物理2018届高考考点通关练第一轮复习打包老师搜集

高考总复习首选用卷·物理第一部分考点通关练考点42原子结构、原子核考点名片考点细研究：(1)氢原子光谱、氢原子的能级结构、能级公式；(2)原子核的组成、放射性、原子核衰变、半衰期；(3)放射性同位素；(4)核力、核反应方程、结合能、质量亏损；(5)裂变反应和聚变反应、裂变反应堆；(6)射线的危害和防护等。其中考查到的如：2016

年全国卷Ⅲ第35

题(1)、2016

年全国卷Ⅱ第35

题(1)、2016

年北京高考第13

题、2016

年江苏高考第12

题、2015

年福建高考第30

题(1)、2015

年浙江自选第14

题(1)、2015

年海南高考第17

题(1)、2015

年广东高考第18

题、2015

年天津高考第1

题、2015

年北京高考第

14

题、2015

年山东高考第39

题(1)、2014

年全国卷Ⅱ第35题、2014

年全国卷Ⅰ第35

题、2014

年重庆高考第1

题、2014年福建高考第30

题、2014

年山东高考第39

题(1)、2014

年天津高考第6

题等。备考正能量：本考点为高考的重点内容。考查的形式既有选择题也有填空题，预计今后高考不会有太大的变化，只是结合最新科技前沿信息考查该部分知识点。第1步狂刷小题·练基础A．该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B．该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性C．α

粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转D．绝大多数的α

粒子发生大角度偏转解析卢瑟福根据α

粒子散射实验，提出了原子核式结构模型，选项A

正确，B

错误；电子质量太小，对α

粒子的影响不大，选项C

错误；绝大多数α

粒子穿过金箔后，基本上仍沿原方向前进，D

错误。解析根据α

粒子散射实验的统计结果，大多数粒子能按原来方向前进，少数粒子方向发生了偏移，极少数粒子偏转超过90°，甚至有的被反向弹回。所以在相等时间内

A

处闪烁次数最多，其次是B、C、D

三处，所以选项A

正确。该原子核发生了α

衰变反冲核沿小圆做逆时针方向运动

C．原静止的原子核的原子序数为17

D．沿大圆和沿小圆运动的粒子的周期相同解析

在发生衰变前原子核处于静止状态，发生衰变时由于动量守恒，两个新原子核的动量大小相等、方向相反，根据r＝mv可知大圆为电荷较小的新核轨迹，且向下qB运动，沿顺时针方向，可判断是β

衰变；小圆为电荷较大的反冲核轨迹，且向上运动，沿逆时针方向。根据反应前后电荷数守恒，可以确定原静止的原子核的原子序数为15；根据

T＝2πm

，由于两个粒子的荷质比不同，所以周期qB

可知不相同。故B

正确。一群氢原子处于同一较高的激发态，它们向较低激发态或基态跃迁的过程中(

)可能吸收一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条暗线可能发出一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条亮线只吸收频率一定的光子，形成光谱中的一条暗线D．只发出频率一定的光子，形成光谱中的一条亮线解析

处于较高能级的电子可以向较低的能级跃迁，能量减小，原子要发出光子，由于放出光子的能量满足

hν＝Em－En，处于较高能级的电子可以向较低的激发态跃迁，激发态不稳定可能继续向较低能级跃迁，所以原子要发出一系列频率的光子。故A、C、D

错误，B

正确。5．如图所示为研究某未知元素放射性的实验装置，实验开始时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电场E，通过显微镜可以观察到，在荧光屏的某一位置上每分钟闪烁的亮点数。若撤去电场后继续观察，发现每分钟闪烁的亮点数没有变化；如果再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加，由此可以判断，放射源发出的射线可能为

()解析放射性元素放射出的射线为α

射线、β

射线和γ射线，α射线贯穿能力弱，一张薄纸就可挡住，β

射线贯穿能力较强，可贯穿铝片，γ

射线穿透能力极强。α

射线带正电，β

射线带负电，在电场中偏转，γ

射线不带电。由此可知，放射源发出的射线可能为α

射线和γ

射线。选项D

正确。6．一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ

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()1

0

1A．核反应方程是1H＋1n→3H＋γB．聚变反应中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3C．辐射出的γ光子的能量E＝(m3－m1－m2)cD．γ

光子的波长λ＝h(m1＋m2－m3)c2解析

根据核反应过程质量数守恒和核电荷数守恒可知，得到的氘核为2H，故A

错误；聚变反应过程中辐射一1个γ

光子，质量减少Δm＝m1＋m2－m3，故B

正确；由质能方程知，辐射出的γ

光子的能量为ΔE＝Δmc2＝(m1＋m23－m

)c2，故C

错误；由c＝λν

及E＝hν

得λ＝h(m1＋m2－m3)c，故D

错误。氢原子辐射出光子后，氢原子能量变大该金属的逸出功W0＝12.75

eV用一群处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时所发出的光照射该金属，该金属仍有光电子逸出氢原子处于n＝1

能级时，其核外电子在最靠近原子核的轨道上运动解析氢原子发生跃迁，辐射出光子后，氢原子能量变小，故A

错误。根据恰能使某金属产生光电效应，由n＝4

跃迁到n＝1，辐射的光子能量最大，ΔE＝13.6

eV－0.85

eV＝12.75

eV，则逸出功W0

＝12.75

eV，故B

正确。一群处于n＝3

的氢原子向低能级跃迁时，辐射的能量小于从n＝4

能级直接向n＝1

能级跃迁所放出的光子能量，则不会发生光电效应，故C

错误。根据玻尔原子模型可知，处于

n＝1

能级时，其核外电子在最靠近原子核的轨道上运动，故D

正确。948．(多选)钚的一种同位素239

Pu

衰变时能释放巨大能量，94

92

2其衰变方程为239

Pu→235

U＋4He＋γ，则(

)A．核燃料总是利用比结合能小的核B．核反应中γ

光子的能量就是结合能C.235

U

核比239

Pu

核更稳定，说明235

U

的结合能大92

94

92D．由于衰变时释放巨大能量，所以239

Pu

比235

U

的比94

92结合能小解析

核燃料在反应过程中要释放巨大能量，所以总是要利用比结合能小的核，才能更容易实现，A、D正确；核反应中γ

光子的能量是结合能中的一小部分，B

错误；C

项92说明235

U

的比结合能大，C

错误。9．(多选)下列说法正确的是(

)A．β

衰变现象说明电子是原子核的组成部分B.235U

在中子轰击下生成144Ba

和89Kr

的过程中，原子92

56

36核中的平均核子质量变小C．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应

D．卢瑟福根据极少数α

粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型E．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量减小解析

β

衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生92电子的过程，但电子不是原子核的组成部分，A

错误；235U56

36在中子轰击下生成144Ba

和89Kr

是裂变反应，原子核中的平均核子质量变小，有质量亏损，以能量的形式释放出来，故B

正确；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应，

C

正确；卢瑟福根据极少数α

粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型，故D

正确；核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，引力做负功，动能减少，电势能增大，但由于从低能级向高能级跃迁时需要吸收能量，原子总能量增加，故E

错误。10．(多选)关于原子核的结合能，下列说法正确的是(

)原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量一重原子核衰变成α

粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能铯原子核(133Cs)的结合能小于铅原子核(208Pb)的结合55

82能比结合能越大，原子核越不稳定自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能解析

由原子核的结合能定义可知，原子核分解成自由核子时所需的最小能量为原子核的结合能，选项

A

正确；重原子核的核子平均质量大于轻原子核的平均质量，因此原子核衰变产物的结合能之和一定大于衰变前的结合能，选项

B

正确；铯原子核的核子数少，因此其结合能小，选项

C

正确；比结合能越大的原子核越稳定，选项

D

错误；自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，选项

E

错误。二、真题与模拟11．[2016·全国卷Ⅲ](多选)一静止的铝原子核27Al

俘获13一速度为1.0×107

m/s

的质子p

后，变为处于激发态的硅原14子核28Si*。下列说法正确的是(

)13

14A．核反应方程为p＋27Al→28Si*B．核反应过程中系统动量守恒

C．核反应过程中系统能量不守恒D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和E．硅原子核速度的数量级为105

m/s，方向与质子初速度的方向一致1

13

14解析

质子

p

即1H，核反应方程为

p＋27Al→28Si*，A项正确；核反应过程遵循动量守恒定律，B项正确；核反应过程中系统能量守恒，C项错误；在核反应中质量数守恒，但会发生质量亏损，所以D

项错误；设质子的质量为m，则28Si*的质量为28m，由动量守恒定律有mv

＝28mv，14

0得v＝v0

1.0×10728

28＝

m/s≈3.6×105

m/s，方向与质子的初速度方向相同，故E

项正确。12．[2016·北京高考]处于

n＝3

能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有(

)CA．1

种．3

种B．2

种D．4

种解析

处于能级为n

的大量氢原子向低能级跃迁能辐射n光的种类为C2，所以处于n＝3能级的大量氢原子向低能级3跃迁，辐射光的频率有C2＝3

种，故C

项正确。13．[2015·天津高考]物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上。下列说法正确的是

()A．天然放射现象说明原子核内部是有结构的

B．电子的发现使人们认识到原子具有核式结构C．α

粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的D．密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的解析天然放射现象说明原子核是可分的，即核内部是有结构的，A

项正确；电子的发现使人们认识到原子是可分的，B项错误；α粒子散射实验的重要发现是原子具有核式结构，C

项错误；密立根油滴实验精确地测出了电子的电荷量，D

项错误。14．[2015·福建高考]下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是(

)γ

射线是高速运动的电子流氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D.210Bi

的半衰期是5

天，100

克210Bi

经过10

天后还剩83

83下50

克解析γ射线是光子流，所以A项错误；氢原子辐射光子以后，半径减小，电子动能增加，所以B项正确；太阳辐射能量的主要来源是热核反应即轻核聚变，所以C

项83错误；210Bi

的半衰期是5

天，经过10

天，100

克210Bi还剩83余25

克，所以D

项错误。15．[2015·广东高考](多选)科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：X＋2

1

1

1

2Y→4He＋3H＋4.9

MeV

和2H＋3H→4He＋X＋17.6

MeV。下列表述正确的有(

)A．X

是中子B．Y

的质子数是3，中子数是6C．两个核反应都没有质量亏损

D．氘和氚的核反应是核聚变反应解析

由2H＋3H→4He＋X＋17.6

MeV，得

X

为中子11

1

2

02

1

3n，A

正确。由

X＋Y→4He＋3H＋4.9

MeV，得

Y

为6Li，质子数为

3，中子数为

3，B

错误。两反应中均有能量产生，由质能方程可知，两个核反应都有质量亏损，C

错误。氘和氚反应生成

α

粒子，该反应为核聚变反应，D

正确。16．[2015·山东高考](多选)14C发生放射性衰变成为

14N，半衰期约

5700年。已知植物存活期间，其体内

14C与

12C的比例不变；生命活动结束后，14C

的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中

14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是(

)该古木的年代距今约5700

年2C、13C、14C

具有相同的中子数4C

衰变为14N

的过程中放出β

射线增加样品测量环境的压强将加速14C

的衰变解析

古木样品中

14C

正好是现代植物所制样品的二分之一，可知时间正好是

5700

年，A

正确。12C

中子数为6,13C中子数为

7,14C

中子数为

8，B

错误。与

14N

相比，质量数一样而质子数少一个，可知发生的是

β

衰变，C

正确。半衰期与外界环境无关，D

错误。解析γ

粒子不带电，不会发生偏转，故B

错误。由左手定则可判定，a、b粒子带正电，c、d粒子带负电，又知α

粒子带正电，β

粒子带负电，故A、C

均错，D

正确。18．[2014·全国卷Ⅱ](多选)在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符合历史事实的是()A．密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值

B．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核C．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素D．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子E．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷解析密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值，选项A

正确；贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，说明原子核的组成情况，而原子中存在原子核是卢瑟福的α

粒子散射实验发现的，选项B、D

错误；居里夫妇发现钋和镭是从沥青中分离出来的，选项C

正确；汤姆孙通过阴极射线在电磁场中的偏转，发现阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出其比荷，选项E

正确。19．[2014·全国卷Ⅰ](多选)关于天然放射性，下列说法正确的是(

)A．所有元素都可能发生衰变B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D．α、β

和γ

三种射线中，γ

射线的穿透能力最强E．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β

和γ

三种射线解析

原子序数大于或等于

83

的元素，都能发生衰变，而原子序数小于83

的只有部分元素能发生衰变，故A

错误。放射性元素的衰变是原子核内部结构的变化，与核外电子的得失及环境温度无关，故

B、C

项正确。在

α、β、γ

三种射线中，α、β

为带电粒子，穿透本领较弱，γ

射线不带电，具有较强的穿透本领，故

D

项正确。一个原子核不能同时发生

α

和

β

衰变，故

E

项错误。第2步精做大题·练能力一、基础与经典20．大量氢原子处于不同能量激发态，发生跃迁时放出三种不同能量的光子，其能量值分别是：1.89

eV,

10.2

eV,12.09

eV。跃迁发生前这些原子分布在

2

个激发态能级上，其中最高能级的能量值是

－_1.51

eV。(基态能量为－13.6

eV)解析由于大量氢原子在处于不同能量激发态发生跃迁时放出三种不同能量的光子，可知氢原子所处的最高能级是n＝3，跃迁发生前这些原子分布在2

个激发态能级上；其中最高能级的能量值是E3＝－1.51

eV。1321．一质子束入射到静止靶核27Al

上，产生如下核反应：p＋27Al→X＋n13式中

p代表质子，n

代表中子，X代表核反应产生的新核。由反应式可知，新核

X

的质子数为

14

，中子数为

13

。解析

设

X

的质子数为

x，中子数为

y，由电荷数守恒和质量数守恒可知

1＋13＝x,1＋27＝x＋y＋1，解得

x＝14，y＝13。22．恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到108

K

时，可以发生“氦燃烧”。2(1)完成“氦燃烧”的核反应方程：4He＋4→8Be＋γ。84(2)

Be—16是一种不稳定的粒子，其半衰期为

2.6×10

s。4一定质量的Be，经7.8×10—8

1684s

后所剩Be

占开始时的24He1

8

。解析

(1)由质量数守恒和电荷数守恒可推知，空白处2的粒子为4He。(2)由题意知，8Be

经历的半衰期数为3，所以剩余的4Be4

2

1218占开始时的

3＝。23．海水中含有丰富的氘，完全可充当未来的主要能源。1

1

2

0两个氘核聚变的核反应方程为2H＋2H→3He＋1n，其中氘核的质量为

2.013

u，氦核的质量为

3.0150

u，中子的质量为1.0087

u。1

u

相当于931.5

MeV。(1)求核反应中释放的核能；(2)在两个氘核以相等的动能0.35

MeV

进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的情况下，求反应中产生的中子和氦核的动能。答案

(1)2.14MeV (2)2.13MeV 0.71

MeV解析

(1)核反应中的质量亏损为

Δm＝2mH－mHe－mn＝2.3×10－3

u，所以ΔE＝2.3×10－3×931.5

MeV＝2.14

MeV。(2)把两个氘核作为一个系统，碰撞过程系统的动量守恒，由于碰撞前两氘核的动能相等，其动量等大反向，因此反应前后系统的总动量为零，即mHevHe＋mnvn＝0；反应1

12

22

2前后系统的总能量守恒，即mHevHe＋mnvn＝ΔE＋ΔEkH，又因为mHe∶mn＝3∶1，所以vHe∶vn＝1∶3，所以EkHe∶

Ekn＝1∶3，代入已知数据得：EkHe＝0.71

MeV，Ekn＝2.13MeV。6A.

C14

1470—1→

N＋

e15

16B.32P→32S＋－10e8U→234Th＋4He92

90

24N＋4He→17O＋1H7

2

8

15U＋1n→140Xe＋94Sr＋21n92

0

54

38

03H＋2H→4He＋1n1

1

2

0二、真题与模拟24．[2016·全国卷Ⅱ]在下列描述核过程的方程中，属于

α

衰变的是

C

，属于β

衰变的是

AB

，属于裂变的是

E

，属于聚变的是

F

。(填正确答案标号)2解析

天然放射性元素自发地放出

α

粒子(即氦核4He)的衰变属于α

衰变；放出β

粒子的衰变属于β

衰变；重核分裂成几个中等质量原子核的现象为核裂变；轻原子核聚合成较重原子核的反应为核聚变。(2)运动的原子核AX

放出α

粒子后变成静止的原子核Y。Z已知X、Y和α

粒子的质量分别是M、m1和m2，真空中的光速为c，α

粒子的速度远小于光速。求反应后与反应前的总动能之差以及α

粒子的动能。25．[2015·海南高考](1)氢原子基态的能量为E1＝－13.6

eV。大量氢原子处于某一激发态。由这些氢原子可能发出的所有的光子中，频率最大的光子能量为－0.96E1，频率最小的光子的能量为

0.31

eV(保留2

位有效数字)，这些光子可具有

10

种不同的频率。答案

(2)(M－m1－m2)c2MM－m21

2(M－m

－m

)c2解析

(1)频率最大的光子能量为－0.96E1，由

hν＝En－E1，得En＝E1＋hν＝(－13.6

eV)－0.96×(－13.6

eV)，解5得En＝－0.54

eV，即n＝5，从n＝5

能级开始，共有C2＝10

种不同频率的光子，频率最小的光子能量最小，为－0.54eV－(－0.85

eV)＝0.31

eV。(2)反应后由于存在质量亏损，所以反应前后总动能之差等于质量亏损而释放出的能量，故根据爱因斯坦质能方1

12

22

2

2程可得：m2vα－MvX＝(M－m1－m2)c

①反应过程中三个粒子组成的系统动量守恒，故有：MvX＝m2vα②2联立①②可得：m2vα＝1

MM－m22

2(M－m1－m2)c

。26．[2016·银川模拟]卢瑟福用α

粒子轰击氮核时发现7

2

8

1质子。发现质子的核反应方程为：14N＋4He―→17O＋1H。已知氮核质量为mN

＝

14.00753

u，氧核质量为mO＝

17.00454

u，氦核质量为mHe＝4.00387

u，质子(氢核)质量为mp＝1.00815

u。(已知：1

uc2＝931

MeV，结果保留2位有效数字)求：(1)这一核反应是吸收能量还是放出能量的反应？相应的能量变化为多少？(2)若入射氦核以

v0＝3×107

m/s

的速度沿两核中心连线方向轰击静止氮核。反应生成的氧核和质子同方向运动，且速度大小之比为

1∶50。求氧核的速度大小。答案

(1)吸收能量

1.2

MeV (2)1.8×106

m/s解析

(1)由

Δm