高中物理-专题原子核物理(基础篇)(解析版)

合集下载

高考物理新近代物理知识点之原子核解析(1)

高考物理新近代物理知识点之原子核解析(1)一、选择题1．氘核、氚核、中子、氦核的质量分别是m 1、m 2、m 3和m 4，如果氘核和氚核结合生成氦核，则下列说法中正确的是（）A ．核反应方程式为234112H H He +→B ．这是一个裂变反应C ．核反应过程中的质量亏损Δm ＝m 1＋m 2－m 4D ．核反应过程中释放的核能ΔE ＝（m 1＋m 2－m 3－m 4）c 22．物理教材中有很多经典的插图能够形象的表现出物理实验、物理现象及物理规律，下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是A ．甲图中，卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子B ．乙图中，在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大C ．丙图中，射线甲由电子组成，射线乙为电磁波，射线丙由粒子组成D ．丁图中，链式反应属于轻核裂变3．由于地震、山洪等原因将大量的金丝楠及其他树种深埋，经千万年碳化、氧化、冲刷形成似石非石、似木非木的植物“木乃伊”，又叫碳化木，俗称乌木，已知植物存活期间，其体内14C 与12C 的比例与大气中相同，生命活动结束后，14C 衰变为14N ，14C 的比例持续减少，其半衰期约为5700年，现通过测量得知，某乌木样品中14C 的比例恰好是现代植物所制样品的二分之一。

下列说法正确的是（）A ．该乌木的形成年代距今约为11400年B ．该乌木的形成年代距今约为5700年C ．12C 、13C 、14C 具有相同的中子数D ．增加样品测量环境的压强将加速14C 的衰变4．中国大科学装置“东方超环”（EAST ）近期实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破。

由于其内部核反应原理与太阳类似，因此“东方超环”也被称为“人造太阳”“人造太阳”采用的核反应方程可能是（）A ．B ．C ．D ．5．若元素A 的半衰期为4天，元素B 的半衰期为5天，则相同质量的A 和B ，经过20天后，剩下的质量之比m A :m BA ．1:2B ．2:1．C ．30:3D ．31:30 6．一种典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出3个中子，核反应方程是可表示为2351448919256360U+X Ba+Kr+3n →，已知部分原子核的比结合能与核子数的关系如图所示，下列说法正确的是（）A ．核反应方程中，X 粒子是正电子B ．核反应方程中，X 粒子是质子C ．23592U 、14456Ba 和8936Kr 相比，14456Ba 核的比结合能最大，它最稳定D ．23592U 、14456Ba 和8936Kr 相比，23592U 核的核子数最多，它的结合能最大7．23290Th 具有放射性，经以下连续衰变过程：2322282282282089088899082Th Ra Ac Th Pb →→→→→，最后生成稳定的20882Pb ，下列说法中正确的是 A ．23290Th 和22890Th 中子数相同，质子数不同B ．整个衰变过程共发生6次α衰变和4次β衰变C ．22888Ra 发生β衰变后变为22889Ac ，说明22888Ra 原子核内有β粒子 D ．22888Ra 的半衰期为6.7年，取40个该种原子核，经过13.4年剩下10个该种原子核8．下列关于原子核相关知识的说法，正确的是A ．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的链式反应B ．人类对原子核变化规律的认识是从α粒子散射实验开始的C ．中等质量核的平均结合能比重核的平均结合能大，所以重核裂变要释放能量D ．钚(239)可由铀239()经过1次α衰变和2次β衰变而产生9．下列说法正确的是（）A ．a 粒子散射实验可以估算原子核的半径的大小B ．玻尔理论可以解释原子的稳定，也能完美解释所有原子光谱规律C ．γ射线是穿透能力极强的电磁波，可以穿透几厘米的铅板D ．结合能越大的原子核越稳定10．下列四幅图是教材中的几个实验装置图，科学家提出原子核式结构的实验装置是（）A ．B ．C ．D ．11．原子核反应有广泛的应用，如用于核电站等。

高考物理近代物理知识点之原子核解析含答案

高考物理近代物理知识点之原子核解析含答案一、选择题1．在核反应堆中，为了使快中子的速度减慢，可选用作为中子减速剂的物质是（）A．氢B．镉C．氧D．水2．对原子的认识，错误．．的是A．原子由原子核和核外电子组成B．原子核的质量就是原子的质量C．原子核的电荷数就是核中的质子数D．原子序数等于核电荷与电子电荷大小的比值3．一个氘核（）与一个氚核（）发生聚变，产生一个中子和一个新核，并出现质量亏损，则聚变过程中A．吸收能量，生成的新核为B．吸收能量，生成的新核为C．放出能量，生成的新核为D．放出能量，生成的新核为4．在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。

下列说法符合历史事实的是（）A．卢瑟福在原子核人工转变的实验中发现了中子B．爱因斯坦为了解释光电效应的实验规律提出了光子说C．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核D．查德威克利用α射线轰击氮原子核获得了质子5．物理教材中有很多经典的插图能够形象的表现出物理实验、物理现象及物理规律，下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是A．甲图中，卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子B．乙图中，在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大C．丙图中，射线甲由电子组成，射线乙为电磁波，射线丙由粒子组成D．丁图中，链式反应属于轻核裂变6．下列叙述符合历史事实的是（）A．麦克斯韦通过实验发现，电磁波在真空中的传播速度等于光速B．玻尔通过对氢原子光谱的研究，建立了原子的核式结构模型C．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核具有复杂结构D．查德威克用粒子轰击氮原子核，打出一种新的粒子叫中子7．太阳内部发生核反应方程，该反应出现了质量亏损下列说法正确的是A．x是负电子，反应过程放出能量B ．x 是正电子，反应过程放出能量C ．x 是负电子，反应过程吸收能量D ．x 是正电子，反应过程吸收能量 8．23290Th 具有放射性，经以下连续衰变过程：2322282282282089088899082Th Ra Ac Th Pb →→→→→，最后生成稳定的20882Pb ，下列说法中正确的是 A ．23290Th 和22890Th 中子数相同，质子数不同B ．整个衰变过程共发生6次α衰变和4次β衰变C ．22888Ra 发生β衰变后变为22889Ac ，说明22888Ra 原子核内有β粒子D ．22888Ra 的半衰期为6.7年，取40个该种原子核，经过13.4年剩下10个该种原子核9．关于原子物理知识，下列说法正确的是（） A ．γ射线是高速运动的电子流B ．太阳辐射能量的主要来源是太阳内部发生的轻核聚变C ．的半衰期为5天，10g经过10天后还剩下5gD ．由爱因斯坦质能方程E ＝mc 2可知质量与能量可以相互转化10．从法国物理学家贝克勒尔发现铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线开始，人类开启了对原子核的研究并和平利用核能，以下说法正确的是（）A ．核聚变反应中平均每个核子质量亏损比核裂变反应中平均每个核子质量亏损小B ．查德威克用氮核轰击铍核的核反应方程是: 94121042611Be He C H e -+→++C ．人类第一次实现的原子核的人工转变的核反应是：1441717281N He O H +→+D ．α射线和β射线来自原子核，γ射线是原子核外电子跃迁时辐射出的光子流 11．某一放射性元素放出的射线通过电场后分成三束，如图所示，下列说法正确的是A ．射线1的电离作用在三种射线中最强B ．射线2贯穿本领最弱，用一张白纸就可以将它挡住C ．放出一个射线1的粒子后，形成的新核比原来的电荷数少1个D ．一个原子核放出一个射线3的粒子后，质子数和中子数都比原来少2个 12．下列核反应方程中，属于β衰变的是( ) A ．23490Th→23491Pa+ 01-eB ．23892U→23490Th+42HeC ．147N+42He→178O+11HD ．21H+31H→42He+10n13．原子核反应有广泛的应用，如用于核电站等。

(完整版)原子核物理知识点归纳详解

原子核物理重点知识点第一章原子核的基本性质1、对核素、同位素、同位素丰度、同量异位素、同质异能素、镜像核等概念的理解。

（P2）核素：核内具有一定质子数和中子数以及特定能态的一种原子核或原子。

（P2）同位素：具有相同质子数、不同质量数的核素所对应的原子。

（P2）同位素丰度：某元素中各同位素天然含量的原子数百分比。

（P83）同质异能素：原子核的激发态寿命相当短暂，但一些激发态寿命较长，一般把寿命长于0.1s 激发态的核素称为同质异能素。

（P75）镜像核：质量数、核自旋、宇称均相等，而质子数和中子数互为相反的两个核。

2、影响原子核稳定性的因素有哪些。

（P3~5）核内质子数和中子数之间的比例；质子数和中子数的奇偶性。

3、关于原子核半径的计算及单核子体积。

（P6）R =r 0A 1/3 fm r 0=1.20 fm 电荷半径：R =（1.20±0.30）A 1/3 fm 核力半径：R =（1.40±0.10）A 1/3 fm 通常核力半径＞电荷半径单核子体积：A r R V 3033434ππ==4、核力的特点。

（P14）1.核力是短程强相互作用力；2.核力与核子电荷数无关；3.核力具有饱和性；4.核力在极短程内具有排斥芯；5.核力还与自旋有关。

5、关于原子核结合能、比结合能物理意义的理解。

（P8）结合能：),()1,0()()1,1(),(),(2A Z Z Z A Z c A Z m A ZB ∆-∆-+∆=∆= 表明核子结合成原子核时会释放的能量。

比结合能（平均结合能）：A A Z B A Z /),(),(=ε原子核拆散成自由核子时外界对每个核子所做的最小平均功，或者核子结合成原子核时平均每一个核子所释放的能量。

6、关于库仑势垒的理解和计算。

（P17）1.r>R ,核力为0，仅库仑斥力，入射粒子对于靶核势能V (r )，r →∞，V (r ) →0，粒子靠近靶核，r →R ，V (r )上升，靠近靶核边缘V (r )max ，势能曲线呈双曲线形，在靶核外围隆起，称为库仑势垒。

人教版高中物理选择性必修第3册第16讲原子的核式结构模型(解析版)

第16讲原子的核式结构模型课程标准课标解读了解人类探索原子及其结构的历史。

知道原子的核式结构模型。

1.知道阴极射线的组成，体会电子发现过程中所蕴含的科学方法，知道电荷是量子化的。

2.了解α粒子散射实验现象以及卢瑟福原子核式结构模型的主要内容。

3.知道原子和原子核大小的数量级，知道原子核的电荷数。

知识点01电子的发现1．阴极射线：阴极发出的一种射线．它能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光。

2．汤姆孙的探究根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是带负电(填“正电”或“负电”)的粒子流，并求出了这种粒子的比荷．组成阴极射线的粒子被称为电子。

3．密立根实验：电子电荷的精确测定是由密立根通过著名的“油滴实验”做出的．目前公认的电子电荷的值为e ＝1.6×10－19C(保留两位有效数字)。

4．电荷的量子化：任何带电体的电荷只能是e 的整数倍。

5．电子的质量m e ＝9.1×10－31 kg(保留两位有效数字)，质子质量与电子质量的比值为m p m e＝1836。

【知识拓展】1．对阴极射线的认识(1)对阴极射线本质的认识——两种观点①电磁波说，代表人物——赫兹，他认为这种射线是一种电磁辐射；②粒子说，代表人物——汤姆孙，他认为这种射线是一种带电粒子流；(2)阴极射线带电性质的判断方法①方法一：在阴极射线所经区域加上电场，通过打在荧光屏上的亮点位置的变化和电场的情况确定阴极射线的带电性质；知识精讲目标导航②方法二：在阴极射线所经区域加一磁场，根据荧光屏上亮点位置的变化和左手定则确定阴极射线的带电性质。

(3)实验结果：根据阴极射线在电场中和磁场中的偏转情况，判断出阴极射线是粒子流，并且带负电。

2．电子发现的意义(1)电子发现以前人们认为物质由分子组成，分子由原子组成，原子是不可再分的最小微粒；(2)现在人们发现了各种物质里都有电子，而且电子是原子的组成部分；(3)电子带负电，而原子是电中性的，说明原子是可再分的。

高考物理最新近代物理知识点之原子核知识点总复习含答案解析(1)

高考物理最新近代物理知识点之原子核知识点总复习含答案解析(1)一、选择题1．由核反应产生，且属于电磁波的射线是（） A ．α射线B ．γ射线C ．X 射线D ．阴极射线2．下列说法正确的是（）A ．a 粒子散射实验可以估算原子核的半径的大小B ．玻尔理论可以解释原子的稳定，也能完美解释所有原子光谱规律C ．γ射线是穿透能力极强的电磁波，可以穿透几厘米的铅板D ．结合能越大的原子核越稳定3．为提出原子核式结构模型提供依据的实验或现象是 A ．α粒子散射实验 B ．电子的发现 C ．质子的发现 D ．天然放射现象4．在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。

下列说法符合历史事实的是（）A ．卢瑟福在原子核人工转变的实验中发现了中子B ．爱因斯坦为了解释光电效应的实验规律提出了光子说C ．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核D ．查德威克利用α射线轰击氮原子核获得了质子 5．下列关于α粒子的说法，正确的是 A ．α粒子是氦原子核，对外不显电性B ．卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子“枣糕模型”C ．天然放射现象中， α粒子形成的射线速度很快，穿透能力很强D ．核反应2382349290U TH X →+中，X 代表α粒子，则是α衰变6．关于天然放射性，下列说法正确的是 A ．天然放射现象说明原子是可分的B ．放射性元素的半衰期与外界的温度有关，温度越高半衰期越短C ．放射性元素发生β衰变时所释放出的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的D ．机场、车站进行安检时，能发现箱内危险物品，是利用了α射线较强的穿透能力 7．中国大科学装置“东方超环”（EAST ）近期实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破。

由于其内部核反应原理与太阳类似，因此“东方超环”也被称为“人造太阳”“人造太阳”采用的核反应方程可能是（） A ． B ．C ．D ．8．一种典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出3个中子，核反应方程是可表示为2351448919256360U+X Ba+Kr+3n →，已知部分原子核的比结合能与核子数的关系如图所示，下列说法正确的是（）A ．核反应方程中，X 粒子是正电子B ．核反应方程中，X 粒子是质子C ．23592U 、14456Ba 和8936Kr 相比，14456Ba 核的比结合能最大，它最稳定 D ．23592U 、14456Ba 和8936Kr 相比，23592U 核的核子数最多，它的结合能最大9．下列说法正确的是（）A ．2382349290U Th →+X 中X 为中子，核反应类型为衰变 B ．234112H+H He →+Y 中Y 为中子，核反应类型为人工核转变C ．2351136909205438U+n Xe+Sr →+K ，其中K 为10个中子，核反应类型为重核裂变 D ．14417728N+He O →+Z ，其中Z 为氢核核反应类型为轻核聚变10．“嫦娥四号”的核电池是利用放射性同位素23894Pu 的衰变供电的。

人教版高考物理复习-原子结构原子核(解析版)

【繁體轉換簡體方法】打開文檔---功能表列---審閱---繁轉簡---轉換完成【簡體轉換繁體方法】打開文檔---功能表列---審閱---簡轉繁---轉換完成32 原子結構原子核【專題導航】目錄热点题型一原子的核式结构玻尔理论 .............................................................................. 错误!未定义书签。

（一）对能级图的理解和应用 .......................................................................................... 错误!未定义书签。

（二）对原子核式结构的理解 .......................................................................................... 错误!未定义书签。

热点题型二氢原子的能量及变化规律 .................................................................................... 错误!未定义书签。

热点三原子核的衰变、半衰期 .............................................................................................. 错误!未定义书签。

（一）确定衰变次数的问题 .............................................................................................. 错误!未定义书签。

（二）衰变射线的性质 ...................................................................................................... 错误!未定义书签。

高考物理近代物理知识点之原子核全集汇编附答案解析

高考物理近代物理知识点之原子核全集汇编附答案解析一、选择题1．下列四幅图是教材中的几个实验装置图，科学家提出原子核式结构的实验装置是（）A．B．C．D．2．对原子的认识，错误．．的是A．原子由原子核和核外电子组成B．原子核的质量就是原子的质量C．原子核的电荷数就是核中的质子数D．原子序数等于核电荷与电子电荷大小的比值3．科学家们对微观粒子的研究推动了科学的进步，下列符合历史事实的是A．普朗克发现了电子B．爱因斯坦提出能量子假说C．贝克勒尔发现了天然放射现象D．汤姆孙提出了原子的核式结构4．为提出原子核式结构模型提供依据的实验或现象是A．α粒子散射实验B．电子的发现C．质子的发现D．天然放射现象5．关于天然放射性，下列说法正确的是A．所有元素都可能发生衰变B．放射性元素的半衰期与外界的温度有关C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最弱6．由于地震、山洪等原因将大量的金丝楠及其他树种深埋，经千万年碳化、氧化、冲刷形成似石非石、似木非木的植物“木乃伊”，又叫碳化木，俗称乌木，已知植物存活期间，其体内14C与12C的比例与大气中相同，生命活动结束后，14C衰变为14N，14C的比例持续减少，其半衰期约为5700年，现通过测量得知，某乌木样品中14C的比例恰好是现代植物所制样品的二分之一。

下列说法正确的是（）A．该乌木的形成年代距今约为11400年B．该乌木的形成年代距今约为5700年C．12C、13C、14C具有相同的中子数D ．增加样品测量环境的压强将加速14C 的衰变 7．太阳内部发生核反应方程，该反应出现了质量亏损下列说法正确的是A ．x 是负电子，反应过程放出能量B ．x 是正电子，反应过程放出能量C ．x 是负电子，反应过程吸收能量D ．x 是正电子，反应过程吸收能量8．某一放射性元素放出的射线通过电场后分成三束，如图所示，下列说法正确的是A ．射线1的电离作用在三种射线中最强B ．射线2贯穿本领最弱，用一张白纸就可以将它挡住C ．放出一个射线1的粒子后，形成的新核比原来的电荷数少1个D ．一个原子核放出一个射线3的粒子后，质子数和中子数都比原来少2个 9．由核反应产生，且属于电磁波的射线是（） A ．α射线B ．γ射线C ．X 射线D ．阴极射线10．下列关于原子和原子核的说法正确的是( ) A ．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分 B ．玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化 C ．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短 D ．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固11．从法国物理学家贝克勒尔发现铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线开始，人类开启了对原子核的研究并和平利用核能，以下说法正确的是（）A ．核聚变反应中平均每个核子质量亏损比核裂变反应中平均每个核子质量亏损小B ．查德威克用氮核轰击铍核的核反应方程是: 94121042611Be He C H e -+→++C ．人类第一次实现的原子核的人工转变的核反应是：1441717281N He O H +→+D ．α射线和β射线来自原子核，γ射线是原子核外电子跃迁时辐射出的光子流 12．下列说法正确的是( )A ．某种放射性元素的半衰期为T,则这种元素的12个原子核在经过2T 时间后，这些原子核一定还有3个没有发生衰变B ．根据爱因斯坦的光电效应方程E K =hv 一W ，若频率分别为1γ和2γ (1γ<2γ)的光均能使某种金属发生光电效应，则频率为1γ的光照射该金属时产生的光电子的初动能一定比频率为2γ的光照射该金属时产生的光电子的初动能更大C ．氢原子由高能级向低能级跃迁时，从n=4能级跃迁到n=2能级所放出的光子恰能使某种金属发生光电效应，则处在n=4能级的一大群氢原子跃迁时所放出的光子中有4种光子能使该金属发生光电效应D ．放射性元素发生β衰变时，放射性元素的原子放出核外电子，形成高速电子流β 射线。

高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练-- 原子结构原子核(原题版解析版)

2020届高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练专题32 原子结构原子核【专题导航】目录热点题型一原子的核式结构玻尔理论 (1)（一）对能级图的理解和应用 (3)（二）对原子核式结构的理解 (4)热点题型二氢原子的能量及变化规律 (4)热点三原子核的衰变、半衰期 (5)（一）确定衰变次数的问题 (6)（二）衰变射线的性质 (6)（三）对半衰期的理解和应用 (7)热点题型四核反应类型与核反应方程 (7)热点题型五核能的计算 (9)【题型演练】 (9)【题型归纳】热点题型一原子的核式结构玻尔理论1．α粒子散射实验(1)α粒子散射实验装置(2)α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子穿过金箔后发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被“撞了回来”．2．原子的核式结构模型(1)α粒子散射实验结果分析①核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变．②汤姆孙模型不能解释α粒子的大角度散射．③绝大多数α粒子沿直线穿过金箔，说明原子中绝大部分是空的；少数α粒子发生较大角度偏转，反映了原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷；极少数α粒子甚至被“撞了回来”，反映了个别α粒子正对着质量比α粒子大得多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用．(2)核式结构模型的局限性卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释α粒子散射实验现象，但不能解释原子光谱是特征光谱和原子的稳定性．3．对氢原子能级图的理解(1)能级图如图所示(2)氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式：E n＝1n2E1(n＝1，2，3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV.②氢原子的半径公式：r n＝n2r1(n＝1，2，3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m.(3)能级图中相关量意义的说明．4.两类能级跃迁(1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子．光子的频率ν＝ΔE h ＝E 高－E 低h.(2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量．①光照(吸收光子)：吸收光子的全部能量，光子的能量必须恰等于能级差hν＝ΔE .②碰撞、加热等：可以吸收实物粒子的部分能量，只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E 外≥ΔE . ③大于电离能的光子被吸收，将原子电离．（一）对能级图的理解和应用【例1】(2019·山西太原一模)如图是氢原子的能级示意图．当氢原子从n ＝4的能级跃迁到n ＝3的能级时，辐射出光子a ；从n ＝3的能级跃迁到n ＝2的能级时，辐射出光子b .以下判断正确的是 ( )A ．在真空中光子a 的波长大于光子b 的波长B ．光子b 可使氢原子从基态跃迁到激发态C ．光子a 可能使处于n ＝4能级的氢原子电离D ．大量处于n ＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射2种不同谱线【变式】氢原子能级如图，当氢原子从n ＝3跃迁到n ＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是( )A ．氢原子从n ＝2跃迁到n ＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nmB ．用波长为325 nm 的光照射，可使氢原子从n ＝1跃迁到n ＝2的能级C ．一群处于n ＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D ．用波长为633 nm 的光照射，不能使氢原子从n ＝2跃迁到n ＝3的能级（二）对原子核式结构的理解【例2】(2019·上海理工大附中期中)如图所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况．下列说法正确的是( )A ．在图中的A 、B 两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多 B ．在图中的B 位置进行观察，屏上观察不到任何闪光C ．卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似D ．α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子后产生的反弹【变式】如图所示是α粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹，M 、N 、P 、Q 是轨迹上的四点，在散射过程中可以认为重金属原子核静止．图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是( )A ．M 点B ．N 点C ．P 点D ．Q 点热点题型二氢原子的能量及变化规律氢原子跃迁时电子动能、电势能与原子能量的变化规律1．原子能量变化规律：E n ＝E k n ＋E p n ＝E 1n 2，随n 增大而增大，随n 的减小而减小，其中E 1＝－13.6 eV .2．电子动能变化规律(1)从公式上判断电子绕氢原子核运动时静电力提供向心力即k e 2r 2＝m v 2r ，所以E k ＝ke 22r ，随r 增大而减小．(2)从库仑力做功上判断，当轨道半径增大时，库仑引力做负功，故电子动能减小．反之，当轨道半径减小时，库仑引力做正功，故电子的动能增大． 3．原子的电势能的变化规律(1)通过库仑力做功判断，当轨道半径增大时，库仑引力做负功，原子的电势能增大．反之，当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能减小．(2)利用原子能量公式E n ＝E k n ＋E p n 判断，当轨道半径增大时，原子能量增大，电子动能减小，故原子的电势能增大．反之，当轨道半径减小时，原子能量减小，电子动能增大，故原子的电势能减小．【例3】(2019·三明模拟)按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为r a 的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为r b 的圆轨道上，已知r a >r b ，则在此过程中( )A ．原子要发出某一频率的光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量也减小B ．原子要吸收某一频率的光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小C ．原子要发出一系列频率的光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小D ．原子要吸收一系列频率的光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量也增大【变式】(多选)(2019·宜昌模拟)氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，下述说明正确的是( ) A ．电子旋转半径减小 B ．氢原子能量增大 C ．氢原子电势能增大 D ．核外电子速率增大热点三原子核的衰变、半衰期 1．衰变规律及实质 (1)α衰变和β衰变的比较(2)γ射线：γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的． 2．三种射线的成分和性质3.半衰期的理解半衰期的公式：N 余＝N 原⎝⎛⎭⎫12t /τ，m 余＝m 原⎝⎛⎭⎫12t /τ.式中N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t 表示衰变时间，τ表示半衰期．（一）确定衰变次数的问题【例4】(多选)(2019·南通模拟)钍234 90Th 具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤23491Pa ，同时伴随有射线产生，其方程为234 90Th→234 91Pa ＋X ，钍的半衰期为24天．则下列说法中正确的是 ( )A ．X 为质子B ．X 是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的C ．γ射线是镤原子核放出的D ．1 g 钍234 90Th 经过120天后还剩0.312 5 g 【技巧总结】确定衰变次数的方法设放射性元素A Z X 经过n 次α衰变和m 次β衰变后，变成稳定的新元素A ′Z ′Y. (1)反应方程：A Z X→A ′Z ′Y ＋n 42He ＋m0－1e.(2)根据电荷数和质量数守恒列方程A ＝A ′＋4n ，Z ＝Z ′＋2n －m .两式联立解得： n ＝A －A ′4，m ＝A －A ′2＋Z ′－Z .注意：为了确定衰变次数，一般是由质量数的改变先确定α衰变的次数，这是因为β衰变的次数的多少对质量数没有影响，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数．【变式】(多选)(2019·梅州一模)关于天然放射现象，以下叙述正确的是 ( )A ．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将变大B ．β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的C ．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强D ．铀核(238 92U)衰变为铅核(20682Pb)的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变（二）衰变射线的性质【例5】．图中曲线a 、b 、c 、d 为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里．以下判断可能正确的是( )A ．a 、b 为β粒子的径迹B ．a 、b 为γ粒子的径迹C ．c 、d 为α粒子的径迹D ．c 、d 为β粒子的径迹【变式】(多选)一个静止的放射性原子核处于匀强磁场中，由于发生了衰变而在磁场中形成如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为1∶16，下列判断中正确的是 ( )A ．该原子核发生了α衰变B ．反冲原子核在小圆上逆时针运动C ．原来静止的核，其原子序数为15D ．放射性的粒子与反冲核运动周期相同（三）对半衰期的理解和应用【例6】(2018·高考江苏卷)已知A 和B 两种放射性元素的半衰期分别为T 和2T ，则相同质量的A 和B 经过 2T 后，剩有的A 和B 质量之比为 ( ) A ．1∶4 B ．1∶2 C ．2∶1D ．4∶1【变式】碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m 的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有( ) A.m 4 B.m 8 C.m 16D.m 32热点题型四核反应类型与核反应方程 1．核反应的四种类型2.核反应方程式的书写(1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础．如质子(11H)、中子(10n)、α粒子(42He)、β粒子(0－1e)、正电子(01e)、氘核(21H)、氚核(31H)等．(2)掌握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向．(3)核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒．【例7】(2018·高考全国卷Ⅲ)1934年，约里奥－居里夫妇用α粒子轰击铝核2713Al，产生了第一个人工放射性核素X：α＋2713Al→n＋X.X的原子序数和质量数分别为()A．15和28B．15和30C．16和30 D．17和31【变式1】．(2018·高考北京卷)在核反应方程42He＋147N→178O＋X中，X表示的是()A．质子B．中子C．电子D．α粒子【变式2】(2018·高考天津卷)国家大科学工程——中国散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台，下列核反应中放出的粒子为中子的是()A.147N俘获一个α粒子，产生178O并放出一个粒子B.2713Al俘获一个α粒子，产生3015P并放出一个粒子C.115B俘获一个质子，产生84Be并放出一个粒子D.63Li俘获一个质子，产生32He并放出一个粒子热点题型五核能的计算1．应用质能方程解题的流程图(1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．2．根据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子的比结合能×核子数．3.核能释放的两种途径的理解(1)使较重的核分裂成中等大小的核．(2)较小的核结合成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，都可以释放能量．【例8】(2017·高考江苏卷)原子核的比结合能曲线如图所示．根据该曲线，下列判断正确的有()A.42He核的结合能约为14 MeVB.42He核比63Li核更稳定C．两个21H核结合成42He核时释放能量 D. 235 92U核中核子的平均结合能比8936Kr核中的大【变式】(2017·高考全国卷Ⅲ)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电．氘核聚变反应方程是：21H＋21H→32He＋10n.已知21H的质量为2.013 6 u, 32He的质量为3.015 0 u，10n的质量为1.008 7 u，1 u＝931 MeV/c2.氘核聚变反应中释放的核能约为()A．3.7 MeV B．3.3 MeV C．2.7 MeV D．0.93 MeV【题型演练】1．一个146C核经一次β衰变后，生成新原子核的质子数和中子数分别是()A．6和8B．5和9C．8和6 D．7和72．(2019·四川遂宁一诊)不同色光的光子能量如下表所示．氢原子部分能级的示意图如图所示．大量处于n＝4能级的氢原子，发射出的光的谱线在可见光范围内，其颜色分别为()A．红、蓝—靛B．红、紫C．橙、绿D．蓝—靛、紫3．(2019·唐山调研)在匀强磁场中，有一个原来静止的146C原子核，它放出的粒子与反冲核的径迹是两个相内切的圆，圆的直径之比为7∶1，那么碳14的衰变方程应为()A.146C→01e＋145BB.146C→42He＋104BeC.146C→21H＋125BD.146C→0－1e＋147N4．(2019·贵州凯里一中模拟)居里夫妇和贝克勒尔由于对放射性的研究而一起获得1903年的诺贝尔物理学奖，下列关于放射性的叙述，正确的是()A．自然界中只有原子序数大于83的元素才具有放射性B．三种天然放射线中，电离能力和穿透能力最强的是α射线C．α衰变23892U→X＋42He的产物X由90个质子和144个中子组成D．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关5．(2019·大连模拟)在足够大的匀强磁场中，静止的钠的同位素2411Na发生衰变，沿与磁场垂直的方向释放出一个粒子后，变为一个新核，新核与放出粒子在磁场中运动的轨迹均为圆，如图所示，下列说法正确的()A．新核为2412Mg B．轨迹2是新核的径迹 C.2411Na发生的是α衰变D．新核沿顺时针方向旋转6．(2019·唐山一中模拟)下列说法正确的是()A.23994Pu变成20782Pb，经历了4次β衰变和8次α衰变B．阴极射线的本质是高频电磁波C．玻尔提出的原子模型，否定了卢瑟福的原子核式结构学说D．贝克勒尔发现了天然放射现象，揭示了原子核内部有复杂结构7．(2019·山东省实验中学一模)下列说法中正确的是()A．紫外线照射到金属锌板表面时能够产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能不会发生改变B．从n＝4能级跃迁到n＝3能级，氢原子的能量减小，电子的动能减小C.23490Th衰变为22286Rn，经过3次α衰变，2次β衰变D．在某些恒星内，3个α粒子结合成一个126C，126C原子的质量是12.000 0u，42He原子的质量是4.002 6 u，已知1 u＝931.5 MeV/c2，则此核反应中释放的核能约为1.16×10－12 J9.(2019·浙江联考)一个铍原子核(74Be)俘获一个核外电子(通常是最靠近原子核的K壳层的电子)后发生衰变，生成一个锂核(73Li)，并放出一个不带电的质量接近零的中微子νe，人们把这种衰变称为“K俘获”．静止的铍核发生“K俘获”，其核反应方程为74Be＋0－1e→73Li＋νe.已知铍原子的质量为M Be＝7.016 929 u，锂原子的质量为M Li＝7.016 004 u,1 u相当于9.31×102 MeV.下列说法正确的是()A．中微子的质量数和电荷数均为零B．锂核(73Li)获得的动能约为0.86 MeVC．中微子与锂核(73Li)的动量之和等于反应前电子的动量D．中微子与锂核(73Li)的能量之和等于反应前电子的能量10．(多选)用中子轰击23592U原子核，发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为23592U＋10n→X＋9438Sr＋210 n，则以下说法中正确的是()A．X原子核中含有86个中子B．X原子核中核子的比结合能比23592U原子核中核子的比结合能大C．X原子核中核子的平均质量比23592U原子核中核子的平均质量大D．X原子核的结合能比23592U原子核的结合能大2020届高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练专题32 原子结构原子核【专题导航】目录热点题型一原子的核式结构玻尔理论 (1)（一）对能级图的理解和应用 (3)（二）对原子核式结构的理解 (4)热点题型二氢原子的能量及变化规律 (5)热点三原子核的衰变、半衰期 (6)（一）确定衰变次数的问题 (7)（二）衰变射线的性质 (8)（三）对半衰期的理解和应用 (9)热点题型四核反应类型与核反应方程 (9)热点题型五核能的计算 (11)【题型演练】 (12)【题型归纳】热点题型一原子的核式结构玻尔理论1．α粒子散射实验(1)α粒子散射实验装置(2)α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子穿过金箔后发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被“撞了回来”．2．原子的核式结构模型(1)α粒子散射实验结果分析①核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变．②汤姆孙模型不能解释α粒子的大角度散射．③绝大多数α粒子沿直线穿过金箔，说明原子中绝大部分是空的；少数α粒子发生较大角度偏转，反映了原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷；极少数α粒子甚至被“撞了回来”，反映了个别α粒子正对着质量比α粒子大得多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用．(2)核式结构模型的局限性卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释α粒子散射实验现象，但不能解释原子光谱是特征光谱和原子的稳定性．3．对氢原子能级图的理解(1)能级图如图所示(2)氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式：E n＝1n2E1(n＝1，2，3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV.②氢原子的半径公式：r n＝n2r1(n＝1，2，3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m.(3)能级图中相关量意义的说明．4.两类能级跃迁(1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子．光子的频率ν＝ΔE h ＝E 高－E 低h.(2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量．①光照(吸收光子)：吸收光子的全部能量，光子的能量必须恰等于能级差hν＝ΔE .②碰撞、加热等：可以吸收实物粒子的部分能量，只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E 外≥ΔE . ③大于电离能的光子被吸收，将原子电离．（一）对能级图的理解和应用【例1】(2019·山西太原一模)如图是氢原子的能级示意图．当氢原子从n ＝4的能级跃迁到n ＝3的能级时，辐射出光子a ；从n ＝3的能级跃迁到n ＝2的能级时，辐射出光子b .以下判断正确的是 ( )B ．在真空中光子a 的波长大于光子b 的波长 B ．光子b 可使氢原子从基态跃迁到激发态C ．光子a 可能使处于n ＝4能级的氢原子电离D ．大量处于n ＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射2种不同谱线【答案】 A【解析】氢原子从n ＝4的能级跃迁到n ＝3的能级的能级差小于从n ＝3的能级跃迁到n ＝2的能级时的能级差，根据E m －E n ＝hν知，光子a 的能量小于光子b 的能量，所以a 光的频率小于b 光的频率，光子a 的波长大于光子b 的波长，故A 正确；光子b 的能量小于基态与任一激发态的能级差，所以不能被基态的原子吸收，故B 错误；根据E m －E n ＝hν可求光子a 的能量小于n ＝4能级的电离能，所以不能使处于n ＝4能级的氢原子电离，C 错误；大量处于n ＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射3种不同谱线，故D 错误．【变式】氢原子能级如图，当氢原子从n ＝3跃迁到n ＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是( )A．氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nmB．用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级C．一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D．用波长为633 nm的光照射，不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级【答案】CD【解析】根据氢原子的能级图和能级跃迁规律，当氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级时，辐射光的波长一定小于656 nm，因此选项A错误；根据发生跃迁只能吸收和辐射一定频率的光子，可知选项B错误，D 正确；一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时可以产生3种频率的光子，所以选项C正确．（二）对原子核式结构的理解【例2】(2019·上海理工大附中期中)如图所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况．下列说法正确的是()A．在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多B．在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光C．卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似D．α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子后产生的反弹【答案】C【解析】.放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数应最多，说明大多数射线基本不偏折，可知金箔原子内部很空旷，故A错误；放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少，说明较少射线发生偏折，可知原子内部带正电的体积小，故B错误；选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似，故C正确；α粒子发生散射的主要原因是α粒子受到金原子库仑力作用，且金原子质量较大，从而出现的反弹，故D错误．【变式】如图所示是α粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹，M、N、P、Q是轨迹上的四点，在散射过程中可以认为重金属原子核静止．图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是( )A ．M 点B ．N 点C ．P 点D ．Q 点【答案】C【解析】.α粒子(氦原子核)和重金属原子核都带正电，互相排斥，加速度方向与α粒子所受斥力方向相同．带电粒子加速度方向沿相应点与重金属原子核连线指向轨迹曲线的凹侧，故只有选项C 正确．热点题型二氢原子的能量及变化规律氢原子跃迁时电子动能、电势能与原子能量的变化规律1．原子能量变化规律：E n ＝E k n ＋E p n ＝E 1n 2，随n 增大而增大，随n 的减小而减小，其中E 1＝－13.6 eV .2．电子动能变化规律(1)从公式上判断电子绕氢原子核运动时静电力提供向心力即k e 2r 2＝m v 2r ，所以E k ＝ke 22r ，随r 增大而减小．(2)从库仑力做功上判断，当轨道半径增大时，库仑引力做负功，故电子动能减小．反之，当轨道半径减小时，库仑引力做正功，故电子的动能增大． 3．原子的电势能的变化规律(1)通过库仑力做功判断，当轨道半径增大时，库仑引力做负功，原子的电势能增大．反之，当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能减小．(2)利用原子能量公式E n ＝E k n ＋E p n 判断，当轨道半径增大时，原子能量增大，电子动能减小，故原子的电势能增大．反之，当轨道半径减小时，原子能量减小，电子动能增大，故原子的电势能减小．【例3】(2019·三明模拟)按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为r a 的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为r b 的圆轨道上，已知r a >r b ，则在此过程中( )A ．原子要发出某一频率的光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量也减小B ．原子要吸收某一频率的光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小C ．原子要发出一系列频率的光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小D ．原子要吸收一系列频率的光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量也增大【答案】A.【解析】由玻尔氢原子理论知，电子轨道半径越大，原子能量越大，当电子从r a 跃迁到r b 时，原子能量减小，放出光子；在电子跃迁过程中，库仑力做正功，原子的电势能减小；由库仑力提供电子做圆周运动的向心力，即ke 2r 2＝mv 2r，r 减小，电子速度增大，动能增大，综上所述可知A 正确．【变式】(多选)(2019·宜昌模拟)氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，下述说明正确的是( ) A ．电子旋转半径减小 B ．氢原子能量增大 C ．氢原子电势能增大 D ．核外电子速率增大【答案】AD.【解析】氢原子辐射出一个光子后，从高能级向低能级跃迁，氢原子的能量减小，轨道半径减小，根据k e 2r 2＝m v 2r ，得轨道半径减小，电子速率增大，动能增大，由于氢原子半径减小的过程中电场力做正功，则氢原子电势能减小，故A 、D 项正确，B 、C 项错误．热点三原子核的衰变、半衰期 1．衰变规律及实质 (1)α衰变和β衰变的比较(2)γ射线：γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的． 2．三种射线的成分和性质3.半衰期的理解半衰期的公式：N 余＝N 原⎝⎛⎭⎫12t /τ，m 余＝m 原⎝⎛⎭⎫12t /τ.式中N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t 表示衰变时间，τ表示半衰期．（一）确定衰变次数的问题【例4】(多选)(2019·南通模拟)钍234 90Th 具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤23491Pa ，同时伴随有射线产生，其方程为234 90Th→234 91Pa ＋X ，钍的半衰期为24天．则下列说法中正确的是 ( )A ．X 为质子B ．X 是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的C ．γ射线是镤原子核放出的D ．1 g 钍234 90Th 经过120天后还剩0.312 5 g 【答案】 BC【解析] 根据电荷数和质量数守恒知，钍核衰变过程中放出了一个电子，即X 为电子，故A 错误；发生β衰变时释放的电子是由核内一个中子转化成一个质子时产生的，故B 正确；γ射线是镤原子核放出的，故C 正确；钍的半衰期为24天，1 g 钍234 90Th 经过120天即经过5个半衰期，故经过120天后还剩0.031 25 g ，故D 错误．【技巧总结】确定衰变次数的方法设放射性元素A Z X 经过n 次α衰变和m 次β衰变后，变成稳定的新元素A ′Z ′Y. (1)反应方程：A Z X→A ′Z ′Y ＋n 42He ＋m0－1e.(2)根据电荷数和质量数守恒列方程A ＝A ′＋4n ，Z ＝Z ′＋2n －m .两式联立解得： n ＝A －A ′4，m ＝A －A ′2＋Z ′－Z .注意：为了确定衰变次数，一般是由质量数的改变先确定α衰变的次数，这是因为β衰变的次数的多少对质量数没有影响，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数．【变式】(多选)(2019·梅州一模)关于天然放射现象，以下叙述正确的是 ( )A ．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将变大B ．β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的C ．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强D ．铀核(238 92U)衰变为铅核(206 82Pb)的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变【答案】CD【解析】半衰期的时间与元素的物理状态无关，若使某放射性物质的温度升高，其半衰期不变，故A 错误．β。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-5）第六部分原子物理专题6.10 原子核物理（基础篇）一．选择题1．（2020四川眉山二诊）地光是在地震前夕出现在天边的一种奇特的发光现象，它是放射性元素氡因衰变释放大量的带电粒子，通过岩石裂隙向大气中集中释放而形成的。

已知氡22286Rn的半衰期为3.82d，经衰变后产生一系列子体，最后变成稳定的20682Pb，在这一过程中A. 要经过4 次α衰变和4 次β衰变B. 要经过4 次α衰变和6 次β衰变C. 氡核22286Rn的中子数为86，质子数为136D. 标号为a、b、c、d 的4 个氡核22286Rn经3.82d 后一定剩下2 个核未衰变【参考答案】A【名师解析】原子核衰变，一次α衰变，核电荷数减少2，质量数减少4；一次β衰变，核电荷数增加1，质量数不变；所以氡22286Rn经过一系列衰变最后变成稳定的20686Pb要经过n=222-2064=4次α衰变，经过4次β衰变，选项A正确B错误；氡核22286Rn的质子数为86，中子数222-86= 136，选项C错误；由于半衰期是对大量原子核的统计规律，对几个原子核没有意义，所以标号为a、b、c、d 的 4 个氡核22286Rn经3.82d 后不一定剩下 2 个核未衰变，选项D错误。

2. （2020全国I卷高考仿真模拟1）下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是()A.γ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.210 83Bi的半衰期是5天，100克210 83Bi经过10天后还剩下50克【参考答案】B【名师解析】β射线是高速电子流，而γ射线是一种电磁波，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错误.10天为两个半衰期，剩余的210 83Bi 为100×1()2t τ g ＝100×(12)2 g ＝25 g ，选项D 错误. 3.（2020年4月贵州模拟）核反应方程为U 23892→323490Th x +，根据方程提供的信息，下例说法中正确的是（）A.方程中的x 3表示的是电子B.方程表示的是原子的裂变C.这种核反应的变化是自发的，与原子所处的物理化学状态无关D.这种核反应没有质量亏损【参考答案】C【命题意图】考查原子核的衰变规律和核反应方程等必备知识。

【解题分析】根据核反应方程满足电荷守恒和质量数守恒，可知核反应方程为U 23892→2344902Th He +，x 3表示的是α粒子，是原子核的α衰变，选项A 、B 错误；放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态（如温度、压强）或化学状态（如单质、化合物）无关，选项C 正确；α衰变时放出γ射线能量减小，有质量亏损，选项D 错误。

4. （2020湖南长郡中学三模）如图10所示，在真空云室中的矩形ABCD 区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，静止放置在O 点的铀238原子核发生衰变，放出射线后变成某种新的原子核，两段曲线是反冲核（新核）和射线的径迹，曲线OP 为圆弧，x 轴过O 点且平行于AB 边。

下列说法正确的是A. 铀238原子核发生的是β衰变，放出的射线是高速电子流B ．曲线OP 是射线的径迹，曲线OQ 是反冲核的径迹C ．改变磁感应强度的大小，反冲核和射线圆周运动的半径关系随之改变D. 曲线OQ 是α射线的径迹，其圆心在x 轴上，半径是曲线OP 半径的45倍【参考答案】D【名师解析】根据图中反冲核（新核）和射线的径迹，可知铀238原子核发生的是α衰变，放出的射线是高速氦核粒子流，选项A 错误；放射性衰变，动量守恒， mv 1=Mv 2，由r=mv/qB 可知曲线OP 是反冲核的径迹，曲线OQ是α射线的径迹，其圆心在x轴上，选项B错误；改变磁感应强度的大小，由r=mv/qB可知，反冲核和射线圆周运动的半径关系不变改变，选项C错误；由于反冲核的电荷量是α粒子电荷量的45倍，由r=mv/qB可知曲线OQ是α射线的径迹，其圆心在x轴上，半径是曲线OP半径的45倍，选项D正确。

5.（2020河北保定一模）下列关于天然放射现象的叙述中正确的是A.人类揭开原子核的秘密，是从发现质子开始的B．β衰变的实质是原子核内一个质子转化成一个中子和一个电子C．一种放射性元素，当对它施加压力、提高温度时，其半衰期不变D．α、β、γ三种射线中，α射线穿透能力最强，γ射线电离作用最强【参考答案】.C【命题意图】本题以天然放射现象切入，考查衰变、半衰期、三种射线的特性的理解及其相关知识点。

【解题思路】天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构，人类揭开原子核的秘密，是从天然放射现象的发现开始的，选项A错误；β衰变的实质是原子核内一个中子转化成一个质子和一个电子，选项B 错误；根据放射性元素的半衰期与元素所处的物理化学状态无关，所以一种放射性元素，当对它施加压力、提高温度时，其半衰期不变，选项C正确；α、β、γ三种射线，α射线电离能力最强，γ电离能力最弱，而α射线穿透能力最弱，一张纸就可挡住，γ射线穿透能力最强，可穿透铝板，选项D错误。

【易错警示】解答此题常见错误主要有：一是对天然放射现象的发现的意义不了解，导致错选A；二是对β衰变的实质理解掌握不到位，导致错选B；三是对半衰期的理解掌握不到位，导致漏选C；四是对α、β、γ三种射线特性理解掌握不到位，导致错选D。

6.（2020福建厦门质检一）烟雾探测器使用了一种半衰期为432年的放射性元素镅来探测烟雾。

当正常空气分子穿过探测器时，镅衰变所释放的射线会将它们电离，从而产生电流。

一旦有烟雾进入探测腔内，烟雾中的微粒会吸附部分射线，导致电流减小，从而触发警报。

则A．镅放出的是X射线B．镅放出的是γ射线C．1 mg的镅经864年将有0.75 mg发生衰变D．发生火灾时，烟雾探测器中的镅因温度升高而半衰期变短【参考答案】C【名师解析】根据题述，镅衰变所释放的射线会将空气电离，可知镅放出的是α射线，选项AB错误；1 mg的镅经864年（2个半衰期）后只剩下0.25mg，即1 mg的镅经864年将有0.75 mg发生衰变，选项C正确；放射性元素的半衰期不随元素的物理状态和化学状态变化，即发生火灾时，烟雾探测器中的镅因温度升高而半衰期不变，选项D错误。

7. （2020四川绵阳质检）据新闻报道，中国散裂中子源项目将于2018年前后建成．日前，位于广东东莞的国家大科学工程——中国散裂中子源(CSNS)首次打靶成功，获得中子束流．这标志着CSNS主体工程顺利完工，进入试运行阶段．对于有关中子的研究，下面说法正确的是A. 中子和其他微观粒子，都具有波粒二象性B. 一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氨核和中子是裂变反应C. 卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子D. 核反应方程中的y=206，X的中子个数为128【参考答案】A【名师解析】所有粒子都具有波粒二象性，A正确；裂变是较重的原子核分裂成较轻原子核的反应，而该反应是较轻的原子核的聚变反应，B错误；卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，查德威克通过α粒子轰击铍核(94Be)获得碳核(126C)的实验发现了中子，C错误；y=210-4=206，X 中中子个数为206-82=124，D错误．8．（2020全国I卷模拟8）铀原子核既可发生衰变，也可发生裂变。

其衰变方程为238 92U→234 90Th＋X，裂变方程为235 92U＋10n→Y＋8936Kr＋310n，其中235 92U、10n、Y、8936Kr的质量分别为m1、m2、m3、m4，光在真空中的传播速度为c。

下列叙述正确的是()A.238 92U发生的是β衰变B．Y原子核中含有56个中子C．若提高温度，238 92U的半衰期将会变小D．裂变时释放的能量为(m1－2m2－m3－m4)c2【参考答案】D【名师解析】根据质量数守恒和电荷数守恒，X为氦原子核，238 92U发生的是α衰变，故A错误；根据质量数守恒和电荷数守恒可知，Y的质量数：A＝235＋1－89－3＝144，电荷数：Z＝92－36＝56，由原子核的组成特点可知，Y原子核中含有56个质子，中子数为：144－56＝88个，故B错误；半衰期与温度、压强等外界因素无关，故C错误；根据爱因斯坦质能方程得，核裂变的过程中释放能量：ΔE＝Δm·c2＝(m1－2m2－m3－m4)c2，故D正确。

9.（2020浙江七彩阳光名校联盟模拟）据国内媒体报道，中国南海“充电宝”的构想即将实现，大陆第一座海上浮动核电站即将建设完成。

据专家透露，中国计划建造20个海上浮动核电站，主要用于海水淡化、资源开发以及为护航潜艇和南海各地区供电。

此类核电站采用的是“核裂变”技术，U受中子轰击时会发生裂变，产生Ba和Kr，同时放出能量，已知每个铀核裂变时释放的能量约为200MeV，阿伏加德罗常数取N A=6.0×1023mol-1．则下列说法中正确的是（）A. 核反应方程为：U→Ba+Kr+2nB. 的的结合能比U的结合能大C. 只有铀块的体积不小于临界体积时才能发生链式反应D. 若有1mol的铀发生核反应，且核裂变释放的能量一半转化为电能，则产生的电能约为9.6×1012J 【参考答案】.CD【命题意图】本题以南海“充电宝”为情景，考查核反应方程、核能、链式反应及其核能的计算及其相关知识点，考查的核心素养是“能量”的观点。

【解题思路】铀核裂变反应是中子轰击23592U，其核反应方程为：23592U+1n→14456Ba+8936Kr+31n，选项A错误；铀核裂变反应是释放核能的反应，比结合能小的铀核裂变为比结合能大的两个中等质量原子核，由于13956Ba的核子数比23592U少96个，所以13956Ba的结合能比23592U的结合能小，选项B错误；根据铀核发生链式反应的条件，只有铀核的体积不小于临界体积时才能发生链式反应，选项C正确；若有1mol的铀核发生核反应，则释放的核能为E=N A×E1=6.0×1023×200MeV=1.2×1026MeV =1.2×1032eV = 1.2×1032×1.6×10-19J=1.92×1013J，核裂变释放的能量一半转化为电能，产生的电能为E电=0.5 E1=0.5×1.92×1013J=9.6×1012J，选项D正确。