（山西專(zhuān)版）2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一篇 選擇題熱點(diǎn)12 原子物理精練（含解析）

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1、熱點(diǎn)12　原子物理 熱考題型 　　原子物理作為物理學(xué)的一個(gè)板塊在2017年列入必考內(nèi)容后,對(duì)其考查在所難免。但由于該部分知識(shí)點(diǎn)多,要求難度不太大,故考查時(shí)多以選擇題出現(xiàn)。 題型一　原子的能級(jí)躍遷問(wèn)題 1.如圖所示為氫原子能級(jí)示意圖,現(xiàn)有大量的氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài),當(dāng)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出若干不同頻率的光,下列說(shuō)法正確的是(　　) A.這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光 B.由n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)產(chǎn)生的光頻率最小 C.由n=4能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)產(chǎn)生的光最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象 D.用由n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng)

2、 答案　D　這些氫原子總共可輻射出6種不同頻率的光,A錯(cuò);由n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)產(chǎn)生的光,能量最小,頻率最小,由n=4能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)產(chǎn)生的光,能量最大,頻率最大,波長(zhǎng)最小,最不容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象,B、C錯(cuò);由n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光子的能量為10.2eV,用它照射逸出功為6.34eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng),D對(duì)。 題型二　光電效應(yīng)現(xiàn)象 2.(多選)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組分別在各自的實(shí)驗(yàn)室,約定用相同頻率的單色光分別照射鋅和銀的表面,結(jié)果都能發(fā)生光電效應(yīng),如圖甲,并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。對(duì)于這兩組實(shí)驗(yàn),下列判斷正確的是(　　) 甲 乙 A.飽和光電流一

3、定不同,光電子的最大初動(dòng)能不同 B.因?yàn)椴牧喜煌?逸出功不同,所以遏止電壓Uc不同 C.因?yàn)楣鈴?qiáng)不確定,所以單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)可能相同 D.分別用不同頻率的光照射之后繪制Uc-ν圖像(ν為照射光頻率,圖乙為其中一小組繪制的圖像),圖線的斜率可能不同 答案　BC　雖然光的頻率相同,但是被照射的材料不同,光電子的最大初動(dòng)能不同,光強(qiáng)不確定,所以單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)可能相同,飽和光電流可能相同,故A項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=hν-W0和eUc=Ekm可知,照射光頻率相同,材料的逸出功不同,則光電子的最大初動(dòng)能不同,遏止電壓也不同,故B項(xiàng)正確;由Uc=hνe-W0e知

4、圖線的斜率等于he,故圖線的斜率相同,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 題型三　衰變規(guī)律的應(yīng)用 3.(多選)14C發(fā)生放射性衰變成為14N,半衰期約5700年。已知植物存活期間,其體內(nèi)14C與12C的比例不變;生命活動(dòng)結(jié)束后,14C的比例持續(xù)減少?，F(xiàn)通過(guò)測(cè)量得知,某古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一。下列說(shuō)法正確的是(　　) A.該古木的年代距今約5700年 B.12C、13C、14C具有相同的中子數(shù) C.14C衰變?yōu)?4N的過(guò)程中放出β射線 D.增加樣品測(cè)量環(huán)境的壓強(qiáng)將加速14C的衰變 答案　AC　古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代樣品的二分之一,說(shuō)明該古木恰好經(jīng)歷了一個(gè)半衰期的

5、時(shí)間,故A正確。12C、13C、14C具有相同的質(zhì)子數(shù)、不同的中子數(shù),故B錯(cuò)。14C的衰變方程為:?　614C→　714N+-1　0e,可見(jiàn)C正確。放射性元素的半衰期與外界因素?zé)o關(guān),故D錯(cuò)。 題型四　核反應(yīng)方程和核能的計(jì)算 4.原來(lái)靜止的原子核?baX發(fā)生α衰變時(shí),放出α粒子的動(dòng)能為E0。假設(shè)衰變時(shí)產(chǎn)生的能量全部以動(dòng)能的形式釋放出來(lái),則在此衰變過(guò)程中的質(zhì)量虧損是(　　) A.E0c2 B.E0(a-4)c2 C.(a-4)E0c2 D.aE0(a-4)c2 答案　D　α粒子與新核質(zhì)量比為4a-4,衰變過(guò)程滿足動(dòng)量守恒定律,即mαvα=m新v新,根據(jù)動(dòng)量和動(dòng)能的關(guān)系p2=2m·Ek可知

6、,新核動(dòng)能為4a-4E0。由ΔE=Δmc2,得Δm=E0+4a-4E0c2=aE0(a-4)c2,故D選項(xiàng)正確。 跟蹤集訓(xùn) 1.(多選)下列關(guān)于原子及原子核的說(shuō)法正確的是(　　) A.太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的重核裂變反應(yīng) B.外界環(huán)境溫度升高,原子核的半衰期不變 C.原子核發(fā)生一次β衰變,該原子外層就失去一個(gè)電子 D.比結(jié)合能越大,原子核越穩(wěn)定 答案　BD　太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的輕核聚變反應(yīng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;原子核的半衰期與外界環(huán)境無(wú)關(guān),選項(xiàng)B正確;原子核的β衰變過(guò)程是中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子而釋放出電子的過(guò)程,核外電子沒(méi)有參與到該反應(yīng)中,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;比結(jié)合能越大,原子核越穩(wěn)

7、定,選項(xiàng)D正確。 2.(多選)下列說(shuō)法正確的是(　　) A.90232Th經(jīng)過(guò)6次α衰變和4次β衰變后成為穩(wěn)定的原子核?82208Pb B.發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程是?49Be+24He→612C+01n C.200個(gè)?92238U的原子核經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期后剩下50個(gè)?92238U D.92235U在中子轟擊下生成?3894Sr和?54140Xe的過(guò)程中,原子核中的平均核子質(zhì)量變小 答案　ABD　根據(jù)核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒判斷可知A正確;B項(xiàng)符合事實(shí);半衰期是大量原子核的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,所以C項(xiàng)錯(cuò)誤;在裂變過(guò)程中原子核釋放能量,有質(zhì)量虧損,平均核子質(zhì)量減小,D項(xiàng)正確。 3.(多選)恒

8、星內(nèi)部發(fā)生著各種熱核反應(yīng),其中“氦燃燒”的核反應(yīng)方程為:24He+X→48Be+γ,其中X表示某種粒子,48Be是不穩(wěn)定的粒子,其半衰期為T(mén),則下列說(shuō)法正確的是(　　) A.X粒子是?24He B.48Be的衰變需要外部作用激發(fā)才能發(fā)生 C.經(jīng)過(guò)3個(gè)T,剩下的?48Be占開(kāi)始時(shí)的18 D.“氦燃燒”的核反應(yīng)是裂變反應(yīng) 答案　AC　根據(jù)質(zhì)量數(shù)與質(zhì)子數(shù)守恒,可知X粒子是?24He,故A正確;衰變是自發(fā)的,不需要外部作用激發(fā)也能發(fā)生,故B錯(cuò)誤;經(jīng)過(guò)1個(gè)半衰期,有半數(shù)發(fā)生衰變,即剩下開(kāi)始時(shí)的一半,那么經(jīng)過(guò)3個(gè)T,剩下的?48Be占開(kāi)始時(shí)的18,故C正確;“氦燃燒”的核反應(yīng)是聚變反應(yīng),不是裂變

9、反應(yīng),故D錯(cuò)誤。 4.(多選)如圖為氫原子的能級(jí)示意圖,鋅的逸出功是3.34eV,下列對(duì)氫原子在能級(jí)躍遷過(guò)程中發(fā)射或吸收光子的特征認(rèn)識(shí)正確的是(　　) A.用氫原子從高能級(jí)向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)射的光照射鋅板一定不能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象 B.一群處于n=3能級(jí)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí),能放出3種不同頻率的光 C.一群處于n=3能級(jí)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí),發(fā)出的光照射鋅板,鋅板表面所發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能為8.75eV D.用能量為10.3eV的光子照射,可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài) 答案　BC　從高能級(jí)向基態(tài)躍遷最小能量值為10.2eV>3.34eV,一定能產(chǎn)生光電效應(yīng),A錯(cuò);從n=3向基態(tài)躍遷時(shí),輻射的光子頻率種類(lèi)為C32=3種,B對(duì);從n=3躍遷到n=1輻射光子的能量為ΔE=E3-E1=12.09eV,照射鋅板最大初動(dòng)能Ek=(12.09-3.34)eV=8.75eV,C對(duì);10.3eV的光子能量不滿足能級(jí)差公式,不會(huì)使基態(tài)的氫原子躍遷,D錯(cuò)。 5