專題18高考試題匯編原子物理(答案附后面)

1、專題18、原子物理題型一、光電效應(yīng)1 . （2019北京）光電管是一種利用光照射產(chǎn)生電流的裝置，當(dāng)入射光照在管中金屬板上時，可能形成光電流。表中給出了 6次實驗的結(jié)果。m次入射尤子的能量eV相對光強光電就大小AnA選出光電于的最大動fibeV第L4 0.為0 9一一4.0中43o.y組40圾的09第46,0羸272956.0中402.9限66 0強5529由表中數(shù)據(jù)得出的論斷中不正確的是（）A.兩組實驗采用了不同頻率的入射光B.兩組實驗所用的金屬板材質(zhì)不同C.若入射光子的能量為 5.0 eV,逸出光電子的最大動能為1.9 eVD.若入射光子的能量為 5.0 eV,相對光強越強，光電流越大【答案

2、】B【解析】：本題可以結(jié)合愛因斯坦光電效應(yīng)方程比較比較兩次實驗時的逸出功和光電流與光強的關(guān)系來處理，表格顯示兩組中入射光的能量不同，結(jié)合公式E h可知，由題表格中數(shù)據(jù)可知，兩組實驗所用的入射光的能量不同，故入射光的頻率不同，由公式Ek hW0可知，W0 hEk代入相關(guān)參數(shù)得Wo 3.1eV ,說明兩種材料的逸出功相等，故B選項錯誤，結(jié)合愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek hW0,當(dāng)E h 5.0eV時，代入Wo 3.1eV時，得Ek 1.9eV,故C選項正確，由圖表可知增大入射光的光強，光電流增大故 D選項正確。2 .如圖為a、b、c三種光在同一光電效應(yīng)裝置中測得的光電流和電壓的關(guān)系。由a、b、c組成

3、的復(fù)色光通過三棱鏡時，下述光路圖中正確的是（）CUbUtUaOu【解析】由光電效應(yīng)的方程hvEk hv W ,動能定理eU Ek,兩式聯(lián)立可得U 一 eW一,故截止電壓越e大說明光的頻率越大，則有三種光的頻率Vb Vc Va ,則可知三種光的折射率的關(guān)系為nbnc%,因此光穿過三棱鏡時 b光偏折最大，c光次之，a光最小，故選 C, ABD錯誤。3. (2018 全國 2)用波長為300 nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動能為1.28 10-19 Jo 已知普朗克常量為6.6310-34Js,真空中的光速為3.00 108m-s-1,能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為A. 1 1

4、014 HzB. 8 1014 HzC. 2 1015 HzD. 8 1015Hz【解析】：根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程:Ek hW0,當(dāng)Ek0時對應(yīng)入射光的頻率即為發(fā)生光電效應(yīng)的最小單色光頻率，即W ,當(dāng)用波長為300nm的光照射鋅板時，表表面的最大出動能為h1.28 10-19J。結(jié)合愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek hWo,c一代入相關(guān)參數(shù)得W0 =5.3 10-20，從而求得:8 1014。4. （2016全國2）現(xiàn)用某一光電管進行光電效應(yīng)實驗，當(dāng)用某一頻率的光入射時，有光電流產(chǎn)生。下列說法正確的是（）A .保持入射光的頻率不變，入射光的光強變大，飽和光電流變大B.入射光的頻率變高，飽和光電流變大

5、C.入射光的頻率變高，光電子的最大初動能變大D.保持入射光的光強不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生【解析】：產(chǎn)生光電效應(yīng)時，光的強度越大，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)越多，飽和光電流越大，說法正確。飽和光電流大小與入射光的頻率無關(guān)，說法B錯誤。光電子的最大初動能隨入射光頻率的增加而增加，與入射光的強度無關(guān)，說法C 正確。減小入射光的頻率，如低于極限頻率，則不能發(fā)生光電效應(yīng)，沒有光電流產(chǎn)生，說法D 錯誤。【答案】： AC5. （2016全國卷1）現(xiàn)用某一光電管進行光電效應(yīng)實驗，當(dāng)用某一頻率的光入射時，有光電流產(chǎn)生。下列說法正確的是（）A 保持入射光的頻率不變，入射光的光強度變大，飽和光電流

6、變大B 入射光的頻率變高，光電子的最大初動能變大C.保持入射光的光強不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生D 遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強無關(guān)【答案】： ABD【解析】：在發(fā)生光電效應(yīng)時，飽和光電流大小由光照強度來決定，與頻率無關(guān)，光照強度越大飽和光電流越大，因此 A正確；根據(jù)Ekm=hy W可知，對于同一光電管，逸出功 W不變，當(dāng)頻率變高，最大初動能Ekm變大，因此B正確；由光電效應(yīng)規(guī)律可知，當(dāng)頻率低于截止頻率時無論光照強度多大，都不會有光電流廠生，因此 C錯誤；由Ekm=eUc和Ekm= h 丫 W,彳導(dǎo)h v- W= eUc,遏止電壓只與入射光頻率有關(guān)，與入射光

7、強無關(guān)，因此D 正確。6. （2015 天津 ）現(xiàn)用某一光電管進行光電效應(yīng)實驗，當(dāng)用某一頻率的光入射時，有光電流產(chǎn)生。下列說法正確的是 。（填正確答案標(biāo)號。選對1 個得 2 分，選對 2 個得 4 分，選對 3 個得 5 分。每選錯1個扣 3 分，最低得分為 0 分）A 保持入射光的頻率不變，入射光的光強變大，飽和光電流變大B 入射光的頻率變高，飽和光電流變大C 入射光的頻率變高，光電子的最大初動能變大D 保持入射光的光強不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生E 遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強無關(guān)【答案】； ACE【解析】：由光電效應(yīng)規(guī)律可知，當(dāng)頻率低于截止頻率時無論光

8、照強度多大，都不會有光電流，因此D 錯誤；在發(fā)生光電效應(yīng)時，飽和光電流大小由光照強度來決定，與頻率無關(guān)，光照強度越大飽和光電流越大，因此 A 正確， B 錯誤，根據(jù)Ekmh W 可知，對于同一光電管，逸出功 W 不變，當(dāng)頻率變高，最大初動能Ekm變大，因此C正確，由EkmeUc和Ekmh W，得h WeU。，遏制電壓只與入射光頻率有關(guān)，與入射光強無關(guān)，因此 E正確。7 . （2017全國卷3）在光電效應(yīng)實驗中，分別用頻率為甲、加的單色光a、b照射到同種金屬上，測得相應(yīng)的遏止電壓分別為 Ua和Ub、光電子的最大初動能分別為Eka和Ekb。h為普朗克常量。下列說法正確的是（）A.若出M則一定有Ua

9、VUb8 .若 場 則一定有 Eka> EkbC.若 UaVUb,則一定有 EkaV EkbD.若出M則一定有h出一Eka>hm一Ekb【解析】：光電效應(yīng)中遏止電壓與最大初動能之間的關(guān)系為eU= Ek,根據(jù)光電效應(yīng)方程可知Ek = hLW0,若玷>M 則Eka > Ekb, Ua>Ub,選項A錯誤，選項 B正確；若Ua< U b,則Eka V Ekb,選項C正確；由光電效應(yīng)方程可得 Wo=hv Ek,則h審一Eka= h加一Ekb,選項D錯誤?！敬鸢浮浚?BC8.（2015新課標(biāo)1）在某次光電效應(yīng)實驗中，得到的遏制電壓 Uc與入射光的頻率的關(guān)系如圖所示，若該

10、直線的斜率和截距分別為 k和b,電子電荷量的絕對值為e,則普朗克常量可表示為 ，所用材料的逸出功可表不為【答案】ek、-eb15遏制電壓Uc = ； - 71，結(jié)合UC-圖，斜率即【解析】根據(jù)動能定理有：, meVe2 = eUc ,和愛因斯坦光電效應(yīng)方程：:meVe2 = h - Wo可得: k =；,截距為b = T ,可得：普朗克常量 h = ek，所用材料的逸出功 Wo = -eb .9. （2014廣東）在光電效應(yīng)實驗中，用頻率為丫的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，下列說法正確的 是（）A .增大入射光的強度，光電流增大B.減小入射光的強度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失C.改用頻率小于 Y的光

11、照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng)D.改用頻率大于 V的光照射，光電子的最大初動能變大【答案】AD【解析】：增大入射光的強度，單位時間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)增加，則光電流增大，選項A正確；光電效應(yīng)能否發(fā)生與照射光頻率有關(guān)，與照射光強度無關(guān)，選項 B錯誤；改用頻率較小的光照射時，如果光的頻率 仍大于極限頻率，則仍會發(fā)生光電效應(yīng)，否則，不能發(fā)生光電效應(yīng)，選項C錯誤；光電子的最大初動能Ek= hv Wo,故改用頻率大于 y的光照射，光電子的最大初動能變大，選項 D正確.10. （2014江蘇）已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.73 1014Hz和5.44 1014Hz ,在某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應(yīng)，比較

12、它們表面逸出的具有最大初動能的光電子，鈣逸出的光電子具有較大的A.波長B.頻率 C.能量 D.動量【答案】：A【解析】：兩種金屬的截止頻率不同，則它們的逸出功也不同，由 W= hm可知截止頻率大的，逸出功也大.由Ek=hL W可知，用同樣的單色光照射，鈣逸出的光電子的最大初動能較小，由p=>/2mEk知,其動量也較小，根據(jù)物質(zhì)波 p=h知，其波長較長. 八題型二、氫原子能級躍遷模型11. （2019全國1）氫原子能級示意圖如圖所示。光子能量在 1.63 eV3.10 eV的光為可見光。要使處于基態(tài)（n=1）的氫原子被激發(fā)后可輻射出可見光光子，最少應(yīng)給氫原子提供的能量為（）A . 12.0

13、9 eV B. 10.20 eV C. 1.89 eVD, 1.5l eVn£7eVF- 0j 31 5123-10I13.60【解析】：氫原子要想發(fā)出可見光必須被激發(fā)到n=3的能級，故E E3 E1 12.09eV,故A選項正確。12. （2018天津）氫原子光譜在可見光區(qū)域內(nèi)有四條譜線都是氫原子中電子從量子數(shù)n>2的能級躍遷到n=2的能級發(fā)出的光，它們在真空中的波長由長到短，可以判定（）A.對應(yīng)的前后能級之差最小B.同一介質(zhì)對口口的折射率最大C.同一介質(zhì)中工二、的傳播速度最大D.用H照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則1%也一定能【答案】AI I【解析】：根據(jù)hv-Em5分析前后

14、能級差的大??；根據(jù)折射率與頻率的關(guān)系分析折射率的大??；根據(jù)n判斷傳播速度的大?。桓鶕?jù)發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象的條件是入射光的頻率大于該光的極限頻率判斷是否會發(fā)生光電效應(yīng).波長越大，頻率越小，故 ”,的頻率最小，根據(jù)忖闌可知凡.對應(yīng)的能量最小，根據(jù)跖-凡可知11口對應(yīng)的 前后能級之差最小， A正確；"口的頻率最小，同一介質(zhì)對應(yīng)的折射率最小，根據(jù) v-可知的傳播速度最大，BC錯誤；的波長小于1%的波長，故兒.的頻率大于 蚓的頻率，若用 叫照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則為不一定能，D錯誤.13. （2015海南）氫原子基態(tài)的能量為 Ei13.6eV。大量氫原子處于某一激發(fā)態(tài)。由這些氫原子可能發(fā)出的

15、所有光子中，頻率最大的光子能量為0.96 Ei ,頻率最小的光子的能量為 eV （保留2位有效數(shù)字），這些光子可具有 種不同的頻率?！敬鸢浮?0ev, 10【解析】：頻率最小的光子是從 n 2躍遷，即頻率最小的光子的能量為Emin 3.4eV13.6eV 10eV頻率最大的光子能量為0.96 E1,即En 13.6eV0.9613.6eV ,解得En 0.54eV即 n 5,從 n 5能級開始，共有 51,54,53, 52,41,42,43,31,32,21, 10種不同頻率的光子14. （2014浙江卷）玻爾氫原子模型成功解釋了氫原子光譜的實驗規(guī)律，氫原子能級圖如圖所示，當(dāng)氫原子從n= 4

16、的能級躍遷到n=2的能級時，輻射出頻率為 Hz的光子.用該頻率的光照射逸出功為2.25eV的鉀表面，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為 eV.（電子電荷量 e= 1.60 1019C,普朗克常量 h = 6.63 10 34J s）«£7eV3 口6 0385 -0.544 0 853 -1.512 -3.40一】&后?！敬鸢浮?.2M014Hz 0.3 eV【解析】：本題考查能級、光電效應(yīng)方程等知識.由躍遷條件可知hkE4E2= （3.400.85 ）eV = 4.08 1019 J,解得輻射出的光子的頻率為6.2 1014Hz,根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek = hL W

17、,計算可得產(chǎn)生電子的最大初動能為 0.3 eV.15.（2014山東卷）氫原子能級如圖所示，當(dāng)氫原子從n=3躍遷到n=2的能級時，輻射光的波長為656 nm.以下判斷正確的是.（雙選，填正確答案標(biāo)號）a.氫原子從n=2躍遷到n=1的能級時，輻射光的波長大于656 nmb.用波長為325 nm的光照射，可使氫原子從n=1躍遷到n= 2的能級c. 一群處于n= 3能級上的氫原子向低能級躍遷時最多產(chǎn)生3種譜線d.用波長為633 nm的光照射，不能使氫原子從n= 2躍遷到n=3的能級【答案】cd【解析】由氫原子能級圖可知氫原子從n = 2躍遷到n = 1的能級的能級差大于從 n= 3躍遷到n = 2的

18、能級的能級差，根據(jù)|En Em尸hv和 尸Cu知，|EnEm|=h1 選項a錯誤；同理從n= 1躍遷到n=2的能級需 要的光子能量大約為從n=3躍遷到n = 2的能級差的五倍左右，對應(yīng)光子波長應(yīng)為從n=3躍遷到n = 2的能級輻射光波長的五分之一左右，選項b錯誤；氫原子從n=3躍遷到n= 1的能級的能級差最多有三種情況，即對應(yīng)最多有三種頻率的光譜線，選項 c正確；氫原子在不同能級間躍遷必須滿足|EnEm尸hC,選項d正確.題型三、原子核的衰變規(guī)律及核反應(yīng)方程16. （2019天津）我國核聚變反應(yīng)研究大科學(xué)裝置人造太陽” 201肝獲得重大突破，等離子體中心電子溫度首次達到1億度，為人類開發(fā)利用核

19、聚變能源奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。下列關(guān)于聚變的說法正確的是（）A.核聚變比核裂變更為安全、清潔B.任何兩個原子核都可以發(fā)生聚變C.兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，總質(zhì)量較聚變前增加D.兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，核子的比結(jié)合能增加【答案】AD【解析】：核聚變的最終產(chǎn)物時氨氣無污染，而核裂變會產(chǎn)生固體核廢料，因此核聚變更加清潔和安全，A正確；發(fā)生核聚變需要在高溫高壓下進行，大核不能發(fā)生核聚變，故 B錯誤；核聚變反應(yīng)會放出大量的能量，根據(jù)質(zhì)能關(guān)系可知反應(yīng)會發(fā)生質(zhì)量虧損，故 C錯誤；因聚變反應(yīng)放出能量，因此反應(yīng)前的比結(jié)合能小于反應(yīng)后的比結(jié)合能，故 D正確。17. （2018北京）在核反應(yīng)方程:He 174

20、N 1；O X中，X表示的是A.質(zhì)子 B.中子 C.電子 D. 瓶子【答案】：A【解析】：設(shè)X為：AX ,根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)守恒：4+14=17+Z,則：Z=1電荷數(shù)守恒：2+7=8+A，則A=1 ,即X為：11H為質(zhì)子，故選項 A正確，BCD錯誤。點睛：本題考查了核反應(yīng)方程式，要根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒得出X的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，從而確定X的種類。18. （2018全國3）193-4年，約里奧-居里夫婦用“粒子轟擊鋁核nAl ,產(chǎn)生了第一個人工放射性核素X：a + Wait” 4 x。x的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為 （）A. 15 和 28 B. 15 和 30 C. 16 和 30 D. 17

21、和 31【解析】：根據(jù)核反應(yīng)遵循的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知,X的電荷數(shù)為2+13=15,質(zhì)量數(shù)為4+27-1=30,（填正確答案標(biāo)號）3232 c 0B . 15 P16S1e14417c 1 D. 7 N2 He8 O 1H3241F. 1H 1H2 He 0 n根據(jù)原子核的電荷數(shù)等于原子序數(shù)，可知X的原子序數(shù)為15,質(zhì)量數(shù)為30,選項B正確。19. （2016全國2）在下列描述的核過程的方程中，屬于a衰變白是,屬于3衰變的是,屬于裂變的是,屬于聚變的是14c140A .6c7 N1e入 2382344C -92 U 90Th 2 He235.1140、，941E.92 U 0 n54 X

22、e38sr 2 0 n【答案】C AB E F【解析】：衰變的反應(yīng)物只有一個，若生成物中有24He ,說明是衰變，若生成物中有 0e說明是衰變;重核裂變是用中子轟擊一個重核，生成一個較輕的核；輕核的聚變是輕核聚成一個較重的原子核。20.（2017全國卷2） 一靜止的鈾核放出一個“粒子衰變成牡核，衰變方程為鑼U-234Th+2He。下列說法正確的是 （）A.衰變后杜核的動能等于a粒子的動能B.衰變后杜核的動量大小等于a粒子的動量大小C.鈾核的半衰期等于其放出一個a粒子所經(jīng)歷的時間D.衰變后a粒子與牡核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量【答案】： B衰變過程遵守動量守恒定律，故選項 A 錯，選項 B

23、對。根據(jù)半衰期的定義，可知選項C 錯。衰變釋放核能，有質(zhì)量虧損，故選項D 錯。21.（2017 天津） 我國自主研發(fā)制造的國際熱核聚變核心部件在國際上率先通過權(quán)威機構(gòu)認證，這是我國對23A 21H31HB 147 N42HeC42 He2173Al2351D 92 U0 n【答案】：A【解析】：A對：兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的原子核。變。D 錯：重核裂變。2He 0n171187O11H30115P 0n14489156 Ba36 Kr3 0nB 錯：原子核的人工轉(zhuǎn)變。C 錯：原子核的人工轉(zhuǎn)22. （2017全國2） 靜止的鈾核放出一個a粒子衰變成牡核，衰變方程為292 UTh：He。下列說法正

24、確的是（ ）A.衰變后杜核的動能等于a粒子的動能B.衰變后杜核的動量大小等于a粒子的動量大小C.鈾核的半衰期等于其放出一個a粒子所經(jīng)歷的時間D.衰變后a粒子與牡核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量【答案】 B2【解析】根據(jù)動量守恒定律可知， 生成的社核的動量與 a粒子的動量等大反向， 選項B正確；根據(jù)Ek 2m可知，衰變后社核的動能小于a粒子的動能，選項 A錯誤；鈾核的半衰期等于一半數(shù)量的鈾核衰變需要的時間，而放出一個 a粒子所經(jīng)歷的時間是一個原子核衰變的時間，故兩者不等，選項 C錯誤；由于該反應(yīng)放出能量，由質(zhì)能方程可知，衰變后a粒子與社核的質(zhì)量之和小于衰變前鈾核的質(zhì)量，選項 D錯誤；故選B。23

25、. （2015重慶）圖中曲線a、b、c、d為氣泡室中某放射物質(zhì)發(fā)生衰變放出的部分粒子的徑跡，氣泡室中磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向里。以下判斷可能正確的是（）題1圖D. c、d為粒子的徑跡粒子所帶電性為正，在垂A.a、b為 粒子的徑跡 B. a、b為 粒子的徑跡C. c、d為 粒子的徑跡【解析】：射線的本質(zhì)是高速的光子流不帶電故a、b不可能是 粒子徑跡,直向里的磁場中結(jié)合左手定則必定左偏，而粒子所帶電性為負，必定右偏，故D選項正確。24. （2015廣東）科學(xué)家使用核反應(yīng)獲取瓶，再利用笊和瓶核反應(yīng)獲得能量，核反應(yīng)方程分別為：X + Y t+He + +H + 4.9MeV 和 超 + +H + +H

26、e + X + 17.6MeV ,下列表述正確的有A.X是中子B.Y的質(zhì)子數(shù)是3,中子數(shù)是6C.兩個核反應(yīng)都沒有質(zhì)量虧損D.笊和瓶的核反應(yīng)是核聚變反應(yīng)【答案】：AD【解析】：本題中考查了原子物理的基礎(chǔ)知識。題目中有原子物理的兩個核反應(yīng)方程，根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒規(guī)律，由第二個核反應(yīng)方程得到X為中子6罪），選項A正確；再由第一個方程得到 Y質(zhì)子數(shù)為3,質(zhì)量數(shù)為6,則中子數(shù)=質(zhì)量數(shù)-質(zhì)子數(shù)=3 ,選項B錯誤；兩個核反應(yīng)都產(chǎn)生了能量，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知一定有質(zhì)量虧損，選項C錯誤；笊和瓶的核反應(yīng)是核聚變反應(yīng)，選項 D正確。25. （2015北京）下列核反應(yīng)方程中，屬于“衰變的是（）a 14 41

27、7 1. A. 7 N 2 He gO 1HC 23412342340C. 1H 1H 2He onD. 90Th 91Pa 1e【答案】B【解析】a衰變是指某一原子核自發(fā)的變成另一種原子核，并放出a粒子的過程。可以很容易的選出B正確；A選項為人工車t變方程；C選項為輕核聚變；D選項為3衰變。26. （2015北京）實驗觀察到，靜止在勻強磁場中A點的原子核發(fā)生 3衰變，衰變產(chǎn)生的新核與電子恰在紙面內(nèi)做勻速圓周運動，運動方向和軌跡示意如圖。則 （）A.軌跡1是電子的，磁場方向垂直紙面向外B.軌跡2是電子的，磁場方向垂直紙面向外C.軌跡1是新核的，磁場方向垂直紙面向里D.軌跡2是新核的，磁場方向垂

28、直紙面向里【答案】D【解析】由動量守恒可知，原子核靜止在磁場中，發(fā)生3衰變后的新核與電子的動量大小相等，方向相反。2由qBv mv，得R mv,粒子運動的半徑與電荷量成反比。新核帶電量大于電子，因此 R較小，知 RqB軌跡2為新核軌跡，由左手定則可知，磁場方向垂直紙面向里。27. （2014重慶卷）碘131的半衰期約為8天，若某藥物含有質(zhì)量為m的碘131,經(jīng)過32天后，該藥物中碘131的含量大約還有（）A.4B.mC.m6D.32【答案】C一1 -【解析】 本題考查元素的半衰期.根據(jù)半衰期公式m m0.（一）T ,將題目中的數(shù)據(jù)代入可得C正確，A、2B、D錯誤.28. （2015山東）14C發(fā)

29、生放射性衰變?yōu)?4N ,半衰期約為5700年。已知植物存活其間，其體內(nèi)14C與12C的 比例不變；生命活動結(jié)束后，14C的比例持續(xù)減少?，F(xiàn)通過測量得知，某古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一。下列說法正確的是 。（雙選，填正確答案標(biāo)號）a.該古木的年代距今約為 5700年b. 12C、13C、14C具有相同的中子數(shù)c. 14C衰變?yōu)?4N的過程中放出3射線d.增加樣品測量環(huán)境的壓強將加速14C的衰變【答案】ac【解析】因古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一，則可知經(jīng)過的時間為一個半衰期， 即該古木的年代距今約為 5700年，選項a正確；12C、13C、14C

30、具有相同的質(zhì)子數(shù)，由于質(zhì)量.數(shù)不同， 故中子數(shù)不同，選項 b錯誤；根據(jù)核反應(yīng)方程可知，14C衰變?yōu)?4N的過程中放出電子，即發(fā)出 3射線，選 項c正確；外界環(huán)境不影響放射性元素的半衰期，選項 d錯誤；故選ac.29. （2013山東）恒星向外輻射的能量來自于其內(nèi)部發(fā)生的各種熱核反應(yīng)，當(dāng)溫度達到108K時，可以發(fā)生 氨燃燒（1）完成 氮燃燒”的核反應(yīng)方程：He+-：Be+ 丫。（2）:Be是一種不穩(wěn)定的粒子，其半衰期為2.6X0-16s。一定質(zhì)量的：Be,經(jīng)7.8 M0-16s后所剩下的：Be占開始時的?！敬鸢浮浚海?） ;He , （ 2） 12.5%【解析】：核反應(yīng)的過程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒

31、，故可以左右兩側(cè)作差即可求得空線出的應(yīng)該為：；He;1 -結(jié)合半衰期公式 m m0.（一）T ,又因為在本題中t=7.8 10-16s=3代入得： 21 m -m0,所以占開始的的12.5%。 830. （2014福建）如圖所示，放射性元素鐳衰變過程中釋放出“、3 丫三種射線，分別進入勻強電場和勻強磁場中，下列說法正確的是 .（填選項前的字母）A .表小丫射線，表小a射線B.表示3射線，表示a射線C.表示a射線，表示丫射線D.表示3射線，表示a射線【答案】 C【解析】a射線帶正電，3射線帶負電，丫射線不帶電.在勻強電場中，a射線與3射線分別在電場力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，a射線偏向負極板，3射線偏向

32、正極板，丫射線不受電場力，不發(fā)生偏轉(zhuǎn)；在磁場中，由左手定則可以判斷 a射線向左偏，3射線向右偏，丫射線不受洛倫茲力，不發(fā)生偏轉(zhuǎn).故C項正確.31. （2014新課標(biāo)全國）關(guān)于天然放射性，下列說法正確的是 .A 所有元素都可能發(fā)生衰變B 放射性元素的半衰期與外界的溫度無關(guān)C 放射性元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性D . a、3和丫三種射線中，丫射線的穿透能力最強E. 一個原子核在一次衰變中可同時放出外3和丫三種射線【答案】： BCD【解析】：本題考查了原子核的衰變原子序數(shù)大于83 的元素才可以發(fā)生衰變，原子序數(shù)小于83 的元素有的可以發(fā)生衰變，有的不可以發(fā)生衰變， A 錯誤；放射性元素的半

33、衰期與元素所處的物理 、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，B、C正確；三種射線 “、就 丫穿透能力依次增強，D正確；原子核發(fā)生 a或3衰變時常常伴隨著 丫光子的產(chǎn)生，但同一原子核不會同時發(fā)生a衰變和3衰變，E錯誤.32. （2014江蘇）氨222是一種天然放射性氣體，被吸入后，會對人的呼吸系統(tǒng)造成輻射損傷.它是世界衛(wèi)生組織公布的主要環(huán)境致癌物質(zhì)之一.其衰變方程是22286Ra 21884Po+.已知22286Rn的半衰期約為3.8天，則約經(jīng)過 天，16 g的22286Rn衰變后還剩1 g.【答案】4He（或“粒子）15.21?！窘馕觥亢朔磻?yīng)過程中電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可推得該反應(yīng)的另一種生成物為4He.根據(jù)m m

34、0.（-）T2知手=4,解得t=3.8 M= 15.2天.33. （2014上海）核反應(yīng)方程式4 Be+ 2 He 12C+X中的X表示 （）A質(zhì)子 B電子 C光子 D中子【答案】：D【解析】：核反應(yīng)時電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒 23523534. （2015江蘇）核電站利用原子核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)放出的巨大能量進行發(fā)電，235U是常用的核燃料。235U受一個中子轟擊后裂變成564 Ba和86Kr兩部分，并產(chǎn)生 個中子。要使.鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)生，裂變物質(zhì)的體積要 （選填 失于”或者 小于”）它的臨界體積。【答案】：3、大于【解析】：由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守可知：235U Jn 14：Ba 8：Kr 3",可見產(chǎn)生

35、了 3個中子，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的一個條件是鈾燃料的體積必須大于或等于臨界體積。題型四、愛因斯坦質(zhì)能方程35. （2019全國2）太陽內(nèi)部核反應(yīng)主要模式之一是質(zhì)子-質(zhì)子循壞，循環(huán)的結(jié)果可表示為41H2He+20e+2v,已知；H 和 2He 的質(zhì)量分另 ij 為 mP 1.0078u 和 m 4.0026u , 1u=931MeV/ c2, c 為光速。, ,A 1 .4 .在4個iH轉(zhuǎn)變成1個2He的過程中，釋放的能量約為（）A. 8 MeV【答案】C【解析】由Em 下c =B. 16 MeV C. 26 MeV D. 52 MeVE mC2 E 4931 106 1.6 10 19J9 10162E

36、 4 1.0078u 4.0026u c 26MeV ,故 C 選項符合題意;36.(2017北京理綜)在磁感應(yīng)強度為 B的勻強磁場中，一個靜止的放射性原子核發(fā)生了一次a衰變。放射出a粒子(2He)在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運動，其軌道半徑為Ro以m、q分別表小a粒子的質(zhì)量和電荷量。(1)放射性原子核用AX表示，新核的元素符號用丫表示，寫出該 a衰變的核反應(yīng)方程;(2)瓶子的圓周運動可以等效成一個環(huán)形電流，求圓周運動的周期和環(huán)形電流大小;(3)設(shè)該衰變過程釋放的核能都轉(zhuǎn)化為a粒子和新核的動能，新核的質(zhì)量為 M,求衰變過程的質(zhì)量虧損Am。(1)AX- A=4Y + 2He (2)甯 q Dq2B

37、2R2 M+m2Mmc2 AX- A14Y + 4Hev2(2)洛倫茲力提供向心力，有qvB= m所以v=RqBR丁 2卡 27mT =v qB環(huán)形電流1=馬=庶;。T 2 Tm(3)盤變過程動量守恒，有 0=pY+pa所以Py=P-”表示方向相反。因為 p=mv, Ek= 2mv2 所以 Ek = 2m即：EkY ： Eka= m ： M由能量守恒 Amc2=EkY+EkaEka M + m 甘+ 匚 1 2 q2B2R2 的=17,其中 Eka= 2mv= 2m '，q2B2R2 M + m所以 Am= 2。2Mmc37. (2017全國1)大科學(xué)工程 人造太陽”主要是將笊核聚變反

38、應(yīng)釋放的能量用來發(fā)電。笊核聚變反應(yīng)方程是2H 12H-2He 0n。已知2 H的質(zhì)量為2.013 6 u32He的質(zhì)量為 3.015 0 u10n的質(zhì)量為1.008 7 u , 117u=931 MeV/ c2。笊核聚變反應(yīng)中釋放的核能約為(A . 3.7 MeV B. 3.3 MeV C. 2.7 MeV D. 0.93 MeV【解析】：在核反應(yīng)方程 汨+ 2HH 3He+0n中，反應(yīng)前物質(zhì)的質(zhì)量m = 2X2.013 6 u= 4.027 2 u ,反應(yīng)后物質(zhì)的質(zhì)量 m2= 3.015 0 u+ 1.008 7 u= 4.023 7 u,質(zhì)量虧損 m= m1 - m2 = 0.003 5

39、u。則笊核聚變釋放的核能為E=931 X 0.003 5 MeV =3.3 MeV項 B 正確。38. (2014北京) 質(zhì)子、中子和笊核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3.當(dāng)一個質(zhì)子和一個中子結(jié)合成笊核時，釋放的能量是（c表示真空中的光速）（）A. （mi+m2m3）cB. （mim2m3）cB. C. （mi + m2 m3）c2D. （mi m2 m3）c2【答案】：C【解析】：本題考查質(zhì)能方程，AE= Amc2,其中Am = （mi + m2 m3）,則AE= （mi+ m2 - m3）c2 , C正確，A、B、D錯誤.2727 -39. （2015江蘇）取質(zhì)子的質(zhì)量 mp 1.6726 1

40、0 kg,中子的質(zhì)量m0 1.6749 10 kg, 粒子的質(zhì)量m 6.6467 10 27kg，光速c 3 108m/s,請計算粒子的結(jié)合能，（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）【答案】：4.3M0-12j【解析】根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程Emc2,可求：e 2mp 2mn m c2 4.3 10 12J40. （2015海南）運動的原子核AX放出 粒子后變成靜止的原子核丫。已知X、丫和 粒子的質(zhì)量分別是M、3和mb ,真空中的光速為 c, 粒子的速度遠小于光速。求反應(yīng)后與反應(yīng)前的總動能之差以及粒子的動能?！敬鸢浮浚篍k M m1m2 c2 , MM m1 m2 c2M m2【解析】：反應(yīng)后由于存在質(zhì)量虧

41、損，所以反應(yīng)前后總動能之差等于質(zhì)量虧損而釋放出的能量，故根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可得1m2v2 1MvX M m1 m2 c222反應(yīng)過程中三個粒子組成的系統(tǒng)動量守恒，故有MvX m2v ,一一 1 M0聯(lián)立可得一m2vM m1m2 c2 M m2題型五、物理學(xué)史與綜合類科學(xué)問題41. （2016天津）物理學(xué)家通過對實驗的深入觀察和研究，獲得正確的科學(xué)認知，推動物理學(xué)的發(fā)展。下列 說法符合事實的是（）A.赫茲通過一系列實驗，證實了麥克斯韋關(guān)于光的電磁理論B.查德威克用“粒子轟擊14 N獲得反沖核17O,發(fā)現(xiàn)了中子C.貝克勒爾發(fā)現(xiàn)的天然放射性現(xiàn)象，說明原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu)D.盧瑟福通過對陰極射線的研究，

42、提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型【答案】AC【解析】：麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲通過實驗證實了麥克斯韋的電磁理論，選項A正確；盧瑟福用“粒子轟擊14N ,獲得反沖核18。，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，選項 B錯誤；貝克勒爾發(fā)現(xiàn)的天然放射性現(xiàn)象，說 明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，選項C正確；盧瑟福通過對 a粒子散射實驗的研究，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，選項D錯誤。42. （2016全國）下列說法正確的是。（）（填入正確選項前的字母，選對一個給 3分，選對兩個給4分，選對三個給5分，每選錯一個扣 3分，最低得分為0分）A.如果用紫光照射某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，改用綠光照射該金屬一定發(fā)生光電效應(yīng)B. a粒子散射實驗中少數(shù) a粒子

43、發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，這是盧瑟福猜想原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù)之一 C.在康普頓效應(yīng)中，當(dāng)入射光子與晶體中的電子碰撞時，把一部分動量轉(zhuǎn)移給電子，因此，光子散射后波 長變長D .某放射性原子核經(jīng)過 2次a衰變和一次3衰變，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)減少 4個E.根據(jù)玻爾理論氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的 動能增大，原子的電勢能減小。【答案】BCE【解析】：紫光的頻率大于綠光，根據(jù)愛因斯坦能量方程E h紫光的能量大于綠光，能否發(fā)生光電效應(yīng)由入射光的能量與逸出功的大小關(guān)系決定，當(dāng)入射光的能量所以紫光不能發(fā)生光電效應(yīng)綠光也一定不能，（粒子散射實驗中少數(shù) a粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，這是盧瑟福猜想原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù)之一是正確的； h 結(jié)合公式P 在康普頓效應(yīng)中，當(dāng)入射光子與晶體中的電子碰撞時，把一部分動量轉(zhuǎn)移給電子，所以入射光的動量減小，因此，光子散射后波長變長；衰變的產(chǎn)物是；He ,兩次衰變后質(zhì)子數(shù)將減少 4,質(zhì)量數(shù)減少8,而 衰變的本質(zhì)是一個中子分解為一個質(zhì)子和一個電子，所以D選項錯誤；氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的動能增大，原子的電勢能減小。故E正確。43. （2016全國1）受日本福島核泄漏的影響，中國內(nèi)地部分地