2024年高考物理一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)40原子結(jié)構(gòu)原子核練習(xí)含解析

PAGE14-考點(diǎn)40原子結(jié)構(gòu)原子核題組一基礎(chǔ)小題1．如圖是盧瑟福的α粒子散射試驗(yàn)裝置，在一個(gè)小鉛盒里放有少量的放射性元素釙，它發(fā)出的α粒子從鉛盒的小孔射出，形成很細(xì)的一束射線，射到金箔上，最終打在熒光屏上產(chǎn)生閃耀的光點(diǎn)。下列說法正確的是()A．該試驗(yàn)是盧瑟福建立原子核式結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù)B．該試驗(yàn)證明了湯姆孫原子模型的正確性C．α粒子與原子中的電子碰撞會(huì)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)D．絕大多數(shù)的α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)答案A解析盧瑟福依據(jù)α粒子散射試驗(yàn)，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，A正確，B錯(cuò)誤；電子質(zhì)量太小，對α粒子的影響不大，C錯(cuò)誤；絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原方向前進(jìn)，D錯(cuò)誤。2．(多選)下列說法中正確的是()A．一群氫原子處于n＝3的激發(fā)態(tài)向較低能級躍遷，最多可放出兩種頻率的光子B．一個(gè)氫原子由n＝3的激發(fā)態(tài)向低能級躍遷，最多可放出兩種頻率的光子C．事實(shí)上，原子中的電子沒有確定的軌道，所以玻爾的氫原子模型是沒有實(shí)際意義的D．α粒子散射試驗(yàn)揭示了原子具有核式結(jié)構(gòu)答案BD解析一群氫原子處于n＝3的激發(fā)態(tài)向較低能級躍遷，最多可放出Ceq\o\al(2,3)＝3種不同頻率的光子，A錯(cuò)誤；一個(gè)氫原子由n＝3的激發(fā)態(tài)向低能級躍遷，最多可放出兩種頻率的光子，分別為n＝3到n＝2，n＝2到n＝1，B正確；原子中的電子沒有確定的軌道，在空間各處出現(xiàn)的概率是不一樣的，而玻爾的氫原子模型作出的定態(tài)與躍遷的假設(shè)，勝利說明了氫原子光譜的試驗(yàn)規(guī)律，C錯(cuò)誤；α粒子散射試驗(yàn)揭示了原子具有核式結(jié)構(gòu)，D正確。3．如圖所示是某原子的能級圖，a、b、c為原子躍遷所發(fā)出的3種波長的光。在下列該原子光譜的各選項(xiàng)中，譜線從左向右的波長依次增大，則正確的是()答案C解析從能級圖可知，E3－E1>E2－E1>E3－E2，依據(jù)Em－En＝heq\f(c,λ)知，λa<λc<λb，C正確。4．如圖是氫原子四個(gè)能級的示意圖。當(dāng)氫原子從n＝4能級躍遷到n＝3能級時(shí)，輻射出a光。當(dāng)氫原子從n＝3能級躍遷到n＝2能級時(shí)，輻射出b光。則以下推斷正確的是()A．a(chǎn)光光子的能量大于b光光子的能量B．a(chǎn)光的波長大于b光的波長C．a(chǎn)光的頻率大于b光的頻率D．在真空中a光的傳播速度大于b光的傳播速度答案B解析氫原子從n＝4能級躍遷到n＝3能級的能級差小于從n＝3能級躍遷到n＝2能級時(shí)的能級差，依據(jù)hν＝Em－En知，光子a的能量小于光子b的能量，所以a光的頻率小于b光的頻率，故A、C錯(cuò)誤；光子a的頻率小于光子b的頻率，則a光的波長大于b光的波長，故B正確；在真空中a光的傳播速度等于b光的傳播速度，故D錯(cuò)誤。5．如圖為氫原子的能級圖，下列說法中正確的是()A．氫原子從較高的能級躍遷到較低的能級時(shí)，釋放肯定頻率的光子，核外電子的動(dòng)能增加，電勢能減小B．氫原子從n＝3能級躍遷到n＝4能級時(shí)，須要汲取的光子能量必需大于0.66eVC．氫原子處于不同能級時(shí)，核外電子在某處出現(xiàn)的概率相同D．一個(gè)處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷時(shí)，最多可以釋放6種頻率的光子答案A解析氫原子從較高的能級躍遷到較低的能級時(shí)，釋放肯定頻率的光子，核外電子的動(dòng)能增加，電勢能減小，故A正確；氫原子從n＝3能級躍遷到n＝4能級時(shí)，須要汲取的光子能量必需等于0.66eV，故B錯(cuò)誤；氫原子處于不同能級時(shí)，核外電子在某處出現(xiàn)的概率不同，故C錯(cuò)誤；一個(gè)處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷，最多可以釋放3種頻率的光子，故D錯(cuò)誤。6．依據(jù)氫原子的能級圖，現(xiàn)讓一束單色光照耀到大量處于基態(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，則照耀氫原子的單色光的光子能量為()A．12.75eV B．13.06eVC．13.6eV D．0.85eV答案A解析受激的氫原子能自發(fā)地發(fā)出6種不同頻率的光，可知其在該單色光照耀下躍遷到n＝4的能級，則汲取的光子能量為ΔE＝－0.85eV＋13.6eV＝12.75eV，A正確，B、C、D錯(cuò)誤。7．下列對原子核及其性質(zhì)的描述正確的是()A．若使放射性物體的溫度上升，其半衰期將減小B．原子核發(fā)生一次β衰變，該原子核外層就失去一個(gè)電子C．比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定D．α粒子散射試驗(yàn)說明原子核具有困難結(jié)構(gòu)答案C解析半衰期與外界因素?zé)o關(guān)，A錯(cuò)誤；原子核發(fā)生一次β衰變，生成的新核內(nèi)增加一個(gè)質(zhì)子，削減一個(gè)中子，B錯(cuò)誤；比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，C正確；自然放射現(xiàn)象說明原子核具有困難結(jié)構(gòu)，D錯(cuò)誤。8．某一放射性物質(zhì)發(fā)生衰變時(shí)放出α、β、γ三種射線，讓這三種射線進(jìn)入磁場，運(yùn)動(dòng)狀況如圖所示，下列說法中正確的是()A．該放射性物質(zhì)的半衰期隨溫度的上升會(huì)增大B．C粒子是原子核的重要組成部分C．A粒子肯定帶正電D．B粒子的穿透性最弱答案C解析半衰期由原子核本身確定，與外界因素?zé)o關(guān)，故A錯(cuò)誤；由左手定則可知C粒子為電子，不是原子核的組成部分，故B錯(cuò)誤；由左手定則可知A粒子肯定帶正電，故C正確；B為γ射線，穿透性最強(qiáng)，故D錯(cuò)誤。9．如圖所示為探討某未知元素放射性的試驗(yàn)裝置，試驗(yàn)起先時(shí)在薄鋁片和熒光屏之間有圖示方向的勻強(qiáng)電場E，通過顯微鏡可以視察到，在熒光屏的某一位置上每分鐘閃耀的亮點(diǎn)數(shù)。若撤去電場后接著視察，發(fā)覺每分鐘閃耀的亮點(diǎn)數(shù)沒有改變；假如再將薄鋁片移開，視察到每分鐘閃耀的亮點(diǎn)數(shù)大大增加，由此可以推斷，放射源發(fā)出的射線可能為()A．β射線和γ射線 B．α射線和β射線C．β射線和X射線 D．α射線和γ射線答案D解析撤去電場后亮點(diǎn)數(shù)無改變，說明射線中無β射線，再撤去薄鋁片，亮點(diǎn)數(shù)增多，說明射線中有α射線，電場和薄鋁片對γ射線無影響，故還可能有γ射線，D正確。10．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(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面對里。以下推斷可能正確的是()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粒子的徑跡答案D解析γ粒子不帶電，在磁場中不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故B錯(cuò)誤；由左手定則可判定，a、b粒子帶正電，c、d粒子帶負(fù)電，又知α粒子帶正電，β粒子帶負(fù)電，故A、C均錯(cuò)誤，D正確。11．下列說法中正確的是()A．β射線和γ射線一樣是電磁波，但穿透本事遠(yuǎn)比γ射線弱B．氡的半衰期為3.8天，4個(gè)氡原子核經(jīng)過7.6天后就肯定只剩下1個(gè)氡原子核C．已知質(zhì)子、中子、α粒子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，那么質(zhì)子和中子結(jié)合成一個(gè)α粒子，釋放的能量是(2m1＋2m2－m3D．放射性元素發(fā)生β衰變時(shí)所釋放的電子是核外的電子發(fā)生電離產(chǎn)生的答案C解析β射線是電子流，不是電磁波，穿透本事比γ射線弱，故A錯(cuò)誤；半衰期具有統(tǒng)計(jì)意義，對大量的原子核才適用，對少量的原子核不適用，故B錯(cuò)誤；質(zhì)子和中子結(jié)合成α粒子的核反應(yīng)方程為2eq\o\al(1,1)H＋2eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(4,2)He，依據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可得該反應(yīng)釋放的能量是ΔE＝(2m1＋2m2－m3)c2，故C正確；β衰變是原子核的衰變，與核外電子無關(guān)，β衰變時(shí)釋放的電子是由核內(nèi)一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子的同時(shí)釋放出來的，故D錯(cuò)誤。12．(多選)钚的一種同位素eq\o\al(239,94)Pu衰變時(shí)能釋放巨大能量，其衰變方程為eq\o\al(239,94)Pu→eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(4,2)He＋γ，則()A．核燃料總是利用比結(jié)合能小的核B．核反應(yīng)中γ光子的能量就是結(jié)合能C.eq\o\al(235,92)U核比eq\o\al(239,94)Pu核更穩(wěn)定，說明eq\o\al(235,92)U的結(jié)合能大D．由于衰變時(shí)釋放巨大能量，所以eq\o\al(239,94)Pu比eq\o\al(235,92)U的比結(jié)合能小答案AD解析核燃料在反應(yīng)過程中要釋放巨大能量，所以總是要利用比結(jié)合能小的核，才能更簡潔實(shí)現(xiàn)，A、D正確；衰變中因質(zhì)量虧損釋放的核能，表現(xiàn)為新核的動(dòng)能和γ光子的能量，而結(jié)合能等于把原子核拆分為核子須要的能量，兩者是不同的，核反應(yīng)中γ光子的能量是結(jié)合能中的一小部分，B錯(cuò)誤；原子核的比結(jié)合能越大越穩(wěn)定，故eq\o\al(235,92)U的比結(jié)合能大，C錯(cuò)誤。13．下列說法中正確的是()A．α粒子散射試驗(yàn)證明原子內(nèi)部的正電荷是勻稱分布的B．氫原子的放射光譜是連續(xù)譜C．輕核的聚變和重核的裂變都可以放出核能D．鎘棒在裂變反應(yīng)堆中使快中子變?yōu)槁凶哟鸢窩解析盧瑟福的α粒子散射試驗(yàn)可以證明原子內(nèi)是非?！翱諘纭钡模姾杉性谠拥闹行奈恢?，A錯(cuò)誤；由試驗(yàn)觀測知?dú)湓又荒芊派涮囟l率的光子，所以氫原子的放射光譜是線狀譜，B錯(cuò)誤；輕核的聚變和重核的裂變都存在質(zhì)量虧損，都可以放出核能，C正確；鎘棒的作用是汲取中子，而不是將快中子轉(zhuǎn)變?yōu)槁凶樱珼錯(cuò)誤。14．一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子聚變結(jié)合成一個(gè)氘核，同時(shí)輻射一個(gè)γ光子。已知質(zhì)子、中子、氘核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，普朗克常量為h，真空中的光速為c。假設(shè)γ光子攜帶該聚變釋放的全部能量。下列說法正確的是()A．核反應(yīng)方程是eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(3,1)H＋γB．聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損Δm＝m1＋m2－m3C．輻射出的γ光子的能量E＝(m3－m1－m2)cD．γ光子的波長λ＝eq\f(h,m1＋m2－m3c2)答案B解析依據(jù)核反應(yīng)過程質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒可知，得到的氘核為eq\o\al(2,1)H，故A錯(cuò)誤；聚變反應(yīng)過程中輻射一個(gè)γ光子，質(zhì)量削減Δm＝m1＋m2－m3，故B正確；由質(zhì)能方程知，輻射出的γ光子的能量為ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3)·c2，故C錯(cuò)誤；由c＝λν及E＝hν得λ＝eq\f(h,m1＋m2－m3c)，故D錯(cuò)誤。15．我國對中微子的探討處于世界領(lǐng)先地位，大亞灣反應(yīng)堆中微子試驗(yàn)工程獲國家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。太陽發(fā)生核反應(yīng)時(shí)會(huì)放出大量中微子及能量。假設(shè)太陽釋放的能量是由“燃燒氫”的核反應(yīng)4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(0,1)e＋2ν供應(yīng)，式中ν為中微子，這一核反應(yīng)平均每放出2個(gè)中微子相應(yīng)釋放28MeV的能量。已知太陽每秒約輻射2.8×1039MeV的能量，地球與太陽間的距離約為1.5×1011m，則地球表面與太陽光垂直的每平方米面積上每秒接收到中微子數(shù)目的數(shù)量級為()A．1011 B．1014C．1017 D．1020答案B解析由題中條件可算得太陽每秒放出2×eq\f(2.8×1039,28)＝2×1038個(gè)中微子，中微子向四面八方輻射，成球面形態(tài)分布，地表上每平方米每秒可接收到的中微子數(shù)目為eq\f(2×1038,4πr\o\al(2,日地))≈7×1014，故B正確。題組二高考小題16．(2024·全國卷Ⅰ)氫原子能級示意圖如圖所示。光子能量在1.63eV～3.10eV的光為可見光。要使處于基態(tài)(n＝1)的氫原子被激發(fā)后可輻射出可見光光子，最少應(yīng)給氫原子供應(yīng)的能量為()A．12.09eV B．10.20eVC．1.89eV D．1.51eV答案A解析可見光光子的能量范圍為1.63eV～3.10eV，則氫原子能級差應(yīng)當(dāng)在此范圍內(nèi)，可簡潔推算如下：2、1能級差為10.20eV，此值大于可見光光子的能量；3、2能級差為1.89eV，此值屬于可見光光子的能量，符合題意。氫原子處于基態(tài)，要使氫原子達(dá)到第3能級，需供應(yīng)的能量為－1.51eV－(－13.60eV)＝12.09eV，此值也是供應(yīng)應(yīng)氫原子的最少能量，A正確。17．(2024·全國卷Ⅱ)太陽內(nèi)部核反應(yīng)的主要模式之一是質(zhì)子—質(zhì)子循環(huán)，循環(huán)的結(jié)果可表示為4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(0,1)e＋2ν已知eq\o\al(1,1)H和eq\o\al(4,2)He的質(zhì)量分別為mp＝1.0078u和mα＝4.0026u,1u＝931MeV/c2，c為光速。在4個(gè)eq\o\al(1,1)H轉(zhuǎn)變成1個(gè)eq\o\al(4,2)He的過程中，釋放的能量約為()A．8MeV B．16MeVC．26MeV D．52MeV答案C解析因電子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于質(zhì)子的質(zhì)量，計(jì)算中可忽視不計(jì)。質(zhì)量虧損Δm＝4mp－mα，由質(zhì)能方程得ΔE＝Δmc2＝(4×1.0078－4.0026)×931MeV≈26.6MeV，C正確。18．(2024·天津高考)(多選)我國核聚變反應(yīng)探討大科學(xué)裝置“人造太陽”2024年獲得重大突破，等離子體中心電子溫度首次達(dá)到1億攝氏度，為人類開發(fā)利用核聚變能源奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。下列關(guān)于聚變的說法正確的是()A．核聚變比核裂變更為平安、清潔B．任何兩個(gè)原子核都可以發(fā)生聚變C．兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，總質(zhì)量較聚變前增加D．兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，核子的比結(jié)合能增加答案AD解析核聚變沒有放射性污染，比核裂變更為平安、清潔，A正確；只有原子序數(shù)較小的“輕”核才能發(fā)生聚變，B錯(cuò)誤；兩個(gè)輕核聚變成質(zhì)量較大的原子核，核子的比結(jié)合能增加，總質(zhì)量減小，C錯(cuò)誤，D正確。19．(2024·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粒子答案A解析設(shè)X為eq\o\al(A,Z)X，依據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)守恒：4＋14＝17＋A，則A＝1，電荷數(shù)守恒：2＋7＝8＋Z，則Z＝1，即X為eq\o\al(1,1)H，為質(zhì)子，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。20．(2024·全國卷Ⅲ)1934年，約里奧－居里夫婦用α粒子轟擊鋁核eq\o\al(27,13)Al，產(chǎn)生了第一個(gè)人工放射性元素X：α＋eq\o\al(27,13)Al→n＋X。X的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為()A．15和28 B．15和30C．16和30 D．17和31答案B解析依據(jù)核反應(yīng)遵循的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，X的電荷數(shù)為2＋13＝15，質(zhì)量數(shù)為4＋27－1＝30，依據(jù)原子核的電荷數(shù)等于原子序數(shù)，可知X的原子序數(shù)為15，質(zhì)量數(shù)為30，B正確。21．(2024·天津高考)國家大科學(xué)工程——中國散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶勝利，獲得中子束流，可以為諸多領(lǐng)域的探討和工業(yè)應(yīng)用供應(yīng)先進(jìn)的探討平臺(tái)，下列核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是()A.eq\o\al(14,7)N俘獲一個(gè)α粒子，產(chǎn)生eq\o\al(17,8)O并放出一個(gè)粒子B.eq\o\al(27,13)Al俘獲一個(gè)α粒子，產(chǎn)生eq\o\al(30,15)P并放出一個(gè)粒子C.eq\o\al(11,5)B俘獲一個(gè)質(zhì)子，產(chǎn)生eq\o\al(8,4)Be并放出一個(gè)粒子D.eq\o\al(6,3)Li俘獲一個(gè)質(zhì)子，產(chǎn)生eq\o\al(3,2)He并放出一個(gè)粒子答案B解析依據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知四個(gè)核反應(yīng)方程分別為eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n、eq\o\al(11,5)B＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(8,4)Be＋eq\o\al(4,2)He、eq\o\al(6,3)Li＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(4,2)He，故只有B項(xiàng)符合題意。22．(2024·天津高考)氫原子光譜在可見光區(qū)域內(nèi)有四條譜線Hα、Hβ、Hγ、Hδ，都是氫原子中電子從量子數(shù)n>2的能級躍遷到n＝2的能級時(shí)發(fā)出的光，它們在真空中的波長由長到短，可以判定()A．Hα對應(yīng)的前后能級之差最小B．同一介質(zhì)對Hα的折射率最大C．同一介質(zhì)中Hδ的傳播速度最大D．用Hγ照耀某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則Hβ也肯定能答案A解析波長越大，頻率越小，故Hα頻率最小，依據(jù)E＝hν可知Hα對應(yīng)的能量最小，依據(jù)hν＝Em－En可知Hα對應(yīng)的前后能級之差最小，A正確；Hα的頻率最小，同一介質(zhì)對應(yīng)的折射率最小，依據(jù)v＝eq\f(c,n)可知Hα的傳播速度最大，B、C錯(cuò)誤；Hγ的波長小于Hβ的波長，故Hγ的頻率大于Hβ的頻率，若用Hγ照耀某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則Hβ不肯定能，D錯(cuò)誤。23．(2024·江蘇高考)已知A和B兩種放射性元素的半衰期分別為T和2T，則相同質(zhì)量的A和B經(jīng)過2T后，剩余的A和B質(zhì)量之比為()A．1∶4 B．1∶2C．2∶1 D．4∶1答案B解析依據(jù)半衰期公式m＝m0（eq\f(1,2)）eq\f(t,τ)，經(jīng)過2T，A剩余的質(zhì)量為mA＝m0（eq\f(1,2)）eq\f(2T,T)，B剩余的質(zhì)量為mB＝m0（eq\f(1,2)）eq\f(2T,2T)，故mA∶mB＝1∶2，B正確。24．(2024·全國卷Ⅱ)一靜止的鈾核放出一個(gè)α粒子衰變成釷核，衰變方程為eq\o\al(238,92)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(dòng)能等于α粒子的動(dòng)能B．衰變后釷核的動(dòng)量大小等于α粒子的動(dòng)量大小C．鈾核的半衰期等于其放出一個(gè)α粒子所經(jīng)驗(yàn)的時(shí)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)量答案B解析衰變過程中滿意動(dòng)量守恒定律，所以衰變后釷核的動(dòng)量與α粒子的動(dòng)量等大反向，B正確；由動(dòng)能和動(dòng)量的關(guān)系式Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(p2,2m)可知，由于釷核的質(zhì)量大于α粒子的質(zhì)量，所以釷核的動(dòng)能小于α粒子的動(dòng)能，A錯(cuò)誤；半衰期的定義是放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，并不是其放出一個(gè)α粒子所經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間，C錯(cuò)誤；由于該反應(yīng)放出能量，所以肯定會(huì)發(fā)生質(zhì)量虧損，衰變后α粒子與釷核的質(zhì)量之和小于衰變前鈾核的質(zhì)量，D錯(cuò)誤。25．(2024·江蘇高考)(多選)原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示。依據(jù)該曲線，下列推斷正確的有()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(gè)eq\o\al(2,1)H核結(jié)合成eq\o\al(4,2)He核時(shí)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核中的大答案BC解析eq\o\al(4,2)He核有4個(gè)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，A錯(cuò)誤。比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，B正確。兩個(gè)eq\o\al(2,1)H核結(jié)合成eq\o\al(4,2)He核時(shí)，核子的比結(jié)合能變大，結(jié)合時(shí)要放出能量，C正確。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，D錯(cuò)誤。26．(2024·全國卷Ⅲ)(多選)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*。下列說法正確的是()A．核反應(yīng)方程為p＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(28,14)Si*B．核反應(yīng)過程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒C．核反應(yīng)過程中系統(tǒng)能量不守恒D．核反應(yīng)前后核子數(shù)相等，所以生成物的質(zhì)量等于反應(yīng)物的質(zhì)量之和E．硅原子核速度的數(shù)量級為105答案ABE解析質(zhì)子p即eq\o\al(1,1)H，核反應(yīng)方程為p＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(28,14)Si*，A項(xiàng)正確；核反應(yīng)過程遵循動(dòng)量守恒定律，B項(xiàng)正確；核反應(yīng)過程中系統(tǒng)能量守恒，C項(xiàng)錯(cuò)誤；在核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒，但會(huì)發(fā)生質(zhì)量虧損，所以D項(xiàng)錯(cuò)誤；設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量為m，則eq\o\al(28,14)Si*的質(zhì)量為28m，由動(dòng)量守恒定律有mv0＝28mv，得v＝eq\f(v0,28)＝eq\f(1.0×107,28)m/s≈3.6×105m/s，方向與質(zhì)子的初速度方向相同，故E項(xiàng)正確。27．(2024·天津高考)(多選)物理學(xué)家通過對試驗(yàn)的深化視察和探討，獲得正確的科學(xué)認(rèn)知，推動(dòng)物理學(xué)的發(fā)展。下列說法符合事實(shí)的是()A．赫茲通過一系列試驗(yàn)，證明了麥克斯韋關(guān)于光的電磁理論B．查德威克用α粒子轟擊eq\o\al(14,)7N獲得反沖核eq\o\al(17,)8O，發(fā)覺了中子C．貝克勒爾發(fā)覺的自然放射性現(xiàn)象，說明原子核有困難結(jié)構(gòu)D．盧瑟福通過對陰極射線的探討，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型答案AC解析1886年，德國科學(xué)家赫茲做了“赫茲的電火花”等一系列試驗(yàn)，證明了麥克斯韋關(guān)于光的電磁理論，A項(xiàng)正確；查德威克用α粒子轟擊eq\o\al(9,4)Be獲得反沖核eq\o\al(12,)6C，發(fā)覺了中子，B項(xiàng)錯(cuò)誤；貝克勒爾發(fā)覺自然放射性現(xiàn)象，說明原子核有困難結(jié)構(gòu)，C項(xiàng)正確；盧瑟福通過α粒子散射試驗(yàn)，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，D項(xiàng)錯(cuò)誤。題組三模擬小題28．(2024·福建廈門質(zhì)檢)(多選)靜止的eq\o\al(211,83)Bi原子核在磁場中發(fā)生衰變后的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，大、小圓的半徑分別為R1、R2。則下列關(guān)于此核衰變方程和兩圓軌跡半徑比值的推斷中正確的是()A.eq\o\al(211,83)Bi→eq\o\al(207,81)Tl＋eq\o\al(4,2)He B.eq\o\al(211,83)Bi→eq\o\al(211,84)Po＋eq\o\al(0,－1)eC．R1∶R2＝84∶1 D．R1∶R2＝207∶4答案BC解析由動(dòng)量守恒可知0＝mv－MV，由左手定則可知此核衰變?yōu)棣滤プ儯蔄錯(cuò)誤，B正確；由qvB＝meq\f(v2,R)可知R＝eq\f(mv,qB)，衰變后新核與β粒子的動(dòng)量大小相等，所以R1∶R2＝q2∶q1＝84∶1，故C正確，D錯(cuò)誤。29．(2024·江西南昌模擬)已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1，激發(fā)態(tài)能量為En＝eq\f(E1,n2)，其中n＝2,3,4，…。已知普朗克常量為h，則下列說法正確的是()A．氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)后，核外電子動(dòng)能增大，原子的電勢能減小B．基態(tài)氫原子中的電子汲取一頻率為ν的光子被電離后，電子速度大小為eq\r(\f(2hν－E1,m))C．大量處于n＝3的激發(fā)態(tài)的氫原子，向低能級躍遷時(shí)可輻射出3種不同頻率的光D．若氫原子從n＝6能級向n＝1能級躍遷時(shí)所產(chǎn)生的電磁波能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則氫原子從n＝6能級向n＝2能級躍遷時(shí)所產(chǎn)生的電磁波也肯定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)答案C解析氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)后，核外電子的動(dòng)能減小，原子的電勢能增大，故A錯(cuò)誤；基態(tài)氫原子中的電子汲取一頻率為ν的光子被電離后，由能量守恒有hν＋E1＝eq\f(1,2)mv2，解得電子的速度大小為eq\r(\f(2hν＋E1,m))，E1為負(fù)值，故B錯(cuò)誤；大量處于n＝3的激發(fā)態(tài)的氫原子，向低能級躍遷時(shí)可輻射出Ceq\o\al(2,3)＝3種不同頻率的光，故C正確；由于氫原子從n＝6能級向n＝1能級躍遷時(shí)所產(chǎn)生的電磁波的能量為E6－E1＞E6－E2，所以氫原子從n＝6能級向n＝2能級躍遷時(shí)所產(chǎn)生的電磁波不肯定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯(cuò)誤。題組一基礎(chǔ)大題30．恒星向外輻射的能量來自于其內(nèi)部發(fā)生的各種熱核反應(yīng)，當(dāng)溫度達(dá)到108K時(shí)，可以發(fā)生“氦燃燒”。(1)完成“氦燃燒”的核反應(yīng)方程：eq\o\al(4,2)He＋______→eq\o\al(8,4)Be＋γ。(2)eq\o\al(8,4)Be是一種不穩(wěn)定的粒子，其半衰期為2.6×10－16s?？隙ㄙ|(zhì)量的eq\o\al(8,4)Be，經(jīng)7.8×10－16s后所剩eq\o\al(8,4)Be占起先時(shí)的________。答案(1)eq\o\al(4,2)He(2)eq\f(1,8)解析(1)由核反應(yīng)過程質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可推知，空白處的粒子為eq\o\al(4,2)He。(2)由題意知，eq\o\al(8,4)Be經(jīng)驗(yàn)的半衰期數(shù)為eq\f(7.8×10－16s,2.6×10－16s)＝3，所以剩余的eq\o\al(8,4)Be占起先時(shí)的eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))3＝eq\f(1,8)。31．靜止的鋰核(eq\o\al(6,3)Li)俘獲一個(gè)速度為7.7×106m/s的中子，發(fā)生核反應(yīng)后只產(chǎn)生了兩個(gè)新粒子，其中一個(gè)粒子為氦核(eq\o\al(4,2)He)，它的速度大小是8.0×106m/s，方向與反應(yīng)前的中子速度方向相同。(1)寫出此核反應(yīng)的方程式；(2)求反應(yīng)后產(chǎn)生的另一個(gè)粒子的速度的大小及方向；(3)此反應(yīng)過程中是否發(fā)生了質(zhì)量虧損，說明依據(jù)。答案(1)eq\o\al(6,3)Li＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(3,1)H(2)8.1×106m/s與反應(yīng)前中子的速度方向相反(3)發(fā)生了質(zhì)量虧損依據(jù)見解析解析(1)eq\o\al(6,3)Li＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(3,1)H。(2)由(1)可知，反應(yīng)后產(chǎn)生的另一個(gè)粒子是氚核(eq\o\al(3,1)H)。設(shè)中子(eq\o\al(1,0)n)、氦核(eq\o\al(4,2)He)和氚核(eq\o\al(3,1)H)的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，速度分別為v1、v2、v3，由動(dòng)量守恒定律得m1v1＝m2v2＋m3v3，解得v3＝－8.1×106m/s，即氚核的速度方向與反應(yīng)前中子的速度方向相反。(3)反應(yīng)前粒子的總動(dòng)能E1＝eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)，反應(yīng)后粒子的總動(dòng)能E2＝eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2)＋eq\f(1,2)m3veq\o\al(2,3)，代入數(shù)據(jù)可知E2>E1，則說明反應(yīng)過程中發(fā)生了質(zhì)量虧損。題組二高考大題32．(2024·全國卷Ⅱ)在下列描述核過程的方程中，屬于α衰變的是________，屬于β衰變的是________，屬于裂變的是________，屬于聚變的是________。(填正確答案標(biāo)號)A.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)eB.eq\o\al(32,15)P→eq\o\al(32,16)S＋eq\o\al(0,－1)eC.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)HeD.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)HE.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(140,54)Xe＋eq\o\al(94,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)nF.eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n答案CABEF解析自然放射性元素自發(fā)地放出α粒子(即氦核eq\o\al(4,2)He)的衰變屬于α衰變，C屬于α衰變；放出β粒子的衰變屬于β衰變，A、B屬于β衰變；重核分裂成幾個(gè)中等質(zhì)量原子核的現(xiàn)象為核裂變，E屬于核裂變；輕原子核聚合成較重原子核的反應(yīng)為核聚變，F(xiàn)屬于核聚變。33．(2024·北京高考)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，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)在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑為