专题15原子结构与原子核-备战2015高考物理6年真题分项版精解精析解析

【【2014高 【物理——选修3－5]【2014·新课标卷Ⅰ】(1)关于天然放射性，下列说法正确的 D．α、β和γ三种射线中，γ射线的能力最强Eα、βγ三种射线【2014·新课标Ⅱ卷【物理——选修3－5](1)在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验 Dα粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子【2014·卷】质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3.当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是(c表示真空中的光速)( 【答案】C正确，A、B、D【2014·卷】一中子与一质量数为A(A>1)的原子核发生弹性正碰．若碰前原子核静止，

（ （

【2014·福建卷Ⅰ】(1)如图所示，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入 γαβααγβα【答案】【解析】α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电．在匀强电场中，αβ射线分别在α射线向左偏，β射线向右偏，γC项正确． B．减小入射光的强度，光电效应现象【2014·江苏卷【选修3－5】(1)已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.44×1014Hz，在某 波长B．频率C．能量D ．已知22286Rn的半衰期约为3.8天，则约经过 天，16g的22286Rn衰变后还剩1g.【2014·山东卷【物理35】(1)氢原子能级如图所示，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656nm.以下判断正确的是 n＝2n＝1656325nmn＝1n＝2633nmn＝2n＝3【2014·卷】下列说法正确的是(【2014·浙江卷】(2)玻尔氢原子模型成功解释了氢原子光谱的实验规律，氢原子能级图如图2所示，当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出频率为 Hz的光子．用该频率的光照射逸出功为2.25eV的钾表面，产生的光电子的最大初动能为 (电子电荷量e＝1.60×10－19C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s) 的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有( A. 【答案】 C正确，A、B、D ）2.核反应方程式9Be+4He12C+X中的X表示 （A）质子（B）电 【答案】【【2013高 （2013·卷）1、下列说法正确的是 射线、射线、射线都是高速运动的带电粒子【答案】A错误；α射线是氦原子核，β射线是电子，γB向能量较低的激发态（或基态）跃迁时，由hvEmEn知，发出光子的频率由两个能级差决定，C正确；发生光电效应时光电子的D错误。（2013·大纲卷）16．放射性元素氡（222Rn）α衰变成为钋218Po3.8 勘测表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素222Rn的矿石，其原 目前地壳中的222Rn在地球形成的初期，地壳中元素222Rn

当衰变产物218Po218Po的增加会减慢222Rn 235U1nab21 a+b140Xe93

141Ba92 141Ba93 D．140Xe94 【答案】

【解析】由核电荷数和质量数守恒可知D【考点定位】原子物（2013·卷）7．在一个238U原子核衰变为一个206Pb原子核的过程中，发生β衰变的 (A)6 (B)10 (C)22 (D)32x次yβ 238U206Pb+x4He+y0e，即238=206+4x+0*y 【考点定位】衰变方程的质量数守恒和电荷数守235U1n144Ba89Kr31n （2013·卷）21．放射性元素210Po衰变为206Pb，此衰变过程的核反应方程是＿＿＿＿； 99【答案】210Po=206Pb+4 4He+19F=22 【考点定位】核反应方程的质量数守恒和电荷数守（2013·卷）20以往我认识的电效是光子光电应，即个电子短时间能v效应，换同样频率为vk，，即将阴极k接源正极阳极A电源负，在kA之就形成了光电子的电，逐渐大U，U（W，e）A.U= B D. （2013·山东卷）38.（8）（3-108K生“氦燃烧”。1 →8Be+γ 2 4下的8Be占开始时 4端，三者质量分别为mA2kg、mB1kg、mC2kgC静止，A、B一起以v05ms的速度匀速向右运动，AC发生碰撞（时间极短）C向右运动，经过一段时间，A、B再次达CACA的速度大小。（1）①4He（或）1（ （1）①②由题意可知经过3个半衰期，剩余的8Be的质量m 131m （2）设碰后AvA，CvC,mAv0mAvAmCvCA、B满足动量守恒，设A、B的共同速度为v1mAvAmBv0mAmBA、BC碰撞，故v1联立以上三式可得vA=2m/s【【2012高 ＋8 y＋9Be―→z＋12C.x、y和z是3种不同的粒子，其中z是( A．α粒 8 （2011·）1．在光电效应实验中，用单色光照时某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大 （A）频 （2011·）2．下图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样， （A）甲为紫光的图 （B）乙为紫光的图（C）丙为红光的图 （D）丁为红光的图【答案】，相邻条纹间距较大，而紫光的波长较短，图样中相邻条纹间距较小，因此B选项正确。， （D）α粒子散射现 （2011·）9．某种元素具有多种同位素，反映这些同位素的质量数A与中子数N关系的是 【答案】【解析】某种元素中质子数与中子数基本相当，质量数等于质子数与中子数之和，因此当中子数N增多时，质量数A也会增大，因此A、D两个选项不对，只能从B、C两个选项中选，又因为氢原子中只有一个质子，无中子，也就是中子数N为零时，质量数A不为零，因此只有B正确 （A）x射 （B）α射（C）射 （D）γ射 3H2H4He 3H2H4He1 nnα【答案】AB错。重核被中子轰击后成二个中等质量的原子核并放出若干个中子的反应为核裂变反应，故C对D错。原子核放AC38（8

E1 跃迁到基态，发出光子的频率为，则1 22（2）A、B、C，质量分别为mA3m、mBmCm，开始时B、C均静止，A以初速度向右运动，AB相撞后分开，BCABBCB的速度大小。19.3-5试题（12分（1（2012·海南）产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能Ek，下列说法正确的A．对于同种金属，Ek与照射光的强度无关B．对于同种金属，Ek与照射光的波长成反比C．对于同种金属，Ek与光照射的时间成正比D．对于同种金属，Ek与照射光的频率成线性关系（2（2012·海南）一静止的238Uα衰变成为234Th4.27MeV 变后234ThMeV(1位有效数字代入数据得，衰变后234Th1m

2=0.07MeV

Th（2012·福建）29[物理-3-5]（612分。每小题只有一 如图，质量为M的小船在静止水面上以速率V0向右匀速行驶，一质量为m的救生员站 （2011·）1．下列说法正确的【答案】好的能力，C错误。核子结合成原子核时，质量亏损，因此原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量，D错误。n4n3n3n2n5n1n5n4（2011·）20.“约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成。若在结两端加恒定电压U，则它会辐射频率为v的电磁波，且与U成正比，即v=kU。已知比例系数k仅与元电荷e2倍和普朗克常量hk的值可能为A． （2011·）13.一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，该氢原子 【答案】n3n2的低能级，能量减少，减少的能量以光子的形式放出，B正确（2012·江苏）C选修3-5](12分如图所示是某原子的能级图,a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光.在下列该原子光谱的各选项中,谱线从左向右的波长依次增大,确的是 一个中子与某原子核发生核反应,生成一个氘核,其核反应方程式为 .该反 AB两种光子的能量之比为21,它们都能使某种金属发生光电效应,且所产生的光电子最大初动能分别为EA、EB.求A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出功. 12C（1）C.(2)1n1H2 (3)光子能量hph且cPp:p2 AEAAW0,EBBW0,解得W0EA【考点定位光的偏振测定玻璃的折射率波的原子能级理论原子核聚变动量守恒（2011·）21．60Co发生一次β衰变后变为Ni核，其衰变方程

4hcB.2hcC.4hcD. 1解析：原子从n=2跃迁到+所以hc EE1故：4hc选1 （2011海南）.3-5试题（12分（1（4露的污染物中含有131I和137Cs两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对有危害的辐射。在下列四个式子中有两个能分别反映131I和137Cs衰变过程它们分别是 入正确选项前的字母。131I和137Cs原子核中的中子数分别是 137Ba

131Xe

137Ba

131Xe1A.X1→

B.X2→

C.X3→

D.X4→ BC78（2（8L；bc为一光滑斜面，斜面和水平面通过与abbc均相切的长度可忽略的光滑mv0a点向左运动，在斜面上上升的最h，返回后在到达aPg。求木块在ab在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为0，该金属的逸出功为 用波长为（<0）单色光做实验，则其截止电压为 速和布朗克常量分别为e，c和h如图，ABCm。置于光滑的水平面上，BCBC紧连，使弹簧不能伸展，BCA以初速0BCBB相碰并粘合在一起，CA，BC离开弹簧后的速度恰为0，求弹A．光电效应实验B．伦琴射线的发现C．αD．氢原子光谱的发现【【2010高 赤橙黄绿蓝—紫范围（V）2.2010·卷Ⅰ·14原子核238U经放射性衰变①变为原子核234Th，继而经放射性衰变②变为原 234Pa，再经放射性衰变③变为原子核234U A．α衰变、β衰变和β衰 B．β衰变、β衰变和α衰C．β衰变、α衰变和β衰 D．α衰变、β衰变和α衰【答案】

234Pa,质子1,β衰变,中子转化成质子

质子2010·卷Ⅱ·14原子核AX与氘核2H反应生成一个α粒子和一个质子。由此可 D.【答案】AX2H4He1H A241Z121，解得A3Z2，答案D2010··15因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少。每秒钟辐射出的能量约为4×1026J，根据爱因斯坦质能方程，每秒钟减少的质量最接近A.1036 B.1018 C.1013 D.109

mc2

410269

4.4

kg，D（A）粒子的散射实 （C）天然放射性现象的发 （A）11.4天 （B）7.6天 （C）5.7天 （D）3.8天t解析：根据1

1t3t=11.4day，所以11.4=3.8day，选D2 2 832010·新课标·34(1)用频率为v0的光照射大量处于基态的氢原子在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为v1、v2、v3的三条谱线，且v3＞v2＞v1，则 83A、v B、vv

C、vvv

D11

h3h2h1v3v2v1B正确2010·海南物理·19(1)Ei

（用光子频率、电子质量m、氢原子的电离能Ei和普朗克常量h表示。[来源:学*科*网]

mv2h v(2)在核反应堆中，常用剂使快中子．假设剂的原子核质量是中子的k倍．中子N次碰撞后 kk1④(kk 【【2009高 2=3.39µm，已知波长为1的激光是氖原子在能级间隔为E1=1.96eV的两个能级之间跃迁产生的。用E2表示产生波长为2的激光所对应的跃迁的能级间隔，则E2的近似值为 解析：本题考查波尔的原子跃迁理论.

Eh,

,E196ev0.6328m当3.39m时,连立可知E20.36ev。（09·卷Ⅱ·18）氢原子的部分能级如图所示。已知可见光的光子能量在1.62eV到之间。由此可推知,氢原 A.n=1B.n=2C.n=3D.n=3能级向n=2解析：本题考查玻尔的原理理论.从高能级向n=1的能级跃迁的过程中辐射出的最小光子能量9.20ev,不在1.62eV3.11eV之间,A正确.已知可见光子能量在1.62eV3.11eV之间从高能级向.3.11ev的光的频率才比可见光高,C错.从n=3到n=21.89ev介1.623.11之间,所以是可见光D对。 （ A．粒子散射现 （09·物理·1）放射性元素衰变时放出三种射线，按能力由强到弱的排列顺序是 B。232的核聚变其参与的一种核聚变反应的方程式为3He3He21H4He关于3He聚变下 2 B.聚变反应产生了新的原子核 D.目前核电站都采用3He聚变反应发电2B正确。 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62Hk4Hed1H21n43.15MeV A.k=1, B.k=2, C.k=1, D.k=2,解析：由质量数守恒和电荷数守恒，分别有4kd102kd6k=2，d=2。正确B。（09·）下列说法正确的 A15N1H12C4 B1H2H3He C238U234Th D4He27Al30P 核力，则3种力从大到小的排列顺序是 1（09·江苏卷物理·12.C）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1H发生核反应，产生中子（1n）和正电子（0e） +1H→1n+0e，可以判定，中微子的质量数和电荷数分别 （A）0和 （B）0和 （C）1和 1为两个光子（0e+0e2。已知正电子和电子的质量都为9.1×10-311 （09·海南物理·19）(II)钚的放射性同位素239Pu静止时衰变为铀核激发态235U和 激发态235U立即衰变为铀核235U，并放出能量为0.097MeV的光子。已知：239Pu、235U和 粒子的质量分别为 239.0521u、m235.0439u和

已知衰变放出的光子的动量可忽略，球粒子的动能。（Ⅱ（1） 239Pu235U* 235U*235U

239Pu235U Ec2这能来那个是轴核235UE、EyE EEUE

EE mm)c2 【【2008高 .2008·物理·3A）1991年卢瑟福依据α粒子散射实验中α粒子发生 或“小”）角度散射现象，提出了原子的核式结构模型.若用动能为1MeV的α粒子轰击金箔，则其 m/s.（质子和中子的质量均为1.67×1027kg，1MeV=1×106eV）2.（2008·理综·14）一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个r光子。已的是（）核反应方程是1H1n3H 聚变反应中的质量亏损△m=m1+m2-rE=(m3-m1-r

(mm

h h3.（2008·I理综·18)三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子后变为Y核，Y核与质子发生核反应后生成Z（42He）,（）A.XZB.XZC.XZD.XZ核的总电荷是Y2倍（2008·Ⅱ理综·20）中子和质子结合成氘核时，质量亏损为m，相应的能量Emc2=2.2MeV是氘核的结合能。下列说法正确的 B.βα.辐射的量主要源于重裂D. （2008·物理·2)铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：27Al4HeX1n.下列判断 确的 A．1n是质 B．1n是中 C．X是28Si的同位 D．X是31P的同位 （2008·理综·15）一个氡核222Rn衰变成钋核218Po并放出一个粒子，其半衰期为3.8天 1g氡经过7.6天衰变掉氡的质量，以及222Rn衰变成218