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高考物理大一輪復習 第十二章 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu)與原子核 第33講 原子結(jié)構(gòu)與原子核實戰(zhàn)演練

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1、高考物理大一輪復習 第十二章 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu)與原子核 第33講 原子結(jié)構(gòu)與原子核實戰(zhàn)演練 1.(多選)一靜止的鋁原子核Al俘獲一速度為1.0×107 m/s的質(zhì)子p后,變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核Si.下列說法正確的是( ABE ) A.核反應方程為p+Al→Si B.核反應過程中系統(tǒng)動量守恒 C.核反應過程中系統(tǒng)能量不守恒 D.核反應前后核子數(shù)相等,所以生成物的質(zhì)量等于反應物的質(zhì)量之和 E.硅原子核速度的數(shù)量級為105 m/s,方向與質(zhì)子初速度的方向一致 解析 核反應方程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,選項A正確;微觀粒子相互作用過程中,滿足動量守恒定律,選項B正確;題述核反應過

2、程屬于“二合一”形式的完全非彈性碰撞,機械能有損失,但對于封閉的系統(tǒng),能量仍然守恒,選項C錯誤;核反應過程中的機械能有損失,故存在質(zhì)量虧損現(xiàn)象,選項D錯誤;硅原子質(zhì)量約是質(zhì)子質(zhì)量的28倍,由動量守恒定律知,m0v0=28m0v,所以硅原子核速度數(shù)量級為105 m/s,方向與質(zhì)子初速度的方向一致,選項E正確. 2.圖中曲線a、b、c、d為氣泡室中某放射物發(fā)生衰變放出的部分粒子的徑跡,氣泡室中磁感應強度方向垂直于紙面向里.以下判斷可能正確的是( D ) A.a(chǎn)、b為β粒子的徑跡 B.a(chǎn)、b為γ粒子的徑跡 C.c、d為α粒子的徑跡 D.c、d為β粒子的徑跡 解析 γ粒子是不帶電的光子

3、,在磁場中不偏轉(zhuǎn),選項B錯誤;α粒子為氦核帶正電,由左手定則知向上偏轉(zhuǎn),選項A、C錯誤;β粒子是帶負電的電子,應向下偏轉(zhuǎn),選項D正確. 3.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( C ) A. B. C. D. 解析 經(jīng)過n個半衰期剩余碘131的含量m′=m()n.因32天為碘131的4個半衰期,故剩余碘131的含量m′=m()4=,選項C正確. 4.(多選)氫原子能級如圖所示,當氫原子從n=3躍遷到n=2的能級時,輻射光的波長為656 nm.以下判斷正確的是__CD__(選填正確答案標號). A.氫原子從

4、n=2躍遷到n=1的能級時,輻射光的波長大于656 nm B.用波長為325 nm的光照射,可使氫原子從n=1躍遷到n=2的能級 C.一群處于n=3能級上的氫原子向低能級躍遷時最多產(chǎn)生3種譜線 D.用波長為633 nm的光照射,不能使氫原子從n=2躍遷到n=3的能級 解析 能級間躍遷輻射的光子能量等于兩能級間的能級差,能級差越大,輻射的光子頻率越大,波長越小,選項A錯誤;由Em-En=hν可知,選項B錯誤,D正確;根據(jù)C=3可知,輻射的光子頻率最多有3種,選項C正確. 5.下列有關原子結(jié)構(gòu)和原子核的認識,其中正確的是__B__.(選填正確答案標號) A.γ射線是高速運動的電子流

5、B.氫原子輻射光子后,其繞核運動的電子動能增大 C.太陽輻射能量的主要來源是太陽中發(fā)生的重核裂變 D.Bi的半衰期是5天,100克Bi經(jīng)過10天后還剩下50克 解析 β射線是高速電子流,而γ射線是一種電磁波,選項A錯誤;氫原子輻射光子后,繞核運動的電子距核更近,動能增大,選項B正確;太陽輻射能量的主要來源是太陽內(nèi)部氫核的聚變,選項C錯誤;10天為兩個半衰期,剩余的Bi為100×()g=100×()2 g=25 g,選項D錯誤. 6.在下列描述核變化過程的方程中,屬于α衰變的是__C__,屬于β衰變的是__AB__,屬于裂變的是__E__,屬于聚變的是__F__.(選填正確答案標號)

6、A.C→N+e    B.P→S+e C.U→Th+He    D.N+He→O+H E.U+n→Xe+Sr+2n    F.H+H→He+n 解析 一個原子核自發(fā)地放出一個α粒子,生成一個新核的過程是α衰變,因此選項C是α衰變;一個重核在一個粒子的轟擊下,分裂成幾個中等質(zhì)量原子核的過程是重核的裂變,因此選項E是重核的裂變;兩個較輕的原子核聚合成一個較大的原子核,并放出粒子的過程是輕核的聚變,因此選項F是輕核的聚變;另外,選項A、B是β衰變,選項D是原子核的人工轉(zhuǎn)變. 7.(xx·江蘇卷)(1)原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示.根據(jù)該曲線,下列判斷正確的有__BC__. A.H

7、e核的結(jié)合能約為14 MeV B.He核比Li核更穩(wěn)定 C.兩個H核結(jié)合成He核時釋放能量 D.U核中核子的平均結(jié)合能比Kr核中的大 (2)質(zhì)子(H)和α粒子(He)被加速到相同動能時,質(zhì)子的動量__小于__(選填“大于”“小于”或“等于”)α粒子的動量,質(zhì)子和α粒子的德布羅意波波長之比為__2∶1__. 解析 (1)由圖象可知,He的比結(jié)合能約為7 MeV,其結(jié)合能應為28 MeV,故選項A錯誤.比結(jié)合能較大的核較穩(wěn)定,故選項B正確.比結(jié)合能較小的核結(jié)合成比結(jié)合能較大的核時釋放能量,故選項C正確.比結(jié)合能就是平均結(jié)合能,故由圖可知選項D錯誤. (2)由動量與動能的關系p=可知,E

8、k相同時,質(zhì)量小的動量也較小,故質(zhì)子的動量小于α粒子的動量.德布羅意波長λ=,而p∝,故λ∝,則λH∶λα=∶=2∶1. 8.(xx·北京卷)在磁感應強度為B的勻強磁場中,一個靜止的放射性原子核發(fā)生了一次α衰變.放射出的α粒子(He)在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運動,其軌道半徑為R.以m、q分別表示α粒子的質(zhì)量和電荷量. (1)放射性原子核用X表示,新核的元素符號用Y表示,寫出該α衰變的核反應方程; (2)α粒子的圓周運動可以等效成一個環(huán)形電流,求圓周運動的周期和環(huán)形電流大?。? (3)設該衰變過程釋放的核能都轉(zhuǎn)化為α粒子和新核的動能,新核的質(zhì)量為M,求衰變過程的質(zhì)量虧損Δm. 解析 (1)X→Y+He. (2)設α粒子的速度大小為v,由qvB=m,T=,得α粒子在磁場中運動周期T=, 環(huán)形電流大小I==, (3)由qvB=m,得v=. 設衰變后新核Y的速度大小為v′,系統(tǒng)動量守恒, Mv′-mv=0, v′==, 由Δmc2=Mv′2+mv2, 得Δm=. 答案 見解析

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