2019年高考物理总复习教科版试题第十二章原子与原子核

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高考物理一轮复习第12章近代物理初步第2讲原子和原子核课时作业(含解析)新人教版-新人教版高

第2讲原子和原子核时间：45分钟总分为：100分一、选择题(此题共14小题，每一小题6分，共84分。

其中1～11题为单项选择，12～14题为多项选择)1．(2019·广东揭阳一模)如下列图，x为未知的放射源，L为薄铝片，假设在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，如此x可能是()A．α射线和β射线的混合放射源B．纯α射线放射源C．纯γ射线放射源D．α射线和γ射线的混合放射源答案 D解析在放射源和计数器之间加薄铝片L后，发现计数器的计数率大幅度减小，说明射线中含有穿透能力弱的α射线，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明没有射线或剩下的射线不带电，即为γ射线，因此放射源x可能是α射线或它和γ射线的混合放射源，故A、B、C错误，D正确。

2．(2019·江西高三九校3月联考)如下说法中正确的答案是()A．天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的B．玻尔的原子结构理论是在卢瑟福核式结构学说上引进了量子理论C．天然放射现象中出现的α射线、β射线、γ射线都是高能量的电磁波D．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构答案 B解析天然放射现象的发现，揭示了原子核有复杂的结构，故A错误；玻尔的原子结构理论是在卢瑟福核式结构学说的根底上引入了量子理论，故B正确；天然放射现象中出现的α射线、β射线、γ射线，其中α射线是氦原子核，β射线是电子流，只有γ射线是高能量的电磁波，故C错误；卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子有复杂结构，在此根底上，他建立了原子的核式结构模型，故D错误。

3．(2020·安徽省A10联盟高三摸底)据报道，香烟会释放一种危险的放射性元素“钋(210 84 Po)〞，如果每天抽1.5包香烟，一年后累积的辐射相当于300次胸透的辐射。

210 84Po发生一次α衰变和一次β衰变后产生了新核，新核的中子数比质子数多()A．38个B．40个C．42个D．44个答案 B解析210 84Po发生一次α衰变和一次β衰变产生的新核为206 83X，其中子数为206－83＝123，中子数比质子数多123－83＝40，B正确。

与原子物理有关的高考真题

与原子物理有关的高考真题高考物理试题一共占据60分，其中12分属于原子物理相关内容。

考题主要涉及原子结构、核反应、辐射与辐射防护等方面。

以下将逐一介绍几道与原子物理有关的高考真题。

1. (2019年全国卷III ·选择题) 关于原子结构的描述，下列说法正确的是（）。

A. K层的电子数最多为2B. L层的电子数最多为8C. 外层电子数与能级成正比D. 能级越高，能量越低答案：B。

原子的电子依次填充K、L、M、N...各壳层，K层最多2个电子，L层最多8个电子，N层最多32个电子。

2. (2019年全国卷I ·选择题) 下列能量变化的说法正确的是（）。

A. 电子从能级高降到能级低，释放能量B. 电子从能级低升到能级高，吸收能量C. 电子自能级高升到能级低，吸收能量D. 电子自能级低降到能级高，释放能量答案：A。

电子从能级高降到低时，会释放能量，而从能级低升到高时，则需要吸收能量。

3. (2018年天津卷 ·选择题) 下列元素中，与核能源开发无关的是（）。

A. 铀B. 钚C. 铀-235D. 铀-238答案：D。

铀-238不适合用作核能源开发，只有铀-235和钚等核素才可以在核反应堆中被利用产生核能。

4. (2017年全国卷II ·填空题) β粒子是指( )的带负电荷的粒子；α粒子是指原子核中不带电荷的粒子。

答案：电子。

通过以上高考真题的回顾，我们可以看到原子物理作为高考物理中的重要考点，涉及的内容广泛且深刻。

考生在备考过程中需要对原子结构、核反应、辐射等知识点有深入的理解和掌握，以便在考试中取得较好的成绩。

希望通过认真学习和实践，考生们能够顺利掌握相关知识，取得优异的成绩。

2019届高考物理一轮复习第十二章原子与原子核第2讲原子结构与原子核作业新人教版

第2讲原子结构与原子核[课时作业] 单独成册方便使用[基础题组]一、单项选择题1．(2017·四川宜宾高三诊断)有关原子结构和原子核的认识，下列说法正确的是( ) A．居里夫人最先发现天然放射现象B．伦琴射线的发现揭示了原子具有核式结构C．在光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关D．在衰变方程X原子核的质量数是234解析：贝克勒尔首先发现了天然放射性现象，证明原子核有复杂的结构，故A错误；卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，B错误；在光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，选项C正确；在衰变方程→X＋中，X原子核的质量数是235，电荷数为92，选项D错误．答案：C2．(2018·湖北六校联考)关于近代物理，下列说法正确的是( )A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B．目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变C．一个氢原子从n＝3的激发态跃迁到基态时，能辐射3种不同频率的光子D．α粒子散射实验表明核外电子轨道是量子化的解析：β衰变时β射线是原子核内部发出来的，不是原子核外的电子释放出来的，A错误．目前的核电都是利用重核裂变发电的，B正确．一群氢原子从n＝3的激发态跃迁到基态时，能辐射C23＝3种不同频率的光子，而只有一个氢原子时，只能是三种可能频率中的一种或两种，C错误．α粒子散射实验表明原子具有核式结构，D错误．答案：B3．(2018·安徽江南十校联考)铀核(23592U)经过m次α衰变和n次β衰变变成铅核(20782Pb)，关于该过程，下列说法中正确的是( )A．m＝5，n＝4B．铀核(23592U)的比结合能比铅核(20782Pb)的比结合能小C．衰变产物的结合能之和小于铀核(23592U)的结合能D．铀核(23592U)衰变过程的半衰期与温度和压强有关解析：原子核衰变时质量数守恒，电荷数守恒，235＝4m＋207,92＝82＋2m－n，两式联立解得m＝7，n＝4，A项错误．衰变产物的结合能之和大于铀核(23592U)的结合能，C错误．半衰期由原子核内部自身的因素决定，与温度和压强无关，D 项错误．答案：B4．(2018·湖南长沙模拟)一个静止的铀核，放在匀强磁场中，它发生一次α衰变后变为钍核，α粒子和钍核都在匀强磁场中做匀速圆周运动．某同学作出如图所示运动径迹示意图，以下判断正确的是( )A ．1是α粒子的径迹，2是钍核的径迹B ．1是钍核的径迹，2是α粒子的径迹C ．3是α粒子的径迹，4是钍核的径迹D ．3是钍核的径迹，4是α粒子的径迹解析：由动量守恒可知，静止的铀核发生α衰变后，生成的均带正电的α粒子和钍核的动量大小相等，但方向相反，由左手定则可知它们的运动轨迹应为“外切”圆，又R ＝mv Bq ＝p Bq ，在p 和B 相等的情况下，R ∝1q，因q 钍>q α，则R 钍<R α，故B 正确．答案：B5．氢原子从能级m 跃迁到能级n 时辐射红光的频率为ν1，从能级n 跃迁到能级k 时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h ，若氢原子从能级k 跃迁到能级m ，则( )A ．吸收光子的能量为h ν1＋h ν2B ．辐射光子的能量为h ν1＋h ν2C ．吸收光子的能量为h ν2－h ν1D ．辐射光子的能量为h ν2－h ν1解析：氢原子从能级m 跃迁到能级n 时辐射红光，说明能级m 高于能级n ，而从能级n 跃迁到能级k 时吸收紫光，说明能级k 也比能级n 高，而紫光的频率ν2大于红光的频率ν1，所以h ν2>h ν1，因此能级k 比能级m 高，所以若氢原子从能级k 跃迁到能级m ，应辐射光子，且光子能量应为h ν2－h ν1.故选项D 正确．答案：D二、多项选择题6．(2017·高考江苏卷)原子核的比结合能曲线如图所示．根据该曲线，下列判断正确的有( )A.42He核的结合能约为14 MeVB.42He核比63Li核更稳定C．两个21H核结合成42He核时释放能量D.23592U核中核子的平均结合能比8936Kr核中的大解析：由图像可知，42He的比结合能约为7 MeV，其结合能应约为28 MeV，故A错误．比结合能较大的核较稳定，故B正确．比结合能较小的核结合成比结合能较大的核时释放能量，故C正确．比结合能就是平均结合能，故由图可知D错误．答案：BC7．下列说法正确的是( )A．方程式238 92U→234 90Th＋42He是重核裂变反应方程B．铯原子核(133 55Cs)的结合能小于铅原子核(208 82Pb)的结合能C．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的D．核力是短程力，与核子间的距离有关，有时表现为引力，有时表现为斥力解析：方程式238 92U→234 90Th＋42He的反应物只有一个，生成物有42He，属于α衰变，选项A错误；由原子核的比结合能的曲线可知，铯原子核的比结合能与铅原子核的比结合能差不多，而铯原子核的核子数少得多，所以铯原子核的结合能小于铅原子核的结合能，选项B正确；β衰变所释放的电子不是来源于原子核外的电子，而是原子核内的中子转化成质子时所产生的(10n→11H＋0－1e)，选项C正确；相邻的质子与质子、中子与质子、中子与中子既不会融合在一起(斥力)，又相距一定距离组成原子核(引力)，选项D正确．答案：BCD8．氢原子核外电子发生了两次跃迁，第一次从外层轨道跃迁到n＝3轨道；第二次核外电子再从n＝3轨道跃迁到n＝2轨道，下列说法中正确的是( )A．两次跃迁原子的能量增加相等B．第二次跃迁原子的能量减小量比第一次的大C．两次跃迁原子的电势能减小量均大于电子的动能增加量D．两次跃迁原子均要放出光子，第一次放出的光子能量要大于第二次放出的光子能量解析：氢原子核外电子从外层轨道跃迁到内层轨道这一过程中，原子的能量减小，原子要放出光子，由能量守恒定律可知原子的电势能减小量大于电子的动能增加量．又由氢原子能级图知因跃迁到n＝3轨道放出的光子能量(或原子的能量减小量)最多为1.51 eV，而氢原子核外电子从n ＝3轨道跃迁到n ＝2轨道放出的光子的能量(或原子的能量减小量)为1.89 eV ，B 、C 正确．答案：BC[能力题组]一、选择题9．原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子．例如在某种条件下，铬原子的n ＝2能级上的电子跃迁到n ＝1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n ＝4能级上的电子，使之脱离原子，这一现象叫作俄歇效应，以这种方式脱离了原子的电子叫作俄歇电子，已知铬原子的能级公式可简化表示为E n ＝－A n 2，式中n ＝1,2,3，…表示不同能级，A 是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是( )A.1116AB.716A C.316A D.1316A 解析：由题意可知铬原子n ＝1能级能量为E 1＝－A ，n ＝2能级能量为E 2＝－A 4，从n ＝2能级跃迁到n ＝1能级释放的能量为ΔE ＝E 2－E 1＝3A 4，n ＝4能级能量为E 4＝－A 16，电离需要能量为E ＝0－E 4＝A 16，所以电子从n ＝4能级电离后的动能为E k ＝ΔE －E ＝3A 4－A 16＝11A 16，故B 、C 、D 错误，A 正确．答案：A10.K －介子衰变的方程为K －→π－＋π0，其中K －介子和π－介子带负的基元电荷，π0介子不带电．如图所示，一个K －介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP ，衰变后产生的π－介子的轨迹为圆弧PB ，两轨迹在P 点相切，它们半径R K －与R π－之比为2∶1.π0介子的轨迹未画出．由此可知π－的动量大小与π0的动量大小之比为( )A ．1∶1B ．1∶2C ．1∶3D ．1∶6 解析：由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动规律知R ＝mv Bq ＝p Bq∝p ， p K －p π－＝21.即p π－＝12p K －. 又由动量守恒定律p K －＝p π0－p π－得p π0＝p K －＋p π－＝32p K －. 即p π－p π0＝13. 答案：C11．下列描述中正确的是( )A ．质子与中子结合成氘核的过程中需要吸收能量B ．某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少2个C ． (氡核)要经过3次α衰变，4次β衰变D ．发生光电效应时入射光波长相同，从金属表面逸出的光电子最大初动能越大，这种金属的逸出功越小解析：中子和质子结合成氘核有质量亏损，释放能量，选顼A 错误；某原子核经过一次 α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少4个，选项B 错误；Rn(氡核)质量数减小16，故要经过4次α衰变，由于电荷数减少6，则应该有2次β衰变，选项C 错误；发生光电效应时入射光波长相同，则光的频率相同，根据h ν＝W 逸出功＋12mv m2，从金属表面逸出的光电子最大初动能越大，这种金属的逸出功越小，选项D 正确．答案：D12．(多选)下列说法正确的是( )A ．人们在研究天然放射现象过程中发现了质子B ．铀核裂变的一种核反应方程为235 92U→144 56Ba ＋8936Kr ＋210nC ．设质子、中子、α粒子的质量分别为m 1、m 2、m 3，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m 1＋2m 2－m 3)c 2D ．原子在a 、b 两个能级的能量分别为E a 、E b ，且E a >E b ，当原子从a 能级跃迁到b 能级时，放出光子的波长λ＝hc E a －E b(其中c 为真空中的光速，h 为普朗克常量) 解析：卢瑟福通过α粒子轰击氮核，发现了质子，选项A 错误；铀核裂变的一种核反应方程为235 92U ＋10n→144 56Ba ＋8936Kr ＋310n ，反应前后的中子不能抵消，选项B 错误；根据爱因斯坦质能方程E ＝mc 2可知，当两个质子和两个中子结合成一个α粒子时释放的能量为E ＝(2m 1＋2m 2－m 3)c 2，选项C 正确；根据玻尔原子模型可知，原子从高能级跃迁到低能级时会释放光子，由E a －E b ＝hc λ解得λ＝hcE a －E b ，选项D 正确．答案：CD二、非选择题13．氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤．它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一．其衰变方程是222 86Rn→218 84Po ＋________.已知222 86Rn 的半衰期约为3.8天，则约经过________天16 g 的222 86Rn 衰变后还剩1 g.解析：衰变过程中质量数、电荷数守恒，有222 86Rn→218 84Po ＋42He ；由半衰期定义，解得t ＝15.2天．答案：42He(或α) 15.214．(2017·高考北京卷)在磁感应强度为B 的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变．放射出的α粒子(42He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R .以m 、q 分别表示α粒子的质量和电荷量．(1)放射性原子核用AZ X 表示，新核的元素符号用Y 表示，写出该α衰变的核反应方程．(2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小．(3)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，新核的质量为M ，求衰变过程的质量亏损Δm .解析：(1)A Z X→A －4Z －2Y ＋42He (2)设α粒子的速度大小为v ，由qvB ＝m v 2R ，T ＝2πR v ，得α粒子在磁场中的运动周期T ＝2πm qB环形电流大小I ＝q T ＝q 2B 2πm(3)由qvB ＝m v 2R ，得v ＝qBR m设衰变后新核Y 的速度大小为v ′，系统动量守恒Mv ′－mv ＝0v ′＝mv M ＝qBR M由Δmc 2＝12Mv ′2＋12mv 2 得Δm ＝M ＋m qBR 22mMc 2答案：见解析。

高考物理备考系统复习课件章末总结第十二章原子与原子核

第十二章
原子与原子核
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光的波粒二象性、物质波
原原子与波粒二象性光电效应爱实光因电验斯效装坦应置光规电律效极逸应限出方频功程率、、光最电大流初强动度能
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例1 在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰
变，放射出的α粒子(He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R.用m、q
分别表示α粒子的质量和电荷量．
(1)放射性原子核用X表示，新核的元素符号用Y表示，写出该α衰变的核反应方
MeV，所以C、D
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正确．
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1 光电效应和波粒二象性
1．[考法：光电效应综合](2018年新课标Ⅱ卷)用波长为300 nm的光照射锌板，
电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10－19 J．已知普朗克常量为6.63×10－34
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2．[考法：光电效应方程](多选)(2017年新课标Ⅲ卷)在光电效应实验中，分别用
频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和
Ub，光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb.h为普朗克常量．下列说法正确的是( )

高考物理总复习第十二单元波粒二象性原子结构与原子核课时2原子结构原子核教师用书(含解析)新人教版

1.原子的核式结构模型(1)电子的发现:英国物理学家汤姆孙发现了电子。

(2)α粒子散射实验:1909~1911年,英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验,实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但有少数α粒子发生了大角度偏转,几乎被“撞”了回来。

(3)卢瑟福提出原子的核式结构模型:在原子中心有一个很小的核,原子几乎全部质量都集中在核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转。

2.氢原子的能级结构(1)玻尔理论①定态:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些能量状态中原子是稳定的,电子虽然绕核运动,但并不向外辐射能量。

②跃迁:原子从一种定态跃迁到另一种定态时,它辐射或吸收一定频率的光子,光子的能量由这两个定态的能量差决定,即hν=E m-E n。

(h是普朗克常量,h=6.626×10-34J·s)③轨道:原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应。

原子的定态是不连续的,因此电子的可能轨道也是不连续的。

(2)基态和激发态:原子能量最低的状态叫基态,其他能量较高的状态叫激发态。

3.原子核的组成(1)原子核由质子和中子组成,它们统称为核子。

(2)原子核的核电荷数=质子数,原子核的质量数=质子数+中子数。

(3)同位素:具有相同质子数、不同中子数的原子。

同位素在元素周期表中的位置相同。

4.天然放射现象(1)天然放射现象:元素自发地放出射线的现象,首先由贝可勒尔发现。

天然放射现象的发现,说明原子核还具有复杂的结构。

(2)三种射线放射性元素放射出的射线共有三种,分别是α射线、β射线、γ射线。

其中α射线是高速运动的氦核,β射线是高速运动的电子流,γ射线是光子。

(3)半衰期①定义:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。

②影响因素:放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的,跟原子所处的物理状态(如温度、压强)及化学状态(如单质、化合物)无关。

(4)α衰变和β衰变的实质α衰变:核内两个中子和两个质子作为一个整体从较大的原子核内抛射出来。

高考物理总复习12.2原子结构与原子核针对训练(含解析)新人教版

12.2 原子构造与原子核1.（ 2019 年舟山质检）处于激发状态的原子，在入射光的电磁场的影响下，从高能态向低能态跃迁，两个状态之间的能量差以辐射光子的形式发射出去，这类辐射叫作受激辐射. 原子发生受激辐射时，发出的光子频次、发射方向等，都跟入射光子完整同样，这样使光得到增强，这就是激光产生的机理. 那么，发生受激辐射时，产生激光的原子的总能量E、电势能 E p、电子动能E k的变化状况是（）A. E p增大、E k减小、E减小B. E p减小、E k增大、E减小C. E p增大、E k增大、E增大D. E p减小、E k增大、E不变qe 分析：发生受激辐射时，向外辐射能量，知原子总能量减小，轨道半径减小，依据k r2 v2＝mr 知，电子的动能增大，因为能量减小，则电势能减小，故A、 C、D 错误，B正确 .答案： B2. （多项选择）如图 12－ 2－ 7 所示是氢原子的能级图，大批处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共能够辐射出 6 种不一样频次的光子，此中巴耳末系是指氢原子由高能级向＝2 能级跃迁时开释的光子，则（）nA.6B.6图 12－2－7种光子中波长最长的是n＝4激发态跃迁到基态时产生的种光子中有 2 种属于巴耳末系迁到C. 使n＝ 4 能级的氢原子电离起码要0.85 eV 的能量D. 若从n＝ 2 能级跃迁到基态开释的光子能使某金属板发生光电效应，n＝2能级开释的光子也必定能使该金属板发生光电效应则从n＝3能级跃分析：依据跃迁假说，在跃迁的过程中开释光子的能量等于两能级之差，故从n＝4跃迁到 n＝3时开释光子的能量最小，频次最小，波长最长，因此 A 错误；由题意知 6 种光子中有 2 种属于巴耳末系，它们分别是从n＝4跃迁到 n＝2和从 n＝3跃迁到 n＝2时开释的光子，因此 B 正确；E4＝－ 0.85 eV ，故n＝ 4 能级的电离能等于0.85 eV ，因此 C 正确；由题图知，从 n＝3能级跃迁到n＝2能级开释的光子的能量小于n＝2能级跃迁到基态开释的光子的能量，因此D错误.答案： BC3.（ 2019 年东北三校一联）（多项选择）如图 12－2－ 8 所示，氢原子可在以下各能级间发生跃迁，设从n＝4到 n＝1能级辐射的电磁波的波长为λ 1，从n＝4到n＝2能级辐射的电磁波的波长为λ 2，从n＝2到n＝1能级辐射的电磁波的波长为λ 3，则以下关系式中正确的是（）图 12－2－8 A. λ <λ3B. λ 3<λ21C. λ 3>λ2D.1＝1＋1λ 3λ 1 λ 2分析：已知从 n ＝4 到 n ＝ 1 能级辐射的电磁波的波长为λ ，从 n ＝ 4 到 n ＝ 2 能级辐射1的电磁波的波长为 λ 2，从 n ＝ 2 到＝ 1 能级辐射的电磁波的波长为λ 3，则 λ1、 λ 2、 λ 3nc c c1 11 1，λ3<λ 2，又 h cc ＋ h c 1 的关系为 h >h>h ，即 > ，λ1<λ 3， > ＝ h，即λ1 λ 3 λ2 λ1 λ 3λ3 λ 2λ 1λ 3λ 2λ 1＝ 11 1 ＝ 1 1＋，则 λ －，即正确选项为 A 、 B.λ 3 λ 2 3 λ 1λ 2答案： AB4.（ 2018 年高考·课标全国卷Ⅲ） 1934 年，约里奥·居里夫妻用 α 粒子轰击铝核2713Al ，产生了第一个人工放射性同位素27）X ： α ＋13Al → n ＋ X.X 的原子序数和质量数分别为（A.15 和 28B.15 和 30C.16 和 30D.17 和 31分析：据 α 粒子和中子的质量数和电荷数写出核反响方程： 4271A2He ＋ 13Al → 0n ＋Z X ，联合质量数守恒和电荷数守恒得， A ＝ 4 ＋ 27－ 1＝ 30，Z ＝ 2＋ 13－ 0 ＝ 15，原子序数等于核电荷数，故 B 正确.答案： B5. （多项选择） 14C 发生放射性衰变为为14N ，半衰期约 5 700 年 . 已知植物存活时期，其体内14C 与 12 C 的比率不变；生命活动结束后，14C 的比率连续减小 . 现经过丈量得悉，某古木样品中 14C 的比率正好是现代植物所制样品的二分之一 . 以下说法正确的选项是（）A. 该古木的年月距今约 5 700 年B. 12C 、 13C 、 14C 拥有同样的中子数C. 14C 衰变为 14N 的过程中放出 β 射线D. 增添样品丈量环境的压强将加快 14C 的衰变分析：古木样品中 14 C 的比率是现代植物所制样品的二分之一，依据半衰期的定义知该古木的年月距今约 5 700 年，选项 A 正确；同位素拥有同样的质子数，不一样的中子数，选项B 错误； 14C 的衰变方程为 14 14 N ＋ 0 e ，因此此衰变过程放出 β 射线，选项 C 正确；放射性6 C →7 －1元素的半衰期与核内部自己要素相关，与原子所处的化学状态和外面条件没关，选项 D 错误.答案： AC2322086. （多项选择） 90 Th （钍）经过一系列 α 衰变和 β 衰变，变为 82 Pb （铅） . 以下说法中正确的是（）A. 铅核比钍核少 8 个质子B. 铅核比钍核少 16 此中子C. 共经过 4 次 α 衰变和 6 次 β 衰变D. 共经过 6 次 α 衰变和 4 次 β 衰变分析：设 α 衰变次数为 x ， β 衰变次数为 y ，由质量数守恒和电荷数守恒得232＝ 208 ＋4x ，90＝82＋ 2x － y ，解得 x ＝6，y ＝ 4， C 错， D 对；铅核、钍核的质子数分别为82、90，故 A 对；铅核、钍核的中子数分别为126、 142，故B 对 . 答案： ABD7. （ 2018 年高考·天津卷）国家大科学过程——中国散裂中子源（CSNS ）于2017 年8月 28 日初次打靶成功，获取中子束流，能够为诸多领域的研究和工业应用供给先进的研究平台，以下核反响中放出的粒子为中子的是（）图 12－2－9A. 147N 俘获一个 α 粒子，产生 178O 并放出一个粒子2730B. 13Al 俘获一个 α 粒子，产生 15P 并放出一个粒子C. 115B 俘获一个质子，产生 48Be 并放出一个粒子6 俘获一个质子，产生 3 并放出一个粒子D. LiHe32分析：依据核反响过程中质量数守恒及电荷数守恒可知，144 1717N ＋ He → 8O ＋ H ，A 项错误；2127 430 1111 84 613413Al ＋2He → 15P ＋ 0n ，B 项正确； 5B ＋1H → 4Be ＋ 2He ， C 项错误； 3Li ＋1H → 2He ＋ 2He ，D 项错误 .答案： B8. （ 2018 年高考·天津卷）氢原子光谱在可见光地区内有四条谱线H α 、 H β 、 H γ、 H δ ，都是氢原子中电子从量子数n >2 的能级跃迁到 n ＝ 2 的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，能够判断（）A.H 对应的前后能级之差最小αB. 同一介质对 H α 的折射率最大C. 同一介质中 H δ 的流传速度最大D. 用 H 照耀某一金属能发生光电效应，则H 也必定能γβ分析： A 对：依据＝ ν＝c，波长越长，光子的频次越低，由m－ n ＝ ν，知 H αE hh λE E h对应的两能级之差最小 .B 错：光在同一介质中流传，频次越高，折射率越大，故H δ的折射cc率最大， H 的折射率最小 .C 错：依据 n ＝v 得 v ＝ n ，则折射率越大，流传速度越小，故在同α一介质中 H δ 的流传速度最小 .D 错：光的频次越高，越简单发生光电效应，因为 H β的频次小于 H γ 的频次， H γ 能使某一金属发生光电效应，而H β则不必定能 . 答案： A。

2019版高考物理一轮复习第十二章近代物理初步12_2原子核和核能课件

，m
余＝m
1τt 2 原

，式中
N
原，m
原表示衰变前的放射性元素
的原子数和质量，N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子
数和质量，衰变次数的方法
典|例|微|探【例 1】 (多选)目前，在居家装修中，经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如有些含有铀、钍的花岗岩等岩石都会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出 α、β、γ 射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是( )
上述表明：物体的质量和能量间有一定联系，即物体具有的能量与其质量
成正比，当物体的能量增加或减小 ΔE，它的质量也会相应地增加或减少 Δm， ΔE 与 Δm 的关系是 ΔE＝Δm·c2 。
(2)质量亏损：核子结合成原子核时要释放能量，按上述关系，原子核的质量要小于组成原子核的核子总质量，这个质量差也叫质量亏损。
必考部分
第十二章近代物理初步
第2讲原子核和核能
微知识·对点练微考点·悟方法微专题·提素养微考场·提技能
微知识·对点练
学生用书P185
微知识 1 天然放射现象 1．天然放射现象：某些元素自发地放射某些射线的现象称为天然放射现象，这些元素称为放射性元素。
2．三种射线的本质：α 射线是是电磁波。
解析本题考查核反应特点、α 衰变和 β 衰变特点，意在考查考生理解和识记 α 衰变和 β 衰变特点的能力，以及分析判断能力。根据核反应过程中的质量数守恒和电荷数守恒特点，23982U 核与23940Th 核比较可知，核反应的另一产物为42He，所以衰变①为 α 衰变，BC 项排除；29304Th 与29314Pa，23941Pa 核与23942U 核比较可知，核反应的另一产物为－01e，所以衰变②③为 β 衰变， A 项正确。

2019届高考物理一轮复习第十二章原子与原子核第2讲原子结构与原子核课件新人教版

[基础知识•自主梳理]
一、氢原子光谱、氢原子的能级、能级公式 1．原子的核式结构 (1)电子的发现：英国物理学家汤姆孙发现了电子． (2)α 粒子散射实验：1909～1911 年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用 α 粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数 α 粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但有少数 α 粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于 90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来．
(3)氢原子光谱的实验规律
巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式
1λ ＝ RH (212－n12)
(n＝3,4,5，…)，RH 是里德伯常量，RH＝
1.10×107 m－1，n 为量子数．
3．玻尔理论 (1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量． (2)跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即 hν＝ En－Em .(h 是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s) (3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应．原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的．
4．氢原子的能级、能级公式 (1)氢原子的能级能级图如图所示
(2)氢原子的能级和轨道半径 ①氢原子的能级公式：En＝n12E1(n＝1,2,3，…)，其中 E1 为基态能量，其数值为 E1＝－13.6 eV. ②氢原子的半径公式：rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中 r1 为基态半径，又称玻尔半径，其数值为 r1＝0.53×10－10m.
3．[跃迁的能量问题] 已知氢原子处于基态时的能量为 E1(E1<0)，氢原子处于 n 能级时能量为 En＝En21.现有一个处于 n ＝3 能级的氢原子向低能级跃迁，发出两个不同频率的光子，其中频率较小的光子照射某种金属恰好能使该金属发生光电效应，已知普朗克常量为 h.则下列说法正确的是( )

2019届高考物理总复习第十二章近代物理第二节原子与原子核课后达标

第二节原子与原子核[学生用书P355(单独成册)](建议用时：60分钟)一、单项选择题1．(2017·高考上海卷)在同位素氢、氘、氚的核内具有相同的( )A．核子数B．电子数C．中子数D．质子数解析：选D.同位素是指在原子核中的质子数相同而中子数不同的元素，故氢、氘、氚的核内具有相同的质子数，D项正确．2．如图，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是( )A．①表示γ射线，③表示α射线B．②表示β射线，③表示α射线C．④表示α射线，⑤表示γ射线D．⑤表示β射线，⑥表示α射线解析：选C.γ射线为电磁波，在电场、磁场中均不偏转，故②和⑤表示γ射线，A、B、D项错误；α射线中的α粒子为氦的原子核，带正电，在匀强电场中，沿电场方向偏转，故③表示α射线，由左手定则可知在匀强磁场中α射线向左偏，故④表示α射线，C项正确．3．(2015·高考天津卷)物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上．下列说法正确的是( )A．天然放射现象说明原子核内部是有结构的B．电子的发现使人们认识到原子具有核式结构C．α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的D．密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的解析：选A.天然放射现象说明原子核内部是有结构的，人们认识原子核的复杂结构是从天然放射现象开始的，选项A正确；电子的发现说明了原子是可以分割的，是由更小的微粒组成的，选项B错误；由α粒子散射实验建立了原子的核式结构模型，选项C错误；密立根油滴实验说明物质所带电荷量是量子化的，选项D错误．4．(2018·三明模拟)按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为r a的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为r b的圆轨道上，已知r a>r b，则在此过程中( )A．原子要发出某一频率的光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量也减小B．原子要吸收某一频率的光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小C．原子要发出一系列频率的光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小D．原子要吸收一系列频率的光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量也增大解析：选A.由玻尔氢原子理论知，电子轨道半径越大，原子能量越大，当电子从r a跃迁到r b增大，综上所述可知A正确．5．质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3.当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是(c表示真空中的光速)( )A．(m1＋m2－m3)c B．(m1－m2－m3)cC．(m1＋m2－m3)c2D．(m1－m2－m3)c2解析：选C.由质能方程ΔE＝Δmc2，其中Δm＝m1＋m2－m3，可得ΔE＝(m1＋m2－m3)c2，选项C正确，A、B、D错误．6．(2018·江苏清江中学高三模拟)如图所示为氢原子的能级图，当氢原子从n＝4能级跃迁到n＝2能级时，辐射出光子a；当氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级时，辐射出光子b，则下列说法中正确的是( )A．光子a的能量大于光子b的能量B．光子a的波长小于光子b的波长C．b光比a光更容易发生衍射现象D．在同种介质中，a光子的传播速度大于b光子的传播速度解析：选D.氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级的能级差小于从n＝3的能级跃迁到n＝1的能级时的能级差，根据E m－E n＝hν，知光子a的能量小于光子b的能量，故A错误；光子a的频率小于光子b的频率，所以b的频率大，波长小，所以a光更容易发生衍射，故B、C错误；光子a的频率小，则折射率小，根据v＝cn知，光子a在介质中的传播速度大于光子b在介质中的传播速度，故D正确．二、多项选择题7．(2015·高考广东卷)科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：X＋Y→42He＋31H＋4.9 MeV和21H＋31H→42He＋X＋17.6 MeV，下列表述正确的有( )A．X是中子B．Y的质子数是3，中子数是6C．两个核反应都没有质量亏损D．氘和氚的核反应是核聚变反应解析：选AD.核反应方程遵守核电荷数守恒和质量数守恒，则由21H＋31H→42He＋X＋17.6 MeV知 X为10n，由X＋Y→42He＋31H＋4.9 MeV知Y为63Li，其中Y的质子数是3，中子数也是3，选项A正确，选项B错误；两个核反应都释放出核能，故都有质量亏损，选项C错误；X＋Y→42 He＋31H＋4.9 MeV是原子核的人工转变，21H＋31H→42He＋10n＋17.6 MeV为轻核聚变，选项D正确．8．能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一．下列释放核能的反应方程，表述正确的有( )A.31H＋21H→42He＋10n是核聚变反应B.31H＋21H→42He＋10n是β衰变C.235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n是核裂变反应D.235 92U＋10n→140 54Xe＋9438Sr＋210n是α衰变解析：选AC.β衰变时释放出电子(0－1e)，α衰变时释放出氦原子核(42He)，可知选项B、D错误；选项A中一个氚核和一个氘核结合成一个氦核并释放出一个中子是典型的核聚变反应；选项C中一个U235原子核吸收一个中子，生成一个Ba原子核和一个Kr原子核并释放出三个中子是典型的核裂变反应，故选项A、C正确．9．(2016·高考全国卷Ⅲ改编)一静止的铝原子核2713Al俘获一速度为1.0×107 m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核2814Si，下列说法正确的是( )A．核反应方程为p＋2713Al―→2814SiB．核反应过程中系统动量守恒C．核反应过程中系统能量不守恒D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和解析：选AB.核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，A项正确；微观粒子相互作用过程中，满足动量守恒定律，B 项正确；题述核反应过程属于“二合一”形式的完全非弹性碰撞，机械能有损失，但对于封闭的系统，能量仍然守恒，C 项错误；核反应过程中的机械能有损失，故存在质量亏损现象，D 项错误．10．(2018·东北三校联考)如图所示，氢原子可在下列各能级间发生跃迁，设从n ＝4到n ＝1能级辐射的电磁波的波长为λ1，从n ＝4到n ＝2能级辐射的电磁波的波长为λ2，从n ＝2到n ＝1能级辐射的电磁波的波长为λ3，则下列关系式中正确的是( )A ．λ1<λ3B ．λ3<λ2C ．λ3>λ2D 解析：选AB.已知从n ＝4到n ＝1n ＝4到n ＝2能级辐射的电磁波的波长为λ2，从n ＝2到n ＝1λ3，则λ1、λ2、λ3的关系为h c λ1>h c λ3>h c λ2，即1λ1>32h c λ1＝h c λ3＋h c λ2，即1λ1＝1λ3＋1λ2，则1λ3＝1λ1－1λ2，即正确选项为三、非选择题11．(2018·石家庄模拟)实验室考查氢原子跃迁时的微观效应．已知氢原子能级图如图所示，氢原子质量为m H ＝1.67×10－27kg.设原来处于静止状态的大量激发态氢原子处于n＝5的能级状态．(1)求氢原子由高能级向低能级跃迁时，可能发射出多少种不同频率的光； (2)若跃迁后光子沿某一方向飞出，且光子的动量可以用p ＝h νc表示(h 为普朗克常量，ν为光子频率，c 为真空中光速)，求发生电子跃迁后氢原子的最大反冲速率．(保留三位有效数字)解析：(1)不同频率的光的种类为N ＝C 25＝5×42＝10(种)．(2)由动量守恒m H v H ＝p 光子＝h νc知：当ν最大时，反冲速率v H 最大又h ν＝E 5－E 1＝－0.54 eV －(－13.6)eV ＝13.06 eV ＝2.090×10－18J故v H ＝h νcm H ＝ 2.090×10－183.0×108×1.67×10－27m/s ＝4.17 m/s.答案：(1)10种 (2)4.17 m/s12．海水中含有丰富的氘，完全可充当未来的主要能源．两个氘核的核反应产生一个32He 核和一个粒子，其中氘核的质量为2.013 0 u ，氦核的质量为3.015 0 u ，中子的质量为1.008 7 u ．(1 u ＝931.5 MeV)，求：(1)写出核反应方程； (2)核反应中释放的核能；(3)在两个氘核以相等的动能0.35 MeV 进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的情况下，反应中产生的粒子和氦核的动能．解析：(1)核反应方程为：21H ＋21H →32He ＋10n. (2)核反应中的质量亏损为Δm ＝2m H －m He －m n ，由ΔE ＝Δmc 2可知释放的核能： ΔE ＝(2m H －m He －m n )c 2＝2.14 MeV.(3)把两个氘核作为一个系统，碰撞过程系统的动量守恒，由于碰撞前两氘核的动能相等，其动量等大反向，因此反应前后系统的总动量为零，即m He v He ＋m n v n ＝0；反应前后系统的总能量守恒，即12m He v 2He ＋12m n v 2n ＝ΔE ＋2E kH ，又因为m He ∶m n ＝3∶1，所以v He ∶v n ＝1∶3，由以上各式代入已知数据得：E kHe ＝0.71 MeV ，E kn ＝2.13 MeV.答案：(1)21H ＋21H →32He ＋10n (2)2.14 MeV (3)2.13 MeV 0.71 MeV。

【推荐】2019年高考物理考试大纲解读专题04原子与原子核及答案.doc

专题04 原子与原子核专题十二原子与原子核考纲原文再现考查方向展示考向1 有关原子物理的物理学史问题【样题1】（2016·天津卷）物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。

下列说法符合事实的是A．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论B．查德威克用α粒子轰击147N获得反冲核178O，发现了中子C．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构D．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型【答案】AC考向2 结合经典实验考查α粒子散射实验和光电效应【样题2】（2018·新课标全国ⅠⅠ卷）用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.2810-19 J。

已知普朗克常量为6.6310-34 J·s，真空中的光速为3. 00108 m·s-1，能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为A．11014 Hz B．81014 HzC．21015 Hz D．81015 Hz【答案】B【样题3】（2016·上海卷）卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在A．电子B．中子C．质子D．原子核【答案】D【解析】卢瑟福在α粒子散射实验中观察到绝大多数α粒子穿过金箔后几乎不改变运动方向，只有极少数的α粒子发生了大角度的偏转，说明在原子的中央存在一个体积很小的带正电的物质，将其称为原子核。

故选项D正确。

【样题4】用如图所示的装置演示光电效应，当用某种频率的光照射光电管时，闭合开关S，此时电流表A的读数为I，若改用更高频率的光照射光电管A．断开开关S，则一定有电流流过电流表AB．将滑动变阻器的触头c向b端移动，光电子到达阳极时的速度必将变小C．只要电源的电压足够大，将滑动变阻器的触头c向a端移动，光电管中可能没有光电子产生D．只要电源的电压足够大，将滑动变阻器的触头c向a端移动，电流表A读数可能为0 【答案】AD【解析】原来电路中，光电管两端加反向电压，此时有光电流，若改用更高频率的光照射光电管，且断开开关S，光电子的最大初动能增大，且无反向电压的减速，光电子一定能到达阳极，有光电流产生，A正确；将滑动变阻器的触头c向b端移动，光电管两端的反向电压减小，光电子到达阳极的速度必将增大，B错误；改用更高频率的光照射光电管，光电管中一定有光电子产生，C错误；只要电源的电压足够大，将滑动变阻器的触头c向a端移动，使光电管两端的反向电压达到遏止电压，光电子就不能到达阳极，无法形成光电流，则电流表A 的读数可能为0，D正确。

近年届高考物理一轮复习第十二章原子与原子核第1讲光电效应波粒二象性作业新人教版(2021年整理)

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第1讲光电效应波粒二象性［课时作业］单独成册方便使用[基础题组]一、单项选择题1．下列有关光的波粒二象性的说法中正确的是( ）A．有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同样的一种粒子C．光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，其粒子性越显著D．大量光子的行为往往显示出粒子性解析：一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射）表现出波动性,有些行为(如光电效应）表现出粒子性,光子不是实物粒子，没有静止质量，电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质,A、B错误；光的波粒二象性表明，大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性．光的波长越长，衍射性越好，即波动性越显著，光的波长越短，其光子能量越大,个别或少数光子的作用就足以引起光接收装置的反应，所以其粒子性就很显著，C正确,D错误．答案：C2．用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属发生光电效应的措施是（)A．改用频率更小的紫外线照射B．改用X射线照射C．改用强度更大的原紫外线照射D．延长原紫外线的照射时间解析：某种金属能否发生光电效应取决于入射光的频率，与入射光的强度和照射时间无关．不能发生光电效应，说明入射光的频率小于金属的极限频率，所以要使金属发生光电效应，应增大入射光的频率,X射线的频率比紫外线频率高,所以本题答案为B.答案：B3．关于光电效应，下列说法正确的是（）A．极限频率越大的金属材料逸出功越大B．只要光照射的时间足够长,任何金属都能产生光电效应C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小D．入射光的光强一定时,频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多解析：逸出功W＝hν0,W∝ν0，A正确;只有照射光的频率ν大于金属极限频率ν0，才能产生光电效应现象，B错误；某金属的逸出功只与该金属的极限频率有关，与从金属表面逸出的光电子的最大初动能无关,C错误；光强E＝nhν，ν越大，E一定，则光子数n越小，单位时间内逸出的光电子数就越少，D错误．答案:A4．频率为ν的光照射某金属时,产生光电子的最大初动能为E km。

高考物理一轮复习第十二章微专题79 原子与原子核练习(含解析)教科版-教科版高三全册物理试题

微专题79 原子与原子核1．(2019·湖南长沙、望城、浏阳、宁乡四个县市区3月调研)现代科学的开展极大地促进了人们对原子、原子核的认识，如下有关原子、原子核的表示正确的答案是( )A．卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构B．轻核聚变反响方程有：21H＋31H→42He＋10nC．天然放射现象明确原子核内部有电子D．氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级和从n＝2能级跃迁到n＝1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长2．(2019·湖北武汉市四月调研)1932年考克饶夫特(J.D.Cockroft)和瓦耳顿(E.T.S.Walton)发明了世界上第一台粒子加速器——高压倍压器，他们将质子(11H)加速到0.5MeV的能量去撞击静止的原子核X，得到两个动能均为8.9MeV的氦核(42He)，这是历史上第一次用人工加速粒子实现的核反响．如下说法正确的答案是( )A．X是63LiB．X由42He组成C．上述核反响中出现了质量亏损D．上述核反响的类型是裂变3．(2020·山东临沂市质检)氢原子的能级图如图1所示，不同色光的光子能量如下表所示．色光红橙黄绿蓝－靛紫光子能量范围(eV)1.61～2.002.00～2.072.07～2.142.14～2.532.53～2.762.76～3.1图1一群处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内只有1条，其颜色为( ) A．红色B．黄色C．绿色D．蓝－靛4．(2019·安徽黄山市一质检)关于图2中四幅图的说法正确的答案是( )图2A．甲图中A处能观察到大量的闪光点，B处能看到较多的闪光点，C处观察不到闪光点B．乙图中1为α射线，它的电离作用很强，可消除静电C．丙图中处于基态的氢原子能吸收能量为10.4eV的光子而发生跃迁D．丁图中用弧光灯照射原来就带电的锌板时，发现验电器的张角变大，说明锌板原来带负电5．(2019·湖北稳派教育上学期第二次联考)如图3所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，结果受到激发后的氢原子能辐射出三种不同频率的光子，让辐射出的光子照射某种金属，结果有两种频率的光子能使该金属发生光电效应，其中一种光子恰好能使该金属发生光电效应，如此打出的光电子的最大初动能为( )图3A．12.09eVB．10.2eVC．1.89eVD．06．(2019·某某桂林市、贺州市、崇左市3月联合调研)氢原子能级图如图4所示，大量处于n＝3激发态的氢原子向低能级状态跃迁辐射出的光子中，发现有两种频率的光子能使金属A产生光电效应，如此如下说法正确的答案是( )图4A．大量处于n＝3激发态的氢原子向低能级状态跃迁时，只辐射两种频率的光子B．从n＝3激发态直接跃迁到基态时放出的光子一定能使金属A发生光电效应C．一个氢原子从n＝3激发态跃到基态时，该氢原子能量增大D．一个氢原子从n＝3激发态跃到基态时该氢原子核外电子动能减小7．(2019·陕西榆林市第三次测试)目前，在居家装修中，经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如有些含有铀钍的花岗岩等岩石都会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变与呼吸道方面的疾病，根据有关放射性知识可知，如下说法正确的答案是( ) A．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生并发射出来的B．钍的半衰期为24天，1g钍经过120天后还剩0.2g未发生衰变C．氡的半衰期为3.8天，假设取1g氡放在天平左盘上，砝码放于右盘，左右两边恰好平衡，如此3.8天后，需取走0.5g砝码天平才能再次平衡D．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了48．(2020·广东揭阳市模拟)如图5所示，x为未知的放射源，L为薄铝片，假设在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，如此x可能是( )图5A．α射线和β射线的混合放射源B．纯α射线放射源C．纯γ射线放射源D．α射线和γ射线的混合放射源9．(2019·福建莆田市5月第二次质检)K－介子的衰变方程为：K－→π－＋π0，其中K－介子和π－介子带负电，π0介子不带电．如如下图，匀强磁场的方向垂直纸面向外，一个K－介子沿垂直于磁场的方向射入，其轨迹为图中的虚线圆弧，假设K－介子在磁场中发生衰变，如此衰变产生的π－介子和π0介子的运动轨迹可能是( )图610．(多项选择)(2019·广东汕头市第二次模拟)如图6，静止的23892U核发生α衰变后生成反冲Th核，两个产物都在垂直于它们速度方向的匀强磁场中做匀速圆周运动，如下说法正确的答案是( )A．衰变方程可表示为23892U→23490Th＋42HeB．Th核和α粒子的圆周轨道半径之比为1∶45C．Th核和α粒子的动能之比为1∶45D．Th核和α粒子在匀强磁场中旋转的方向相反11．(2019·四川雅安市第三次诊断)铀原子核既可发生衰变，也可发生裂变．其衰变方程为23892U→23490Th＋X，裂变方程为23592U＋10n→Y＋8936Kr＋310n，其中23592U、10n、Y、8936Kr的质量分别为m1、m2、m3、m4，光在真空中的传播速度为c.如下表示正确的答案是( )A.23892U发生的是β衰变B．Y原子核中含有56个中子C．假设提高温度，23892U的半衰期将会变小D.23592U裂变时释放的能量为(m1－2m2－m3－m4)c212．(2020·福建厦门市质检)钴－60(6027Co)放射性的应用非常广泛，几乎遍与各行各业．在农业上，常用于辐射育种、刺激增产、辐射防治虫害和食品辐照保藏与保鲜等；在医学上，常用于癌和肿瘤的放射治疗．一个钴－60原子核(6027Co)放出一个β粒子( 0－1e)后衰变成一个镍核(6028Ni)，并伴随产生了γ射线．钴－60(6027Co)的半衰期为5.27年，该反响中钴核6027Co 、β粒子( 0－1e)、镍核(6028Ni)的质量分别为m 1、m 2、m 3.如下说法正确的答案是( )A ．核反响中释放的能量为(m 2＋m 3－m 1)c 2B ．核反响中释放出的γ射线的穿透本领比β粒子强C ．假设有16个钴－60原子核，经过5.27年后只剩下8个钴－60原子核D ．β粒子是钴原子核外的电子电离形成的13．(多项选择)(2019·湖北武汉市二月调研)据悉我国第四代反响堆—钍基熔盐堆能源系统(TMSR)研究已获重要突破．该反响堆以钍为核燃料，钍俘获一个中子后经过假设干次β衰变转化成铀；铀的一种典型裂变产物是钡和氪，同时释放巨大能量．如下说法正确的答案是( )A ．钍核23290Th 有90个中子，142个质子B ．铀核裂变的核反响方程为233 92U ＋10n→142 56Ba ＋8936Kr ＋310nC ．放射性元素衰变的快慢与核内部自身因素无关，由原子所处的化学状态和外部条件决定D ．重核分裂成中等大小的核，核子的比结合能增加14．(2020·江西南昌市模拟)在α粒子散射实验中，α粒子的偏转是由于受到原子内正电荷的库仑力作用而发生的，其中有极少数α粒子发生了大角度偏转，甚至被反向弹回．假定一个速度为v 的高速α粒子(42He)与金原子核(197 79Au)发生弹性正碰(碰撞前金原子核可认为是静止的)，如此( )A ．α粒子在靠近金原子核的过程中电势能逐渐减小B ．α粒子散射实验说明原子核是由质子和中子组成的C ．α粒子散射实验说明带正电的物质均匀分布在原子内部D ．当它们的距离最小时，α粒子与金原子核的动量大小之比为4∶197 答案精析1．B [卢瑟福由α粒子散射实验提出原子核式结构，天然放射现象说明原子核内部具有复杂的结构，故A 错误；轻核聚变反响是较小的核反响生成较大的核的过程，再由质量数与电荷数守恒可知，故B 正确；天然放射现象中放出的β粒子是原子核中的一个中子转变成一个质子和一个电子而来的，故C 错误；跃迁时辐射的能量等于两能级差，氢原子从n ＝3能级跃迁到n ＝1能级和从n ＝2能级跃迁到n ＝1能级，前者跃迁辐射光子的能量大，频率大，如此波长比后者的短，故D 错误．]2．C [根据质量数和电荷数守恒可知，X是73Li，选项A、B错误；由题意可知，反响中释放了核能，如此反响中出现了质量亏损，选项C正确；上述核反响的类型是原子核的人工转变方程，选项D错误．]3．A [如果激发态的氢原子处于第二能级，能够发出10.2 eV的光子，不属于可见光；如果激发态的氢原子处于第三能级，能够发出12.09 eV、10.2 eV、1.89 eV的三种光子，只有1.89 eV属于红色可见光；如果激发态的氢原子处于第四能级，能够发出12.75 eV、12.09 eV、10.2 eV、2.55 eV、1.89 eV、0.66 eV的六种光子，1.89 eV和2.55 eV属于可见光，1.89 eV 的光子为红光，2.55 eV的光子为蓝－靛．如此由题意可知，由于一群处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内只有1条，如此一定对应着从第三能级到第二能级的跃迁，其可见光的颜色为红光，应当选A.]4．B [题图甲中A处能观察到大量的闪光点，B处能看到较多的闪光点，在C处也可以观察到很少的闪光点，A错误；根据左手定如此可知，1带正电，为α射线，α射线的电离作用很强，可消除静电，B正确；氢原子吸收光子能量发生跃迁，吸收的光子能量需等于两能级间的能级差，从基态氢原子发生跃迁到n＝2能级，需要吸收的能量最小，吸收的能量为－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV，即用10.2 eV的光子照射，可以使基态氢原子发生跃迁到n＝2能级，10.4 eV的光子不能被氢原子吸收，不能发生跃迁，C错误；题图丁用弧光灯照射锌板，锌板上的电子逸出，锌板带上正电，发现验电器的张角变大，说明验电器原来就带正电，D错误．]5．C [因大量处于基态的氢原子受到激发后能辐射出三种不同频率的光子，故氢原子是从n ＝3的能级向低能级跃迁，即可释放三种不同频率的光子；只有两种频率的光子能使金属发生光电效应，而其中一种光子恰好能使该金属发生光电效应，如此说明该入射光的能量与金属的逸出功相等，由此分析可知这种光子是从n＝2跃迁到n＝1辐射的光子，如此金属的逸出功为W0＝－3.4 eV－(－13.6) eV＝10.2 eV，而另一频率的光子是从n＝3跃迁到n＝1辐射的光子，此时辐射的能量为ΔE＝－1.51 eV－(－13.6) eV＝12.09 eV；故用此种光子照射该金属，如此打出的光电子的最大初动能为E km＝12.09 eV－10.2 eV＝1.89 eV，应当选C.]6．B [大量处于n＝3激发态的氢原子向低能级状态跃迁时，有3→1、3→2，和2→1，三种情况，所以跃迁过程中将释放出三种频率的光子，应当选项A错误；由题意可知：有两种频率的光子能使金属A产生光电效应，大量处于n＝3激发态的氢原子向低能级状态跃迁过程所放出的光子中，从n＝3跃迁到n＝1辐射的光子频率最大，如此一定能使金属A发生光电效应，应当选项B正确；根据玻尔理论，氢原子从激发态跃到基态时，放出能量，电子的动能增大，电势能减小，导致原子总能量减小，应当选项C 、D 错误．]7．A [β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生并发射出来的，故A 正确；钍的半衰期为24天，1 g 钍经过120天即经过5个半衰期，还剩m ＝m 0(12)t T ＝m 0×(12)12024＝1×132g ＝132g 钍未衰变，故B 错误；氡的半衰期为3.8天，经3.8天后，有0.5克衰变成新核，新的原子核仍然留在天平左盘中，故取走的砝码应小于0.5 g ，天平才能再次平衡，故C 错误；发生α衰变时，电荷数少2(即质子数减少2)，质量数少4，故中子数减少2，故D 错误．]8．D [在放射源和计数器之间加薄铝片L 后，发现计数器的计数率大幅度减小，说明射线中含有穿透能力弱的粒子，在L 和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场B ，计数器的计数率不变，说明剩下的粒子不带电，即为γ射线，因此放射源x 可能是α射线和γ射线的混合放射源，故A 、B 、C 错误，D 正确．]9．C [π－介子与K －介子均带负电，假设三者运动方向一样，可知受洛伦兹力的方向一样，圆弧的弯曲方向一样，由动量守恒定律可知，π－介子速度小于K －介子的速度，由r ＝mv qB 可知，π－介子半径较小；π0介子不带电，如此沿直线运动，选项C 正确，D 错误；假设π0介子反向运动，由动量守恒定律可知，π－介子速度大于K －介子的速度，由r ＝mv qB 可知，π－介子半径较大；由于π－介子与K －介子均带负电，受洛伦兹力的方向一样，圆弧的弯曲方向一样，选项A 、B 错误．]10．AB [α粒子为42He ，如此由电荷数守恒与质量数守恒可知，衰变方程为：238 92U→234 90Th ＋42He ，故A 正确；Th 核和α粒子都带正电荷，如此在题图匀强磁场中都是逆时针旋转，故D 错误；由动量守恒可得衰变后v Th v α＝m αm Th ＝4234，如此Th 核和α粒子的动能之比12m Th v Th 212m αv α2＝2344×⎝ ⎛⎭⎪⎫42342＝4234＝2117，故C 错误；粒子在匀强磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，有Bvq ＝mv 2R ，如此R ＝mv Bq ，所以Th 核和α粒子的圆周轨道半径之比R Th R α＝m Th v Th Bq Th ∶m αv αBq α＝2344×4234×290＝145，故B 正确．]11．D [根据核反响过程中质量数守恒、电荷数守恒，知X 为氦原子核，23892U 发生的是α衰变，故A 错误；Y 的质量数：A ＝235＋1－89－3＝144，电荷数：Z ＝92－36＝56，由原子核的组成特点可知，Y 原子核中含有56个质子，中子数为：144－56＝88个，故B 错误；半衰期与温度、压强等外界因素无关，故C错误；由于核裂变的过程中释放能量，根据爱因斯坦质能方程得：ΔE＝Δmc2＝(m1－2m2－m3－m4)c2，故D正确．]12．B [该反响的质量亏损为(m1－m2－m3)，如此根据质能方程可知，反响中释放的能量为(m1－m2－m3)c2，选项A错误；核反响中释放出的γ射线的穿透本领比β粒子强，选项B正确；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核不适应，选项C错误；β粒子是钴原子核内的中子转变为质子时放出的负电子，选项D错误．]13．BD [钍核23290Th有90个质子，142个中子，故A错误；根据反响前后质量数守恒、电荷数守恒可知，故B正确；根据半衰期的特点可知，放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，故C错误；较重的核分裂成中等质量大小的核或较轻的核合并成中等质量大小的核的过程中会释放一定的能量，所以核子的比结合能增加，故D正确．]14．D。

2019课标通用高考物理复习第十二章第2节原子结构与原子核

解析：由 n＝4 能级跃迁到 n＝3 能级产生的光，能量最小，波长最长，因此最容易表现出衍射现象，故 A 错误；由能级差可知能量最小的光频率最小，是由 n＝4 能级跃迁到 n＝3 能级产生的，故 B 错误；大量处于 n＝4 能级的氢原子能发射nn2－1＝ 6 种频率的光，故 C 错误；由 n＝2 能级跃迁到 n＝1 能级辐射出的光的能量为 ΔE＝－3.4 eV－(－13.6) eV＝10.2 eV，大于 6.34 eV，能使该金属发生光电效应，故 D 正确。答案：D
第2节
原子结构与原子核
1 课前回顾·基础速串 2 课堂提能·考点全通 3 课后演练·逐级过关
课前回顾·基础速串
宏观整合，微观提醒，回顾旧知短平快
知识体系·理一理
易混易错·判一判
(1)原子中绝大部分是空的，原子核很小。
(√)
(2)氢原子光谱是由一条一条亮线组成的。
(√ )
(3)按照玻尔理论，核外电子均匀分布在各个不连续的轨道上。
D．质量太小
解析：在 α 粒子散射实验中，由于电子的质量太小，电子的
质量只有 α 粒子的7 3100，它对 α 粒子速度的大小和方向的影
响就像灰尘对枪弹的影响，完全可以忽略。故 D 正确，A、B、
C 错误。答案：D
2．如图是卢瑟福的 α 粒子散射实验装置，在一个小铅盒里放有
少量的放射性元素钋，它发出的 α 粒子从铅盒的小孔射出，
3．谱线条数的确定方法 (1)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n－1)。 (2)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法。 ①用数学中的组合知识求解：N＝Cn2＝nn2－1。 ②利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出，然后相加。

高考物理总复习第十二章原子与原子核综合检测(含解析)-人教版高三全册物理试题

原子与原子核综合检测(时间:90分钟总分为:100分)一、选择题(此题共12小题,每一小题4分,共48分.在每一小题给出的四个选项中,第1～7小题只有一个选项正确,第8～12小题有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得 0分)1.如下说法不正确的答案是( A )A.β衰变时,β射线是原子的核外电子释放出来的B.α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转,这是卢瑟福猜测原子核式结构模型的依据之一C.如果用紫光照射某种金属发生光电效应,改用绿光照射这种金属不一定发生光电效应D.比结合能越大,原子中核子结合得越结实,原子核越稳定解析:β衰变中产生的β射线实际上是原子核中的中子转化而来的,不是原子内部核外电子释放出来的,A错误;卢瑟福用α粒子散射实验现象,提出原子核式结构模型,B正确;紫光照射某种金属发生光电效应,改用绿光,因绿光的频率小于紫光,如此照射这种金属不一定发生光电效应,C正确;比结合能越大,将核子分解需要的能量越大,原子核中核子结合得越结实,原子核越稳定,D正确.2.天然放射现象中可产生α,β,γ三种射线.如下说法正确的答案是( B )A.β射线是高速的质子流B U经过一次α衰变,变为ThC.α射线的穿透能力比γ射线的穿透能力强D.放射性元素的半衰期随温度升高而减小解析:β射线的实质是衰变中产生的高速电子流,故A错误;α衰变过程中,一个原子核释放一个α粒子(由两个中子和两个质子形成的氦原子核),并且转变成一个质量数减小4,电荷数减少2的新原子核,所以U经过一次α衰变,变为Th,故B正确;α,β,γ三种射线分别是氦核、电子、电磁波,三种射线的穿透能力逐渐增强,所以α射线的穿透能力比γ射线穿透能力弱,故C错误;半衰期是由原子核内部因素决定的,与温度无关,故D错误.3.如下说法正确的( B )A.原子核的结合能是组成原子核的所有核子的能量总和B.在所有核反响中,都遵从质量数守恒和电荷数守恒的规律C.在天然放射现象中放出的β射线是电子流,该电子是原子的内层电子受激后辐射出来的D.镭226衰变为氡222的半衰期为1 620年,也就是说,100个镭226核经过1 620年后一定还剩下50个镭226核没有发生衰变解析:原子核的结合能是组成原子核的所有核子结合成原子核时释放出来的能量,选项A错误;在所有核反响中,都遵从质量数守恒和电荷数守恒的规律,选项B正确;在天然放射现象中放出的β射线就是电子流,该电子是原子核内的中子转化成质子和电子,从原子核中辐射出来的,选项C错误;半衰期是对大量原子核衰变的统计规律,少量原子核衰变不能运用半衰期的统计规律,所以选项D错误.4.如下核反响方程中,属于裂变的是( D )A N He O HB U Th HeC H H He nD U n Ba Kr+n解析N He O H中,有α粒子参与,为人工核反响,故A错误; Th He的过程中有α粒子生成,是α衰变,故B错误H H He n为核聚变反响,故C错误U n Ba Kr+n为裂变,是重核裂变成轻核,故D正确.5.处于基态的氢原子在某单色光束照射下,只能发出频率为ν1,ν2,ν3的三种光,且ν1<ν2<ν3,如此该照射光的光子能量为( C )A.hν1B.hν2C.hν3D.h(ν1+ν2+ν3)解析:由于处于基态的氢原子在某单色光束照射下,能发出频率为ν1,ν2,ν3的三种光,其中ν3最大,所以一定是处于基态的氢原子在某单色光束照射下从基态跃迁到了n=3的能量状态,所以吸收光子的能量为hν3,选项C正确.6.一静止原子核A屡次衰变为两个静止原子核B和6个电子,并释放热量E.其中原子核A的比结合能为E1,B的比结合能为E2,释放时一个电子的初动能为E3,如此如下说法正确的答案是( C )A.放出的B粒子质量数和电荷数分别为,B.E2-E1=E3+EC.比结合能E1小于比结合能E2D.该反响过程质量一定增加解析A衰变为2个静止原子核B和6个电子,如此B的质量数为m′=,B的电荷数为n′=+3,故A错误;A的结合能为mE1,B的结合能为m′E2,根据能量守恒定律可得m′E2-mE1=E+6E3,故B 错误;核反响的过程中释放热量,可知比结合能E1小于比结合能E2,故C正确;该反响的过程中释放热量,由质能方程可知,一定有质量亏损,故D错误.7.人们发现,不同的原子核,其核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)与原子序数有如下列图的关系.如下关于原子结构和核反响的说法正确的答案是( B )A.由图可知,原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损,要吸收能量B.由图可知,原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损,要放出核能C.原子核A裂变成原子核B和C时放出的γ射线能使某金属板逸出光电子,假设增加γ射线强度,如此逸出光电子的最大初动能增大D.卢瑟福提出的原子核式结构模型,可以解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征解析:由图像可知,D和E核子的平均质量大于F核子的平均质量,原子核D和E聚变成原子核F时,核子总质量减小,存在质量亏损,根据爱因斯坦质能方程E=mc2可知要释放出核能,A错误;由图像可知,A的核子平均质量大于B与C核子的平均质量,原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损,要放出核能,B正确;根据光电效应方程E k=hν-W0,如此知光电子的最大初动能是由入射光的频率决定的,与入射光的强度无关,增加γ射线强度,逸出的光电子的最大初动能不变,C错误;玻尔提出的原子模型,可以解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征,D错误.8.关于光电效应,如下说法正确的答案是( AD )A.极限频率越大的金属材料逸出功越大B.只要光照射的时间足够长,任何金属都能产生光电效应C.从金属外表逸出来的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D.假设发生了光电效应且入射光的频率一定时,光强越强,单位时间内逸出的光电子数就越多解析:由逸出功W0=hνc知,极限频率越大,逸出功越大,故A正确;光电效应与入射光的频率有关,与入射光的强度和光的照射时间无关,故B错误;根据光电效应方程E k=hν-W0得,最大初动能与入射光的频率成一次函数关系,不是正比关系,故C错误;在发生光电效应的情况下,入射光的强度越强,单位时间内逸出光电子的数目越多,故D正确.9.关于原子核的结合能,如下说法正确的答案是( BD )A.原子核的结合能越大,原子核越稳定B.原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量C.自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能D.一重原子核衰变成α粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能解析:原子核的比结合能越大,原子核越稳定,故A错误;原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量,故B正确;自由核子组成原子核时,其质量亏损对应的能量等于该原子核的结合能,故C错误;一重原子核衰变成α粒子和另一原子核,要释放能量,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能,故D正确.10.如图为氢原子的能级示意图,锌的逸出功是3.34 eV,那么对氢原子在能量跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的答案是( BC )A.用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应B.一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时,能放出3种不同频率的光C.一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时,发出的光照射锌板,锌板外表所发出的光电子的最大初动能为8.75 eVD.用能量为10.3 eV的光子照射,可使处于基态的氢原子跃迁到激发态解析:氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量为10.2 eV,照射锌板一定能产生光电效应现象,故A错误;一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时,根据=3可知,能放出3种不同频率的光,故B正确;氢原子从n=3能级向基态跃迁时发出的光子的能量为E=-1.51 eV+13.6 eV=12.09 eV,因锌的逸出功是 3.34 eV,锌板外表所发出的光电子的最大初动能为E km=12.09 eV-3.34 eV=8.75 eV,故C正确;用能量为10.3 eV的光子照射,因10.3 eV不等于任何两个能级的能级差,如此不能被氢原子吸收,不能跃迁,故D错误.11.三种不同的入射光A,B,C分别射在三种不同的金属a,b,c外表,均恰能使金属中逸出光电子,假设三种入射光的波长λA>λB>λC,如此( CD )A.用入射光A照射金属b和c,金属b和c均可发生光电效应现象B.用入射光A和B照射金属c,均可使金属c发生光电效应现象C.用入射光C照射金属a和b,金属a,b均可发生光电效应现象D.用入射光B和C照射金属a,均可使金属a发生光电效应现象解析:恰能使金属逸出光电子,说明入射光的频率恰好等于金属的截止频率,由题意知入射光的频率νA<νB<νC,A的频率最小,用入射光A照射金属b和c,金属b和c均不能发生光电效应,A错误;A,B光的频率都小于C的频率,用入射光A和B照射金属c,金属c不能发生光电效应,B错误;C的频率比A,B的频率都大,所以用入射光C照射金属a和b,金属a,b均可发生光电效应,C正确;A的频率小于B,C的频率,所以用入射光B,C照射金属a,均可使金属a发生光电效应,D正确.12.氘核和氚核的核反响方程为H H He n,H的比结合能是2.78 MeV H的比结合能是1.09 MeV He的比结合能是7.03 MeV,如下有关核力、核能和结合能的说法正确的答案是( AC )A.氦原子核由两个质子和两个中子组成,其中两个质子之间三种作用力从大到小的排列顺序为核力、库仑力、万有引力B.聚变反响后生成的氦核的结合能为14.06 MeVC.该核反响过程释放出的能量为17.6 MeVD.原子核的比结合能大小可反映原子核的稳定程度,该值随质量数的增加而增大解析:核力是强相互作用的一种表现,作用力最强,其次是库仑力,最小的是万有引力,故A正确;反响后生成的氦核的结合能E1=4×7.03 MeV=28.12 MeV,故B错误;由核反响方程可知,该反响是核聚变反响,反响中会释放能量,放出的能量ΔE=E1-E=28.12 MeV-(2.78×3+ 1.09×2) MeV=17.6 MeV,故C正确;比结合能越大,原子核越稳定,但该值并不随质量数的增加而增大,故D错误.二、非选择题(52分)13.(6分)质子的质量为m1,中子的质量为m2,碳核C)的质量为m3,如此碳核C)的比结合能为,碳14是碳的一种具有放射性的同位素.研究发现外来的宇宙射线与大气作用产生宇宙射线中子,宇宙射线中子和大气中氮核N)起核反响产生碳14,请写出核反响方程.解析:碳核由6个质子和6个中子组成,此核反响方程为H+n C,故碳核C)的结合能为ΔE=Δmc2=(6m1+6m2-m3)c2,因核子数为12,如此比结合能为=(6m1+6m2-m3)c2;根据电荷数守恒、质量数守恒,得核反响方程为n N→C H.答案:(1)(2n N C H评分标准:每空3分.14.(6分)用如图(甲)所示的装置研究光电效应现象,当用光子能量为5 eV的光照射到光电管上时,测得电流计上的示数随电压变化的图像如图(乙)所示.如此光电子的最大初动能为J,金属的逸出功为J.解析:由题图(乙)可知,光电子的遏止电压为U c=2 V,由动能定理可知光电子的最大初动能为E km=eU c=2×1.6×10-19 J=3.2×10-19 J;金属的逸出功为W0=hν-E km=3 eV=4.8×10-19 J.答案:3.2×10-19 4.8×10-19评分标准:每空3分.15.(6分)氡222是一种天然放射性气体,被吸入后,会对人的呼吸系统造成辐射损伤.它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一.其衰变方程是Rn Po+.Rn的半衰期约为3.8天,如此约经过天16 g的Rn衰变后还剩1 g.解析:衰变过程中质量数、电荷数守恒,有Rn Po He;由半衰期定义,1 g=16 g×(),解得t=15.2天.答案He 15.2评分标准:每空3分.16.(10分)用速度大小为v的中子轰击静止的锂核Li),发生核反响后生成氚核和α粒子.生成的氚核速度方向与中子的速度方向相反,氚核与α粒子的速度之比为7∶8,中子的质量为m,质子的质量可近似看成m,光速为c.(1)写出核反响方程;(2)求氚核和α粒子的速度大小;(3)假设核反响过程中放出的核能全部转化为α粒子和氚核的动能,求出质量亏损.解析:(1)根据质量数和电荷数守恒,有n Li H He.(2分)(2)由动量守恒定律得m n v=-m H v1+m He v2.(2分)由题意得v1∶v2=7∶8,解得v1=,v2=.(2分)(3)氚核和α粒子的动能之和为E k=·3m+·4m=mv2.(2分)释放的核能为ΔE=E k-E kn=mv2-mv2=mv2.(1分)由爱因斯坦质能方程得,质量亏损为Δm==.(1分)答案:(1n Li H He(2)(3)17.(12分)如下列图,一光电管的阴极用极限波长λ0=5 000 Å的钠制成.用波长λ=3 000 Å的紫外线照射阴极,光电管阳极A和阴极K之间的电势差U=2.1 V,饱和电流的值(当阴极K发射的电子全部到达阳极A时,电路中的电流达到最大值,称为饱和电流)I=0.56 μA.(1)求每秒钟内由K极发射的光电子数目;(2)求电子到达A极时的最大动能;(3)如果电势差U不变,而照射光的强度增到原来的三倍,此时电子到达A极时最大动能是多大?(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,1 Å= 10-10 m)解析:因为饱和电流的值I与每秒阴极发射的电子数的关系是q=ne=It.(1分)电子从阴极K飞出的最大初动能E km=hν-W0.(1分)电子从阴极K飞向阳极A时,还会被电场加速,使其动能进一步增大.(1)设每秒内发射的电子数为n,如此n===3.5×1012(个).(2分)(2)由光电效应方程可知E km=hν-W0=h-h=hc(-),(2分)在AK间加电压U时,电子到达阳极时的动能为E k,如此E k=E km+eU=hc(-)+eU(2分)代入数值解得E k=6.01×10-19 J.(2分)(3)根据光电效应规律,光电子的最大初动能与入射光的强度无关.如果电压U不变,如此电子到达A极的最大动能不会变,即为6.01× 10-19 J.(2分)答案:(1)3.5×1012个(2)6.01×10-19 J (3)6.01×10-19 J18.(12分)1909年～1911年,英国物理学家卢瑟福与其合作者做了用α粒子轰击固定金箔的实验,发现绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,少数α粒子却发生了较大的偏转,并且还有极少数α粒子偏转角度超过了90°,有的甚至被弹回,偏转角几乎达到180°,这就是α粒子散射实验.为了解释这个结果,卢瑟福在1911年提出了原子的核式结构学说:在原子的中心有一个很小的核,叫做原子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核上,带负电的电子在核外空间绕着核旋转.设某一次实验,有一初速度为v0的α粒子正对着金箔中某一金原子核Q运动,结果被反向弹回.在点电荷Q的电场中,α粒子在距离Q为r的点的电势能W=,k=9.0×109 N·m2/C2,金的原子序数为79,α粒子质量mα=6.64×10-27 kg,α粒子初速度v0=1.6×107 m/s,电子电荷量e=1.6×10-19 C.(1)假设该α粒子距离这个金核r1时,其速度为v1,加速度为a1,如此在距离这个金核r2时,其速度v2,加速度a2各为多少?(2)请估算出金原子核的直径d.解析:(1)由牛顿第二定律得a∝F,(1分)由库仑定律知F∝,(1分)故有=,(1分)解得a2=()2a1,(1分)忽略金原子内电子产生的电场的影响,由能量守恒定律得+mα=+mα(1分)解得v2== .(1分)(2)设α粒子从零势能位置以速度v0对准金原子核运动,能到达离核最近的距离为s,由能量守恒定律得mα=,(2分)解得s== m≈4.3×10-14 m.(2分)word金原子核的直径d=2s=2×4.3×10-14 m=8.6×10-14 m.(2分)答案:(1)()2a1 (2)8.6×10-14 m- 11 - / 11。