2023屆高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)跟蹤檢測(cè)（四十四）原子結(jié)構(gòu)與原子核（重點(diǎn)班）

課時(shí)跟蹤檢測(cè)〔四十四〕原子結(jié)構(gòu)與原子核[A級(jí)——保分題目巧做快做]1．鈾核可以發(fā)生衰變和裂變，鈾核的()A．衰變和裂變都能自發(fā)發(fā)生B．衰變和裂變都不能自發(fā)發(fā)生C．衰變能自發(fā)發(fā)生而裂變不能自發(fā)發(fā)生D．衰變不能自發(fā)發(fā)生而裂變能自發(fā)發(fā)生解析：選C鈾是天然放射性元素，所以鈾核的衰變是能自發(fā)發(fā)生，而鈾核的裂變是人工實(shí)現(xiàn)的，是用中子轟擊鈾核實(shí)現(xiàn)的，所以鈾核的裂變不能自發(fā)發(fā)生，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確?！?.(2023·天津高考)物理學(xué)重視邏輯，崇尚理性，其理論總是建立在對(duì)事實(shí)觀察的根底上。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．天然放射現(xiàn)象說(shuō)明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的B．電子的發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識(shí)到原子具有核式結(jié)構(gòu)C．α粒子散射實(shí)驗(yàn)的重要發(fā)現(xiàn)是電荷是量子化的D．密立根油滴實(shí)驗(yàn)說(shuō)明核外電子的軌道是不連續(xù)的解析：選A天然放射現(xiàn)象說(shuō)明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的，人們認(rèn)識(shí)原子核的復(fù)雜結(jié)構(gòu)是從天然放射現(xiàn)象開始的，選項(xiàng)A正確。電子的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明了原子是可以分割的，是由更小的微粒組成的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。由α粒子散射實(shí)驗(yàn)建立了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。密立根油滴實(shí)驗(yàn)說(shuō)明物質(zhì)所帶電荷量是量子化的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3.eq\o\al(232,90)Th經(jīng)過(guò)一系列α衰變和β衰變后變成eq\o\al(208,82)Pb，那么eq\o\al(208,82)Pb比eq\o\al(232,90)Th少()A．16個(gè)中子，8個(gè)質(zhì)子B．8個(gè)中子，16個(gè)質(zhì)子C．24個(gè)中子，8個(gè)質(zhì)子D．8個(gè)中子，24個(gè)質(zhì)子解析：選Aeq\o\al(208,82)Pb比eq\o\al(232,90)Th質(zhì)子數(shù)少(90－82)＝8個(gè)，核子數(shù)少(232－208)＝24個(gè)，所以中子數(shù)少(24－8)＝16個(gè)，故A正確；B、C、D錯(cuò)誤。4.(2023·南昌十所省重點(diǎn)中學(xué)模擬)以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．光子像其他粒子一樣，不但具有能量，也具有動(dòng)量B．比結(jié)合能越大，原子核越不穩(wěn)定C．將由放射性元素組成的化合物進(jìn)行高溫分解，會(huì)改變放射性元素的半衰期D．原子核的質(zhì)量大于組成它的核子的質(zhì)量之和，這個(gè)現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損解析：選A光子像其他粒子一樣，不但具有粒子性，而且也有波動(dòng)性，那么不但具有能量，也具有動(dòng)量，故A正確；比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，B錯(cuò)誤；放射性元素的半衰期與外界因素沒(méi)有任何關(guān)系，只和本身性質(zhì)有關(guān)，C錯(cuò)誤；原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和，這個(gè)現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損，故D錯(cuò)誤。5.(2023·北京高考)以下核反響方程中，屬于α衰變的是()A.eq\o\al(14,)7N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,)8O＋eq\o\al(1,1)HB.eq\o\al(238,)92U→eq\o\al(234,)90Th＋eq\o\al(4,2)HeC.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nD.eq\o\al(234,)90Th→eq\o\al(234,)91Pa＋0－1e解析：選Bα衰變是放射性元素的原子核放出α粒子(eq\o\al(4,2)He)的核反響，選項(xiàng)B正確。6.(2023·泰安質(zhì)檢)根據(jù)氫原子的能級(jí)圖，現(xiàn)讓一束單色光照射到大量處于基態(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，那么照射氫原子的單色光的光子能量為()A．12.75eVB．13.06eVC．13.6eVD．0.85eV解析：選A受激的氫原子能自發(fā)地發(fā)出6種不同頻率的光，知躍遷到第4能級(jí)，那么吸收的光子能量為ΔE＝－0.85eV＋13.6eV＝12.75eV，故A正確。7．(2023·江蘇高考)貝可勒爾在120年前首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，如今原子核的放射性在眾多領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用。以下屬于放射性衰變的是()A.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)eB.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,53)I＋eq\o\al(95,39)Y＋2eq\o\al(1,0)nC.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nD.eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n解析：選A放射性元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象叫天然放射現(xiàn)象。A選項(xiàng)為β衰變方程，B選項(xiàng)為重核裂變方程，C選項(xiàng)為輕核聚變方程，D選項(xiàng)為原子核的人工轉(zhuǎn)變方程，故A正確。8．[多項(xiàng)選擇]14C發(fā)生放射性衰變?yōu)?4N，半衰期約為5700年。植物存活期間，其體內(nèi)14C與12C的比例不變；生命活動(dòng)結(jié)束后，14A．該古木的年代距今約為5700年B．12C、13C、C．14C衰變?yōu)?4D．增加樣品測(cè)量環(huán)境的壓強(qiáng)將加速14C解析：選AC因古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一，那么可知經(jīng)過(guò)的時(shí)間為一個(gè)半衰期，即該古木的年代距今約為5700年，選項(xiàng)A正確；12C、13C、14C具有相同的質(zhì)子數(shù)，由于質(zhì)量數(shù)不同，故中子數(shù)不同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)核反響方程可知，9．[多項(xiàng)選擇]科學(xué)家使用核反響獲取氚，再利用氘和氚核反響獲得能量，核反響方程分別為：X＋Y→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(3,1)H＋4.9MeV和eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X＋17.6MeV，以下表述正確的有()A．X是中子B．Y的質(zhì)子數(shù)是3，中子數(shù)是6C．兩個(gè)核反響都沒(méi)有質(zhì)量虧損D．氘和氚的核反響是核聚變反響解析：選AD由eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X＋17.6MeV，根據(jù)反響前后質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒可知，X的質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為0，因此X是中子，應(yīng)選項(xiàng)A正確；再由X＋Y→eq\o\al(4,1)He＋eq\o\al(1,1)H＋4.9MeV，根據(jù)反響前后質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒可知，Y的質(zhì)量數(shù)為6，電荷數(shù)為3，即其質(zhì)子數(shù)為3，中子數(shù)也為3，應(yīng)選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于兩個(gè)反響中都釋放了能量，因此根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知，兩個(gè)反響中都存在質(zhì)量虧損，應(yīng)選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)核聚變反響的定義可知，氘和氚反響是核聚變反響，應(yīng)選項(xiàng)D正確。10．不同色光的光子能量如下表所示：色光紅橙黃綠藍(lán)—靛紫光子能量范圍(eV)1.61～2．002.00～2．072.07～2．142.14～2．532.53～2．762.76～3．10氫原子局部能級(jí)的示意圖如下圖。大量處于n＝4能級(jí)的氫原子，發(fā)射出的光的譜線在可見光范圍內(nèi)，其顏色分別為()A．紅、藍(lán)—靛B．紅、紫C．橙、綠D．藍(lán)—靛、紫解析：選A計(jì)算出各種光子能量然后和表格中數(shù)據(jù)進(jìn)行比照，便可解決此題。氫原子處于第四能級(jí)，能夠發(fā)出12.75eV、12.09eV、10.2eV、2.55eV、1.89eV、0.66eV的六種光子，1.89eV和2.55eV屬于可見光，1.89eV的光子為紅光，2.55eV的光子為藍(lán)—靛光。[B級(jí)——拔高題目穩(wěn)做準(zhǔn)做]11．(2023·南昌十所省重點(diǎn)中學(xué)模擬)根據(jù)玻爾理論，氫原子的能級(jí)公式為En＝eq\f(A,n2)(n為能級(jí)，A為基態(tài)能量)，一個(gè)氫原子中的電子從n＝4的能級(jí)直接躍遷到基態(tài)，在此過(guò)程中()A．氫原子輻射一個(gè)能量為eq\f(15A,16)的光子B．氫原子輻射一個(gè)能量為－eq\f(15A,16)的光子C．氫原子輻射一系列頻率的光子，其中頻率最大的光子能量為eq\f(15A,16)D．氫原子輻射一系列頻率的光子，其中頻率最大的光子能量為－eq\f(15A,16)解析：選B根據(jù)玻爾理論，一個(gè)氫原子中的電子從n＝4的能級(jí)直接躍遷到基態(tài)，輻射一個(gè)光子的能量為ΔE＝E4－E1＝eq\f(A,42)－eq\f(A,12)＝－eq\f(15A,16)，選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤。12.(2023·哈爾濱六中模擬)靜止在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的碳14原子核，某時(shí)刻放射的某種粒子與反沖核的初速度方向均與電場(chǎng)方向垂直，且經(jīng)過(guò)相等的時(shí)間后形成的軌跡如下圖(a、b表示長(zhǎng)度)。那么碳14的核反響方程可能是()A.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(10,4)BeB.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,1)e＋eq\o\al(14,5)BC.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(14,7)ND.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(12,5)B解析：選A設(shè)時(shí)間為t，那么eq\f(\f(1,2)a1t2,v1t)＝2，eq\f(\f(1,2)a2t2,v2t)＝4，而a＝eq\f(qE,m)，故有eq\f(q1,m1v1)∶eq\f(q2,m2v2)＝1∶2，又因?yàn)閯?dòng)量守恒m1v1＝m2v2，故q1∶q2＝1∶2，故只有A正確。★13.[多項(xiàng)選擇]用中子(eq\o\al(2,0)n)轟擊鈾核(eq\o\al(235,92)U)產(chǎn)生裂變反響，會(huì)產(chǎn)生鋇核(eq\o\al(144,56)Ba)和氪核(eq\o\al(89,36)Kr)并釋放出中子(eq\o\al(1,0)n)，當(dāng)?shù)竭_(dá)某些條件時(shí)可發(fā)生鏈?zhǔn)椒错?。一個(gè)鈾核(eq\o\al(235,92)U)裂變時(shí)，釋放的能量約為200MeV(1eV＝1.6×10－19J)。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A.eq\o\al(235,92)U的裂變方程為eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋eq\o\al(1,0)nB.eq\o\al(235,92)U的裂變方程為eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)nC.eq\o\al(235,92)U發(fā)生鏈?zhǔn)椒错懙臈l件與鈾塊的體積有關(guān)D．一個(gè)eq\o\al(235,92)U裂變時(shí)，質(zhì)量虧損約為3.6×10－28kg解析：選BC鈾核在裂變過(guò)程中需要中子的轟擊，產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒错懀赃x項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確。而鏈?zhǔn)椒错懺谶M(jìn)行過(guò)程中，還需要鈾礦到達(dá)臨界體積才能維持鏈?zhǔn)椒错懗掷m(xù)不斷進(jìn)行下去，所以選項(xiàng)C正確。根據(jù)釋放出來(lái)的核能，結(jié)合質(zhì)能方程可知ΔE＝Δmc2，反響過(guò)程中，虧損質(zhì)量為Δm＝eq\f(200×106×1.6×10－19,3×1082)kg＝1×10－28kg，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。14．[多項(xiàng)選擇](2023·全國(guó)卷Ⅲ)一靜止的鋁原子核eq\o\al(27,13)Al俘獲一速度為1.0×107m/s的質(zhì)子p后，變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核eq\o\al(28,14)Si*。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．核反響方程為p＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(28,14)Si*B．核反響過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒C．核反響過(guò)程中系統(tǒng)能量不守恒D．核反響前后核子數(shù)相等，所以生成物的質(zhì)量等于反響物的質(zhì)量之和E．硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為105解析：選ABE核反響過(guò)程中遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，核反響方程為p＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(28,14)Si*，A正確。核反響過(guò)程中遵從動(dòng)量守恒和能量守恒，B正確，C錯(cuò)誤。核反響中發(fā)生質(zhì)量虧損，生成物的質(zhì)量小于反響物的質(zhì)量之和，D錯(cuò)誤。根據(jù)動(dòng)量守恒定律有mpvp＝mSivSi，碰撞后硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為105m/s，方向與質(zhì)子初速度方向一致，E正確。15．(2023·北京高考)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)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(eq\o\al(4,2)He)在與磁場(chǎng)垂直的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，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eq\o\al(A,Z)X表示，新核的元素符號(hào)用Y表示，寫出該α衰變的核反響方程。(2)α粒子的圓周運(yùn)動(dòng)可以等效成一個(gè)環(huán)形電流，求圓周運(yùn)動(dòng)的周期和環(huán)形電流大小。(3)設(shè)該衰變過(guò)程釋放的核能都轉(zhuǎn)化為α粒子和新核的動(dòng)能，新核的質(zhì)量為M，求衰變過(guò)程的質(zhì)量虧損Δm。解析：(1)eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)He。(2)設(shè)α粒子的速度大小為v，由qvB＝meq\f(v2,R)，T＝eq\f(2πR,v)，得α粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期T＝eq\f(2πm,qB)環(huán)形電流大小I＝eq\f(q,T)＝eq\f(q2B,2πm)。(3)由qvB＝me