【物理】2020届一轮复习人教版原子结构原子核课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版原子结构原子核课时作业

原子结构 原子核 ‎[A组·基础题]‎ ‎1．(2018·全国卷Ⅲ)1934年，约里奥－居里夫妇用α粒子轰击铝核，Al产生了第一个人工放射性核素X：α＋Al→n＋X.X的原子序数和质量数分别为( B )‎ A．15和28　　　　　 B．15和30‎ C．16和30 D．17和31‎ 解析：根据核反应遵循的质量数守恒和电荷数守恒可知，X的电荷数为2＋13＝15，质量数为4＋27－1＝30，根据原子核的电荷数等于原子序数，可知X的原子序数为15，质量数为30，选项B正确．‎ ‎2．下列说法正确的是( B )‎ A．光子只具有能量，不具有动量 B．玻尔认为，氢原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的 C．将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变放射性元素的半衰期 D．原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫作质量亏损 ‎3．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)与原子序数有如图所示的关系．下列关于原子结构和核反应的说法错误的是( C )‎ 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，要放出能量 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γ射线能使某金属板逸出光电子，若增加γ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 ‎4．(多选)下列的若干叙述中正确的是( AB )‎ A．用加温加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核的半衰期 B．对于同种金属产生光电效应时逸出光电子的最大初动能Ek与照射光的频率呈线性关系 C．一块纯净的放射性元素的矿石经过一个半衰期后它的总质量仅剩下一半 D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子的能量也减小了 ‎5．(2018·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( B )‎ A.N俘获一个α粒子，产生O并放出一个粒子 B.Al俘获一个α粒子，产生P并放出一个粒子 C.B俘获一个质子，产生Be并放出一个粒子 D.Li俘获一个质子，产生He并放出一个粒子 解析：根据质量数和核电荷数守恒可得：N＋He→O＋H，选项A错误；Al＋He→P＋n，选项B正确；B＋H→Be＋He，选项C错误；Li＋H→He＋He，选项D错误．‎ ‎[B组·能力题]‎ ‎6．(多选)(2018·浙江名校联考)关于轻核聚变和重核裂变，下列说法正确的是( BD )‎ A．聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积 B．发生聚变反应时的原子核必须有足够大的动能 C．我国已建成生产的秦山和大亚湾核电站，前者是利用核聚变释放核能，后者是利用核裂变释放核能 D．一个质子和两个中子聚变成一个氚核，已知质子质量为1.007 3 u，中子质量为1.008 7 u，氚核质量为3.018 0 u，则该反应中释放的核能约为6.24 MeV(1 u＝931.5 MeV)‎ 解析：由核聚变的条件为需要高温，发生核聚变时不需要达到临界体积，A错误；发生聚变反应时， 要求两核子应能达到较近的距离，故应使原子核有足够大的动能，B正确；目前的核电站均采用核裂变；聚变的应用尚在试验阶段，C错误；该核反应中质量亏损Δm＝1.007 3 u＋2×1.008 7 u－3.018 0 u＝0.006 7 u，则释放的核能ΔE＝Δmc2＝0.006 7×931.5 MeV＝6.24 MeV，D正确．‎ ‎7. (2019·天津滨海一中期中)如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34 eV，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是( C )‎ A．用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应 B．一群处于n＝4能级的氢原子向基态跃迁时，能放出3种不同频率的光 C．一群处于n＝3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75 eV D．用能量为10.3 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 解析：氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量为10.2 eV，大于锌的逸出功，照射金属锌板一定能产生光电效应现象，故A错误；一群处于n＝4能级的氢原子向基态跃迁时，能放出C＝6种不同频率的光，选项B错误；氢原子从n＝3的能级向基态跃迁时发出的光子的能量最大为Em＝－1.51＋13.6＝12.09 eV，因锌的逸出功是3.34 eV，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为Ekm＝12.09－3.34＝8.75 eV，故C正确；能量10.3 eV不等于任何两个能级的能级差，故D错误．‎ ‎8．(2019·郑州实验中学月考)下列说法正确的是( C )‎ A．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律 B．α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流 C．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子 D．发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关 解析：原子核发生衰变时，电荷守恒，但会有质量亏损，遵循的是爱因斯坦的质能方程而非质量守恒规律，故A错误；α射线和β射线分别是带正电的氦核流和带负电的电子流，而γ射线不带电，故B错误；根据玻尔氢原子模型的相关理论，电子轨道和能量都是量子化的，而在“跃迁”过程中要遵循hν＝Em－En，故只能辐射特定频率的光子，故C正确；由光电效应的方程Ek＝hν－W0可知，光电子的动能由入射光频率决定，故D错误．‎ ‎9．(2019·河南中原名校质检)我国自主研发的钍基熔盐堆是瞄准未来20～30年后核能产业发展需求的第四代核反应堆，是一种液态燃料堆，使用钍铀核燃料循环，以氟化盐为冷却剂，将天然核燃料和可转化核燃料熔融于高温氟化盐中，携带核燃料在反应堆内部和外部进行循环．钍232不能直接使用，需要俘获一个中子后经过2次β衰变转化成铀233再使用，铀233的一种典型裂变方程是U＋n→Ba＋Kr＋3n.己知铀233的结合能为E1、钡142的结合能为E2、氪89的结合能为E3，则( C )‎ A．铀233比钍232多一个中子 B．铀233、钡142、氪89三个核中铀233的结合能最大，比结合能也最大 C．铀233、钡142、氪89三个核中氪89的结合能最小，比结合能却最大 D．铀233的裂变反应释放的能量为ΔE＝E1－E2－E3‎ 解析：铀233 中含有的中子数为：233－92＝141，钍232中的中子数为：232－90＝142，可知铀233‎ ‎ 比钍232少一个中子，A错误；中等大小的核最稳定，比结合能最大，B错误，C正确；由于该核反应的过程中释放核能，所以裂变后的新核的结合能大于原来的结合能，所以铀233的裂变反应释放的能量为ΔE＝E2＋E3－E1，D错误．‎ ‎10．(1)我国科学家因中微子项目研究获得2016年基础物理学突破奖．中微子是一种静止质量很小的不带电粒子，科学家在1953年找到了中微子存在的直接证据：把含氢物质置于预计有很强反中微子流(反中微子用表示)的反应堆内，将会发生如下反应：＋H→n＋e，实验找到了与此反应相符的中子和正电子．若反中微子能量是E0，则反中微子质量m＝ ，该物质波的频率ν＝ .(普朗克常量为h，真空中光速为c)‎ ‎(2)在＋H→n＋e反应过程中，‎ ‎①若质子认为是静止的，测得正电子动量为p1，中子动量为p2，p1、p2方向相同，求反中微子的动量p.‎ ‎②若质子质量为m1，中子质量为m2，电子质量为m3，m2＞m1.要实现上述反应，反中微子能量至少是多少？(真空中光速为c)‎ 解析：(1)利用质能方程E＝mc2，得反中微子质量为m＝，利用德布罗意波满足的关系E＝hν得该物质波的频率为ν＝.‎ ‎(2)①由动量守恒定律有p＝p1＋p2.‎ ‎②由能量守恒，反中微子能量最小时，E＝(m2＋m3－m1)c2.‎ 答案：(1)　　(2)①p＝p1＋p2　②(m2＋m3－m1)c2‎