2022年高三物理一輪復(fù)習(xí) 專題13 原子物理（含解析）

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1、2022年高三物理一輪復(fù)習(xí) 專題13 原子物理（含解析） 35．[物理——選修3－5][xx·新課標(biāo)全國卷Ⅰ] (1)關(guān)于天然放射性，下列說法正確的是________． A．所有元素都可能發(fā)生衰變 B．放射性元素的半衰期與外界的溫度無關(guān) C．放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性 D．α、β和γ三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng) E．一個(gè)原子核在一次衰變中可同時(shí)放出α、β和γ三種射線 35．(1)BCD　[解析] 本題考查了原子核的衰變．原子序數(shù)大于83的元素才可以發(fā)生衰變，原子序數(shù)小于83的元素有的可以發(fā)生衰變，有的不可以發(fā)生衰變，A錯(cuò)誤；放射性元素的半衰期與元素所處的物理

2、 、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，B、C正確；三種射線α、β、γ穿透能力依次增強(qiáng)，D正確；原子核發(fā)生α或β衰變時(shí)常常伴隨著γ光子的產(chǎn)生，但同一原子核不會(huì)同時(shí)發(fā)生α衰變和β衰變，E錯(cuò)誤． 35．[xx·新課標(biāo)Ⅱ卷] [物理——選修3－5](1)在人類對(duì)微觀世界進(jìn)行探索的過程中，科學(xué)實(shí)驗(yàn)起到了非常重要的作用．下列說法符合歷史事實(shí)的是________． A．密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出了基本電荷的數(shù)值 B．貝克勒爾通過對(duì)天然放射現(xiàn)象的研究，發(fā)現(xiàn)了原子中存在原子核 C．居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙(Po)和鐳(Ra)兩種新元素 D．盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了在原子核內(nèi)部存在質(zhì)子 E．湯姆遜通過陰極射線在電

3、場(chǎng)和磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負(fù)電的粒子組成的，并測(cè)出了該粒子的比荷 35．[答案] (1)ACE [解析] (1)密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出了基本電荷的電量，A項(xiàng)正確；盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)建立了原子核式結(jié)構(gòu)模型，發(fā)現(xiàn)了原子中心有一個(gè)核，B、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤；居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙和鐳兩種新元素，并因此獲得了諾貝爾獎(jiǎng)，C項(xiàng)正確；湯姆遜通過研究陰極射線，發(fā)現(xiàn)了電子，并測(cè)出了電子的比荷，E項(xiàng)正確． 14． [xx·北京卷] 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

4、B．(m1－m2－m3)c C．(m1＋m2－m3)c2 D．(m1－m2－m3)c2 14．C　本題考查質(zhì)能方程，ΔE＝Δmc2，其中Δm＝(m1＋m2－m3)，則ΔE＝(m1＋m2－m3)c2 ，C正確，A、B、D錯(cuò)誤． 21． [xx·全國卷] 一中子與一質(zhì)量數(shù)為A (A>1)的原子核發(fā)生彈性正碰．若碰前原子核靜止，則碰撞前與碰撞后中子的速率之比為(　　) A. B. C. D. 21．A　[解析] 本題考查完全彈性碰撞中的動(dòng)量守恒、動(dòng)能守恒．設(shè)碰撞前后中子的速率分別為v1，v′1，碰撞后原子核的速率為v2，中子的質(zhì)量為m1，原子核的質(zhì)量為m2，則m

5、2＝Am1.根據(jù)完全彈性碰撞規(guī)律可得m1v1＝m2v2＋m1v′1，m1v＝m2v＋m1v′，解得碰后中子的速率v′1＝v1＝v1，因此碰撞前后中子速率之比＝，A正確． 30． [xx·福建卷Ⅰ] (1)如圖所示，放射性元素鐳衰變過程中釋放出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，下列說法正確的是________．(填選項(xiàng)前的字母) 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 30．(1)C　[解析] α射線帶正電，β射線帶負(fù)電，γ射線不帶電．在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，α射線與β射線分別在電場(chǎng)力的

6、作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，α射線偏向負(fù)極板，β射線偏向正極板，γ射線不受電場(chǎng)力，不發(fā)生偏轉(zhuǎn)；在磁場(chǎng)中，由左手定則可以判斷α射線向左偏，β射線向右偏，γ射線不受洛倫茲力，不發(fā)生偏轉(zhuǎn)．故C項(xiàng)正確． 18． [xx·廣東卷] 在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，下列說法正確的是(　　) A．增大入射光的強(qiáng)度，光電流增大 B．減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失 C．改用頻率小于ν的光照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng) D．改用頻率大于ν的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大 18．AD　[解析] 增大入射光的強(qiáng)度，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)增加，則光電流增大，選項(xiàng)A正確；光電效應(yīng)能否發(fā)

7、生與照射光頻率有關(guān)，與照射光強(qiáng)度無關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；改用頻率較小的光照射時(shí)，如果光的頻率仍大于極限頻率，則仍會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，否則，不能發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；光電子的最大初動(dòng)能Ek＝hν－W0，故改用頻率大于ν的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大，選項(xiàng)D正確． [xx·江蘇卷] [選修3－5] (1)已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.73×1014Hz和5.44×1014Hz，在某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應(yīng)，比較它們表面逸出的具有最大初動(dòng)能的光電子，鈣逸出的光電子具有較大的________． A．波長 B．頻率 C．能量 D．動(dòng)量 (2)氡222是一種天然放射性氣體，被吸入后，

8、會(huì)對(duì)人的呼吸系統(tǒng)造成輻射損傷．它是世界衛(wèi)生組織公布的主要環(huán)境致癌物質(zhì)之一．其衰變方程是86Rn→84Po＋________．已知86Rn的半衰期約為3.8天，則約經(jīng)過________天，16 g的86Rn衰變后還剩1 g. (1)A　[解析] 兩種金屬的截止頻率不同，則它們的逸出功也不同，由W＝hν0可知截止頻率大的，逸出功也大．由Ek＝hν－W可知，用同樣的單色光照射，鈣逸出的光電子的最大初動(dòng)能較小，由p＝知，其動(dòng)量也較小，根據(jù)物質(zhì)波p＝知，其波長較長． (2)He(或α粒子)　15.2　[解析] ①根據(jù)核反應(yīng)過程中電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可推得該反應(yīng)的另一種生成物為He.②根據(jù)m余＝m原

9、知＝4，解得t＝3.8×4＝15.2天． 39．[xx·山東卷] 【物理35】 (1)氫原子能級(jí)如圖所示，當(dāng)氫原子從n＝3躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長為656 nm.以下判斷正確的是________．(雙選，填正確答案標(biāo)號(hào)) a．氫原子從n＝2躍遷到n＝1的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長大于656 nm b．用波長為325 nm的光照射，可使氫原子從n＝1躍遷到n＝2的能級(jí) c．一群處于n＝3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生3種譜線 d．用波長為633 nm的光照射，不能使氫原子從n＝2躍遷到n＝3的能級(jí) 39．(1)cd [解析] (1)由氫原子能級(jí)圖可知?dú)湓訌膎＝2躍遷到

10、n＝1的能級(jí)的能級(jí)差大于從n＝3躍遷到n＝2的能級(jí)的能級(jí)差，根據(jù)|En－Em|＝hν和ν＝可知，|En－Em|＝h，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；同理從n＝1躍遷到n＝2的能級(jí)需要的光子能量大約為從n＝3躍遷到n＝2的能級(jí)差的五倍左右，對(duì)應(yīng)光子波長應(yīng)為從n＝3躍遷到n＝2的能級(jí)輻射光波長的五分之一左右，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；氫原子從n＝3躍遷到n＝1的能級(jí)的能級(jí)差最多有三種情況，即對(duì)應(yīng)最多有三種頻率的光譜線，選項(xiàng)c正確；氫原子在不同能級(jí)間躍遷必須滿足|En－Em|＝h，選項(xiàng)d正確． 6． [xx·天津卷] 下列說法正確的是(　　) A．玻爾對(duì)氫原子光譜的研究導(dǎo)致原子的核式結(jié)構(gòu)模型的建立 B．可利用某些物質(zhì)在紫外線照

11、射下發(fā)出熒光來設(shè)計(jì)防偽措施 C．天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的射線都能在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn) D．觀察者與波源互相遠(yuǎn)離時(shí)接收到波的頻率與波源頻率不同 6．BD　[解析] 本題是對(duì)玻爾理論、天然放射現(xiàn)象及多普勒效應(yīng)等知識(shí)的考查，α粒子散射實(shí)驗(yàn)導(dǎo)致原子核式結(jié)構(gòu)模型的建立，A錯(cuò)誤；紫外線可以使熒光物質(zhì)發(fā)光，B正確；天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的γ射線在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，C錯(cuò)誤；觀察者和波源發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的頻率就會(huì)發(fā)生改變，D正確． [xx·浙江卷] (2)玻爾氫原子模型成功解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，氫原子能級(jí)圖如圖2所示，當(dāng)氫原子從n＝4的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)，輻射出頻率為____

12、____Hz的光子．用該頻率的光照射逸出功為2.25 eV的鉀表面，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為________eV. (電子電荷量e＝1.60×10－19C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s) n　　　　　　　E/eV ∞……………… 0 6—————— －0.38 5—————— －0.54 4—————— －0.85 3—————— －1.51 2—————— －3.40 1—————— －13.60 　圖2 [答案] (2)6.2×1014Hz　0.3 eV [解析] (2)本題考查能級(jí)、光電效應(yīng)方程等知識(shí)．由躍遷條件可知hν＝E

13、4－E2＝(3.40－0.85 )eV＝4.08×10－19 J，解得輻射出的光子的頻率為6.2×1014Hz，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W，計(jì)算可得產(chǎn)生電子的最大初動(dòng)能為0.3 eV. 1． [xx·重慶卷] 碘131的半衰期約為8天，若某藥物含有質(zhì)量為m的碘131，經(jīng)過32天后，該藥物中碘131的含量大約還有(　　) A. B. C. D. 1．C　[解析] 本題考查元素的半衰期．根據(jù)半衰期公式m＝m0，將題目中的數(shù)據(jù)代入可得C正確，A、B、D錯(cuò)誤． （xx上海）2.核反應(yīng)方程式Be+HeC+X中的X表示 ( D ) （A）質(zhì)子 （B）電子 （C

14、）光子 （D）中子 2.D [解析]本題考查核反應(yīng)時(shí)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒 （xx上海）3.不能用盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)模型得出的結(jié)論是 （B ） （A）原子中心有一個(gè)很小的原子核 （B）原子核是由質(zhì)子和中子組成的 （C）原子質(zhì)量幾乎全部集中在原子核內(nèi)（D）原子的正電荷全部集中在原子核內(nèi) （xx上海）5.鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中，重核裂變時(shí)放出的可以使裂變不斷進(jìn)行下去的粒子是（B） （A）質(zhì)子 （B）中子 （C） 粒子 （D）粒子 （xx上海）6.在光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，與光的波動(dòng)理論不矛盾的是 （C） （A）光電效應(yīng)是瞬時(shí)發(fā)生的 （B）所有金屬都存在極限頻率 （C）光電流隨著入射光增強(qiáng)而變大（D）入射光頻率越大，光電子最大初動(dòng)能越大