2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu)與原子核章末綜合測試.doc

第十二章 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu)與原子核章末綜合測試(十二)(時間：45分鐘分?jǐn)?shù)：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題6分在每小題給出的四個選項中，第15題只有一項符合題目要求，第610題有多項符合題目要求全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)1下列說法中正確的是()A光是一種概率波，物質(zhì)波也是概率波B麥克斯韋首次通過實驗證實了電磁波的存在C某單色光從一種介質(zhì)進(jìn)入到另一種介質(zhì)，其頻率和波長都將改變D紫光照射某金屬時有電子向外發(fā)射，紅光照射該金屬時也一定有電子向外發(fā)射解析：A麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲首次通過實驗證實了電磁波的存在，故B錯誤；單色光從一種介質(zhì)進(jìn)入到另一種介質(zhì)時，其頻率是不變的，但由于光速不同，所以波長會改變，C錯誤；由于紫光的頻率大于紅光，則根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程可知，紅光照射該金屬時不一定有電子向外發(fā)射，故D錯誤2根據(jù)愛因斯坦的光子說，光子能量E等于(h為普朗克常量，c為真空中的光速，為光在真空中的波長)()AhBhChD.解析：B根據(jù)愛因斯坦的光子說，光子能量Eh，根據(jù)光的傳播速度和頻率的關(guān)系c得Eh，B正確3(2017河南信陽息縣一中段考)下列對題中四幅圖的分析，其中正確的是()A從圖可知，光電效應(yīng)實驗中b光的頻率比a光的大B從圖可知，能量為5 eV的光子不能被處于n2能級的氫原子吸收C從圖可知，隨著放射性物質(zhì)質(zhì)量的不斷減少，其半衰期不斷增大D從圖可知，粒子散射實驗表明原子核由中子和質(zhì)子組成解析：AeUchW0，從圖可知，Ub>Ua，故b>a，A正確；5 eV>3.4 eV，所以能量為5 eV的光子能被處于n2能級的氫原子吸收并發(fā)生電離，B錯誤；半衰期與物質(zhì)質(zhì)量無關(guān)，故C錯誤；粒子散射實驗不能得出原子核由質(zhì)子和中子組成，故D錯誤；故選A.4.如圖，天然放射源鈾發(fā)出的一束射線經(jīng)過勻強(qiáng)電場時分裂成1、2、3三種射線，下列說法正確的是()A三種射線都是帶電粒子流B射線1實質(zhì)是高速的質(zhì)子流C射線3是原子核外電子電離后形成的電子流D三種射線都具有很高的能量，說明原子核是一個能量寶庫解析：D射線2是射線，不帶電，A錯誤；射線1帶正電，是氦核流，B錯誤；射線3是電子流，是原子核內(nèi)部變化產(chǎn)生的，C錯誤5要使氘核聚變，必須使氘核之間的距離接近到核力能夠發(fā)生作用的范圍r0，物質(zhì)溫度很高時，氘原子將變?yōu)榈入x子體，等離子體的分子平均動能為Ek，K叫玻耳茲曼常數(shù)，T為熱力學(xué)溫度，兩個氘核之間的電勢能為Ep，r為電荷之間的距離，則氘核聚變的溫度至少為()A.B.C.D.解析：C若兩氘核從相距無窮遠(yuǎn)處到相距r0，有Ek減Ep增，這里要注意，如果兩氘核恰好接近到r0，動能變?yōu)榱?，則2Ek，即：2，解得T，所以選項C正確6.以往我們認(rèn)識的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng)，即一個電子在極短時間內(nèi)只能吸收到一個光子而從金屬表面逸出強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對于光電效應(yīng)的認(rèn)識，用強(qiáng)激光照射金屬，由于其光子密度極大，一個電子在極短時間內(nèi)吸收多個光子成為可能，從而形成多光子光電效應(yīng)，這已被實驗證實光電效應(yīng)實驗裝置示意圖如圖所示用頻率為的普通光源照射陰極K，沒有發(fā)生光電效應(yīng)，換用同樣頻率的強(qiáng)激光照射陰極K，則發(fā)生了光電效應(yīng)；此時，若加上反向電壓U，即將陰極K接電源正極，陽極A接電源負(fù)極，在K、A之間就形成了使光電子減速的電場逐漸增大U，光電流會逐漸減小；當(dāng)光電流恰好減小到零時，所加反向電壓U可能是下列的(其中W為逸出功，h為普朗克常量，e為電子電量)()AUBUCU2hWDU解析：B本題中，“當(dāng)增大反向電壓U，使光電流恰好減小到零時”，即為：從陰極K逸出的具有最大初動能的光電子，恰好不能到達(dá)陽極A.以從陰極K逸出的且具有最大初動能的光電子為研究對象，由動能定理得：Ue0mv2由光電效應(yīng)方程得：nhmv2W(n2,3,4)由式解得：U(n2,3,4)故選項B正確7(2017江蘇單科)原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示根據(jù)該曲線，下列判斷正確的有()A.He核的結(jié)合能約為14 MeVB.He核比Li核更穩(wěn)定C兩個H核結(jié)合成He核時釋放能量D.U核中核子的平均結(jié)合能比Kr核中的大解析：BC由圖象可知，He的比結(jié)合能約為7 MeV，其結(jié)合能應(yīng)為28 MeV，故A錯誤比結(jié)合能較大的核較穩(wěn)定，故B正確比結(jié)合能較小的核結(jié)合成比結(jié)合能較大的核時釋放能量，故C正確比結(jié)合能就是平均結(jié)合能，故由圖可知D錯誤8.(2017福建廈門質(zhì)檢)靜止的Bi原子核在磁場中發(fā)生衰變后運(yùn)動軌跡如圖所示，大小圓半徑分別為R1、R2；則下列關(guān)于此核衰變方程和兩圓軌跡半徑比值判斷正確的是()A.BiTlHeB.BiPoeCR1R2841DR1R22074解析：BC原子核發(fā)生衰變時，根據(jù)動量守恒可知兩粒子的速度方向相反，由圖可知粒子的運(yùn)動軌跡在同一側(cè)，根據(jù)左手定則可以得知，衰變后的粒子帶的電性相反，所以原子核發(fā)生的應(yīng)該是衰變，衰變方程為：BiPoe，故A錯誤，B正確；根據(jù)R，結(jié)合兩粒子動量大小相等，故R1R2q2q1841，故C正確，D錯誤；故選B、C.9已知?dú)湓拥哪芗壢鐖D所示，現(xiàn)用光子能量在1012.9 eV范圍內(nèi)的光去照射一群處于基態(tài)的氫原子，則下列說法中正確的是()A在照射光中可能被吸收的光子能量有無數(shù)種B在照射光中可能被吸收的光子能量只有3種C照射后可觀測到氫原子發(fā)射不同波長的光有6種D照射后可觀測到氫原子發(fā)射不同波長的光有3種解析：BCn1n5，hE5E113.06 eV，故能量在1012.9 eV范圍內(nèi)的光子，僅被吸收符合n1n2，n1n3，n1n4的能級差的三種光子，A錯B對；照射后處于最高能級的氫原子的量子數(shù)n4，故向低能級躍遷能輻射的光波長種類為N6種，C對D錯10原來靜止的原子核X，質(zhì)量為m1，處在區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)磁場中，經(jīng)衰變變成質(zhì)量為m2的原子核Y，粒子的質(zhì)量為m3，已測得粒子的速度垂直于磁場B，且動能為E0.假定原子核X衰變時釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為動能，則下列四個結(jié)論中，正確的是()A核Y與粒子在磁場中運(yùn)動的周期之比為B核Y與粒子在磁場中運(yùn)動的半徑之比為C此衰變過程中的質(zhì)量虧損為m1m2m3D此衰變過程中釋放的核能為解析：BCD原子核發(fā)生衰變時質(zhì)量數(shù)減小4，電荷數(shù)減小2，由題意知X核原先靜止，則衰變后粒子和反沖核Y的動量大小相籌，由R知，RYRqqY2(Z2)，故B項正確；周期之比由T知，TYT，故A項錯誤；該過程質(zhì)量虧損mm1(m2m3)，故C項正確；由Ek知，Y核的動能EkY，則釋放的核能EEkEkY，故D項正確二、非選擇題(本大題共2小題，每題20分，共40分)11(2017湖北襄陽調(diào)研)氫原子基態(tài)能量E113.6 eV，電子繞核做圓周運(yùn)動的半徑r10.531010 m求氫原子處于n4激發(fā)態(tài)時：(1)原子系統(tǒng)具有的能量；(2)電子在n4軌道上運(yùn)動的動能；(已知能量關(guān)系EeE1，半徑關(guān)系rnn2r1，k9.0109 Nm2/C2，e1.61019 C)(3)若要使處于n2軌道上的氫原子電離，至少要用頻率為多大的電磁波照射氫原子？(普朗克常量h6.631034 Js)解析：(1)由EnE1得(3分)E40.85 eV(3分)(2)因為rnn2r1，所以r442r1，由圓周運(yùn)動知識得(3分)km(3分)所以EK4mv2 J(3分)0.85 eV(3)要使處于n2的氫原子電離，照射光的光子能量應(yīng)能使電子從第2能級躍遷到無限遠(yuǎn)處，最小頻率的電磁波的光子能量應(yīng)為h0(3分)得8.211014 Hz(2分)答案：(1)0.85 eV(2)0.85 eV(3)8.211014 Hz12天文學(xué)家測得銀河系中氦的含量約為25%.有關(guān)研究表明，宇宙中氦生成的途徑有兩條：一是在宇宙誕生后3分鐘左右生成的；二是在宇宙演化到恒星誕生后，由恒星內(nèi)部的氫核聚變反應(yīng)生成的(1)把氫核聚變反應(yīng)簡化為4個氫核(H)聚變成氦核(He)，同時放出2個正電子(e)和2個中微子(e)，請寫出該氫核聚變反應(yīng)的方程，并計算一次反應(yīng)釋放的能量(2)研究表明，銀河系的年齡約為t3.81017 s，每秒銀河系產(chǎn)生的能量約為11037 J(即P11037 J/s)現(xiàn)假定該能量全部來自上述氫核聚變反應(yīng)，試估算銀河系中氦的含量(最后結(jié)果保留一位有效數(shù)字)(3)根據(jù)你的估算結(jié)果，對銀河系中氦的主要生成途徑做出判斷(可能用到的數(shù)據(jù)：銀河系質(zhì)量約為M31041 kg，原子質(zhì)量單位1 u1.661027 kg,1 u對應(yīng)于1.51010 J的能量，電子質(zhì)量me0.000 5 u，氦核質(zhì)量m4.002 6 u，氫核質(zhì)量mp1.007 8 u，中微子e質(zhì)量為零)解析：(1)4HHe2e2e(3分)m4mPm2me(3分)Emc24.141012 J(3分)(2)mm6.11039 kg(3分)氦的含量k2%(3分)(3)由估算結(jié)果可知，2%遠(yuǎn)小于25%的實際值，所以銀河系中的氦主要是宇宙誕生后不久生成的(5分)答案：(1)4HHe2e2e4.141012 J(2)2%(3)銀河系中的氦主要是宇宙誕生后不久生成的