五年高考真题高考物理专题近代物理

五年高考真题高考物理专题近代物理

考点一光电效应波粒二象性

1．[2015·新课标全国Ⅱ，35〔1〕，5分]〔难度★★〕〔多选〕实物粒子和光都具有波粒二象性．下列事实中突出体现波动性的是〔〕

A．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样

B．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹

C．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构

D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构

E．光电效应实验中,光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关解析电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，可以说明电子是一种波，故A正确；β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹，可以说明β射线是一种粒子，故B错误；人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，中子衍射说明中子是一种波，故C正确；人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，利用了电子束的衍涉现象，说明电子束是一种波，故D正确；光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，说明光是一种粒子，故E错误．答案ACD

2．[2015·江苏单科,12C〔1〕，5分]〔难度★★★〕〔多选〕波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有〔〕

A．光电效应现象揭示了光的粒子性

B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性

C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释

D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等

解析光电效应说明光的粒子性，所以A正确；热中子束在晶体上产生衍射图样，即运动的实物粒子具有波的特性，即说明中子具有波动性，所以B正确；黑体辐射的实验规律说明电磁辐射具有量子化，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，所以黑体辐射用光的粒子性解释，即C错误；根据德布罗意波长公式λ＝，p2＝2mEk，又质子的质量大于电子的质量，所以动能相等的质子和电子，质子的德布罗意波较短，所以D错误．

答案AB

3．[2014·江苏单科,12C〔1〕]〔难度★★〕已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和

5.44×1014Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的〔〕

A．波长 B．频率 C．能量 D．动量

解析由光电效应方程Ekm＝hν－W＝hν－hν0

钙的截止频率大，因此钙中逸出的光电子的最大初动能小，其动量p＝，故动量小，由λ＝，可知波长较大，则频率较小，选项A正确．

答案 A

4．〔2014·广东理综，18，6分〕〔难度★★★〕〔多选〕在光电效应实验中,用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是〔〕

A．增大入射光的强度，光电流增大

B．减小入射光的强度，光电效应现象消失

C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应

D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大

解析增大入射光强度，使单位时间内逸出的光电子数增加，因此光电流增大,选项A正确；光电效应与照射光的频率有关，与强度无关，选项B错误；当照射光的频率小于ν，大于极限频率时发生光电效应，选项C错误；由Ekm ＝hν－W，增加照射光的频率，光电子的最大初动能变大，选项D 正确．

答案AD

5. 〔2013·北京理综,14，6分〕〔难度★★〕如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b.下列判断正确的是〔〕

A．玻璃对a光的折射小于对b光的折射率

B．a光的频率大于b光的频率

C．在真空中a光的波长大于b光的波长

D．a光光子能量小于b光光子能量

解析由光路图知,a光比b光的偏折程度大，说明a光的频率大于b光的频率，B选项正确；同一种介质，对频率大的光折射率大，A选项错误；在真空中的波长λ＝,故频率大的光波长短，C 选项错误；光子能量E＝hν，ν为光的频率，故频率越大，光子能量越大，D选项错误．答案 B

6. 〔2013·北京理综，20,6分〕〔难度★★〕以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实．

光电效应实验装置示意如图．用频率为ν的普通光源照射阴极K ，没有发生

光电效应．换用同

样频率ν的强激光照射阴极K ，则发生了光电效应；此时， 若加上反向电压U,即将阴极K 接电源正极，阳极A 接电源负极，在KA 之 间就形成了使光电子减速的电场．逐渐增大U ，光电流会逐渐减

小；当光电

流恰好减小到零时,所加反向电压U 可能是下列的〔其中W 为逸出功，h 为普 朗克常量，

e 为电子电量〕〔 〕 A ．U ＝－

B ．U ＝－W e

C ．U ＝2h ν－W

D ．U ＝－W e

解析 假设电子吸收光子个数为n 〔n>1〕,则nhν＝Ek ＋W ，又Ek ＝eU ，解得U

＝－，B 正

确．

答案 B 7．[2012·福建理综，29〔1〕，6分]〔难度★★〕关于近代物理，下列说法正确的是〔 〕 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 中，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，其理论能够解释氢原子光谱的特征

解析 α射线是高速运动的氦原子核，A 错误；n 为中子，B 错误；光电效

应中，金属中的电

子吸收一个光子获得的能量是h ν，这些能量一部分用来克 服金属的逸出功W0,剩下的表现为逸出后电

子的初动能Ek ，C 错误；玻尔将 量子观念引入原子领域，D 正确．

答案 D

8．[2013·江苏物理，12C 〔1〕]〔难度★★★〕如果一个电子的德布罗意波长和一个中 子的相等，

则它们的________也相等． A ．速度

B ．动能

C ．动量

D ．总能量

解析 由德布罗意波长公式λ＝可知，波长相等，则动量相等，故C 正确； 由于电子和中子质

量不等,由p ＝mv 可知速度不等，故A 错误；动能Ek ＝mv2 ＝，故动能不等，B 错误；总能量E ＝

mc2，故D 错误．

答案 C

9．[2015·新课标全国Ⅰ，35〔1〕，5分]〔难度★★★〕在某次光电效应实验中，得到 的遏止电压

Uc 与入射光的频率ν的关系如图所示.若该直线的斜率和截距分

别为k 和b ，电子电荷量的绝对值

为e,则普朗克常量可表示为________，所

用材料的逸出功可表示为________．

解析 光电效应中，入射光子能量h ν，克服逸出功W0后多余的能量转换为 电子动能，反向遏

制电压eU ＝h ν－W0，整理得U ＝ν－，斜率即＝k ， 所以普朗克常量h ＝ek ，截距为b ，即eb ＝－W0，所以逸出功W0＝－eb.

答案 ek －eb

10．〔2011·新课标全国卷，35〔1〕,6分〕〔难度★★〕在光电效应实验中，某金属的截 止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为________．若用波长为λ〔λ＜λ0〕 的单色光做该实验，则其

遏止电压为________．已知电子的电荷量、真空中 的光速和普朗克常量分别为e 、c 和h.

解析 设该金属的截止频率为ν0，则该金属的逸出功W0＝h ν0＝；对光电

子，由动能定理得

eUc ＝h －W0，解得Uc ＝·.

答案 ·

λ0－λ

λλ0

考点二 原子结构 氢原子光谱

1．[2015·福建理综，30〔1〕，6分]〔难度★★〕〕下列有关原子结构和原子核的认识， 其中正确的是〔 〕 A ．γ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 D. Bi 的半衰期是5天，100克Bi 经过10天后还剩下50克

解析 γ射线是光子流，故A 错误；氢原子辐射光子后，由高能级向低能级 跃迁，半径减小，

绕核运动的动能增大，故B 正确；太阳辐射能量主要来源

是太阳中发生的轻核聚变，故C 错误；100

克Bi 经过10天即2个半衰期 还剩下×100克＝25克，故D 错误．

答案 B

2．〔2015·重庆理综，1，6分〕〔难度★★〕图中曲线a 、b 、c 、d 为气泡室中某放射 物发生衰变

放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向 里．以下判断可能正确的是

〔 〕

A ．a 、b 为β粒子的径迹

B．a、b为γ粒子的径迹

C．c、d为α粒子的径迹

D．c、d为β粒子的径迹

解析γ粒子是不带电的光子，在磁场中不偏转，选项B错误；α粒子为氦核带正电，由左手定则知向上偏转，选项A、C错误；β粒子是带负电的电子，应向下偏转，选项D正确．答案 D

3．〔2014·天津理综，6，6分〕〔难度★★〕〔多选〕下列说法正确的是〔〕

A．玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立

B．可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施

C．天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转

D．观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同

解析玻尔对氢原子光谱的研究完善了核式结构模型，选项A错误；紫外线有荧光效应，故B 选项正确；天然放射现象中的γ射线不带电，在电场或磁场中不发生偏转，选项C错误；观察者与波源互相远离，由多普勒效应可知接收到的频率变小，故选项D正确．

答案BD

4．[2014·山东理综，39〔1〕]〔难度★★★〕〔多选〕氢原子能级如图，当氢原子从n＝

3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是〔〕

A．氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nm

B．用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级

C．一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线

D．用波长为633 nm的光照射，不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级

解析由E初－E终＝hν＝h可知，氢原子跃迁时始、末能级差值越大,辐射的光子能量越高、波长越短，由能级图知E3－E2

答案CD

5．〔2013·福建理综，30〔2〕，6分〕〔难度★★〕在卢瑟福α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α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是

〔〕

解析α粒子与原子核均带正电荷，所以α粒子受到原子核的作用力为斥力，据此可排除选项A、D；α粒子不可能先受到吸引力,再受到排斥力，B错误．

答案 C

6．〔2013·天津理综，1，6分〕〔难度★★〕下列说法正确的是〔〕

A．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律

B．α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流

C．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子

D．发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关

解析原子核发生衰变时有质量亏损，质量不守恒，选项A错；γ射线是光子流，不是带电粒子流，选项B错；氢原子从激发态向基态跃迁，辐射的光子能量hν＝Em－En，即只能辐射特定频率的光子，C项正确；光电效应的光电子动能Ek＝hν－W,只与入射光频率有关，而与入射光强度无关，D项错误．

答案 C

7．〔2012·北京理综，13，6分〕〔难度★★〕一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子〔〕

A．放出光子，能量增加B．放出光子，能量减少

C．吸收光子，能量增加D．吸收光子，能量减少

解析根据玻尔原子理论知，氢原子从高能级n＝3向低能级n＝2跃迁时，将以光子形式放出能量，放出光子后原子能量减少，故B选项正确．

答案 B

8. 〔2012·四川理综,17，6分〕〔难度★★★〕如图为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子〔〕

A.从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出电磁波的波长长

B.从n＝5能级跃迁到n＝1能级比从n＝5能级跃迁到n＝4能级辐射出电磁波的速度大

C．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的

D．从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量

解析光子能量E＝hν＝，而E4－3＜E3－2，故λ4－3＞λ3－2，A项正确；由于光波的波速

由介质和频率共同决定，且在真空中传播时与频率无关，故B 错； 电子在核外不同能级出现的概率是

不同的，故C 错；能级跃迁是核外电子在 不同轨道间的跃迁，与原子核无关，故D 错误．

答案 A

9．〔2012·江苏单科，12C 〔1〕〕〔难度★★〕如图所示是某原子的能级图，a 、b 、c 为 原子跃迁所

发出的三种波长的光．在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左 向右的波长依次增大，则正确的是

______．

解析 由h ν＝h ＝E 初－E 末可知该原子跃迁前、后的能级差越大,对应光线 的能量越大,波长越

短．由图知a 对应光子能量最大，波长最短，c 次之，而 b 对应光子能量最小，波长最长，故C 正

确．

答案 C

10．〔2011·全国理综，18〕〔难度★★★〕已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量 En ＝,其中

n ＝2，3，….用h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速．能使 氢原子从第一激发态电离的光子的

最大波长为〔 〕 A ．－ B ．－ C ．－ D ．－

9hc E1

解析 根据激发态能量公式En ＝可知氢原子第一激发态的能量为，设能

使氢原子从第一激

发态电离的最大波长〔设波长为λm〕的光子能量为ΔE，则 有＋ΔE＝0，且ΔE＝h ，联立解得λm＝－，所以本题正确选项只有 C.

答案 C

11．[2015·海南单科，17〔1〕，4分]〔难度★★★〕氢原子基态的能量为E1＝－13.6 eV. 大量氢原子处于某一激发态．由这些氢原子可能发出的所有的光子中，频率 最大的光子能量为－0.96E1，频率

最小的光子的能量为______eV 〔保留2位有 效数字〕，这些光子可具有________种不同的频率．

解析 频率最大的光子能量为－0.96E1，即En －E1＝－0.96E1，则En ＝E1－ 0.96E1＝〔－13.6

eV 〕－0.96×〔－13.6 eV 〕＝0.54 eV ，即n ＝5，从n ＝5能级开

始跃迁,这些光子能发出的频率数n

＝＝10种．频率最小的光子 是从n ＝5能级跃迁到n ＝4能级，其能量为Emin ＝－0.54 eV －〔－0.85 eV 〕＝ 0.31 eV.

答案 0.31 eV 10

考点三 天然放射现象 核反应 核能

1．〔2015·北京理综，14，6分〕〔难度★★〕下列核反应方程中，属于α衰变的是〔 〕

A.N＋He→O＋H

B.U→Th＋He

C.H＋H→He＋n

D.Th→Pa＋e

解析α衰变是重核自发的发出α粒子的天然放射现象，其中α粒子是He，所以B正确；A为人工转变,C为轻核的聚变，D是β衰变，故A、C、D皆错误．

答案 B

2．〔2015·广东理综,18，6分〕〔难度★★〕〔多选〕科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：X＋Y→He＋H＋4.9 MeV 和H＋H→He＋X＋17.6 MeV，下列表述正确的有〔〕

A．X是中子

B．Y的质子数是3，中子数是6

C．两个核反应都没有质量亏损

D．氘和氚的核反应是核聚变反应

解析根据核反应中质量数和电荷数守恒，可知X是X，所以为中子，A正确；Y应为Y,所以Y的质子数为3，核子数为6，中子数为3，B错误；两核反应均有能量释放，根据爱因斯坦质能方程，两核反应都有质量亏损，C 错误；由聚变反应概念知，D正确．

答案AD

3．〔2015·天津理综,1，6分〕〔难度★★〕物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上．下列说法正确的是〔〕

A．天然放射现象说明原子核内部是有结构的

B．电子的发现使人们认识到原子具有核式结构

C．α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的

D．密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的

解析放射性现象中释放出了其他粒子,说明原子核内部具有一定的结构，A 正确；电子的发现使人们认识到：原子是可以分割的，是由更小的微粒组成的，B错误；α粒子散射实验否定了汤姆逊提出的枣糕式原子模型，建立了核式结构模型，C错误；密立根油滴实验测定了电子的电荷量，D 错误．

答案 A

4．〔2015·北京理综，17，6分〕〔难度★★〕实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图，则

〔〕

A．轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外

B．轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外

C．轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里

D．轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里

解析静止的原子核发生β衰变，动量守恒，即MV＝mv，新核和电子在磁场中做匀速圆周运动,根据qvB＝m知r＝，即r∝，故轨迹1是电子的，轨迹2是新核的，又由左手定则可知磁场的方向为垂直于纸面向里，所以只有选项D正确．

答案 D

5．[2015·山东理综,39〔1〕]〔难度★★〕〔多选〕14C发生放射性衰变成为14N，半衰期约5700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的比例持续减少．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5700年

b．12C、13C、14C具有相同的中子数

c．14C衰变为14N的过程中放出β射线

d．增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变

解析因古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一，则可知经过的时间为一个半衰期,即该古木的年代距今约为5 700年，选项a正确；12C、13C、14C具有相同的质子数，由于质量数不同，故中子数不同，选项b 错误；根据核反应方程可知,14C衰变为14N的过程中放出电子，即发出β射线，选项c正确；外界环境不影响放射性元素的半衰期，选项d错误．

答案ac

6．[2014·新课标全国Ⅰ，35〔1〕，6分]〔难度★★〕〔多选〕关于天然放射性，下列说法正确的是________．

A．所有元素都可能发生衰变

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．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强

E．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线

解析原子序数大于或等于83的元素，都能发生衰变，而原子序数小于83 的部分元素能发生衰变，故A错；放射性元素的衰变是原子核内部结构的变化，与核外电子的得失及环境温度无关，故B、C项正确；在α、β、γ三种射线中，α、β为带电粒子，穿透本领较弱，γ射线不带电，具有较强的穿透本领，故D项正确；一个原子核不能同时发生α和β衰变，故E项错误．答案BCD

7．[2014·新课标全国Ⅱ，35〔1〕，5分]〔难度★★〕〔多选〕在人类对微观世界进行探索的过程

中，科学实验起到了非常重要的作用．下列说法符合历史事实的是________．

A．密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值

B．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核

C．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋〔Po〕和镭〔Ra〕两种新元素

D．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子

E．汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验,发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷

解析密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值，选项A正确；贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，说明原子核的组成情况，而原子中存在原子核是卢瑟福的α粒子散射实验发现的，选项B、D错误；居里夫妇发现钋和镭是从沥青中分离出来的，选项C正确；汤姆逊通过阴极射线在电磁场中的偏转，发现阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出其比荷，选项E正确．答案ACE

8．〔2014·北京理综，14,6分〕〔难度★★〕质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2 和m3.当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是〔c表示真空中的光速〕〔〕

A．〔m1＋m2－m3〕c B．〔m1－m2－m3〕c

C．〔m1＋m2－m3〕c2 D．〔m1－m2－m3〕c2

解析此核反应方程为H＋n→H,根据爱因斯坦的质能方程得ΔE＝Δm·c2＝〔m1＋m2－m3〕c2，C正确．

答案 C

9．〔2014·重庆理综,1，6分〕〔难度★★〕碘131的半衰期约为8天．若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有〔〕

A. B. C. D.m 32

解析设剩余质量为m剩,则由m剩＝m〔〕，则m剩＝m〔〕＝＝，C正确．

答案 C

10．〔2013·广东理综，17，4分〕〔难度★★〕〔多选〕铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应式是U＋n→Ba＋Kr＋3n.下列说法正确的有〔〕

A．上述裂变反应中伴随着中子放出

B．铀块体积对链式反应的发生无影响

C．铀核的链式反应可人工控制

D．铀核的半衰期会受到环境温度的影响

解析n表示中子，反应式中有n放出，A项正确；当铀块体积小于临界体积时链式反应不会发生，B项错误；铀核的核反应中释放出的快中子被减速剂减速后变为慢中子，而慢中子会被铀核吸收发生链式反应，减速剂可由人工控制，C项正确；铀核的半衰期只由自身决定，而与其他外部因

素无关，D项错误．

答案AC

11．[2013·新课标全国Ⅱ，35〔1〕，5分]〔难度★★〕〔多选〕关于原子核的结合能，下列说法正确的是________．

A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量

B．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能

C．铯原子核〔Cs〕的结合能小于铅原子核〔Pb〕的结合能

D．比结合能越大，原子核越不稳定

E．自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能

解析由原子核的结合能定义可知，原子核分解成自由核子时所需的最小能量为原子核的结合能，选项A正确；重原子核的核子平均质量大于轻原子核的平均质量，因此原子核衰变产物的结合能之和一定大于衰变前的结合能，选项B正确；铯原子核的核子数少，因此其结合能小，选项C正确；比结合能越大的原子核越稳定，选项D错误；自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，选项E错误．

答案ABC

12．〔2012·大纲全国卷，15，6分〕〔难度★★〕U经过m次α衰变和n次β衰变，变成Pb，则〔〕

A．m＝7，n＝3 B．m＝7，n＝4

C．m＝14，n＝9 D．m＝14，n＝18

解析发生一次α衰变，质量数减4，电荷数减2，故α衰变次数为m＝×〔235－207〕＝7，选项C、D错误；发生一次β衰变质量数不变，核电荷数增1，故β衰变次数为n＝7×2－〔92－82〕＝4次，选项A错误、B正确．

答案 B

13．〔2012·重庆理综，19,6分〕〔难度★★〕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

解析由于核反应前后核电荷数守恒，则：x＋3＝2y ①y＋7＝x＋8 ②y＋4＝z＋6 ③,由①②③联立解得：x＝1，y＝2，z＝0，故z为中子，选项C正确．

答案 C

14．[2015·江苏单科，12C〔2〕〔3〕]〔难度★★〕〔2〕核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进

行发电，U是核电站常用的核燃料.U受一个中子轰击后裂变成Ba和Kr两部分，并产生________个中子．要使链式反应发生，裂变物质的体积要________〔选填“大于”或“小于”〕它的临界体积．〔3〕取质子的质量mp＝1.672 6×10－27kg，中子的质量mn＝1.674 9×10－27 kg，α粒子的质量mα＝6.646 7×10－27 kg，光速c＝3.0×108 m/s.请计算α粒子的结合能．〔计算结果保留两位有效数字〕

解析〔2〕由质量数和电荷数守可知：U＋n→Ba＋Kr＋3n，可见产生了3个中子，链式反应的一个条件是铀燃料的体积必须大于或等于临界体积．

〔3〕根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2，可求：ΔE＝〔2mp＋2mn－mα〕c2＝ 4.3×10－12 J.

答案〔2〕3 大于〔3〕4.3×10－12 J

15．[2013·新课标全国Ⅰ，35〔1〕，6分]〔难度★★〕一质子束入射到静止靶核Al 上，产生如下核反应：P＋Al→X＋n

式中p代表质子,n代表中子，X代表核反应产生的新核．由反应式可知，新核X的质子数为

______，中子数为______．

解析p代表质子,符号为H，n代表中子，符号为n，根据核反应中的双守恒可知，H＋Al→Si ＋n，则新核X的质子数为14，中子数为27－14＝13.

答案14 13

16．[2015·海南单科，17〔2〕]〔难度★★〕运动的原子核X放出α粒子后变成静止的原子核Y.已知X、Y和α粒子的质量分别是M、m1和m2,真空中的光速为c，α粒子的速度远小于光速．求反应后与反应前的总动能之差以及α粒子的动能．

解析反应后由于存在质量亏损，所以反应前、后总动能之差等于质量亏损而释放出的能量，根据爱因斯坦质能方程可得

m2v－Mv＝〔M－m1－m2〕c2①

反应过程中三个粒子组成的系统动量守恒，故有

Mvx＝m2vα②

联立①②可得m2v＝〔M－m1－m2〕c2.

答案〔M－m1－m2〕c2 〔M－m1－m2〕c2