十年高考高考物理试题分类解析 专题28.docx

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十年高考高考物理试题分类解析专题28

十年高考（2003—2020）物理试题分类解析

专题28原子物理

一．2020年高考题

1（2020·福建理综）关于近代物理，下列说法正确的是________。

（填选项前的字母）

A．α射线是高速运动的氦原子

B．.核聚变反应方程H+H→He+n，n表示质子

C．.从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比

D．.玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氦原子光谱的特征

【答案】：

D

【解析】：

α射线是高速运动的氦原子核，选项A错误；核聚变反应方程H+H→He+n，n表示中子，选项B错误；从金属表面逸出的光电子的最大初动能随照射光的频率的增大而增大，但不是成正比，选项C错误；玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氦原子光谱的特征，选项D正确。

2．（2020·上海物理）在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度，其检测装置由放射源、探测器等构成，如图所示。

该装置中探测器接收到的是（）

（A）x射线（B）α射线

（C）β射线（D）γ射线

【答案】：

【解析】：

．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.（2020·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

【解析】：

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．（2020·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（）

【答案】：

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.（2020·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

【解析】：

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．（2020·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（2020·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）（2020·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．（2020·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（2020·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。

二．2020年高考题

1．（2020·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.（2020·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.（2020·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

答案：

.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．（2020·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．（2020·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

答案：

D解析：

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（2020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。

答案：

（1）①I→X+e②16

解析：

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（2020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）（2020·海南物理卷19题

（1））2020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（2020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。

三．2020年高考题

1．（2020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