2022届高三物理大一轮复习-第13章-第3节-原子与原子核-课后达标检测-.docx

一、选择题
1．(2021·南京模拟)以下说法中正确的是(　　)
A．汤姆孙通过试验发觉了质子
B．贝克勒尔通过试验发觉了中子
C．卢瑟福通过试验提出了原子的核式结构模型
D．查德威克发觉了自然 放射现象，说明原子具有简洁的结构
解析：选C.汤姆孙通过试验发觉了电子而不是质子，A错误；贝克勒尔发觉了自然 放射现象，揭示了原子核的简洁性，而中子是由英国物理学家查德威克发觉的，所以B、D错误；卢瑟福通过α粒子散射试验提出了原子的核式结构模型，C正确．
2．(2022·高考新课标全国卷Ⅰ)关于自然 放射性，下列说法正确的是(　　)
A．全部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．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透力气最强
E．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线
解析：选BCD.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；α、β和γ三种射线电离力气依次减弱，穿透力气依次增加，选项D正确；原子核发生衰变时，不能同时发生α和β衰变，γ射线伴随这两种衰变产生，故选项E错误．
3．(2021·高考上海卷)在一个U原子核衰变为一个Pb原子核的过程中，发生β衰变的次数为(　　)
A．6次　 B．10次
C．22次 D．32次
解析：选A.一个U原子核衰变为一个Pb原子核的过程中，发生α衰变的次数为(238－206)÷4＝8次，发生β衰变的次数为2×8－(92－82)＝6次，选项A正确．
4．自然 放射性元素放出的三种射线的穿透力气试验结果如图所示，由此可推知(　　)

A．②来自于原子核外的电子
B．①的电离作用最强，是一种电磁波
C．③的电离作用较强，是一种电磁波
D．③的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子
解析：选D.由图知三种射线的穿透力气由弱到强是①<②<③，故①是α射线，实质是He，不是电磁波；②是β射线，实质是高速电子流；③是γ射线，其电离作用最弱，故只有D项对．
5．(2022·高考重庆卷)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.　　　 B.
C. D.
解析：选C.经过32天即4个半衰期，碘131的含量变为m′＝＝，C项正确．
6．(2021·东北三校联考)如图所示为氢原子的能级图，已知可见光的光子能量范围约为1.62～3.11 eV，镁板的电子逸出功为5.9 eV，以下说法正确的是(　　)

A．用氢原子从高能级向基态跃迁时放射的光照射镁板确定不能产生光电效应现象
B．用能量为11.0 eV的自由电子轰击处于基态的氢原子，可使其跃迁到激发态
C．处于n＝2能级的氢原子可以吸取任意频率的紫外线，并且使氢原子电离
D．处于n＝4能级的氢原子可以吸取任意频率的紫外线，并且使氢原子电离
解析：选BD.氢原子从高能级向基态跃迁放出的光子能量E≥10.2 eV>5.9 eV，故A错；由于11.0 eV>10.2 eV，故通过碰撞的方式可使基态氢原子跃迁，B正确；使n＝2能级的氢原子电离所需最小能量为3.4 eV，但有的紫外线光子能量小于3.4 eV，故C错；使n＝4能级的氢原子电离所需最小能量为0.85 eV，紫外线光子能量大于3.11 eV，故D正确．
7．放射性元素X的衰变反应是X→Y＋N，其中N是未知的射线，则下列说法正确的是(　　)
A．若此衰变为β衰变，则b＝d＋1
B．若此衰变为α衰变，则a＝c＋4
C．射线N是从Y核中放出的
D．若放射性元素X经过6 h还剩下1/8没有衰变，则它的半衰期为2 h
E．用射线N照射锌板确定可使锌板带电
解析：选BDE.核反应遵循质量数守恒与电荷数守恒，若此衰变为β衰变，则b＝d－1，A错误；若此衰变为α衰变，则a＝c＋4，B正确；若N为α或β射线，则其是从X核中放出的，C错误；X经过6 h还剩下1/8没有衰变，则它的半衰期是2 h，D正确；N可能是α射线或β射线或γ射线，其中α射线与β射线是由带电粒子组成的，γ射线虽不带电，但它能使锌板发生光电效应，故E正确．
8．(2021·高考重庆卷)铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：
U＋n→a＋b＋2n
则a＋b可能是(　　)
A. 54Xe＋Kr B.Ba＋Kr
C.Ba＋Sr D.Xe＋Sr
解析：选D.利用质量数守恒和电荷数守恒可以推断出可能的核反应方程．选项A不满足电荷数守恒也不满足质量数守恒，选项C不满足电荷数守恒；选项B不满足质量数守恒；只有选项D正确．
9.Co发生一次β衰变后变为Ni核，在该衰变过程中还发出两个频率为ν的光子，假如衰变前Co的质量为MCo，衰变后产生的Ni核质量为MNi，β粒子的质量为m，则下列说法中正确的是(　　)
A．衰变反应方程为Co→Ni＋e
B．衰变过程的质量亏损为Δm＝MCo－(MNi＋m)
C．光子能量E＝hν＝Δmc2
D．两个光子的总能量为E总＝2hν＝Δmc2
解析：选AB.由核反应过程的质量数守恒和电荷数守恒可知，A正确；质量亏损就是反应后的总质量与反应前的总质量的差值，故B正确；依据质能方程可知，亏损的质量全部转化成能量即核反应释放的核能，但产生的核能还要供应反应后新核和β粒子的动能，故C、D错误．
☆10.(2021·湖北八市联考)人们发觉，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．下列说法正确的是(　　)
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，要吸取能量
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，则逸出的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把握核反应速度
E．在核反应堆的外面修建很厚的水泥层能防止放射线和放射性物质的泄漏
解析：选BDE.原子核D和E聚变成原子核F时会放出能量，A错；由Ek＝hν－W知增加射线强度，逸出光电子的最大初动能不变，只是单位时间内逸出光电子的个数增多，C错.
二、非选择题
11．(2021·福建福州模拟)宇宙射线每时每刻都在地球上引起核反应．自然界的14C大部分是宇宙射线中的中子轰击“氮－14”产生的，核反应方程式为N＋n→C＋H.若中子的速度为v1＝8×106 m/s，反应前“氮－14”的速度认为等于零．反应后生成的14C粒子的速度为v2＝2.0×105 m/s，其方向与反应前中子的运动方向相同．
(1)求反应中生成的另一粒子的速度；
(2)假设此反应中放出的能量为0.9 MeV，求质量亏损．解析：(1)轰击前后系统动量守恒，选中子速度方向为正方向，m1v1＝m2v2＋m3v3
解得氢核速度为v3＝5.2×106 m/s，方向与中子原速度方向相同．
(2)由质能方程ΔE＝Δmc2，
得Δm＝1.6×10－30 kg.
答案：(1)5.2×106 m/s，方向与中子原速度方向相同
(2)1.6×10－30 kg
☆12.(2021·石家庄模拟)试验室考查氢原子跃迁时的微观效应．已知氢原子能级图如图所示，氢原子质量为mH＝1.67×10－27 kg.设原来处于静止状态的大量激发态氢原子处于n＝5的能级状态．
(1)求氢原子由高能级向低能级跃迁时，可能放射出多少种不同频率的光；
(2)若跃迁后光子沿某一方向飞出，且光子的动量可以用p＝表示(h为普朗克常量，ν为光子频率，c为真空中光速)，求发生电子跃迁后氢原子的最大反冲速率．(保留三位有效数字)
解析：(1)不同频率的光的种类为
N＝C＝＝10(种)．
(2)由动量守恒
mHvH＝p光子＝知：
当ν最大时，反冲速率vH最大．
又hν＝E5－E1＝－0.54 eV－(－13.6)eV＝13.06 eV
＝2.090×10－18 J.
故vH＝＝m/s
＝4.17 m/s.
答案：(1)10种　(2)4.17 m/s