(全国通用版)最新版高考物理 第十二章 波粒二象性 原子结构与原子核 第33讲 原子结构与原子核实战演练.doc

第十二章 第33讲 原子结构与原子核
1．(多选)一静止的铝原子核27
13Al 俘获一速度为1.0×107
m/s 的质子p 后，变为处于激发态的硅原子核28
14Si.下列说法正确的是( ABE )
A ．核反应方程为p ＋27
13Al→28
14Si B ．核反应过程中系统动量守恒 C ．核反应过程中系统能量不守恒
D ．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和
E ．硅原子核速度的数量级为105
m/s ，方向与质子初速度的方向一致
解析 核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，选项A 正确；微观粒子相互作用过程中，满足动量守恒定律，选项B 正确；题述核反应过程属于“二合一”形式的完全非弹性碰撞，机械能有损失，但对于封闭的系统，能量仍然守恒，选项C 错误；核反应过程中的机械能有损失，故存在质量亏损现象，选项D 错误；硅原子质量约是质子质量的28倍，由动量守恒定律知，m 0v 0＝28m 0v ，所以硅原子核速度数量级为105
m/s ，方向与质子初速度的方向一致，选项E 正确．
2．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( D )
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
解析 γ粒子是不带电的光子，在磁场中不偏转，选项B 错误；α粒子为氦核带正电，由左手定则知向上偏转，选项A 、C 错误；β粒子是带负电的电子，应向下偏转，选项D 正确．
3．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( C )
A ．m
4 B ．m
8 C ．m 16
D ．m
32
解析 经过n 个半衰期剩余碘131的含量m ′＝m (12
)n
.因32天为碘131的4个半衰期，
故剩余碘131的含量m ′＝m (12)4＝m
16
，选项C 正确．
4．(多选)氢原子能级如图所示，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__CD__(选填正确答案标号)．
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 nm
B ．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
解析 能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，辐射的光子频率越大，波长越小，选项A 错误；由E m －E n ＝hν可知，选项B 错误，D 正确；根据C 2
3＝3可知，辐射的光子频率最多有3种，选项C 正确．
5．下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是__B__.(选填正确答案标号) 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
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×(12)t τg ＝100×(12)2 g
＝25 g ，选项D 错误．
6．在下列描述核变化过程的方程中，属于α衰变的是__C__，属于β衰变的是__AB__，属于裂变的是__E__，属于聚变的是__F__.(选填正确答案标号)
A ．14
6C→14
7N ＋ 0
－1e B ．3215P→3216S ＋ 0
－1e C ．238
92U→234
90Th ＋4
2He
D ．14
7N ＋4
2He→17
8O ＋1
1H E ．235
92U ＋1
0n→140
54Xe ＋94
38Sr ＋21
0n
F ．3
1H ＋2
1H→4
2He ＋1
0n
解析 一个原子核自发地放出一个α粒子，生成一个新核的过程是α衰变，因此选项C 是α衰变；一个重核在一个粒子的轰击下，分裂成几个中等质量原子核的过程是重核的裂变，因此选项E 是重核的裂变；两个较轻的原子核聚合成一个较大的原子核，并放出粒子的过程是轻核的聚变，因此选项F 是轻核的聚变；另外，选项A 、B 是β衰变，选项D 是原
子核的人工转变．
7．(2017·江苏卷)(1)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__BC__．
A ．4
2He 核的结合能约为14 MeV B ．4
2He 核比6
3Li 核更稳定
C ．两个2
1H 核结合成4
2He 核时释放能量 D ．235
92U 核中核子的平均结合能比89
36Kr 核中的大
(2)质子(1
1H)和α粒子(4
2He)被加速到相同动能时，质子的动量__小于__(选填“大于”“小于”或“等于”)α粒子的动量，质子和α粒子的德布罗意波波长之比为__2∶1__．
解析 (1)由图象可知，4
2He 的比结合能约为7 MeV ，其结合能应为28 MeV ，故选项A 错误．比结合能较大的核较稳定，故选项B 正确．比结合能较小的核结合成比结合能较大的核时释放能量，故选项C 正确．比结合能就是平均结合能，故由图可知选项D 错误．
(2)由动量与动能的关系p ＝2mE k 可知，E k 相同时，质量小的动量也较小，故质子的动量小于α粒子的动量．德布罗意波长λ＝h p
，而p ∝m ，故λ∝
1
m
，则λH ∶λα＝m α∶
m H ＝2∶1．
8．(2017·北京卷)在磁感应强度为B 的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变．放射出的α粒子(4
2He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R .以m 、q 分别表示α粒子的质量和电荷量．
(1)放射性原子核用A
Z X 表示，新核的元素符号用Y 表示，写出该α衰变的核反应方程； (2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小； (3)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，新核的质量为M ，求衰变过程的质量亏损Δm ．
解析 (1)A
Z X→A －4
Z －2Y ＋42He ．
(2)设α粒子的速度大小为v ，由qvB ＝m v 2R ，T ＝2πR v
，得α粒子在磁场中运动周期T
＝2πm
qB
，
环形电流大小I ＝q T ＝q 2B
2πm
，
(3)由qvB ＝m v 2R ，得v ＝qBR
m
．
设衰变后新核Y 的速度大小为v ′，系统动量守恒，
Mv ′－mv ＝0， v ′＝mv M ＝qBR
M
，
由Δmc 2＝12Mv ′2
＋12mv 2，
得Δm ＝
M ＋m
qBR
2
2mMc
2
．
答案 见解析。