專題15原子結(jié)構(gòu)與原子核-備戰(zhàn)2015高考物理6年真題分項(xiàng)版精解精析解析

【【2014高 【物理——選修3－5]【2014·新課標(biāo)卷Ⅰ】(1)關(guān)于天然放射性，下列說法正確的 D．α、β和γ三種射線中，γ射線的能力最強(qiáng)Eα、βγ三種射線【2014·新課標(biāo)Ⅱ卷【物理——選修3－5](1)在人類對微觀世界進(jìn)行探索的過程中，科學(xué)實(shí)驗(yàn) Dα粒子散射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了在原子核內(nèi)部存在質(zhì)子【2014·卷】質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3.當(dāng)一個質(zhì)子和一個中子結(jié)合成氘核時，釋放的能量是(c表示真空中的光速)( 【答案】C正確，A、B、D【2014·卷】一中子與一質(zhì)量數(shù)為A(A>1)的原子核發(fā)生彈性正碰．若碰前原子核靜止，

（ （

【2014·福建卷Ⅰ】(1)如圖所示，放射性元素鐳衰變過程中釋放出α、β、γ三種射線，分別進(jìn)入 γαβααγβα【答案】【解析】α射線帶正電，β射線帶負(fù)電，γ射線不帶電．在勻強(qiáng)電場中，αβ射線分別在α射線向左偏，β射線向右偏，γC項(xiàng)正確． B．減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象【2014·江蘇卷【選修3－5】(1)已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.73×1014Hz和5.44×1014Hz，在某 波長B．頻率C．能量D ．已知22286Rn的半衰期約為3.8天，則約經(jīng)過 天，16g的22286Rn衰變后還剩1g.【2014·山東卷【物理35】(1)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656nm.以下判斷正確的是 n＝2n＝1656325nmn＝1n＝2633nmn＝2n＝3【2014·卷】下列說法正確的是(【2014·浙江卷】(2)玻爾氫原子模型成功解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，氫原子能級圖如圖2所示，當(dāng)氫原子從n＝4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 (電子電荷量e＝1.60×10－19C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s) 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. 【答案】 C正確，A、B、D ）2.核反應(yīng)方程式9Be+4He12C+X中的X表示 （A）質(zhì)子（B）電 【答案】【【2013高 （2013·卷）1、下列說法正確的是 射線、射線、射線都是高速運(yùn)動的帶電粒子【答案】A錯誤；α射線是氦原子核，β射線是電子，γB向能量較低的激發(fā)態(tài)（或基態(tài)）躍遷時，由hvEmEn知，發(fā)出光子的頻率由兩個能級差決定，C正確；發(fā)生光電效應(yīng)時光電子的D錯誤。（2013·大綱卷）16．放射性元素氡（222Rn）α衰變成為釙218Po3.8 勘測表明，經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代后，目前地殼中仍存在天然的含有放射性元素222Rn的礦石，其原 目前地殼中的222Rn在地球形成的初期，地殼中元素222Rn

當(dāng)衰變產(chǎn)物218Po218Po的增加會減慢222Rn 235U1nab21 a+b140Xe93

141Ba92 141Ba93 D．140Xe94 【答案】

【解析】由核電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知D【考點(diǎn)定位】原子物（2013·卷）7．在一個238U原子核衰變?yōu)橐粋€206Pb原子核的過程中，發(fā)生β衰變的 (A)6 (B)10 (C)22 (D)32x次yβ 238U206Pb+x4He+y0e，即238=206+4x+0*y 【考點(diǎn)定位】衰變方程的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守235U1n144Ba89Kr31n （2013·卷）21．放射性元素210Po衰變?yōu)?06Pb，此衰變過程的核反應(yīng)方程是＿＿＿＿； 99【答案】210Po=206Pb+4 4He+19F=22 【考點(diǎn)定位】核反應(yīng)方程的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守（2013·卷）20以往我認(rèn)識的電效是光子光電應(yīng)，即個電子短時間能v效應(yīng)，換同樣頻率為vk，，即將陰極k接源正極陽極A電源負(fù)，在kA之就形成了光電子的電，逐漸大U，U（W，e）A.U= B D. （2013·山東卷）38.（8）（3-108K生“氦燃燒”。1 →8Be+γ 2 4下的8Be占開始時 4端，三者質(zhì)量分別為mA2kg、mB1kg、mC2kgC靜止，A、B一起以v05ms的速度勻速向右運(yùn)動，AC發(fā)生碰撞（時間極短）C向右運(yùn)動，經(jīng)過一段時間，A、B再次達(dá)CACA的速度大小。（1）①4He（或）1（ （1）①②由題意可知經(jīng)過3個半衰期，剩余的8Be的質(zhì)量m 131m （2）設(shè)碰后AvA，CvC,mAv0mAvAmCvCA、B滿足動量守恒，設(shè)A、B的共同速度為v1mAvAmBv0mAmBA、BC碰撞，故v1聯(lián)立以上三式可得vA=2m/s【【2012高 ＋8 y＋9Be―→z＋12C.x、y和z是3種不同的粒子，其中z是( A．α粒 8 （2011·）1．在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用單色光照時某種金屬表面，有光電子逸出，則光電子的最大 （A）頻 （2011·）2．下圖為紅光或紫光通過雙縫或單縫所呈現(xiàn)的圖樣， （A）甲為紫光的圖 （B）乙為紫光的圖（C）丙為紅光的圖 （D）丁為紅光的圖【答案】，相鄰條紋間距較大，而紫光的波長較短，圖樣中相鄰條紋間距較小，因此B選項(xiàng)正確。， （D）α粒子散射現(xiàn) （2011·）9．某種元素具有多種同位素，反映這些同位素的質(zhì)量數(shù)A與中子數(shù)N關(guān)系的是 【答案】【解析】某種元素中質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)基本相當(dāng)，質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和，因此當(dāng)中子數(shù)N增多時，質(zhì)量數(shù)A也會增大，因此A、D兩個選項(xiàng)不對，只能從B、C兩個選項(xiàng)中選，又因?yàn)闅湓又兄挥幸粋€質(zhì)子，無中子，也就是中子數(shù)N為零時，質(zhì)量數(shù)A不為零，因此只有B正確 （A）x射 （B）α射（C）射 （D）γ射 3H2H4He 3H2H4He1 nnα【答案】AB錯。重核被中子轟擊后成二個中等質(zhì)量的原子核并放出若干個中子的反應(yīng)為核裂變反應(yīng)，故C對D錯。原子核放AC38（8

E1 躍遷到基態(tài)，發(fā)出光子的頻率為，則1 22（2）A、B、C，質(zhì)量分別為mA3m、mBmCm，開始時B、C均靜止，A以初速度向右運(yùn)動，AB相撞后分開，BCABBCB的速度大小。19.3-5試題（12分（1（2012·海南）產(chǎn)生光電效應(yīng)時，關(guān)于逸出光電子的最大初動能Ek，下列說法正確的A．對于同種金屬，Ek與照射光的強(qiáng)度無關(guān)B．對于同種金屬，Ek與照射光的波長成反比C．對于同種金屬，Ek與光照射的時間成正比D．對于同種金屬，Ek與照射光的頻率成線性關(guān)系（2（2012·海南）一靜止的238Uα衰變成為234Th4.27MeV 變后234ThMeV(1位有效數(shù)字代入數(shù)據(jù)得，衰變后234Th1m

2=0.07MeV

Th（2012·福建）29[物理-3-5]（612分。每小題只有一 如圖，質(zhì)量為M的小船在靜止水面上以速率V0向右勻速行駛，一質(zhì)量為m的救生員站 （2011·）1．下列說法正確的【答案】好的能力，C錯誤。核子結(jié)合成原子核時，質(zhì)量虧損，因此原子核所含核子單獨(dú)存在時的總質(zhì)量大于該原子核的質(zhì)量，D錯誤。n4n3n3n2n5n1n5n4（2011·）20.“約瑟夫森結(jié)”由超導(dǎo)體和絕緣體制成。若在結(jié)兩端加恒定電壓U，則它會輻射頻率為v的電磁波，且與U成正比，即v=kU。已知比例系數(shù)k僅與元電荷e2倍和普朗克常量hk的值可能為A． （2011·）13.一個氫原子從n=3能級躍遷到n=2能級，該氫原子 【答案】n3n2的低能級，能量減少，減少的能量以光子的形式放出，B正確（2012·江蘇）C選修3-5](12分如圖所示是某原子的能級圖,a、b、c為原子躍遷所發(fā)出的三種波長的光.在下列該原子光譜的各選項(xiàng)中,譜線從左向右的波長依次增大,確的是 一個中子與某原子核發(fā)生核反應(yīng),生成一個氘核,其核反應(yīng)方程式為 .該反 AB兩種光子的能量之比為21,它們都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng),且所產(chǎn)生的光電子最大初動能分別為EA、EB.求A、B兩種光子的動量之比和該金屬的逸出功. 12C（1）C.(2)1n1H2 (3)光子能量hph且cPp:p2 AEAAW0,EBBW0,解得W0EA【考點(diǎn)定位光的偏振測定玻璃的折射率波的原子能級理論原子核聚變動量守恒（2011·）21．60Co發(fā)生一次β衰變后變?yōu)镹i核，其衰變方程

4hcB.2hcC.4hcD. 1解析：原子從n=2躍遷到+所以hc EE1故：4hc選1 （2011海南）.3-5試題（12分（1（4露的污染物中含有131I和137Cs兩種放射性核素，它們通過一系列衰變產(chǎn)生對有危害的輻射。在下列四個式子中有兩個能分別反映131I和137Cs衰變過程它們分別是 入正確選項(xiàng)前的字母。131I和137Cs原子核中的中子數(shù)分別是 137Ba

131Xe

137Ba

131Xe1A.X1→

B.X2→

C.X3→

D.X4→ BC78（2（8L；bc為一光滑斜面，斜面和水平面通過與abbc均相切的長度可忽略的光滑mv0a點(diǎn)向左運(yùn)動，在斜面上上升的最h，返回后在到達(dá)aPg。求木塊在ab在光電效應(yīng)試驗(yàn)中，某金屬的截止頻率相應(yīng)的波長為0，該金屬的逸出功為 用波長為（<0）單色光做實(shí)驗(yàn)，則其截止電壓為 速和布朗克常量分別為e，c和h如圖，ABCm。置于光滑的水平面上，BCBC緊連，使彈簧不能伸展，BCA以初速0BCBB相碰并粘合在一起，CA，BC離開彈簧后的速度恰為0，求彈A．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)B．倫琴射線的發(fā)現(xiàn)C．αD．氫原子光譜的發(fā)現(xiàn)【【2010高 赤橙黃綠藍(lán)—紫范圍（V）2.2010·卷Ⅰ·14原子核238U經(jīng)放射性衰變①變?yōu)樵雍?34Th，繼而經(jīng)放射性衰變②變?yōu)樵?234Pa，再經(jīng)放射性衰變③變?yōu)樵雍?34U A．α衰變、β衰變和β衰 B．β衰變、β衰變和α衰C．β衰變、α衰變和β衰 D．α衰變、β衰變和α衰【答案】

234Pa,質(zhì)子1,β衰變,中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子

質(zhì)子2010·卷Ⅱ·14原子核AX與氘核2H反應(yīng)生成一個α粒子和一個質(zhì)子。由此可 D.【答案】AX2H4He1H A241Z121，解得A3Z2，答案D2010··15因核聚變釋放出巨大的能量，同時其質(zhì)量不斷減少。每秒鐘輻射出的能量約為4×1026J，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，每秒鐘減少的質(zhì)量最接近A.1036 B.1018 C.1013 D.109

mc2

410269

4.4

kg，D（A）粒子的散射實(shí) （C）天然放射性現(xiàn)象的發(fā) （A）11.4天 （B）7.6天 （C）5.7天 （D）3.8天t解析：根據(jù)1

1t3t=11.4day，所以11.4=3.8day，選D2 2 832010·新課標(biāo)·34(1)用頻率為v0的光照射大量處于基態(tài)的氫原子在所發(fā)射的光譜中僅能觀測到頻率分別為v1、v2、v3的三條譜線，且v3＞v2＞v1，則 83A、v B、vv

C、vvv

D11

h3h2h1v3v2v1B正確2010·海南物理·19(1)Ei

（用光子頻率、電子質(zhì)量m、氫原子的電離能Ei和普朗克常量h表示。[來源:學(xué)*科*網(wǎng)]

mv2h v(2)在核反應(yīng)堆中，常用劑使快中子．假設(shè)劑的原子核質(zhì)量是中子的k倍．中子N次碰撞后 kk1④(kk 【【2009高 2=3.39μm，已知波長為1的激光是氖原子在能級間隔為E1=1.96eV的兩個能級之間躍遷產(chǎn)生的。用E2表示產(chǎn)生波長為2的激光所對應(yīng)的躍遷的能級間隔，則E2的近似值為 解析：本題考查波爾的原子躍遷理論.

Eh,

,E196ev0.6328m當(dāng)3.39m時,連立可知E20.36ev。（09·卷Ⅱ·18）氫原子的部分能級如圖所示。已知可見光的光子能量在1.62eV到之間。由此可推知,氫原 A.n=1B.n=2C.n=3D.n=3能級向n=2解析：本題考查玻爾的原理理論.從高能級向n=1的能級躍遷的過程中輻射出的最小光子能量9.20ev,不在1.62eV3.11eV之間,A正確.已知可見光子能量在1.62eV3.11eV之間從高能級向.3.11ev的光的頻率才比可見光高,C錯.從n=3到n=21.89ev介1.623.11之間,所以是可見光D對。 （ A．粒子散射現(xiàn) （09·物理·1）放射性元素衰變時放出三種射線，按能力由強(qiáng)到弱的排列順序是 B。232的核聚變其參與的一種核聚變反應(yīng)的方程式為3He3He21H4He關(guān)于3He聚變下 2 B.聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核 D.目前核電站都采用3He聚變反應(yīng)發(fā)電2B正確。 高溫時，氖核參與的幾種聚變反應(yīng)可能發(fā)生，放出能量。這幾種反應(yīng)的總效果可以表示為62Hk4Hed1H21n43.15MeV A.k=1, B.k=2, C.k=1, D.k=2,解析：由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，分別有4kd102kd6k=2，d=2。正確B。（09·）下列說法正確的 A15N1H12C4 B1H2H3He C238U234Th D4He27Al30P 核力，則3種力從大到小的排列順序是 1（09·江蘇卷物理·12.C）衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出。中微子的性質(zhì)十分特別，因此在實(shí)驗(yàn)中很難探測。1953年，萊尼斯和柯文建造了一個由大水槽和探測器組成的實(shí)驗(yàn)1H的核反應(yīng)，間接地證實(shí)了中微子的存在。1中微子與水中的1H發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生中子（1n）和正電子（0e） +1H→1n+0e，可以判定，中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別 （A）0和 （B）0和 （C）1和 1為兩個光子（0e+0e2。已知正電子和電子的質(zhì)量都為9.1×10-311 （09·海南物理·19）(II)钚的放射性同位素239Pu靜止時衰變?yōu)殁櫤思ぐl(fā)態(tài)235U和 激發(fā)態(tài)235U立即衰變?yōu)殁櫤?35U，并放出能量為0.097MeV的光子。已知：239Pu、235U和 粒子的質(zhì)量分別為 239.0521u、m235.0439u和

已知衰變放出的光子的動量可忽略，球粒子的動能。（Ⅱ（1） 239Pu235U* 235U*235U

239Pu235U Ec2這能來那個是軸核235UE、EyE EEUE

EE mm)c2 【【2008高 .2008·物理·3A）1991年盧瑟福依據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)中α粒子發(fā)生 或“小”）角度散射現(xiàn)象，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型.若用動能為1MeV的α粒子轟擊金箔，則其 m/s.（質(zhì)子和中子的質(zhì)量均為1.67×1027kg，1MeV=1×106eV）2.（2008·理綜·14）一個質(zhì)子和一個中子聚變結(jié)合成一個氘核，同時輻射一個r光子。已的是（）核反應(yīng)方程是1H1n3H 聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損△m=m1+m2-rE=(m3-m1-r

(mm

h h3.（2008·I理綜·18)三個原子核X、Y、Z，X核放出一個正電子后變?yōu)閅核，Y核與質(zhì)子發(fā)生核反應(yīng)后生成Z（42He）,（）A.XZB.XZC.XZD.XZ核的總電荷是Y2倍（2008·Ⅱ理綜·20）中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核時，質(zhì)量虧損為m，相應(yīng)的能量Emc2=2.2MeV是氘核的結(jié)合能。下列說法正確的 B.βα.輻射的量主要源于重裂D. （2008·物理·2)鋁箔被α粒子轟擊后發(fā)生了以下核反應(yīng)：27Al4HeX1n.下列判斷 確的 A．1n是質(zhì) B．1n是中 C．X是28Si的同位 D．X是31P的同位 （2008·理綜·15）一個氡核222Rn衰變成釙核218Po并放出一個粒子，其半衰期為3.8天 1g氡經(jīng)過7.6天衰變掉氡的質(zhì)量，以及222Rn衰變成218