PAGE1專題十六近代物理初步考點1光電效應波粒二象性4.(2023山東,1,3分)“夢天號”實驗艙攜帶世界首套可相互比對的冷原子鐘組發(fā)射升空,對提升我國導航定位、深空探測等技術具有重要意義。如圖所示為某原子鐘工作的四能級體系,原子吸收頻率為ν0的光子從基態(tài)能級Ⅰ躍遷至激發(fā)態(tài)能級Ⅱ,然后自發(fā)輻射出頻率為ν1的光子,躍遷到鐘躍遷的上能級2,并在一定條件下可躍遷到鐘躍遷的下能級1,實現(xiàn)受激輻射,發(fā)出鐘激光,最后輻射出頻率為ν3的光子回到基態(tài)。該原子鐘產(chǎn)生的鐘激光的頻率ν2為()A.ν0+ν1+ν3 B.ν0+ν1-ν3 C.ν0-ν1+ν3 D.ν0-ν1-ν3答案：D利用圖示能級關系及能級躍遷理論可知光子的能量關系是hν0=hν1+hν2+hν3,解得ν2=ν0-ν1-ν3,故選D。7.(2023全國乙,16,6分)2022年10月,全球眾多天文設施觀測到迄今最亮伽馬射線暴,其中我國的“慧眼”衛(wèi)星、“極目”空間望遠鏡等裝置在該事件觀測中作出重要貢獻。由觀測結果推斷,該伽馬射線暴在1分鐘內釋放的能量量級為1048J。假設釋放的能量來自物質質量的減少,則每秒鐘平均減少的質量量級為(光速為3×108m/s)()A.1019kg B.1024kgC.1029kg D.1034kg答案：C設每秒平均減少的質量為m,由愛因斯坦質能方程得每分鐘釋放的能量E=60mc2=1048J,代入數(shù)據(jù)解得m≈1.9×1029kg,故選C。11.(2023海南,10,4分)(多選)已知一個激光發(fā)射器功率為P,發(fā)射波長為λ的光,光速為c,普朗克常量為h,則()A.光的頻率為cB.光子的能量為?C.光子的動量為?D.在時間t內激光器發(fā)射的光子數(shù)為Ptc答案AC由波的知識可知:λ=cT=cν,則光的頻率為ν=cλ,由光子說可知,光子能量E=hν=hcλ,光子動量p=?λ,時間t內發(fā)射的光子的總能量為Pt,即n·hcλ=Pt,可得n=Ptλ?c,autonum.(2022全國乙,17,6分)一點光源以113W的功率向周圍所有方向均勻地輻射波長約為6×10-7m的光,在離點光源距離為R處每秒垂直通過每平方米的光子數(shù)為3×1014個。普朗克常量為h=6.63×10-34J·s。R約為()A.1×102mB.3×102mC.6×102mD.9×102m答案B一個光子的能量ε=hν=hcλ,每秒放出光子總數(shù)N=Pε=Pλ?c,離點光源R處每秒垂直通過每平方米的光子數(shù)n=N4πR2=Pλ4π溫馨提示本題的難點是數(shù)據(jù)運算,應先進行字母運算,得到R的表達式以后再代值運算,可提高準確率。autonum.(2022江蘇,4,4分)上海光源通過電子-光子散射使光子能量增加。光子能量增加后()A.頻率減小B.波長減小C.動量減小D.速度減小答案B真空中的光速c是定值,光子的能量ε=hν=hcλ=pcautonum.(2022河北,4,4分)如圖是密立根于1916年發(fā)表的鈉金屬光電效應的遏止電壓Uc與入射光頻率ν的實驗曲線,該實驗直接證明了愛因斯坦光電效應方程,并且第一次利用光電效應實驗測定了普朗克常量h。由圖像可知()A.鈉的逸出功為hνcB.鈉的截止頻率為8.5×1014HzC.圖中直線的斜率為普朗克常量hD.遏止電壓Uc與入射光頻率ν成正比答案A由光電效應方程Ek=hν-W0和eUc=Ek可知Uc=?eν-W0e,當Uc=0時,ν=W0?=νc,即圖線在橫軸上的截距在數(shù)值上等于鈉的截止頻率,從圖中可以讀出νc=5.5×1014Hz,B錯誤;鈉的逸出功W=hνc,A正確;圖線的斜率在數(shù)值上等于?eautonum.[2015課標Ⅱ,35(1),5分,0.445](多選)實物粒子和光都具有波粒二象性。下列事實中突出體現(xiàn)波動性的是。

A.電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣B.β射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡C.人們利用慢中子衍射來研究晶體的結構D.人們利用電子顯微鏡觀測物質的微觀結構E.光電效應實驗中,光電子的最大初動能與入射光的頻率有關,與入射光的強度無關答案ACD電子束通過雙縫產(chǎn)生干涉圖樣,體現(xiàn)的是波動性,A正確;β射線在云室中留下清晰的徑跡,不能體現(xiàn)波動性,B錯誤;衍射體現(xiàn)的是波動性,C正確;電子顯微鏡利用了電子束波長短的特性,D正確;光電效應體現(xiàn)的是光的粒子性,E錯誤。autonum.(2014廣東理綜,18,6分)(多選)在光電效應實驗中,用頻率為ν的光照射光電管陰極,發(fā)生了光電效應,下列說法正確的是()A.增大入射光的強度,光電流增大B.減小入射光的強度,光電效應現(xiàn)象消失C.改用頻率小于ν的光照射,一定不發(fā)生光電效應D.改用頻率大于ν的光照射,光電子的最大初動能變大答案AD增大入射光強度,使單位時間內逸出的光電子數(shù)增加,因此光電流增大,選項A正確;能否發(fā)生光電效應與照射光的頻率有關,與強度無關,選項B錯誤;當照射光的頻率小于ν,但仍大于極限頻率時發(fā)生光電效應,選項C錯誤;由Ekm=hν-W,增加照射光的頻率,光電子的最大初動能變大,選項D正確。autonum.(2019海南單科,7,5分)(多選)對于鈉和鈣兩種金屬,其遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關系如圖所示。用h、e分別表示普朗克常量和電子電荷量,則()A.鈉的逸出功小于鈣的逸出功B.圖中直線的斜率為?C.在得到這兩條直線時,必須保證入射光的光強相同D.若這兩種金屬產(chǎn)生的光電子具有相同的最大初動能,則照射到鈉的光頻率較高答案AB本題考查了光電效應方程得出遏止電壓與入射光頻率的關系,以及理解能力、推理論證能力、模型建構能力,體現(xiàn)了物理觀念中能量觀念要素和科學思維中模型建構、科學推理要素。本題體現(xiàn)了高考評價體系提出的“基礎性、綜合性和應用性”考查要求,屬于學習探索問題情境試題。根據(jù)光電效應方程得:Ekm=hν-W0=hν-hν0,又Ekm=eUc,解得:Uc=?eν-W0e=?eν-?ν0e。當遏止電壓為0時,對應的頻率為金屬的極限頻率,結合圖可知鈉的極限頻率小,則鈉的逸出功小,故選項A正確;由Uc=?eν-?ν0e知U0-ν圖線的斜率k=?autonum.(2019天津理綜,5,6分)右圖為a、b、c三種光在同一光電效應裝置中測得的光電流和電壓的關系。由a、b、c組成的復色光通過三棱鏡時,下述光路圖中正確的是()答案C本題考查了考生的科學思維能力,體現(xiàn)了應用與創(chuàng)新價值觀念。由題述“同一光電效應裝置”可知金屬的逸出功相同,再由I-U圖像中遏止電壓關系得知三種光的頻率νb>νc>νa,則三種光在三棱鏡中的折射率nb>nc>na,據(jù)此可判斷通過棱鏡后光的折射情況,C選項正確,A、B、D項均錯誤。解題關鍵從圖像中分析出三種光的頻率關系,從而得出它們在三棱鏡中的折射率的大小關系。autonum.[2015課標Ⅰ,35(1),5分,0.425]在某次光電效應實驗中,得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率ν的關系如圖所示。若該直線的斜率和截距分別為k和b,電子電荷量的絕對值為e,則普朗克常量可表示為,所用材料的逸出功可表示為。

答案ek(2分)-eb(3分)解析根據(jù)愛因斯坦光電效應方程有Ekm=hν-W0,又因為Ekm=eUc,得到Uc=?eν-W0e,所以?e=k,h=ek;-autonum.(2020江蘇,12(2),4分)大量處于某激發(fā)態(tài)的氫原子輻射出多條譜線,其中最長和最短波長分別為λ1和λ2,則該激發(fā)態(tài)與基態(tài)的能量差為,波長為λ1的光子的動量為。(已知普朗克常量為h,光速為c)

答案?cλ2解析氫原子從激發(fā)態(tài)直接躍遷到基態(tài)時輻射光子的能量最大,波長最短,故En-E1=hcλ2。波長為λ1的光子的動量p=autonum.(2023江蘇,14,8分)“夸父一號”太陽探測衛(wèi)星可以觀測太陽輻射的硬X射線。硬X射線是波長很短的光子,設波長為λ。若太陽均勻地向各個方向輻射硬X射線,衛(wèi)星探測儀鏡頭正對著太陽,每秒接收到N個該種光子。已知探測儀鏡頭面積為S,衛(wèi)星離太陽中心的距離為R,普朗克常量為h,光速為c,求:(1)每個光子的動量p和能量E;(2)太陽輻射硬X射線的總功率P。答案(1)?λ,?cλ解析(1)根據(jù)光子的動量和能量表達式可直接得出結果p=?λ,E=hν=?c(2)由題意可知鏡頭接收到的功率P0為單位時間內接收到光子的總能量,故P0=Wt=N?cλ。太陽輻射的總功率可以看成是均勻分布在一個面積為4πR2的球面上,鏡頭接收到的功率占太陽輻射總功率的S4πR2,故P考點2原子結構1.(2023海南,1,3分)釷元素衰變時會放出β粒子,其中β粒子是()A.中子 B.質子 C.電子 D.光子答案C放射性元素衰變時放出的α、β、γ射線分別是氦核流、電子流和光子流,則β粒子是電子,故選C。6.(2023新課標,16,6分)銫原子基態(tài)的兩個超精細能級之間躍遷發(fā)射的光子具有穩(wěn)定的頻率,銫原子鐘利用的兩能級的能量差量級為10-5eV,躍遷發(fā)射的光子的頻率量級為(普朗克常量h=6.63×10-34J·s,元電荷e=1.60×10-19C)()A.103Hz B.106Hz C.109Hz D.1012Hz答案：C原子在兩個能級之間躍遷時發(fā)射的光子的能量等于兩個能級之間的能量差。根據(jù)光子的能量和頻率的關系有E=hν,ν=E?=1.60×10-1910.(2023河北,1,4分)2022年8月30日,國家航天局正式發(fā)布了“羲和號”太陽探測衛(wèi)星國際上首次在軌獲取的太陽Hα譜線精細結構。Hα是氫原子巴耳末系中波長最長的譜線,其對應的能級躍遷過程為()A.從∞躍遷到n=2B.從n=5躍遷到n=2C.從n=4躍遷到n=2D.從n=3躍遷到n=2答案D根據(jù)氫原子的能級圖,利用玻爾理論中的頻率條件hν=Em-En,其中頻率ν=cλ,可知能級差越小,頻率越低,波長越長,D正確autonum.(2022湖南,1,4分)關于原子結構和微觀粒子波粒二象性,下列說法正確的是()A.盧瑟福的核式結構模型解釋了原子光譜的分立特征B.玻爾的原子理論完全揭示了微觀粒子運動的規(guī)律C.光電效應揭示了光的粒子性D.電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣揭示了電子的粒子性答案C玻爾的原子理論解釋了原子光譜的分立特征,但沒有完全揭示微觀粒子運動的規(guī)律,故A、B錯誤。愛因斯坦的光子說很好地解釋了光電效應,光電效應說明光具有粒子性,故C正確。電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣揭示了電子的波動性,故D錯誤。autonum.(2022廣東,5,4分)目前科學家已經(jīng)能夠制備出能量量子數(shù)n較大的氫原子。氫原子第n能級的能量為En=E1n2,其中E1=-13.6eV。如圖是按能量排列的電磁波譜,要使n=20的氫原子吸收一個光子后,恰好失去一個電子變成氫離子,被吸收的光子是()A.紅外線波段的光子B.可見光波段的光子C.紫外線波段的光子D.X射線波段的光子答案A由氫原子能級公式En=E1n2知,E20=?13.6(20)2eV=-3.4×10-2autonum.(2022北京,1,3分)氫原子從某激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài),則該氫原子()A.放出光子,能量增加B.放出光子,能量減少C.吸收光子,能量增加D.吸收光子,能量減少答案B從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài),氫原子以釋放光子的形式放出能量,氫原子能量減少。autonum.(2022重慶,6,4分)如圖為氫原子的能級示意圖。已知藍光光子的能量范圍為2.53~2.76eV,紫光光子的能量范圍為2.76~3.10eV。若使處于基態(tài)的氫原子被激發(fā)后,可輻射藍光,不輻射紫光,則激發(fā)氫原子的光子能量為()A.10.20eVB.12.09eVC.12.75eVD.13.06eV答案C可見光是氫原子由高能級向n=2能級躍遷時產(chǎn)生的,由圖可知,n=3、4、5與n=2間的能級差分別為1.89eV、2.55eV、2.86eV,可見若使處于基態(tài)的氫原子被激發(fā)后,可輻射藍光,不輻射紫光,原子吸收能量后必須躍遷至n=4能級,它與基態(tài)的能級差為12.75eV,則激發(fā)氫原子的光子能量為12.75eV,故C正確。autonum.(2022浙江6月選考,7,3分)圖為氫原子的能級圖。大量氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài),在向低能級躍遷時放出光子,用這些光子照射逸出功為2.29eV的金屬鈉。下列說法正確的是()A.逸出光電子的最大初動能為10.80eVB.n=3躍遷到n=1放出的光子動量最大C.有3種頻率的光子能使金屬鈉產(chǎn)生光電效應D.用0.85eV的光子照射,氫原子躍遷到n=4激發(fā)態(tài)答案B氫原子在向低能級躍遷時放出光子,光子的能量等于兩能級之間的能量差,氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài),向基態(tài)躍遷時,逸出光子的能量最大為hν=E3-E1=12.09eV,照射逸出功為2.29eV的金屬鈉,根據(jù)愛因斯坦光電效應方程可知逸出光電子的最大初動能Ek=hν-W=9.8eV,A錯誤;氫原子從n=3躍遷到n=1放出的光子頻率ν最大,波長λ最小,根據(jù)p=?λ可知動量p最大,B正確;氫原子從n=3躍遷到n=2放出的光子能量小于金屬鈉的逸出功,所以只有2種頻率的光子能使金屬鈉產(chǎn)生光電效應,C錯誤;n=3與n=4的能級差為0.66eV,用0.85eV的光子照射,氫原子不能躍遷到nautonum.(2015安徽理綜,14,6分)圖示是α粒子(氦原子核)被重金屬原子核散射的運動軌跡,M、N、P、Q是軌跡上的四點,在散射過程中可以認為重金屬原子核靜止不動。圖中所標出的α粒子在各點處的加速度方向正確的是()A.M點B.N點C.P點D.Q點答案Cα粒子與重金屬原子核帶同種電荷,由于庫侖力作用,α粒子在運動過程中發(fā)生偏轉,由牛頓第二定律可知,α粒子的加速度方向為其所受庫侖力方向,指向軌跡彎曲方向的內側,故圖中P點所示加速度方向正確,選項C正確。autonum.(2015天津理綜,1,6分)物理學重視邏輯,崇尚理性,其理論總是建立在對事實觀察的基礎上。下列說法正確的是()A.天然放射現(xiàn)象說明原子核內部是有結構的B.電子的發(fā)現(xiàn)使人們認識到原子具有核式結構C.α粒子散射實驗的重要發(fā)現(xiàn)是電荷是量子化的D.密立根油滴實驗表明核外電子的軌道是不連續(xù)的答案Aα粒子散射實驗的重要發(fā)現(xiàn)使人們認識到原子具有核式結構,B、C項錯誤;密立根的油滴實驗測出了電子的電荷量,D項錯誤。autonum.(2014天津理綜,6,6分)(多選)下列說法正確的是()A.玻爾對氫原子光譜的研究導致原子的核式結構模型的建立B.可利用某些物質在紫外線照射下發(fā)出熒光來設計防偽措施C.天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的射線都能在電場或磁場中發(fā)生偏轉D.觀察者與波源互相遠離時接收到波的頻率與波源頻率不同答案BD玻爾對氫原子光譜的研究完善了核式結構模型,選項A錯誤;紫外線有熒光效應,故B選項正確;天然放射現(xiàn)象中的γ射線不帶電,在電場或磁場中不發(fā)生偏轉,選項C錯誤;觀察者與波源互相遠離,由多普勒效應可知接收到的頻率變小,故選項D正確。autonum.(2018浙江4月選考,15,2分)(多選)氫原子的能級圖如圖所示,關于大量氫原子的能級躍遷,下列說法正確的是(可見光的波長范圍為4.0×10-7m~7.6×10-7m,普朗克常量h=6.6×10-34J·s,真空中的光速c=3.0×108m/s)()A.氫原子從高能級躍遷到基態(tài)時,會輻射γ射線B.氫原子處在n=4能級,會輻射可見光C.氫原子從高能級向n=3能級躍遷時,輻射的光具有顯著的熱效應D.氫原子從高能級向n=2能級躍遷時,輻射的光在同一介質中傳播速度最小的光子能量為1.89eV答案BCγ射線是原子核通過衰變產(chǎn)生的高能電磁波,與原子躍遷無關,故A錯誤。氫原子從高能級向低能級躍遷時輻射出光子,根據(jù)ΔE=hν=hcλautonum.(2016北京理綜,13,6分)處于n=3能級的大量氫原子,向低能級躍遷時,輻射光的頻率有()A.1種B.2種C.3種D.4種答案C處于能級為n的大量氫原子向低能級躍遷能輻射光的種類為Cn2,所以處于n=3能級的大量氫原子向低能級躍遷,輻射光的頻率有autonum.[2014山東理綜,39(1)]氫原子能級如圖,當氫原子從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。(雙選,填正確答案標號)

a.氫原子從n=2躍遷到n=1的能級時,輻射光的波長大于656nmb.用波長為325nm的光照射,可使氫原子從n=1躍遷到n=2的能級c.一群處于n=3能級上的氫原子向低能級躍遷時最多產(chǎn)生3種譜線d.用波長為633nm的光照射,不能使氫原子從n=2躍遷到n=3的能級答案cd解析由E初-E終=hν=hcλ可知,氫原子躍遷時始末能級差值越大,輻射的光子能量越高、波長越短,由能級圖知E3-E2<E2-E1,故a錯誤。由-1.51-(-3.4)-3.4-(-13.6)=λ656autonum.[2015海南單科,17(1),4分]氫原子基態(tài)的能量為E1=-13.6eV。大量氫原子處于某一激發(fā)態(tài)。由這些氫原子可能發(fā)出的所有的光子中,頻率最大的光子能量為-0.96E1,頻率最小的光子的能量為eV(保留2位有效數(shù)字),這些光子可具有種不同的頻率。

答案0.3110解析頻率最大的光子對應于從最高能級向基態(tài)的躍遷,則有En-E1=-0.96E1,又因為En=1n2E1,故可得n=5,因而頻率最小的光子對應于從n=5到n=4的能級躍遷,具有的能量ΔE=E5-E4=E125-考點3原子核核反應2.(2023湖南,1,4分)2023年4月12日,中國“人造太陽”反應堆中科院環(huán)流器裝置(EAST)創(chuàng)下新紀錄,實現(xiàn)403秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模等離子體運行,為可控核聚變的最終實現(xiàn)又向前邁出了重要的一步,下列關于核反應的說法正確的是()A.相同質量的核燃料,輕核聚變比重核裂變釋放的核能更多B.氘氚核聚變的核反應方程為

12H+13H→C.核聚變的核反應燃料主要是鈾235D.核聚變反應過程中沒有質量虧損答案：A由愛因斯坦質能方程E=mc2可知,核反應釋放的核能取決于核反應過程中產(chǎn)生的質量虧損,輕核聚變的核反應燃料的平均核子質量小于重核裂變的平均核子質量,所以相同質量的核燃料,輕核聚變產(chǎn)生的質量虧損大于重核裂變產(chǎn)生的質量虧損,輕核聚變釋放的核能更多,A選項正確,D選項錯誤;核反應方程遵循質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,故氘氚核聚變的核反應方程為

12H+133.(2023廣東,1,4分)理論認為,大質量恒星塌縮成黑洞的過程,受核反應612C+Y→816O的影響。下列說法正確的是(A.Y是β粒子,β射線穿透能力比γ射線強B.Y是β粒子,β射線電離能力比γ射線強C.Y是α粒子,α射線穿透能力比γ射線強D.Y是α粒子,α射線電離能力比γ射線強答案D由電荷數(shù)守恒和質量數(shù)守恒可知Y的電荷數(shù)為2,質量數(shù)為4,所以Y是α粒子,A、B均錯誤。α射線的穿透能力較弱、電離能力較強,C錯誤,D正確。5.(2023全國甲,15,6分)在下列兩個核反應方程中()X+714N→YY+3X和Y代表兩種不同的原子核,以Z和A分別表示X的電荷數(shù)和質量數(shù),則()A.Z=1,A=1 B.Z=1,A=2C.Z=2,A=3 D.Z=2,A=4答案：DX的電荷數(shù)為Z,質量數(shù)為A,設Y的電荷數(shù)為Z',質量數(shù)為A',依據(jù)核反應過程中電荷數(shù)守恒、質量數(shù)守恒,有Z+7=Z'+8①A+14=A'+17②Z'+3=2Z③A'+7=2A④聯(lián)立①②③④解得Z選項D正確。8.(2023天津,3,5分)關于太陽上進行的核聚變,下列說法正確的是()A.核聚變需要在高溫下進行B.核聚變中電荷不守恒C.太陽質量不變D.太陽上進行的核反應為92235U+01n→56144答案A因為高溫時粒子的熱運動劇烈,才有可能克服它們自身相互間的斥力,使得它們之間的距離縮短,才能發(fā)生聚變,故A正確;核聚變中電荷是守恒的,故B錯誤;因為太陽一直在發(fā)生核聚變,需要放出大量能量,根據(jù)質能方程可知要消耗一定的質量,故C錯誤;核聚變的方程為12H+13H→24He+019.(2023重慶,6,4分)原子核92235U可以經(jīng)過多次α和β衰變成為穩(wěn)定的原子核82207Pb,在該過程中,可能發(fā)生的β衰變是A.87223Fr→88223Ra+?10e BC.88225Ra→89225Ac+?10e D答案A解題指導：一次α衰變質量數(shù)減少4一次β衰變質量數(shù)不變解析新核質量數(shù)相比92235U的減少是因為發(fā)生α衰變,故新核質量數(shù)相比92新核質量數(shù)相比92235選項正誤8722312(是4的整數(shù)倍)A正確8321322(不是4的整數(shù)倍)B錯誤8822510(不是4的整數(shù)倍)C錯誤8421817(不是4的整數(shù)倍)D錯誤12.(2023福建,9,3分)福建福清核電站采用我國完全自主研發(fā)的“華龍一號”反應堆技術,建設了安全級別世界最高的機組。機組利用92235U核裂變釋放的能量發(fā)電,典型的核反應方程為01n+92235U→Z141Ba+36AKr+301n,則A=,Z=;若核反應過程中質量虧損1g,釋放的能量為答案92569×1013解析根據(jù)核反應過程中質量數(shù)守恒有1+235=141+A+3,解得A=92;根據(jù)核反應過程中電荷數(shù)守恒有92=Z+36,解得Z=56。由題知核反應過程中質量虧損1g,根據(jù)愛因斯坦質能方程得釋放的能量E=Δmc2=1×10-3×(3.0×108)2J=9×1013J。autonum.(2022湖北,1,4分)上世紀四十年代初,我國科學家王淦昌先生首先提出證明中微子存在的實驗方案:如果靜止原子核47Be俘獲核外K層電子e,可生成一個新原子核X,并放出中微子νe,即47Be+?10e→X+00νA.原子核X是37B.核反應前后的總質子數(shù)不變C.核反應前后總質量數(shù)不同D.中微子νe的電荷量與電子的相同答案A根據(jù)核反應中的質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知X是37Li,A正確,C錯誤;核反應前的質子數(shù)即47Be的質子數(shù)為4個,核反應后的質子數(shù)即37autonum.(2022山東,1,3分)碘125衰變時產(chǎn)生γ射線,醫(yī)學上利用此特性可治療某些疾病。碘125的半衰期為60天,若將一定質量的碘125植入患者病灶組織,經(jīng)過180天剩余碘125的質量為剛植入時的()A.116B.18C.1答案B由衰變規(guī)律可知,經(jīng)過n個半衰期剩余碘125的質量m余=12nm0,n=18060=3,故mautonum.(2022北京,14,3分)2021年5月,中國科學院全超導托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST)取得新突破,成功實現(xiàn)了可重復的1.2億攝氏度101秒和1.6億攝氏度20秒等離子體運行,創(chuàng)造托卡馬克實驗裝置運行新的世界紀錄,向核聚變能源應用邁出重要一步。等離子體狀態(tài)不同于固體、液體和氣體的狀態(tài),被認為是物質的第四態(tài)。當物質處于氣態(tài)時,如果溫度進一步升高,幾乎全部分子或原子由于激烈的相互碰撞而離解為電子和正離子,此時物質稱為等離子體。在自然界里,火焰、閃電、極光中都會形成等離子體,太陽和所有恒星都是等離子體。下列說法不正確的是()A.核聚變釋放的能量源于等離子體中離子的動能B.可以用磁場來約束等離子體C.盡管等離子體整體是電中性的,但它是電的良導體D.提高托卡馬克實驗裝置運行溫度有利于克服等離子體中正離子間的庫侖斥力答案A核聚變的能量來源于核能,A錯誤。磁場可改變帶電粒子的運動方向,B正確。等離子體中存在大量可自由移動的電荷,故具有良好的導電性能,C正確。熱核反應利用的是聚變材料中的離子熱運動的動能,來克服正離子間的庫侖斥力做功,使正離子間距離能接近到核力發(fā)生作用的距離,而溫度越高時離子熱運動的動能越大,故D正確。autonum.(2022全國甲,17,6分)兩種放射性元素的半衰期分別為t0和2t0,在t=0時刻這兩種元素的原子核總數(shù)為N,在t=2t0時刻,尚未衰變的原子核總數(shù)為N3,則在t=4t0時刻,尚未衰變的原子核總數(shù)為()A.N12B.N9C.N答案C設兩種放射性元素的原子核原來總數(shù)分別為N1和N2,則N=N1+N2,因為N余=12tτ·N原,所以t=2t0時刻,N3=N1122+N2121,聯(lián)立解得N1=23N,N2=13N,故t=4t0時刻,N余'=autonum.(2022浙江6月選考,14,2分)(多選)秦山核電站生產(chǎn)614C的核反應方程為714N+01n→614C+X,其產(chǎn)物614C的衰變方程為614C→A.X是11B.6C.?1D.經(jīng)過一個半衰期,10個614答案AB由質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,可知X是11H,故A正確;614C能夠自發(fā)地放出β射線,故可以用作示蹤原子,故B正確;?10autonum.(2022浙江1月選考,14,2分)(多選)2021年12月15日秦山核電站迎來了安全發(fā)電30周年,核電站累計發(fā)電約6.9×1011kW·h,相當于減排二氧化碳六億多噸。為了提高能源利用率,核電站還將利用冷卻水給周圍居民供熱。下列說法正確的是()A.秦山核電站利用的是核聚變釋放的能量B.秦山核電站發(fā)電使原子核虧損的質量約為27.6kgC.核電站反應堆中需要用鎘棒控制鏈式反應的速度D.反應堆中存在92235U+01n→56144答案CD秦山核電站利用的是重核裂變釋放的能量,反應堆中的主要反應式為92235U+01n→56144Ba+3689Kr+301n,故A錯誤,D正確;由于發(fā)電效率一定小于100%,則核能大于發(fā)電量,根據(jù)E=Δmc2autonum.(2018海南單科,4,4分)已知

90234Th的半衰期為24天。4g

90A.0B.0.5gC.1gD.1.5g答案B已知

90234Th的半衰期為24天,經(jīng)過72天就是經(jīng)過三個半衰期,所剩質量為原來的autonum.(2018浙江4月選考,14,2分)(多選)下列說法正確的是()A.組成原子核的核子越多,原子核越穩(wěn)定B.92238U衰變?yōu)镃.在LC振蕩電路中,當電流最大時,線圈兩端電勢差也最大D.在電子的單縫衍射實驗中,狹縫變窄,電子動量的不確定量變大答案BD比結合能越大,表示原子核中核子結合得越牢靠,原子核越穩(wěn)定,與核子數(shù)無關,故A錯誤;92238U衰變?yōu)?/p>

86222Rn,質量數(shù)減少16,電荷數(shù)減少6,由于原子核經(jīng)過一次α衰變,質子數(shù)減少2,質量數(shù)減少4,經(jīng)過一次β衰變,質子數(shù)增加1,質量數(shù)不變,所以α衰變次數(shù)m=164autonum.[2018江蘇單科,12C(1)]已知A和B兩種放射性元素的半衰期分別為T和2T,則相同質量的A和B經(jīng)過2T后,剩有的A和B質量之比為()A.1∶4B.1∶2C.2∶1D.4∶1答案B經(jīng)過2T后A剩余的質量mA=m×122=m4,B剩余的質量mB=m×121=m2,規(guī)律總結質量為m的放射性元素經(jīng)過n個半衰期剩余該放射性元素的質量m'=m2autonum.[2015山東理綜,39(1)]14C發(fā)生放射性衰變成為14N,半衰期約5700年。已知植物存活期間,其體內14C與12C的比例不變;生命活動結束后,14C的比例持續(xù)減少?，F(xiàn)通過測量得知,某古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一。下列說法正確的是。(雙選,填正確答案標號)

a.該古木的年代距今約5700年b.12C、13C、14C具有相同的中子數(shù)c.14C衰變?yōu)?4N的過程中放出β射線d.增加樣品測量環(huán)境的壓強將加速14C的衰變答案ac古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代樣品的二分之一,說明該古木恰好經(jīng)歷了一個半衰期的時間,故a正確。12C、13C、14C具有相同的質子數(shù)、不同的中子數(shù),故b錯。14C的衰變方程為:

614C→7autonum.[2014課標Ⅰ,35(1),6分,0.537](多選)關于天然放射性,下列說法正確的是。

A.所有元素都可能發(fā)生衰變B.放射性元素的半衰期與外界的溫度無關C.放射性元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性D.α、β和γ三種射線中,γ射線的穿透能力最強E.一個原子核在一次衰變中可同時放出α、β和γ三種射線答案BCD原子序數(shù)大于或等于83的元素,都能發(fā)生衰變,而原子序數(shù)小于83的部分元素能發(fā)生衰變,故A錯。放射性元素的衰變是原子核內部結構的變化,與核外電子的得失及環(huán)境溫度無關,故B、C項正確。在α、β、γ三種射線中,α、β為帶電粒子,穿透本領較弱,γ射線不帶電,具有較強的穿透本領,故D項正確。一個原子核不能同時發(fā)生α衰變和β衰變,故E項錯誤。規(guī)律總結α衰變:ZAX→Zβ衰變:ZAX→Zγ射線:放射性原子核在發(fā)生α衰變、β衰變時,蘊藏在核內的能量會釋放出來,使產(chǎn)生的新核處于高能級,這時它要向低能級躍遷,能量以γ光子的形式輻射出來,即γ射線。autonum.(2014重慶理綜,1,6分)碘131的半衰期約為8天。若某藥物含有質量為m的碘131,經(jīng)過32天后,該藥物中碘131的含量大約還有()A.m4B.m8C.m答案C設剩余質量為m剩,則由m剩=m(12)tτ,得m剩=m(12autonum.(2020浙江7月選考,14,2分)(多選)太陽輻射的總功率約為4×1026W,其輻射的能量來自聚變反應。在聚變反應中,一個質量為1876.1MeV/c2(c為真空中的光速)的氘核(12H)和一個質量為2809.5MeV/c2的氚核(13H)結合為一個質量為3728.4MeV/c2的氦核A.X粒子是質子B.X粒子的質量為939.6MeV/c2C.太陽每秒因為輻射損失的質量約為4.4×109kgD.太陽每秒因為輻射損失的質量約為17.6MeV/c2答案BC根據(jù)質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知,X粒子是中子,A錯誤;根據(jù)能量守恒可知X粒子的質量對應的能量為939.6MeV,由E=mc2可知X粒子的質量為939.6MeV/c2,B正確;太陽每秒輻射的能量約為ΔE=4×1026J,則太陽每秒因為輻射損失的質量約為Δm=ΔEc2=4.4×109autonum.(2018課標Ⅲ,14,6分)1934年,約里奧-居里夫婦用α粒子轟擊鋁核

1327Al,產(chǎn)生了第一個人工放射性核素X:α+13A.15和28B.15和30C.16和30D.17和31答案B本題考查核反應方程。在核反應過程中,質量數(shù)和電荷數(shù)分別守恒,則X的原子序數(shù)為2+13=15,X的質量數(shù)為4+27-1=30,選項B正確。規(guī)律總結核反應方程的特點核反應過程中,質量數(shù)和電荷數(shù)分別守恒。autonum.(2018北京理綜,13,6分)在核反應方程

24He+714NA.質子B.中子C.電子D.α粒子答案A本題考查核反應方程。由核反應中質量數(shù)和電荷數(shù)均守恒,可判斷X為質子

1autonum.(2018天津理綜,1,6分)國家大科學工程——中國散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功,獲得中子束流,可以為諸多領域的研究和工業(yè)應用提供先進的研究平臺。下列核反應中放出的粒子為中子的是()A.714N俘獲一個α粒子,產(chǎn)生B.1327Al俘獲一個α粒子,產(chǎn)生C.511B俘獲一個質子,產(chǎn)生D.36Li俘獲一個質子,產(chǎn)生答案B本題考查核反應方程。由核反應過程中遵循質量數(shù)、電荷數(shù)均守恒的原則,可寫出選項中的四個核反應方程。714N+

24He→817O+11H,選項A錯誤。1327Al+24He→1530P解題關鍵核反應中的兩守恒根據(jù)核反應過程中質量數(shù)和電荷數(shù)均守恒的原則,寫出核反應方程,同時應熟記幾種常用的微觀粒子的表示方法。autonum.(2017天津理綜,1,6分)我國自主研發(fā)制造的國際熱核聚變核心部件在國際上率先通過權威機構認證,這是我國對國際熱核聚變項目的重大貢獻。下列核反應方程中屬于聚變反應的是()A.12H+13H→24He+01nBC.24He+1327Al→1530P+01nD.92答案A本題考查核反應類型。選項A是質量較小的核結合成質量較大的核,屬于核聚變。選項B是盧瑟福發(fā)現(xiàn)質子的人工轉變方程。選項C是約里奧·居里夫婦發(fā)現(xiàn)人工放射性同位素的人工轉變方程。選項D是鈾核在中子轟擊下分裂為中等質量的核的過程,屬于核裂變。易混點撥輕核聚變與人工轉變從本質過程來看,輕核聚變是質量較小的原子核在高溫下或在高壓下接近到核力能發(fā)生作用的范圍時,在核力作用下結合為質量較大的原子核,同時放出能量;人工轉變是在高速粒子的轟擊下使靶核發(fā)生轉變,同時被擊出某種粒子,此過程中通常要吸收能量。從方程形式來看,二者相近,不易區(qū)分?？赏ㄟ^典型人工轉變方程的記憶來解決,幾種典型人工轉變是發(fā)現(xiàn)質子、中子、放射性同位素與正電子的核反應。autonum.[2016課標Ⅲ,35(1),5分](多選)一靜止的鋁原子核

1327Al俘獲一速度為1.0×107m/s的質子p后,變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核

1428SiA.核反應方程為p+1327Al→B.核反應過程中系統(tǒng)動量守恒C.核反應過程中系統(tǒng)能量不守恒D.核反應前后核子數(shù)相等,所以生成物的質量等于反應物的質量之和E.硅原子核速度的數(shù)量級為105m/s,方向與質子初速度的方向一致答案ABE解析質子p即

11H,核反應方程為p+1327Al→1428Si*,A項正確;核反應過程遵循動量守恒定律,B項正確;核反應過程中系統(tǒng)能量守恒,C項錯誤;在核反應中質量數(shù)守恒,但會發(fā)生質量虧損,所以D項錯誤;設質子的質量為m,則

1428Si*的質量為28m,由動量守恒定律有mvautonum.(2015廣東理綜,18,6分)(多選)科學家使用核反應獲取氚,再利用氘和氚的核反應獲得能量。核反應方程分別為:X+Y→

24He+13H+4.9MeV和

12A.X是中子B.Y的質子數(shù)是3,中子數(shù)是6C.兩個核反應都沒有質量虧損D.氘和氚的核反應是核聚變反應答案AD設

ZAX、Z'Aautonum.(2015北京理綜,14,6分)下列核反應方程中,屬于α衰變的是()A.714N+24He→817O+1C.12H+13H→24He+0答案BA項屬于原子核的人工轉變,B項屬于α衰變,C項屬于聚變反應,D項屬于β衰變。思路點撥α衰變是放出α粒子的過程。autonum.(2014北京理綜,14,6分)質子、中子和氘核的質量分別為m1、m2和m3。當一個質子和一個中子結合成氘核時,釋放的能量是(c表示真空中的光速)()A.(m1+m2-m3)cB.(m1-m2-m3)cC.(m1+m2-m3)c2D.(m1-m2-m3)c2答案C此核反應方程為

11H+01n→12H,根據(jù)愛因斯坦質能方程得ΔE=Δm·c2=(m1+m考查點質能方程。思路點撥質量虧損是反應物的總質量減去生成物的總質量。autonum.(2013重慶理綜,2,6分)鈾是常用的一種核燃料,若它的原子核發(fā)生了如下的裂變反應:92235U+01n→a+b+則a+b可能是()A.54140Xe+3693KrBC.56141Ba+3893SrD答案D根據(jù)核反應中的質量數(shù)守恒可知,a+b的質