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第十二章 近代物理
章末过关检测(十二) (时间：45分钟 分值：100分)
一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项
正确)
1．关于天然放射性，下列说法不正确的是( )
A．所有元素都有可能发生衰变
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
解析：选A.自然界中绝大部分元素没有放射现象，选项A错误；放射性元素的半衰期只与原子核结构有关，与其他因素无关，选项B、C正确；α、β和γ三种射线电离能力依次减弱，穿透能力依次增强，
选项D正确．
2．由于放射性元素237 93Np的半衰期很短，所以在自然界中一直未被发现，只是在使用人工的方法制造
后才被发现．已知237 93Np经过一系列α衰变和β衰变后变成209 83Bi，下列选项中正确的是( )
A.209 83Bi的原子核比237 93Np的原子核少28个中子
B.237 93Np经过衰变变成209 83Bi，衰变过程可以同时放出α粒子、β粒子和γ粒子
C．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变
D.237 93Np的半衰期等于任一个237 93Np原子核发生衰变的时间
解析：选C.209 83Bi的中子数为209－83＝126， 93Np的中子数为237－93＝144，237 83Bi209的原子核比237 93Np的原子核少18个中子，A错误； 93Np237经过一系列α衰变和β衰变后变成 83Bi209，可以同时放出α粒子和γ粒子或者β粒子和γ粒子，不能同时放出三种粒子，B错误；衰变过程中发生α衰变的次数为
237－209＝47次，β衰变的次数为2×7－(93－83)＝4次，C正确；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子
核不适用，选项D错误．
3．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：选C.α粒子与原子核相互排斥，A、D错误；运动轨迹与原子核越近，力越大，运动方向变化越
明显，B错误，C正确．
4．下列核反应方程中，属于α衰变的是( )
A.14 7N＋42He→ 8O17＋1HB.238 92U→234 90Th＋42HeC.21H＋31H→42He＋10n
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D.234 90Th→234 91Pa＋0－1e
解析：选B.α衰变是放射性元素的原子核放出α粒子(42He)的核反应，选项B正确．
26
5．太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少．太阳每秒钟辐射出的能量约为4×10 J，
根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近( )
解析：选D.由爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc知：Δm＝
2
B． 10 kgD．10 kg
9
18
A．10kg
C．10 kg
13
36
ΔE4×10269
＝ kg≈4×10 kg，选项D正确．
c2（3×108）26．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.210 83Bi的半衰期是5天，100克210 83Bi经过10天后还剩下50克
解析：选B.β射线是高速电子流，而γ射线是一种光子流，选项A错误；氢原子辐射光子后，绕核运动的电子距核更近，动能增大，选项B正确；太阳辐射能量的主要来源是太阳内部氢核的聚变，选项C错
t
?1?τ?1?误；10天为两个半衰期，剩余的210 83Bi为100×?? g＝100×?? g＝25 g，选项D错误．?2??2?
合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)
7．(2019·湖北黄冈模拟)下列说法中正确的是( )A．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构B.232 90Th衰变成208 82Pb要经过6次α衰变和4次β衰变
2二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符
C．β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
D．升高放射性物质的温度，不可缩短其半衰期
解析：选ABD.卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，A正确；据α衰变、β衰变的实质可知232 90Th→ 82Pb208＋n42He＋m－ 1e0，得n＝6，m＝4，故B正确；β衰变中β射线是由原子核中的中子转变形
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成的，C错误；放射性物质的半衰期只由其本身决定，与外界环境无关，D正确．
14
14
12
8．C发生放射性衰变成为N，半衰期约5 700年．已知植物存活期间，其体内C与C的比例不变；生命活动结束后，C的比例持续减小．现通过测量得知，某古木样品中C的比例正好是现代植物所制样品
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的二分之一．下列说法正确的是( )A．该古木的年代距今约5 700年B．C、C、C具有相同的质子数
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12
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C．C衰变为N的过程中放出β射线
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D．增加样品测量环境的压强将加速C的衰变
解析：选ABC.古木样品中C的比例是现代植物所制样品的二分之一，根据半衰期的定义知该古木的年代距今约5 700年，选项A正确；同位素具有相同的质子数，不同的中子数，选项B正确；C的衰变方程
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为14 6C→ 7N14＋0－1e，所以此衰变过程放出β射线，选项C正确；放射性元素的半衰期与核内部自身因素有
关，与原子所处的化学状态和外部条件无关，选项D错误．
9．(2019·徐州模拟)核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能.235 92U＋10n→141 56Ba＋9236Kr＋aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种，X是某种粒子，a是X粒子的个数，用mU、mBa、mKr分
别表示23592U、 56Ba、1419236Kr核的质量，mX表示X粒子的质量，c为真空中的光速，以下说法正确的是( )
A．X为中子，a＝2B．X为中子，a＝3
2
C．上述核反应中放出的核能ΔE＝(mU－mBa－mKr－2mX)cD．上述核反应中放出的核能ΔE＝(mU－mBa－mKr－3mX)c2
解析：选BC.核反应中，质量数守恒，电荷数守恒，则知235 92U＋10n→141 56Ba＋36Kr92＋aX中X为10n，a＝3，则A错误，B正确；由ΔE＝Δmc可得：ΔE＝(mU＋mX－mBa－mKr－3mX)c＝(mU－mBa－mKr－2mX)c，则C正
确，D错误．
2
2
2
10．人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)与原子序数有如图所示
的关系．下列关于原子结构和核反应的说法正确的是( )
A．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要吸收能量B．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能
C．已知原子核A裂变成原子核B和C时放出的γ射线能使某金属板逸出光电子，若增加γ射线强度，
则逸出光电子的最大初动能增大
D．在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度
解析：选BD.原子核D、E聚变成原子核F，放出能量，A错误；A裂变成B、C，放出能量，B正确；增
加入射光强度，光电子的最大初动能不变，C错误；镉棒能吸收中子，可控制核反应速度，D正确．
三、非选择题(本题共3小题，共40分．按题目要求作答，计算题要有必要的文字说明和解题步骤，
有数值计算的要注明单位)
11．(12分)(2016·高考江苏卷)(1)贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射
性在众多领域中有着广泛应用．下列属于放射性衰变的是________．
A.14 6C→ 7N14＋0－1e
B.235 92U＋10n→139 53I＋9539Y＋210n
C.21H＋31H→42He＋10n
D.42He＋13Al27→3015P＋10n
(2)已知光速为c，普朗克常量为h，则频率为ν的光子的动量为________．用该频率的光垂直照射平
面镜，光被镜面全部垂直反射回去，则光子在反射前后动量改变量的大小为________．
解析：(1)A是β衰变，B是核裂变，C是核聚变，D是原子核的人工转变，所以A符合题意．
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(2)光子的动量p＝＝
Ehνhν?hν?2hν
，垂直反射回去Δp＝－?－?＝.ccc?c?c
答案：(1)A (2)
hν2hν
cc12．(14分)如图所示是研究光电管产生的电流的电路图，A、K是光电管的两个电极，已知该光电管阴
极的极限频率为ν0.现将频率为ν(大于ν0)的光照射在阴极上，则：
(1)________是阴极，阴极材料的逸出功等于________．
(2)加在A、K间的正向电压为U时，到达阴极的光电子的最大动能为____________，将A、K间的正向
电压从零开始逐渐增加，电流表的示数的变化情况是________________．
(3)为了阻止光电子到达阳极，在A、K间应加 U反＝________的反向电压．
(4)下列方法一定能够增加饱和光电流的是________．
A．照射光频率不变，增加光强
B．照射光强度不变，增加光的频率
C．增加A、K电极间的电压D．减小A、K电极间的电压
解析：(1)被光照射的金属将有光电子逸出，故K是阴极，逸出功与极限频率的关系为W0＝hν0.
(2)根据光电效应方程可知，逸出的光电子的最大初动能为hν－hν0，经过电场加速获得的能量为eU，所以到达阳极的光电子的最大动能为hν－hν0＋eU，随着电压增加，单位时间内到达阳极的光电子数量将逐渐增多，但当从阴极逸出的所有光电子都到达阳极时，再增大电压，也不可能使单位时间内到达阳极的
光电子数量增多．所以，电流表的示数先是逐渐增大，直到保持不变．
(3)从阴极逸出的光电子在到达阳极的过程中将被减速，被电场消耗的动能为eU反，如果hν－hν0＝
hν－hν0eU反，就将没有光电子能够到达阳极，所以U反＝.e(4)要增加单位时间内从阴极逸出的光电子的数量，就需要增加照射光单位时间内入射光子的个数，所
答案：(1)Khν0 (2)hν－hν0＋eU 逐渐增大，直至保持不变 (3)
2
以只有A正确．
hν－hν0 (4)Ae13．(14分)为确定爱因斯坦的质能方程ΔE＝Δmc的正确性，设计了如下实验：用动能为E1＝0.60 MeV的质子轰击静止的锂核73Li，生成两个α粒子，测得两个α粒子的动能之和为E2＝19.9 MeV，已知质子、α
粒子、锂粒子的质量分别取mp＝1.007 3 u、mα＝4.001 5 u、mLi＝7.016 0 u，求：
(1)写出核反应方程．
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(2)通过计算说明ΔE＝Δmc正确．(1 u相当于931.5 MeV)
解析：(1)核反应方程为：73Li＋1H→242He.
2
(2)核反应的质量亏损：Δm＝mLi＋mp－2mα＝7.016 0 u＋1.007 3 u－2×4.001 5 u＝0.020 3 u，由质能方程可得与质量亏损相当的能量：ΔE＝Δmc＝0.020 3×931.5 MeV＝18.9 MeV，而系统增加的能量：Δ
2
E′＝E2－E1＝19.3 MeV，这些能量来自核反应中，在误差允许的范围内可认为相等，所以ΔE＝Δmc正确．
2
答案：(1)73Li＋1H→242He (2)见解析
江苏专用2020版高考物理大一轮复习第十二章近代物理章末过关检测
