（浙江專版）2022屆高考物理一輪復習 第13章 動量守恒定律近代物理 5 第四節(jié) 原子與原子核課后達標能力提升 新人教版

《（浙江專版）2022屆高考物理一輪復習 第13章 動量守恒定律近代物理 5 第四節(jié) 原子與原子核課后達標能力提升 新人教版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（浙江專版）2022屆高考物理一輪復習 第13章 動量守恒定律近代物理 5 第四節(jié) 原子與原子核課后達標能力提升 新人教版（6頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、（浙江專版）2022屆高考物理一輪復習 第13章 動量守恒定律近代物理 5 第四節(jié) 原子與原子核課后達標能力提升 新人教版 一、選擇題 1．物理學重視邏輯，崇尚理性，其理論總是建立在對事實觀察的基礎(chǔ)上．下列說法正確的是(　　) A．天然放射現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的 B．電子的發(fā)現(xiàn)使人們認識到原子具有核式結(jié)構(gòu) C．α粒子散射實驗的重要發(fā)現(xiàn)是電荷是量子化的 D．密立根油滴實驗表明核外電子的軌道是不連續(xù)的 解析：選A．天然放射現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的，人們認識原子核的復雜結(jié)構(gòu)是從天然放射現(xiàn)象開始的，選項A正確．電子的發(fā)現(xiàn)說明了原子是可以分割的，是由更小的微粒組成的，選項B錯誤．

2、由α粒子散射實驗建立了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，選項C錯誤．密立根油滴實驗說明物質(zhì)所帶電荷量是量子化的，選項D錯誤． 2．在盧瑟福α粒子散射實驗中，金箔中的原子核可以看做靜止不動，下列各圖畫出的是其中兩個α粒子經(jīng)歷金箔散射過程的徑跡，其中正確的是(　　) 解析：選C．α粒子與原子核相互排斥，A、D錯；運動軌跡與原子核越近，力越大，運動方向變化越明顯，B錯，C對． 3． 如圖，放射性元素鐳衰變過程中釋放出α、β、γ三種射線，分別進入勻強電場和勻強磁場中，下列說法正確的是(　　) A．①表示γ射線，③表示α射線 B．②表示β射線，③表示α射線 C．④表示α射線，⑤表示γ射線 D．

3、⑤表示β射線，⑥表示α射線 解析：選C．γ射線為電磁波，在電場、磁場中均不偏轉(zhuǎn)，故②和⑤表示γ射線，A、B、D項錯；α射線中的α粒子為氦的原子核，帶正電，在勻強電場中，沿電場方向偏轉(zhuǎn)，故③表示α射線，由左手定則可知在勻強磁場中α射線向左偏，故④表示α射線，C項對． 4．在勻強磁場中，有一個原來靜止的6C原子核，它放出的粒子與反沖核的徑跡是兩個相內(nèi)切的圓，圓的直徑之比為7∶1，那么碳14的衰變方程應為(　　) A．C→e＋B　　　　 B．C→He＋Be C．C→H＋B D．C→e＋N 解析：選D．由動量守恒定律可知：放出的粒子與反沖核動量大小相等、方向相反，由在磁場中兩圓徑跡內(nèi)切可知

4、，反沖核帶正電，放出的粒子帶負電，由兩圓直徑之比為7∶1和R＝可知，反沖核的電量是粒子的7倍，故只有D正確． 5．按照玻爾理論，一個氫原子中的電子從一半徑為ra的圓軌道自發(fā)地直接躍遷到一半徑為rb的圓軌道上，已知ra>rb，則在此過程中(　　) A．原子要發(fā)出某一頻率的光子，電子的動能增大，原子的電勢能減小，原子的能量也減小 B．原子要吸收某一頻率的光子，電子的動能減小，原子的電勢能減小，原子的能量也減小 C．原子要發(fā)出一系列頻率的光子，電子的動能減小，原子的電勢能減小，原子的能量也減小 D．原子要吸收一系列頻率的光子，電子的動能增大，原子的電勢能增大，原子的能量也增大 解析：選A

5、．由玻爾氫原子理論知，電子軌道半徑越大，原子能量越大，當電子從ra躍遷到rb時，原子能量減小，放出光子；在電子躍遷過程中，庫侖力做正功，原子的電勢能減小；由庫侖力提供電子做圓周運動的向心力，即＝，r減小，電子速度增大，動能增大，綜上所述可知A正確． 6．質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3．當一個質(zhì)子和一個中子結(jié)合成氘核時，釋放的能量是(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：選C．由質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2，其中Δm＝m1＋m2－m3，可得ΔE＝(m1＋m2－

6、m3)c2，選項C正確，A、B、D錯誤． 7．現(xiàn)有兩動能均為E0＝0．35 MeV的H在一條直線上相向運動，兩個H發(fā)生對撞后能發(fā)生核反應，得到He和新粒子，且在核反應過程中釋放的能量完全轉(zhuǎn)化為He和新粒子的動能．已知H的質(zhì)量為2．014 1 u，He的質(zhì)量為 3．016 0 u，新粒子的質(zhì)量為1．008 7 u，核反應時質(zhì)量虧損1 u釋放的核能約為931 MeV(如果涉及計算，結(jié)果保留整數(shù))．則下列說法正確的是(　　) A．核反應方程為H＋H→He＋H B．核反應前后不滿足能量守恒定律 C．新粒子的動能約為3 MeV D．He的動能約為4 MeV 解析：選C．由核反應過程中的質(zhì)量數(shù)

7、和電荷數(shù)守恒可知H＋H→He＋n，則新粒子為中子n，所以A錯誤；核反應過程中質(zhì)量虧損，釋放能量，虧損的質(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰?，仍然滿足能量守恒定律，B錯誤；由題意可知ΔE＝(2．014 1 u×2－3．016 0 u－1．008 7 u)×931 MeV/u＝3．3 MeV，根據(jù)核反應中系統(tǒng)的能量守恒有EkHe＋Ekn＝2E0＋ΔE，根據(jù)核反應中系統(tǒng)的動量守恒有pHe－pn＝0，由Ek＝，可知＝，解得EkHe＝·(2E0＋ΔE)≈1 MeV，Ekn＝·(2E0＋ΔE)≈3 MeV，所以C正確、D錯誤． 8．科學家使用核反應獲取氚，再利用氘和氚的核反應獲得能量，核反應方程分別為：X＋Y→He＋H＋4．

8、9 MeV和H＋H→He＋X＋17．6 MeV，下列表述正確的有(　　) A．X是中子 B．Y的質(zhì)子數(shù)是3，中子數(shù)是6 C．兩個核反應都沒有質(zhì)量虧損 D．氘和氚的核反應是核聚變反應 解析：選AD．核反應方程遵守核電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，則由H＋H→He＋X＋17．6 MeV知X為n，由X＋Y→He＋H＋4．9 MeV知Y為Li，其中Y的質(zhì)子數(shù)是3，中子數(shù)也是3，選項A正確，選項B錯誤．兩個核反應都釋放出核能，故都有質(zhì)量虧損，選項C錯誤．X＋Y→He＋H＋4．9 MeV是原子核的人工轉(zhuǎn)變，H＋H→He＋n＋17．6 MeV為輕核聚變，選項D正確． 9． 氫原子的能級如圖所示，已

9、知可見光的光子能量范圍約為1．62 eV～3．11 eV．下列說法正確的是(　　) A．處于n＝3能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并發(fā)生電離 B．大量氫原子從高能級向n＝3能級躍遷時，發(fā)出的光具有顯著的熱效應 C．大量處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷時，可能發(fā)出6種不同頻率的光 D．大量處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷時，可能發(fā)出3種不同頻率的光 解析：選ABC．大量處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷時，由N＝C可知，共可發(fā)出6種頻率的光，故D錯誤，C正確．n＝3能級的能量為－1．51 eV，因紫外線能量大于1．51 eV，故紫外線可使處于n＝3能級的氫原子電離，故A正確；

10、從高能級躍遷到n＝3能級釋放能量最多為1．51 eV＜1．62 eV，此光為紅外線具有顯著熱效應，故B正確． 二、非選擇題 10．(2018·江蘇六市高三調(diào)研)一群氫原子處于量子數(shù)n＝4能級狀態(tài)，氫原子的能級圖如圖甲所示，氫原子可能發(fā)射________種頻率的光子；氫原子由量子數(shù)n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時輻射光子照射圖乙表中幾種金屬，能發(fā)生光電效應的有________種金屬． 幾種金屬的逸出功 金屬 鎢 鈣 鈉 鉀 銣 逸出功W0/eV 4．54 3．20 2．29 2．25 2．13 乙 解析：一群氫原子處于量子數(shù)n＝4能級狀態(tài)，氫原子可能發(fā)射3＋

11、2＋1＝6種頻率的光子；氫原子由量子數(shù)n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時輻射光子能量為2．55 eV，照射圖乙表中幾種金屬，能發(fā)生光電效應的有鈉、鉀、銣三種金屬． 答案：見解析 11．海水中含有豐富的氘，完全可充當未來的主要能源．兩個氘核的核反應產(chǎn)生一個He核和一個粒子，其中氘核的質(zhì)量為 2．013 0 u，氦核的質(zhì)量為3．015 0 u，中子的質(zhì)量為 1．008 7 u．(1 u＝931．5 MeV)，求： (1)核反應中釋放的核能； (2)在兩個氘核以相等的動能0．35 MeV進行對心碰撞，并且核能全部轉(zhuǎn)化為機械能的情況下，求反應中產(chǎn)生的粒子和氦核的動能． 解析：(1)核反應方程為

12、：H＋H→He＋n． 核反應中的質(zhì)量虧損為Δm＝2mH－mHe－mn， 由ΔE＝Δmc2可知釋放的核能： ΔE＝(2mH－mHe－mn)c2＝2．14 MeV． (2)把兩個氘核作為一個系統(tǒng)，碰撞過程系統(tǒng)的動量守恒，由于碰撞前兩氘核的動能相等，其動量等大反向，因此反應前后系統(tǒng)的總動量為零，即mHevHe＋mnvn＝0；反應前后系統(tǒng)的總能量守恒，即mHev＋mnv＝ΔE＋2EkH，又因為mHe∶mn＝3∶1，所以vHe∶vn＝1∶3，由以上各式代入已知數(shù)據(jù)得：EkHe＝0．71 MeV，Ekn＝2．13 MeV． 答案：(1)2．14 MeV　(2)2．13 MeV　0．71 MeV

13、 12． (2018·蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)研)(1)如圖所示是研究光電效應的實驗裝置．用一定頻率的光照射陰極K，當滑片P處于圖示位置時，電流表的示數(shù)不為零．為使電流表示數(shù)減小，下列辦法可行的是________． A．將滑片P向右移動　　 B．減小入射光的強度 C．換用電動勢更大的電源 D．將電源的正、負極對調(diào) (2) 由玻爾原子理論，氦離子He＋能級圖如圖所示．電子在n＝3軌道上比在n＝4軌道上離氦核的距離________(填“大”或“小”)．當大量處在n＝3的激發(fā)態(tài)的He＋發(fā)生躍遷時，所發(fā)射的譜線有________條． (3)以一定速度運動的原子核X放出α粒子后變成靜止的原子

14、核Y．若X、Y和α粒子的靜質(zhì)量分別是M、m1和m2，真空中光速為c，不考慮相對論效應．求反應過程中釋放的能量以及α粒子的動能． 解析：(1)滑片P向右移動，所加電壓增大，光電流增大，故A錯誤；減小入射光的強度，光電流減小，故B正確；換用電動勢更大的電源，所加電壓增大，光電流增大，故C錯誤；將電源正、負極對調(diào)，光電子做減速運動，光電流減小，故D正確． (2)因離核越近能量越低，所以n＝3軌道離核近；n＝3的激發(fā)態(tài)向低能級躍遷共有C＝3條譜線，分別是n＝3躍遷到n＝2，n＝3躍遷到n＝1，n＝2躍遷到n＝1． (3)由ΔE＝Δmc2得ΔE＝(M－m1－m2)c2 由動量守恒定律得MvX＝m2vα 由能量守恒得Mv＋ΔE＝Ekα 解得Ekα＝(M－m1－m2)c2． 答案：(1)BD　(2)小　3　(3)見解析