（課標(biāo)通用）高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題5 原子物理 專題跟蹤檢測(cè)13（含解析）-人教版高三全冊(cè)物理試題

專題跟蹤檢測(cè)(十三)(建議用時(shí)：45分鐘) 基礎(chǔ)通關(guān)1(2019·山東淄博三模)我國(guó)科學(xué)家潘建偉院士預(yù)言十年左右量子通信將“飛”入千家萬(wàn)戶在通往量子論的道路上，一大批物理學(xué)家做出了卓越的貢獻(xiàn)，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A玻爾在1900年把能量子引入物理學(xué)，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念B愛(ài)因斯坦最早認(rèn)識(shí)到了能量子的意義，提出光子說(shuō)，并成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象C德布羅意第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念D普朗克大膽地把光的波粒二象性推廣到實(shí)物粒子，預(yù)言實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性B解析 普朗克在1900年把能量子引入物理學(xué)，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；愛(ài)因斯坦最早認(rèn)識(shí)到了能量子的意義，為解釋光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律提出了光子說(shuō)，并成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象，故選項(xiàng)B正確；玻爾第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；德布羅意大膽地把光的波粒二象性推廣到實(shí)物粒子，預(yù)言實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤2(2018·北京卷)在核反應(yīng)方程He1N1OX中，X表示的是()A質(zhì)子 B中子C電子 D粒子A解析 由核反應(yīng)中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)均守恒，可知X為H，選項(xiàng)A正確3(2019·重慶江津區(qū)預(yù)測(cè)模擬)2019年夏天，中美貿(mào)易之爭(zhēng)使國(guó)人了解了芯片的戰(zhàn)略意義，芯片制作工藝非常復(fù)雜，光刻機(jī)是制作芯片的關(guān)鍵設(shè)備，其曝光系統(tǒng)最核心的部件之一是紫外光源常見(jiàn)光源分為：可見(jiàn)光：436 nm；紫外光(UV)：365 nm；深紫外光(DUV)：KrF準(zhǔn)分子激光：248 nm，ArF準(zhǔn)分子激光：193 nm；極紫外光(EUV)：1015 nm.下列說(shuō)法正確的是()A波長(zhǎng)越短，可曝光的特征尺寸就越小，就表示光刻的刀鋒越鋒利，刻蝕對(duì)于精度控制要求越高B光源波長(zhǎng)越長(zhǎng)，能量越大，曝光時(shí)間就越短C如果紫外光不能讓某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，極紫外光也一定不能D由康普頓效應(yīng)可知深紫外光通過(guò)實(shí)物物質(zhì)發(fā)生散射時(shí)會(huì)出現(xiàn)波長(zhǎng)更短的成分A解析 波長(zhǎng)越短，可曝光的特征尺寸就越小，就表示光刻的刀鋒越鋒利，刻蝕對(duì)于精度控制要求越高，選項(xiàng)A正確；光源波長(zhǎng)越長(zhǎng)，則頻率就越小，能量越小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；極紫外光的波長(zhǎng)小于紫外光的波長(zhǎng)，則頻率較大，如果紫外光不能讓某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，極紫外光不一定不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由康普頓效應(yīng)可知深紫外光通過(guò)實(shí)物物質(zhì)發(fā)生散射時(shí)能量變小，頻率變小，則會(huì)出現(xiàn)波長(zhǎng)更長(zhǎng)的成分，選項(xiàng)D錯(cuò)誤4(2018·天津卷)氫原子光譜在可見(jiàn)光區(qū)域內(nèi)有四條譜線H、H、H和H，都是氫原子中電子從量子數(shù)n>2的能級(jí)躍遷到n2的能級(jí)時(shí)發(fā)出的光，它們?cè)谡婵罩械牟ㄩL(zhǎng)由長(zhǎng)到短，可以判定()AH對(duì)應(yīng)的前后能級(jí)之差最小B同一介質(zhì)對(duì)H的折射率最大C同一介質(zhì)中H的傳播速度最大D用H照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則H也一定能A解析 H的波長(zhǎng)最長(zhǎng)，頻率最低，由躍遷規(guī)律可知，它對(duì)應(yīng)的前后能級(jí)之差最小，選項(xiàng)A正確；由頻率越低的光的折射率越小知，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由折射率n可知，在同一介質(zhì)中，H的傳播速度最大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)入射光頻率大于金屬的極限頻率可以使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，因H<H，所以H不一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，選項(xiàng)D錯(cuò)誤5(2019·高考物理全真模擬卷)從1907年起，美國(guó)物理學(xué)家密立根就開(kāi)始以精湛的技術(shù)測(cè)量光電效應(yīng)中幾個(gè)重要的物理量他通過(guò)如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量某金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率，作出如圖乙所示的Uc­的圖象，由此算出普朗克常量h，并與普朗克根據(jù)黑體輻射測(cè)出的h相比較，以檢驗(yàn)愛(ài)因斯坦方程的正確性已知電子的電荷量e，則下列普朗克常量h的表達(dá)式正確的是()Ah BhCh DhA解析 根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程應(yīng)EkhW0，及動(dòng)能定理eUcEk，得Uc，所以圖象的斜率k，得h，故選項(xiàng)A正確6(2018·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()A7N俘獲一個(gè)粒子，產(chǎn)生8O并放出一個(gè)粒子BAl俘獲一個(gè)粒子，產(chǎn)生P并放出一個(gè)粒子C5B俘獲一個(gè)質(zhì)子，產(chǎn)生Be并放出一個(gè)粒子DLi俘獲一個(gè)質(zhì)子，產(chǎn)生He并放出一個(gè)粒子B解析 根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒，各選項(xiàng)核反應(yīng)方程如下， 7NHe8OH，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；AlHePn，選項(xiàng)B正確；5BHBeHe，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；LiHHeHe，選項(xiàng)D錯(cuò)誤7(2019·山東濟(jì)寧二模)氫原子的能級(jí)示意圖如圖所示，現(xiàn)有大量的氫原子處于n4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)向低能級(jí)躍遷時(shí)，會(huì)輻射出若干種不同頻率的光，若用這些光照射逸出功為4.54 eV的鎢時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A氫原子能輻射4種不同頻率的光子B氫原子輻射的光子都能使鎢發(fā)生光電效應(yīng)C氫原子輻射一個(gè)光子后，氫原子的核外電子的速率增大D鎢能吸收兩個(gè)從n4向n2能級(jí)躍遷的光子而發(fā)生光電效應(yīng)C解析 根據(jù)C6，所以這些氫原子總共可輻射出6種不同頻率的光，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于要發(fā)生光電效應(yīng)，躍遷時(shí)放出光子的能量大于鎢的逸出功為4.54 eV，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；氫原子輻射一個(gè)光子后，能級(jí)減小，氫原子的核外電子的速率增大，故選項(xiàng)C正確；鎢只能吸收一個(gè)光子的能量，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤8(2018·全國(guó)卷)1934年，約里奧居里夫婦用粒子轟擊鋁核Al，產(chǎn)生了第一個(gè)人工放射性核素X：AlnX.X的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為()A15和28 B15和30C16和30 D17和31B解析 將核反應(yīng)方程式改寫成HeAlnX，由電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒知，X應(yīng)為X.9(2019·陜西西安中學(xué)期末)由于放射性元素Np的半衰期很短，所以在自然界中一直未被發(fā)現(xiàn)，只是在使用人工的方法制造后才被發(fā)現(xiàn)已知Np經(jīng)過(guò)一系列衰變和衰變后變成Bi，下列說(shuō)法正確的是()ABi的原子核比Np的原子核少28個(gè)中子BNp經(jīng)過(guò)衰變變成Bi，衰變過(guò)程可以同時(shí)放出粒子、粒子和粒子C衰變過(guò)程中共發(fā)生了7次衰變和4次衰變DNp的半衰期等于任一個(gè)Np原子核發(fā)生衰變的時(shí)間C解析 Bi的中子數(shù)為20983126，Np的中子數(shù)為23793144，Bi的原子核比Np的原子核少18個(gè)中子，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；Np經(jīng)過(guò)一系列衰變和衰變后變成Bi，可以同時(shí)放出粒子和粒子或者粒子和粒子，不能同時(shí)放出三種粒子，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；衰變過(guò)程中發(fā)生衰變的次數(shù)為7(次)，衰變的次數(shù)為2×7(9383)4(次)，選項(xiàng)C正確；半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)少數(shù)原子核不適用，選項(xiàng)D錯(cuò)誤 能力提升10(2019·天津卷)(多選)我國(guó)核聚變反應(yīng)研究大科學(xué)裝置“人造太陽(yáng)”2018年獲得重大突破，等離子體中心電子溫度首次達(dá)到1億度，為人類開(kāi)發(fā)利用核聚變能源奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)下列關(guān)于聚變的說(shuō)法正確的是()A核聚變比核裂變更為安全、清潔B任何兩個(gè)原子核都可以發(fā)生聚變C兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，總質(zhì)量較聚變前增加D兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，核子的比結(jié)合能增加AD解析 核聚變的最終產(chǎn)物是氦氣無(wú)污染，而核裂變會(huì)產(chǎn)生固體核廢料，因此核聚變更加清潔和安全，選項(xiàng)A正確；發(fā)生核聚變需要在高溫高壓下進(jìn)行，大核不能發(fā)生核聚變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；核聚變反應(yīng)會(huì)放出大量的能量，根據(jù)質(zhì)能關(guān)系可知反應(yīng)會(huì)發(fā)生質(zhì)量虧損，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；因聚變反應(yīng)放出能量，因此反應(yīng)前的比結(jié)合能小于反應(yīng)后的比結(jié)合能，選項(xiàng)D正確11(2019·河南登封實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬)(多選)下列說(shuō)法正確的是()A由He7N8OH可知，在密閉的容器中混合存放一定比例的氦氣和氮?dú)?，幾天后將有氧氣生成B根據(jù)玻爾理論，氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，要釋放一定頻率的光子，同時(shí)電子的動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小C、三種射線中，射線的電離能力最強(qiáng)D相同頻率的光照射不同金屬，則從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能越大，這種金屬的逸出功越大BC解析 He7N8OH是用氦核打擊氮核使氮核轉(zhuǎn)變的過(guò)程，是原子核的人工轉(zhuǎn)變，在密閉的容器中混合存放一定比例的氦氣和氮?dú)?，不?huì)有氧氣生成，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，要釋放一定頻率的光子，庫(kù)侖力做正功，動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小，故選項(xiàng)B正確；、和三種射線中，射線的電離能力最強(qiáng)，故選項(xiàng)C正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程EkhW0，金屬的逸出功越大，逸出的光電子的最大初動(dòng)能越小，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤12(2019·貴州凱里一中模擬)(多選)下列說(shuō)法正確的是()A盧瑟福通過(guò)對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，提出了原子核內(nèi)有中子存在B核泄漏事故污染物137Cs能夠產(chǎn)生對(duì)人體有害的輻射，其核反應(yīng)方程式為CsBax，可以判斷x為電子C若氫原子從n6能級(jí)向n1能級(jí)躍遷時(shí)輻射出的光不能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則氫原子從n6能級(jí)向n2能級(jí)躍遷時(shí)輻射出的光也不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)D質(zhì)子、中子、粒子的質(zhì)量分別是m1、m2、m3，質(zhì)子和中子結(jié)合成一個(gè)粒子，釋放的能量是(2m12m2m3)c2BCD解析 盧瑟福通過(guò)對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，沒(méi)有提出原子核內(nèi)有中子存在，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)137Cs的核反應(yīng)方程式CsBax，可知x的質(zhì)量數(shù)為1371370，電荷數(shù)為55561，故x為電子，選項(xiàng)B正確；氫原子從n6能級(jí)向n1能級(jí)躍遷時(shí)輻射出的光子的頻率大于從n6能級(jí)向n2能級(jí)躍遷時(shí)輻射出的光子的頻率，故若從n6能級(jí)向n1能級(jí)躍遷時(shí)輻射出的光不能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則氫原子從n6能級(jí)向n2能級(jí)躍遷時(shí)輻射出的光也不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)C正確；質(zhì)子和中子結(jié)合成一個(gè)粒子，需要兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子，質(zhì)量虧損m2m12m2m3，由質(zhì)能方程可知，釋放的能量Emc2(2m12m2m3)c2，選項(xiàng)D正確13(2019·江西南昌外國(guó)語(yǔ)學(xué)校期中)(多選)下列說(shuō)法正確的是()AHHHe是太陽(yáng)內(nèi)部核反應(yīng)之一，該核反應(yīng)過(guò)程釋放的能量是E.已知光在真空中的傳播速度為c，則該核反應(yīng)中平均每個(gè)核子虧損的質(zhì)量為B盧瑟福通過(guò)粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子核的內(nèi)部結(jié)構(gòu)C紫外線照射到金屬鋅板表面時(shí)能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時(shí)，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能也隨之增大D根據(jù)玻爾理論，氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，要釋放一定頻率的光子，同時(shí)電子的動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小AD解析 該核反應(yīng)過(guò)程釋放的能量是E，核子個(gè)數(shù)是3，根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程可知，E3mc2，所以每個(gè)核子虧損的質(zhì)量為m，故選項(xiàng)A正確；盧瑟福通過(guò)粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；紫外線照射到金屬鋅板表面時(shí)能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時(shí)，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能不變，而光電子數(shù)目可能增加，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，要釋放一定頻率的光子，庫(kù)侖力做正功，動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小，故選項(xiàng)D正確14(2020·江蘇海安中學(xué)開(kāi)學(xué)考試)原子核的衰變方式不同，釋放的能量也不同，由此可以用來(lái)確定原子核的質(zhì)量差，Cu可以衰變?yōu)閆n，釋放的核能是E1；也可以衰變?yōu)镹i，釋放的核能為E2.(1)寫出兩種衰變方式的衰變方程；(2)設(shè)釋放能量全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣庾幽芰浚蟪鯶n和Ni釋放光子的波長(zhǎng)之比解析 (1)根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒得，Cu可以衰變?yōu)閆n的反應(yīng)方程為CuZne，Cu可以衰變?yōu)镹i的反應(yīng)方程為CuNie.(2)光子能量公式得Ehh得，釋放的核能是E1的光子波長(zhǎng)為1，釋放的核能是E2的光子波長(zhǎng)為2，則釋放光子的波長(zhǎng)之比為.答案 (1)CuZneCuNie(2)15(2017·北京卷)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)靜止的放射性原子核發(fā)生了一次衰變放射出的粒子(He)在與磁場(chǎng)垂直的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑為R.用m、q分別表示粒子的質(zhì)量和電荷量(1)放射性原子核用X表示，新核的元素符號(hào)用Y表示，寫出該衰變的核反應(yīng)過(guò)程；(2)粒子的圓周運(yùn)動(dòng)可以等效成一個(gè)環(huán)形電流，求圓周運(yùn)動(dòng)的周期和環(huán)形電流大小；(3)設(shè)該衰變過(guò)程釋放的核能轉(zhuǎn)化為粒子和新核的動(dòng)能，新核的質(zhì)量為M，求衰變過(guò)程的質(zhì)量虧損m.解析 (1)核反應(yīng)方程為XYHe.(2)設(shè)粒子的速度大小為v，由qvBm，T，得粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期T，環(huán)形電流大小I.(3)由qvBm，得v，設(shè)衰變后新核Y的速度大小為v，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，得Mvmv0，則v，由mc2Mv2mv2，得m.答案 (1)XYHe(2)(3)