近代物理初步练习题

近代物理初步练习题
1．1934年，约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铝核，产生了第一个人工放射性核素X：。

X的原子序数和质量数分别为
A. 15和28
B. 15和30
C. 16和30
D. 17和31
【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国III卷）
【答案】 B
点睛此题与2014年高考上海试题和2013年高考重庆试题类似，都是给出核反应方程，要求利用核反应同时遵循的质量数守恒和电荷数守恒解答。

2．【2017·江苏卷】原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正确的有．
（A）4
2
He核的结合能约为14 MeV
（B）4
2He核比6
3
Li核更稳定
（C）两个2
1H核结合成4
2
He核时释放能量
（D）235
92U核中核子的平均结合能比89
36
Kr核中的大
【答案】BC
【解析】由图知4
2He核的比结合能约为7 MeV，所以结合能约为4×7=28MeV，故A错误；4
2
He核比6
3
Li核
的比结合能大，所以4
2He核比6
3
Li核更稳定，B正确；两个2
1
H核结合成4
2
He核时，即由比结合能小的反应
生成比结合能大的释放能量，C正确；由图知235
92U核中核子的平均结合能比89
36
Kr核中的小，所以D错误．考
点定位】比结合能结合能
【名师点睛】本题主要是要理解比结合能的含义，知道结合能与比结合能的区分与关系．以及在核反应过
程中由比结合能小的反应生成比结合能大的要释放能量．
3．【2017·北京卷】2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm（1 nm=10–9 m）附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。

大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。

一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。

据此判断，能够电离一个分子的能量约为（取普朗克常量h=6.6×10–34J·s，真空光速c=3×108 m/s）
A．10–21 J B．10–18 J C．10–15 J D．10–12 J
【答案】B
【考点定位】核反应方程、带电粒子在匀强磁场中的运动、动量守恒定律、爱因斯坦质能方程、能量守恒定律
【名师点睛】（1）无论哪种核反应方程，都必须遵循质量数、电荷数守恒。

（2）α衰变的生成物是两种带电荷量不同的“带电粒子”，反应前后系统动量守恒，因此反应后的两产物向相反方向运动，在匀强磁场中，受洛伦兹力作用将各自做匀速圆周运动，且两轨迹圆相外切，应用洛伦兹力计算公式和向心力公式即可求解运动周期，根据电流强度的定义式可求解电流大小。

（3）核反应中释放的核能应利用爱因斯坦质能方程求解，在结合动量守恒定律与能量守恒定律即可解得质量亏损。

5．【2016·上海卷】放射性元素A经过2次α衰变和1次β衰变后生成一新元素B，则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置向前移动了
A．1位 B．2位 C．3位 D．4位
【答案】C
【解析】α粒子是4
2He，β粒子是0
1
e
，因此发生一次α衰变电荷数减少2，发生一次β衰变电荷数
增加1，据题意，电荷数变化为：，所以新元素在元素周期表中的位置向前移动了3位。

故选项C正确。

考点定位】α衰变和β衰变、衰变前后质量数和电荷数守恒
【方法技巧】衰变前后质量数和电荷数守恒，根据发生一次α衰变电荷数减少2，发生一次β衰变电荷数增加1可以计算出放射性元素电荷数的变化量。

1．一块含铀的矿石质量为M，其中铀元素的质量为m．铀发生一系列衰变，最终生成物为铅．已知铀的半衰期为T，那么下列说法中正确的有（）
A．经过两个半衰期后这块矿石中基本不再含有铀了
B．经过两个半衰期后原来所含的铀元素的原子核有发生了衰变
C．经过三个半衰期后，其中铀元素的质量还剩
D．经过一个半衰期后该矿石的质量剩下
【答案】 C
考点：爱因斯坦质能方程；原子核衰变及半衰期、衰变速度
【名师点睛】解答本题的关键是熟练掌握有关半衰期的运算，弄清总质量、衰变质量、衰变时间，半衰期之间关系。

要注意对基本概念和规律的理解及应用
2．氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中( )
A．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量增大
B．原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小
C．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量增大
D．原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大，原子的能量增大
【答案】 D
【解析】氢原子的核外电子从距核较近轨道跃迁到距核较远的轨道过程中,原子的能量要增大,原子要吸收光子,因克服静电引力做功.原子的电势能要增大,故ABC错误,D正确.
8．用速度大小为v的中子轰击静止的锂核（），发生核反应后生成氚核和α粒子.生成的氚核速度方向与中子的速度方向相反，氚核与α粒子的速度之比为7∶8，中子的质量为m，质子的质量可近似看成m，光速为c.
(1)写出核反应方程；
(2)求氚核和α粒子的速度大小；
(3)若核反应过程中放出的核能全部转化为α粒子和氚核的动能，求出质量亏损.
【答案】 (1) (2), (3)
【解析】
点睛：
(1)根据质量数和电荷数守恒,书写核反应方程;
(2)根据动量守恒定律求解氦核的速度;
(3)求出质量亏损,再根据爱因斯坦质能方程求解核反应释放出的能量.
1．贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于核聚变的是( )
A ．
B ．
C ．
D ．
【答案】 A 【解析】 【详解】
A 反应是轻核的聚变，选项A 正确；
B 反应是原子核的人工转变方程，选项B 错误；
C 反应是衰变方程，选项C 错误；
D 反应是重核裂变方程，选项D 错误；故选A. 故选BD
考点：库仑定律；波尔理论
【名师点睛】此题是对库仑定律及波尔理论的考查；解决本题的关键知道从高能级向低能级跃迁，放出光子，从低能级向高能级跃迁，吸收光子。

7．普朗克常量
J s g ，铝的逸出功
J ，现用波长=200nm λ的光照射铝的
表面(结果保留三位有效数字)。

(1)求光电子的最大初动能；
(2)若射出的一个具有最大初动能的光电子正对一个原来静止的电子运动，求在此运动过程中两电子电势能增加的最大值(电子所受的重力不计)。

【答案】 （1）193.2310-⨯J （2）191.6210-⨯ J
8．一个静止的氮核
俘获了一个速度为2.3×107
m/s 的中子生成一个复核A ，A 又衰变成B 、C 两个新核，
设B、C的速度方向与中子方向相同，B的质量是中子的11倍，速度是106 m/s，B、C在同一磁场中做圆周运动的半径之比R B：R C=11：30，求：
（1）C核的速度大小；
（2）根据计算判断C核是什么？
（3）写出核反应方程．
【答案】（1）3×106m/s；（2）氦核（3）核反应方程为
【解析】(1)设中子的质量为m,则氮核的质量为14m,B核的质量为11m,C核的质量为4m,根据动量守恒可得:mv0=11mv B+4mv C,代入数值解得v C=3×106m/s.
(2)根据带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径公式:R=可得:所以;又q C+q B=7e
解得:q C=2e,q B=5e,所以C核为^4_2He.。