2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題六 原子與原子核 1-6-13 原子與原子核訓(xùn)練.docx
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1-6-13 原子與原子核 課時(shí)強(qiáng)化訓(xùn)練 1.(2018安徽A10聯(lián)盟聯(lián)考)如圖所示為氫原子的能級(jí)圖,已知金屬鉑的逸出功為6.34 eV,則下列說(shuō)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n=4能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射的光照射金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng) 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(jí)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(jí)躍遷時(shí),其只能吸收(或輻射)光子能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差的光子,n=1→n=2吸收的光子能量為-3.4 eV-(-13.6 eV)=10.2 eV,n=1→n=3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(cuò)誤;從n=4能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)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(yīng),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(jí)躍遷,C錯(cuò)誤;入射光子的能量大于13.6 eV時(shí),可使處于基態(tài)的氫原子發(fā)生電離,D錯(cuò)誤。 [答案] B 2.(2018山西考前測(cè)試)(多選)我國(guó)利用“墨子號(hào)”量子通信衛(wèi)星在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)了高速星地量子通信,初步構(gòu)成了量子通信網(wǎng)絡(luò)。關(guān)于量子理論,下列說(shuō)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(ài)因斯坦首先提出的 B.光的強(qiáng)度越大,則光子的能量也就越大 C.三種放射線(xiàn)α、β、γ,其本質(zhì)上都是高能光子 D.大量氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí),只能發(fā)射某些特定頻率的光子 [解析] 光的強(qiáng)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(cuò)。三種放射線(xiàn)α、β、γ中,α射線(xiàn)是氦核流,β射線(xiàn)是電子流,γ射線(xiàn)是光子流,所以C錯(cuò),選項(xiàng)A、D說(shuō)法正確。 [答案] AD 3.(2018河南調(diào)研聯(lián)考)甲、乙光子的能量之比為2∶1,它們都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng),且所產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能分別為E1、E2。該金屬的逸出功為( ) A.E1+E2 B.E1-E2 C.E1+2E2 D.E1-2E2 [解析] 根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0,對(duì)應(yīng)甲光子有hν甲=E1+W0,對(duì)應(yīng)乙光子有hν乙=E2+W0,又知hν甲=2hν乙,解得W0=E1-2E2,故選項(xiàng)D正確,選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤。 [答案] D 4.(2018安徽六校二聯(lián))近幾年中國(guó)等許多國(guó)家積極發(fā)展“月球探測(cè)計(jì)劃”,該計(jì)劃中的科研任務(wù)之一是探測(cè)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(jìn)行核聚變反應(yīng)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(dāng)于931.5 MeV。則下列說(shuō)法正確的是( ) A.一個(gè)氘和一個(gè)氦3的核聚變反應(yīng)釋放的核能約為17.9 MeV B.氘和氦3的核聚變反應(yīng)方程式:H+He→He+X,其中X是中子 C.因?yàn)榫圩儠r(shí)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(guó)的秦山、大亞灣等核電站廣泛使用氦3進(jìn)行核聚變反應(yīng)發(fā)電 [解析] 氘和氦3的核聚變反應(yīng)方程式:H+He→He+H,可知X為質(zhì)子,B項(xiàng)錯(cuò)誤。釋放的核能ΔE=Δmc2=(2.013 6+3.015 0-4.001 51-1.007 83)931.5 MeV≈17.9 MeV,所以A項(xiàng)正確。因?yàn)榫圩儠r(shí)釋放能量,出現(xiàn)質(zhì)量虧損,則反應(yīng)后的總質(zhì)量小于反應(yīng)前的總質(zhì)量,但是在核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒,故C項(xiàng)錯(cuò)誤。現(xiàn)在的核電站均使用核裂變反應(yīng)發(fā)電,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 [答案] A 5.(2018山東菏澤一模)如圖所示為氫原子的能級(jí)圖,一群氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài),在向低能級(jí)躍遷的過(guò)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(shuō)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n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)所發(fā)出的光波長(zhǎng)最短 B.這群氫原子能發(fā)出3種頻率不同的光,其中從n=4能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)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(dòng)能最大值為12.75 eV D.金屬銫表面所逸出的光電子的初動(dòng)能最大值為10.85 eV [解析] 這群氫原子能發(fā)出C=6種頻率的光子,從n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)所發(fā)出的光的頻率最小,波長(zhǎng)最長(zhǎng),從n=4能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)所發(fā)出的光的頻率最高,波長(zhǎng)最短,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;光電子的初動(dòng)能最大值對(duì)應(yīng)入射光子的頻率最高,ΔE=E4-E1=-0.85 eV-(-13.6 eV)=12.75 eV,由光電效應(yīng)方程知Ek=ΔE-W0=10.85 eV,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。 [答案] D 6.(2018山西太原一模)(多選)下列說(shuō)法正確的是( ) A.鈾238發(fā)生α衰變變成釷234時(shí),α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α衰變變成釷234時(shí),α粒子與釷234的結(jié)合能之和一定大于鈾238的結(jié)合能 C.β衰變中釋放的β射線(xiàn)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(yīng)方程N(yùn)+He→O+X中,X是質(zhì)子且反應(yīng)過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒 [解析] 鈾238發(fā)生α衰變時(shí)有質(zhì)量虧損,故A錯(cuò)誤;鈾238發(fā)生α衰變變成釷234時(shí),α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。β衰變的實(shí)質(zhì)是原子核內(nèi)部的一個(gè)中子變成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子,并將電子發(fā)射到核外,形成β射線(xiàn),故C錯(cuò)誤。在核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒,電荷數(shù)守恒,設(shè)X的質(zhì)量數(shù)為m,電荷數(shù)為n,則有4+14=17+m,2+7=8+n,解得:m=1,n=1,所以X表示質(zhì)子,核反應(yīng)過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒,故D正確。 [答案] BD 7.(2018廣東五校一聯(lián))2017年11月17日,“中國(guó)核潛艇之父”——黃旭華獲評(píng)全國(guó)道德模范,頒獎(jiǎng)典禮上,習(xí)總書(shū)記為他“讓座”的場(chǎng)景感人肺腑。下列有關(guān)核反應(yīng)說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A.目前核潛艇是利用重核裂變提供動(dòng)力 B.重核裂變反應(yīng)中一定有質(zhì)量虧損 C.U+n→Xe+Sr+dn,式中d=2 D.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(dòng)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(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒可知d=2,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(cuò)誤。 [答案] D 8.(2018天津河?xùn)|一模)下列說(shuō)法正確的是( ) A.對(duì)于某種金屬,無(wú)論入射光多強(qiáng),只要其頻率低于極限頻率就不能發(fā)生光電效應(yīng) B.由玻爾理論可知,氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí),要輻射一定頻率的光子,同時(shí)電子的動(dòng)能減小,電勢(shì)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(gè)氡原子核經(jīng)過(guò)7.6天一定只剩下一個(gè)未發(fā)生衰變 [解析] 根據(jù)光電效應(yīng)方程:Ek=hν-W,可以知道,當(dāng)入射光的頻率低于極限頻率就不能發(fā)生光電效應(yīng),與入射光的強(qiáng)弱無(wú)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(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí),要輻射一定頻率的光子,電子的軌道半徑減小,該過(guò)程中電場(chǎng)力做正功,電子的動(dòng)能增大,電勢(shì)能減小,故B錯(cuò)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(cuò)誤。半衰期具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對(duì)大量的原子核適用,對(duì)少量的原子核不適用,故D錯(cuò)誤。 [答案] A 9.(2018江西上饒六校一聯(lián))PET(正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)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(guò)程。O在人體內(nèi)衰變放出正電子,與人體內(nèi)負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對(duì)光子,被探測(cè)器探測(cè)到,經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖像。根據(jù)PET的基本原理,下列說(shuō)法正確的是( ) A.O衰變的方程式為O→F+e B.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(duì)正負(fù)電子湮滅后也可能只生成一個(gè)光子 D.PET中所選的放射性同位素的半衰期應(yīng)較長(zhǎng) [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O→N+e,故A錯(cuò)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(duì)正負(fù)電子湮滅后生成兩個(gè)光子,故C錯(cuò)誤;PET中所選的放射性同位素的半衰期應(yīng)較短,故D錯(cuò)誤。 [答案] B 10.(2018福建泉州檢測(cè))如圖所示為氫原子的能級(jí)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νa>νb>νc,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 eV B.從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)輻射出的光頻率為νb C.逸出的光電子的最大初動(dòng)能為1.51 eV D.光a、b、c均能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) [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n=3能級(jí),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(xiàng)正確;n=3→n=1時(shí):hνa=-1.51 eV-(-13.6 eV)=12.09 eV,n=2→n=1時(shí):hνb=-3.4 eV-(-13.6 eV)=10.2 eV,n=3→n=2時(shí):hνc=-1.51 eV-(-3.4 eV)=1.89 eV,則知從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)輻射出的光頻率為νc,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(yīng),光a、b可使該金屬發(fā)生光電效應(yīng),逸出的光電子的最大初動(dòng)能為12.09 eV-10.2 eV=1.89 eV,故B、C、D錯(cuò)誤。 [答案] A 11.(2018福建廈門(mén)質(zhì)檢)下列幾幅圖的有關(guān)說(shuō)法正確的是( ) A.圖一中少數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后方向不變,大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn) B.圖二光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了光具有粒子性 C.圖三中射線(xiàn)丙由α粒子組成,每個(gè)粒子帶兩個(gè)單位正電荷 D.圖四鏈?zhǔn)椒磻?yīng)屬于輕核的聚變,又稱(chēng)為熱核反應(yīng) [解析] 在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中,絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后方向基本不變,只有少數(shù)α粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn),則A錯(cuò)誤;光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了光具有粒子性,所以B正確;由左手定則可知,甲由α粒子組成,每個(gè)粒子帶兩個(gè)單位正電荷,故C錯(cuò)誤;鏈?zhǔn)椒磻?yīng)屬于重核的裂變,故D錯(cuò)誤。 [答案] B 12.在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一個(gè)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(chǎng)垂直的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),其軌道半徑為R。以m、q分別表示α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(hào)用Y表示,寫(xiě)出該α衰變的核反應(yīng)方程。 (2)α粒子的圓周運(yùn)動(dòng)可以等效成一個(gè)環(huán)形電流,求圓周運(yùn)動(dòng)的周期和環(huán)形電流大小。 (3)設(shè)該衰變過(guò)程釋放的核能都轉(zhuǎn)化為α粒子和新核的動(dòng)能,新核的質(zhì)量為M,求衰變過(guò)程的質(zhì)量虧損Δm。 [解析] 本題考查了原子核的衰變、動(dòng)量和能量守恒、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、質(zhì)能方程等多個(gè)考點(diǎn),是一道綜合題,難度中等。 (1)X→Y+He (2)設(shè)α粒子的速度大小為v,由qvB=m,T=,得 α粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期T= 環(huán)形電流大小I== (3)由qvB=m,得v= 設(shè)衰變后新核Y的速度大小為v′,系統(tǒng)動(dòng)量守恒 Mv′-mv=0 v′== 由Δmc2=Mv′2+mv2 得Δm= 說(shuō)明:若利用M=m解答,亦可。 [答案] 見(jiàn)解析- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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