（浙江選考）2021版新高考物理一輪復(fù)習(xí) 17 第十三章 近代物理 2 第2節(jié) 原子結(jié)構(gòu)和原子核達(dá)標(biāo)檢測(cè)鞏固提能

《（浙江選考）2021版新高考物理一輪復(fù)習(xí) 17 第十三章 近代物理 2 第2節(jié) 原子結(jié)構(gòu)和原子核達(dá)標(biāo)檢測(cè)鞏固提能》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（浙江選考）2021版新高考物理一輪復(fù)習(xí) 17 第十三章 近代物理 2 第2節(jié) 原子結(jié)構(gòu)和原子核達(dá)標(biāo)檢測(cè)鞏固提能（7頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第2節(jié)　原子結(jié)構(gòu)和原子核 [隨堂檢測(cè)] 1．(2019·4月浙江選考)靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的原子核X發(fā)生α衰變后變成新原子核Y.已知核X的質(zhì)量數(shù)為A，核電荷數(shù)為Z，核X、核Y和α粒子的質(zhì)量分別為mX、mY和mα，α粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為R.則(　　) A．衰變方程可表示為X→Y＋He B．核Y的結(jié)合能為(mX－mY－mα)c2 C．核Y在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為 D．核Y的動(dòng)能為EkY＝ 解析：選AC.衰變過(guò)程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均守恒，故該衰變方程為X→Y＋He，故A正確；結(jié)合能是把核子分開而需要的能量，而(mX－mY－mα)c2是衰變過(guò)程中釋放的能量，故B錯(cuò)誤；衰變過(guò)程中滿足動(dòng)量守恒

2、定律，即有0＝mYvY－mαvα，又粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r＝，故核Y與α粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比＝＝，則rY＝，故C正確；衰變過(guò)程中根據(jù)能量守恒定律，若釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，則EkY＋Ekα＝(mX－mY－mα)c2，而＝＝，聯(lián)合上述二式可得，EkY＝，若釋放的核能不完全轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，則無(wú)法計(jì)算，故D錯(cuò)誤． 2．能源是社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，發(fā)展核能是解決能源問(wèn)題的途徑之一．下列釋放核能的反應(yīng)方程，表述正確的有(　　) A.H＋H→He＋n是核聚變反應(yīng) B.H＋H→He＋n是β衰變 C.U＋n→Ba＋Kr＋3n是核裂變反應(yīng) D.U＋n→Xe＋Sr＋2n是α衰變 解析：選A

3、C.β衰變時(shí)釋放出電子(e)，α衰變時(shí)釋放出氦原子核(He)，可知選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤；選項(xiàng)A中一個(gè)氚核和一個(gè)氘核結(jié)合成一個(gè)氦核并釋放出一個(gè)中子是典型的核聚變反應(yīng)；選項(xiàng)C中一個(gè)U235原子核吸收一個(gè)中子，生成一個(gè)Ba原子核和一個(gè)Kr原子核并釋放出三個(gè)中子． 3．(2018·11月浙江選考)一個(gè)鈹原子核(Be)俘獲一個(gè)核外電子(通常是最靠近原子核的K殼層的電子)后發(fā)生衰變，生成一個(gè)鋰核(Li)，并放出一個(gè)不帶電的質(zhì)量接近零的中微子νe，人們把這種衰變稱為“K俘獲”．靜止的鈹核發(fā)生了“K俘獲”，其核反應(yīng)方程為Be＋－1e→Li＋νe.已知鈹原子的質(zhì)量為MBe＝7.016 929 u，鋰原子的質(zhì)量為ML

4、i＝7.016 004 u，1 u相當(dāng)于9.31×102 MeV.下列說(shuō)法正確的是(　　) A．中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均為零 B．鋰核(Li)獲得的動(dòng)能約為0.86 MeV C．中微子與鋰核(Li)的動(dòng)量之和等于反應(yīng)前電子的動(dòng)量 D．中微子與鋰核(Li)的能量之和等于反應(yīng)前電子的能量 解析：選AC.中微子是不帶電的，且質(zhì)量接近于零，根據(jù)質(zhì)量數(shù)的確定法，可知中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均為零，選項(xiàng)A正確；Li核獲得的動(dòng)能約為由于核衰變時(shí)的質(zhì)量虧損放出的能量E＝Δmc2＝9.31×102(MBe＋Me－MLi)＞0.86 MeV，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)量守恒定律可知中微子與鋰核(Li)的動(dòng)量之和等

5、于反應(yīng)前電子的動(dòng)量，但能量不等，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤． 4.(2020·浙江省綠色評(píng)估聯(lián)盟高三考試)如圖為氫原子的能級(jí)示意圖，則下列對(duì)氫原子躍遷的理解正確的是(　　) A．由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出來(lái)的光電子一定不能使逸出功為3.34 eV的金屬發(fā)生光電效應(yīng) B．大量處于n＝4能級(jí)的氫原子向n＝1能級(jí)躍遷時(shí)，向外輻射6種不同頻率的光子 C．大量處于n＝3能級(jí)的氫原子向n＝1能級(jí)躍遷時(shí)，用發(fā)出的光照射逸出功為3.34 eV的金屬，從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能為8.75 eV D．如果用光子能量為10.3 eV的光照射處于n＝1能級(jí)的氫原子，則該能級(jí)的氫原子能夠躍遷到較高能級(jí) 解

6、析：選BC.氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)放出的光子的能量等于前后兩個(gè)能級(jí)之差，當(dāng)氫原子從高能級(jí)躍遷到基態(tài)時(shí)放出的光子的能量最小值為－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV，大于3.34 eV，所以一定能使逸出功為3.34 eV的金屬發(fā)生光電效應(yīng)，A錯(cuò)誤；大量處于n＝4能級(jí)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，輻射光子的種類為C＝＝6，B正確；大量處于n＝3能級(jí)的氫原子向n＝1能級(jí)躍遷時(shí)，輻射出的光子能量最大為－1.51 eV－(－13.6 eV)＝12.09 eV，用此光子照射逸出功為3.34 eV的金屬，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得該金屬的最大初動(dòng)能為12.09 eV－3.34 eV＝8.75 e

7、V，C正確；當(dāng)氫原子由低能級(jí)向高能級(jí)躍遷時(shí)，氫原子吸收的光子能量一定等于兩能級(jí)之間的能量差，而由氫原子的能級(jí)圖可知任何兩能級(jí)間的能量差都不等于10.3 eV，因此不能使n＝1能級(jí)的氫原子躍遷到較高的能級(jí)，D錯(cuò)誤． 5．一靜止的鋁原子核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(shuō)法正確的是(　　) A．核反應(yīng)方程為p＋Al―→Si B．核反應(yīng)過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒 C．核反應(yīng)過(guò)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 解析：選AB.核反應(yīng)方程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，A項(xiàng)正確；微觀粒子相互作用過(guò)程中，滿

8、足動(dòng)量守恒定律，B項(xiàng)正確；題述核反應(yīng)過(guò)程屬于“二合一”形式的完全非彈性碰撞，機(jī)械能有損失，但對(duì)于封閉的系統(tǒng)，能量仍然守恒，C項(xiàng)錯(cuò)誤；核反應(yīng)過(guò)程中的機(jī)械能有損失，故存在質(zhì)量虧損現(xiàn)象，D項(xiàng)錯(cuò)誤． [課后達(dá)標(biāo)] 一、不定項(xiàng)選擇題 1.我國(guó)核聚變反應(yīng)研究大科學(xué)裝置“人造太陽(yáng)”2018年獲得重大突破，等離子體中心電子溫度首次達(dá)到1億度，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(shuō)法正確的是(　　) A．核聚變比核裂變更為安全、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

9、案：AD 2．(2016·10月浙江選考)用中子(n)轟擊鈾核(U)產(chǎn)生裂變反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生鋇核(Ba)和氪核(Kr)并釋放出中子(n)，當(dāng)達(dá)到某些條件時(shí)可發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)．一個(gè)鈾核(U)裂變時(shí)，釋放的能量約為200 MeV(1 eV＝1.6×10－19J)．以下說(shuō)法正確的是(　　) A.U的裂變方程為U→Ba＋Kr＋n B.U的裂變方程為U＋n→Ba＋Kr＋3n C.U發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件與鈾塊的體積有關(guān) D．一個(gè)U裂變時(shí)，質(zhì)量虧損約為3.6×10－28kg 答案：BCD 3.(2018·4月浙江選考)氫原子的能級(jí)圖如圖所示，關(guān)于大量氫原子的能級(jí)躍遷，下列說(shuō)法正確的是(可見光的波長(zhǎng)范圍為

10、4.0×10－7～7.6×10－7 m，普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s ，真空中的光速＝3.0×108 m/s)(　　) A．氫原子從高能級(jí)躍遷到基態(tài)時(shí)，會(huì)輻射γ射線 B．氫原子處在n＝4能級(jí)，會(huì)輻射可見光 C．氫原子從高能級(jí)向n＝3能級(jí)躍遷時(shí)，輻射的光具有顯著的熱效應(yīng) D．氫原子從高能級(jí)向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)，輻射的光在同一介質(zhì)中傳播速度最小的光子能量為1.89 eV　 答案：BC 4．在一個(gè)U原子核衰變?yōu)橐粋€(gè)Pb原子核的過(guò)程中，發(fā)生β衰變的次數(shù)為(　　) A．6次　　　　　　　　　 B．10次 C．22次 D．32次 解析：選A.一個(gè)U原子核衰變?yōu)橐粋€(gè)Pb原子核

11、的過(guò)程中，發(fā)生α衰變的次數(shù)為(238－206)÷4＝8次，發(fā)生β衰變的次數(shù)為2×8－(92－82)＝6次，選項(xiàng)A正確． 5．(2020·杭州調(diào)研)原子處于基態(tài)時(shí)最穩(wěn)定，處于較高能級(jí)時(shí)會(huì)自發(fā)地向較低能級(jí)躍遷，用n表示氫原子所處能級(jí)狀態(tài)的量子數(shù)，N表示由該能級(jí)狀態(tài)發(fā)生躍遷時(shí)可能發(fā)出的不同波長(zhǎng)的光譜線的數(shù)目，則(　　) A．當(dāng)n＝1時(shí)，N＝1 B．當(dāng)n＝2時(shí)，N＝2 C．當(dāng)n＝3時(shí)，N＝3 D．當(dāng)n＝4時(shí)，N＝4 解析：選C.據(jù)玻爾理論，處在n能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射光子的頻率種類N＝. 6．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程是Be＋He→C＋n B．20

12、個(gè)U的原子核經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期后剩下5個(gè)U C.U在中子轟擊下生成Sr和Xe的過(guò)程中，原子核中的平均核子質(zhì)量變大 D．原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，一定要輻射出一定頻率的光子 解析：選A.發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程是Be＋He→C＋n，A正確．原子核的半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，只對(duì)大量的原子核才適用，所以B錯(cuò)誤.U在中子轟擊下生成Sr和Xe的過(guò)程中，原子核中的平均核子質(zhì)量變小，所以該反應(yīng)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量虧損，從而放出核能，C錯(cuò)誤．原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，可能要輻射出一定頻率的光子，也可能會(huì)吸收一定頻率的光子，所以D錯(cuò)誤． 7．(2020·麗水質(zhì)檢)質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和

13、m3.當(dāng)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核時(shí)，釋放的能量是(c表示真空中的光速)(　　) A．(m1＋m2－m3)c B．(m1－m2－m3)c C．(m1＋m2－m3)c2 D．(m1－m2－m3)c2 解析：選C.由質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2，其中Δm＝m1＋m2－m3，可得ΔE＝(m1＋m2－m3)c2，選項(xiàng)C正確． 8．一個(gè)電子(質(zhì)量為m，電量為－e)和一個(gè)正電子(質(zhì)量為m，電量為e)，以相等的初動(dòng)能Ek相向運(yùn)動(dòng)，并撞到了一起，發(fā)生“湮滅”，產(chǎn)生兩個(gè)頻率相同的光子，設(shè)產(chǎn)生光子的頻率為ν；若這兩個(gè)光子的能量都是hν，動(dòng)量分別為p和p′，下列關(guān)系中正確的是(　　) A．hν＝mc2

14、，p＝－p′ B．hν＝mc2，p＝p′ C．hν＝mc2＋Ek，p＝－p′ D．hν＝(mc2＋Ek)，p＝－p′ 解析：選C.由能量守恒知2mc2＋2Ek＝2hν，故hν＝mc2＋Ek，由動(dòng)量守恒知0＝p＋p′，故p＝－p′，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤． 9．(2020·臺(tái)州質(zhì)檢)下列說(shuō)法正確的是(　　) A．核電站造成的污染遠(yuǎn)小于相等發(fā)電能力的火電站 B．原子反應(yīng)堆主要由原子燃料、慢化劑、冷卻系統(tǒng)和控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成 C．鈾塊的體積對(duì)產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)無(wú)影響 D．重核裂變釋放出大量的能量，產(chǎn)生明顯的質(zhì)量虧損，所以核子數(shù)減少 解析：選AB.只要措施得當(dāng)，核電站造成的污染很

15、小，A正確；原子反應(yīng)堆主要由原子燃料、慢化劑、冷卻系統(tǒng)和控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成，B正確；要引起鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，須使鈾塊體積超過(guò)臨界體積，C錯(cuò)誤；重核裂變的質(zhì)量虧損遠(yuǎn)小于一個(gè)核子的質(zhì)量，核子數(shù)不會(huì)減少，D錯(cuò)誤． 10.(2020·臺(tái)州調(diào)研)U放射性衰變有多種可能途徑，其中一種途徑是先變成Bi，而Bi可以經(jīng)一次衰變變成X(X代表某種元素)，也可 以經(jīng)一次衰變變成Ti，X和Ti最后都變成Pb，衰變路徑如圖所示．可知圖中(　　) A．a(chǎn)＝82，b＝206 B．a(chǎn)＝84，b＝206 C．①是β衰變，放出電子，電子是由中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子和電子而生成的 D．②是α衰變，放出的是正電子，正電子是由質(zhì)子轉(zhuǎn)變成中子和

16、一個(gè)正電子而生成的 解析：選BC.衰變①的方程式為：Bi→X＋e，為β衰變，放出電子，選項(xiàng)C正確；衰變②的方程式為：Bi→Ti＋He，為α衰變，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤，B正確． 11．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．采用物理或化學(xué)方法可以有效地改變放射性元素的半衰期 B．由玻爾理論知道氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)會(huì)放出光子 C．從高空對(duì)地面進(jìn)行遙感攝影是利用紫外線良好的穿透能力 D．原子核所含核子單獨(dú)存在時(shí)的總質(zhì)量小于該原子核的質(zhì)量 解析：選B.對(duì)A項(xiàng)，半衰期是元素固有性質(zhì)；對(duì)C項(xiàng)，利用紅外線的波長(zhǎng)長(zhǎng)，穿透能力強(qiáng)；對(duì)D項(xiàng)，重核裂變，輕核聚變，質(zhì)量虧損，中等核向重核、輕核變化時(shí)，質(zhì)量增加．

17、12．(2020·嘉興測(cè)試)按照玻爾理論，一個(gè)氫原子中的電子從一半徑為ra的圓軌道直接躍遷到另一半徑為rb的圓軌道上，ra>rb，在此過(guò)程中(　　) A．原子要發(fā)出一系列頻率的光子 B．原子要吸收一系列頻率的光子 C．原子要吸收某一頻率的光子 D．原子要發(fā)出某一頻率的光子 解析：選D.因ra>rb，則能級(jí)Ea>Eb，故電子向低能級(jí)軌道躍遷而發(fā)出光子，又因電子是直接躍遷，故只能發(fā)出某一頻率的光子． 13．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．原子中的電子繞原子核高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，運(yùn)行軌道的半徑不是任意的 B．利用γ射線的貫穿性可以為金屬探傷，也能進(jìn)行人體的透視 C．一束光照射到某種金屬上不能

18、發(fā)生光電效應(yīng)，是因?yàn)樵撌獾牟ㄩL(zhǎng)太短 D．根據(jù)玻爾理論，氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，要釋放一定頻率的光子，同時(shí)電子的動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小 解析：選AD.由量子理論可知，原子中的電子繞原子核高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，運(yùn)行軌道的半徑是不連續(xù)的、不是任意的，選項(xiàng)A正確；利用γ射線的貫穿能力可以為金屬探傷，但是γ射線對(duì)人體細(xì)胞傷害太大，因此不能用來(lái)人體透視，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因?yàn)樵撌獾念l率小于該金屬的極限頻率，說(shuō)明該束光的波長(zhǎng)太長(zhǎng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)玻爾理論，氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，要釋放一定頻率的光子，同時(shí)電子的動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小，選項(xiàng)

19、D正確． 二、非選擇題 14．(2020·金華質(zhì)檢)靜止的Li核俘獲一個(gè)速度v1＝7.7×104 m/s的中子而發(fā)生核反應(yīng)，生成兩個(gè)新核．已知生成物中He的速度v2＝2.0×104 m/s，其方向與反應(yīng)前中子速度方向相同． (1)寫出上述反應(yīng)方程． (2)求另一生成物的速度． 解析：(1)Li＋n→He＋H. (2)設(shè)中子、氦核、新核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，它們的速度分別為v1、v2、v3，根據(jù)核反應(yīng)動(dòng)量守恒有：m1v1＝m2v2＋m3v3 v3＝＝－1×103 m/s 負(fù)號(hào)說(shuō)明新核運(yùn)動(dòng)方向與氦核相反． 答案：(1)Li＋n→He＋H　(2)大小是1×103 m/s，方向與氦核速度方向相反 7