《2014年高考物理一輪復(fù)習(xí) 章節(jié)訓(xùn)練 原子結(jié)構(gòu)和原子核》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2014年高考物理一輪復(fù)習(xí) 章節(jié)訓(xùn)練 原子結(jié)構(gòu)和原子核（9頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2014年高考一輪復(fù)習(xí)之原子結(jié)構(gòu)和原子核 一、選擇題(本題共10小題，每題4分，共40分．有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確，把正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)) 1．(2012·北京理綜)“約瑟夫森結(jié)”由超導(dǎo)體和絕緣體制成．若在結(jié)兩端加恒定電壓U，則它會(huì)輻射頻率為ν的電磁波，且ν與U成正比，即ν＝kU.已知比例系數(shù)k僅與元電荷e的2倍和普朗克常量h有關(guān)．你可能不了解此現(xiàn)象的機(jī)理，但仍可運(yùn)用物理學(xué)中常用的方法，在下列選項(xiàng)中，推理判斷比例系數(shù)k的值可能為(　　) A. B. C．2he D. 解析：根據(jù)物理單位知識(shí)，表達(dá)式及變形式兩側(cè)單位是一致的，由本題中涉及的

2、物理量：ν、U、e、h及與其有聯(lián)系的能量表達(dá)式E＝hν①，E＝Ue②，由①②得h的單位與的單位相同，即h單位可用V·C·s表示，題中ν＝kU，即k＝③，單位可用表示，選項(xiàng)B中單位等效于＝，故選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤． 答案：B 2．(2012·福建理綜)關(guān)于近代物理，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．α射線是高速運(yùn)動(dòng)的氦原子 B．核聚變反應(yīng)方程H＋H―→He＋n中，n表示質(zhì)子 C．從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能與照射光的頻率成正比 D．玻爾將量子觀念引入原子領(lǐng)域，其理論能夠解釋氫原子光譜的特征 解析：α射線是高速運(yùn)動(dòng)的氦原子核，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；選項(xiàng)B中n表示中子；根據(jù)光電效應(yīng)方程m

3、v2＝hν－W可知最大初動(dòng)能與照射光的頻率成線性關(guān)系而非正比關(guān)系，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)玻爾的原子理論可知，選項(xiàng)D正確． 答案：D 3．(2012·廣東理綜)能源是社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，發(fā)展核能是解決能源問(wèn)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 解析：B項(xiàng)為輕核聚變，β衰變的實(shí)質(zhì)為一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子后釋放出一個(gè)電子，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；α衰變的實(shí)質(zhì)是釋放氦核(α粒子)，而D項(xiàng)只是重核裂變，并未釋放α粒子，選項(xiàng)D錯(cuò)誤，正確選項(xiàng)為A、C.

4、 答案：AC 4．(2012·大綱全國(guó)理綜)U經(jīng)過(guò)m次α衰變和n次β衰變，變成Pb，則 (　　) A．m＝7，n＝3 B．m＝7，n＝4 C．m＝14，n＝9 D．m＝14，n＝18 解析：發(fā)生一次α衰變，質(zhì)量數(shù)減4，電荷數(shù)減2，故α衰變次數(shù)為m＝(235－207)＝7，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；發(fā)生一次β衰變質(zhì)量數(shù)不變，核電荷數(shù)增1，故β衰變次數(shù)為n＝7×2－(92－82)＝4次，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確． 答案：B 5．(2013·江蘇蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市調(diào)研)1927年戴維遜和革末完成了電子衍射實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)是榮獲諾貝爾獎(jiǎng)的重大近代物理實(shí)驗(yàn)之一．如圖所示的是該實(shí)驗(yàn)裝置的簡(jiǎn)化圖，下列說(shuō)法

5、不正確的是(　　) A．亮條紋是電子到達(dá)概率大的地方 B．該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明物質(zhì)波理論是正確的 C．該實(shí)驗(yàn)再次說(shuō)明光子具有波動(dòng)性 D．該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明實(shí)物粒子具有波動(dòng)性 解析：亮條紋是電子到達(dá)概率大的地方，該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明物質(zhì)波理論是正確的，該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明實(shí)物粒子具有波動(dòng)性，該實(shí)驗(yàn)不能說(shuō)明光子具有波動(dòng)性，選項(xiàng)C說(shuō)法不正確． 答案：C 6．(2013·江蘇淮陰三校聯(lián)考)下列說(shuō)法正確的是(　　) A．電子的衍射現(xiàn)象說(shuō)明實(shí)物粒子的波動(dòng)性 B．235U的半衰期約為7億年，隨地球環(huán)境的變化，半衰期可能變短 C．原子核內(nèi)部某個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶訒r(shí)，放出β射線 D．氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，

6、要釋放一定頻率的光子，同時(shí)電子的動(dòng)能增加，電勢(shì)能減小 解析：電子的衍射現(xiàn)象說(shuō)明實(shí)物粒子的波動(dòng)性，選項(xiàng)A正確；235U的半衰期約為7億年，隨地球環(huán)境的變化，半衰期不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；原子核內(nèi)部某個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)，放出β射線，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，要釋放一定頻率的光子，由k＝m知，電子的動(dòng)能增加，則電勢(shì)能一定減小，選項(xiàng)D正確． 答案：AD 7．(2013·江蘇淮安一模)如圖所示為氫原子的能級(jí)示意圖．現(xiàn)用能量介于10 eV～12.9 eV范圍內(nèi)的光子去照射一群處于基態(tài)的氫原子，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．照射光中只有一種頻率的光子被吸收 B．照射光

7、中有三種頻率的光子被吸收 C．氫原子發(fā)射出三種不同波長(zhǎng)的光 D．氫原子發(fā)射出六種不同波長(zhǎng)的光 解析：氫原子只能吸收特定頻率的光子，才能從低能態(tài)躍遷到高能態(tài)，題中氫原子可能吸收的光子能量有：12.75 eV、12.09 eV、10.20 eV、2.55 eV、1.89 eV和0.66 eV，其中只有三種光子能量處在10 eV～12.9 eV范圍內(nèi)，所以照射光中有三種頻率的光子被吸收，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；氫原子可以吸收大量能量為12.75 eV的光子，從n＝1的基態(tài)躍遷到n＝4的激發(fā)態(tài)，因?yàn)榇罅刻幱趎＝4的激發(fā)態(tài)的氫原子極不穩(wěn)定，又會(huì)發(fā)射出光子躍遷到低能態(tài)，共可發(fā)射出C＝＝6種不同波長(zhǎng)的光，

8、選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確． 答案：BD 8．如下圖所示是查德威克實(shí)驗(yàn)示意圖，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了一種不可見(jiàn)的貫穿能力很強(qiáng)的粒子，這種粒子是(　　) A．正電子 B．中子 C．光子 D．電子 解析：查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程式：He＋Be→C＋n，是用釙(Po)放出的α粒子轟擊鈹(Be)，選項(xiàng)B正確． 答案：B 9．核聚變與核裂變相比幾乎不會(huì)帶來(lái)放射性污染等環(huán)境問(wèn)題，而且其原料可直接取自海水中的氘，來(lái)源幾乎取之不盡，是理想的獲取能源的方式．EAST裝置是中國(guó)耗時(shí)8年、耗資2億元人民幣自主設(shè)計(jì)、自主建造而成的，它成為世界上第一個(gè)建成并真正運(yùn)行的全超導(dǎo)非圓截面核聚變實(shí)驗(yàn)裝置．已知

9、兩個(gè)氘核聚變生成一個(gè)氦3和一個(gè)中子的核反應(yīng)方程是2H→He＋n＋3.26 MeV 若有2 g氘全部發(fā)生聚變，則釋放的能量是(NA為阿伏加德羅常數(shù))(　　) A．0.5×3.26 MeV B．3.26 MeV C．0.5NA×3.26 MeV D．NA×3.26 MeV 解析：根據(jù)核反應(yīng)方程可知，兩個(gè)氘核聚變釋放的能量為3.26 MeV，那么2 g氘核(即1 mol氘核)聚變釋放的能量為0.5NA×3.26 MeV，所以C正確． 答案：C 10．設(shè)氫原子由n＝3的狀態(tài)向n＝2的狀態(tài)躍遷時(shí)放出能量為E、頻率為ν的光子．氫原子(　　) A．躍遷時(shí)可以放出或吸收能量為任意值的光子

10、 B．由n＝2的狀態(tài)向n＝1的狀態(tài)躍遷時(shí)放出光子的能量大于E C．由n＝3的狀態(tài)向n＝1的狀態(tài)躍遷時(shí)放出光子的能量等于6.4E D．由n＝4的狀態(tài)向n＝3的狀態(tài)躍遷時(shí)放出光子的頻率大于ν 解析：由玻爾理論知，hν＝E3－E2＝.當(dāng)由n＝2的狀態(tài)向n＝1的狀態(tài)躍遷時(shí)，E′＝E2－E1＝>＝E；由n＝3的狀態(tài)向n＝1的狀態(tài)躍遷時(shí)放出光子的能量為E″＝E3－E1＝＝6.4E；由n＝4的狀態(tài)向n＝3的狀態(tài)躍遷時(shí)，hν′＝E4－E3＝

11、年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主威拉德·博伊爾和喬治·史密斯主要成就是發(fā)明了電荷耦合器件(CCD)圖象傳感器．他們的發(fā)明利用了愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)原理．如圖所示電路可研究光電效應(yīng)規(guī)律．圖中標(biāo)有A和K的為光電管，其中K為陰極，A為陽(yáng)極．理想電流計(jì)可檢測(cè)通過(guò)光電管的電流，理想電壓表用來(lái)指示光電管兩端的電壓．現(xiàn)接通電源，用光子能量為10.5 eV的光照射陰極K，電流計(jì)中有示數(shù)；若將滑動(dòng)變阻器的滑片P緩慢向右滑動(dòng)，電流計(jì)的讀數(shù)逐漸減小，當(dāng)滑至某一位置時(shí)電流計(jì)的讀數(shù)恰好為零，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為6.0 V；現(xiàn)保持滑片P位置不變，光電管陰極材料的逸出功為_(kāi)_______，若增大入射光的強(qiáng)度，電流計(jì)的讀數(shù)_______

12、_(選填“為零”或“不為零”)． 解析：根據(jù)當(dāng)滑至某一位置時(shí)電流計(jì)的讀數(shù)恰好為零，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為U＝6.0 V，由動(dòng)能定理，eU＝Ek；由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，Ek＝E－W，解得光電管陰極材料的逸出功為W＝4.5 eV；若增大入射光的強(qiáng)度，電流計(jì)的讀數(shù)仍為零． 答案：4.5 eV　為零 12．(2011·海南高考)2011年3月11日，日本發(fā)生九級(jí)大地震，造成福島核電站嚴(yán)重的核泄漏事故．在泄露的污染物中含有131I和137Cs兩種放射性核素，它們通過(guò)一系列衰變產(chǎn)生對(duì)人體有危害的輻射．在下列四個(gè)式子中，有兩個(gè)能分別反映131I和137Cs的衰變過(guò)程，它們分別是________和

13、________(填入正確選項(xiàng)前的字母).131I和137Cs原子核中的中子數(shù)分別是________和________． A．X1→Ba＋n B．X2→Xe＋e C．X3→Ba＋e D．X4→ Xe＋p 解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可判斷，131I和137Cs的衰變方程分別為B和C.再根據(jù)核電荷數(shù)守恒，131I和137Cs的質(zhì)子數(shù)分別為53和55，則中子數(shù)分別為78和82. 答案：B　C　78　82 三、計(jì)算題(本題共4小題，13、14題各10分，15、16題各12分，共44分，計(jì)算時(shí)必須有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位) 13．如下圖所示為氫原子最低的四個(gè)能級(jí)

14、，當(dāng)氫原子在這些能級(jí)間躍遷時(shí)： (1)有可能放出多少種能量的光子． (2)在哪兩個(gè)能級(jí)間躍遷時(shí)，所放出光子波長(zhǎng)最長(zhǎng)？波長(zhǎng)是多少？ 解析：(1)N＝＝種＝6種． (2)氫原子由第4能級(jí)向第3能級(jí)躍遷時(shí)，能級(jí)差最小，輻射的光子波長(zhǎng)最長(zhǎng)． 由hν＝E4－E3得h＝E4－E3 所以λ＝ ＝ m ≈1.88×10－6 m. 答案：(1)6 (2)第4能級(jí)向第3能級(jí)躍遷　1.88×10－6 m 14．假設(shè)高速運(yùn)動(dòng)的α粒子與一個(gè)靜止于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中某點(diǎn)的氮核(N)發(fā)生正碰．碰后產(chǎn)生兩個(gè)新核，在磁場(chǎng)中形成如右圖所示的兩條半徑分別為R和r(R>r)的圓形徑跡．其中R是質(zhì)量較

15、小核的徑跡，r是質(zhì)量較大核的徑跡． (1)請(qǐng)寫出該核反應(yīng)方程； (2)求出碰前α粒子的速度(質(zhì)子質(zhì)量為m，電荷量為e)． 解析：(1)N＋He―→O＋H (2)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛侖茲力提供向心力，則由qvB＝m 得O核的動(dòng)量　pO＝mOvO＝8eBr H核的動(dòng)量　pH＝mHvH＝eBR 由動(dòng)量守恒定律 pHe＝pO＋pH ∴pHe＝eB(8r＋R) ∴vHe＝＝ 答案：(1)N＋He―→O＋H (2) 15．用中子轟擊鋰核(Li)發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生氚和α粒子并放出4.8 MeV的能量． (1)寫出核反應(yīng)方程式； (2)求上述反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為多少(保

16、留兩位有效數(shù)字)； (3)若中子與鋰核是以等大反向的動(dòng)量相碰，則α粒子和氚的動(dòng)能之比是多少？ 解析：(1)Li＋n→H＋He＋4.8 MeV (2)Δm＝＝ kg ≈8.5×10－30 kg (3)設(shè)m1、m2、v1、v2分別為氦核、氚核的質(zhì)量和速度，由動(dòng)量守恒定律得0＝m1v1＋m2v2 氦核、氚核的動(dòng)能之比 Ek1:Ek2＝＝m2:m1＝3:4. 答案：(1)Li＋n→H＋He＋4.8 MeV (2)8.5×10－30 kg　(3)3:4 16．(1)核能作為一種新能源在現(xiàn)代社會(huì)中已不可缺少，但安全是核電站面臨的非常嚴(yán)峻的問(wèn)題．核泄露中的钚(Pu)是一種具有放射性的超

17、鈾元素，钚的危險(xiǎn)性在于它對(duì)人體的毒性，與其他放射性元素相比钚在這方面更強(qiáng)，一旦侵入人體，就會(huì)潛伏在人體肺部、骨骼等組織細(xì)胞中，破壞細(xì)胞基因，提高罹患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)．已知钚的一種同位素Pu的半衰期為24 100年，其衰變方程為Pu→X＋He＋γ，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) A．X原子核中含有143個(gè)中子 B．100個(gè)Pu經(jīng)過(guò)24 100年后一定還剩余50個(gè) C．由于衰變時(shí)釋放巨大能量，根據(jù)E＝mc2，衰變過(guò)程總質(zhì)量增加 D．衰變發(fā)出的γ放射線是波長(zhǎng)很短的光子，具有很強(qiáng)的穿透能力 (2)氫原子核的光譜在可見(jiàn)光范圍內(nèi)有四條譜線，其中在靛紫色區(qū)內(nèi)的一條是處于量子數(shù)n＝4的能級(jí)氫原子躍遷到n

18、＝2的能級(jí)發(fā)出的，氫原子的能級(jí)如下圖所示，已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·S，則該條譜線光子的能量為_(kāi)_______ eV，該條譜線光子的頻率為_(kāi)_______ Hz.(結(jié)果保留3位有效數(shù)字) (3)已知金屬銣的極限頻率為5.15×1014 Hz，現(xiàn)用波長(zhǎng)為5.0×10－7 m的一束光照射金屬銣，能否使金屬銣產(chǎn)生光電效應(yīng)？若能，請(qǐng)算出逸出光電子的最大初動(dòng)能．(結(jié)果保留2位有效數(shù)字) 解析：(1)由衰變過(guò)程中核電核數(shù)守恒得X，其中中子數(shù)為235－92＝143，A項(xiàng)對(duì)．半衰期對(duì)大量原子核的衰變才有意義，B項(xiàng)錯(cuò)．衰變過(guò)程中核子總質(zhì)量減小，質(zhì)量必虧損，C項(xiàng)錯(cuò)．衰變后產(chǎn)生巨大的能量以γ光子的形式釋放，D項(xiàng)對(duì)． (2)光子的能量E＝E4－E2＝(－0.85) eV－(－3.4) eV＝2.55 eV. 由E＝hν得ν＝＝＝6.15×1014 Hz. (3)因入射光子的頻率ν＝得ν＝6.0×1014 Hz，大于金屬銣的極限頻率，故能使金屬銣產(chǎn)生光電效應(yīng) 由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程 Ekm＝hν－W W＝hν0 代入數(shù)值得Ekm＝5.6×10－20 J. 答案：(1)AD　(2)2.55　6.15×1014 (3)能　5.6×10－20 J