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

第二節(jié) 原子與原子核 (建議用時：40分鐘)一、單項選擇題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項正確2如圖，放射性元素鐳衰變過程中釋放出、三種射線，分別進(jìn)入勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，下列說法正確的是()A表示射線，表示射線B表示射線，表示射線C表示射線，表示射線D表示射線，表示射線解析：選C.射線為電磁波，在電場、磁場中均不偏轉(zhuǎn)，故和表示射線，A、B、D項錯誤；射線中的粒子為氦的原子核，帶正電，在勻強(qiáng)電場中，沿電場方向偏轉(zhuǎn)，故表示射線，由左手定則可知在勻強(qiáng)磁場中射線向左偏，故表示射線，C項正確3. (2018高考天津卷)國家大科學(xué)工程中國散裂中子源(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)的研究平臺下列核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是()A.7N俘獲一個粒子，產(chǎn)生8O并放出一個粒子B.Al俘獲一個粒子，產(chǎn)生P并放出一個粒子C.5B俘獲一個質(zhì)子，產(chǎn)生Be并放出一個粒子D.Li俘獲一個質(zhì)子，產(chǎn)生He并放出一個粒子解析：選B.根據(jù)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒及電荷數(shù)守恒可知，7NHe8OH，A項錯誤；AlHePn，B項正確；5BHBeHe，C項錯誤；LiHHeHe，D項錯誤4(2019上海理工大附中期中)如圖所示為盧瑟福粒子散射實驗裝置的示意圖，圖中的顯微鏡可在圓周軌道上轉(zhuǎn)動，通過顯微鏡前相連的熒光屏可觀察粒子在各個角度的散射情況下列說法正確的是()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粒子散射的靶，觀察到的實驗結(jié)果基本相似D粒子發(fā)生散射的主要原因是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，相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)應(yīng)最多，說明大多數(shù)射線基本不偏折，可知金箔原子內(nèi)部很空曠，故A錯誤；放在B位置時，相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)較少，說明較少射線發(fā)生偏折，可知原子內(nèi)部帶正電的體積小，故B錯誤；選用不同金屬箔片作為粒子散射的靶，觀察到的實驗結(jié)果基本相似，故C正確；粒子發(fā)生散射的主要原因是粒子受到金原子庫侖力作用，且金原子質(zhì)量較大，從而出現(xiàn)的反彈，故D錯誤5(2018高考北京卷)在核反應(yīng)方程He7N8OX中，X表示的是()A質(zhì)子B中子C電子 D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A正確6(2016高考上海卷)研究放射性元素射線性質(zhì)的實驗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()Aa為電源正極，到達(dá)A板的為射線Ba為電源正極，到達(dá)A板的為射線Ca為電源負(fù)極，到達(dá)A板的為射線Da為電源負(fù)極，到達(dá)A板的為射線解析：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，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，則根據(jù)公式xv0tv0，兩個粒子初速度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極板的是射線，A極板帶正電，a為電源的正極，故選項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(m1m2m3)c B(m1m2m3)cC(m1m2m3)c2 D(m1m2m3)c2解析：選C.由質(zhì)能方程Emc2，其中mm1m2m3，可得E(m1m2m3)c2，選項C正確，A、B、D錯誤8(2019江蘇清江中學(xué)高三模擬)如圖所示為氫原子的能級圖，當(dāng)氫原子從n4能級躍遷到n2能級時，輻射出光子a；當(dāng)氫原子從n3能級躍遷到n1能級時，輻射出光子b，則下列說法中正確的是()A光子a的能量大于光子b的能量B光子a的波長小于光子b的波長Cb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n4的能級躍遷到n2的能級的能級差小于從n3的能級躍遷到n1的能級時的能級差，根據(jù)EmEnh，知光子a的能量小于光子b的能量，故A錯誤；光子a的頻率小于光子b的頻率，所以b的頻率大，波長小，所以a光更容易發(fā)生衍射，故B、C錯誤；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：XYHeH4.9 MeV和HHHeX17.6 MeV，下列表述正確的有()AX是中子BY的質(zhì)子數(shù)是3，中子數(shù)是6C兩個核反應(yīng)都沒有質(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HHHeX17.6 MeV知 X為n，由XYHeH4.9 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(yīng)都釋放出核能，故都有質(zhì)量虧損，選項C錯誤；XYHeH4.9 MeV是原子核的人工轉(zhuǎn)變，HHHen17.6 MeV為輕核聚變，選項D正確10能源是社會發(fā)展的基礎(chǔ)，發(fā)展核能是解決能源問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.HHHen是核聚變反應(yīng)B.HHHen是衰變C.UnBaKr3n是核裂變反應(yīng)D.UnXeSr2n是衰變解析：選AC.衰變時釋放出電子(e)，衰變時釋放出氦原子核(He)，可知選項B、D錯誤；選項A中一個氚核和一個氘核結(jié)合成一個氦核并釋放出一個中子是典型的核聚變反應(yīng)；選項C中一個U235原子核吸收一個中子，生成一個Ba原子核和一個Kr原子核并釋放出三個中子是典型的核裂變反應(yīng)，故選項A、C正確11(2016高考全國卷改編)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，下列說法正確的是()A核反應(yīng)方程為pAlSiB核反應(yīng)過程中系統(tǒng)動量守恒C核反應(yīng)過程中系統(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項正確；微觀粒子相互作用過程中，滿足動量守恒定律，B項正確；題述核反應(yīng)過程屬于“二合一”形式的完全非彈性碰撞，機(jī)械能有損失，但對于封閉的系統(tǒng)，能量仍然守恒，C項錯誤；核反應(yīng)過程中的機(jī)械能有損失，故存在質(zhì)量虧損現(xiàn)象，D項錯誤12. (2019東北三校聯(lián)考)如圖所示，氫原子可在下列各能級間發(fā)生躍遷，設(shè)從n4到n1能級輻射的電磁波的波長為1，從n4到n2能級輻射的電磁波的波長為2，從n2到n1能級輻射的電磁波的波長為3，則下列關(guān)系式中正確的是()A1<3 B3<2C3>2 D.解析：選AB.已知從n4到n1能級輻射的電磁波的波長為1，從n4到n2能級輻射的電磁波的波長為2，從n2到n1能級輻射的電磁波的波長為3，則1、2、3的關(guān)系為h>h>h，即>，1<3，>，3<2，又hhh，即，則，即正確選項為A、B.13如圖為氫原子的能級示意圖，則下列對氫原子躍遷的理解正確的是()A由高能級向低能級躍遷時輻射出來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n4能級的氫原子向n1能級躍遷時，向外輻射6種不同頻率的光子C大量處于n3能級的氫原子向n1能級躍遷時，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能為8.75 eVD如果用光子能量為10.3 eV的光照射處于n1能級的氫原子，則該能級的氫原子能夠躍遷到較高能級解析：選BC.氫原子從高能級向低能級躍遷時放出的光子的能量等于前后兩個能級之差，當(dāng)氫原子從高能級躍遷到基態(tài)時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錯誤；大量處于n4能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，輻射光子的種類為C6，B正確；大量處于n3能級的氫原子向n1能級躍遷時，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，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得該金屬的最大初動能為12.09 eV3.34 eV8.75 eV，C正確；當(dāng)氫原子由低能級向高能級躍遷時，氫原子吸收的光子能量一定等于兩能級之間的能量差，而由氫原子的能級圖可知任何兩能級間的能量差都不等于10.3 eV，因此不能使n1能級的氫原子躍遷到較高的能級，D錯誤三、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”)已知氫原子的基態(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)電勢能越大，原子能量也就越大；根據(jù)動能定理有，hE1mv2，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，觀測光電效應(yīng)現(xiàn)象，實驗裝置示意圖如圖甲所示已知普朗克常量h6.631034 Js.(1)圖甲中電極A為光電管的_(選填“陰極”或“陽極”)；(2)實驗中測得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率之間的關(guān)系如圖乙所示，則銣的截止頻率c_Hz，逸出功W0_J；(3)如果實驗中入射光的頻率7.001014Hz，則產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek_J.解析：(1)在光電效應(yīng)中，電子向A極運(yùn)動，故電極A為光電管的陽極(2)由題圖可知，銣的截止頻率c為5.151014 Hz，逸出功W0hc6.6310345.151014 J3.411019 J.(3)當(dāng)入射光的頻率為7.001014Hz時，由Ekhhc得，光電子的最大初動能為Ek6.631034(7.005.15)1014 J1.231019 J.答案：(1)陽極(2)5.151014(5.125.18)1014均視為正確3.411019(3.393.43)1019均視為正確(3)1.231019(1.211.25)1019均視為正確