专题十六原子结构原子核&专题十七物理学史和物理思想方法-【创新教程】2020-2024五年高考真题物理分类特训

　　　　　　专题十六　原子结构　原子核 考点１　光电效应　波粒二象性 ◆波粒二象性 １．(２０２４􀅰湖南卷,１)量子技术是当前物理学 应用研究的热点,下列关于量子论的说法正 确的是 (　　) A．普朗克认为黑体辐射的能量是连续的 B．光电效应实验中,红光照射可以让电子 从某金属表面逸出,若改用紫光照射也 可以让电子从该金属表面逸出 C．康普顿研究石墨对 X 射线散射时,发现 散射后仅有波长小于原波长的射线成分 D．德布罗意认为质子具有波动性,而电子 不具有波动性 ２．(２０２４􀅰新课标卷,１７)三位科学家由于在发 现和合成量子点方面的突出贡献,荣获了 ２０２３年诺贝尔化学奖,不同尺寸的量子点 会发出不同颜色的光．现有两种量子点分别 发出蓝光和红光,下列说法正确的是(　　) A．蓝光光子的能量大于红光光子的能量 B．蓝光光子的动量小于红光光子的动量 C．在玻璃中传播时,蓝光的速度大于红光 的速度 D．蓝光在玻璃中传播时的频率小于它在空 气中传播时的频率 ３．(２０２２􀅰全国乙卷,１７,６分)一点光源以１１３ W 的功率向周围所有方向均匀地辐射波长 约为６×１０－７ m的光,在离点光源距离为R 处每秒垂直通过每平方米的光子数为３× １０１４个．普朗克常量为h＝６．６３×１０－３４J􀅰s． R 约为 (　　) A．１×１０２ m B．３×１０２ m C．６×１０２ m D．９×１０２ m ４．(２０２２􀅰湖南卷,１,４分)关于原子结构和微观 粒子波粒二象性,下列说法正确的是 (　　) A．卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱 的分立特征 B．玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运 动的规律 C．光电效应揭示了光的粒子性 D．电子束穿过铝箔后的洐射图样揭示了电 子的粒子性 ◆物质波波长 ５．(２０２１􀅰浙江６月,１３,３分)已知普朗克常 量h＝６．６３×１０－３４J􀅰s,电子的质量为９．１１ ×１０－３１kg,油滴的密度为０．８×１０３kg/m３,一 个电子和一滴直径约为４μm的油滴具有相 同动能,则电子与油滴的德布罗意波长之比 的数量级为 (　　) A．１０－８　　B．１０６　　C．１０８　　D．１０１６ ６．(２０２０􀅰浙江７月,５,３分)下列说法正确 的是 (　　) A．质子的德布罗意波长与其动能成正比 B．天然放射的三种射线,穿透能力最强的 是α射线 C．光电效应实验中的截止频率与入射光的 频率有关 D．电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子 具有波动性 ◆光电效应 ７．(２０２４􀅰黑吉辽卷,８)(多选)X 射线光电子 能谱仪是利用 X光照射材料表面激发出光 电子,并对光电子进行分析的科研仪器,用 某一频率的 X 光照射某种金属表面,逸出 了光电子,若增加此X光的强度,则 (　　) A．该金属的逸出功增大 B．X光的光子能量不变 C．逸出的光电子最大初动能增大 D．单位时间逸出的光电子数增多 ８．(２０２３􀅰浙江卷,１５)(多选)有一种新型光电 效应量子材料,其逸出功为W０．当紫外光照 射该材料时,只产生动能和动量单一的相干 光电子束．用该电子束照射间距为d 的双 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ８５１ 最新真题分类特训􀅰物理 缝,在与缝相距为L的观测屏上形成干涉条 纹,测得条纹间距为 Δx,已知电子质量为 m,普朗克常量为h,光速为c,则 (　　) A．电子的动量pc＝ hL dΔx B．电子的动能Ek＝ hL２ ２md２Δx２ C．光子的能量E＝W０＋ chL dΔx D．光子的动量p＝ W０ c ＋ h２L２ ２cmd２Δx２ ９．(２０２１􀅰江苏卷,８,４分) 如图所示,分别用１、２两 种材料作 K 极进行光电 效应探究,其截止频率ν１ ＜ν２,保持入射光不变,则 光电子到达 A 极时动能 的最大值Ekm随电压U 变化关系的图像是 (　　) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 考点２　原子结构与玻尔理论 ◆原子跃迁 １．(２０２４􀅰江苏卷,５)在 原子跃迁中,辐射如图 所示的４种光子,其中 只有一种光子可使某 金属发生光电效应,是 哪一种 (　　) A．λ１ B．λ２ C．λ３ D．λ４ ２．(２０２３􀅰山东卷,１)“梦天 号”实验舱携带世界首套 可相互比对的冷原子钟组 发射升空,对提升我国导 航定位深空探测等技术具有重要意义．如图 所示为某原子钟工作的四能级体系,原子吸 收频率为ν０ 的光子从基态能级Ⅰ跃迁至激 发态能级Ⅱ,然后自发辐射出频率为ν１ 的 光子,跃迁到钟跃迁的上能级２,并在一定 条件下可跃迁到钟跃迁的下能级１,实现受 激辐射,发出钟激光,最后辐射出频率为ν３ 的光子回到基态．该原子钟产生的钟激光的 频率ν２ 为 (　　) A．ν０＋ν１＋ν３ B．ν０＋ν１－ν３ C．ν０－ν１＋ν３ D．ν０－ν１－ν３ ３．(２０２３􀅰新课标卷,１６)铯原子基态的两个超 精细能级之间跃迁发射的光子具有稳定的 频率,铯原子钟利用的两能级的能量差量级 为１０－５eV,跃迁发射的光子的频率量级为 (普朗克常量h＝６．６３×１０－３４J􀅰s,元电荷 e＝１．６０×１０－１９C) (　　) A．１０３ Hz B．１０６ Hz C．１０９ Hz D．１０１２ Hz ４．(２０２３􀅰辽宁卷,６) 原子处于磁场中,某 些能级会发生劈裂． 某种原子能级劈裂 前后的部分能级图如图所示,相应能级跃迁 放出的光子分别设为①②③④．若用①照射 某金属表面时能发生光电效应,且逸出光电 子的最大初动能为Ek,则 (　　) A．①和③的能量相等 B．②的频率大于④的频率 C．用②照射该金属一定能发生光电效应 D．用④照射该金属逸出光电子的最大初动 能小于Ek ５．(２０２２􀅰浙江６月,７,３ 分)如图为氢原子的能 级图．大量氢原子处于n ＝３的激发态,在向低能 级跃迁时放出光子,用这 些光 子 照 射 逸 出 功 为 ２．２９eV的金属钠．下列说 法正确的是 (　　) A．逸出光电子的最大初动能为１０．８０eV B．n＝３跃迁到n＝１放出的光电子动量 最大 C．有３种频率的光子能使金属钠产生光电 效应 D．用０．８５eV的光子照射,氢原子跃迁到n ＝４激发态 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ９５１ 专题十六　原子结构　原子核 ６．(２０２０􀅰北京卷,２,３ 分)氢原子能级示意如 图．现有大量氢原子处 于n＝３能级上,下列 说法正确的是 (　　) A．这些原子跃迁过程中最多可辐射出２种 频率的光子 B．从n＝３能级跃迁到n＝１能级比跃迁到 n＝２能级辐射的光子频率低 C．从n＝３能级跃迁到n＝４能级需吸收 ０．６６eV的能量 D．n＝３能级的氢原子电离至少需要吸收 １３．６eV的能量 ◆原子光谱 ７．(２０２２􀅰广东卷,５,４分)目前科学家已经能 够制备出能量量子数n较大的氢原子．氢原 子第n 能级的能量为En＝ E１ n２ ,其中 E１＝ －１３．６eV．如图是按能量排列的电磁波谱, 要使n＝２０的氢原子吸收一个光子后,恰好 失去一个电子变成氢离子,被吸收的光子是 (　　) A．红外线波段的光子 B．可见光波段的光子 C．紫外线波段的光子 D．X射线波段的光子 ８．(２０２０􀅰江苏卷,１２(２),４分)大量处于某激 发态的氢原子辐射出多条谱线,其中最长和 最短波长分别为λ１ 和λ２,则该激发态与基 态的能量差为　　　　,波长为λ１ 的光子 的动量为　　　　．(已知普朗克常量为h, 光速为c) ９．(２０２１􀅰浙江６月,１,３ 分)据«自然»杂志２０２１ 年５ 月 １７ 日报道,中 国 科 学 家 在 稻 城 “拉 索”基地(如图)探测到 迄今为止最高能量的γ射线,能量值为１．４０ ×１０１５eV,即 (　　) A．１．４０×１０１５ V　　　　B．２．２４×１０－４C C．２．２４×１０－４W D．２．２４×１０－４J 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 考点３　原子核的衰变 ◆半衰期 １．(２０２４􀅰山东卷,１)２０２４年是中国航天大 年,神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天,部 分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池. 已知９０３８Sr衰变为９０３９Y的半衰期约为２９年;２３８９４ Pu衰变为２３４９２U的半衰期约８７年．现用相同 数目的９０３８Sr和２３８９４Pu各做一块核电池,下列 说法正确的是 (　　) A．９０３８Sr衰变为９０３９Y时产生α粒子 B．２３８９４Pu衰变为２３４９２U时产生β粒子 C．５０年后,剩余的９０３８Sr数目大于２３８９４Pu的 数目 D．８７年后,剩余的９０３８Sr数目小于２３８９４Pu的 数目 ２．(２０２２􀅰全国甲卷,１７,６分)两种放射性元 素的半衰期分别为t０ 和２t０,在t＝０时刻这 两种元素的原子核总数为 N,在t＝２t０ 时 刻,尚未衰变的原子核总数为N ３ ,则在t＝ ４t０ 时刻,尚未衰变的原子核总数为 (　　) A．N１２ B． N ９ C．N８ D． N ６ ３．(２０２２􀅰山东卷,１,３分)碘１２５衰变时产生 γ射线,医学上利用此特性可治疗某些疾 病,碘１２５的半衰期为６０天,若将一定质量 的碘１２５植入患者病灶组织,经过１８０天剩 余碘１２５的质量为刚植入时的 (　　) A．１１６ B． １ ８ C．１４ D． １ ２ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ０６１ 最新真题分类特训􀅰物理 ４．(２０２１􀅰重庆卷,２,４分)放射性元素１２３I会 衰变为稳定的１２３Te,半衰期约为１３h,可用 于检测人体的甲状腺对碘的吸收．若某时 刻１２３I与１２３Te的原子数量之比为４∶１,则 通过２６h后１２３I与１２３Te的质量之比为 (　　) A．１∶２ B．１∶４ C．１∶８ D．１∶１６ ５．(２０２１􀅰河北卷,１,４分)银河系中存在大量 的铝同位素２６Al．２６Al核β ＋衰变的衰变方程 为２６１３Al→２６１２Mg＋０１e,测得２６Al核的半衰期为 ７２万年．下列说法正确的是 (　　) A．２６Al核的质量等于２６Mg核的质量 B．２６Al核的中子数大于２６Mg核的中子数 C．将铝同位素２６Al放置在低温低压的环境 中,其半衰期不变 D．银河系中现有的铝同位素２６Al将在１４４ 万年后全部衰变为２６Mg ６．(２０２１􀅰湖南卷,１,４分)核废料具有很强的 放射性,需要妥善处理．下列说法正确的是 (　　) A．放射性元素经过两个完整的半衰期后, 将完全衰变殆尽 B．原子核衰变时电荷数守恒,质量数不守恒 C．改变压力、温度或浓度,将改变放射性元 素的半衰期 D．过量放射性辐射对人体组织有破坏作 用,但 辐 射 强 度 在 安 全 剂 量 内 则 没 有 伤害 ◆α/β衰变 ７．(２０２４􀅰河北卷,１)锂是新能源汽车、储能和 信息通信等新兴产业的关键材料．研究表 明,锂元素主要来自宇宙线高能粒子与星际 物质的原子核产生的散裂反应,其中一种核 反应方程为:１２６C＋１１H→７３Li＋２１１H＋X,式中 的X为 (　　) A．１０n B．０－１e C．０１e D．４２He ８．(２０２３􀅰全国甲卷,１５)在下列两个核反应方 程中 (　　) X＋１４７N →Y＋１７８O Y＋７３Li →２X X和 Y 代表两种不同的原子核,以Z 和A 分别表示X的电荷数和质量数,则 (　　) A．Z＝１,A＝１ B．Z＝１,A＝２ C．Z＝２,A＝３ D．Z＝２,A＝４ ９．(２０２１􀅰 全国甲卷,１７,６ 分)如图,一个原子核 X经 图中所示的一系列α、β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 (　　) A．６ B．８ C．１０ D．１４ １０．(２０２１􀅰山东卷,１,３分)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２１０８２Pb,其衰变方程为２１０８２Pb →２１０８３Bi＋X．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２１０８２Pb的衰变 C．２１０８２Pb与２１０８３Bi的质量差等于衰变的质量 亏损 D．方程中的X来自于２１０８２Pb内质子向中子 的转化 １１．(２０２１􀅰广东卷,１,４分)科学家发现银河 系中存在大量的放射性同位素铝２６．铝２６ 的半衰期为７２万年,其衰变方程为２６１３Al→ ２６ １２Mg＋Y．下列说法正确的是 (　　) A．Y是氦核 B．Y是质子 C．再经过７２万年,现有的铝２６衰变一半 D．再经过１４４万年,现有的铝２６全部衰变 １２．(２０２１􀅰福建卷,９,４分)核污水中常含有 氚(３１H)等放射性核素,处置不当将严重威 胁人类安全．氚β衰变的半衰期长达１２．５ 年,衰变方程为３１H→AZHe＋ ０－１e＋􀭵ve,其中 􀭵ve 是质量可忽略不计的中性粒子,Z＝ 　　　　,A＝　　　　．若将含有质量为 m 的氚的核污水排入大海,即使经过５０年, 排放海中的氚还剩　　　　m(用分数表示)． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 １６１ 专题十六　原子结构　原子核 考点４　核反应方程及核反应类型 ◆核反应中的守恒 １．(２０２４􀅰江苏卷,３)用粒子轰击氮核从原子 核中打出了质子,该实验的核反应方程式是 X＋１４７N→１１H＋１４６C,粒子X为 (　　) A．正电子０１e B．中子１０n C．氘核１２H D．氦核４２He ２．(２０２４􀅰全国甲卷,１４)氘核可通过一系列聚 变反应释放能量,总的反应效果可用６２１H→ ２４２He＋x１０n＋y１１p＋４３．１５MeV表示,式中 x、y的值分别为 (　　) A．x＝１,y＝２ B．x＝１,y＝３ C．x＝２,y＝２ D．x＝３,y＝１ ３．(２０２４􀅰湖北卷,２)硼中子俘获疗法是目前 治疗癌症最先进的手段之一、１０５B＋１０n→a３X ＋４bY是该疗法中一种核反应的方程,其中 X、Y代表两种不同的原子核,则 (　　) A．a＝７,b＝１ B．a＝７,b＝２ C．a＝６,b＝１ D．a＝６,b＝２ ４．(２０２２􀅰浙江６月,１４,２分)(多选)秦山核 电站生产１４６C的核反应方程为１４７N＋１０n→１４６C ＋X,其产物１４６C的衰变方程为１４６C→１４７N＋ ０－１ e．下列说法正确的是 (　　) A．X是１１H B．１４６C可以用作示踪原子 C．０－１e来自原子核外 D．经过一个半衰期,１０个１４６C将剩下５个 ５．(２０２１􀅰江苏卷,１,４分)用“中子活化”技术 分析某样品的成分,中子轰击样品中的１４７N 产生１４６C和另一种粒子X,则X是 (　　) A．质子　　　　　　　B．α粒子 C．β粒子 D．正电子 ６．(２０２１􀅰北京卷,１,３分)硼(B)中子俘获治 疗是目前最先进的癌症治疗手段之一、治疗时 先给病人注射一种含硼的药物,随后用中子照 射,硼俘获中子后,产生高杀伤力的α粒子和 锂(Li)离子．这个核反应的方程是 (　　) A．１０５B＋１０n→７３Li＋４２He B．１１５B＋４２He→１４７N＋１０n C．１４７N＋４２He→１７８O＋１１H D．１４７N＋１０n→１４６C＋１１H ７．(２０２０􀅰全国Ⅲ卷,１９,６分)１９３４年,约里奥 Ｇ居里夫妇用α 粒子轰击铝箔,首次产生了 人工放射性同位素 X,反应方程为４２He＋ ２７ １３Al →X＋１０n．X会衰变成原子核 Y,衰变 方程为X →Y＋０１e．则 (　　) A．X的质量数与 Y的质量数相等 B．X的电荷数比 Y的电荷数少１ C．X的电荷数比２７１３Al的电荷数多２ D．X的质量数与２７１３Al的质量数相等 ◆核裂变与核聚变 ８．(２０２２􀅰浙江１月,１４,２ 分)(多选)２０２１年１２月 １５日秦山核电站迎来了 安全发电３０周年,核电站累计发电约６．９ ×１０１１kW􀅰h,相当于减排二氧化碳六亿多 吨．为了提高能源利用率,核电站还将利用 冷却水给周围居民供热．下列说法正确的是 (　　) A．秦山核电站利用的是核聚变释放的能量 B．秦山核电站发电使原子核亏损的质量约 为２７．６kg C．核电站反应堆中需要用镉棒控制链式反 应的速度 D．反应堆中存在２３５９２U＋１０n→１４４５６Ba＋８９３６Kr＋ ３１０n的核反应 ９．(２０２１􀅰湖北卷,１,４分)２０世纪６０年代,我 国以国防为主的尖端科技取得了突破性的 发展．１９６４年,我国第一颗原子弹试爆成 功;１９６７年,我国第一颗氢弹试爆成功．关 于原子弹和氢弹,下列说法正确的是(　　) A．原子弹和氢弹都是根据核裂变原理研 制的 B．原子弹和氢弹都是根据核聚变原理研 制的 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ２６１ 最新真题分类特训􀅰物理 C．原子弹是根据核裂变原理研制的,氢弹 是根据核聚变原理研制的 D．原子弹是根据核聚变原理研制的,氢弹 是根据核裂变原理研制的 １０．(２０２１􀅰浙江６月,１４,２分)(多选)对四个 核 反 应 方 程 (１)２３８９２ U →２３４９０ Th＋４２He; (２)２３４９０Th →２３４９１Pa＋ ０－１e;(３)１４７N＋４２He →１７８O＋１１H;(４)２１H＋３１H →４２He＋１０n＋ １７．６MeV,下列说法正确的是 (　　) A．(１)(２)式核反应没有释放能量 B．(１)(２)(３)式均是原子核衰变方程 C．(３)式是人类第一次实现原子核转变的 方程 D．利用激光引发可控的(４)式核聚变是正 在尝试的技术之一 ◆核能的计算 １１．(２０２３􀅰全国乙卷,１６)２０２２年１０月,全球 众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线 暴,其中我国的“慧眼”卫星、“极目”空间望 远镜等装置在该事件观测中作出重要贡 献．由观测结果推断,该伽马射线暴在１分 钟内释放的能量量级为１０４８J．假设释放的 能量来自于物质质量的减少,则每秒钟平 均减少的质量量级为(光速为３×１０８ m/s) (　　) A．１０１９kg B．１０２４kg C．１０２９kg D．１０３４kg １２．(２０２３􀅰湖南卷,１)２０２３年４月１３日,中 国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置 (EAST)创下新纪录,实现４０３秒稳态长 脉冲高约束模等离子体运行,为可控核聚 变的最终实现又向前迈出了重要的一步, 下列关于核反应的说法正确的是 (　　) A．相同质量的核燃料,轻核聚变比重核裂 变释放的核能更多 B．氘氚核聚变的核反应方程为２１H＋３１H →４２He＋ ０－１e C．核聚变的核反应燃料主要是铀２３５ D．核聚变反应过程中没有质量亏损 １３．(２０２２􀅰辽宁卷,２,４分)２０２２年１月,中国 锦屏深地实验室发表了首个核天体物理研 究实验成果．表明我国核天体物理研究已 经跻身国际先进行列．实验中所用核反应 方程为X＋２３１２Mg→２６１３Al,已知X、２３１２Mg、２６１３Al 的质量分别为 m１、m２、m３,真空中的光速 为c,该反应中释放的能量为E．下列说法 正确的是 (　　) A．X为氘核２１H B．X为氚核３１H C．E＝(m１＋m２＋m３)c２ D．E＝(m１＋m２－m３)c２ １４．(２０２０􀅰全国Ⅱ卷,１８,６分)氘核 ２１H 可通 过一系列聚变反应释放能量,其总效果可 用反应式 ６２１H→２４２He＋２１１H＋２１０n＋４３．１５MeV 表示．海水中富含氘,已知１kg海水中含 有的氘核约为１．０×１０２２个,若全都发生聚 变反应,其释放的能量与质量为 M 的标准 煤燃烧时释放的热量相等;已知１kg标准 煤燃烧释放的热量约为２．９×１０７J,１MeV ＝１．６×１０－１３J,则 M 约为 (　　) A．４０kg B．１００kg C．４００kg D．１０００kg １５．(２０２０􀅰浙江７月,１４,２分)(多选)太阳辐 射的总功率约为４×１０２６W,其辐射的能量 来自于聚变反应．在聚变反应中,一个质量 为１８７６．１MeV/c２(c为真空中的光速)的 氘核(２１H)和一个质量为２８０９．５ MeV/c２ 的氚核(３１H)结合为一个质量为 ３７２８．４ MeV/c２ 的氦核(４２He),并放出一个 X 粒 子,同时释放大约１７．６MeV的能量．下列 说法正确的是 (　　) A．X粒子是质子 B．X粒子的质量为９３９．６MeV/c２ C．太阳每秒因为辐射损失的 质 量 约 为 ４．４×１０９kg D．太阳 每 秒 因 为 辐 射 损 失 的 质 量 约 为 １７．６MeV/c２ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ３６１ 专题十六　原子结构　原子核 　　　　专题十七　物理学史和物理思想方法 ◆物理常识 １．(２０２１􀅰浙江１月,１０,３分)下列说法正确 的是 (　　) A．光的波动性是光子之间相互作用的结果 B．玻尔第一次将“量子”引入原子领域,提 出了定态和跃迁的概念 C．光电效应揭示了光的粒子性,证明了光 子除了能量之外还具有动量 D．α射线经过置于空气中带正电验电器金 属小球的上方,验电器金属箔的张角会 变大 ２．(２０２０􀅰天津卷,１,５分)在物理学发展的进 程中,人们通过对某些重要物理实验的深入 观察和研究,获得正确的理论认识．下列图 示的实验中导致发现原子具有核式结构的 是 (　　) ◆物理方法 ３．(２０１９􀅰浙江４月,３,３分)下列式子属于比 值定义物理量的是 (　　) A．t＝Δxv B．a＝ F m C．C＝QU D．I＝ U R ◆单位制 ４．(２０２２􀅰浙江６月,１,３分)下列属于力的单 位的是 (　　) A．kg􀅰m/s２ B．kg􀅰m/s C．kg􀅰m２s D．kg􀅰s/m２ ５．(２０２１􀅰河北卷,３,４分)普朗克常量h＝ ６．６２６×１０－３４J􀅰s,光速为c,电子质量为 me,则 h mec 在国际单位制下的单位是 (　　) A．J/s B．m C．J􀅰m D．m/s ６．(２０２１􀅰浙江１月,１,３分)如图所示是我国 自主研发的全自动无人值守望远镜,它安装 在位于南极大陆的昆仑站,电力供应仅为１ ×１０３ W．若用国际单位制基本单位的符号 来表示 W,正确的是 (　　) A．N􀅰s B．N􀅰m/s C．kg􀅰m/s D．kg􀅰m２/s３ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ４６１ 最新真题分类特训􀅰物理 ８．AC　AB．上下乘客时,汽缸内气体与外界有充分的热交 换,即发生等温变化,温度不变,故气体的内能不变,体 积变化缓慢,没有做功,故没有热交换,故 A 正确,B错 误;CD．剧烈颠簸时,汽缸内气体的体积变化较快,且气 体与外界来不及热交换,气体经历绝热过程,外界对气 体做功,温度升高,故 C正确,D错误．故选 AC． ９．BDE　A．根据做功的两个必要因素有力和在力的方向 上有位移,由于活塞S２ 没有移动,可知整个过程,外力F 做功等于０,A错误;BC．根据汽缸导热且环境温度没有 变,可知汽缸内的温度也保持不变,则整个过程,理想气 体的分子平均动能保持不变,内能不变,B正确,C错误; D．由内能不变可知理想气体向外界释放的热量等于外 界对理想气体做的功:Q＝W＜p０S１h＋mgh．D 正确;E． 左端活塞到达B 位置时,根据压强平衡可得:p０＋ mg S１ ＝ p０＋ F S２ 即:F＝mgS２S１ ．E正确．故选BDE． １０．BCD　A．理想气体的内能与温度之间唯一决定,温度 保持不变,所以内能不变．A 错误;B．由理想气体状态 方程pV T ＝C ,可知体积减少,温度不变,所以压强增大． 因为温度不变,内能不变．B正确;CE．由理想气体状态 方程pV T ＝C ,可知体积减少,温度不变,所以压强增大． 体积减少,外界对系统做功,且内能不变,由热力学第 一定律 ΔU＝W＋Q 可知,系统放热．C正确;E错误．D． 体积减少,外界对系统做功．理想气体的内能由温度唯 一决定,温度保持不变,所以内能不变．故 D正确．故选 B、C、D． １１．B　A．随着水向外喷出,气体的体积增大,由于温度不 变,根据pV＝恒量,可知气体压强减小,A 错误;B、C． 由于气体体积膨胀,对外界做功,根据热力学第一定律 ΔU＝W＋Q,气体温度不变,内能不变,一定从外界吸 收热量,B正确,C 错误;D．温度是分子平均动能的标 志,由于温 度 不 变,分 子 的 平 均 动 能 不 变,D 错 误．故 选B． １２．解析:空调将热量从温度低的室内传递到温度较高的 室外,这个过程要消耗电能,不是自发的过程; 由于空调的压缩机做功,使得空调排放到室外环境的 热量大于从室内吸收的热量． 答案:不是　大于 １３．ABE　A．依题意,中心部位为热运动速率较低的气体, 与挡板相作用后反弹,从A 端流出,而边缘部分热运动 速率较高的气体从B 端流出;同种气体分子平均热运 动速率较大、其对 应 的 温 度 也 就 较 高,所 以 A 端 为 冷 端、B 端为热端,故 A正确; B．依题意,A 端流出的气体分子热运动速率较小,B 端 流出的气体分子热运动速率较大,所以从A 端流出的 气体分子 热 运 动 平 均 速 率 小 于 从B 端 流 出 的,故 B 正确; C．A端流出的气体分子热运动速率较小,B端流出的气体 分子热运动速率较大,则从A端流出的气体分子平均动能 小于从B端流出的气体分子平均动能,内能的多少还与分 子数有关;依题意,不能得出从A 端流出的气体内能一定 大于从B端流出的气体内能,故C错误; DE．该装置将冷热不均气体进行分离,喷嘴处有高压,即通 过外界做功而实现的,并非是自发进行的,没有违背热力 学第二定律;温度较低的从A端出、较高的从B端出,也符 合能量守恒定律,故D错误,E正确．故选 ABE． １４．解析:A．燃烧汽油产生的内能一方面向机械能转化,同 时热传递向空气转移．既不违背热力学第一定律,也不 违背热力学第二定律;B．冷水倒入保温杯后,没有对外 做功,同时也没有热传递,内能不可能减少,故违背热 力学第一定律;C．某新型热机工作时将从高温热源吸 收的热量全部转化为功,必然产生其他影响,故违背热 力学第二定律;D．制冷机消耗电能工作时从箱内低温 环境中提取热量散发到温度较高的室内,发生了内能 的转移,同时对外界产生了影响．既不违背热力学第一 定律,也不违背热力学第二定律． 答案:B　C 实验十九　探究气体的等温变化 解析:(１)在实验误差允许范围内,题图乙中的拟合曲线 为一条过原点的直线,说明在等温情况下,一定质量的 气体,p与１V 成正比．故选B． (２)若气体被压缩到V＝１０．０mL,则有 １V ＝ １ １０．０mL －１ ＝１００×１０－３ mL－１, 由题图乙可读出封闭气体压强为p＝２０４×１０３Pa． (３)某组同学进行实验时,一同学在记录数据时漏掉了 ΔV,则 在 计 算 pV 乘 积 时,根 据 p(V０ ＋ΔV)－pV０ ＝pΔV, 可知他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结 果之差的绝对值会随p的增大而增大． 答案:(１)B　(２)２０４×１０３　(３)增大 专题十六　原子结构　原子核 考点１　光电效应　波粒二象性 １．B　A．普朗克认为黑体辐射的能量是一份一份的,是量 子化的,并不连续,故 A错误;B．产生光电效应的条件是 ν＞νc,紫光的频率高于红光,红光能使金属产生光电效 应,则紫光也能使该金属产生光电效应,故 B正确;C．石 墨对 X射线的散射过程遵循动量守恒,光子和电子碰撞 后,电子获得一定动量,光子动量变小,根据波长λ＝hp 可知波长变长,故 C错误;D．德布罗意认为物质都具有 波动性,包括质子和电子,故 D错误． ２．A　AB．由于红光的频率小于蓝光的频率,则红光的波 长大于蓝光的波长,根据E＝hν, 可知 蓝 光 光 子 的 能 量 大 于 红 光 光 子 的 能 量;根 据p＝ h λ ,可知蓝光光子的动量大于红光光子的动量,故 A 正 确,B错误;C．由于红光的折射率小于蓝光,根据v＝cn , 可知在玻璃中传播时,蓝光的速度小于红光的速度,故 C 错误;D．光从一种介质射入另一种介质中频率不变,故 D错误． ３．B　一个光子的能量为E ＝hν,ν为光的频率,光的波长 与频率有以下关系c＝λν 光源每秒发出的光子的个数为n＝Phν＝ Pλ hc ,P 为光源的 功率,光子以球面波的形式传播,那么以光源为原点的 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 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数 增 多,故 D正确． ８．AD　根据条纹间距公式 Δx＝Ldλ ,可得λ＝ΔxdL , A．根据pc＝ h λ ,可得pc＝ hL dΔx ,故 A 正确;B．根据动能 和动 量 的 关 系 Ek ＝ p ２ ２m ,结 合 A 选 项 可 得 Ek ＝ h２L２ ２md２Δx２ ,故B错误;C．光子的能量E＝W０＋Ek＝W０＋ h２L２ ２md２Δx２ ,故 C错误;D．光子的动量p＝mc,光子的能量 E＝mc２,联立可得p＝Ec , 则光子的动量p＝ W０ c ＋ h２L２ ２cmd２Δx２ ,故D正确．故选 AD． ９．C　光电管所加电压为正向电压,则根据爱因斯坦光电 效应方程可知光电子到达 A极时动能的最大值 Ekm＝Ue＋hν－hν截止 ,可知Ekm－U 图像的斜率相同,均 为e;截止频率越大,则图像在纵轴上的截距越小,因ν１ ＜ν２,则图像 C正确,A、B、D错误．故选 C． 考点２　原子结构与玻尔理论 １．C　根据光电效应方程可知当只有一种光子可使某金属 发生光电效应,该光子对应的能量最大,根据图中能级 图可知跃迁时对应波长为λ３ 的光子能量最大． ２．D　原子吸收频率为ν０ 的光子从基态能级Ⅰ跃迁至激发 态能级Ⅱ时有EⅡ －EⅠ ＝hν０, 且从激发态能级Ⅱ向 下 跃 迁 到 基 态Ⅰ的 过 程 有 EⅡ － EⅠ ＝hν１＋hν２＋hν３, 联立解得ν２＝ν０－ν１－ν３,故选 D． ３．C　根据已知条件可得:E＝１０－５eV＝１．６×１０－２４ J,根 据光子能量表达式E＝hν,可推导出光子频率为:ν＝Eh ＝ １．６×１０ －２４J ６．６３×１０－３４J􀅰s ≈２．４×１０９ Hz,所以选项 C正确．故 选 C． ４．A　A．由图可知①和③对应的跃迁能级差相同,可知① 和③的能量相等,选项 A 正确;B．因②对应的能级差小 于④对应的能级差,可知②的能量小于④的能量,根据E ＝hν可知②的频率小于④的频率,选项 B错误;C．因② 对应的能级差小于①对应的能级差,可知②的能量小于 ①,②的频率小于①,则若用①照射某金属表面时能发 生光电效应,用②照射该金属不一定能发生光电效应, 选项 C 错误;D．因④对应的能级差大于①对应的能级 差,可知④的能量大于①,即④的频率大于①,因用①照 射某金属表面时能逸出光电子的最大初动能为Ek,根据 Ekm＝hν－W 逸出功 ,则用④照射该金属逸出光电子的最大 初动能大于Ek,选项 D错误．故选 A． ５．B　A．从n＝３跃迁到n＝１放出的光电子能量最大,根 据Ek＝E－W０,可得此时最大初动能为Ek＝９．８eV,故 A错误; B．根据p＝hλ ＝ hν c ,E＝hν,又因为从n＝３跃迁到n＝１ 放出的光电子能量最大,故可知动量最大,故B正确; C．大量氢原子从n＝３的激发态跃迁基态能放出 C２３＝３ 种频率的光子,其中从n＝３跃迁到n＝２放出的光子能 量为 ΔEk＝３．４eV－１．５１eV＝１．８９eV＜２．２９eV,不能 使金属钠产生光电效应,其他两种均可以,故 C错误; D．由于从n＝３跃迁到n＝４能级需要吸收的光子能量 为 ΔE＝１．５１eV－０．８５eV＝０．６６eV≠０．８５eV,所以用 ０．８５eV 的光子照射,不能使氢原子跃迁到n＝４激发 态,故 D错误．故选B． ６．C　A．大量氢原子处于n＝３能级跃迁最多可辐射出 C２３ ＝３种不同频率的光子,故 A 错误;B．根据能级图可知 从n＝３能级跃迁到n＝１能级辐射的光子能量为hν１＝ １３．６eV－１．５１eV＝１２．０９eV,从n＝３能级跃迁到n＝ ２能级辐射的光子能量为hν２＝３．４eV－１．５１eV＝１．８９ eV,比较可知从n＝３能级跃迁到n＝１能级比跃迁到n ＝２能级辐射的光子频率高,故B错误;C．根据能级图可 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ０５２ 最新真题分类特训􀅰物理 知从n＝３能级跃迁到n＝４能级,需要吸收的 能 量 为 E＝１．５１eV－０．８５eV＝０．６６eV,故 C正确;D．根据能 级图可知氢原子处于n＝３能级的能量为－１．５１eV,故 要使其电离至少需要吸收１．５１eV 的能量,故 D 错误; 故选 C． ７．A　要使处于n＝２０的氢原子吸收一个光子后恰好失去 一个电子变成氢离子,则需要吸收光子的能量为 E＝０－ －１３．６２０２( )eV＝０．０３４eV, 则被吸收的光子是红外线波段的光子．故选 A． ８．解析:根据c＝λν可知波长越短,对应光子的频率越大, 对应跃迁的能级差越大;可知最短波长λ２ 对应基态到激 发态的能量差最大,结合ε＝hν得 ΔE＝hν２＝h c λ２ ,波长 为λ１ 对应的光子动量为p１＝ h λ１ ． 答案:hcλ２ 　hλ１ ９．D　１．４０×１０１５eV＝１．４０×１０１５×１．６×１０－１９J＝２．２４× １０－４J．故选 D． 考点３　原子核的衰变 １．D　A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知９０３８Sr衰变为 ９０ ３９Y时产生电子,即β粒子,故 A 错误;B．根据质量数守 恒和电荷数守恒可知２３８９４Pu衰变为２３４９２U 时产生４２He,即α 粒子,故B错误;CD．根据题意可知２３８９４Pu的半衰期大于９０３８ Sr的半衰期,现用相同数目的９０３８Sr和２３８９４ Pu各做一块核电 池,经过相同的时间,９０３８Sr经过的半衰期的次数多,所以 剩余９０３８Sr数目小于剩余２３８９４Pu的数目,故 D正确,C错误． ２．C　根据题意设半衰期为t０ 的元素原子核数为x,另一 种元素原子核数为y,依题意有,x＋y＝N 经历２t０ 后有 １ ４x＋ １ ２y＝ N ３ 联立可得x＝２３N ,y＝１３N 在t＝４t０ 时,原子核数为x 的元素经历了４个半衰期, 原子核数为y的元素经历了２个半衰期,则此时未衰变 的原子核总数为n＝１ ２４ x＋１ ２２y ＝N８ ,故选 C． ３．B　设刚植入时碘的质量为 m０,经过１８０天后的质量为 m,根据m＝m０ １ ２( ) t T 代入数据解得m＝m０ １ ２( ) １８０ ６０ ＝m０ １ ２( ) ３ ＝１８m０ , 故选B． ４．B　本题 考 查 半 衰 期．设 该 时 刻１２３I的 原 子 数 量 N１＝ ４N,１２３Te的原子数量 NTe＝N,由半衰期公式可得,通过 ２６h后１２３I的原子数量 N′I＝４N􀅰 １ ２( ) t T ＝N,１２３Te的 原子数量 N′Te＝N＋(４N－N)＝４N,由于这两种元素 相对原子质量相等,则通过２６h后１２３I与１２３Te的质量之 比等于原子数量之比,为１∶４,B正确． ５．C　A．２６１３Al和２６１２Mg的质量数均为２６相等,但是二者原 子核中的质子数和中子数不同,所以质量不同,A 错误; B．２６１３Al核的中子数为２６－１３＝１３个,２６１２Mg核的中子数 为２６－１２＝１４个,B错误;C．半衰期是原子核固有的属 性,与外界条件无关,C正确;D．质量为 m０ 的２６１３Al的半 衰期为７２万年,经过１４４＝２×７２万年为２个半衰期,剩 余质量为１ ４m ,不会全部衰变为２６１２Mg,D错误．故选 C． ６．D　A．放射性元素的半衰期是大量的放射性元素衰变的 统计规律,对少量的个别的原子核无意义,则放射性元 素完全衰变殆尽的说法错误,故 A 错误;B．原子核衰变 时满足电荷数守恒,质量数守恒,故 B错误;C．放射性元 素的半衰期是由原子核的自身结构决定的,而与物理环 境如压力、温度或浓度无关,与化学状态无关,故 C 错 误;D．过量放射性辐射包含大量的射线,对人体组织有 破坏作用,但辐射强度在安全剂量内则没有伤害,故 D 正确;故选 D． ７．D　根据核反应前后质量数和电荷数守恒得,A＝１２＋１ －７－２×１＝４,Z＝６＋１－３－２×１＝２,则 X 为４２He,D 正确． ８．D　设 Y 电荷数和质量数分别为 m 和n,根据核反应方 程质量数和电荷数守恒可知第一个核反应方程的核电 荷数和质量数满足A＋１４＝n＋１７,Z＋７＝m＋８,第二 个核反应方程的核电荷数和质量数满足n＋７＝２A,m＋ ３＝２Z,联立解得Z＝２,A＝４,故选 D． ９．A　原子核发生α衰变,释放出氦核,质子数减２,中子数 减２,不释放电子(核外会有多余的２个电子,最终会被α 粒子俘获形成 He原子,核衰变本身并未释放电子);发 生β衰变质子数加１,中子数减１,释放１个电子．根据此 特性,由图可知(从右上往左下读图),该原子核发生了８ 次α衰变,６次β衰变,释放６个电子,A正确． １０．A　A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知,X 是电子, A正确;B．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;C．２１０８２Pb与２１０８３Bi 和电子 X的质量差等于衰变的质量亏损,C错误;D．方 程中的 X来自于２１０８２Pb内中子向质子的转化,D错误．故 选 A． １１．C　AB．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知,该核 反应是２６１３Al→２６１２Mg＋０１e即 Y是正电子,选项 A、B错误; CD．因７２万年是一个半衰期,可知再过７２万年,现有 的铝２６衰变一半;再过１４４万年,即两个半衰期,现有 的铝２６衰变四分之三,选项 C正确,D错误;故选 C． １２．解析:本题考查氚β衰变方程和半衰期．根据电荷数守 恒和质量数守恒,则有３＝A＋０,１＝Z＋(－１),可得Z ＝２,A＝３;经过５０年,排入海水中的氚的剩余质量为 m′＝m １２( ) ５０ １２．３ ＝１１６m． 答案:２　３　１１６ 考点４　核反应方程及核反应类型 １．B　根据质量数守恒可知 X 的质量数为 m＝１４＋１－１４ ＝１,根据电荷数守恒可知 X的电荷数为n＝６＋１－７＝ ０,可知 X为中子１０n． ２．C　根据反应前后质量数和电荷数守恒可得６×２＝２×４ ＋x＋y　①, ６＝２×２＋y　②, 联立①②得x＝２,y＝２． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 １５２ 详解详析 ３．B　由质量数和电荷数守恒可得１０＋１＝a＋４①, ５＋０＝３＋b②, 联立①②,解得a＝７,b＝２． ４．AB　A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知,X 的质子 数为１,中子数为１,即为１１H,故 A正确; B．常用的示踪原子有:１４６C,１８８O,３１H,故B正确; C．０－１e由原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电 子,电子被释放出来,所以 ０－１e来自原子核内,故 C错误; D．半衰期是一个统计规律,对于大量原子核衰变是成立 的,个数较少时规律不成立,故 D错误．故选 AB． ５．A　该核反应方程为１４７N＋１０n→１４６C＋１１H,可知 X是质子． 故选 A． ６．A　由题知,硼俘获中子后,产生高杀伤力的α粒子和锂 (Li)离子,而α粒子为氦原子核,则这个核反应方程为 １０ ５B＋１０n→７３Li＋４２He,故选 A． ７．AC　设 X和 Y的质子数分别为n１ 和n２,质量数分别为 m１ 和m２,则反应方程为４２He＋２７１３Al→m１n１ X＋ １ ０n, m１n１ X→m２n２ Y＋ ０ １e, 根据反应方程质子数和质量数守恒,解得 ２＋１３＝n１,n１＝n２＋１, ４＋２７＝m１＋１,m１＝m２＋０, 解得n１＝１５,n２＝１４,m１＝３０,m２＝３０,即 X的质量数与 Y的质量数 相 等,３０１５X 电 荷 数 比２７１３Al的 电 荷 数 多２,３０１５X 电荷数比２７１３Al的质量数多３,A、C正确,B、D 错误．故选 A、C． ８．CD　本题考查原子核、核裂变、质能方程．秦山核电站利用 的是重核裂变释放的能量,A错误;由质能方程可知,原子 核亏损的质量全部转化为电能时,秦山核电站发电使原子 核亏损 的 质 量Δm＝ΔE c２ ＝６．９×１０ １１×１０００×３６００ (３×１０８)２ kg≈ ２７．６kg,但实际情况下转化率不会达到１００％,则实际亏 损的质量大于２７．６kg,B错误;核电站反应堆中利用镉 棒吸收中子的特性,控制中子的数量,从而控制链式反 应的速度,C正确;反应堆利用铀２３５裂变释放的能量来发 电,核反应方程为２３５９２U＋１０n→１４４５６Ba＋８９３６Kr＋３１０n,D正确． ９．C　原子弹是根据重核裂变研制的,而氢弹是根据轻核 聚变研制的,故 A、B、D错误,C正确．故选 C． １０．CD　本题考查原子核的衰变、人工核转变和核聚变． (１)(２)是原子核衰变方程,衰变过程有质量亏损,释放 能量,A错误;(１)(２)是原子核衰变方程,(３)是１９１９年 卢瑟福第一次完成了人工核转变的方程,B错误,C正 确;(４)为轻核聚变方程,利用激光引发可控的该核聚 变是正在尝试的技术之一． １１．C　根据质能方程 ΔE＝Δmc２ 可知,则每秒钟平均减少 的质量为 Δm＝ ΔE ６０c２ ＝ １０ ４８ ６０×(３×１０８)２ kg＝１０ ３０ ５．４kg ,则 每秒钟平均减少的质量量级为１０２９kg．故选 C． １２．A　A．相同质量的核燃料,轻核聚变比重核裂变释放 的核能更多,A正确;B．根据质量数守恒和核电荷数守 恒可知,氘氚核聚变的核反应方程为２１H＋３１H →４２He ＋１０n,B错误;C．核聚变的核反应燃料主要是氘核和氚 核,C错误;D．核聚变反应过程中放出大量能量,有质 量亏损,D错误．故选 A． １３．D　AB．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知,X的质 量数为１,电荷数为１,即为氚核１１H,选项 A、B错误; CD．根据质能方程可知,由于质量亏损核反应放出的能量 为E＝Δmc２＝(m１＋m２－m３)c２ 选项C错误,D正确． １４．C　氘核 ２１H 可通过一系列聚变反应释放能量,其总效 果可用反应式６２１H→２４２He＋２１１H＋２１０n＋４３．１５ MeV, 则平 均 每 个 氘 核 聚 变 释 放 的 能 量 为ε＝ E６ ＝ ４３．１５ ６ MeV,１kg海水中含有的氘核约为１．０×１０２２个,可以 放出的总能量为E０＝Nε,由Q＝Mq可得,要释放的相 同的热量,需要燃烧标准煤燃烧的质量 m＝Qq ＝ E０ q ≈ ４００kg． １５．BC　A．由质量数和电荷数守恒可知,X的质量数为１,电 荷数为０,则X为中子,选项 A错误;B．根据能量关系可知 mnc２＝(１８７６．１＋２８０９．５－３７２８．４－１７．６)MeV/c２,解得mn ＝９３９．６MeV/c２,选项B正确;C．太阳每秒放出的能量 E＝Pt＝４×１０２６J,损失的质量Δm＝E c２ ＝４×１０ ２６ ３×１０８ kg≈ ４．４×１０９ kg,选 项 C 正 确;D．因 为 E＝４×１０２６J＝ ４×１０２６ １．６×１０－１９ eV＝２．５×１０４５eV＝２．５×１０３９MeV,则太阳每 秒因为辐射损失的质量为Δm＝E c２ ＝２．５×１０３９MeV/c２,选 项D错误．故选B、C． 专题十七　物理学史和物理思想方法 １．B　本题考查近代物理常识．在光的双缝干涉实验中,减 小光的强度,让光子通过双缝后,光子只能一个接一个 地到达光屏,经过足够长时间,仍然发现相同的干涉条 纹,这表明光的波动性不是由光子之间的相互作用引起 的,故 A错误;玻尔第一次将“量子”引入原子领导,提出 了定态和跃迁的概念,故 B正确;光电效应揭示了光的 粒子性,但是不能证明光子除了能量之外还具有动量, 故 C错误;α射线经过置于空气中带正电验电器金属小 球的上方时,会使金属球附近的空气电离,金属球吸引 负离子,所带电荷量减小,则验电器金属箔的张角变小, 故 D错误． ２．D　A．双缝干涉实验说明了光具有波动性,故 A 错误; B．光电效应实验,说明了光具有粒子性,故 B错误;C．实 验是有关电磁波的发射与接收,与原子核无关,故 C 错 误;D．卢瑟福的α粒子散射实验导致发现了原子具有核 式结构,故 D正确;故选 D． ３．C　A选项中时间没有比值定义式,B选项中加速度的 定义式应为a＝ΔvΔt ,D选项中电流的定义式应为I＝qt , 故答案为 C． ４．A　根据牛顿第二定律有F＝ma, 则力的单位为kg􀅰m/s２,故选 A． ５．B　根据 hmec 可得它们的单位为: J􀅰s kg􀅰m/s＝ Nms kg􀅰m/s＝ kg􀅰(m/s２)m􀅰s kg􀅰m/s ＝m ,故选B． ６．D　本题考查单位制．根据冲量的定义式I＝Ft可知,N 􀅰s是冲量的单位,A错误;根据功率的计算公式P＝Fv 可知,功率的单位可以表示为 N􀅰m/s,但 N不是国际单 位制中的基本单位,B错误;根据动量的定义式p＝mv 可知,kg􀅰m/s是动量的单位,C 错误;根据 P＝Fv可 知,功率的单位可以表示为 N􀅰m/s,结合F＝ma可知 N ＝kg􀅰m/s２,则功率的单位 W＝N􀅰m/s＝kg􀅰m２/s３,D 正确． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ２５２ 最新真题分类特训􀅰物理