷)下列核反应方程中，属于 衰变的是( )A.N HeO H BUTh He14 74 217 81 123892234904 2C. H H He n DThPae2 13 14 21 0234902349101解析：选 B. 衰变是放射性元素的原子核放出 粒子( He)的核反应，选项 B 正确4 27(2018四川遂宁模拟)不同色光的光子能量如下表所示；色光红橙黄绿蓝靛紫光子能量范围(eV)1.612.002.002.072.072.142.142.532.532.762.763.

6、10氢原子部分能级的示意图如图所示大量处于n4 能级的氢原子，发射出的光的谱线在可见光范围内，其颜色分别为( )A红、蓝靛 B红、紫C橙、绿 D蓝靛、紫解析：选 A.计算出各种光子能量，然后和表格中数据进行对比，便可解决本题氢原子处于第四能级，能够发出 12.75 eV、12.09 eV、10.2 eV、2.55 eV、1.89 eV、0.66 eV 的六种光子，1.89 eV 和 2.55 eV 属于可见光，1.89 eV 的光子为红光，2.55 eV 的光子为蓝靛二、多项选择题814C 发生放射性衰变为14N，半衰期约为 5 700 年已知植物存活期间，其体内14C 与312C 的比例不变

7、；生命活动结束后，14C 的比例持续减少现通过测量得知，某古木样品中14C 的比例正好是现代植物所制样品的二分之一下列说法正确的是( )A该古木的年代距今约为 5 700 年B12C、13C、14C 具有相同的中子数C14C 衰变为14N 的过程中放出 射线D增加样品测量环境的压强将加速14C 的衰变解析：选 AC.因古木样品中14C 的比例正好是现代植物所制样品的二分之一，则可知经过的时间为一个半衰期，即该古木的年代距今约为 5 700 年，选项 A 正确；12C、13C、14C 具有相同的质子数，由于质量数不同，故中子数不同，选项 B 错误；根据核反应方程可知，14C衰变为14N 的过程中

8、放出电子，即发出 射线，选项 C 正确；外界环境不影响放射性元素的半衰期，选项 D 错误9(2015高考广东卷)科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：XY He H4.9 MeV 和 H H HeX17.6 MeV，下列表述正确的4 23 12 13 14 2有( )AX 是中子BY 的质子数是 3，中子数是 6C两个核反应都没有质量亏损D氘和氚的核反应是核聚变反应解析：选 AD.核反应方程遵守核电荷数守恒和质量数守恒，则由 H H HeX17.6 2 13 14 2MeV 知 X 为 n，由 XY He H4.9 MeV 知 Y 为 Li，其中 Y 的质子数

9、是 3，中子数也1 04 23 16 3是 3，选项 A 正确，选项 B 错误；两个核反应都释放出核能，故都有质量亏损，选项 C 错误；XY He H4.9 MeV 是原子核的人工转变， H H He n17.6 MeV 为轻核4 23 12 13 14 21 0聚变，选项 D 正确10在花岗岩、大理石等装饰材料中，都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性元素的说法中正确的是( )A 射线与 射线一样都是电磁波，但穿透本领远比 射线弱B氡的半衰期为 3.8 天，4 个氡原子核经过 7.6 天后就一定只剩下 1 个氡原子核C.U 衰变成Pb 要经过 6 次 衰变和 8 次 衰变23892206

10、82D放射性元素发生 衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的解析：选 CD. 射线是电子流， 射线才是电磁波，选项 A 错误；半衰期的意义只有对大量原子核才成立，选项 B 错误；U 衰变成Pb，质量数减少了 32，因此发生了8238922068232 4次 衰变， 衰变 8 次则核电荷数要减少 16，实际核电荷数减少 10，因此发生了16106 次 衰变，C 正确； 衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产4生的，D 正确三、非选择题11.在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个 粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片(如图所示)，今测得两个相切圆半径之比r1r2

11、144.则：(1)图中哪一个圆是 粒子的径迹？(说明理由)(2)这个原子核原来所含的质子数是多少？解析：(1)因为动量守恒，所以轨道半径与粒子的电荷量成反比，所以圆轨道 2 是 粒子的径迹，圆轨道 1 是新生核的径迹，两者电性相同，运动方向相反(2)设衰变后新生核的电荷量为q1， 粒子的电荷量为q22e，它们的质量分别为m1和m2，衰变后的速度分别为v1和v2，所以原来原子核的电荷量qq1q2.根据轨道半径公式有，r1 r2m1v1 Bq1 m2v2 Bq2m1v1q2 m2v2q1 又由于衰变过程中遵循动量守恒定律，则m1v1m2v2，以上三式联立解得q90e.即这个原子核原来所含的质子数为

12、 90.答案：(1)圆轨道 2 是 粒子的径迹 理由见解析 (2)9012(2017高考北京卷)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 衰变放射出的 粒子( He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为4 2R.以m、q分别表示 粒子的质量和电荷量(1)放射性原子核用 X 表示，新核的元素符号用 Y 表示，写出该 衰变的核反应方程A Z(2) 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 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 m.解析：(1) XY He.A ZA4Z24 2(2)设 粒子的速度大小为v，由qvBm，T，得v2 R2R v 粒子在磁场中运动周期T2m qB环形电流大小I .q Tq2B 2m5(3)由qvBm，得vv2 RqBR m设衰变后新核 Y 的速度大小为v，系统动量守恒Mvmv0vmv MqBR M由 mc2Mv2mv21 21 2得 m.（Mm）（qBR）2 2mMc2答案：见解析