2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十二章 近代物理 4 第二節(jié) 原子與原子核課后達(dá)標(biāo)能力提升.doc
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第二節(jié) 原子與原子核 (建議用時(shí):40分鐘) 一、單項(xiàng)選擇題 1.(2017高考上海卷)在同位素氫、氘、氚的核內(nèi)具有相同的( ) A.核子數(shù) B.電子數(shù) C.中子數(shù) D.質(zhì)子數(shù) 解析:選D.同位素是指在原子核中的質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的元素,故氫、氘、氚的核內(nèi)具有相同的質(zhì)子數(shù),D項(xiàng)正確. 2.如圖,放射性元素鐳衰變過(guò)程中釋放出α、β、γ三種射線,分別進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,下列說(shuō)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.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(chǎng)、磁場(chǎng)中均不偏轉(zhuǎn),故②和⑤表示γ射線,A、B、D項(xiàng)錯(cuò)誤;α射線中的α粒子為氦的原子核,帶正電,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,沿電場(chǎng)方向偏轉(zhuǎn),故③表示α射線,由左手定則可知在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中α射線向左偏,故④表示α射線,C項(xiàng)正確. 3. (2018高考天津卷)國(guó)家大科學(xué)工程——中國(guó)散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功,獲得中子束流,可以為諸多領(lǐng)域的研究和工業(yè)應(yīng)用提供先進(jìn)的研究平臺(tái).下列核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是( ) A.7N俘獲一個(gè)α粒子,產(chǎn)生8O并放出一個(gè)粒子 B.Al俘獲一個(gè)α粒子,產(chǎn)生P并放出一個(gè)粒子 C.5B俘獲一個(gè)質(zhì)子,產(chǎn)生Be并放出一個(gè)粒子 D.Li俘獲一個(gè)質(zhì)子,產(chǎn)生He并放出一個(gè)粒子 解析:選B.根據(jù)核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)守恒及電荷數(shù)守恒可知,7N+He→8O+H,A項(xiàng)錯(cuò)誤;Al+He→P+n,B項(xiàng)正確;5B+H→Be+He,C項(xiàng)錯(cuò)誤;Li+H→He+He,D項(xiàng)錯(cuò)誤. 4.(2019上海理工大附中期中)如圖所示為盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖,圖中的顯微鏡可在圓周軌道上轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)顯微鏡前相連的熒光屏可觀察α粒子在各個(gè)角度的散射情況.下列說(shuō)法正確的是( ) A.在圖中的A、B兩位置分別進(jìn)行觀察,相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)一樣多 B.在圖中的B位置進(jìn)行觀察,屏上觀察不到任何閃光 C.盧瑟福選用不同金屬箔片作為α粒子散射的靶,觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相似 D.α粒子發(fā)生散射的主要原因是α粒子撞擊到金原子后產(chǎn)生的反彈 解析:選C.放在A位置時(shí),相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)應(yīng)最多,說(shuō)明大多數(shù)射線基本不偏折,可知金箔原子內(nèi)部很空曠,故A錯(cuò)誤;放在B位置時(shí),相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)較少,說(shuō)明較少射線發(fā)生偏折,可知原子內(nèi)部帶正電的體積小,故B錯(cuò)誤;選用不同金屬箔片作為α粒子散射的靶,觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相似,故C正確;α粒子發(fā)生散射的主要原因是α粒子受到金原子庫(kù)侖力作用,且金原子質(zhì)量較大,從而出現(xiàn)的反彈,故D錯(cuò)誤. 5.(2018高考北京卷)在核反應(yīng)方程He+7N→8O+X中,X表示的是( ) A.質(zhì)子 B.中子 C.電子 D.α粒子 解析:選A.由核反應(yīng)方程中,電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知,X為H,選項(xiàng)A正確. 6.(2016高考上海卷)研究放射性元素射線性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示.兩塊平行放置的金屬板A、B分別與電源的兩極a、b連接,放射源發(fā)出的射線從其上方小孔向外射出.則( ) A.a(chǎn)為電源正極,到達(dá)A板的為α射線 B.a(chǎn)為電源正極,到達(dá)A板的為β射線 C.a(chǎn)為電源負(fù)極,到達(dá)A板的為α射線 D.a(chǎn)為電源負(fù)極,到達(dá)A板的為β射線 解析:選B.從題圖可以看出,到達(dá)兩極板的粒子做類平拋運(yùn)動(dòng),到達(dá)A極板的粒子在初速度方向的位移小于到達(dá)B板的粒子在初速度方向的位移,粒子在初速度方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),則根據(jù)公式x=v0t=v0,兩個(gè)粒子初速度v0相差不大,兩極板間電壓U相同,放射源與兩極板的距離也相同,而電子的小得多,所以電子在初速度方向的位移小,故達(dá)到A極板的是β射線,A極板帶正電,a為電源的正極,故選項(xiàng)B正確. 7.質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3.當(dāng)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核時(shí),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-m3)c2,選項(xiàng)C正確,A、B、D錯(cuò)誤. 8.(2019江蘇清江中學(xué)高三模擬)如圖所示為氫原子的能級(jí)圖,當(dāng)氫原子從n=4能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)時(shí),輻射出光子a;當(dāng)氫原子從n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)時(shí),輻射出光子b,則下列說(shuō)法中正確的是( ) A.光子a的能量大于光子b的能量 B.光子a的波長(zhǎng)小于光子b的波長(zhǎng) C.b光比a光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象 D.在同種介質(zhì)中,a光子的傳播速度大于b光子的傳播速度 解析:選D.氫原子從n=4的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)的能級(jí)差小于從n=3的能級(jí)躍遷到n=1的能級(jí)時(shí)的能級(jí)差,根據(jù)Em-En=hν,知光子a的能量小于光子b的能量,故A錯(cuò)誤;光子a的頻率小于光子b的頻率,所以b的頻率大,波長(zhǎng)小,所以a光更容易發(fā)生衍射,故B、C錯(cuò)誤;光子a的頻率小,則折射率小,根據(jù)v=知,光子a在介質(zhì)中的傳播速度大于光子b在介質(zhì)中的傳播速度,故D正確. 二、多項(xiàng)選擇題 9.科學(xué)家使用核反應(yīng)獲取氚,再利用氘和氚的核反應(yīng)獲得能量,核反應(yīng)方程分別為:X+Y→He+H+4.9 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(gè)核反應(yīng)都沒(méi)有質(zhì)量虧損 D.氘和氚的核反應(yīng)是核聚變反應(yīng) 解析:選AD.核反應(yīng)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L(zhǎng)i,其中Y的質(zhì)子數(shù)是3,中子數(shù)也是3,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;兩個(gè)核反應(yīng)都釋放出核能,故都有質(zhì)量虧損,選項(xiàng)C錯(cuò)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(xiàng)D正確. 10.能源是社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ),發(fā)展核能是解決能源問(wèn)題的途徑之一.下列釋放核能的反應(yīng)方程,表述正確的有( ) A.H+H→He+n是核聚變反應(yīng) B.H+H→He+n是β衰變 C.U+n→Ba+Kr+3n是核裂變反應(yīng) D.U+n→Xe+Sr+2n是α衰變 解析:選AC.β衰變時(shí)釋放出電子(e),α衰變時(shí)釋放出氦原子核(He),可知選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤;選項(xiàng)A中一個(gè)氚核和一個(gè)氘核結(jié)合成一個(gè)氦核并釋放出一個(gè)中子是典型的核聚變反應(yīng);選項(xiàng)C中一個(gè)U235原子核吸收一個(gè)中子,生成一個(gè)Ba原子核和一個(gè)Kr原子核并釋放出三個(gè)中子是典型的核裂變反應(yīng),故選項(xiàng)A、C正確. 11.(2016高考全國(guó)卷Ⅲ改編)一靜止的鋁原子核Al俘獲一速度為1.0107 m/s的質(zhì)子p后,變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核Si,下列說(shuō)法正確的是( ) A.核反應(yīng)方程為p+Al―→Si B.核反應(yīng)過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒 C.核反應(yīng)過(guò)程中系統(tǒng)能量不守恒 D.核反應(yīng)前后核子數(shù)相等,所以生成物的質(zhì)量等于反應(yīng)物的質(zhì)量之和 解析:選AB.核反應(yīng)方程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,A項(xiàng)正確;微觀粒子相互作用過(guò)程中,滿足動(dòng)量守恒定律,B項(xiàng)正確;題述核反應(yīng)過(guò)程屬于“二合一”形式的完全非彈性碰撞,機(jī)械能有損失,但對(duì)于封閉的系統(tǒng),能量仍然守恒,C項(xiàng)錯(cuò)誤;核反應(yīng)過(guò)程中的機(jī)械能有損失,故存在質(zhì)量虧損現(xiàn)象,D項(xiàng)錯(cuò)誤. 12. (2019東北三校聯(lián)考)如圖所示,氫原子可在下列各能級(jí)間發(fā)生躍遷,設(shè)從n=4到n=1能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為λ1,從n=4到n=2能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為λ2,從n=2到n=1能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為λ3,則下列關(guān)系式中正確的是( ) A.λ1<λ3 B.λ3<λ2 C.λ3>λ2 D.=+ 解析:選AB.已知從n=4到n=1能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為λ1,從n=4到n=2能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為λ2,從n=2到n=1能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為λ3,則λ1、λ2、λ3的關(guān)系為h>h>h,即>,λ1<λ3,>,λ3<λ2,又h=h+h,即=+,則=-,即正確選項(xiàng)為A、B. 13.如圖為氫原子的能級(jí)示意圖,則下列對(duì)氫原子躍遷的理解正確的是( ) A.由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出來(lái)的光子一定不能使逸出功為3.34 eV的金屬發(fā)生光電效應(yīng) B.大量處于n=4能級(jí)的氫原子向n=1能級(jí)躍遷時(shí),向外輻射6種不同頻率的光子 C.大量處于n=3能級(jí)的氫原子向n=1能級(jí)躍遷時(shí),用發(fā)出的光照射逸出功為3.34 eV的金屬,從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能為8.75 eV D.如果用光子能量為10.3 eV的光照射處于n=1能級(jí)的氫原子,則該能級(jí)的氫原子能夠躍遷到較高能級(jí) 解析:選BC.氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)放出的光子的能量等于前后兩個(gè)能級(jí)之差,當(dāng)氫原子從高能級(jí)躍遷到基態(tài)時(shí)放出的光子的能量最小值為-3.4 eV-(-13.6 eV)=10.2 eV,大于3.34 eV,所以一定能使逸出功為3.34 eV的金屬發(fā)生光電效應(yīng),A錯(cuò)誤;大量處于n=4能級(jí)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí),輻射光子的種類為C==6,B正確;大量處于n=3能級(jí)的氫原子向n=1能級(jí)躍遷時(shí),輻射出的光子能量最大為-1.51 eV-(-13.6 eV)=12.09 eV,用此光子照射逸出功為3.34 eV的金屬,由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程可得該金屬的最大初動(dòng)能為12.09 eV-3.34 eV=8.75 eV,C正確;當(dāng)氫原子由低能級(jí)向高能級(jí)躍遷時(shí),氫原子吸收的光子能量一定等于兩能級(jí)之間的能量差,而由氫原子的能級(jí)圖可知任何兩能級(jí)間的能量差都不等于10.3 eV,因此不能使n=1能級(jí)的氫原子躍遷到較高的能級(jí),D錯(cuò)誤. 三、非選擇題 14.按照玻爾原子理論,氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn),氫原子的能量________(選填“越大”或“越小”).已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1(E1<0),電子質(zhì)量為m,基態(tài)氫原子中的電子吸收一頻率為ν的光子被電離后,電子速度大小為________(普朗克常量為h). 解析:電子離原子核越遠(yuǎn)電勢(shì)能越大,原子能量也就越大;根據(jù)動(dòng)能定理有,hν+E1=mv2,所以電離后電子速度為 . 答案:越大 15.小明用金屬銣為陰極的光電管,觀測(cè)光電效應(yīng)現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖甲所示.已知普朗克常量h=6.6310-34 Js. (1)圖甲中電極A為光電管的________(選填“陰極”或“陽(yáng)極”); (2)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關(guān)系如圖乙所示,則銣的截止頻率νc=________Hz,逸出功W0=________J; (3)如果實(shí)驗(yàn)中入射光的頻率ν=7.001014Hz,則產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek=________J. 解析:(1)在光電效應(yīng)中,電子向A極運(yùn)動(dòng),故電極A為光電管的陽(yáng)極. (2)由題圖可知,銣的截止頻率νc為5.151014 Hz,逸出功W0=hνc=6.6310-345.151014 J≈3.4110-19 J. (3)當(dāng)入射光的頻率為ν=7.001014Hz時(shí),由Ek=hν-h(huán)νc得,光電子的最大初動(dòng)能為 Ek=6.6310-34(7.00-5.15)1014 J≈1.2310-19 J. 答案:(1)陽(yáng)極 (2)5.151014[(5.12~5.18)1014均視為正確] 3.4110-19[(3.39~3.43)10-19均視為正確] (3)1.2310-19[(1.21~1.25)10-19均視為正確]- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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