高考物理大一輪復(fù)習(xí) 課后限時集訓(xùn)35 原子結(jié)構(gòu)和原子核-人教版高三全冊物理試題

課后限時集訓(xùn)35原子結(jié)構(gòu)和原子核建議用時：45分鐘(對應(yīng)學(xué)生用書第1頁)1．(2018·北京高考)在核反應(yīng)方程eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋X中，X表示的是()A．質(zhì)子B．中子C．電子D．α粒子A[核反應(yīng)方程中，電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，X為eq\o\al(1,1)H。]2．一個eq\o\al(14,6)C核經(jīng)一次β衰變后，生成新原子核的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)分別是()A．6和8B．5和9C．8和6D．7和7D[一個eq\o\al(14,6)C核經(jīng)一次β衰變后，生成新原子核，質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)增加1，質(zhì)量數(shù)為14，電荷數(shù)為7，即新核的質(zhì)子數(shù)為7，中子數(shù)也為7，故選D。]3.某一放射性物質(zhì)發(fā)生衰變時放出α、β、γ三種射線，讓這三種射線進(jìn)入磁場，運(yùn)動情況如圖所示。下列說法正確的是()A．該放射性物質(zhì)的半衰期隨溫度的升高會增大B．C粒子是原子核的重要組成部分C．A粒子一定帶正電D．B粒子的穿透性最弱C[半衰期由原子核本身決定，與外界因素?zé)o關(guān)，故A錯誤；由題圖可知C粒子為電子，而原子核帶正電，故B錯誤；由左手定則可知，A粒子一定帶正電，故C正確；B粒子為γ射線，穿透性最強(qiáng)，故D錯誤。]4．(2019·貴州凱里一中模擬)居里夫婦和貝克勒爾由于對放射性的研究而一起獲得1903年的諾貝爾物理學(xué)獎，下列關(guān)于放射性的敘述，正確的是()A．自然界中只有原子序數(shù)大于83的元素才具有放射性B．三種天然放射線中，電離能力和穿透能力最強(qiáng)的是α射線C．α衰變eq\o\al(238,92)U→X＋eq\o\al(4,2)He的產(chǎn)物X由90個質(zhì)子和144個中子組成D．放射性元素的半衰期與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件有關(guān)C[原子序數(shù)大于83的元素都具有放射性，小于83的個別元素也具有放射性，故A錯誤；α射線的穿透能力最弱，電離能力最強(qiáng)，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力最弱，故B錯誤；根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒得，產(chǎn)物X為eq\o\al(234,90)X，則質(zhì)子為90個，中子數(shù)為234－90＝144個，故C正確；放射性元素的半衰期與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān)，故D錯誤。]5．(2019·重慶市上學(xué)期期末抽測)關(guān)于近代物理發(fā)展的成果，下列說法正確的是()A．只要增加入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)就可以發(fā)生B．氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時會輻射特定頻率的光子C．環(huán)境溫度越高，原子核衰變的速度越快D．任何核反應(yīng)都遵從質(zhì)量守恒定律B[發(fā)生光電效應(yīng)和入射光的強(qiáng)度沒有關(guān)系，只要大于等于金屬極限頻率就可以發(fā)生光電效應(yīng)，故A錯誤；根據(jù)玻爾氫原子模型的相關(guān)理論，電子軌道和能量都是量子化的，而在“躍遷”過程中要遵循h(huán)ν＝Em－En，故只能輻射特定頻率的光子，故B正確；衰變和元素本身有關(guān)，和溫度無關(guān)，故C錯誤；愛因斯坦的質(zhì)能方程表明核反應(yīng)中存在質(zhì)量虧損，故D錯誤。]6.根據(jù)氫原子的能級圖，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，則照射氫原子的單色光的光子能量為()A．12.75eV B．13.06eVC．13.6eV D．0.85eVA[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，則吸收的光子能量為ΔE＝－0.85eV－(－13.6eV)＝12.75eV，A正確，B、C、D錯誤。]7.自然界存在的放射性元素的原子核并非只發(fā)生一次衰變就達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，而是要發(fā)生一系列連續(xù)的衰變，最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。某些原子核的衰變情況如圖所示(N表示中子數(shù)，Z表示質(zhì)子數(shù))，則下列說法正確的是()A．由eq\o\al(228,88)Ra到eq\o\al(228,89)Ac的衰變是α衰變B．已知eq\o\al(228,88)Ra的半衰期是T，則8個eq\o\al(228,88)Ra原子核經(jīng)過2T時間后還剩2個C．從eq\o\al(228,90)Th到eq\o\al(208,82)Pb共發(fā)生5次α衰變和2次β衰變D．圖中原子核發(fā)生的α衰變和β衰變分別只能產(chǎn)生α射線和β射線C[eq\o\al(228,88)Ra衰變?yōu)閑q\o\al(228,89)Ac的過程中，放出負(fù)電子，則該衰變是β衰變，選項(xiàng)A錯誤；半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對少數(shù)原子核的衰變不適用，選項(xiàng)B錯誤；eq\o\al(228,90)Th衰變?yōu)閑q\o\al(208,82)Pb的過程中，質(zhì)量數(shù)減少20，由原子核衰變時質(zhì)量數(shù)守恒可知，該過程中共發(fā)生了5次α衰變，又由原子核衰變時電荷數(shù)守恒有5×2－x＝8，和x＝2，則該過程中共發(fā)生了2次β衰變，選項(xiàng)C正確；發(fā)生α衰變和β衰變時，往往伴隨γ射線產(chǎn)生，選項(xiàng)D錯誤。]8.(2017·天津高考)我國自主研究制造的國際熱核聚變核心部件在國際上率先通過權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證，這是我國對國際熱核聚變項(xiàng)目的重大貢獻(xiàn)。下列核反應(yīng)方程中屬于聚變反應(yīng)的是()A.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nB.eq\o\al(14,)7N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,)8O＋eq\o\al(1,1)HC.eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)nD.eq\o\al(235,)92U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,)56Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)nA[A對：兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的原子核。B錯：原子核的人工轉(zhuǎn)變。C錯：原子核的人工轉(zhuǎn)變。D錯：重核裂變。]9．(2019·山西省長治、運(yùn)城、大同、朔州、陽泉五地市聯(lián)考)氘核和氚核可發(fā)生熱核聚變而釋放巨大的能量，該反應(yīng)方程為：eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X，式中X是某種粒子。已知：eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H、eq\o\al(4,2)He和粒子X的質(zhì)量分別為2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u＝931.5MeV/c2，c是真空中的光速。由上述反應(yīng)方程和數(shù)據(jù)可知()A．粒子X是eq\o\al(1,1)HB．該反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為0.0289uC．該反應(yīng)釋放出的能量約為17.6MeVD．該反應(yīng)中釋放的全部能量轉(zhuǎn)化為粒子X的動能C[根據(jù)核反應(yīng)前、后質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可判斷X為中子，選項(xiàng)A錯誤；該反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為Δm＝2.0141u＋3.0161u－4.0026u－1.0087u＝0.0189u，故B錯誤；由愛因斯坦質(zhì)能方程可知釋放出的能量為ΔE＝0.0189×931.5MeV≈17.6MeV，選項(xiàng)C正確；該反應(yīng)中釋放的能量一部分轉(zhuǎn)化為粒子X的動能，一部分轉(zhuǎn)化為eq\o\al(4,2)He的動能，故D錯誤。]10．全國政協(xié)委員、中國航天科技集團(tuán)十一院研究員周偉江在2018年3月10日透露，中國已經(jīng)完成火星探測器的氣動設(shè)計工作，目前正在試驗(yàn)驗(yàn)證，計劃于2020年發(fā)射火星探測器。因?yàn)榛鹦谴蟛糠值貐^(qū)表面溫度的晝夜差超過100℃，一般化學(xué)電池?zé)o法工作，因此探測器的工作電源是放射性同位素電池，即核電池。核電池將同位素在衰變過程中不斷放出的核能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，核電池已成功用作航天器的電源。?jù)此猜測航天器的核電池有可能采用的核反應(yīng)方程是()A．eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nB．eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)nC．eq\o\al(238,94)Pu→eq\o\al(234,92)U＋eq\o\al(4,2)HeD．eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)nC[eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n為核聚變，eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n為核裂變；eq\o\al(238,94)Pu→eq\o\al(234,92)U＋eq\o\al(4,2)He為α衰變；eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n為原子核的人工轉(zhuǎn)變。故應(yīng)選C。]11．已知一核反應(yīng)方程為eq\o\al(15,7)N＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(12,6)C＋X＋ΔE，eq\o\al(15,7)N的質(zhì)量為m1，eq\o\al(1,1)H的質(zhì)量為m2，eq\o\al(12,6)C的質(zhì)量為m3，X的質(zhì)量為m4，光在真空中的速度為c。則下列判斷正確的是()A．X是eq\o\al(3,2)He，ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2B．X是eq\o\al(4,2)He，ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2C．X是eq\o\al(3,2)He，ΔE＝(m3＋m4－m1－m2)c2D．X是eq\o\al(4,2)He，ΔE＝(m3＋m4－m1－m2)c2B[根據(jù)核反應(yīng)方程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，X的質(zhì)量數(shù)A＝15＋1－12＝4，核電荷數(shù)Z＝7－1－6＝2，所以X為氦核(eq\o\al(4,2)He)，該核反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損為Δm＝m1＋m2－m3－m4，所以釋放的核能為ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2，B正確。]12.(多選)(2017·江蘇高考)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()A．eq\o\al(4,2)He核的結(jié)合能約為14MeVB．eq\o\al(4,2)He核比eq\o\al(6,3)Li核更穩(wěn)定C．兩個eq\o\al(2,1)H核結(jié)合成eq\o\al(4,2)He核時釋放能量D．eq\o\al(235,92)U核中核子的平均結(jié)合能比eq\o\al(89,36)Kr核中的大BC[A錯：eq\o\al(4,2)He核有4個核子，由比結(jié)合能圖線可知，eq\o\al(4,2)He核的結(jié)合能約為28MeV。B對：比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定。C對：兩個eq\o\al(2,1)H核結(jié)合成eq\o\al(4,2)He核時，核子的比結(jié)合能變大，結(jié)合時要放出能量。D錯：由比結(jié)合能圖線知，eq\o\al(235,92)U核中核子平均結(jié)合能比eq\o\al(89,36)Kr核中的小。]13．(2017·全國卷Ⅰ)大科學(xué)工程“人造太陽”主要是將氘核聚變反應(yīng)釋放的能量用來發(fā)電。氘核聚變反應(yīng)方程是：eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n。已知eq\o\al(2,1)H的質(zhì)量為2.0136u，eq\o\al(3,2)He的質(zhì)量為3.0150u，eq\o\al(1,0)n的質(zhì)量為1.0087u,1u＝931MeV/c2。氘核聚變反應(yīng)中釋放的核能約為()A．3.7MeV B．3.3MeVC．2.7MeV D．0.93MeVB[在核反應(yīng)方程eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n中，反應(yīng)前物質(zhì)的質(zhì)量m1＝2×2.0136u＝4.0272u，反應(yīng)后物質(zhì)的質(zhì)量m2＝3.0150u＋1.0087u＝4.0237u，質(zhì)量虧損Δm＝m1－m2＝0.0035u。則氘核聚變釋放的核能為E＝931×0.0035MeV≈3.3MeV，選項(xiàng)B正確。]14．(2017·全國卷Ⅱ)一靜止的鈾核放出一個α粒子衰變成釷核，衰變方程為eq\o\al(238,eq\x(92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He。下列說法正確的是()A．衰變后釷核的動能等于α粒子的動能B．衰變后釷核的動量大小等于α粒子的動量大小C．鈾核的半衰期等于其放出一個α粒子所經(jīng)歷的時間D．衰變后α粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量B[衰變過程遵守動量守恒定律，故選項(xiàng)A錯，選項(xiàng)B對。根據(jù)半衰期的定義，可知選項(xiàng)C錯。α衰變釋放核能，有質(zhì)量虧損，故選項(xiàng)D錯。]15.(2019·沈陽檢測)靜止在勻強(qiáng)電場中的碳14原子核，某時刻放射的某種粒子與反沖核的初速度方向均與電場方向垂直，且經(jīng)過相等的時間后形成的軌跡如圖所示(a、b表示長度)。那么碳14的核反應(yīng)方程可能是()A.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(10,4)Be B.eq\o\al(14,6)C→eq\o\