2023版高三一轮总复习物理（新教材新高考）课时分层作业37原子结构原子核

1、 课时分层作业(三十七)1(20218省市模考广东)原子从高能级向低能级跃迁产生光子，将频率相同的光子汇聚可形成激光。下列说法正确的是()A频率相同的光子能量相同B原子跃迁发射的光子频率连续C原子跃迁只产生单一频率的光子D激光照射金属板不可能发生光电效应A根据h可知，频率相同的光子能量相同，A项正确；原子从一个定态跃迁到另一个定态时，原子辐射一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定。电子轨道是量子化的，能量是量子化的，故频率是不连续的。这也就成功解释了氢原子光谱不连续的特点频率不连续特点，B项错误；原子在不同的轨道之间跃迁产生不同频率的光子，C项错误；根据EkhW0，可知，激光光子的

2、能量大于金属板的逸出功时，照射金属板即可发生光电效应，D项错误。22020年3月15日中国散裂中子源(CSNS)利用中子成像技术帮助中国科技大学进行了考古方面的研究。散裂中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置。下列关于中子研究的说法中正确的是()A粒子轰击eq oal(14, 7)N，产生eq oal(17, 8)O，并同时产生中子Beq oal(238, 92)U经过4次衰变，2次衰变，新核与原来的原子核相比，中子数少了10个C射线实质是高速中子流，可用于医学的放射治疗D核电站可通过“慢化剂”控制中子数目来控制核反应的速度B根据质量数守恒和电荷数守恒知，粒子轰击eq oal(

3、14, 7)N，生成eq oal(17, 8)O，并产生了质子，A项错误；每发生一次衰变，核子的质量数少4，电荷数少2，所以中子数少2，每发生一次衰变一个中子转化成一个质子和一个电子，所以中子数少1，所以经过4次衰变，2次衰变，新核与原来的原子核相比，中子数少422110，B项正确；射线实质是电磁波，不是中子流，C项错误；核电站通过镉棒控制中子数目来控制核反应的速度，而慢化剂是用来使中子减速的，故D项错误。3(20218省市模考重庆)下列核反应方程书写正确的是()Aeq oal(237, 92)Ueq oal(1,0)neq oal(142, 56)Baeq oal(91,36)Kr3eq o

4、al(1,0)nBeq oal(235, 92)Ueq oal(1,0)neq oal(90,37)Rbeq oal(144, 55)Cs2eq oal(1,0)nCeq oal(235, 92)Ueq oal(1,0)neq oal(87,35)Breq oal(146, 57)La3eq oal(1,1)HDeq oal(235, 92)Ueq oal(1,0)neq oal(90,38)Sreq oal(136, 54)Xe9eq oal(1,0)nBA项中左边质量数为2371238，右边质量数为142913236，质量数不守恒，A项错误；B项中方程左右两边质量数：2351144902，

5、质量数守恒；左右两边电荷数：923755，电荷数守恒，B项正确；C中方程左右两边质量数：2351871463，质量数守恒；左右两边电荷数：9257353，电荷数不守恒，C项错误；D中方程左右两边质量数：2351901369，质量数不守恒，D项错误。4(2021山东卷)在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时，常利用沉积物中半衰期较短的eq oal(210, 82)Pb，其衰变方程为eq oal(210, 82)Pbeq oal(210, 83)BiX。以下说法正确的是()A衰变方程中的X是电子B升高温度可以加快eq oal(210, 82)Pb的衰变Ceq oal(210, 82)Pb与eq oa

6、l(210, 83)Bi的质量差等于衰变的质量亏损D方程中的X来自于eq oal(210, 82)Pb内质子向中子的转化A根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X是电子，A正确；放射性元素的半衰期非常稳定，不受温度、压强、以及该物质是单质还是化合物的影响，B错误；eq oal(210, 82)Pb与eq oal(210, 83)Bi和电子的质量差等于衰变的质量亏损，C错误；方程中的X来自于eq oal(210, 82)Pb内中子向质子的转化，D错误。故选A。5(2021全国甲卷)如图，一个原子核X经图中所示的一系列、衰变后，生成稳定的原子核Y，在此过程中放射出电子的总个数为()A6 B8 AX的中子

7、数为146，质子数为92，质量数为14692238，Y的中子数为124，质子数为82，质量数为12482206，质量数减少23820632，发生衰变的次数为3248，发生衰变的次数为82(9228)6，即在此过程中放射出电子的总个数为6，A正确。6(2021全国乙卷T17仿真题)医学治疗中常用放射性核素113In产生射线，A原子核衰变和核反应均可产生射线B射线的波长比X射线要长C射线不具有电荷及静质量，故其电离能力较粒子及粒子弱D射线具有极强的穿透能力，并带有高能量ACD原子核衰变和核反应常伴随射线放出，故A正确；由电磁波谱知射线的波长比X射线要短，故B错误；射线不具有电荷及静质量，故其电离能

8、力较粒子及粒子弱，故C正确；射线是波长短于0.21010 m7(20218省市模考辽宁)中科院近代物理研究所利用兰州重离子加速器(HIRFL)，通过“熔合蒸发”反应合成超重核eq oal(271,110)Ds并辐射出中子。下列可能合成该超重核的原子核组合是()Aeq oal(64,28)Ni，eq oal(208, 82)Pb Beq oal(62,28)Ni，eq oal(208, 83)BiCeq oal(64,28)Ni，eq oal(207, 82)Pb Deq oal(64,28)Ni，eq oal(210, 83)BiA根据电荷数守恒和质量数守恒有Z1Z2110，A1A2271n(

9、n0)，将选项代入检验，A项正确。82020年4月1日，由于太阳光不能照射到太阳能电池板上，“玉兔二号”月球车开始进入第十六个月夜休眠期。在之后的半个月内，月球车采用同位素eq oal(238, 94)Pu电池为其保暖供电。eq oal(238, 94)Pu是人工放射性元素，可用弱eq oal(237, 93)Np吸收一个中子得到。eq oal(238, 94)Pu衰变时只放出射线，其半衰期为88年，则()Aeq oal(237, 93)Np吸收中子后放出电子生成eq oal(238, 94)PuBeq oal(238, 94)Pu经一次衰变会有两个质子转变为两个中子Ceq oal(238,

10、94)Pu经一次衰变形成的新核含有144个中子Deq oal(238, 94)Pu在月球环境下半衰期会发生变化A根据衰变过程质量数、电荷数守恒可知eq oal(237, 93)Np吸收中子后放出电子生成eq oal(238, 94)Pu，A项正确；eq oal(238, 93)Pu衰变时只放出射线，说明发生的是衰变，因此经一次衰变会有两个质子和两个中子转变为一个粒子，B项错误；eq oal(238, 94)Pu经一次衰变形成的新核质量数即核子数是234，电荷数即质子数是92，中子数为(23492)142个，C项错误；eq oal(238, 94)Pu的半衰期与外界因素(如环境温度、压强)无关，

11、D项错误。9(多选)氢原子光谱如图1所示，图中给出了谱线对应的波长，已知普朗克常量h6.631034 Js，玻尔的氢原子能级图如图2所示，可见光的频率范围为4.21014 Hz7.81014 Hz，则下列说法正确的是()图1图2AH谱线对应光子的能量小于H谱线对应光子的能量B图1所示的四种光均属于可见光范畴CH对应光子的能量约为10.2 eVDH谱线对应的跃迁是从n3能级到n2能级ABD由图1可知，H谱线对应光子的波长大于H谱线对应光子的波长，结合Eeq f(hc,)可知，H谱线对应光子的能量小于H谱线对应光子的能量，A项正确；由可见光的频率范围，可知可见光的波长范围为390 nm760 nm

12、，再依据氢光谱的特点可知，图1所示的四种光均属于可见光范畴，B项正确；H谱线对应光子的能量Eeq f(hc,)eq f(6.6310343.0108,486.1109) J4.091019 J2.56 eV，C项错误；H谱线对应光子的能量Eeq f(hc,)eq f(6.6310343.0108,656.3109) J3.031019 J1.89 eVE3E2，可知H谱线对应的跃迁是从n3能级到n2能级，D项正确。10雷蒙德戴维斯因研究来自太阳的电子中微子(e)而获得了诺贝尔物理学奖，他探测电子中微子所用的探测器的主体是一个贮满615 t四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶，电子中微子可以将一个氯

13、核转变为一个氩核，其核反应方程式为eeq oal(37,17)Cleq oal(37,18)Areq oal(0,1)e，已知eq oal(37,17)Cl核的质量为36.956 58 u，eq oal(37,18)Ar核的质量为36.956 91 u，eq oal(0,1)e的质量为0.000 55 u,1 u质量对应的能量为931.5 MeV。根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为()A1.33 MeV B0.82 MeV C0.51 MeV D0.31 MeVB根据1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，则Em931.5 MeV(36.956 910.00

14、0 5536.956 58)931.5 MeV0.82 MeV。11原子核的比结合能与原子序数的关系如图所示，大多数恒星内部温度非常高，可进行轻核聚变，核反应方程为ABC。但对于金、铂等重金属的产生，目前科学界有一种理论认为，两颗中子星合成过程中会释放巨大的能量，在能量的作用下能够合成金、铂等重金属，其核反应为DEF，下列说法正确的是()A重核F裂变成D和E的过程中，会产生质量亏损B较轻的核A和B聚合成C的过程中核子平均质量变大C较重的核D和E聚合成F的过程中，会释放较大能量DA和B聚合成C的过程中，C的结合能小于A和B的结合能之和A重核F裂变成D和E的过程中，会释放核能，有质量亏损，A项正确

15、；相反，较重的核D和E聚合成F的过程中，会吸收较大能量，C项错误；轻核A和B聚合成C的过程中，也要释放能量，有质量亏损，核子的平均质量变小，结合能为比结合能与核子数的乘积，A和B聚合成C的过程中，A和B的核子总数等于C的核子数，而A和B的比结合能小于C的比结合能，所以C的结合能大于A和B的结合能之和，B、D两项错误。12(多选)据国内媒体报道，中国南海“充电宝”的构想即将实现，大陆第一座海上浮动核电站即将建设完成。据专家透露，中国计划建造20个海上浮动核电站，主要用于海水淡化、资源开发以及为护航潜艇和南海各地区供电。此类核电站采用的是“核裂变”技术，eq oal(235, 92)U受中子轰击时

16、会发生裂变，产生eq oal(144, 56)Ba和eq oal(89,36)Kr，同时放出能量，已知每个铀核裂变时释放的能量约为200 MeV，阿伏加德罗常数取NA6.01023 mol1。下列说法中正确的是()A核反应方程为eq oal(235, 92)Ueq oal(144, 56)Baeq oal(89,36)Kr2eq oal(1,0)nBeq oal(139, 56)Ba的结合能比eq oal(235, 92)U的结合能大C只有铀块的体积不小于临界体积时才能发生链式反应D若有1 mol的铀发生核反应，且核裂变释放的能量一半转化为电能，则产生的电能约为9.61012 JCD根据质量数

17、守恒与电荷数守恒可知核反应方程为eq oal(235, 92)Ueq oal(1,0)neq oal(144, 56)Baeq oal(89,36)Kr3eq oal(1,0)n，A项错误；由于核裂变的过程中释放能量，可知eq oal(139, 56)Ba的比结合能比eq oal(235, 92)U的大，但结合能小，B项错误；根据发生链式反应的条件知铀块的体积不小于临界体积时才能发生链式反应，C项正确；由质能方程可计算得产生的电能为核裂变释放的能量即Eeq f(1,2)NA2001061.61019 Jeq f(1,2)6.01023200 1061.61019 J9.61012 J，D项正确

18、。13在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片(如图所示)，今测得两个相切圆半径之比r1r2144。则：(1)图中哪一个圆是粒子的径迹？(说明理由)(2)这个原子核原来所含的质子数是多少？解析(1)因为动量守恒，所以轨道半径与粒子的电荷量成反比，所以左侧大圆轨道是粒子的径迹，右侧小圆轨道是新生核的径迹，两者电性相同，运动方向相反。 (2)设衰变后新生核的电荷量为q1，粒子的电荷量为q22e，它们的质量分别为m1和m2，衰变后的速度分别为v1和v2，所以原来原子核的电荷量qq1q2根据轨道半径公式有eq f(r1,r2)eq f(f(m1v1,Bq1),f(m2v2,Bq2)eq f(m1v1q2,m2v2q1)又由于衰变过程中遵循动量守恒定律，则m1v1m2v2，以上三式联立解得q90e这个原子核原来所含的质子数为90。答案(1)见解析(