1、单元训练金卷高三物理(A)卷第十三单元 原子物理注意事项：1答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2选择题的作答：每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。一、选择题：本题共 10 小题，每小题 5 分。在每小题给出的四个选项中，第 16 题只有一项符合题目要求，第 710 题有多项符合题目要求。全部选对的得 5
2、 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。1关于天然放射性，下列说法不正确的是()A所有元素都有可能发生衰变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、和 三种射线中，射线的穿透能力最强2由于放射性元素23793Np 的半衰期很短，所以在自然界中一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现已知23793Np 经过一系列 衰变和 衰变后变成20983Bi，下列选项中正确的是()A20983Bi 的原子核比23793Np 的原子核少 28 个中子B23793Np 经过衰变变成20983Bi，衰变过程可以同时放出 粒子、粒子和粒子C衰变过程中共发
3、生了 7 次 衰变和 4 次 衰变D23793Np 的半衰期等于任一个23793Np 原子核发生衰变的时间3在卢瑟福 粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看做静止不动，下列各图画出的是其中两个 粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是()4(2015高考北京卷)下列核反应方程中，属于 衰变的是()A147N42He178O11H B23892U23490Th42HeC21H31H42He10nD23490Th23491Pa01e5太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少太阳每秒钟辐射出的能量约为41026 J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近()A1036kgB1018
4、kgC1013 kgD109 kg6(2015高考福建卷)下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是()A射线是高速运动的电子流B氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D21083Bi 的半衰期是 5 天，100 克21083Bi 经过 10 天后还剩下 50 克7(2018湖北黄冈模拟)下列说法中正确的是()A卢瑟福的 粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构B23290Th 衰变成20882Pb 要经过 6 次 衰变和 4 次 衰变C 衰变中产生的 射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的D升高放射性物质的温度，不可缩短其半衰期8(
5、2015高考山东卷)14C 发生放射性衰变成为 14N，半衰期约 5 700 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 的比例持续减小现通过测量得知，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()A该古木的年代距今约 5 700 年B12C、13C、14C 具有相同的中子数C14C 衰变为 14N 的过程中放出 射线D增加样品测量环境的压强将加速 14C 的衰变9(2018山西模拟)核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能23592U10n14156Ba9236KraX 是反应堆中发生的许多核反应中的一种
6、，X 是某种粒子，a 是 X 粒子的个数，用 mU、mBa、mKr 分别表示23592U、14156Ba、9236Kr 核的质量，mX 表示 X 粒子的质量，c 为真空中的光速，以下说法正确的是()AX 为中子，a2BX 为中子，a3C上述核反应中放出的核能E(mUmBamKr2mX)c2D上述核反应中放出的核能E(mUmBamKr3mX)c210人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)与原子序数有如图所示的关系下列关于原子结构和核反应的说法正确的是()A由图可知，原子核 D 和 E 聚变成原子核 F 时会有质量亏损，要吸收能量B由图可知，原子核 A 裂变成原子核 B
7、 和 C 时会有质量亏损，要放出核能C已知原子核 A 裂变成原子核 B 和 C 时放出的射线能使某金属板逸出光电子，若增加射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大此卷只装订不密封班级姓名准考证号考场号座位号D在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度二、非选择题：本大题共 4 小题，共 60 分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。11(2016高考江苏卷)(1)贝克勒尔在 120 年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用下列属于放射性衰变的是_A146C14
8、7N01eB23592U10n13953I9539Y210nC21H31H42He10nD42He2713Al3015P10n(2)已知光速为 c，普朗克常量为 h，则频率为 的光子的动量为_用该频率的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去，则光子在反射前后动量改变量的大小为_12如图所示是研究光电管产生的电流的电路图，A、K 是光电管的两个电极，已知该光电管阴极的极限频率为 0现将频率为(大于 0)的光照射在阴极上，则：(1)_是阴极，阴极材料的逸出功等于_(2)加在 A、K 间的正向电压为 U 时，到达阴极的光电子的最大动能为_，将 A、K间的正向电压从零开始逐渐增加，电流表的示数的变
9、化情况是_(3)为了阻止光电子到达阳极，在 A、K 间应加 U 反_的反向电压(4)下列方法一定能够增加饱和光电流的是_A照射光频率不变，增加光强B照射光强度不变，增加光的频率C增加 A、K 电极间的电压D减小 A、K 电极间的电压13为确定爱因斯坦的质能方程Emc2的正确性，设计了如下实验：用动能为 E1060 MeV的质子轰击静止的锂核73Li，生成两个 粒子，测得两个 粒子的动能之和为 E2199 MeV，已知质子、粒子、锂粒子的质量分别取 mp1007 3 u、m4001 5 u、mLi7016 0 u，求：(1)写出核反应方程(2)通过计算说明Emc2 正确(1 u 相当于 9315
10、 MeV)14一个静止的氡核22286Rn 放出一个 粒子后衰变为钋核21884Po，同时放出能量为 E009 MeV的光子假设放出的核能完全转变为钋核与 粒子的动能，不计光子的动量已知 M 氡222086 63u、m4002 6 u、M 钋218076 6 u，1 u 相当于 9315 MeV 的能量(1)写出上述核反应方程；(2)求出发生上述核反应放出的能量；(3)确定钋核与 粒子的动能 单元训练金卷高三物理(A)卷第十三单元 原子物理答 案1【答案】A【解析】选 A自然界中绝大部分元素没有放射现象，选项 A 错误；放射性元素的半衰期只与原子核结构有关，与其他因素无关，选项 B、C 正确；
11、、和 三种射线电离能力依次减弱，穿透能力依次增强，选项 D 正确2【答案】C【解析】选 C20983Bi 的中子数为 20983126，23793Np 的中子数为 23793144，20983Bi 的原子核比23793Np 的原子核少 18 个中子，A 错误；23793Np 经过一系列 衰变和 衰变后变成20983Bi，可以同时放出 粒子和粒子或者 粒子和粒子，不能同时放出三种粒子，B 错误；衰变过程中发生 衰变的次数为23720947 次，衰变的次数为 27(9383)4(次)，C 正确；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核不适用，选项 D 错误3【答案】C【解析】选 C 粒子与原
12、子核相互排斥，A、D 错误；运动轨迹与原子核越近，力越大，运动方向变化越明显，B 错误，C 正确4【答案】B【解析】选 B 衰变是放射性元素的原子核放出 粒子(42He)的核反应，选项 B 正确5【答案】D【解析】选 D由爱因斯坦质能方程Emc2 知：mEc2 41026（3108）2 kg4109 kg，选项 D 正确6【答案】B【解析】选 B 射线是高速电子流，而射线是一种光子流，选项 A 错误氢原子辐射光子后，绕核运动的电子距核更近，动能增大，选项 B 正确太阳辐射能量的主要来源是太阳内部氢核的聚变，选项 C错误10 天为两个半衰期，剩余的21083Bi 为 100 12tg100 12
13、2g25 g，选项 D 错误7【答案】BD【解析】选 BD卢瑟福的 粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，但并不能说明原子核有复杂的结构，A 错误；据 衰变、衰变的实质可知23290Th20882Pbn42Hem 01e，得 n6，m4，故B 正确；衰变中 射线是由原子核中的中子转变形成的，C 错误；放射性物质的半衰期只由其本身决定，与外界环境无关，D 正确 8【答案】AC【解析】选 AC古木样品中 14C 的比例是现代植物所制样品的二分之一，根据半衰期的定义知该古木的年代距今约 5 700 年，选项 A 正确；同位素具有相同的质子数，不同的中子数，选项 B错误；14C 的衰变方程为146C14
14、7N01e，所以此衰变过程放出 射线，选项 C 正确；放射性元素的半衰期与核内部自身因素有关，与原子所处的化学状态和外部条件无关，选项 D 错误9【答案】BC【解析】选 BC核反应中，质量数守恒，电荷数守恒，则知23592U10n14156Ba9236KraX 中 X为10n，a3，则 A 错误，B 正确；由Emc2 可得：E(mUmXmBamKr3mX)c2(mUmBamKr2mX)c2，则 C 正确，D 错误10【答案】BD【解析】选 BD原子核 D、E 聚变成原子核 F，放出能量，A 错误；A 裂变成 B、C，放出能量，B 正确；增加入射光强度，光电子的最大初动能不变，C 错误；镉棒能吸
15、收中子，可控制核反应速度，D 正确11【答案】(1)A(2)hc 2hc【解析】(1)A 是 衰变，B 是核裂变，C 是核聚变，D 是原子核的人工转变，所以 A 符合题意(2)光子的动量 pEchc，垂直反射回去phc hc 2hc 12【答案】(1)K h0(2)hh0eU 逐渐增大，直至保持不变(3)hh0e(4)A【解析】(1)被光照射的金属将有光电子逸出，故 K 是阴极，逸出功与极限频率的关系为 W0h0(2)根据光电效应方程可知，逸出的光电子的最大初动能为 hh0，经过电场加速获得的能量为eU，所以到达阳极的光电子的最大动能为 hh0eU，随着电压增加，单位时间内到达阳极的光电子数量
16、将逐渐增多，但当从阴极逸出的所有光电子都到达阳极时，再增大电压，也不可能使单位时间内到达阳极的光电子数量增多所以，电流表的示数先是逐渐增大，直到保持不变(3)从阴极逸出的光电子在到达阳极的过程中将被减速，被电场消耗的动能为 eU 反，如果 hh0eU 反，就将没有光电子能够到达阳极，所以 U 反hh0e(4)要增加单位时间内从阴极逸出的光电子的数量，就需要增加照射光单位时间内入射光子的个数，所以只有 A 正确 13【答案】(1)73Li11H242He(2)见解析【解析】(1)核反应方程为：73Li11H242He(2)核反应的质量亏损：mmLimp2m7016 0 u1007 3 u2400
17、1 5 u0020 3u，由质能方程可得与质量亏损相当的能量：Emc20020 39315 MeV189 MeV，而系统增加的能量：EE2E1193 MeV，这些能量来自核反应中，在误差允许的范围内可认为相等，所以Emc2 正确 14【答案】(1)22286Rn21884Po42He(2)692 MeV(3)012 MeV 671 MeV【解析】(1)22286Rn21884Po42He(2)质量亏损m222086 63 u4002 6 u218076 6 u0007 43 u Emc20007 439315 MeV692 MeV(3)设 粒子、钋核的动能分别为 Ek、Ek 钋，动量分别为 p、p 钋，由能量守恒定律得：EEkEk 钋E 不计光子的动量，由动量守恒定律得：0pp 钋 又 Ek p22m，故 EkEk 钋2184 联立解得 Ek 钋012 MeV，Ek671 MeV