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(新課標(biāo))2022高考物理總復(fù)習(xí) 課時(shí)檢測(cè)(七十三)原子結(jié)構(gòu)與原子核(雙基落實(shí)課)(含解析)

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1、(新課標(biāo))2022高考物理總復(fù)習(xí) 課時(shí)檢測(cè)(七十三)原子結(jié)構(gòu)與原子核(雙基落實(shí)課)(含解析) 1.對(duì)盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,下列說(shuō)法中正確的是(  ) A.原子內(nèi)存在電子 B.原子的大小為10-10 m C.原子的正電荷均勻分布在它的全部體積上 D.原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核內(nèi) 解析:選D 根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后沿原來(lái)方向前進(jìn),少數(shù)發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn),極少數(shù)偏轉(zhuǎn)角超過(guò)90°,可知C錯(cuò),D對(duì);α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果不能說(shuō)明原子內(nèi)存在電子也不能判定原子的大小為10-10 m,A、B錯(cuò)。 2.(2019·沈陽(yáng)聯(lián)考)如圖所示,根據(jù)氫原子的

2、能級(jí)圖,現(xiàn)讓一束單色光照射到一群處于基態(tài)(量子數(shù)n=1)的氫原子上,受激的氫原子能自發(fā)地發(fā)出6種不同頻率的光,則照射氫原子的單色光的光子能量為(  ) A.13.6 eV        B.3.4 eV C.12.75 eV D.12.09 eV 解析:選C 根據(jù)受激的氫原子能自發(fā)地發(fā)出6種不同頻率的光,有6=,解得n=4,即能自發(fā)地發(fā)出6種不同頻率的光的受激氫原子一定是在n=4能級(jí),則照射處于基態(tài)的氫原子的單色光的光子能量為-0.85 eV-(-13.6 eV)=12.75 eV,C正確。 3.“慧眼”觀測(cè)的范圍是美麗的銀河系,γ射線暴是主要研究的對(duì)象之一。γ射線暴是來(lái)自天空中某一

3、方向的γ射線強(qiáng)度在短時(shí)間內(nèi)突然增強(qiáng),隨后又迅速減弱的現(xiàn)象,它是僅次于宇宙大爆炸的爆發(fā)現(xiàn)象。下列關(guān)于γ射線的論述中正確的是(  ) A.γ射線同α、β射線一樣,都是高速帶電粒子流 B.γ射線的穿透能力比α射線強(qiáng),但比β射線弱 C.γ射線是原子核能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的 D.利用γ射線可以使空氣電離,消除靜電 解析:選C γ射線是電磁波,不是高速帶電粒子流,A錯(cuò)誤;α、β、γ三種射線中,γ射線能量最高,穿透能力最強(qiáng),B錯(cuò)誤;利用α射線的電離作用可以使空氣電離,將靜電泄出,從而消除有害靜電,D錯(cuò)誤;γ射線是原子核能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的,C正確。 4.(2018·江蘇高考)已知A和B兩種放射性元素的半衰

4、期分別為T(mén)和2T,則相同質(zhì)量的A和B經(jīng)過(guò)2T后,剩有的A和B質(zhì)量之比為(  ) A.1∶4 B.1∶2 C.2∶1 D.4∶1 解析:選B 根據(jù)衰變規(guī)律,經(jīng)過(guò)2T后A剩有的質(zhì)量mA=m0=m0,B剩有的質(zhì)量mB=m0=m0,所以=,故選項(xiàng)B正確。 5.(2018·天津高考)國(guó)家大科學(xué)工程——中國(guó)散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功,獲得中子束流,可以為諸多領(lǐng)域的研究和工業(yè)應(yīng)用提供先進(jìn)的研究平臺(tái)。下列核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是(  ) A.N俘獲一個(gè)α粒子,產(chǎn)生O并放出一個(gè)粒子 B.Al俘獲一個(gè)α粒子,產(chǎn)生P并放出一個(gè)粒子 C.B俘獲一個(gè)質(zhì)子,產(chǎn)生Be并放

5、出一個(gè)粒子 D.Li俘獲一個(gè)質(zhì)子,產(chǎn)生He并放出一個(gè)粒子 解析:選B 根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒,各選項(xiàng)核反應(yīng)方程如下:N+HeO+H,故A錯(cuò)誤;Al+HeP+n,故B正確;B+HBe+He,故C錯(cuò)誤;Li+HHe+He,故D錯(cuò)誤。 6.中子n、質(zhì)子p、氘核D的質(zhì)量分別為mn、mp、mD?,F(xiàn)用光子能量為E的γ射線照射靜止氘核使之分解,反應(yīng)方程為γ+D→p+n。若分解后的中子、質(zhì)子的動(dòng)能可視為相等,則中子的動(dòng)能是(  ) A.[(mD-mp-mn)c2-E] B.[(mp+mn-mD)c2+E] C.[(mD-mp-mn)c2+E] D.[(mp+mn-mD)c2-E] 解析:選

6、C 氘核分解成中子、質(zhì)子時(shí),質(zhì)量增加Δm=mp+mn-mD,所以2Ek=E-(mp+mn-mD)c2,中子動(dòng)能為Ek=[(mD-mp-mn)c2+E]。故C正確。 7.如圖所示是氫原子從n=3、4、5、6能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)時(shí)輻射的四條光譜線,其中頻率最大的是(  ) A.Hα B.Hβ C.Hγ D.Hδ 解析:選D 根據(jù)能級(jí)躍遷公式可知,當(dāng)氫原子由第6能級(jí)躍遷到第2能級(jí)時(shí),發(fā)出光子的能量最高,為hν=E6-E2,輻射的光子Hδ頻率最大,故D選項(xiàng)正確。 8.(2017·天津高考)我國(guó)自主研發(fā)制造的國(guó)際熱核聚變核心部件在國(guó)際上率先通過(guò)權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證,這是我國(guó)對(duì)國(guó)際熱核聚變項(xiàng)目的

7、重大貢獻(xiàn)。下列核反應(yīng)方程中屬于聚變反應(yīng)的是(  ) A.H+H→He+n B.N+He→O+H C.He+Al→P+n D.U+n→Ba+Kr+3n 解析:選A A項(xiàng)是氫元素的兩種同位素氘和氚聚變成氦元素的核反應(yīng)方程,B、C項(xiàng)屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變,D項(xiàng)屬于重核的裂變,因此只有A項(xiàng)正確。 9.(多選)(2019·周口模擬)盧瑟福通過(guò)用α粒子(He)轟擊氮核(N)的實(shí)驗(yàn),首次實(shí)現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變,則下列說(shuō)法中正確的是(  ) A.該核反應(yīng)的方程為He+N→O+H B.通過(guò)此實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子 C.原子核在人工轉(zhuǎn)變的過(guò)程中,電荷數(shù)可以不守恒 D.在此實(shí)驗(yàn)中,核子反應(yīng)前的總質(zhì)量一定等

8、于反應(yīng)后的總質(zhì)量 解析:選AB 由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,可知核反應(yīng)方程為:He+N→O+H,選項(xiàng)A正確;盧瑟福通過(guò)此實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子,選項(xiàng)B正確;在原子核的人工轉(zhuǎn)變過(guò)程中,其電荷數(shù)守恒,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由于在核反應(yīng)中有能量轉(zhuǎn)化,所以質(zhì)量數(shù)守恒,質(zhì)量不守恒,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 10.(多選)在某些恒星內(nèi),3個(gè)α粒子結(jié)合成1個(gè)C原子核,C原子核的質(zhì)量是12.000 0 u,He原子核的質(zhì)量是4.002 6 u。已知1 u=1.66×10-27 kg,1 eV=1.6×10-19 J。則(  ) A.反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損是0.007 8 u B.反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損是1.29×10-29 kg C.

9、反應(yīng)過(guò)程中釋放的能量是7.26 MeV D.反應(yīng)過(guò)程中釋放的能量是1.16×10-19 J 解析:選ABC 由題意可得核反應(yīng)方程為3He→6C+ΔE。則核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為Δm=(3×4.002 6-12.000 0)u=0.007 8 u=0.007 8×1.66×10-27 kg≈1.29×10-29 kg,由質(zhì)能方程得ΔE=Δmc2=1.29×10-29×(3×108)2 J=1.161×10-12 J≈7.26 MeV。故A、B、C正確。 11.(多選)靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的U核發(fā)生α衰變,產(chǎn)生一個(gè)α粒子和一個(gè)未知的粒子X(jué),它們?cè)诖艌?chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,下列說(shuō)法正確的是(  )

10、A.該核反應(yīng)方程為U→X+He B.α粒子和X粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同 C.軌跡1、2分別是α粒子、X粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡 D.α粒子、X粒子運(yùn)動(dòng)軌跡半徑之比為45∶1 解析:選ABD 由題意可知該核反應(yīng)方程為U→X+He,選項(xiàng)A正確;核反應(yīng)前U核靜止,動(dòng)量為零,根據(jù)動(dòng)量守恒可知反應(yīng)后系統(tǒng)總動(dòng)量為零,所以α粒子和X粒子的動(dòng)量大小相等,方向相反,即速度方向相反,又都帶正電,故轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同,選項(xiàng)B正確;根據(jù)動(dòng)量守恒可知α粒子和X粒子的動(dòng)量大小p相等,由帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑公式R=可知軌道半徑R與其所帶電荷量成反比,故α粒子、X粒子運(yùn)動(dòng)軌跡半徑之比為45∶1,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。

11、 12.裂變反應(yīng)是目前核能利用中常用的反應(yīng),以原子核U為燃料的反應(yīng)堆中,當(dāng)U俘獲一個(gè)慢中子后發(fā)生的裂變反應(yīng)可以有多種方式,其中一種可表示為  U  +  n → Xe?。r?。?n 235.043 9 1.008 7 138.917 8  93.915 4 反應(yīng)方程下方的數(shù)字是中子及有關(guān)原子的靜止質(zhì)量(原子的質(zhì)量單位為u),已知1 u的質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量為9.3×102 MeV,此裂變反應(yīng)釋放出的能量是________MeV。 解析:此裂變反應(yīng)的質(zhì)量虧損為:(235.043 9+1.008 7)u-(138.917 8+93.915 4+3×1.008 7)u=0.193 3 u 由1 u的質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量為9.3×102 MeV ΔE=9.3×102×0.193 3 MeV≈1.80×102 MeV。 答案:1.80×102

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