高考物理十年试题分类解析 专题28 原子物理Word格式.docx

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（A）x射线（B）α射线

（C）β射线（D）γ射线

．在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度，该装置中探测器接收到的是γ射线，选项D正确。

【考点定位】此题考查放射线的穿透能力。

3.（2012·

广东理综物理）能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一，下列释放核能的反应方程，表述正确的有

A.H+H→He+n是核聚变反应

B.H+H→He+n是β衰变

C.U+n→Ba+Kr+3n是核裂变反应

D．U+n→Xe+Sr+2n是α衰变

3【答案】：

AC

H+H→He+n是核聚变反应，U+n→Ba+Kr+3n是核裂变反应，U+n→Xe+Sr+2n是核裂变反应，选项AC正确。

【考点定位】此题考查核反应方程的类型分析及其相关知识。

4.（201·

天津理综）下列说法正确的是

A．采用物理和化学方法可以有效改变放射性元素的半衰期

B．由波尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子

C．从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力

D．原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量

解和知道。

5．（2012·

上海物理）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关系的是图（）

B【解析】：

同位素的质量数A越大，中子数N越大，当质量数为1时，中子数为零，选项B正确。

【考点定位】此题考查同位素的质量数A与中子数N关系。

6.（2012·

全国理综）U经过m次α衰变和n次β衰变Pb,则

A.m=7，n=3B.m=7，n=4C.m=14，n=9D.m=14，n=18

6.【答案】：

B

经过α衰变次数为（235-207）÷

4=7，经过β衰变次数为4次，选项B正确。

【考点定位】此题考查原子核衰变次数的计算。

7．（2012·

重庆理综）以下是物理学史上3个著名的核反应方程

x+Li→2y，y+N→x+O，y+Be→z+C。

x、y和z是3种不同的粒子，其中z是

A．α粒子B．质子C．中子D．电子

7.【答案】：

C【

解析】：

x是质子，y是α粒子，z是中子，选项C正确。

【考点定位】考查核反应方程及其相关知识。

8（2012·

江苏物理）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_____________.该反应放出的能量为Q,则氘核的比结合能为_____________.

【答案】n+H→HQ/2

【解析】一个中子与氢原子核发生核反应,生成一个氘核,其核反应方程式为n+H→H。

该反应放出的能量为Q，由两个核子，则氘核的比结合能为Q/2。

【考点定位】此题考查核反应、比结合能及其相关知识。

9（6分）（2012·

新课标理综）氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：

，式中x是某种粒子。

已知：

、、和粒子x的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；

1u=931.5MeV/c2，c是真空中的光速。

由上述反应方程和数据可知，粒子x是__________，该反应释放出的能量为_________MeV（结果保留3位有效数字）

.答案：

中子17.6

解析：

由核反应满足的质量数守恒和电荷数守恒可知，粒子x是中子。

由质能方程可得△E=△mc2=△m×

931.5MeV/c2=17.6MeV。

【考点定位】此题考查核反应方程、核能计算等。

10．（2012·

上海物理）Co发生一次β衰变后变为Ni核，其衰变方程为______________；

在该衰变过程中还发出频率为ν1、ν2的两个光子，其总能量为_____________________。

11（2012·

海南物理）一静止的U核经α衰变成为Th核，释放出的总动能为4.27MeV。

问此衰变后Th核的动能为多少MeV（保留1位有效数字）？

=

式中Ek=4.27MeV，是α粒子和Th核的总动能。

联立解得：

mThvTh2=Ek。

代入数据得，衰变后Th核的动能为mThvTh2=0.07MeV。

【考点定位】此题考查动量守恒定律、衰变及其相关知识。

二．2011年高考题

1．（2011·

上海物理）卢瑟福利用粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是

答案：

D解析：

卢瑟福利用粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正对原子核的粒子被反弹，越靠近原子核的偏转角越大，所以正确反映实验结果的示意图是D。

2.（2011·

浙江理综）关于天然放射现象，下列说法正确的是

A.α射线是由氦原子核衰变产生

B.β射线是由原子核外电子电离产生

C.γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生

D.通过化学反应不能改变物质的放射性

3.（2011·

重庆理综）核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137。

.碘131的半衰期约为8天，会释放射线；

铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射射线。

下列说法正确的是

A.碘131释放的射线由氦核组成

B.铯137衰变时辐射出的光子能量小于可见光光子能量

C.与铯137相比，碘131衰变更慢。

D.与铯133和铯137含有相同的质子数

.D解析：

碘131释放的射线由电子组成，选项A错误；

铯137衰变时辐射出的光子能量大于可见光光子能量，选项B错误；

与铯137相比，碘131衰变更快，选项C错误；

与铯133和铯137含有相同的质子数，互为同位素，选项D正确。

4．（2011·

上海物理）天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示，由此可推知

（A）②来自于原子核外的电子

（B）①的电离作用最强，是一种电磁波

（C）③的电离作用较强，是一种电磁波

（D）③的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子

5．（2011·

上海物理）在存放放射性元素时，若把放射性元素①置于大量水中；

②密封于铅盒中；

③与轻核元素结合成化合物．则

（A）措施①可减缓放射性元素衰变

（B）措施②可减缓放射性元素衰变

（C）措施③可减缓放射性元素衰变

（D）上述措施均无法减缓放射性元素衰变

放射性元素衰变是原子核内发生的反应，任何物理化学方法均无法减缓放射性元素衰变，选项D正确。

6（2011山东理综卷）碘131核不稳定，会发生β衰变，其半衰变期为8天。

碘131核的衰变方程：

I→________（衰变后的元素用X表示）。

经过________天有75%的碘131核发生了衰变。

（1）①I→X+e②16

根据核反应遵循的规律，可得碘131核的衰变方程：

I→X+e。

有75%的碘131核发生了衰变，说明经过了两个半衰期，即经过16天有75%的碘131核发生了衰变。

7（2011江苏物理）有些核反应过程是吸收能量的。

例如在中，核反应吸收的能量，在该核反应中，X表示什么粒子？

X粒子以动能EK轰击静止的N，若EK=Q，则该核反应能否发生？

请简要说明理由。

8（4分）（2011·

海南物理卷19题

（1））2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站的核泄漏事故。

在泄露的污染物中含有131I和137Cs两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射。

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_______和__________（填入正确选项前的字母）。

131I和137Cs原子核中的中子数分别是________和_______.

A.X1→Ba+nB.X2→Xe+eC.X3→Ba+eD.X4→Xe+p

【答案】BC7882解析：

由质量数和核电荷数守恒可以得出能反映131I衰变过程的是方程B，131I原子核中的中子数是131-53=78；

能反映137Cs衰变过程的是方程C，137Cs原子核中的中子数是137-55=82.

9（2011天津理综卷）回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代科学技术的发展。

（1）当今医学影像诊断设备PET/CT堪称“现代医学高科技之冠”，它在医疗诊断中，常利用能放射正电子的同位素碳11作为示踪原子。

碳11是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮14获得，同时还产生另一粒子，试写出核反应方程。

若碳11的半衰期τ为20min，经2.0h剩余碳11的质量占原来的百分之几？

（结果取2位有效数字）

（2）回旋加速器的原理如图，D1和D2是两个中空的半径为R的半圆金属盒，它们接在电压一定、频率为f的交流电源上。

位于D1圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略，重力不计），它们在两盒之间被电场加速，D1、D2置于与盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中。

若质子束从回旋加速器输出时的平均功率为P，求输出时质子束的等效电流I与P、B、R、f的关系式（忽略质子在电场中的运动时间，其最大速度远小于光速）

（3）试推理说明：

质子在回旋加速器中运动时，随轨道半径r的增大，同一盒中相邻轨道的半径之差△r是增大、减小还是不变？

【解析】

（1）核反应方程为①

设碳11原有质量为m0，经过t1=2.0h剩余的质量为mr，根据半衰期定义有

②

（2）设质子质量为m，电荷量为q，质子离开加速器时速度大小为v，由牛顿第二定律知

③

质子运动的回旋周期为

④

由回旋加速器工作原理可知，交流电源的频率与质子回旋频率相同，由周期T与频率f的关系得

⑤

设在t时间内离开加速器的质子数为N，则质子束从回旋加速器输出时的平均功率

⑥

输出时质子的等效电流⑦

由上述各式得⑧

若以单个质子为研究对象解答过程正确的同样得分。

（3）方法一

整理得⑩

因U、q、m、B均为定值，令由上式得

相邻轨道半径、之差

同理

因为，比较、得

<

说明随轨道半径r的增大，同一盒中相邻轨道的半径之差△r减小。

方法二：

设为同一盒中质子运动轨道半径的序数，相邻的轨道半径分别为rk、

大小为

同理，质子第次进入D2时，速度大小为

综合上述各式得

整理得

同理，对于相邻轨道半径、，，整理后有

【点评】此题以医学影像诊断设备PET/CT切入，综合考查相关知识，难度较大。

三．2010年高考题

1．（2010上海物理）卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是

A．α粒子的散射实验B．对阴极射线的研究

C．天然放射性现象的发现D．质子的发现

【解析】卢瑟福提出了原子的核式结构模型建立的基础是α粒子的散射实验，选项A正确；

汤姆孙发现电子的基础是对阴极射线的研究，选项B错误；

贝克勒尔发现天然放射性现象，说明原子核具有复杂的结构，选项C错误；

卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现质子，选项D错误。

【答案】A

【点评】此题考查物理学史上的重要实验及