2025年《高中物理》单元素养评价(十六) 波粒二象性 原子结构 原子核

单元素养评价(十六) 波粒二象性 原子结构 原子核
一、单项选择题(本题共7小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
1．[2024·四川巴中统考模拟]下列说法正确的是( )
A ．天然放射现象说明原子核具有复杂结构
B ．有6个能发生α衰变的原子核经过一个半衰期一定还剩3个没有衰变的原子核
C ．大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁能产生两种不同频率的光子
D ．某种频率的光照射某金属表面能发生光电效应，所有光电子初动能都相等
2．[2024·福建厦门模拟]2023年4月12日，中国“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，创造了新的世界纪录，其
内部发生的核反应方程为21 H ＋31 H ―
→42 He ＋X ，则( ) A ．X 为正电子
B ．该反应为α衰变
C ．反应前后质量守恒
D ．42 He 的平均结合能比21 H 的平均结合能大
3．[2024·四川南充统考模拟]日本政府公布的福岛核电站核污水的排海计划，引起了中国的高度关注．福岛核事故泄漏到海洋的污染物含有多种放射性物质，主要有三种：碘131、
铯134 和铯 137，它们的半衰期分别为8天、2年和30年，其中铯137的衰变方程为137 55
Cs ―→137 56 Ba ＋X ，下列说法正确的是( )
A ．随着未衰变原子核数量的减少，元素的半衰期也相应变短
B ．从长时间来看， 碘131的放射性危害小于铯137的放射性危害
C ．铯137衰变时，衰变产物中的X 为质子
D ．铯137衰变时会放出能量，衰变过程中的质量亏损等于X 的质量
4．[2024·山西阳泉统考]氢原子的能级图如图所示，欲使处于n ＝4能级的大量的氢原子向低能级跃迁，发出频率不同的大量的光子，然后用这些光子照射下表中的几种金属，则能发生光电效应的金属有几种( )
A.1种 B ．5．目前科学家已经能够制备出能量量子数n 较大的氢原子．氢原子第n 能级的能量为E n ＝E 1n
2 ，其中E 1＝－13.6 eV .如图是按能量排列的电磁波谱，要使n ＝20的氢原子吸收一个光子后，恰好失去一个电子变成氢离子，被吸收的光子是( )
A．红外线波段的光子B．可见光波段的光子
C．紫外线波段的光子D．X射线波段的光子
6．[2024·江苏扬州一模]正电子发射型计算机断层显像(PET)的基本原理：将放射性同位素158O注入人体，158O在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇而湮灭转化为一对γ光子，光子被探测器探测后经计算机处理产生清晰图像，下列说法正确的是() A．158O在人体内衰变的方程是158O―→157N＋01n
B．正负电子湮灭的方程式是01e＋0－1e―→2γ
C．正负电子相遇而湮灭违背了能量守恒定律
D．在PET中，158O的主要用途是参与人体的代谢过程
7．下列四幅图的有关说法正确的是()
A．图1中的人用大锤连续敲打，小车能在光滑的水平面上持续向右运动
B．图2中若改用绿光照射，验电器金属箔一定不张开
C．图3为氢原子能级示意图，一群氢原子处于n＝4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，能使逸出功为2.21 eV的金属钾发生光电效应的光谱线有4条
D．图4可以得知原子核F的比结合能小于原子核E的比结合能，原子核D和E聚成原子核F时会有质量亏损，要释放能量
二、多项选择题(本题共3小题，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求)
8．[2024·福建福州2月检测]下列关于原子物理相关知识说法正确的是()
A．在裂变反应235 92U＋10n―→8936Kr＋144 56Ba＋310n中，钡核的平均结合能比铀核的平均结合能大
B．放射性元素铀的半衰期为138天，100 g的铀经过276天，还剩有25 g的铀未衰变C．β衰变中产生的β射线是原子核外电子挣脱原子核束缚后形成的
D．核反应147N＋42He―→178O＋11H属于α衰变
9．[2024·福建厦门一模]关于下列四幅图的说法正确的是()
A．图甲中，使摆球A先摆动，摆球B、C接着摆动起来，B摆的振动周期最大
B．图乙为某金属在光的照射下，光电子最大初动能E k与入射光频率ν的关系图像．若用频率分别为0.6ν0和0.8ν0的两种单色光同时照射该金属，能使该金属发生光电效应C．图丙是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a光束在水珠中传播的速度一定大于b光束在水珠中传播的速度
D．图丁所示为双缝干涉示意图，挡板到屏的间距越大，相邻亮条纹间距越大
10．[2024·广西南宁联考模拟]氢原子能级如图甲所示，一群处于n＝5能级的氢原子，向低能级跃迁时发出多种频率的光，分别用这些光照射图乙电路的阴极K，其中3条光电流I 随电压U变化的图线如图丙所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62 eV到3.11 eV之间．则()
A．氢原子从n＝5能级向低能级跃迁时能辐射出4种不同频率的可见光
B．图乙中当滑片P从a端移向c端的过程中，光电流I不断减小
C．a光的频率比b光大一些
D．在a光和c光强度相同的情况下，电路中c光的饱和光电流值大一些
三、非选择题(本题共2小题，按要求答题)
11．[2024·广东广州模拟]如图，等腰直角三角形ABC玻璃砖固定，ab两束单色光垂直AC入射，其中a光刚好不能从AB面射出，而b光穿过AB面后进入光电管，并使G表产生电流(未饱和).请回答下列问题：
(1)玻璃砖对a光的折射率n为多少？不改变光的频率，如何增大G表电流？
(2)若将图中电源反向，滑片P向右滑动过程中，发现电压表示数为U0时，G表示数刚好为零．已知光电管内金属材料的逸出功为W0，电子电量为e，则光电管的入射光的能量是多少？
12．在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家们用放射性材料——PuO2作为发电能源为火星车供电(PuO2中的Pu是238 94Pu).已知238 94Pu衰变后变为234 92U和α粒子．若静止的238 94Pu在匀强磁场中发生衰变，α粒子的动能为E，α粒子的速度方向与匀强磁场的方向垂直，在磁场中做匀速圆周运动的周期为T0，衰变放出的光子的动量可忽略，衰变释放的核能全部转化为234 92U和α粒子的动能．已知光在真空中的传播速度c.求：
(1)238 94Pu衰变过程中的质量亏损Δm；
(2)从开始衰变到234 92U和α粒子再次相遇的最短时间t.。