【文档说明】《高考物理新编大一轮总复习》第12章 2 知能达标训练.doc，共(6)页，540.000 KB，由管理员店铺上传

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1[对应学生用书第319页][基础题组]1．(多选)(2020·全国卷Ⅰ)下列核反应方程中，X1、X2、X3、X4代表α粒子的有()A.21H＋21H→10n＋X1B.21H＋31H→10n＋X2C.23592U＋10n→14456Ba＋8

936Kr＋3X3D.10n＋63Li→31H＋X4[解析]根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，可知选项B中的X2质量数是4，电荷数是2，代表α粒子，B项正确；选项D中的X4质量数是4，电荷数是

2，代表α粒子，D项正确；选项A中的X1质量数是3，电荷数是2，A项错误；选项C中的X3质量数是1，电荷数是0，代表中子，C项错误。[答案]BD2．(2018·天津卷)氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线Hα、H

β、Hγ和Hδ，都是氢原子中电子从量子数n＞2的能级跃迁到n＝2的能级时发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定()A．Hα对应的前后能级之差最小B．同一介质对Hα的折射率最大C．同一介质中Hδ的传播速度最大D．用Hγ照射某一金属能发生光电效应，则

Hβ也一定能[解析]根据E＝hv＝hcλ可知，波长越长，光子的能量越小，Hα的波长最长，光子能量最小，所对应的前后能级之差最小，选项A正确；波长越长，频率越低，折射率越小，所以同一介质对Hα的折射率最小，选项B错误；Hδ的波长最小，能量最大，折射率最大，根据n＝cv可知，在同一

介质中其传播速度最小，选项C错误；Hγ能量大于Hβ能量，即Hγ频率高于Hβ，用于Hγ照射某一金属能发生光电效应，Hβ不一定能使该金属发生光电效应，选项D错误。[答案]A3．(多选)(2020·全国卷Ⅲ)1934年

，约里奥－居里夫妇用α粒子轰击铝箔，首次产生了人工放射性同位素X，反应方程为42He＋2713Al→X＋10n。X会衰变成原子核Y，衰变方程为X→Y＋01e。则()A．X的质量数与Y的质量数相等B．X的电荷数比Y的电荷数少1C．X的电荷数比2713Al的电荷数多2D．X的质量数与

2713Al的质量数相等[解析]根据电荷数守恒和质量数守恒，可知42He＋2712Al→X＋10n方程中X的质量数2为30，电荷数为15，再根据X→Y＋01e方程可知Y的质量数为30，电荷数为14，故X的质量数与Y的质量数

相等，X的电荷数比Y的电荷数多1，X的电荷数比2713Al的电荷数多2，X的质量数比2713Al的质量数多3，选项A、C正确，B、D错误。[答案]AC4．(2020·广东七校高三联考)如图甲所示是部分氢原子能级示意图，a、b是氢原子从n＝3能级向低能级跃迁时所

放出的两束光，利用这两束光来研究某金属的光电效应，图乙是光电流与电压的关系图象，下列说法不正确的是()A．a光的波长小于b光的波长B．图乙中图线1对应的是b光C．与b光相比，单位时间内a光照射到光电管上的光子数多D．用a光做实验时对应的遏止电压大[解析]由题图甲可知，a光光子的能量

大于b光光子的能量，因此a光的波长小于b光的波长，故A正确；由题图乙可得图线1对应的遏止电压小，故图线1对应的是b光，故B、D正确；由分析可知，图线1对应的是b光，且饱和电流大，因此单位时间内b光照射到光电管上的光子数多，故C错误。[答案]C5．如图是

氢原子的能级示意图。当氢原子从n＝4能级跃迁到n＝3能级时，辐射出光子a；从n＝3能级跃迁到n＝2能级时，辐射出光子b。以下判断正确的是()A．在真空中光子a的波长大于光子b的波长B．光子b可使氢原子从基

态跃迁到激发态C．光子a可能使处于n＝4能级的氢原子电离D．大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射2种不同谱线[解析]氢原子从n＝4能级跃迁到n＝3能级的能级差小于从n＝3能级跃迁到n＝2能

级时的能级差，根据Em－En＝hν知，光子a的能量小于光子b的能量，所以光子a的频率小于光子b的频率，光子a的波长大于光子b的波长，故A正确；光子b的能量小于基态与任一激发态的能级差，所以不能被基态的原子吸收，故B错误；根据Em－En＝hν可求光子a

3的能量小于n＝4能级氢原子的电离能，所以不能使处于n＝4能级的氢原子电离，C错误；大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射3种不同谱线，故D错误。[答案]A6．(2020·四川省八校联盟联考)下列说法正确的是()A．一个

基态的氢原子吸收光子跃迁到n＝3激发态后，最多能发射出三种频率的光子B．光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性C．钚23994Pu的半衰期为24100年，200个23994Pu经48200年后，还有50个23994Pu未衰变D．一个质子和一个中子结合为一个氘核，若质子、中子和氘核的质量

分别为m1、m2、m3，则放出的能量为(m3－m2－m1)c2[解析]一个处于基态的氢原子吸收光子跃迁到n＝3激发态后，最多能发射出两种频率的光子，选项A错误；光电效应揭示了光子具有能量，康普顿效应揭示了光子除了具有能量外还具有动量，光电效应和康普顿效应深入揭示了光的

粒子性，选项B正确；由于半衰期描述的是大量原子核衰变的统计规律，对少量的原子核衰变不适用，所以选项C错误；一个质子和一个中子结合为氘核，根据爱因斯坦质能方程，释放出的核能ΔE＝Δm·c2＝(m1＋m2－m3)c2，选项D错误。[答案]B7．

(2020·全国卷Ⅱ)氘核21H可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式621H→242He＋211H＋210n＋43.15MeV表示。海水中富含氘，已知1kg海水中含有的氘核约为1.0×1022

个，若全都发生聚变反应，其释放的能量与质量为M的标准煤燃烧时释放的热量相等；已知1kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107J，1MeV＝1.6×10－13J，则M约为()A．40kgB．100kgC．400kgD．1000kg[解析]结合核反应方程知，

1kg海水中的氘核全部发生聚变反应放出的能量E＝1.0×10226×43.15×1.6×10－13J≈1.15×1010J，根据题意得M＝EE0M0＝1.15×10102.9×107×1kg≈400kg，故A、B、D

项错误，C项正确。[答案]C8．(2021·广西桂林市、贺州市联考)下列关于核反应的说法正确的是()A.23892U→23490Th＋42He是铀核的裂变B.21H＋31H→42He＋10n是核聚变反应C．核反应2713Al＋42He→3015P＋X中的X是质子D．卢瑟福发现中子的核反

应方程是：42He＋147N→178O＋10n[解析]23892U→23490Th＋42He是衰变方程，选项A错误；21H＋31H→42He＋10n是核聚变反应，选项B正确；核反应2713Al＋42He→3015P＋

X中的X质量数为1，电荷数为零，则X是中子，选4项C错误；卢瑟福发现质子的核反应方程是：42He＋147N→178O＋10n，选项D错误。[答案]B[提升题组]9．四个核反应方程分别为：①23592U＋10n→9038Sr＋13654Xe＋

1010n；②23892U→23490Th＋42He；③63Li＋10n→42He＋31H＋4.9MeV；④21H＋31H→42He＋10n＋17.6MeV。下列说法正确的是()A．①②都是重核铀的同位素的核反应，故都是重核的裂变反应B．①③反应前都有一个中子，故都是原子核的人工转变C．

②③④生成物中都有α粒子，故都是α衰变反应D．③比④放出的能量少，说明③比④质量亏损得少[解析]①是重核的裂变反应，②是α衰变反应，选项A错误；③是原子核的人工转变，④是轻核的聚变反应，选项B、C错误；③比④放出的能量少，根据爱因斯坦质能方程可知，③比④质量亏损得少，故选项D正确。[答

案]D10．(2018·天津卷)国家大科学工程——中国散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台。下列核反应中放出的粒子为中子的

是()A.147N俘获一个α粒子，产生178O并放出一个粒子B.2713Al俘获一个α粒子，产生3015P并放出一个粒子C.115B俘获一个质子，产生84Be并放出一个粒子D.63Li俘获一个质子，产生32He并放出一个粒子[解

析]根据质量数守恒、电荷数守恒，各选项核反应方程如下：147N＋42He→178O＋11H，故A错误。2713Al＋42He→3015P＋10n，故B正确。115B＋11H→84Be＋42He，故C错误。63Li＋11H→32He＋42He，故D错误。[答案]B11．(多选)(2020·广东省汕

头市模拟)如图所示，静止的23892U核发生α衰变后生成反冲Th核，两个产物都在垂直于它们速度方向的匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是()5A．衰变方程可表示为23892U→23490Th＋42HeB

．Th核和α粒子的圆周轨道半径之比为1∶45C．Th核和α粒子的动能之比为1∶45D．Th核和α粒子在匀强磁场中旋转的方向相反[解析]已知α粒子为42He，则由电荷数守恒及质量数守恒可知，衰变方程为：23892U→23490Th＋42He，故A正

确；Th核和α粒子都带正电荷，则在题图匀强磁场中都是逆时针旋转，故D错误；由动量守恒可得衰变后vThvα＝mαmTh＝4234，则Th核和α粒子的动能之比12mThv2Th12mαv2α＝2344×42342＝4234＝2117，故C错误；粒子在匀强磁场中运动，洛伦兹力提

供向心力，所以有qvB＝mv2R，则R＝mvBq，所以Th核和α粒子的圆周轨道半径之比RThRα＝mThvThBqTh∶mαvαBqα＝2344×4234×290＝145，故B正确。[答案]AB12．(多选)(2020·东北三校联考)如图所示，氢原子可在下列各能级间发生跃迁

，设从n＝4到n＝1能级辐射的电磁波的波长为λ1，从n＝4到n＝2能级辐射的电磁波的波长为λ2，从n＝2到n＝1能级辐射的电磁波的波长为λ3，则下列关系式中正确的是()A．λ1＜λ3B．λ3＜λ2C．λ3＞λ2D.1λ3＝1λ1＋1λ2[解析]已知从n＝4到n

＝1能级辐射的电磁波的波长为λ1，从n＝4到n＝2能级辐射的电磁波的波长为λ2，从n＝2到n＝1能级辐射的电磁波的波长为λ3；则λ1、λ2、λ3的关系为hcλ1＞hcλ3＞hcλ2，即1λ1＞1λ3，λ1＜λ

3；1λ3＞1λ2，λ3＜λ2，又hcλ1＝hcλ3＋hcλ2，即1λ1＝1λ3＋1λ2，则1λ3＝1λ1－1λ2，即正确选项为A、B。[答案]AB13．(2017·北京卷)在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止

的放射性原子核发生了一次α衰变。放射出的α粒子(42He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量。(1)放射性原子核用AZX表示，新核的元素符号用Y表示，写出该α衰变的核反应

方程。6(2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小。(3)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损Δm。[解析](1)AZX→A－4Z－2Y＋42He。(2)设α

粒子的速度大小为v，由qvB＝mv2R，T＝2πRv，得α粒子在磁场中运动周期T＝2πmqB环形电流大小I＝qT＝q2B2πm(3)由qvB＝mv2R，得v＝qBRm设衰变后新核Y的速度大小为v′，系统动量守恒Mv′－mv＝0v′＝mvM＝qBRM由Δmc2＝12Mv′2＋12mv

2得Δm＝(M＋m)(qBR)22mMc2说明：若利用M＝A－44m解答，亦可。[答案](1)AZX→A－4Z－2Y＋42He(2)2πmqBq2B2πm(3)(M＋m)(qBR)22mMc2