2012届高三物理第二轮专题练习之原子物理(新人教)

放射源金箔荧光屏显微镜ABCD原子物理1关于天然放射现象，下列说法正确的是A放射性元素的原子核内的核子有半数发生变化所需的时间就是半衰期B放射性物质放出的射线中，粒子动能很大因此贯穿物质的本领很强C当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生哀变D放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出射线2氢原子的部分能级如图所示。已知可见光的光子能量在162EV到311EV之间。由此可推知,氢原子A从高能级向N1能级跃迁时了出的光的波长比可见光的短B从高能级向N2能级跃迁时发出的光均为可见光C从高能级向N3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D从N3能级向N2能级跃迁时发出的光为可见光3一个铍原子核（74BE）从最靠近核的K层电子轨道上俘获一个电子后发生衰变，生成一个锂核（73LI），并放出一个不带电的中微子E（质量不计），人们把这种衰变叫铍核的EC衰变。核反应方程为74BE0713ELIV。已知一个铍原子质量为M1，一个锂原子质量为M2，一个电子质量为ME，光速为C，则一个铍原子核发生上述核反应释放的能量为AM1M2C2BM1MEM2C2CM1MEM2C2DM2M1MEC24下列现象中，与原子核内部变化有关的是A粒子散射现象B天然放射现象C光电效应现象D原子发光现象5二十世纪初，为了研究物质的内部结构，物理学家做了大量的实验，揭示了原子内部的结构，发现了电子、中子和质子，如图所示是A卢瑟福的粒子散射实验装置B卢瑟福发现质子的实验装置C汤姆逊发现电子的实验装置D查德威克发现中子的实验装置6放射性元素衰变时放出三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是A射线，射线，射线B射线，射线，射线，C射线，射线，射线D射线，射线，射线7一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为M1、M2、M3,普朗克常量为H,真空中的光速为C。下列说法正确的是A核反应方程是H0N1HB聚变反应中的质量亏损1M2M1C辐射出的光子的能量EM3M1M2CD光子的波长123HC8科学家发现在月球上含有丰富的HE（氦3）。它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料其参与的一种核聚变反应的方程式为31422HE。关于32聚变下列表述正确的是A聚变反应不会释放能量B聚变反应产生了新的原子核C聚变反应没有质量亏损D目前核电站都采用32E聚变反应发电9已知介子、介子都是由一个夸克（夸克U或夸克D）和一个反夸克（反夸克或反夸克）组成的，它们的带电量如下表所示，表中E为元电荷。UD带电量EE23E13E2E13E下列说法正确的是A由U和组成B由D和组成C由U和组成D由D和组成10原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源。当氖等离子体被加热到适当高温时，氖核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量。这几种反应的总效果可以表示为2411206HK4315EDNMEV，由平衡条件可知AK1,D4BK2,D2CK1,D6DK2,D311在下列4个核反应方程中，X表示质子的是A3015PSIXB2823499UTHC717302ALNMGXD2430115HEP12下列说法正确的是A1512476NCE是衰变方程B231是核聚变反应方程C38492902UTHHE是核裂变反应方程D4731150EALPN是原子核的人工转变方程13在衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中1H的核反应，间接地证实了中微子的存在。（1）中微子与水中的1发生核反应，产生中子（10N）和正电子（01E），即中微子1H0NE，可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是。（填写选项前的字母）（A）0和0（B）0和1（C）1和0（D）1和1（2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子（），即01E2。已知正电子和电子的质量都为911031，反应中产生的每个光子的能量约为J。正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是。（3）试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体，故系统总动量为零，故如果只产生一个光子是不可能的，因为此过程遵循动量守恒。14放射性元素的原子核在衰变或衰变生成新原子核时，往往会同时伴随辐射。已知A、B两种放射性元素的半衰期分别为T1和T2，经过TT1T2时间后测得这两种放射性元素的质量相等，那么它们原来的质量之比MAMB。15人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程。请按要求回答下列问题。卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献。请选择其中的两位，指出他们的主要成绩。_。_。在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入研究，如图为三种射线在同一磁场中的运动轨迹，请从三种射线中任选一种，写出它的名称和一种用途。_，_。在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂。中子在重水中可与21H核碰撞减速，在石墨中与126C核碰撞减速。上述碰撞可简化为弹性碰撞模型。某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作减速剂，哪种减速效果更好16钚的放射性同位素2394PU静止时衰变为铀核激发态2359U和粒子，而铀核激发态2359U立即衰变为铀核592U，并放出能量为07MEV的光子。已知2394PU、235U和粒子的质量分别为31PUM、2354UUM和062135MEV/CU（1）写出衰变方程；（2）已知衰变放出的光子的动量可忽略，球粒子的动能。17一个静止的铀核U239（原子质量为2320372U）放出一个粒子（原子质量为40026U）后衰变成钍核TH80（原子质量为2280287U）。（已知原子质量单位1231U1671027KG，1U相当于931MEV）（1）写出核衰变反应方程；（2）算出该核衰变反应中释放出的核能；（3）假设反应中释放出的核能全部转化为钍核和粒子的动能，则钍核获得的动能有多大18太阳现正处于主序星演化阶段。它主要是由电子和H1、E42等原子核组成。维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是E21释放的核能，这些核能最后转化为辐射能。根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的H1核数目从现有数减少10，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段。为了简化，假定目前太阳全部由电子和H1核组成。（1）为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M。已知地球半径R64106M，地球质量M601024KG，日地中心的距离R151011M，地球表面处的重力加速度G10M/S2，1年约为32107秒，试估算目前太阳的质量M。（2）已知质子质量MP167261027KG，HE42质量M664581027KG，电子质量ME091030KG，光速C3108M/S。求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能。（3）又知地球上与太阳垂直的每平方米截面上，每秒通过的太阳辐射能W135103W/M2。试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命。（估算结果只要求一位有效数字。）参考答案及解析1【答案】D【解析】由三种射线的特点和半衰期的含义不难判断选项D正确。2【答案】AD【解析】本题考查玻尔的原理理论从高能级向N1的能级跃迁的过程中辐射出的最小光子能量为920EV,不在162EV到311EV之间,A正确已知可见光子能量在162EV到311EV之间从高能级向N2能级跃迁时发出的光的能量340EV，B错从高能级向N3能级跃迁时发出的光的频率只有能量大于311EV的光的频率才比可见光高,C错从N3到N2的过程中释放的光的能量等于189EV介于162到311之间,所以是可见光D对。3【答案】A【解析】已知一个铍原子质量为M1，则铍核的质量为M14ME。一个锂原子质量为M2，则锂核的质量为M13ME。题述核反应的质量亏损MM14MEMEM13MEM1M2，故题述核反应释放的能量为EMC2M1M2C2，A正确。4【答案】B【解析】粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及到核内部的变化，故A项错误；天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出粒子或电子，从而发生衰变或衰变，故B项正确；光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及到原子核的变化，故C项错误；原子发光是原子跃迁形成的也没有涉及到原子核的变化，故D项错误。5【答案】A【解析】题目中所给装置是卢瑟福研究粒子散射实验装置，故选项A正确。6【答案】B【解析】解析由于三种射线的能量不同，所以贯穿能力最强的是射线，射线次之，射线最弱，故正确答案选B。7【答案】B【解析】核反应方程是1H0N21H；辐射出的光子的能量EM1M2M3C2；光子的波长312HMC。8【答案】B【解析】聚变反应时将质量较小的轻核聚变成质量较大的核，聚变过程会有质量亏损，要放出大量的能量。但目前核电站都采用采用铀核的裂变反应。因此B正确。9【答案】AD【解析】U带23E电量，带13E电量，（23E）（1E）E，而带E电量，带电量守恒，所以A选项正确，同理，D选项正确。10【答案】B【解析】由质量数守恒和电荷数守恒，分别有10DK4，62DK，解得K2，D2。正确选项为B。11【答案】C【解析】由核反应方程的质量数和电荷数守恒，可得各个选项中的X分别为正电子、粒子、质子、中子。12【答案】BD【解析】A选项中N157在质子的轰击下发生的核反应，属于人工转变，A错；C选项是衰变，不是裂变，C错。13【答案】C（1）A；214028，遵循动量守恒。【解析】（1）发生核反应前后，粒子的质量数和核电荷数均不变，据此可知中微子的质量数和电荷数分都是0，A项正确。（2）产生的能量是由于质量亏损。两个电子转变为两个光子之后，质量变为零，由2MCE，故一个光子的能量为2E，带入数据得21408J。正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体，故系统总动量为零，故如果只产生一个光子是不可能的，因为此过程遵循动量守恒。14【答案】，2T22T1【解析】放射性元素的原子核在衰变或衰变生成新原子核时，往往以光子的形式释放能量，即伴随辐射；根据半衰期的定义，经过TT1T2时间后剩下的放射性元素的质量相同，则，故MAMB2T22T1MA2T2MB2T115【答案】（1）卢瑟福提出了原子的核式结构模型；玻尔把量子理论引入原子模型，并成功解释了氢光谱；查德威克发现了中子（2）重水减速效果更好【解析】1卢瑟福提出了原子的核式结构模型；玻尔把量子理论引入原子模型，并成功解释了氢光谱；查德威克发现了中子（或其他成就）。2设中子质量为MN靶核质量为M，由动量守恒定律MNV0MNV1MV2解得01VVN在重水中靶核质量MH2MN，3；在石墨中靶核质量MC12M013VC与重水靶核碰后中子速度较小，故重水减速效果更好。16【解析】（1）衰变方程为2392354PUU2355992U或合起来有2392354PU（2）上述衰变过程的质量亏损为PUUM放出的能量为2EC这能来那个是轴核3592的动能U、粒子的动能AE和Y光子的能量YE之和Y由式得2UPUUYEMCE设衰变后的轴核和粒子的速度分别为V和，则由动量守恒有UV又由动能的定义知2211,UAEMVV由式得AY由式得2UAPUUMEMCE代入题给数据得5034MEVE17【解析】（1）HETHU4289023（2）质量亏损M00059UEMC200059931MEV549MEV（3）系统动量守恒，钍核和粒子的动量大小相等，即PTH0MPEKTHK22KTHK所以钍核获得的动能MEVEMETHKTH0928418【解析】（1）要估算太阳的质量M，研究绕太阳运动的任一颗行星的公转均可，现取地球为研究对象。设T为地球绕日心运动的周期，则由万有引力定律和牛顿定律可知RMRMG