适用于新教材2024版高考物理一轮总复习课时规范练74

这是一份适用于新教材2024版高考物理一轮总复习课时规范练74，共5页。试卷主要包含了6 MeV的能量，氢原子能级图如图所示，85eV-=0等内容，欢迎下载使用。

课时规范练74
基础对点练
1.(核反应方程)下列有关核电站采用何种核变化及其对应核反应方程的说法,正确的是(　　)
A.β衰变ThPae
B.α衰变ThHe
C.核聚变Hen
D.核裂变BaKr+n
答案 D
解析 核电站采用的是铀发生核裂变的反应,即nBaKr+n,故选D。
2.(α粒子散射实验)如图是卢瑟福的α粒子散射实验装置,在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋,它发出的α粒子从铅盒的小孔射出,形成很细的一束射线,射到金箔上,最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是(　　)

A.该实验证实了原子枣糕模型的正确性
B.只有少数的α粒子发生大角度偏转
C.根据该实验估算出原子核的直径约为10-10 m
D.α粒子与金原子中的电子碰撞可能会发生大角度偏转
答案 B
解析 根据α粒子散射实验现象,卢瑟福提出了原子核式结构模型的假设,从而否定了J.J.汤姆孙的原子枣糕模型,A错误;α粒子散射实验的现象是绝大多数α粒子几乎不发生偏转,少数α粒子发生了较大角度的偏转,极少数α粒子偏转角度超过90°,B正确;根据该实验估算出原子核的直径的数量级为10-15m,C错误;电子质量远小于α粒子质量,α粒子与电子碰撞时不会发生大角度的偏转,D错误。
3.(半衰期)(2023河北唐山模拟)氚是氢的一种放射性同位素,半衰期为12.43年,下列关于氚核衰变说法正确的是(　　)
A.经过12.43年,6个氚核还剩余3个没有衰变
B.经过12.43年,质量为m的氚核还剩余没有衰变
C.增加气体中氚的浓度可以缩短其半衰期
D.改变氚核存放环境可改变其半衰期
答案 B
解析 半衰期是大量放射性原子核衰变的统计规律,对个别的原子核没有意义,故A错误,B正确;半衰期由原子核本身的因素决定,跟原子核所处的物理或化学状态无关,C、D错误。
4.(聚变反应)(多选)已知某核聚变的反应方程为HeX+17.6 MeV,关于此核聚变,以下说法正确的是(　　)
A.要使轻核发生聚变,就要利用粒子加速器,使轻核拥有很大的动能
B.Z=0,M=1
C.1 mol氘核和1 mol氚核发生核聚变,可以放出17.6 MeV的能量
D.聚变比裂变更安全、清洁
答案 BD
解析 通过加热,让等离子气体达到上亿摄氏度的高温而发生轻核聚变,故A错误;根据质量数守恒和电荷数守恒,可以求出X为中子n,即Z=0,M=1,故B正确;1个氘核和1个氚核发生核聚变,可以放出17.6MeV的能量,故C错误;轻核聚变产生物为氦核,没有辐射和污染,所以聚变比裂变更安全、清洁,故D正确。
5.(质能方程、核能的计算)(2022辽宁卷改编)某实验所用核反应方程为XMgAl,已知X、Mg、Al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H
B.X为氚核H
C.E=(m1+m2+m3)c2
D.E=(m1+m2-m3)c2
答案 D
解析 根据核反应的质量数守恒和电荷数守恒可知,X的质量数为1,电荷数为1,为氕核H,A、B错误;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,C错误,D正确。
6.(三种射线、衰变、半衰期)(2023山东日照模拟)在花岗岩、大理石等装饰材料中,都不同程度地含有放射性元素,下列有关放射性元素的说法正确的是(　　)
A.β射线与γ射线都是高速运动的光子流
BBi的半衰期是5天,100 g Bi经过10天后还剩下50 g
C.在α、β、γ三种射线中,γ射线的穿透能力最强、电离能力最弱
D.放射性元素发生β衰变时,所释放的电子是原子核外电子挣脱原子核束缚形成的
答案 C
解析 β射线是电子流,γ射线是高速运动的光子流,A错误Bi的半衰期是5天,100gBi经过10天后还剩下m=m0=100g=25g,B错误;在α、β、γ三种射线中,γ射线的穿透能力最强、电离能力最弱,C正确;放射性元素发生β衰变时,原子核内一个中子转变成一个质子和一个电子,电子释放出来,D错误。
7.(氢原子能级跃迁规律)(2023北京海淀模拟)如图为氦离子(He+)的能级图,根据玻尔原子理论,关于氦离子能级跃迁,下列说法正确的是(　　)

A.大量处于n=3能级的氦离子,最多可辐射2种不同频率的光子
B.从n=4能级向n=3能级跃迁,需吸收2.64 eV能量
C.处于n=1能级的氦离子,可以吸收54.0 eV的能量而发生电离
D.从n=3能级跃迁到n=2能级比从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子频率低
答案 D
解析 大量处于n=3能级的氦离子,最多可辐射=3种不同频率的光子,A错误;因为从n=4能级向n=3能级跃迁,是从高能级向低能级跃迁,要释放能量,B错误;由题图可知,处于n=1能级的氦离子要发生电离,需要吸收的能量应满足ΔE≥0-E1=54.4eV,C错误;因为从n=3能级跃迁到n=2能级辐射的光子能量为ΔE'=E3-E2=7.56eV,而从n=2能级跃迁到n=1能级辐射的光子能量为ΔE″=E2-E1=40.8eV,即从n=3能级跃迁到n=2能级比从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子的能量小,又因为ε=hν,所以从n=3能级跃迁到n=2能级比从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子频率低,D正确。
素养综合练
8.(多选)(2022浙江卷)秦山核电站生产C的核反应方程为C+X,其产物C的衰变方程为e。下列说法正确的是(　　)
A.X是H
BC可以用作示踪原子
Ce来自原子核外
D.经过一个半衰期,10个C将剩下5个
答案 AB
解析 根据质量数守恒和电荷数守恒可知,X的电荷数为1,质量数为1,故为H,A项正确C具有衰变性,其产物无污染,可以用作示踪原子,B项正确;衰变时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e来自原子核内,C项错误;半衰期是一个统计规律,对于大量原子核衰变是成立的,少量原子核衰变时规律不成立,D项错误。
9.氢原子能级图如图所示。现有一群处于n=4激发态的氢原子,用这些氢原子辐射出的光照射逸出功为2.13 eV的某金属,已知电子的电荷量为1.6×10-19 C,则(　　)

A.这些氢原子能辐射出3种不同频率的光子
B.这些氢原子辐射出光子后,电子的总能量保持不变
C.这些氢原子辐射出的所有光都能使该金属发生光电效应
D.该金属逸出的所有光电子中,初动能的最大值为1.7×10-18 J
答案 D
解析 这些氢原子可以辐射出=6种不同频率的光子,A错误。这些氢原子辐射出光子后,电子的动能增大,电势能减小,总能量会减小,B错误。氢原子由n=4能级跃迁到n=3能级产生的光的能量E43=E4-E3=-0.85eV-(-1.51eV)=0.66eV<2.13eV,所以不能使逸出功为2.13eV的金属发生光电效应,C错误。氢原子由n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光子能量最大,频率最大,最大能量E41=12.75eV,根据光电效应方程可知,入射光子的能量越高,则逸出的光电子的动能越大,初动能的最大值Ek=(12.75-2.13)eV=10.62eV=1.7×10-18J,D正确。
10.(2023山东济南模拟)核聚变可以提供高效、清洁的能量。一种核聚变是一个质子H和两个中子n结合为一个氚核并放出一个光子。已知质子的质量是1.007 3 u,中子的质量是1.008 7 uH的质量是3.016 0 u,1 u相当于931.5 MeV的能量,普朗克常量为6.63×10-34 J·s。
(1)写出这种核聚变的核反应方程式。
(2)求放出光子的频率。(结果保留2位有效数字)
(3)求氚核的比结合能。
答案 (1H+H
(2)2.0×1021 Hz
(3)2.7 MeV
解析 (1)根据电荷数守恒,质量数守恒,知该核聚变的核反应方程为
H+H。
(2)该核反应质量亏损为
Δm=1.0073u+2×1.0087u-3.0160u=0.0087u
释放的核能为
ΔE=0.0087×931.5MeV=8.1MeV
根据ΔE=hν
代入数据解得ν=2.0×1021Hz。
(3)由上分析可知,氚核的结合能为ΔE=8.1 MeV,则氚核的比结合能为=2.7 MeV。