高三物理一轮单元卷：第十三单元原子物理A卷

一轮单元训练金卷第十三单元高三物理（A）卷原子物理注意事项：1 •答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2 •选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

3 •非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。

写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

4 •考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。

一、选择题：本题共10小题，每小题5分。

在每小题给出的四个选项中，第1〜6题只有一项符合题目要求，第7〜10题有多项符合题目要求。

全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1 •关于天然放射性，下列说法不正确的是（）A •所有元素都有可能发生衰变B .放射性元素的半衰期与外界的温度无关C •放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D • a、B和丫三种射线中，丫射线的穿透能力最强2372 •由于放射性元素93Np的半衰期很短，所以在自然界中一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现•已知2：99NP经过一系列a衰变和B衰变后变成203Bi，下列选项中正确的是（）A • 283Bi的原子核比237Np的原子核少28个中子B•293NP经过衰变变成283Bi，衰变过程可以同时放出a粒子、B粒子和丫粒子C .衰变过程中共发生了7次a衰变和4次B衰变D •293NP的半衰期等于任一个237Np原子核发生衰变的时间3 •在卢瑟福a粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看做静止不动，下列各图画出的是其中两个a粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是（）4 . （2015高考北京卷）下列核反应方程中，属于 a 衰变的是（ ）14417 1238 234 4 A . 7N + 2He f 80+1HB .92U f 9o Th +2He2341 234 234C ．1H + 1H f 2He + 0nD ． 90Th f 91Pa +－1e5 •太阳因核聚变释放出巨大的能量， 同时其质量不断减少.太阳每秒钟辐射出的能量约为 4 X 1026J 根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近（ ）3618A ． 10 kgB ． 10 kg 13 9C ． 1013kgD ． 109kg6. （2015高考福建卷）下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是 （ ）A . 丫射线是高速运动的电子流B •氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C .太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D . 283Bi 的半衰期是5天，100克28?Bi 经过10天后还剩下50克 7 . （2018湖北黄冈模拟）下列说法中正确的是（ ）A .卢瑟福的a 粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构B . 290Th 衰变成2（82Pb要经过6次a 衰变和4次B 衰变C. B 衰变中产生的B 射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的 D 升高放射性物质的温度，不可缩短其半衰期8 . （2015高考山东卷）14C 发生放射性衰变成为14N ，半衰期约5 700年.已知植物存活期间，其 体内 14C 与 12C 的比例不变；生命活动结束后，14C 的比例持续减小 现通过测量得知，某古木样品中 14C 的比例正好是现代植物所制样品的二分之一 下列说法正确的是（）A 该古木的年代距今约 5 700 年B . 12C 、％、14C 具有相同的中子数1414C . C 衰变为 N 的过程中放出 B 射线D .增加样品测量环境的压强将加速14C 的衰变9 . （2018 •西模拟）核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应， 释放出大量核能.212U + 0n f 141 Ba + 36Kr + aX 是反应堆中发生的许多核反应中的一种， X 是某种粒子，a 是X 粒子的个数，用 m u 、 m Ba 、m Kr 分别表示23592U 、^Ba 、32Kr 核的质量，m x 表示X 粒子的质量，c 为真空中的光速，以下 说法正确的是 （）A . X 为中子，a = 2DB . X为中子，a= 32C .上述核反应中放出的核能△ E= （m u—m Ba—m Kr —2m X）CD. 上述核反应中放出的核能△E= （m u—m Ba—m^ —3m x）c210.人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)与原子序数有如图A •由图可知，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要吸收能量B •由图可知，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能C •已知原子核A裂变成原子核B和C时放出的丫射线能使某金属板逸出光电子，若增加丫射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大D •在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度二、非选择题：本大题共4小题，共60分。

按题目要求作答。

解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。

有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

11. (2016高考江苏卷)(1)贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用•下列属于放射性衰变的是____________________ .A . 16C T 如+ 01eB .292U + 0n T139+ 3；丫+ 20n2 3 4 1C. 1H + 1H T 2He+ 0nD . 4He + 13AI T3s P+ o n(2) ____________________________________________________________ 已知光速为c,普朗克常量为h，则频率为v的光子的动量为____________________________________________ •用该频率的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去，则光子在反射前后动量改变量的大小为________ .12•如图所示是研究光电管产生的电流的电路图，A、K是光电管的两个电极，已知该光电管阴极的极限频率为v.现将频率为乂大于v)的光照射在阴极上，则：所示的关系.(1) ______ 是阴极，阴极材料的逸出功等于___________ .⑵加在A、K间的正向电压为U时，到达阴极的光电子的最大动能为________________ ，将A、K间的正向电压从零开始逐渐增加，电流表的示数的变化情况是(3) 为了阻止光电子到达阳极，在A、K间应加U反= __________ 的反向电压.(4) 下列方法一定能够增加饱和光电流的是 __________ ．A ．照射光频率不变，增加光强B .照射光强度不变，增加光的频率C .增加A、K电极间的电压D .减小A、K电极间的电压13. 为确定爱因斯坦的质能方程△ E= △ me2的正确性，设计了如下实验：用动能为E! = 0.60 MeV 的质子轰击静止的锂核3Li，生成两个a粒子，测得两个a粒子的动能之和为E2= 19 . 9 MeV，已知质子、a粒子、锂粒子的质量分别取m p= 1. 007 3 u、m a= 4. 001 5 u、mu = 7. 016 0 u,求：(1) 写出核反应方程．(2) 通过计算说明△ E =△ me2正确.(1 u相当于931. 5 MeV)14. 一个静止的氡核86Rn放出一个a粒子后衰变为钋核84PO,同时放出能量为 E = 0. 09 MeV 的光子.假设放出的核能完全转变为钋核与a粒子的动能，不计光子的动量.已知M氡=222. 086 63u、m a= 4. 002 6 u、M 钋=218. 076 6 u, 1 u 相当于931 . 5 MeV 的能量.(1) 写出上述核反应方程；(2) 求出发生上述核反应放出的能量；(3) 确定钋核与a粒子的动能.答案1 •【答案】A【解析】选A •自然界中绝大部分元素没有放射现象，选项A 错误；放射性元素的半衰期只与原子核结构有关，与其他因素无关，选项B 、C 正确；a B 和丫三种射线电离能力依次减弱 ，穿透能力依次增强，选项D 正确.2 •【答案】C【解析】选C . 20加 的中子数为209- 83= 126, 293Np 的中子数为237- 93= 144,羽站 的原子 核比237Np 的原子核少18个中子，A 错误；293Np 经过一系列a 衰变和B 衰变后变成？09Bi ,可以同时 放出a 粒子和丫粒子或者B 粒子和丫粒子，不能同时 放出三种粒子，B 错误；衰变过程中发生 a 衰变237—209的次数为4= 7次，B 衰变的次数为2 X 7— (93 — 83) = 4(次)，C 正确；半衰期是大量原子核衰变的统计规律,对少数原子核不适用，选项D 错误.3. 【答案】C【解析】选C . a 粒子与原子核相互排斥，A 、D 错误；运动轨迹与原子核越近，力越大，运动方向变化越明显，B 错误，C 正确.4. 【答案】B【解析】选B . a 衰变是放射性元素的原子核放出 a 粒子(4He)的核反应，选项B 正确.5. 【答案】D△E 4 X 1026【解析】选D .由爱因斯坦质能方程△ E =A mc 2知：A m = —2 = ----------------- 8 2 kg «4X 109 kg ,选c (3X 108) 2 y y ，项D 正确.6. 【答案】B 【解析】选B .一轮单元训练金卷 第十三单元 高三物理(A)卷原子物理B射线是高速电子流，而丫射线是一种光子流，选项A错误.氢原子辐射光子后，绕核运动的电子距核更近，动能增大，选项B正确.太阳辐射能量的主要来源是太阳内部氢核的聚变，选项C错t 2误.10天为两个半衰期，剩余的280Bi为100X gjg = 100X gj g = 25 g,选项D错误.7. 【答案】BD【解析】选BD .卢瑟福的a粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，但并不能说明原子核有复杂的结构，A错误；据a衰变、B衰变的实质可知29^Th T?08Pb+ n；He + m—1e,得n= 6, m= 4,故B正确；B衰变中B射线是由原子核中的中子转变形成的，C错误；放射性物质的半衰期只由其本身决定,与外界环境无关，D正确.8. 【答案】AC【解析】选AC .古木样品中14C的比例是现代植物所制样品的二分之一，根据半衰期的定义知该古木的年代距今约 5 700年，选项A正确；同位素具有相同的质子数，不同的中子数，选项B错误；14C的衰变方程为1；C T17N + —i e,所以此衰变过程放出B射线，选项C正确；放射性元素的半衰期与核内部自身因素有关，与原子所处的化学状态和外部条件无关，选项D错误.9. 【答案】BC【解析】选BC.核反应中，质量数守恒，电荷数守恒，则知292U+ 0n T156Ba+ 36K「+ aX中X1 2 2 为0n, a= 3,贝U A 错误，B 正确；由厶E=A mc 可得：△ E= (m u + m x —m Ba—m Kr- 3m x)c = (m u —m Ba -m Kr —2m x)c2,则 C 正确,D 错误.10 .【答案】BD【解析】选BD .原子核D、E聚变成原子核F ,放出能量，A错误；A裂变成B、C,放出能量，B正确；增加入射光强度，光电子的最大初动能不变，C错误；镉棒能吸收中子，可控制核反应速度，D正确.11 .【答案】(1)A ⑵h v也c c【解析】(1)A是B衰变，B是核裂变，C是核聚变，D是原子核的人工转变，所以A符合题意.⑵光子的动量p= c=h v，垂直反射回去A p=严-貲=严12 .【答案】⑴K h v (2)h v—h v+ eU 逐渐增大，直至保持不变(3)h v h v(4)Ae【解析】⑴被光照射的金属将有光电子逸出，故K是阴极，逸出功与极限频率的关系为W o= h v.(2) 根据光电效应方程可知，逸出的光电子的最大初动能为h —h v,经过电场加速获得的能量为eU,所以到达阳极的光电子的最大动能为h —h v+ eU,随着电压增加，单位时间内到达阳极的光电子数量将逐渐增多，但当从阴极逸出的所有光电子都到达阳极时，再增大电压，也不可能使单位时间内到达阳极的光电子数量增多 .所以，电流表的示数先是逐渐增大，直到保持不变.(3) 从阴极逸出的光电子在到达阳极的过程中将被减速，被电场消耗的动能为eU反，如果h v—h vh v—h v=eU反，就将没有光电子能够到达阳极，所以U反= e .⑷要增加单位时间内从阴极逸出的光电子的数量，就需要增加照射光单位时间内入射光子的个数，所以只有A正确.13 •【答案】(1)7Li + 1H T2；He ⑵见解析【解析】⑴核反应方程为：3Li +：H T2；He .(2) 核反应的质量亏损：△□= mu + m p—2m a= 7. 016 0 u+ 1 . 007 3 u —2 X 4. 001 5 u = 0. 020 3 u，由质能方程可得与质量亏损相当的能量：△ E =A mc2= 0. 020 3 X 931 . 5 MeV = 18 . 9 MeV，而系统增加的能量：△ E '=2—E1= 19. 3 MeV，这些能量来自核反应中，在误差允许的范围内可认为相等，所以A E =A mc2正确.286R n T 28泊0+ 2He +丫(2)6 . 92 MeV14 .【答案】(1)(3) 0 . 12 MeV 6. 71 MeV286R n T2；8Po+ ；He +丫.【解析】(1)(2) 质量亏损A m= 222 . 086 63 u —4 . 002 6 u —218 . 076 6 u= 0 . 007 43 uA E =A mc2= 0 . 007 43 X 931 . 5 MeV = 6 . 92 MeV .(3) 设a粒子、钋核的动能分别为E k a E k钋，动量分别为P a p钋，由能量守恒定律得：A E = E k a+ E k 钋+ E不计光子的动量，由动量守恒定律得:0 = P a+ P 钋2又E k = 2m，故E k a 'E k 钋=218 : 4联立解得E k 钋=0. 12 MeV , E k a= 6. 71 MeV .。