2019高考物理二輪復習 專題六 原子與原子核 1-6-13 原子與原子核訓練.docx

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1-6-13 原子與原子核課時強化訓練1(2018安徽A10聯(lián)盟聯(lián)考)如圖所示為氫原子的能級圖，已知金屬鉑的逸出功為6.34 eV，則下列說法正確的是()A處于基態(tài)的氫原子可以吸收能量為10.5 eV的光子而被激發(fā)B用n4能級躍遷到n1能級輻射的光照射金屬鉑能發(fā)生光電效應C用能量為12.5 eV的電子轟擊處于基態(tài)的氫原子，一定不能使氫原子發(fā)生能級躍遷D要使處于基態(tài)的氫原子發(fā)生電離，入射光子的能量只能等于13.6 eV解析 氫原子發(fā)生能級躍遷時，其只能吸收(或輻射)光子能量等于兩能級間的能級差的光子，n1n2吸收的光子能量為3.4 eV(13.6 eV)10.2 eV，n1n3吸收的光子能量為1.51 eV(13.6 eV)12.09 eV，能量為10.5 eV的光子不能被吸收，A錯誤；從n4能級躍遷到n1能級輻射光子的能量為0.85 eV(13.6 eV)12.75 eV，大于金屬鉑的逸出功，能使金屬鉑發(fā)生光電效應，B正確；用能量為12.5 eV的電子轟擊處于基態(tài)的氫原子，可能使氫原子發(fā)生能級躍遷，C錯誤；入射光子的能量大于13.6 eV時，可使處于基態(tài)的氫原子發(fā)生電離，D錯誤。答案 B2(2018山西考前測試)(多選)我國利用“墨子號”量子通信衛(wèi)星在國際上率先實現(xiàn)了高速星地量子通信，初步構(gòu)成了量子通信網(wǎng)絡。關(guān)于量子理論，下列說法正確的是()A量子論是普朗克首先提出的，光量子理論則是愛因斯坦首先提出的B光的強度越大，則光子的能量也就越大C三種放射線、，其本質(zhì)上都是高能光子D大量氫原子從高能級向低能級躍遷時，只能發(fā)射某些特定頻率的光子解析 光的強度越大，光的頻率不一定越大，所以光子能量不一定越大，B錯。三種放射線、中，射線是氦核流，射線是電子流，射線是光子流，所以C錯，選項A、D說法正確。答案 AD3(2018河南調(diào)研聯(lián)考)甲、乙光子的能量之比為21，它們都能使某種金屬發(fā)生光電效應，且所產(chǎn)生的光電子最大初動能分別為E1、E2。該金屬的逸出功為()AE1E2 BE1E2CE12E2 DE12E2解析 根據(jù)光電效應方程EkhW0，對應甲光子有h甲E1W0，對應乙光子有h乙E2W0，又知h甲2h乙，解得W0E12E2，故選項D正確，選項A、B、C錯誤。答案 D4(2018安徽六校二聯(lián))近幾年中國等許多國家積極發(fā)展“月球探測計劃”，該計劃中的科研任務之一是探測月球上氦3的含量。氦3是一種清潔、安全和高效的核發(fā)電燃料，可以采用在高溫高壓下用氘和氦3進行核聚變反應發(fā)電。若已知氘核的質(zhì)量為2.013 6 u，氦3的質(zhì)量為3.015 0 u，氦核的質(zhì)量為4.001 51 u，質(zhì)子質(zhì)量為1.007 83 u，中子質(zhì)量為1.008 665 u，1 u相當于931.5 MeV。則下列說法正確的是()A一個氘和一個氦3的核聚變反應釋放的核能約為17.9 MeVB氘和氦3的核聚變反應方程式：HHeHeX，其中X是中子C因為聚變時釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以生成物的總質(zhì)量數(shù)減少D目前我國的秦山、大亞灣等核電站廣泛使用氦3進行核聚變反應發(fā)電解析 氘和氦3的核聚變反應方程式：HHeHeH，可知X為質(zhì)子，B項錯誤。釋放的核能Emc2(2.013 63.015 04.001 511.007 83)931.5 MeV17.9 MeV，所以A項正確。因為聚變時釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，則反應后的總質(zhì)量小于反應前的總質(zhì)量，但是在核反應中質(zhì)量數(shù)守恒，故C項錯誤。現(xiàn)在的核電站均使用核裂變反應發(fā)電，故D項錯誤。答案 A5(2018山東菏澤一模)如圖所示為氫原子的能級圖，一群氫原子處于n4的激發(fā)態(tài)，在向低能級躍遷的過程中向外發(fā)出光子，用這些光子照射逸出功為1.90 eV的金屬銫，下列說法正確的是()A這群氫原子能發(fā)出6種頻率不同的光，其中從n4能級躍遷到n3能級所發(fā)出的光波長最短B這群氫原子能發(fā)出3種頻率不同的光，其中從n4能級躍遷到n1能級所發(fā)出的光頻率最高C金屬銫表面所逸出的光電子的初動能最大值為12.75 eVD金屬銫表面所逸出的光電子的初動能最大值為10.85 eV解析 這群氫原子能發(fā)出C6種頻率的光子，從n4能級躍遷到n3能級所發(fā)出的光的頻率最小，波長最長，從n4能級躍遷到n1能級所發(fā)出的光的頻率最高，波長最短，選項A、B錯誤；光電子的初動能最大值對應入射光子的頻率最高，EE4E10.85 eV(13.6 eV)12.75 eV，由光電效應方程知EkEW010.85 eV，選項C錯誤，D正確。答案 D6(2018山西太原一模)(多選)下列說法正確的是()A鈾238發(fā)生衰變變成釷234時，粒子與釷234的質(zhì)量之和等于鈾238的質(zhì)量B鈾238發(fā)生衰變變成釷234時，粒子與釷234的結(jié)合能之和一定大于鈾238的結(jié)合能C衰變中釋放的射線是原子核外電子掙脫原子核的束縛形成的高速電子流D核反應方程NHeOX中，X是質(zhì)子且反應過程中系統(tǒng)動量守恒解析 鈾238發(fā)生衰變時有質(zhì)量虧損，故A錯誤；鈾238發(fā)生衰變變成釷234時，粒子和釷234的結(jié)合能之和一定大于鈾238的結(jié)合能，故B正確。衰變的實質(zhì)是原子核內(nèi)部的一個中子變成一個質(zhì)子和一個電子，并將電子發(fā)射到核外，形成射線，故C錯誤。在核反應中質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒，設X的質(zhì)量數(shù)為m，電荷數(shù)為n，則有41417m，278n，解得：m1，n1，所以X表示質(zhì)子，核反應過程中系統(tǒng)動量守恒，故D正確。答案 BD7(2018廣東五校一聯(lián))2017年11月17日，“中國核潛艇之父”黃旭華獲評全國道德模范，頒獎典禮上，習總書記為他“讓座”的場景感人肺腑。下列有關(guān)核反應說法錯誤的是()A目前核潛艇是利用重核裂變提供動力B重核裂變反應中一定有質(zhì)量虧損C.UnXeSrdn，式中d2D鈾核裂變后生成的新核比鈾核的比結(jié)合能小解析 目前世界上的核潛艇都是利用重核裂變提供動力，A正確。重核裂變釋放能量一定存在質(zhì)量虧損，B正確。由核反應中質(zhì)量數(shù)守恒可知d2，C正確。鈾核裂變后生成的新核的比結(jié)合能比鈾核的大，D錯誤。答案 D8(2018天津河東一模)下列說法正確的是()A對于某種金屬，無論入射光多強，只要其頻率低于極限頻率就不能發(fā)生光電效應B由玻爾理論可知，氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要輻射一定頻率的光子，同時電子的動能減小，電勢能增大C微波和聲波一樣都只能在介質(zhì)中傳播D氡原子核的半衰期為3.8天，4個氡原子核經(jīng)過7.6天一定只剩下一個未發(fā)生衰變解析 根據(jù)光電效應方程：EkhW，可以知道，當入射光的頻率低于極限頻率就不能發(fā)生光電效應，與入射光的強弱無關(guān)，故A正確；由玻爾理論可以知道，氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要輻射一定頻率的光子，電子的軌道半徑減小，該過程中電場力做正功，電子的動能增大，電勢能減小，故B錯誤；微波屬于電磁波，能在真空中傳播，而聲波只能在介質(zhì)中傳播，不能在真空中傳播，故C錯誤。半衰期具有統(tǒng)計規(guī)律，對大量的原子核適用，對少量的原子核不適用，故D錯誤。答案 A9(2018江西上饒六校一聯(lián))PET(正電子發(fā)射型計算機斷層顯像)的基本原理是：將放射性同位素O注入人體，參與人體的代謝過程。O在人體內(nèi)衰變放出正電子，與人體內(nèi)負電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對光子，被探測器探測到，經(jīng)計算機處理后產(chǎn)生清晰的圖像。根據(jù)PET的基本原理，下列說法正確的是()A.O衰變的方程式為OFeB將放射性同位素O注入人體，O的主要用途是作為示蹤原子C一對正負電子湮滅后也可能只生成一個光子DPET中所選的放射性同位素的半衰期應較長解析 由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，O衰變的方程式為ONe，故A錯誤；將放射性同位素O注入人體，O的主要用途是作為示蹤原子，故B正確；一對正負電子湮滅后生成兩個光子，故C錯誤；PET中所選的放射性同位素的半衰期應較短，故D錯誤。答案 B10(2018福建泉州檢測)如圖所示為氫原子的能級圖，用某種頻率的光照射大量處于基態(tài)的氫原子，受到激發(fā)后的氫原子只輻射出三種不同頻率的光a、b、c，頻率abc，讓這三種光照射逸出功為10.2 eV的某金屬表面，則()A照射氫原子的光子能量為12.09 eVB從n3能級躍遷到n2能級輻射出的光頻率為bC逸出的光電子的最大初動能為1.51 eVD光a、b、c均能使該金屬發(fā)生光電效應解析 用某種頻率的光照射大量處于基態(tài)的氫原子，受到激發(fā)后的氫原子只輻射出三種不同頻率的光，則知受激發(fā)后的氫原子處于n3能級，可知照射氫原子的光子能量為(1.51 eV)(13.6 eV)12.09 eV，A選項正確；n3n1時：ha1.51 eV(13.6 eV)12.09 eV，n2n1時：hb3.4 eV(13.6 eV)10.2 eV，n3n2時：hc1.51 eV(3.4 eV)1.89 eV，則知從n3能級躍遷到n2能級輻射出的光頻率為c，讓這三種光照射逸出功為10.2 eV的某金屬表面，光c不能使該金屬發(fā)生光電效應，光a、b可使該金屬發(fā)生光電效應，逸出的光電子的最大初動能為12.09 eV10.2 eV1.89 eV，故B、C、D錯誤。答案 A11(2018福建廈門質(zhì)檢)下列幾幅圖的有關(guān)說法正確的是()A圖一中少數(shù)粒子穿過金箔后方向不變，大多數(shù)粒子穿過金箔后發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)B圖二光電效應實驗說明了光具有粒子性C圖三中射線丙由粒子組成，每個粒子帶兩個單位正電荷D圖四鏈式反應屬于輕核的聚變，又稱為熱核反應解析 在粒子散射實驗中，絕大多數(shù)粒子穿過金箔后方向基本不變，只有少數(shù)粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)，則A錯誤；光電效應實驗說明了光具有粒子性，所以B正確；由左手定則可知，甲由粒子組成，每個粒子帶兩個單位正電荷，故C錯誤；鏈式反應屬于重核的裂變，故D錯誤。答案 B12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)生了一次衰變。放射出的粒子(He)在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運動，其軌道半徑為R。以m、q分別表示粒子的質(zhì)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，寫出該衰變的核反應方程。(2)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)形電流大小。(3)設該衰變過程釋放的核能都轉(zhuǎn)化為粒子和新核的動能，新核的質(zhì)量為M，求衰變過程的質(zhì)量虧損m。解析 本題考查了原子核的衰變、動量和能量守恒、帶電粒子在勻強磁場中的運動、質(zhì)能方程等多個考點，是一道綜合題，難度中等。(1)XYHe(2)設粒子的速度大小為v，由qvBm，T，得粒子在磁場中運動周期T環(huán)形電流大小I(3)由qvBm，得v設衰變后新核Y的速度大小為v，系統(tǒng)動量守恒Mvmv0v由mc2Mv2mv2得m說明：若利用Mm解答，亦可。答案 見解析