高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)檢測（六十九）原子結(jié)構(gòu)與原子核（含解析）新人教版

原子結(jié)構(gòu)與原子核1．(2021年1月新高考8省聯(lián)考·重慶卷)下列核反應(yīng)方程正確的是()A.eq\o\al(237,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(142,56)Ba＋eq\o\al(91,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)nB.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(90,37)Rb＋eq\o\al(144,55)Cs＋2eq\o\al(1,0)nC.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(87,35)Br＋eq\o\al(146,57)La＋3eq\o\al(1,1)HD.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(90,38)Sr＋eq\o\al(136,54)Xe＋9eq\o\al(1,0)n解析：選B核反應(yīng)過程中必須滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，分析可知，滿足上述規(guī)律的選項(xiàng)只有選項(xiàng)B。2．(2020·天津等級考)在物理學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中，人們通過對某些重要物理實(shí)驗(yàn)的深入觀察和研究，獲得正確的理論認(rèn)識。下列圖示的實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)原子具有核式結(jié)構(gòu)的是()解析：選D發(fā)現(xiàn)原子具有核式結(jié)構(gòu)的是盧瑟福用α粒子轟擊金箔發(fā)生散射的實(shí)驗(yàn)，選項(xiàng)D正確。3．(2020·全國卷Ⅲ)(多選)1934年，約里奧－居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔，首次產(chǎn)生了人工放射性同位素X，反應(yīng)方程為eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→X＋eq\o\al(1,0)n。X會衰變成原子核Y，衰變方程為X→Y＋eq\o\al(0,1)e。則()A．X的質(zhì)量數(shù)與Y的質(zhì)量數(shù)相等B．X的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)少1C．X的電荷數(shù)比eq\o\al(27,13)Al的電荷數(shù)多2D．X的質(zhì)量數(shù)與eq\o\al(27,13)Al的質(zhì)量數(shù)相等解析：選AC根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，可知eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→X＋eq\o\al(1,0)n方程中X的質(zhì)量數(shù)為30，電荷數(shù)為15，再根據(jù)X→Y＋eq\o\al(0,1)e方程可知Y的質(zhì)量數(shù)為30，電荷數(shù)為14，故X的質(zhì)量數(shù)與Y的質(zhì)量數(shù)相等，X的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)多1，X的電荷數(shù)比eq\o\al(27,13)Al的電荷數(shù)多2，X的質(zhì)量數(shù)比eq\o\al(27,13)Al的質(zhì)量數(shù)多3，選項(xiàng)A、C正確，B、D錯(cuò)誤。4．“慧眼”硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡觀測的范圍是美麗的銀河系，γ射線暴是主要研究的對象之一。γ射線暴是來自天空中某一方向的γ射線強(qiáng)度在短時(shí)間內(nèi)突然增強(qiáng)，隨后又迅速減弱的現(xiàn)象，它是僅次于宇宙大爆炸的爆發(fā)現(xiàn)象。下列關(guān)于γ射線的論述中正確的是()A．γ射線同α、β射線一樣，都是高速帶電粒子流B．γ射線的穿透能力比α射線強(qiáng)，但比β射線弱C．γ射線是原子核能級躍遷時(shí)產(chǎn)生的D．利用γ射線可以使空氣電離，消除靜電解析：選Cγ射線是電磁波，不是高速帶電粒子流，A錯(cuò)誤；α、β、γ三種射線中，γ射線能量最高，穿透能力最強(qiáng)，B錯(cuò)誤；利用α射線的電離作用可以使空氣電離，將靜電泄出，從而消除有害靜電，D錯(cuò)誤；γ射線是原子核能級躍遷時(shí)產(chǎn)生的，C正確。5．(2020·全國卷Ⅱ)氘核eq\o\al(2,1)H可通過一系列聚變反應(yīng)釋放能量，其總效果可用反應(yīng)式6eq\o\al(2,1)H→2eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(1,1)H＋2eq\o\al(1,0)n＋43.15MeV表示。海水中富含氘，已知1kg海水中含有的氘核約為×1022個(gè)，若全都發(fā)生聚變反應(yīng)，其釋放的能量與質(zhì)量為M的標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒時(shí)釋放的熱量相等；已知1kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒釋放的熱量約為×107J，1MeV＝×10－13J，則M約為()A．40kg B．100kgC．400kg D．1000kg解析：選C結(jié)合核反應(yīng)方程知，1kg海水中的氘核全部發(fā)生聚變反應(yīng)放出的能量E＝eq\×1022,6)×××10－13J≈×1010J，根據(jù)題意得M＝eq\f(E,E0)M0＝eq\×1010,×107)×1kg≈400kg，故A、B、D項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確。6．中國自主研發(fā)的世界首座具有第四代核電特征的核電站—華能石島灣高溫氣冷堆核電站，位于山東省威海市榮成石島灣。目前核電站使用的核燃料基本都是濃縮鈾，有一種典型的軸核裂變方程是eq\o\al(235,92)U＋x→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3x。下列關(guān)于x的說法正確是()A．x是α粒子，具有很強(qiáng)的電離本領(lǐng)B．x是α粒子，穿透能力比較弱C．x是中子，中子是盧瑟福通過實(shí)驗(yàn)最先發(fā)現(xiàn)的D．x是中子，中子是查德威克通過實(shí)驗(yàn)最先發(fā)現(xiàn)的解析：選D根據(jù)該反應(yīng)的特點(diǎn)可知，該核反應(yīng)為重核裂變，根據(jù)核反應(yīng)方程質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得，x為中子，故A、B錯(cuò)誤；根據(jù)物理學(xué)史可知，盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，預(yù)言了中子的存在，中子是查德威克通過實(shí)驗(yàn)最先發(fā)現(xiàn)的，故C錯(cuò)誤，D正確。7.氫原子的能級圖如圖所示，如果大量氫原子處在n＝3能級的激發(fā)態(tài)，則下列說法正確的是()A．這群氫原子能輻射出3種不同頻率的光子B．波長最長的輻射光是氫原子從n＝3能級躍遷到n＝1能級產(chǎn)生的C．輻射光子的最小能量為12.09eVD．處于該能級的氫原子至少需吸收13.6eV能量的光子才能電離解析：選A這群氫原子能輻射出Ceq\o\al(2,3)＝3種不同頻率的光子，選項(xiàng)A正確；波長最長的輻射光對應(yīng)著能級差最小的，則是氫原子從n＝3能級躍遷到能級n＝2能級產(chǎn)生的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；輻射光子的最小能量是從n＝3到n＝2能級的躍遷，能量為(－1.51eV)－(－3.4eV)＝1.89eV，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；處于該能級的氫原子至少需吸收1.51eV能量的光子才能電離，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。8．土壤和大氣中含有放射性元素釙210，它可以通過根部吸收或表面吸附的途徑進(jìn)入植物的組織中，煙葉中含量較高。釙210可以通過吸煙的途徑進(jìn)入吸煙者體內(nèi)，其半衰期為138天。8mg釙210經(jīng)過414天后還剩下()A．4mg B．2mgC．1mg D．0解析：選C釙210的半衰期是138天，經(jīng)過414天后，即經(jīng)過3個(gè)半衰期，剩余：m＝m0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))3＝8×eq\f(1,8)mg＝1mg，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。9.(多選)靜止在勻強(qiáng)磁場中的eq\o\al(238,92)U核發(fā)生α衰變，產(chǎn)生一個(gè)α粒子和一個(gè)未知的粒子X，它們在磁場中的運(yùn)動軌跡如圖所示，下列說法正確的是()A．該核反應(yīng)方程為eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)X＋eq\o\al(4,2)HeB．α粒子和X粒子在磁場中做圓周運(yùn)動時(shí)轉(zhuǎn)動方向相同C．軌跡1、2分別是α粒子、X粒子的運(yùn)動軌跡D．α粒子、X粒子運(yùn)動軌跡半徑之比為45∶1解析：選ABD由題意可知該核反應(yīng)方程為eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)X＋eq\o\al(4,2)He，選項(xiàng)A正確；核反應(yīng)前eq\o\al(238,92)U核靜止，動量為零，根據(jù)動量守恒可知反應(yīng)后系統(tǒng)總動量為零，所以α粒子和X粒子的動量大小相等，方向相反，即速度方向相反，又都帶正電，故轉(zhuǎn)動方向相同，選項(xiàng)B正確；根據(jù)動量守恒可知α粒子和X粒子的動量大小p相等，由帶電粒子在磁場中運(yùn)動半徑公式R＝eq\f(p,qB)可知軌道半徑R與其所帶電荷量成反比，故α粒子、X粒子運(yùn)動軌跡半徑之比為45∶1，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。10．(2021·浙江1月選考)(多選)如圖所示是我國全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置。2018年11月，該裝置實(shí)現(xiàn)了1×108℃等離子體運(yùn)行等多項(xiàng)重大突破，為未來和平利用聚變能量邁出了重要一步。關(guān)于核聚變，下列說法正確的是(A．聚變又叫熱核反應(yīng)B．太陽就是一個(gè)巨大的熱核反應(yīng)堆C．高溫能使原子核克服核力而聚變D．對相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變比重核裂變產(chǎn)能多解析：選ABD托卡馬克核聚變裝置是輕核聚變，需要很高的溫度才能讓輕核聚變，也稱之為熱核反應(yīng)，太陽內(nèi)部時(shí)時(shí)刻刻進(jìn)行這樣的反應(yīng)，選項(xiàng)A、B正確。高溫能使原子核克服庫侖力，而發(fā)生聚變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；相同質(zhì)量的核燃料發(fā)生輕核聚變要比重核裂變釋放的核能多，因此選項(xiàng)D正確。11．(2019·江蘇高考)(1)100年前，盧瑟福用α粒子轟擊氮核打出了質(zhì)子。后來，人們用α粒子轟擊eq\o\al(60,28)Ni核也打出了質(zhì)子：eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(60,28)Ni→eq\o\al(62,29)Cu＋eq\o\al(1,1)H＋X，該反應(yīng)中的X是________(選填“電子”“正電子”或“中子”)。此后，對原子核反應(yīng)的持續(xù)研究為核能利用提供了可能。目前人類獲得核能的主要方式是________(選填“核衰變”“核裂變”或“核聚變”)。(2)在“焊接”視網(wǎng)膜的眼科手術(shù)中，所用激光的波長λ＝×10－7m，每個(gè)激光脈沖的能量E＝×10－2J。求每個(gè)脈沖中的光子數(shù)目。(已知普朗