第3讲 原子核A组 2022—2022年模拟·基础题组时间:20分钟 分值:30分选择题(每题5分,共30分)1.(2022浙江重点中学协作体一模自选)下列说法中正确的是( )A.卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为He+NOHB.铀核裂变的核反应是UBaKr+nC.质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3,那么质子和中子结合成一个α粒子,所释放的核能为ΔE=(m3-m1-m2)c2D.原子从a能级跃迁到b能级时发射波长为λ1的光子;原子从b能级跃迁到c能级时吸收波长为λ2的光子。已知λ1>λ2,那么原子从a能级跃迁到c能级时将要吸收波长为的光子E.原子核的半衰期由核内部自身因素决定,与原子所处的化学状态和外部条件无关2.[2022浙江金丽衢十二校一联,14(1)]以下核反应中的x代表中子的是( )AHeNO+xBHeBeC+xCUTh+xDH+xHe3.(2022广东揭阳一中摸底,6)氘核、氚核、中子、氦核的质量分别是m1、m2、m3和m4,如果氘核和氚核结合生成氦核,则下列说法中正确的是( )A.核反应方程为HHHenB.这是一个裂变反应C.核反应过程中的质量亏损Δm=m1+m2-m3D.核反应过程中释放的核能ΔE=(m1+m2-m3-m4)c24.(2022广东六校一联,7)下面说法正确的是( )AUThHe是裂变反应BBeHeC+b,b是中子C.方程UnBaKr+n书写错误,两边应抵消一个nDHHHen是一个释放能量的核反应5.(2022广东汕头四中月考,18)以下说法正确的是( )A.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应B.γ射线在电场和磁场中都不会发生偏转C.放射性物质放出的射线中,α粒子动能很大,因此贯穿物质的本领最强D.氢原子能吸收任意频率的光子并跃迁到高能态6.(2022天津十二区县重点中学联考,8)下列说法正确的是( )A.根据天然放射现象,卢瑟福提出了原子的核式结构B.一个氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级,该氢原子吸收光子,能量增加C.铀U)经过多次α、β衰变形成稳定的铅Pb)的过程中,有6个中子转变成质子D.机场、车站等地进行安全检查时,能轻而易举地窥见箱内物品,利用了γ射线较强的穿透能力B组 2022—2022年模拟·提升题组时间:30分钟 分值:45分一、选择题(5分)1.(2022重庆杨家坪中学质检,8)在匀强磁场中有一个静止的氡原子核Rn),由于衰变它放出一个粒子,此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个互相外切的圆,大圆与小圆的直径之比为42∶1,如图所示,那么氡核的衰变方程应是下列方程中的哪一个( )4\n ARnFreBRnPoHeCRnAteDRnAtH二、非选择题(共40分)2.(2022山东临沂二模)(10分)在β衰变中常伴有一种被称为“中微子”的粒子放出。中微子的性质十分特别,因此在实验中很难探测。1953年,莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统,利用中微子与水中H的核反应,间接地证实了中微子的存在。(1)中微子与水中的H发生核反应,生成中子n)和正电子e),即中微子Hne可以判定,中微子的质量数和电荷数分别是 。(填写选项前的字母) A.0和0 B.0和1 C.1和0 D.1和1(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇,与电子形成几乎静止的整体后,可以转变为两个光子(γ),即ee2γ已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31kg,反应中产生的每个光子的能量约为 J。正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子,原因是 。 3.(2022浙江温州中学月考)(15分)(1)以下有关近代物理内容的若干叙述,正确的是( )A.紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应,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也随之增大B.质子和中子结合成新原子核一定有质量亏损,释放出能量C.有10个放射性元素的原子核,5个原子核发生衰变所需的时间就是该放射性元素的半衰期D.氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,同时氢原子的电势能减小,电子的动能增大(2)静止的氮核N被速度为v0的中子n击中生成碳核C和另一种原子核甲,已知C与甲核的速度方向与碰撞前中子的速度方向一致,碰后C核与甲核的动量之比为2∶1。①写出核反应方程。②求C与甲核的速度各是多大?4.(2022浙江台州一模)(15分)(1)下列说法正确的是( )A.卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型B.由玻尔理论可知,当大量氢原子从n=4的激发态进行跃迁,能发射出4种不同频率的光子C.β衰变中产生的β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.原子核的半衰期由核内部自身因素决定,与原子所处的化学状态和外部条件无关4\n(2)用如图所示的装置研究光电效应现象,用光子能量为2.5eV的光照射到光电管上时,电流表G示数不为0,移动变阻器的触点c,当电压表的示数大于或等于0.7V时,电流表示数为0,则( )A.光电管阴极的逸出功为1.8eVB.光电子的最大初动能为2.5eVC.开关S断开后,电流表G读数不为零D.改用能量为1.5eV的光子照射,电流表G也有电流,但电流较小(3)如图所示,光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动,两球质量关系为mB=2mA。规定向右为正方向,A、B两球的动量均为8kg·m/s。运动中两球发生碰撞,碰撞后A球的动量增量为-4kg·m/s,则左边的小球是 (填“A球”或“B球”),碰撞后A、B两球速度大小之比为 。 A组 2022—2022年模拟·基础题组选择题1.ADE 铀核裂变的核反应指铀核与中子反应生成两个中等质量的核,同时放出中子,核反应方程两边的中子不能抵消,B错误;质子、中子结合成一个α粒子的核反应方程为H+nHe,所释放的核能为ΔE=(2m1+2m2-m3)c2,C错误;其他选项均正确。2.B 根据质量数守恒和电荷数守恒可知A中x为H,B中x为n,C中x为He,D中x为H,所以选B。3.AD 氘核和氚核结合生成氦核的核反应方程为HHen,这是一个聚变反应,核反应过程中的质量亏损Δm=m1+m2-m3-m4,核反应过程中释放的核能为ΔE=(m1+m2-m3-m4)c2,所以只有A和D正确。4.BD A项中的核反应为α衰变,A不正确;B项中配平核反应方程可知b是中子,B正确;方程UnBa+Kr+n为核裂变反应,方程书写正确,C不正确;D项中的反应为核聚变反应,是释放能量的核反应,D正确。5.B 太阳能是太阳内部核聚变产生的能量,A不正确;γ射线是高频电磁波,不带电,在电场和磁场中都不会发生偏转,B正确;放射性物质放出的三种射线中,α粒子动能很大,但贯穿物质的本领最强的是γ射线,C不正确;氢原子向高能态跃迁时只能吸收特定频率的光子,D不正确。6.C 卢瑟福提出原子的核式结构的实验依据是α粒子散射实验,A错误;氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级,氢原子要放出光子,能量减小,B错误;机场、车站等地进行安全检查,利用的是X射线的穿透本领,D错误。4\nB组 2022—2022年模拟·提升题组一、选择题1.B 氡核的衰变过程满足动量守恒定律,其放出的粒子与反冲核的动量大小相等,方向相反;带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时,洛伦兹力提供向心力,即Bvq=,所以r=,当粒子动量大小相同,磁场磁感应强度恒定时,r∝,根据题意,放出的粒子与反冲核的电荷数之比为1∶42,据此可知,选项B正确。二、非选择题2.答案 (1)A (2)8.2×10-14 遵循动量守恒解析 (1)由核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知A正确。(2)由能量守恒有2E=2mec2,所以E=mec2=9.1×10-31×(3.0×108)2J=8.2×10-14J。反应过程中动量守恒且总动量为零。3.答案 (1)BD (2)①见解析 ② 解析 (1)A选项中增大紫外线的强度,根据Ekm=E-W0,不会改变光电子的最大初动能,只会使逸出的光电子增多,A错误;核子结合成新核时会产生质量亏损而释放能量,B正确;元素的半衰期是对大量原子核的统计规律,对少量原子核无意义,C错误;氢原子从高能级向低能级跃迁时,能量减少,且核外电子与原子核之间的库仑力做正功,使电势能减小而电子动能增大,D正确。(2)①NnCH②设中子质量为m0C核质量为mC,甲核质量为m甲,由动量守恒得m0v0=mCvC+m甲v甲即m0v0=12m0vC+3m0v甲又因为C与甲核的动量之比为2∶1,所以mCvC=2m甲v甲即12m0vC=2×3m0v甲联立求得:vC=v甲=4.答案 (1)AD (2)AC (3)A球 2∶3解析 (1)大量氢原子从n=4的激发态进行跃迁,能发射出=6种不同频率的光子,B错误;β衰变的实质在于原子核内的中子转化成一个质子和一个电子,这种转化产生的电子发射到核外形成β射线,C错误;A、D正确。(2)光电管内加的是反向电压,遏止电压为0.7V,通过电场力做功使光电子动能减为0,所以逸出功W0=E-Ek=2.5eV-0.7eV=1.8eV,A正确;光电子的最大初动能为0.7eV,B错误;开关S断开后,无反向电压,则有光电子飞到另一极产生电流,C正确;1.5eV的光子的能量小于逸出功,不发生光电效应,D错误。(3)因向右为正方向,且A、B两球的动量均为8kg·m/s>0,即都向右运动,mB=2mA,则vA>vB,要发生碰撞,A在左边;两球系统动量守恒,碰撞后A球的动量变为4kg·m/s,B球的动量变为12kg·m/s,结合质量比,则速度之比为2∶3。4
