（浙江選考）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十三章 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核本章綜合能力提升練.docx

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第十三章 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核 本章綜合能力提升練 (限時：45分鐘) 一、單項選擇題 1.關(guān)于玻爾的原子模型理論，下列說法正確的是(　　) A.原子可以處于連續(xù)的能量狀態(tài)中 B.原子的能量狀態(tài)可能是連續(xù)的 C.原子的核外電子在確定軌道上運動時，要向外輻射能量 D.原子的核外電子在確定軌道上運動時，不向外輻射能量 答案　D 2.以下是有關(guān)近代物理內(nèi)容的若干敘述，其中不正確的有(　　) A.每個核子只跟鄰近的核子發(fā)生核力作用 B.太陽內(nèi)部發(fā)生的核反應(yīng)是熱核反應(yīng) C.原子的核式結(jié)構(gòu)模型是由湯姆孫在α粒子散射實驗基礎(chǔ)上提出的 D.關(guān)于原子核內(nèi)部的信息，最早來自天然放射現(xiàn)象 答案　C 解析　核力為短程力，只能跟鄰近的核子產(chǎn)生核力的作用，故A正確；太陽內(nèi)部發(fā)生的是熱核反應(yīng)，故B正確；原子的核式結(jié)構(gòu)模型是由盧瑟福在α粒子散射實驗基礎(chǔ)上提出的，故C錯誤；關(guān)于原子核內(nèi)部的信息，最早來自于天然放射現(xiàn)象，故D正確. 3.下列有關(guān)原子結(jié)構(gòu)和原子核的認(rèn)識，其中正確的是(　　) A.γ射線是高速運動的電子流 B.氫原子輻射光子后，其繞核運動的電子動能增大 C.太陽輻射能量的主要來源是太陽中發(fā)生的重核裂變 D.Bi的半衰期是5天，100克Bi經(jīng)過10天后還剩下50克 答案　B 解析　β射線是高速電子流，而γ射線是一種電磁波，選項A錯誤.氫原子輻射光子后，繞核運動的電子距核更近，動能增大，選項B正確.太陽輻射能量的主要來源是太陽內(nèi)部氫核的聚變，選項C錯誤.10天為兩個半衰期，剩余的Bi為100()g＝100()2 g＝25 g，選項D錯誤. 4.以下說法中不正確的是(　　) A.不管是陰極射線還是β射線，本質(zhì)上都是電子 B.根據(jù)玻爾的觀點，電子若從高能級向低能級躍遷定會放出光子 C.放射性同位素的半衰期跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件有關(guān) D.利用γ射線來測金屬的厚度，是利用γ射線具有很強的貫穿能力 答案　C 解析　陰極射線是核外電子電離后飛出的，β射線是由核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時放出的電子流，即本質(zhì)上都是電子，A選項正確；根據(jù)玻爾理論，電子從高能級向低能級躍遷過程中，會放出光子，光子的能量就等于能級之差，B選項正確；半衰期由核內(nèi)部自身的因素決定，與其他一切的外部條件無關(guān)，C選項錯誤；三種射線中，γ射線的貫穿能力最強，可用來測金屬厚度，D選項正確. 5.曾任美國總統(tǒng)的老布什曾讓醫(yī)生們虛驚了一場，那是在訪日宴會上突然昏厥，美國政府急忙地將他送回國，醫(yī)生用123I進行診斷，通過體外跟蹤，迅速查出了病因.123I的特性是(　　) A.半衰期長，能迅速從體內(nèi)清除 B.半衰期長，并緩慢從體內(nèi)清除 C.半衰期短，能迅速從體內(nèi)清除 D.半衰期短，并緩慢從體內(nèi)清除 答案　C 解析　利用放射性同位素123I放出的γ射線，穿透本領(lǐng)比α、β射線強.123I的半衰期較短，可以迅速從體內(nèi)消失，不至于因長時間輻射而對身體造成傷害.故C對. 二、多項選擇題 6.(2019屆溫州市模擬)下列物理現(xiàn)象正確的是(　　) A.電子的衍射現(xiàn)象說明實物粒子也具有波動性 B.鏈?zhǔn)椒磻?yīng)屬于重核的聚變 C.能量越大的光子波長越長 D.核力是強相互作用 答案　AD 7.(2017浙江4月選考14)下列說法正確的是(　　) A.β、γ射線都是電磁波 B.原子核中所有核子單獨存在時質(zhì)量總和大于該原子核的總質(zhì)量 C.在LC振蕩電路中，電容器剛放電時，電容器極板上電荷量最多，回路電流最小 D.處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子共能輻射出4種不同頻率的光子 答案　BC 解析　β射線為高速電子流，不是電磁波，選項A錯誤.原子核的總質(zhì)量小于組成它的所有核子的質(zhì)量之和，選項B正確.LC振蕩電路中，電容器開始放電時，由于自感線圈的阻礙作用，因此回路電流從小變大，選項C正確.大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子可以放出C＝6種不同頻率的光子，單個處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子最多可以放出3種不同頻率的光子，選項D錯誤. 8.(2015浙江10月選考14改編)氫原子從n＝6躍遷到n＝2能級時輻射出頻率為ν1的光子，從n＝5躍遷到n＝2能級時輻射出頻率為ν2的光子.下列說法正確的是(　　) A.頻率為ν1的光子的能量較大 B.頻率為ν1的光子的動量較大 C.做雙縫干涉實驗時，頻率為ν1的光產(chǎn)生的條紋間距較大 D.用同一種金屬做光電效應(yīng)實驗時，若均可發(fā)生光電效應(yīng)，頻率為ν1的光產(chǎn)生的光電子的最大初動能較大 答案　ABD 解析　氫原子從高能級躍遷到低能級時會輻射出光子，有hν＝Em－En，故可知頻率為ν1的光子的能量較大，ν1＞ν2，故A正確；由λ＝，λ＝得光子的動量p＝，頻率為ν1的光子的動量較大，故B正確；在雙縫干涉實驗中，屏上相鄰的亮條紋(或暗條紋)之間距離Δx與波長、雙縫間距d及屏到雙縫距離l的關(guān)系為Δx＝λ＝，頻率為ν1的光產(chǎn)生的條紋間距較小，故C錯誤；用同種金屬做光電效應(yīng)實驗時，Ek＝hν－W0，頻率為ν1的光產(chǎn)生的光電子的最大初動能較大，故D正確. 9.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.H＋H→He＋n是核聚變反應(yīng) B.H＋H→He＋n是β衰變 C.U＋n→Ba＋Kr＋3n是核裂變反應(yīng) D.U＋n→Xe＋Sr＋2n是α衰變 答案　AC 解析　兩個輕核聚合成一個較重的核的反應(yīng)為核聚變反應(yīng)，故A對，B錯.重核被中子轟擊后分裂成兩個中等質(zhì)量的原子核并放出若干個中子的反應(yīng)為核裂變反應(yīng)，故C對.原子核放出α或β粒子后變成另一種原子核的反應(yīng)稱為原子核的衰變.原子核衰變的反應(yīng)物只有一種，故D錯. 10.如圖1所示為光電管工作原理圖，當(dāng)有波長(均指真空中的波長，下同)為λ的光照射陰極K時，電路中有光電流，則(　　) 圖1 A.換用波長為λ1(λ1＞λ)的光照射陰極K時，電路中一定沒有光電流 B.換用波長為λ2(λ2＜λ)的光照射陰極K時，電路中一定有光電流 C.增加電路中電源電壓，電路中的光電流一定增大 D.將電路中電源的極性反接，電路中可能有光電流 答案　BD 解析　波長為λ1(λ1＞λ)的光的頻率有可能大于陰極K的極限頻率，電路中可能有光電流，A錯誤；波長為λ2(λ2＜λ)的光的頻率一定大于陰極K的極限頻率，電路中一定有光電流，B正確；增加電路中電源電壓，達到飽和電流時，電路中的光電流不再增大，C錯誤；將電路中電源的極性反接，加的是反向電壓，此反向電壓可能低于遏止電壓，D正確. 11.甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時，光電子的最大初動能與入射光頻率間的關(guān)系分別如圖2中的a、b所示.下列判斷正確的是(　　) 圖2 A.圖線a與b不一定平行 B.圖線a與b的斜率是定值，與入射光和金屬材料均無關(guān) C.乙金屬的極限頻率大于甲金屬的極限頻率 D.甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時，若光電子的最大初動能相同，甲金屬的入射光頻率大 答案　BC 解析　根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0＝hν－h(huán)νc知，圖線的斜率表示普朗克常量，因此圖線a與b一定平行，且圖線斜率是固定值，與入射光和金屬材料皆無關(guān)，故A錯誤，B正確；橫軸截距表示最大初動能為零時的入射光頻率，此時的頻率等于金屬的極限頻率，由題圖可知乙金屬的極限頻率大于甲金屬的極限頻率，故C正確；當(dāng)ν＝0時，此時圖線與縱軸的截距的絕對值就是逸出功的數(shù)值，乙金屬的逸出功大于甲金屬的逸出功，由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0知，甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時，若光電子的最大初動能相同，則甲金屬的入射光頻率小，故D錯誤. 12.如圖3所示，μ子與氫原子核(質(zhì)子)構(gòu)成的原子稱為μ氫原子.它在原子核物理的研究中有重要作用.圖為μ氫原子的能級示意圖，假定光子能量為E的一束光照射容器中大量處于n＝2能級的μ氫原子，μ氫原子吸收光子后，發(fā)出頻率為ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光，且頻率依次增大，則(　　) 圖3 A.μ氫原子吸收光子后處于n＝5能級 B.μ氫原子吸收光子后處于n＝4能級 C.E等于h(ν6－ν4) D.E等于h(ν5－ν2) 答案　BC 解析　由n＝C＝6，解得：m＝4，即μ氫原子吸收能量后先從n＝2能級躍遷到n＝4能級，然后從n＝4能級向低能級躍遷，故A錯誤，B正確.輻射光子按能量從小到大的順序排列為能級4到能級3，能級3到能級2，能級4到能級2，能級2到能級1，能級3到能級1，能級4到能級1.所以能量E與hν3相等，也等于h(ν1＋ν2)，也等于h(ν6－ν4)，故C正確，D錯誤. 13.氫原子能級圖如圖4所示，a、b、c分別表示原子在不同能級之間的三種躍遷途徑，設(shè)a、b、c在躍遷過程中，放出光子的能量和波長分別是Ea、Eb、Ec和λa、λb、λc，若a光恰能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則(　　) 圖4 A.λa＝λb＋λc B.＝＋ C.Eb＝Ea＋Ec D.c光也能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) 答案　BC 解析　由Em－En＝hν，知Eb＝Ea＋Ec，又由ν＝，所以h＝h＋h，則＝＋，故A錯誤，B、C正確.a光的能量大于c光的能量，故a光的頻率大于c光的頻率，因a光恰能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，即a光頻率等于金屬的截止頻率，所以c光頻率小于金屬的截止頻率，故c光不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，D錯誤. 14.圖5中四幅圖涉及不同的物理知識，其中說法正確的是(　　) 圖5 A.圖甲：用紫外線照射金屬鋅板表面時會發(fā)生光電效應(yīng)，當(dāng)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 B.圖乙：盧瑟福通過分析α粒子散射實驗結(jié)果，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型 C.圖丙：氫原子由較高能級躍遷到較低能級時，會釋放出一定頻率的光子 D.圖?。涸瓉碛?0個氡222，經(jīng)過一個半衰期的時間，一定還剩余5個 答案　BC 解析　根據(jù)Ek＝hν－W0，光電子的最大初動能與入射光的強度無關(guān)，故A錯誤；盧瑟福通過分析α粒子散射實驗結(jié)果，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故B正確；氫原子由較高能級躍遷到較低能級時，能量減小，向外輻射光子，故C正確；半衰期具有統(tǒng)計規(guī)律，對大量的原子核適用，對少數(shù)的原子核不適用，故D錯誤. 15.科學(xué)家通過對月壤樣品進行實驗分析，估計月壤中氦3的資源總量可達100～500萬噸，若能實現(xiàn)商業(yè)化運用，月壤中的氦3可供地球能源需求達數(shù)萬年.利用氦3的核反應(yīng)方程為：He＋H→He＋X.則下列說法中正確的是(　　) A.上式中X應(yīng)為質(zhì)子 B.目前地球上的核電站正是利用氦3作為核燃料，因此迫切需要開發(fā)月壤的氦3 C.反應(yīng)前He與H的質(zhì)量之和等于反應(yīng)后He與X的質(zhì)量之和 D.反應(yīng)前He與H的質(zhì)量之和大于反應(yīng)后He與X的質(zhì)量之和 答案　AD 解析　根據(jù)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，利用氦3的核反應(yīng)方程為He＋H→He＋H，即X為質(zhì)子，選項A正確；目前的核電站主要采用了鈾235的核裂變，而核聚變?nèi)蕴幱趯嶒炿A段，選項B錯誤；由于核聚變過程中存在質(zhì)量虧損，故反應(yīng)前He與H的質(zhì)量之和大于反應(yīng)后He與X的質(zhì)量之和，選項C錯誤，D正確. 16.如圖6所示為氫原子的能級圖.氫原子從n＝5能級躍遷到n＝3能級時輻射出a光子，從n＝4能級躍遷到n＝2能級時輻射出b光子.下列說法正確的是(　　) 圖6 A.a光子的能量比b光子的能量大 B.若a、b兩種光在同一種均勻介質(zhì)中傳播，則a光的傳播速度比b光的傳播速度大 C.若b光能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則a光一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) D.若用同一雙縫干涉裝置進行實驗，用a光照射雙縫得到相鄰亮條紋的間距比用b光照射雙縫得到的相鄰亮條紋的間距大 答案　BD 解析　據(jù)題意，氫原子從n＝5能級躍遷到n＝3能級釋放的光子能量為ΔEa＝0.97eV＝hνa，氫原子從n＝4能級躍遷到n＝2能級釋放的光子能量為ΔEb＝2.55eV＝hνb，則知b光光子的能量大，頻率也大，在同一種均勻介質(zhì)中，頻率越大的光傳播速度越慢，A錯誤，B正確.如果b光能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則a光不一定能使其發(fā)生光電效應(yīng)，C錯誤.a光頻率較小，則a光波長較長，所以在做雙縫干涉實驗時，用a光照射雙縫時得到的干涉條紋較寬，D正確. 17.在家居裝飾中常用到花崗巖、大理石等天然石材，這些巖石都含有不同程度的放射性元素.下列說法中正確的是(　　) A.放射性元素U發(fā)生α衰變的方程是：U→Th＋He B.α衰變中，α粒子獲得的能量越大，其德布羅意波的波長越短 C.β衰變中產(chǎn)生的電子來源于原子核的內(nèi)部，故半衰期會受元素化學(xué)狀態(tài)的影響 D.若某一原子核衰變輻射出一個頻率為ν的γ光子，該過程質(zhì)量虧損為Δm，則hν>Δmc2 答案　AB 解析　放射性元素U發(fā)生α衰變的方程是：U→Th＋He，故A正確；根據(jù)λ＝＝知，α粒子獲得的能量越大，其德布羅意波的波長越短，故B正確；β衰變中產(chǎn)生的電子來源于原子核的內(nèi)部，但是半衰期不會受元素化學(xué)狀態(tài)的影響，故C錯誤；原子核衰變后，質(zhì)量虧損產(chǎn)生的能量為Δmc2＝hν＋Ek，可知hν＜Δmc2，故D錯誤.