（課標通用）高考物理二輪復習 專題5 原子物理 專題跟蹤檢測13（含解析）-人教版高三全冊物理試題

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1、專題跟蹤檢測(十三) (建議用時：45分鐘) 基礎通關 1．(2019·山東淄博三模)我國科學家潘建偉院士預言十年左右量子通信將“飛”入千家萬戶．在通往量子論的道路上，一大批物理學家做出了卓越的貢獻，下列有關說法正確的是(　　) A．玻爾在1900年把能量子引入物理學，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念 B．愛因斯坦最早認識到了能量子的意義，提出光子說，并成功地解釋了光電效應現象 C．德布羅意第一次將量子觀念引入原子領域，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物粒子，預言實物粒子也具有波動性 B　解析 普朗克在1900年把能量子引入物理學，破除了“能量

2、連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念，故選項A錯誤；愛因斯坦最早認識到了能量子的意義，為解釋光電效應的實驗規(guī)律提出了光子說，并成功地解釋了光電效應現象，故選項B正確；玻爾第一次將量子觀念引入原子領域，提出了定態(tài)和躍遷的概念，故選項C錯誤；德布羅意大膽地把光的波粒二象性推廣到實物粒子，預言實物粒子也具有波動性，故選項D錯誤． 2．(2018·北京卷)在核反應方程He＋1N→1O＋X中，X表示的是(　　) A．質子 B．中子 C．電子 D．α粒子 A　解析 由核反應中電荷數和質量數均守恒，可知X為H，選項A正確． 3．(2019·重慶江津區(qū)預測模擬)2019年夏天，中美貿易之爭使國人了解了芯片的戰(zhàn)略

3、意義，芯片制作工藝非常復雜，光刻機是制作芯片的關鍵設備，其曝光系統(tǒng)最核心的部件之一是紫外光源．常見光源分為：可見光：436 nm；紫外光(UV)：365 nm；深紫外光(DUV)：KrF準分子激光：248 nm，ArF準分子激光：193 nm；極紫外光(EUV)：10～15 nm.下列說法正確的是(　　) A．波長越短，可曝光的特征尺寸就越小，就表示光刻的刀鋒越鋒利，刻蝕對于精度控制要求越高 B．光源波長越長，能量越大，曝光時間就越短 C．如果紫外光不能讓某金屬發(fā)生光電效應，極紫外光也一定不能 D．由康普頓效應可知深紫外光通過實物物質發(fā)生散射時會出現波長更短的成分 A　解析 波長越短

4、，可曝光的特征尺寸就越小，就表示光刻的刀鋒越鋒利，刻蝕對于精度控制要求越高，選項A正確；光源波長越長，則頻率就越小，能量越小，選項B錯誤；極紫外光的波長小于紫外光的波長，則頻率較大，如果紫外光不能讓某金屬發(fā)生光電效應，極紫外光不一定不能使該金屬發(fā)生光電效應，選項C錯誤；由康普頓效應可知深紫外光通過實物物質發(fā)生散射時能量變小，頻率變小，則會出現波長更長的成分，選項D錯誤． 4．(2018·天津卷)氫原子光譜在可見光區(qū)域內有四條譜線Hα、Hβ、Hγ和Hδ，都是氫原子中電子從量子數n>2的能級躍遷到n＝2的能級時發(fā)出的光，它們在真空中的波長由長到短，可以判定(　　) A．Hα對應的前后能級之差最

5、小 B．同一介質對Hα的折射率最大 C．同一介質中Hδ的傳播速度最大 D．用Hγ照射某一金屬能發(fā)生光電效應，則Hβ也一定能 A　解析 Hα的波長最長，頻率最低，由躍遷規(guī)律可知，它對應的前后能級之差最小，選項A正確；由頻率越低的光的折射率越小知，選項B錯誤；由折射率n＝可知，在同一介質中，Hα的傳播速度最大，選項C錯誤；當入射光頻率大于金屬的極限頻率可以使該金屬發(fā)生光電效應現象，因νHβ<νHγ，所以Hβ不一定能使該金屬發(fā)生光電效應現象，選項D錯誤． 5．(2019·高考物理全真模擬卷)從1907年起，美國物理學家密立根就開始以精湛的技術測量光電效應中幾個重要的物理量．他通過如圖甲所示

6、的實驗裝置測量某金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν，作出如圖乙所示的Uc-ν的圖象，由此算出普朗克常量h，并與普朗克根據黑體輻射測出的h相比較，以檢驗愛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的表達式正確的是(　　) A．h＝ B．h＝ C．h＝ D．h＝ A　解析 根據愛因斯坦光電效應方程應Ek＝hν－W0，及動能定理eUc＝Ek，得Uc＝ν－，所以圖象的斜率k＝＝，得h＝，故選項A正確． 6．(2018·天津卷)國家大科學工程——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，可以為諸多領域的研究和工業(yè)應用提供先進的研究平臺．下列

7、核反應中放出的粒子為中子的是(　　) A．7N俘獲一個α粒子，產生8O并放出一個粒子 B．Al俘獲一個α粒子，產生P并放出一個粒子 C．5B俘獲一個質子，產生Be并放出一個粒子 D．Li俘獲一個質子，產生He并放出一個粒子 B　解析 根據質量數守恒、電荷數守恒，各選項核反應方程如下， 7N＋He→8O＋H，選項A錯誤；Al＋He→P＋n，選項B正確；5B＋H→Be＋He，選項C錯誤；Li＋H→He＋He，選項D錯誤． 7．(2019·山東濟寧二模)氫原子的能級示意圖如圖所示，現有大量的氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，當向低能級躍遷時，會輻射出若干種不同頻率的光，若用這些光照射逸出功為4.

8、54 eV的鎢時，下列說法正確的是(　　) 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 C．氫原子輻射一個光子后，氫原子的核外電子的速率增大 D．鎢能吸收兩個從n＝4向n＝2能級躍遷的光子而發(fā)生光電效應 C　解析 根據C＝6，所以這些氫原子總共可輻射出6種不同頻率的光，故選項A錯誤；由于要發(fā)生光電效應，躍遷時放出光子的能量大于鎢的逸出功為4.54 eV，故選項B錯誤；氫原子輻射一個光子后，能級減小，氫原子的核外電子的速率增大，故選項C正確；鎢只能吸收一個光子的能量，故選項D錯誤． 8．(2018·全國卷Ⅲ)1934年，約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊鋁

9、核Al，產生了第一個人工放射性核素X：α＋Al→n＋X.X的原子序數和質量數分別為(　　) A．15和28 B．15和30 C．16和30 D．17和31 B　解析 將核反應方程式改寫成He＋Al→n＋X，由電荷數和質量數守恒知，X應為X. 9．(2019·陜西西安中學期末)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，只是在使用人工的方法制造后才被發(fā)現．已知Np經過一系列α衰變和β衰變后變成Bi，下列說法正確的是(　　) A．Bi的原子核比Np的原子核少28個中子 B．Np經過衰變變成Bi，衰變過程可以同時放出α粒子、β粒子和γ粒子 C．衰變過程中共發(fā)生了7次

10、α衰變和4次β衰變 D．Np的半衰期等于任一個Np原子核發(fā)生衰變的時間 C　解析 Bi的中子數為209－83＝126，Np的中子數為237－93＝144，Bi的原子核比Np的原子核少18個中子，選項A錯誤；Np經過一系列α衰變和β衰變后變成Bi，可以同時放出α粒子和γ粒子或者β粒子和γ粒子，不能同時放出三種粒子，選項B錯誤；衰變過程中發(fā)生α衰變的次數為＝7(次)，β衰變的次數為2×7－(93－83)＝4(次)，選項C正確；半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對少數原子核不適用，選項D錯誤． 能力提升 10．(2019·天津卷)(多選)我國核聚變反應研究大科學裝置“人造太陽”2018年獲

11、得重大突破，等離子體中心電子溫度首次達到1億度，為人類開發(fā)利用核聚變能源奠定了重要的技術基礎．下列關于聚變的說法正確的是(　　) A．核聚變比核裂變更為安全、清潔 B．任何兩個原子核都可以發(fā)生聚變 C．兩個輕核結合成質量較大的核，總質量較聚變前增加 D．兩個輕核結合成質量較大的核，核子的比結合能增加 AD　解析 核聚變的最終產物是氦氣無污染，而核裂變會產生固體核廢料，因此核聚變更加清潔和安全，選項A正確；發(fā)生核聚變需要在高溫高壓下進行，大核不能發(fā)生核聚變，選項B錯誤；核聚變反應會放出大量的能量，根據質能關系可知反應會發(fā)生質量虧損，選項C錯誤；因聚變反應放出能量，因此反應前的比結合能小

12、于反應后的比結合能，選項D正確． 11．(2019·河南登封實驗中學模擬)(多選)下列說法正確的是(　　) A．由He＋7N→8O＋H可知，在密閉的容器中混合存放一定比例的氦氣和氮氣，幾天后將有氧氣生成 B．根據玻爾理論，氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的動能增大，電勢能減小 C．α、β、γ三種射線中，α射線的電離能力最強 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能越大，這種金屬的逸出功越大 BC　解析 He＋7N→8O＋H是用氦核打擊氮核使氮核轉變的過程，是原子核的人工轉變，在密閉的容器中混合存放一定比例的氦氣和氮

13、氣，不會有氧氣生成，故選項A錯誤；氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，庫侖力做正功，動能增大，電勢能減小，故選項B正確；α、β和γ三種射線中，α射線的電離能力最強，故選項C正確；根據光電效應方程Ek＝hν－W0，金屬的逸出功越大，逸出的光電子的最大初動能越小，故選項D錯誤． 12．(2019·貴州凱里一中模擬)(多選)下列說法正確的是(　　) A．盧瑟福通過對α粒子散射實驗結果的分析，提出了原子核內有中子存在 B．核泄漏事故污染物137Cs能夠產生對人體有害的輻射，其核反應方程式為Cs→Ba＋x，可以判斷x為電子 C．若氫原子從n＝6能級向n＝1能級躍遷時

14、輻射出的光不能使某金屬發(fā)生光電效應，則氫原子從n＝6能級向n＝2能級躍遷時輻射出的光也不能使該金屬發(fā)生光電效應 D．質子、中子、α粒子的質量分別是m1、m2、m3，質子和中子結合成一個α粒子，釋放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2 BCD　解析 盧瑟福通過對α粒子散射實驗結果的分析，提出了原子的核式結構模型，沒有提出原子核內有中子存在，選項A錯誤；根據137Cs的核反應方程式Cs→Ba＋x，可知x的質量數為137－137＝0，電荷數為55－56＝－1，故x為電子，選項B正確；氫原子從n＝6能級向n＝1能級躍遷時輻射出的光子的頻率大于從n＝6能級向n＝2能級躍遷時輻射出的光子的頻率，故若從

15、n＝6能級向n＝1能級躍遷時輻射出的光不能使某金屬發(fā)生光電效應，則氫原子從n＝6能級向n＝2能級躍遷時輻射出的光也不能使該金屬發(fā)生光電效應，選項C正確；質子和中子結合成一個α粒子，需要兩個質子和兩個中子，質量虧損Δm＝2m1＋2m2－m3，由質能方程可知，釋放的能量ΔE＝Δmc2＝(2m1＋2m2－m3)c2，選項D正確． 13．(2019·江西南昌外國語學校期中)(多選)下列說法正確的是(　　) A．H＋H→He是太陽內部核反應之一，該核反應過程釋放的能量是ΔE.已知光在真空中的傳播速度為c，則該核反應中平均每個核子虧損的質量為 B．盧瑟福通過α粒子散射實驗揭示了原子核的內部結構 C

16、．紫外線照射到金屬鋅板表面時能產生光電效應，則當增大紫外線的照射強度時，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能也隨之增大 D．根據玻爾理論，氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的動能增大，電勢能減小 AD　解析 該核反應過程釋放的能量是ΔE，核子個數是3，根據愛因斯坦質能方程可知，ΔE＝3Δmc2，所以每個核子虧損的質量為Δm＝，故選項A正確；盧瑟福通過α粒子散射實驗揭示了原子的內部結構，故選項B錯誤；紫外線照射到金屬鋅板表面時能產生光電效應，則當增大紫外線的照射強度時，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能不變，而光電子數目可能增加，故選項C錯誤；氫原子的核

17、外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，庫侖力做正功，動能增大，電勢能減小，故選項D正確． 14．(2020·江蘇海安中學開學考試)原子核的衰變方式不同，釋放的能量也不同，由此可以用來確定原子核的質量差，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)設釋放能量全部轉變?yōu)楣庾幽芰?，求出Zn和Ni釋放光子的波長之比． 解析 (1)根據電荷數守恒、質量數守恒得，Cu可以衰變?yōu)閆n的反應方程為Cu→Zn＋e，Cu可以衰變?yōu)镹i的反應方程為Cu→Ni＋e. (2)光子能量公式得E＝hν＝h得，釋放的核能是E

18、1的光子波長為λ1＝，釋放的核能是E2的光子波長為λ2＝，則釋放光子的波長之比為＝. 答案 (1)Cu→Zn＋e　Cu→Ni＋e　(2) 15．(2017·北京卷)在磁感應強度為B的勻強磁場中，一個靜止的放射性原子核發(fā)生了一次α衰變．放射出的α粒子(He)在與磁場垂直的平面內做圓周運動，其軌道半徑為R.用m、q分別表示α粒子的質量和電荷量． (1)放射性原子核用X表示，新核的元素符號用Y表示，寫出該α衰變的核反應過程； (2)α粒子的圓周運動可以等效成一個環(huán)形電流，求圓周運動的周期和環(huán)形電流大?。? (3)設該衰變過程釋放的核能轉化為α粒子和新核的動能，新核的質量為M，求衰變過程的質量虧損Δm. 解析 (1)核反應方程為X→Y＋He. (2)設α粒子的速度大小為v，由qvB＝m，T＝，得 α粒子在磁場中運動周期T＝， 環(huán)形電流大小I＝＝. (3)由qvB＝m，得v＝， 設衰變后新核Y的速度大小為v′，系統(tǒng)動量守恒，得 Mv′－mv＝0，則v′＝＝， 由Δmc2＝Mv′2＋mv2，得Δm＝. 答案 (1)X→Y＋He　(2)　 (3)