高三物理一轮单元卷：第十三单元原子物理A卷
2018届高考物理一轮复习第十三章原子和原子核物理第3讲：原子核物理(答案)
2018届高考物理一轮复习第十三章原子和原子核物理第3讲：原子核物理（参考答案）一、知识清单1． 【答案】2． 【答案】二、例题精讲 3． 【答案】BCD 4． 【答案】D【解析】α、β、γ射线穿过窄孔沿直线前进射到荧光屏上，打出一个亮点P .在小孔附近加一张薄纸能将α射线挡住，这是因为α射线的穿透能力很弱．γ射线是能量很大穿透能力很强的电磁波，在电场和磁场中不会偏转，仍沿原方向前进，打在荧光屏上的P 点．而β射线是带负电的电子流，穿透能力也较强，能够通过薄纸，并在电场或磁场中发生偏转，根据它的受力情况可知D 图正确．5． 【答案】 B【解析】据题意，在发生衰变前原子核处于静止状态，发生衰变时由于动量守恒，两个新原子核的动量大小相等，根据 ,则mv=qBR ，由于两圆半径之比为1:16，则可知大圆为电荷数较小的新核的轨迹，且向下运动，小圆为电荷数较大的新核的轨迹，且向上运动，所以可以判断这是β衰变，则选项A 错误，B 选项正确；据反应前后电荷数守恒，可以确定原静止核原子序数为15，C 选项错误；据T=2m/qB 可知，由于两个新核的荷质比不相同，所以周期也不相同，D 选项错误。
考点：带电粒子在匀强磁场中的运动。
【名师点睛】此题考查了放射性衰变以及带电粒子在匀强磁场中的运动问题；要知道衰变前后动量守恒，衰变后的粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，应用半径和周期公式解即可知道电荷数的关系；此题是一道综合题，考查学生对物理问题的综合分析能力.6． 【答案】A【解析】一个238 92U 原子核衰变为一个206 82Pb 原子核的过程中，发生α衰变的次数为(238－206)÷4＝8次，发生β衰变的次数为2×8－(92－82)＝6次，选项A 正确。
7． 【答案】C【解析】由半衰期公式m ′＝m (12)t τ可知，m ′＝m (12)328＝116m ，故选项C 正确。
8． 【答案】A【解析】A 属于β衰变，B 属于裂变，C 是聚变，D 是原子核的人工转变，故选A 项。
步步高高考物理一轮复习(新课标)同步测试：13-3原子结构 原子核
第3讲原子结构原子核1．一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子()．A．放出光子，能量增加B．放出光子，能量减少C．吸收光子，能量增加D．吸收光子，能量减少解析氢原子从高能级向低能级跃迁时，放出光子，能量减少，故选项B正确，选项A、C、D错误．答案 B2．在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度，其检测装置由放射源、探测器等构成，如图1所示．该装置中探测器接收到的是()．图1A．X射线B．α射线C．β射线D．γ射线解析放射源发出的只有α、β、γ三种射线，故选项A错误．在α、β、γ三种射线中，只有γ射线能穿透钢板，故选项B、C错误，D正确．答案 D3．居室装修中经常用到的花岗岩都不同程度地含有放射性元素(含铀、钍等)，会释放出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道疾病．根据有关放射性知识判断下列说法中正确的是()．A．α射线是发生α衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4个B．β射线是发生β衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，质量数减少了1个C．γ射线是发生γ衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了1个D．在α、β、γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强、电离能力最弱解析α射线是发生α衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了2个，A错；β射线是发生β衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，质量数不变，中子数减少了1个，B错；γ射线是伴随着α、β衰变产生的，穿透能力最强，电离能力最弱，C错，D正确．答案 D4．氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是()A．氢原子的能量增加B．氢原子的能量减少C．氢原子要吸收一定频率的光子D．氢原子要放出一定频率的光子解析氢原子的核外电子离原子核越远，氢原子的能量(包括动能和势能)越大．当氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，原子的能量减少，氢原子要放出一定频率的光子．显然，选项B、D正确．答案BD5．氘核、氚核、中子、氦核的质量分别是m1、m2、m3和m4，如果氘核和氚核结合生成氦核，则下列说法中正确的是()．A．核反应方程式为21H＋31H→42He＋10nB．这是一个裂变反应C．核反应过程中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3D．核反应过程中释放的核能ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2解析由氘核和氚核的结合以及电荷数、质量数守恒可知选项A正确；该核反应为聚变反应，选项B错误；核反应过程中的质量亏损为Δm＝m1＋m2－m3－m4，选项C错误；由爱因斯坦质能方程可知核反应过程中释放的核能ΔE ＝Δmc2，可知选项D正确．答案AD6．在花岗岩、大理石等装饰材料中，都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性元素的说法中正确的是()．A．β射线与γ射线一样都是电磁波，但穿透本领远比γ射线弱B．氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核C.23892U衰变成20682Pb要经过6次β衰变和8次α衰变D．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的解析β射线是电子流，γ射线才是电磁波，选项A错；半衰期的意义只有对大量原子核才成立，选项B错；23892U衰变成20682Pb，质量数减少了32，因此发生了324＝8次α衰变，α衰变8次则核电荷数要减少16，实际核电荷数减少10，因此发生了16－10＝6次β衰变，C正确；β 衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的，D正确．答案CD7．氦3与氘的核聚变发电不产生温室气体，不产生放射性物质，是一种十分清洁、安全和环保的能源，开发月壤中蕴藏丰富的氦3资源，对人类社会今后的可持续发展具有深远意义．该核反应可表示为32He＋21H→43Li＋X(X表示某种粒子)，若32He、21H和43Li的质量分别为m1、m2、m3，则下列选项正确的是()．A．X为中子B．这种核反应在月球上可自发进行C．高速的X粒子可以用来工业探伤D．该反应释放的核能ΔE<(m1＋m2－m3)c2解析由电荷数守恒和质量数守恒可得X为10n，A正确；轻核聚变又称热核反应，必须在高温下进行，不能在月球上自发进行，B错误；能够用来工业探伤的是γ射线，并非高速中子流，C错误；由质能方程可知，该反应释放的核能ΔE＝(m1＋m2－m3－m n)c2<(m1＋m2－m3)c2，D正确．答案AD8．如图2所示，在氢原子能级图中，氢原子从各个较高能级跃迁至同一较低能级时，会发出一系列光谱线，形成谱线系，分别称为赖曼线系，巴耳末线系，帕邢线系等．在同一谱线系中，下列说法正确的是()．图2A．每一跃迁都会释放出一个电子，使原子变为粒子B．各种跃迁都会释放出不同能量的光子C．各条谱线具有相同的频率D．跃迁后原子的能级是相同的解析由hν＝E m－E n可得，各种不同能级的氢原子从高能级跃迁至低能级，会释放不同能量(不同频率)的光子，A、C错误，B正确；跃迁后原子的能级相同，D正确．答案BD9．以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是()．A．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子B．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光强太小C．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减少，原子的能量也减少D．天然放射现象中发出的三种射线是从原子核内放出的看不见的射线解析原子核发生一次β衰变，该原子核内质子数增加1，原子外层电子数不变，选项A错误；一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为这束光的频率太低，选项B错误；按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道，电子的动能减少，但原子的能量增加，选项C错误；天然放射现象中发出的三种射线是从原子核内放出的看不见的射线，选项D正确．答案 D9．如图3为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光．关于这些光，下列说法正确的是()图3A．最容易表现出衍射现象的光是由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的B．频率最小的光是由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应解析最容易发生衍射的应是波长最长而频率最小、能量最低的光波，hν＝h cλ＝E n－E m，对应跃迁中能级差最小的应为n＝4能级到n＝3能级，故A、B错误．由C2n可知n＝4能级上的氢原子共可辐射出C24＝6种不同频率的光，故C错误．根据hν＝E2－E1及发生光电效应的条件hν≥W0可知D正确．答案 D11．(1)下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是()．(2)按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量________(选填“越大”或“越小”)．已知氢原子的基态能量为E1(E1<0)，电子质量为m，基态氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子被电离后，电子速度大小为________(普朗克常量为h)．(3)有些核反应过程是吸收能量的．例如，在X＋147N―→17 8 O＋11H中，核反应吸收的能量Q＝[(m O＋m H)－(m x＋m N)]c2.在该核反应方程中，X表示什么粒子？X粒子以动能E k轰击静止的14 7N核，若E k＝Q，则该核反应能否发生？请简要说明理由．解析(1)根据黑体辐射的实验规律：随着温度的升高，各波长的辐射强度都增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，可知正确答案为A.(2)根据玻尔理论可知，氢原子中的电子离核越远，氢原子的能量越大，由12m v2＝hν＋E1可得v＝2(hν＋E1)m.(3)根据核反应中的质量数守恒及电荷数守恒可知X粒子为42He(α粒子)．不能发生，因为不能同时满足能量守恒和动量守恒的要求．答案(1)A(2)越大2(hν＋E1)m(3)42He不能发生因为不能同时满足能量守恒和动量守恒的要求．12．(1)产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能E k，下列说法正确的是________．A．对于同种金属，E k与照射光的强度无关B．对于同种金属，E k与照射光的波长成反比C．对于同种金属，E k与光照射的时间成正比D．对于同种金属，E k与照射光的频率成线性关系E ．对于不同种金属，若照射光频率不变，E k 与金属的逸出功成线性关系(2)一静止的238 92U 核经α衰变成为234 90Th 核，释放出的总动能为4.27 MeV.问此衰变后234 90Th 核的动能为多少MeV(保留一位有效数字)?解析 (1)由E k ＝hν－W 0知E k 与照射光的强度及照射时间无关，与ν成线性关系，故选项A 、D 正确，C 错误．由E k ＝hc λ－W 0可知E k 与λ不成反比，故选项B 错误．在hν不变的情况下，E k 与W 0成线性关系，故选项E 正确．(2)据题意知：此α衰变的衰变方程为：238 92U →234 90Th ＋42He ，根据动量守恒定律得：m αv α＝m Th v Th ， ① 式中，m α和m Th 分别为α粒子和Th 核的质量，v α和v Th 分别为α粒子和Th 核的速度的大小，由题设条件知：12m αv 2α＋12m Th v 2Th ＝E k ， ② m αm Th ＝4234， ③ 式中E k ＝4.27 MeV 是α粒子与Th 核的总动能．由①②③式得：12m Th v 2Th ＝m αm α＋m Th E k ，④代入数据得，衰变后234 90Th 核的动能：12m Th v 2Th ＝0.07 MeV .⑤ 答案 (1)ADE (2)0.07 MeV。
高三物理原子练习题
高三物理原子练习题1. 题目：下列关于原子和原子结构的说法中，正确的是（）A. 电子、质子和中子是原子的基本组成部分B. 电子负载在一个原子核外的轨道上C. 原子核是一个带正电的粒子D. 原子的大小主要由电子云决定2. 题目：以下关于元素周期表的叙述，错误的是（）A. 元素周期表是按照元素的原子序数从小到大排列的B. 周期表的第一行代表着1周期C. 周期表的最后一行代表着7周期D. 元素周期表中的元素以相似的化学性质周期性地分布3. 题目：下列关于原子核的说法中，不正确的是（）A. 原子核由质子和中子组成B. 原子核带有正电荷C. 原子核在原子中的体积很小，但质量却占据绝大部分D. 原子核带有自旋4. 题目：下列关于电子云的说法中，错误的是（）A. 电子云是由电子构成B. 电子云在原子核外形成了一定的空间分布C. 电子云的位置和速度可以同时确定D. 电子云的分布与电子的能量有关5. 题目：下列关于原子尺寸的说法中，正确的是（）A. 原子的尺寸是确定且不变的B. 原子的尺寸越大，其原子核和电子间的相互作用越强C. 原子的尺寸可由原子核的大小确定D. 原子的尺寸可以用电子云的外径表示6. 题目：下列关于原子核内质子和中子的说法中，正确的是（）A. 质子和中子的质量相等B. 质子和中子的数量决定了元素的化学性质C. 质子和中子的电荷数相等D. 质子和中子均带有自旋7. 题目：以下关于原子模型的发展历程的说法，正确的是（）A. 托姆逊提出的原子模型中，原子有质子和电子两种基本组成部分B. 波尔提出的原子模型中，电子分布在不同的轨道上C. 瑞利提出了电子云的概念，说明了电子的双性D. 卢瑟福通过金箔实验发现了原子核的存在，提出了实验原子模型8. 题目：下列关于元素的说法中，不正确的是（）A. 元素是由相同种类的原子组成的，具有相同的原子序数B. 元素可以在化学反应中被分解为其他化合物C. 元素是构成物质的基本单位D. 元素可以通过化学方法进行定性分析9. 题目：下列关于原子核和电子云的比较中，正确的是（）A. 原子核带有负电，电子云带有正电B. 原子核的质量占据了整个原子的大部分C. 电子云的体积大于原子核D. 原子核和电子云都是以静止的状态存在10. 题目：以下关于同位素的叙述中，错误的是（）A. 同位素是指具有相同质子数但中子数不同的核素B. 同位素具有相似的化学性质C. 同位素的存在导致了同一元素的相对原子质量不同D. 同位素的存在对元素周期表的排列没有影响以上是高三物理原子练习题，希望能够帮助你巩固对原子和原子结构的理解。
2020届人教版高三物理一轮复习测试专题《原子物理和动量》
2020届人教版高三物理一轮复习测试专题《原子物理和动量》一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)1.一中子与一质量数为A(A＞1)的原子核发生弹性正碰。
若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为( )A．B．C．D．2.下列说法正确的是（）A．核反应U+n→X+Sr +n是核聚变反应，反应过程中会释放能量B．天然放射现象与原子核内部变化有关C．用比值法定义物理量是物理学研究常用的方法。
其中a＝，I＝，B＝都属于比值定义式D．千克，库仑，米属于国际制单位中的基本物理量单位3.右图是核反应堆的示意图，对于核反应堆的认识，下列说法正确的是A．铀棒是核燃料，核心物质是铀238B．石墨起到吸收中子的作用C．镉棒起到使中子减速的作用D．水泥防护层的作用是为了阻隔γ射线，避免放射性危害4.碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有（）A．m/4B．m/8C．m/16D．m/325.下列说法中正确的是( )A．为了解释光电效应规律，爱因斯坦提出了光子说B．在完成a粒子散射实验后，卢瑟福提出了原子的能级结构C．玛丽·居里首先发现了放射现象D．在原子核人工转变的实验中，查德威克发现了质子6.如图所示，在光滑的水平面上放有一物体M，物体上有一光滑的半圆弧轨道，轨道半径为R，最低点为C，两端A，B等高，现让小滑块m从A点静止下滑，在此后的过程中，则（）A．M和m组成的系统机械能守恒，动量守恒B．M和m组成的系统机械能守恒，动量不守恒C．m从A到C的过程中M向左运动，m从C到B的过程中M向右运动D．m从A到B的过程中，M运动的位移为7.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)cB． (m1-m2-m3)cC． (m1+m2-m3)c2D．（m1-m2-m3)c28.右端带有1/4光滑圆弧轨道质量为M的小车静置于光滑水平面上，如图所示．一质量为m的小球以速度v0水平冲上小车，关于小球此后的运动情况，以下说法正确的是（）A．小球可能从圆弧轨道上端抛出而不再回到小车B．小球不可能离开小车水平向左做平抛运动C．小球不可能离开小车做自由落体运动D．小球可能离开小车水平向右做平抛运动9.已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.44×1011Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的（）A．波长B．频率C．能量D．动量10.下列关于原子和原子核的说法正确的是（）A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B．玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固11.由核反应产生，且属于电磁波的射线是（）A．阴极射线B． X射线C．α射线D．γ射线12.质量为的物块甲以的速度在光滑水平面上运动，有一轻弹簧固定其上，另一质量也为的物体乙以的速度与甲相向运动，如图所示。
北京海淀区高三物理 第十三章原子和原子核复习总测试
第十三章原子和原子核第一节原子结构1．处于第四能级的氢原子跃迁基态的过程中，可能发出的不同光的种数有( )A．一种B．三种C．四种D．六种2．下列关于光谱的说法正确的是( )A．炽热固体、液体和高压气体发出的光谱是连续光谱B．各种原子的线状谱中的明线和它的吸收光谱中的暗线必定一一对应C．气体发出的光只能产生线状光谱D．甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质的吸收光谱3．在α 粒子散射实验中，当α 粒子最接近金原子核时，α 粒子符合下列的( )A．动能最小B．电势能最小C．α 粒子与金原子核组成的系统能量最小D．所受金原子核的斥力最大4．氢原子从能级A跃迁到能级B吸收频率为v1的光子，从能级A跃迁到能级C释放频率为v2的光子，若v2＞v1，则当它从能级B跃迁到能级C时，将( )A．放出频率为v2－v1的光子B．放出频率为v2＋v1的光子C．吸收频率为v2－v1的光子D．吸收频率为v2＋v1的光子5．欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是( )A．用10.2eV的光子照射B．用11eV的光子照射C．用14eV的光子照射D．用13eV的电子碰撞6．处于基态的氢原子在某单色光照射下，只能发出频率分别为v1、v2、v3的三种光，且v1＜v2＜v3，则该照射光的光子能量为( )A．hv1B．hv2C．hv3D．h(v1＋v2＋v3)7．光的发射和吸收过程是( )A．原子从基态跃迁到激发态要放出光子，放出的光子的能量等于原子在初、末两个能级的能量差B．原子不可能从低能级跃迁到高能级C．原子吸收光子后从低能级向高能级跃迁，放出光子后从高能级向低能级跃迁D．只要原子吸收了光子就一定是从高能级跃迁到了低能级8．氢原子从能量为E1的较高能级跃迁到能量为E2的较低能级，真空中光速为c，则( ) A．吸收的光子的波长为B．吸收的光子的波长为C．辐射的光子的波长为D．辐射的光子的波长为9．已知氦离子He＋能级E n与量子数n的关系和氢原子能级公式类似，处于基态的氦离子He＋的电离能为E＝54.4eV。
2023年高三物理原子核物理练习题及答案
2023年高三物理原子核物理练习题及答案1. 原子核物理基础1.1 简述原子核物理的研究对象和研究内容。
原子核物理研究的对象是原子核，其研究内容包括原子核的结构、性质、稳定性以及与核反应相关的规律和过程。
1.2 解释原子核的质量数、电荷数和核素符号的意义。
原子核的质量数是指原子核中质子数和中子数之和，用A表示。
电荷数是指原子核中的质子数，用Z表示。
核素符号则是用来表示特定的原子核，由元素符号和质量数构成。
1.3 简述质子和中子的基本性质。
质子是带正电荷的基本粒子，其质量约为1.67262×10^-27千克，位于原子核中。
中子是电荷为零的基本粒子，其质量约为1.67493×10^-27千克，也位于原子核中。
2. 原子核结构与稳定性2.1 利用核素符号回答下列问题：(1) 氢的原子核中有几个质子和几个中子？氢的原子核中只有一个质子，没有中子。
(2) 氘的原子核中有几个质子和几个中子？氘的原子核中有一个质子和一个中子。
(3) 铀的原子核中有几个质子和几个中子？铀的原子核中有92个质子和146个中子。
2.2 解释原子核稳定性的概念以及稳定核素的特点。
原子核稳定性是指原子核在一定条件下保持相对长久的性质。
稳定核素具有以下特点：质子数与中子数之和为奇数或偶数；质子数和中子数在某个范围内具有最佳的比例；核子排布趋于对称。
3. 核反应与放射性3.1 解释以下概念：放射性衰变、半衰期和辐射。
放射性衰变是指原子核自发地转变为稳定核或其他核的过程。
半衰期是指放射性物质中，有一半的原子核发生衰变所需的时间。
辐射是放射性物质放出的具有能量的粒子或电磁波。
3.2 回答下列问题：(1) 根据原子核的衰变过程，解释放射性核素的变化。
放射性核素经过衰变，原子核中的质子数和中子数会发生变化，进而生成新的核素。
(2) 为什么放射性核素会产生辐射？放射性核素衰变时会释放出稳定核、粒子或电磁波，这些释放出的粒子或波动具有能量，因此称为辐射。
(江苏专用)高考物理一轮复习 专题十三 波粒二象性、原子物理(含解析)-人教版高三全册物理试题
专题十三波粒二象性、原子物理备考篇【考情探究】课标解读考情分析备考指导考点内容波粒二象性1.知道光是一种电磁波。
知道光的能量是不连续的。
初步了解微观世界的量子化特征。
2.了解光电效应现象。
知道爱因斯坦光电效应方程与其意义。
3.知道实物粒子具有波动性。
由近几年考情分析可见,本专题考查知识面较广,主要考查点有光电效应、波粒二象性、核能计算、衰变问题、原子模型、核反响方程等等,光电效应和核能计算为考查的热点。
考查题型有填空、选择、计算,难度中等偏易。
主要考查考生的科学推理素养。
对本专题的复习,一定要全面掌握,不留盲点。
由于知识点较多,所以复习时要抓住知识间的逻辑关系,提高复习的效率。
如由光电效应方程延伸出的光电效应的各种相关问题;由原子能级图引申出的玻尔原子模型的各种应用;应用质能方程和能量守恒定律解决核能的相关问题等等。
本专题中各类图像较多,要时刻不忘使用数形结合理解和分析图像问题的核心思想。
原子结构模型1.知道原子的核式结构模型。
通过对氢原子光谱的分析,了解原子的能级结构。
2.了解原子核的组成和核力的性质。
知道四种根本相互作用。
能根据质量数守恒和电荷守恒写出核反响方程。
放射性元素的衰变、核反响1.了解放射性和原子核衰变。
知道半衰期与其统计意义。
了解放射性同位素的应用,知道射线的危害与防护。
2.认识原子核的结合能,了解核裂变反响和核聚变反响。
【真题探秘】根底篇【根底集训】考点一波粒二象性1.[2018江苏宿迁期中,12B(1)](多项选择)物理学家做了一个有趣的实验:在双缝干预实验中,在光屏处放上照相底片,假设减弱光的强度,使光子只能一个一个地通过狭缝,实验结果明确,如果曝光时间不太长,底片上只出现一些不规如此的点子;如果曝光时间足够长,底片上就会出现规如此的干预条纹。
对这个实验结果有如下认识,正确的答案是( )A.曝光时间不长时,出现不规如此的点子,表现出光的波动性B.单个光子通过双缝后的落点无法预测C.干预条纹中明亮的局部是光子到达机会较多的地方D.只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性1.答案BC2.(2020届江苏宿迁月考,4)(多项选择)对光的认识,以下说法中正确的答案是( )A.个别光子的行为表现出粒子性,大量光子的行为表现出波动性B.高频光是粒子,低频光是波C.光表现出波动性时,就不具有粒子性了;光表现出粒子性时,就不再具有波动性了D.光的波粒二象性应理解为:在某种场合下光的波动性表现得明显,在另外某种场合下,光的粒子性表现得明显2.答案AD3.用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应,得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图。
高考物理一轮复习讲练测(全国通用)13.2原子结构原子核(讲)(原卷版+解析)
第十三章近代物理【网络构建】专题13.2 原子结构原子核【网络构建】考点一原子的核式结构玻尔理论1．α粒子散射实验(1)α粒子散射实验装置(2)α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子穿过金箔后发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被“撞了回来”．2．原子的核式结构模型(1)α粒子散射实验结果分析①核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变．①汤姆孙模型不能解释α粒子的大角度散射．①绝大多数α粒子沿直线穿过金箔，说明原子中绝大部分是空的；少数α粒子发生较大角度偏转，反映了原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷；极少数α粒子甚至被“撞了回来”，反映了个别α粒子正对着质量比α粒子大得多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用．(2)核式结构模型的局限性卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释α粒子散射实验现象，但不能解释原子光谱是特征光谱和原子的稳定性．3．对氢原子能级图的理解(1)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：E n＝1n2E1(n＝1，2，3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV.①氢原子的半径公式：r n＝n2r1(n＝1，2，3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m.(3)能级图中相关量意义的说明．4.两类能级跃迁(1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子． 光子的频率ν＝ΔE h ＝E 高－E 低h.(2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量．①光照(吸收光子)：吸收光子的全部能量，光子的能量必须恰等于能级差hν＝ΔE .①碰撞、加热等：可以吸收实物粒子的部分能量，只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E 外≥ΔE . ①大于电离能的光子被吸收，将原子电离．考点二 氢原子的能量及变化规律氢原子跃迁时电子动能、电势能与原子能量的变化规律1．原子能量变化规律：E n ＝E k n ＋E p n ＝E 1n 2，随n 增大而增大，随n 的减小而减小，其中E 1＝－13.6 eV .2．电子动能变化规律(1)从公式上判断电子绕氢原子核运动时静电力提供向心力即k e 2r 2＝m v 2r ，所以E k ＝ke 22r ，随r 增大而减小．(2)从库仑力做功上判断，当轨道半径增大时，库仑引力做负功，故电子动能减小．反之，当轨道半径减小时，库仑引力做正功，故电子的动能增大． 3．原子的电势能的变化规律(1)通过库仑力做功判断，当轨道半径增大时，库仑引力做负功，原子的电势能增大．反之，当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能减小．(2)利用原子能量公式E n ＝E k n ＋E p n 判断，当轨道半径增大时，原子能量增大，电子动能减小，故原子的电势能增大．反之，当轨道半径减小时，原子能量减小，电子动能增大，故原子的电势能减小．考点三 原子核的衰变、半衰期1．衰变规律及实质 (1)α衰变和β衰变的比较电荷数守恒、质量数守恒2．三种射线的成分和性质 半衰期的公式：N 余＝N 原⎝⎛⎭⎫12t /τ，m 余＝m 原⎝⎛⎭⎫12t /τ.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，t 表示衰变时间，τ表示半衰期．考点四 核反应类型与核反应方程1．核反应的四种类型2.核反应方程式的书写(1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础．如质子(11H)、中子(10n)、α粒子(42He)、β粒子(0－1e)、正电子(01e)、氘核(21H)、氚核(31H)等．(2)掌握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向．(3)核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒．考点五核能的计算1．应用质能方程解题的流程图(1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．2．根据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子的比结合能×核子数．3.核能释放的两种途径的理解(1)使较重的核分裂成中等大小的核．(2)较小的核结合成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，都可以释放能量．高频考点一原子的核式结构玻尔理论例1、如图是氢原子的能级示意图．当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级时，辐射出光子a；从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出光子b.以下判断正确的是()A．在真空中光子a的波长大于光子b的波长B．光子b可使氢原子从基态跃迁到激发态C．光子a可能使处于n＝4能级的氢原子电离D．大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射2种不同谱线【变式训练】如图所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况．下列说法正确的是()A．在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多B．在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光C．卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似D．α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子后产生的反弹高频考点二氢原子的能量及变化规律例2、如图所示为氢原子的能级图，图中a、b、c、d对应氢原子的四次跃迁，已知可见光光子的能量范围为1.61～3.10 eV，关于四次跃迁，下列说法正确的是()A．经历a跃迁，氢原子吸收的光子能量为0.66 eVB．经历b跃迁，氢原子的轨道半径增大，原子核外电子的动能增大C．经历c跃迁，氢原子放出的光子是可见光光子D．经历d跃迁后，再用可见光照射跃迁后的氢原子，可使氢原子发生电离【变式训练】氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，下述说明正确的是()A ．电子旋转半径减小B ．氢原子能量增大C ．氢原子电势能增大D ．核外电子速率增大高频考点三 原子核的衰变、半衰期例3、国产科幻大片《流浪地球》讲述了太阳即将在未来出现“核燃烧”现象，从而导致人类无法生存，决定移民到半人马座比邻星的故事．据科学家论证，太阳向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，当太阳内部达到一定温度时，会发生“核燃烧”，其中“核燃烧”的核反应方程为42He ＋X→84Be ＋ν，方程中X 表示某种粒子，84Be 是不稳定的粒子，其半衰期为T ，则下列说法正确的是( ) A ．X 粒子是42HeB ．若使84Be 的温度降低，其半衰期会减小C ．经过2T ，一定质量的84Be 占开始时的18 D ．“核燃烧”的核反应是裂变反应【变式训练】如图，匀强磁场中的O 点有一静止的原子核234 90Th 发生了某种衰变，衰变方程为234 90Th→A Z Y ＋0－1e ，反应生成的粒子 0－1e 的速度方向垂直于磁场方向．关于该衰变，下列说法正确的是( )A.234 90Th 发生的是α衰变 B.234 90Th 发生的是β衰变 C ．A ＝234，Z ＝91D ．新核A Z Y 和粒子 0－1e 在磁场中的轨迹外切于O 点高频考点四 核反应类型与核反应方程例4、1956年，李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用半衰期为5.27年的6027Co 放射源进行了实验验证，次年李、杨二人获得诺贝尔物理学奖.6027Co 的衰变方程式是：6027Co→A Z Ni ＋ 0－1e ＋νe (其中νe 是反中微子，它的电荷为零，静止质量可认为是零)，衰变前6027Co 核静止，根据云室照片可以看到衰变产物A Z Ni 和 0－1e 不在同一条直线上的事实．根据这些信息可以判断( ) A.A Z Ni 的核子数A 是60，核电荷数Z 是28 B. 此核反应为α衰变C.A Z Ni 与 0－1e 的动量之和不可能等于零 D ．衰变过程动量不守恒【变式训练】下列核反应属于人工转变的是( )A.234 90Th→234 91Pa ＋ 0－1eB.42He ＋94Be→12 6C ＋10nC.235 92U ＋10n→136 54Xe ＋9038Sr ＋1010nD.21H ＋31H→42He ＋10n高频考点五 核能的计算例5、两个氘核以相等的动能E k 对心碰撞发生核聚变，核反应方程为21H ＋21H→32He ＋10n ，其中氘核的质量为m 1，氦核的质量为m 2，中子的质量为m 3.假设核反应释放的核能E 全部转化为动能，下列说法正确的是( )A ．核反应后氮核与中子的动量相同B ．该核反应释放的能量为E ＝(2m 1－m 2－m 3)c 2C ．核反应后氮核的动能为E ＋2E k4D ．核反应后中子的动能为E ＋E k4【变式训练】轻核聚变的一个核反应方程为：21H ＋31H→42He ＋X.若已知21H 的质量为m 1，31H 的质量为m 2，42He 的质量为m 3，X 的质量为m 4，则下列说法中正确的是( )A.21H 和31H 在常温下就能够发生聚变B ．X 是质子C ．这个反应释放的核能为ΔE ＝(m 1＋m 2－m 3－m 4)c 2D ．我国大亚湾核电站是利用轻核的聚变释放的能量来发电的第十三章近代物理【网络构建】专题13.2 原子结构原子核【网络构建】考点一原子的核式结构玻尔理论1．α粒子散射实验(1)α粒子散射实验装置(2)α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子穿过金箔后发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被“撞了回来”．2．原子的核式结构模型(1)α粒子散射实验结果分析①核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变．①汤姆孙模型不能解释α粒子的大角度散射．①绝大多数α粒子沿直线穿过金箔，说明原子中绝大部分是空的；少数α粒子发生较大角度偏转，反映了原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷；极少数α粒子甚至被“撞了回来”，反映了个别α粒子正对着质量比α粒子大得多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用．(2)核式结构模型的局限性卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释α粒子散射实验现象，但不能解释原子光谱是特征光谱和原子的稳定性．3．对氢原子能级图的理解(1)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：E n＝1n2E1(n＝1，2，3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6eV.①氢原子的半径公式：r n＝n2r1(n＝1，2，3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m.(3)能级图中相关量意义的说明．(1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子． 光子的频率ν＝ΔE h ＝E 高－E 低h.(2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量．①光照(吸收光子)：吸收光子的全部能量，光子的能量必须恰等于能级差hν＝ΔE .①碰撞、加热等：可以吸收实物粒子的部分能量，只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E 外≥ΔE .①大于电离能的光子被吸收，将原子电离．考点二 氢原子的能量及变化规律氢原子跃迁时电子动能、电势能与原子能量的变化规律1．原子能量变化规律：E n ＝E k n ＋E p n ＝E 1n 2，随n 增大而增大，随n 的减小而减小，其中E 1＝－13.6 eV.2．电子动能变化规律(1)从公式上判断电子绕氢原子核运动时静电力提供向心力即k e 2r 2＝m v 2r ，所以E k ＝ke 22r ，随r增大而减小．(2)从库仑力做功上判断，当轨道半径增大时，库仑引力做负功，故电子动能减小．反之，当轨道半径减小时，库仑引力做正功，故电子的动能增大． 3．原子的电势能的变化规律(1)通过库仑力做功判断，当轨道半径增大时，库仑引力做负功，原子的电势能增大．反之，当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能减小．(2)利用原子能量公式E n ＝E k n ＋E p n 判断，当轨道半径增大时，原子能量增大，电子动能减小，故原子的电势能增大．反之，当轨道半径减小时，原子能量减小，电子动能增大，故原子的电势能减小．考点三 原子核的衰变、半衰期1．衰变规律及实质 (1)α衰变和β衰变的比较电荷数守恒、质量数守恒2．三种射线的成分和性质 半衰期的公式：N 余＝N 原⎝⎛⎭⎫12t /τ，m 余＝m 原⎝⎛⎭⎫12t /τ.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，t 表示衰变时间，τ表示半衰期．考点四 核反应类型与核反应方程1．核反应的四种类型(1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础．如质子(11H)、中子(10n)、α粒子(42He)、β粒子(0－1e)、正电子(01e)、氘核(21H)、氚核(31H)等．(2)掌握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向．(3)核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒．考点五核能的计算1．应用质能方程解题的流程图(1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．2．根据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子的比结合能×核子数．3.核能释放的两种途径的理解(1)使较重的核分裂成中等大小的核．(2)较小的核结合成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，都可以释放能量．高频考点一原子的核式结构玻尔理论例1、如图是氢原子的能级示意图．当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级时，辐射出光子a；从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出光子b.以下判断正确的是()B．在真空中光子a的波长大于光子b的波长B．光子b可使氢原子从基态跃迁到激发态C．光子a可能使处于n＝4能级的氢原子电离D．大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射2种不同谱线答案:A解析：氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级的能级差小于从n＝3的能级跃迁到n＝2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，所以a光的频率小于b光的频率，光子a的波长大于光子b的波长，故A正确；光子b的能量小于基态与任一激发态的能级差，所以不能被基态的原子吸收，故B错误；根据E m－E n＝hν可求光子a的能量小于n＝4能级的电离能，所以不能使处于n＝4能级的氢原子电离，C错误；大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射3种不同谱线，故D错误．【变式训练】如图所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况．下列说法正确的是()A．在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多B．在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光C．卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似D．α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子后产生的反弹答案:C解析：：.放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数应最多，说明大多数射线基本不偏折，可知金箔原子内部很空旷，故A错误；放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少，说明较少射线发生偏折，可知原子内部带正电的体积小，故B错误；选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似，故C正确；α粒子发生散射的主要原因是α粒子受到金原子库仑力作用，且金原子质量较大，从而出现的反弹，故D 错误．高频考点二氢原子的能量及变化规律例2、如图所示为氢原子的能级图，图中a、b、c、d对应氢原子的四次跃迁，已知可见光光子的能量范围为1.61～3.10 eV，关于四次跃迁，下列说法正确的是()A ．经历a 跃迁，氢原子吸收的光子能量为0.66 eVB ．经历b 跃迁，氢原子的轨道半径增大，原子核外电子的动能增大C ．经历c 跃迁，氢原子放出的光子是可见光光子D ．经历d 跃迁后，再用可见光照射跃迁后的氢原子，可使氢原子发生电离 答案: D解析： 经历a 跃迁，氢原子从高能级向低能级跃迁时辐射出的光子的能量为0.66 eV ，选项A 错误；经历b 跃迁，氢原子吸收能量，轨道半径增大，但核外电子的动能会减小，选项B 错误；经历c 跃迁，氢原子辐射出的光子的能量为0.97 eV ，则该光子不是可见光光子，选项C 错误；经历d 跃迁后，跃迁后的氢原子的电离能为1.51 eV ，因此用可见光光子照射可使其电离，选项D 正确。
第十三单元原子物理A卷教师版
第十三单元原子物理A卷教师版第十三单元原子物理注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直截了当答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试终止后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本题共10小题，每小题5分。
在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．关于天然放射性，下列说法不正确的是()A．所有元素都有可能发生衰变B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强【答案】A【解析】选A.自然界中绝大部分元素没有放射现象，选项A错误；放射性元素的半衰期只与原子核结构有关，与其他因素无关，选项B、C正确；α、β和γ三种射线电离能力依次减弱，穿透能力依次增强，选项D正确．2．由于放射性元素23793Np的半衰期专门短，因此在自然界中一直未被发觉，只是在使用人工的方法制造后才被发觉．已知23793Np通过一系列α衰变和β衰变后变成20983Bi，下列选项中正确的是()A.20983Bi的原子核比23793Np的原子核少28个中子B.23793Np通过衰变变成20983Bi，衰变过程能够同时放出α粒子、β粒子和γ粒子C．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变D.23793Np的半衰期等于任一个23793Np原子核发生衰变的时刻【答案】C【解析】选C.20983Bi的中子数为209－83＝126，23793Np的中子数为23 7－93＝144，20983Bi的原子核比23793Np的原子核少18个中子，A错误；23793 Np通过一系列α衰变和β衰变后变成20983Bi，能够同时放出α粒子和γ粒子或者β粒子和γ粒子，不能同时放出三种粒子，B错误；衰变过程中发生α衰变的次数为237－2094＝7次，β衰变的次数为2×7－(93－83)＝4(次)，C正确；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核不适用，选项D错误．3．在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核能够看做静止不动，下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是()【答案】C【解析】选C.α粒子与原子核相互排斥，A、D错误；运动轨迹与原子核越近，力越大，运动方向变化越明显，B错误，C正确．4．(2021·高考北京卷)下列核反应方程中，属于α衰变的是()A.14 7N＋42He→17 8O＋1H B．23892U→23490Th＋42HeC.21H＋31H→42He＋10n D．23490Th→23491Pa＋0－1e【答案】B【解析】选B.α衰变是放射性元素的原子核放出α粒子(42He)的核反应，选项B正确．5．太阳因核聚变开释出庞大的能量，同时其质量不断减少．太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026 J，依照爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近()A．1036kg B．1018 kgC．1013 kg D．109 kg【答案】D【解析】选D.由爱因斯坦质能方程ΔE ＝Δmc2知：Δm ＝ΔEc2＝4×1026（3×108）2kg ≈4×109 kg ，选项D 正确．6．(2021·高考福建卷)下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是( )A ．γ射线是高速运动的电子流B ．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C ．太阳辐射能量的要紧来源是太阳中发生的重核裂变D.210 83Bi 的半衰期是5天，100克210 83Bi 通过10天后还剩下50克 【答案】B 【解析】选B.β射线是高速电子流，而γ射线是一种光子流，选项A 错误．氢原子辐射光子后，绕核运动的电子距核更近，动能增大，选项B 正确．太阳辐射能量的要紧来源是太阳内部氢核的聚变，选项C 错误.10天为两个半衰期，剩余的210 83Bi 为100×⎝ ⎛⎭⎪⎫12tτ g ＝100×⎝ ⎛⎭⎪⎫122g ＝25 g ，选项D 错误．7．(2021·湖北黄冈模拟)下列说法中正确的是( )A ．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构 B.232 90Th 衰变成208 82Pb 要通过6次α衰变和4次β衰变C ．β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的D ．升高放射性物质的温度，不可缩短其半衰期 【答案】BD【解析】选BD.卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，但并不能说明原子核有复杂的结构，A 错误；据α衰变、β衰变的实质可知232 90Th →208 82Pb ＋n42He ＋m 0－1e ，得n ＝6，m ＝4，故B 正确；β衰变中β射线是由原子核中的中子转变形成的，C 错误；放射性物质的半衰期只由其本身决定，与外界环境无关，D 正确．8．(2021·高考山东卷)14C 发生放射性衰变成为14N ，半衰期约5 700年．已知植物存活期间，其体内14C 与12C 的比例不变；生命活动终止后，14C 的比例连续减小．现通过测量得知，某古木样品中14C 的比例正好是现代植物所制样品的二分之一．下列说法正确的是( )A ．该古木的年代距今约5 700年B ．12C 、13C 、14C 具有相同的中子数 C ．14C 衰变为14N 的过程中放出β射线D ．增加样品测量环境的压强将加速14C 的衰变 【答案】AC【解析】选AC.古木样品中14C 的比例是现代植物所制样品的二分之一，依照半衰期的定义知该古木的年代距今约5 700年，选项A 正确；同位素具有相同的质子数，不同的中子数，选项B 错误；14C 的衰变方程为14 6C →14 7N ＋0－1e ，因此此衰变过程放出β射线，选项C 正确；放射性元素的半衰期与核内部自身因素有关，与原子所处的化学状态和外部条件无关，选项D 错误．9．(2021·山西模拟)核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应，开释出大量核能.235 92U ＋10n →141 56Ba ＋9236Kr ＋aX 是反应堆中发生的许多核反应中的一种，X 是某种粒子，a 是X 粒子的个数，用mU 、mBa 、mKr 分别表示235 92U 、141 56Ba 、9236Kr 核的质量，mX 表示X 粒子的质量，c 为真空中的光速，以下说法正确的是( )A ．X 为中子，a ＝2B ．X 为中子，a ＝3C ．上述核反应中放出的核能ΔE ＝(mU －mBa －mKr －2mX)c2D ．上述核反应中放出的核能ΔE ＝(mU －mBa －mKr －3mX)c2 【答案】BC【解析】选BC.核反应中，质量数守恒，电荷数守恒，则知235 92U ＋10n →141 56Ba ＋9236Kr ＋aX 中X 为10n ，a ＝3，则A 错误，B 正确；由ΔE ＝Δmc 2可得：ΔE ＝(mU ＋mX －mBa －mKr －3mX)c2＝(mU －mBa －mKr －2mX)c2，则C 正确，D 错误．10．人们发觉，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)与原子序数有如图所示的关系．下列关于原子结构和核反应的说法正确的是( )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，要吸取能量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 ．已知原子核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，若增加γ射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大D ．在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了操纵核反应速度 【答案】BD【解析】选BD.原子核D 、E 聚变成原子核F ，放出能量，A 错误；A 裂变成B 、C ，放出能量，B 正确；增加入射光强度，光电子的最大初动能不变，C 错误；镉棒能吸取中子，可操纵核反应速度，D 正确．二、非选择题：本大题共4小题，共60分。
高三物理第一轮复习单元练习十三 光学和原子物理(附答案)
高三物理第一轮复习单元练习十三光学和原子物理（附答案）一、选择题1.光由一种介质进入另一种不同介质（）A、传播速度发生变化B、频率发生变化C、波长保持不变D、频率和波长都发生变化2.在光电效应中，用一束强度相同的紫光代替黄光照射时（）A、光电子的最大初动能不变B、光电子的最大初动能增大C、光电子的最大初动能减小D、光电流增大3.光从甲介质射入乙介质，由图可知（）A、甲介质是光疏介质，乙是光密介质B、入射角大于折射角C、光在甲介质中的传播速度较小D、若甲为空气，则乙的折射率为6／24.表面有油膜的透明玻璃片，当有阳光照射时，可在玻璃片表面和边缘分别看到彩色图样，这两种现象（）A、都是色散现象B、前者是干涉现象，后者是色散现象C、都是干涉现象D、前者是色散现象，后者是干涉现象5.光在玻璃和空气的界面上发生全反射的条件是（）A、光从玻璃射到分界面上，入射角足够小B、光从玻璃射到分界面上，入射角足够大C、光从空气射到分界面上，入射角足够小D、光从空气射到分界面上，入射角足够大6.一束光从空气射到折射率ｎ＝2的某种玻璃的表面，如图所示，i代表入射角，则下列说法中错误．．的是（）A、当ｉ＞π／4时会发生全反射现象B、无论入射角ｉ是多大，折射角r都不会超过π／4C、欲使折射角ｒ＝π／6，应以ｉ＝π／4的角度入射D、当入射角ｉ＝arctg2时，反射光线跟折射光线恰好垂直7.用强度和频率都相同的两束紫外线分别照射到两种不同金属的表面上，均可发生光电效应，则下列说法中错误的是（）A、两束紫外线光子总能量相同B、从不同的金属表面逸出的光电子的最大初动能相同C、在单位时间内从不同的金属表面逸出的光电子数相同D、从不同的金属表面逸出的光电子的最大初动能不同8.在杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是（）A、若将其中一缝挡住，则屏上条纹不变，只是亮度减半B、若将其中一缝挡住，则屏上无条纹出现C、若将下方的缝挡住，则中央亮度的位置将下移D、分别用红蓝滤光片挡住，屏上观察不到条纹9.一束白光斜射水面而进入水中传播时，关于红光和紫光的说法正确的是（）A、在水中的传播速度红光比紫光大B、红光折射角小，紫光折射角大C、红光波长比紫光波长小D、红光频率比紫光频率变化大10.在α粒子散射实验中，当α粒子最接近原子核时，下列说法中错误．．的是（）①α粒子的电势能最小②α粒子的动能最小③α粒子的动量最小④α粒子受到的斥力最小A、①②B、②③C、③④D、①④11.按照玻尔理论，氢原子从能级A跃迁到能级B时，释放频率为ν1的光子；氢原子从能级B跃迁到C时，吸收频率为ν2的光子，已知ν1＞ν2，则氢原子从能级C跃迁到能级A时，将（）A、吸收频率为ν2－ν1的光子B、吸收频率为ν2＋ν1的光子C、吸收频率为ν1－ν2的光子D、释放频率为ν2＋ν1的光子12.一个原子核经历了2次α衰变，6次β衰变，在这过程中，它的电荷数、质量数、中子数、质子数的变化情况是（）A、电荷数减少4，质量数减少2B、电荷数增加2，质量数减少8C、质量数增加2，中子数减少10D、质子数增加6，中子数减少413.关于α、β、γ射线，下列说法正确的（）A、α、β、γ三种射线是波长不同的电磁波B、按电量由大到小排列的顺序是α、γ、βC、按电离作用由强到弱排列的顺序是α、β、γD、按穿透作用由强到弱排列的顺序是α、β、γ14.关于原子能量和原子核能量的变化，下列说法中正确的是（）A、原子辐射出光子时，原子从低能级跃迁到高能级B、原子电离时，原子能量要减小C、原子核辐射出γ射线时，原子核能量要减小D、核子结合成原子核过程中，要吸收能量15.入射光照射到某金属表面上能发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么（）A、从光照到金属表面到发射出光电子的时间间隔将明显增加B、逸出的光电子的最大初动能将减少C、单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D、有可能不发生光电效应16.下列核反应中，表示核聚变过程的是（）A、ePP0130143015-+→B、nHeHH1423121+→+C、eNC01147146-+→D、HeThU422349023892+→17.设氢核、中子、氘核的质量分别为M1、M2、M3，当核子结合成氘核时，所释放的能量(c 是真空中的光速) （）A、(M1－M2－M3)ｃ2B、（M3－M1－M2）ｃ2C、（M1＋M2＋M3）ｃ2D、（M1＋M2－M3）ｃ218.一个氘核和一个氚核结合成一个氦核的过程中释放出的能量是△E.已知阿伏伽德罗常数为NＡ，则2ｇ氘和3g氚完全结合成氦的过程中释放出的能量为（）A、 2NＡ△EB、NＡ△EC、 5NＡ△ED、 5△E／NＡ二、填空题19.有一小电珠，功率为P，均匀地向周围空间辐射平均波长为λ的光波，则在以小电珠为圆心，r为半径的球面上，每秒通过单位面积的光能为__________，每秒通过面积S的光子数为____________________．(普朗克常量为h，光在真空中的速度为c)20.光在第Ⅰ、第Ⅱ两种介质中传播的速度分别为v 1、v 2，若v 1＞v 2，则光从 介质射向 介质时，无论入射角多大都不会发生全反射．21.用三棱镜做测定玻璃的折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针Ｐ1和Ｐ2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使Ｐ1的像被Ｐ2挡住；接着在眼睛所在的一侧插上两枚大头针Ｐ3、Ｐ4，使Ｐ3挡住P 1、P 2的像，P 4挡住P 3和P 1、P 2的像，在纸上已标明大头针的位置和三棱镜的轮廓(1)在本题的图上画出所需的光路． (2)为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是 和 ，在图上标出它们．(3)计算折射率的公式ｎ＝___ _____．22.U 23292(原子量为232.0372u)衰变为Th 22890（原子量为228.0287u ）时，释放出一个α粒子(He 42的原子量为4.0026u)，则在衰变过程中释放出的能量为 J ． 23.一个α粒子击中一个硼核(B 115)，生成碳核(C 146)和另一个粒子，在这个核反应中还释放出0.75×106eV 的能量．则这个核反应方程是 ． 24.已知氢原子的基态能量是E 1＝－13.6ｅＶ， 如果氢原子吸收 ｅＶ的能 量，它可由基态跃迁到第二能级． 25.完成下列核反应方程，并说明其反应类型：23592Ｕ＋10ｎ→13954Ｘe ＋9538Ｓr ＋ ，属 反应；22286Ｒｎ→21884Ｐo ＋___________，属 反应．26.用中子轰击铝27，产生钠24.这个核反应方程是 ，钠24是具有放射性的，衰变后变成镁24，这个核反应方程是 ． 一、计算题27.在水平地面上有一点光源S ，被不透明的罩遮住，在罩的正上方开一小孔，一束光经过小孔竖直照到距地面高度为3m 的水平放置的平面镜上，如图所示，若平面镜突然开始绕水平轴O 顺时针转动，在0.1ｓ内转过π／6的角，那么由镜面反射到水平地面上的光斑在这0.1ｓ内沿水平地面移动的平均速度?28.有一折射率为n ，厚度为d 的玻璃平板上方的空气中有一点光源S ，从S 发出的光线SA 以角度θ入射到玻璃板上表面，经玻璃板后从下表面射出，如图所示，若沿此传播的光，从光源到玻璃板上表面的传播时间与在玻璃中传播的时间相等，点光源S 到玻璃上表面的垂直距离L 应是多少?29.为了测定水的折射率，某同学将一个高32cm，底面直径24cm的圆筒内注满水，如图所示，这时从P点恰能看到筒底的A点．把水倒掉后仍放在原处，这时再从P点观察只能看到B点，B点和C点的距离为18cm．由以上数据计算得水的折射率为多少?30.已知一个铍核94Be和一个α粒子结合成一个碳核126Ｃ，并放出5.6MeＶ能量．（1）写出核反应方程；（2）若铍核和α粒子共有130ｇ，刚好完全反应，那么共放出多少焦的能量?阿伏伽德罗常数NＡ＝6.02×1023mol－1)（3）质量亏损共多少千克? 31.秦山核电站的功率为3.0×105kW，如果1g轴235完全裂变时产生的能量为8.2×1010Ｊ，并且假定所产生的能量都变成了电能，那么每年要消耗多少铀235?(一年按365天计算．)32．供给白炽灯的能量只有5%用来发出可见光，功率为100W的白炽灯，每秒钟发出多少个平均波长为6×10－7ｍ的光子.（普朗克恒量h ＝6.63×10－34J·ｓ，光速ｃ＝3.0×108m／s）第十三单元 光学 原子物理1、A2、B3、C4、B5、B6、A7、B8、D9、A 10、D 11、C 12、B 13、C 14、C 15、C 16、B 17、D 18、B 19、P ／4πr 2；PS λ／4πr 2h ｃ 20、Ⅰ Ⅱ 21、(1)略；(2)入射角ｉ，折射角ｒ 22、8.8×10-1323、42Ｈｅ＋115Ｂ→146Ｃ＋11Ｈ＋γ 24、10.2 25、210ｎ；裂变；42He ；α衰变 26、2713Al ＋10ｎ→2411Na ＋42Ｈe ；2411Na →2412Mg ＋01-ｅ27、303m ／s28、θθ222sin cos -n dn 29、1.33 30、(1)94Be ＋42He →126Ｃ＋10ｎ＋5.6MeV （2）△E ＝5.4×1012Ｊ（3）△ｍ＝6×10－5kg 31、115kg 32、1.5×1019个。
高三物理一轮复习 原子物理(含真题)
咐呼州鸣咏市呢岸学校专题15 原子物理1．[物理——3－5][2021·课标卷Ⅰ] (1)关于天然放射性，以下说法正确的选项是________．A．所有元素都可能发生衰变B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C．放射性元素与别的元素形合物时仍具有放射性D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强E．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线答案:BCD解析：此题考查了原子核的衰变．原子序数大于83的元素才可以发生衰变，原子序数小于83的元素有的可以发生衰变，有的不可以发生衰变，A错误；放射性元素的半衰期与元素所处的物理、化学状态无关，B、C正确；三种射线α、β、γ穿透能力依次增强，D正确；原子核发生α或β衰变时常常伴随着γ光子的产生，但同一原子核不时发生α衰变和β衰变，E错误．2．[2021·课标Ⅱ卷][物理——3－5](1)在人类对微观进行探索的过程中，起到了非常重要的作用．以下说法符合历史事实的是________．A．密立根通过油滴测出了根本电荷的数值B．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核C．居里夫妇从沥青铀别离出了钋(Po)和镭(Ra)两种元素D．卢瑟福通过α粒子散射证实了在原子核内部存在质子E．汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷答案:(1)ACE解析： (1)密立根通过油滴测出了根本电荷的电量，A项正确；卢瑟福通过α粒子散射建立了原子核式结构模型，发现了原子中心有一个核，B 、D 两项错误；居里夫妇从沥青铀别离出了钋和镭两种元素，并因此获得了诺贝尔奖，C 项正确；汤姆逊通过研究阴极射线，发现了电子，并测出了电子的比荷，E 项正确．3． [2021·卷] 质子、中子和氘核的质量分别为m 1、m 2和m 3.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 ．(m 1＋m 2－m 3)cB ．(m 1－m 2－m 3)cC ．(m 1＋m 2－m 3)c 2D ．(m 1－m 2－m 3)c 2答案:C解析：此题考查质能方程，ΔE ＝Δmc 2，其中Δm ＝(m 1＋m 2－m 3)，那么ΔE ＝(m 1＋m 2－m 3)c 2 ，C 正确，A 、B 、D 错误．4． [2021·卷] 一中子与一质量数为A (A >1)的原子核发生弹性正碰．假设碰前原子核静止，那么碰撞前与碰撞后中子的速率之比为( )A.A ＋1A －1B.A －1A ＋1C.4A 〔A ＋1〕2D.〔A ＋1〕2〔A －1〕2 答案:A 解析： 此题考查完全弹性碰撞中的动量守恒、动能守恒．设碰撞前后中子的速率分别为v 1，v ′1，碰撞后原子核的速率为v 2，中子的质量为m 1，原子核的质量为m 2，那么m 2＝Am 1.根据完全弹性碰撞规律可得m 1v 1＝m 2v 2＋m 1v ′1，12m 1v 21＝12m 2v 22＋12m 1v ′21，解得碰后中子的速率v ′1＝⎪⎪⎪⎪m 1－m 2m 1＋m 2v 1＝A －1A ＋1v 1，因此碰撞前后中子速率之比v 1v ′1＝A ＋1A －1，A 正确． 5． [2021·卷Ⅰ] (1)如下图，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，以下说法正确的选项是________．(填选项前的字母)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射线答案:C解析：α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电．在匀强电场中，α射线与β射线分别在电场力的作用下发生偏转，α射线偏向负极板，β射线偏向正极板，γ射线不受电场力，不发生偏转；在磁场中，由左手那么可以判断α射线向左偏，β射线向右偏，γ射线不受洛伦兹力，不发生偏转．故C项正确．6． [2021·卷] 在光电验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效，以下说法正确的选项是( ) A．增大入射光的强度，光电流增大B．减小入射光的强度，光电效现象消失C．改用频率小于ν的光照射，一不发生光电效D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大答案:AD解析：增大入射光的强度，单位时间内发射的光电子数增加，那么光电流增大，选项A正确；光电效能否发生与照射光频率有关，与照射光强度无关，选项B错误；改用频率较小的光照射时，如果光的频率仍大于极限频率，那么仍会发生光电效，否那么，不能发生光电效，选项C错误；光电子的最大初动能E k＝h ν－W0，故改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大，选项D正确．7.[2021·卷] [3－5] (1)钙和钾的截止频率分别为3×1014Hz和4×1014Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效，比拟它们外表逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的________．A．波长 B．频率 C．能量 D．动量(2)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．它是卫生组织公布的主要环境致癌物质之一．其衰变方程是22286Rn→21884Po＋________．22286Rn的半衰期约为天，那么约经过________天，16 g的22286Rn衰变后还剩1 g.答案:A解析： 两种金属的截止频率不同，那么它们的逸出功也不同，由W ＝h ν0可知截止频率大的，逸出功也大．由E k ＝h ν－W 可知，用同样的单色光照射，钙逸出的光电子的最大初动能较小，由p ＝2mE k 知，其动量也较小，根据物质波p ＝h λ知，其波长较长．答案:42He(或α粒子) 1 解析： ①根据核反过程中电荷数守恒和质量数守恒可推得该反的另一种生成物为42He.②根据m 余＝m 原⎝⎛⎭⎫12t T知t T＝4，解得t ＝×4＝1天． 8．[2021·卷] 【物理35】 (1)氢原子能级如下图，当氢原子从n ＝3跃迁到n ＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的选项是________．(双选，填正确答案标号)a ．氢原子从n ＝2跃迁到n ＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nmb ．用波长为325 nm 的光照射，可使氢原子从n ＝1跃迁到n ＝2的能级c ．一群处于n ＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线d ．用波长为633 nm 的光照射，不能使氢原子从n ＝2跃迁到n ＝3的能级答案:cd解析： (1)由氢原子能级图可知氢原子从n ＝2跃迁到n ＝1的能级的能级差大于从n ＝3跃迁到n ＝2的能级的能级差，根据|E n －E m |＝h ν和ν＝c λ可知，|E n －E m |＝h c λ，选项a 错误；同理从n ＝1跃迁到n ＝2的能级需要的光子能量大约为从n ＝3跃迁到n ＝2的能级差的五倍左右，对光子波长为从n ＝3跃迁到n ＝2的能级辐射光波长的五分之一左右，选项b 错误；氢原子从n ＝3跃迁到n ＝1的能级的能级差最多有三种情况，即对最多有三种频率的光谱线，选项c 正确；氢原子在不同能级间跃迁必须满足|E n －E m |＝h c λ，选项d 正确．9． [2021·卷] 以下说法正确的选项是( )A ．玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立B ．可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施C．天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转D．观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同答案:BD解析：此题是对玻尔理论、天然放射现象及多普勒效知识的考查，α粒子散射导致原子核式结构模型的建立，A错误；紫外线可以使荧光物质发光，B正确；天然放射现象中产生的γ射线在电场或磁场中不会发生偏转，C错误；观察者和波源发生相对运动时，观察者接收到的频率就会发生改变，D正确．10.[2021·卷] (2)玻尔氢原子模型解释了氢原子光谱的规律，氢原子能级图如图2所示，当氢原子从n ＝4的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出频率为________Hz的光子．用该频率的光照射逸出功为5 eV的钾外表，产生的光电子的最大初动能为________eV.(电子电荷量e＝1.60×10－19C，普朗克常量h＝3×10－34J·s)n E/eV∞ 06——————－0.385——————－0.544——————－0.853——————－12——————－01——————－10图2答案:(2)×1014Hz 0.3 eV解析： (2)此题考查能级、光电效方程知识．由跃迁条件可知hν＝E4－E2＝(0－0.85 )eV＝4.08×10－19J，解得辐射出的光子的频率为×1014Hz，根据爱因斯坦光电效方程E k＝hν－W，计算可得产生电子的最大初动能为0.3 eV.11． [2021·] 碘131的半衰期约为8天，假设某药物含有质量为m 的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有( )A.m 4B.m 8C.m 16D.m 32答案:C解析： 此题考查元素的半衰期．根据半衰期公式m ＝m 0⎝⎛⎭⎫12t T，将题目中的数据代入可得C 正确，A 、B 、D 错误．12.〔2021〕核反方程式94Be+42He →126C+X 中的X 表示 ( )〔A 〕质子 〔B 〕电子 〔C 〕光子 〔D 〕中子答案:D解析：此题考查核反时电荷数和质量数守恒。
高考物理一轮复习单元训练第十三单元原子物理A卷
第十三单元注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、 (本题共13小题，每小题4分，共52分。
在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～13题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．下列说法正确的是( )A．在核反应过程的前后，反应体系的质量数守恒，但电荷数不守恒B．用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变放射性原子核的半衰期C．18个放射性元素的原子核经一个半衰期一定有9个发生了衰变D．由两种元素的原子核结合成一种新元素的原子核时，一定吸收能量2．下列说法正确的是( )A．12C与14C是同位素，它们的化学性质并不相同B．核力是原子核内质子与质子之间的力，中子和中子之间并不存在核力C．在裂变反应235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n中，235 92U的结合能比144 56Ba和8936Kr都大，但比结合能没有144 56 Ba或8936Kr大D．α、β、γ三种射线都是带电粒子流3．以下说法正确的是( )A．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子电势能增大，原子能量减小B．紫外线照射到金属锌板表面时能够产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的个数增多，光电子的最大初动能增大C．氢原子光谱有很多不同的亮线，说明氢原子能发出很多不同的频率的光，但它的光谱不是连续谱D．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，阴极射线是原子核内的中子转变为质子时产生的高速电子流4．我国科学家为解决“玉兔号”月球车长时间处于黑夜工作的需要，研制了一种小型核能电池，将核反应释放的核能转变为电能，需要的功率并不大，但要便于防护其产生的核辐射。
2020届人教版高中物理高考一轮复习第十三章《动量守恒定律 波粒二象性 原子结构与原子核》测试卷
第十三章《动量守恒定律 波粒二象性 原子结构与原子核》测试卷一、单选题(共15小题)1.如图所示，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________(填选项前的字母)．A ． ①表示γ射线，①表示α射线B ． ①表示β射线，①表示α射线C ． ①表示α射线，①表示γ射线D ． ①表示β射线，①表示α射线2.如图所示，质量为m 的子弹水平飞行，击中一块原来静止在光滑水平面上的质量为M 的物块，物块由上下两块不同硬度的木块粘合而成．如果子弹击中物块的上部，恰不能击穿物块；如果子弹击中物块的下部，恰能打进物块中央．若将子弹视为质点，以下说法中错误的是A ． 物块在前一种情况受到的冲量与后一种情况受到的冲量相同B ． 子弹前一种情况受到的冲量比后一种情况受到的冲量大C ． 子弹前一种情况受到的阻力小于后一种情况受到的阻力D ． 子弹和物块作为一个系统，系统的总动量守恒3.在距地面高为h 处，同时以大小相等的初速v0分别平抛，竖直上抛，竖直下抛质量相等的物体m ，当它们从抛出到落地时过程，动量的变化量①P 最大的是（ ） A ． 平抛 B ． 竖直上抛 C ． 竖直下抛 D ． 三者一样大4.核反应方程中的X 表示( )A ． 质子B ． 电子C ． 光子D ． 中子 5.原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源。
当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量。
这几种反应总的效果可以表示为 由平衡条件可知( )A ．k =1d =4B ．k =2d =2C．k=1d=6D．k=2d=36.如图所示，光滑的水平地面上有一辆平板车，车上有一个人．原来车和人都静止．当人从左向右行走的过程中（）A．人和车组成的系统水平方向动量不守恒B．人和车组成的系统机械能守恒C．人和车的速度方向相同D．人停止行走时，人和车的速度一定均为零7.关于天然放射现象，下列说法正确的是（）A． α射线是由氦原子核衰变产生B． β射线是由原子核外电子电离产生C． γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生D．通过化学反应不能改变物质的放射性8.原子核与氘核反应生成一个α粒子和一个质子。
2018届高考物理一轮复习第十三章原子和原子核物理第1讲：光电效应(答案)
2018届高考物理一轮复习第十三章原子和原子核物理第1讲：光电效应（参考答案）一、知识清单1． 【答案】2． 【答案】3． 【答案】4． 【答案】5． 【答案】6． 【答案】二、例题精讲7． 【答案】BD【解析】入射光波长太长，入射光的频率低于截止频率时，不能发生光电效应，故选项B 正确；电路中电源反接，对光电管加了反向电压，若该电压超过了遏止电压，也没有光电流产生，故选项D 正确。
8． 【答案】A【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；由光电效应方程hν＝12mv 2max ＋W 知，因ν不确定时，无法确定12mv 2max与W 的关系，C 错；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。
9． 【答案】A【解析】由爱因斯坦光电效应方程hν＝W 0＋12mv 2m ，又由W 0＝hν0，可得光电子的最大初动能12mv 2m ＝hν－hν0，由于钙的截止频率大于钾的截止频率，所以钙逸出的光电子的最大初动能较小，因此它具有较小的能量、频率和动量，B 、C 、D 错；又由c ＝λf 可知光电子频率较小时，波长较大，A 对。
10．【答案】AB【解析】由于用单色光a 照射光电管阴极K ，电流计G 的指针发生偏转，说明发生了光电效应，而用另一频率的单色光b 照射光电管阴极K 时，电流计G 的指针不发生偏转，说明b 光不能发生光电效应，即a 光的频率一定大于b 光的频率；增加a 光的强度可使单位时间内逸出光电子的数量增加，则通过电流计G 的电流增大；因为b 光不能发生光电效应，所以即使增加b 光的强度也不可能使电流计G 的指针发生偏转；用a 光照射光电管阴极K 时通过电流计G 的电子的方向是由d 到c ，所以电流方向是由c 到d .选项A 、B 正确．13．【答案】BD【解析】光电管加正向电压情况：P 右移时，参与导电的光电子数增加；P 移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚参与了导电，光电流恰达最大值；P 再右移时，光电流不能再增大．光电管加反向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数减少；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚不参与了导电，光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率；P再右移时，光电流始终为零．eU 截= m =hγ-W，入射光的频率越高，对应的截止电压U 截越大．从图象中看出，丙光对应的截止电压U 截最大，所以丙光的频率最高，丙光的波长最短，丙光对应的光电子最大初动能也最大．该题考查光电效应的实验，解决本题的关键掌握截止电压、截止频率，以及理解光电效应方程eU 截= m =hγ-W．A、根据eU 截= m =hγ-W，入射光的频率越高，对应的截止电压U 截越大．甲光、乙光的截止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等；故A错误．B、丙光的截止电压大于乙光的截止电压，所以丙光的频率大于乙光的频率，则乙光的波长大于丙光的波长；故B正确．C、同一金属，截止频率是相同的，故C错误．D、由图象可知，甲光对应的饱和光电流大于丙光对应的饱和光电流，故D正确．E、丙光的截止电压大于甲光的截止电压，所以甲光对应的光电子最大初动能小于于丙光的光电子最大初动能，故E错误；14．【答案】AB【解析】光电效应说明光的粒子性，所以A正确；热中子束在晶体上产生衍射图样，即运动的实物粒子具有波的特性，即说明中子具有波动性，所以B正确；黑体辐射的实验规律说明电磁辐射具有量子化，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，所以黑体辐射用光的粒子性解释，即C错误；根据德布罗意波长公式λ＝hp，p2＝2mE k，又质子的质量大于电子的质量，所以动能相等的质子和电子，质子的德布罗意波较短，所以D错误.三、自我检测15．【答案】CD16．【答案】ACD【解析】同一束光照射不同的金属，一定相同的是入射光的光子能量，不同金属的逸出功不同，根据光电效应方程E km＝hν－W0知，最大初动能不同，则遏止电压不同，选项A、C、D正确；同一束光照射，单位时间内射到金属表面的光子数目相等，所以饱和光电流是相同的，选项B错误．17．【答案】ACE【解析】在发生光电效应时，饱和光电流大小由光照强度来决定，与频率无关，光照强度越大饱和光电流越大，因此A正确，B错误；根据E km＝hν－W可知，对于同一光电管，逸出功W不变，当频率变高，最大初动能E km变大，因此C正确；由光电效应规律可知，当频率低于截止频率时无论光照强度多大，都不会有光电流产生，因此D错误；由E km＝eU c和E km＝hν－W，得hν－W＝eU c，遏制电压只与入射光频率有关，与入射光强无关，因此E正确。
2022届高三物理(江苏)一轮复习练习：选考部分 第13章 第3节 核反应和核能 Word版含答案
第3节核反应和核能学问点1原子核的组成放射性及放射性同位素1．原子核的组成(1)原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子．质子带正电，中子不带电．(2)基本关系①核电荷数＝质子数(Z)＝元素的原子序数＝核外电子数．②质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数．(3)X元素的原子核的符号为A Z X，其中A表示质量数，Z表示核电荷数．2．自然放射现象(1)自然放射现象：元素自发地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发觉．自然放射现象的发觉，说明原子核具有简单的结构．(2)放射性和放射性元素：物质放射某种看不见的射线的性质叫放射性．具有放射性的元素叫放射性元素．(3)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．3．放射性同位素的应用与防护(1)同位素：具有相同质子数和不同中子数的原子核．(2)放射性同位素：有自然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同．(3)应用：消退静电、工业探伤、作示踪原子等．(4)防护：防止放射性对人体组织的损害．学问点2原子核的衰变、半衰期1．原子核的衰变(1)定义：原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化．(2)分类：α衰变：A Z X→A－4Z－2Y＋42Heβ衰变：A Z X→A Z＋1Y＋ 0－1eγ辐射：当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ辐射．(3)两个典型的衰变方程：①α衰变：23892U→234 90Th＋42He；②β衰变：23490Th→234 91Pa＋0－1e.2．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核内部自身的因素打算的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系．学问点3核反应和核能1．核反应在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程．在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒．2．重核裂变(1)定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程．(2)特点：①裂变过程中能够放出巨大的能量；②裂变的同时能够放出2～3(或更多)个中子；③裂变的产物不是唯一的．对于铀核裂变有二分裂、三分裂和四分裂形式，但三分裂和四分裂概率比较小．(3)典型的裂变反应方程：23592U＋10n―→8936Kr＋144 56Ba＋310n.(4)链式反应：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代连续下去的过程．(5)临界体积和临界质量：裂变物质能够发生链式反应的最小体积及其相应的质量．(6)裂变的应用：原子弹、核反应堆．(7)反应堆构造：核燃料、减速剂、镉棒、防护层．3．轻核聚变(1)定义：两轻核结合成质量较大的核的反应过程．轻核聚变反应必需在高温下进行，因此又叫热核反应．(2)特点：①聚变过程放出大量的能量，平均每个核子放出的能量，比裂变反应中每个核子放出的能量大3至4倍．②聚变反应比裂变反应更猛烈．③对环境污染较少．④自然界中聚变反应原料丰富．(3)典型的聚变反应方程：21H＋31H―→42He＋10n＋17.6 MeV4．核能核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸取的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能．5．质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程E＝mc2，原子核的质量必定比组成它的核子的质量和要小Δm，这就是质量亏损．由质量亏损可求出释放的核能ΔE＝Δmc2.[核心精讲]1．α衰变、β衰变的比较2.衰变次数的确定方法方法一：确定衰变次数的方法是依据两个守恒规律，设放射性元素A Z X经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素A′Z′Y，则表示该核反应的方程为AZX→A′Z′Y＋n42He＋m依据质量数守恒和电荷数守恒可列方程A＝A′＋4n Z＝Z′＋2n－m由以上两式联立解得n＝A－A′4，m＝A－A′2＋Z′－Z由此可见确定衰变次数可归结为求解一个二元一次方程组．方法二：由于β衰变对质量数无影响，可先由质量数的转变确定α衰变的次数，然后依据衰变规律确定β衰变的次数．3．对半衰期的理解(1)半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，对个别或少数原子核，无半衰期可言．(2)依据半衰期的概率，可总结出公式N余＝N原⎝⎛⎭⎪⎫12tτ，m余＝m原⎝⎛⎭⎪⎫12tτ.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，t表示衰变时间，τ表示半衰期．(3)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素打算的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关．[题组通关]1．(多选)(2022·全国卷Ⅰ)关于自然放射性，下列说法正确的是() 【导学号：96622228】A．全部元素都可能发生衰变B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透力量最强E．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线BCD自然界中绝大部分元素没有放射现象，选项A错误；放射性元素的半衰期只与原子核结构有关，与其他因素无关，选项B、C正确；α、β和γ三种射线电离力量依次减弱，穿透力量依次增加，选项D正确；原子核发生衰变时，不能同时发生α和β衰变，γ射线伴随这两种衰变产生，故选项E错误．2．(2021·北京高考)试验观看到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意图如图13-3-1所示，则()图13-3-1A．轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面对外B．轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面对外C．轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面对里D．轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面对里D依据动量守恒定律，原子核发生β衰变后产生的新核与电子的动量大小相等，设为p.依据q v B＝m v2r ，得轨道半径r＝m vqB＝pqB，故电子的轨迹半径较大，即轨迹1是电子的，轨迹2是新核的．依据左手定则，可知磁场方向垂直纸面对里．选项D正确．3．(1)(多选)232 90Th(钍)经过一系列α衰变和β衰变，变成208 82Pb(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个中子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(2)约里奥·居里夫妇因发觉人工放射性元素而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发觉的放射性元素3015P衰变成3014Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是________.3215P是3015P的同位素，被广泛应用于生物示踪技术，1 mg 3215P随时间衰变的关系如图13-3-2所示，请估算4 mg的3215P经多少天的衰变后还剩0.25 mg?图13-3-2【解析】(1)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＋4x90＝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．(2)写出衰变方程3015P→3014Si＋0＋1e，故这种粒子为0＋1e(正电子)，由m-t图知3215P的半衰期为14天，由m余＝m原⎝⎛⎭⎪⎫12tτ得0．25 mg＝4 mg×⎝⎛⎭⎪⎫12t14，故t＝56天．【答案】(1)ABD(2)正电子56天[名师微博]1．一个区分：静止的原子核在磁场中发生α衰变和β衰变时的轨迹不同，分别为相外切圆和相内切圆．2．两个结论：(1)原子核发生衰变时遵循电荷数守恒和质量数守恒．(2)每发生一次α衰变，原子核的质量数减小“4”，每发生一次β衰变，原子核的质子数增大“1”．[核心精讲]1．核反应的四种类型类型可控性核反应方程典例衰变α衰变自发238 92U→234 90Th＋42He β衰变自发234 90Th→234 91Pa＋0－1e人工转变人工把握147N＋42He→17 8O＋11H(卢瑟福发觉质子)42He＋94Be→12 6C＋10n(查德威克发觉中子)2713Al＋42He→3015P＋10n(约里奥·居里夫妇发觉放射性同位素，同时发觉正电子)3015P→3014Si＋0＋1e重核裂变比较简洁进行人工把握23592U＋10n→141 56Ba＋9236Kr＋310n23592U＋10n→136 54Xe＋9038Sr＋1010n轻核聚变很难把握21H＋31H→42He＋10n2.(1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础．如质子(11H)、中子(10n)，α粒子(42He)、β粒子(0－1e)、正电子(0＋1e)、氘核(21H)、氚核(31H)等．(2)把握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或推断某个核反应方程是否正确的依据，由于核反应不行逆，所以书写核反应方程式时只能用“―→”表示反应方向．[题组通关]4．(2021·北京高考)下列核反应方程中，属于α衰变的是() 【导学号：96622229】A.14 7N＋42He→17 8O＋11HB.238 92U→234 90Th＋42HeC.21H＋31H→42He＋10nD.234 90Th→234 91Pa＋0－1eBα衰变是放射性元素的原子核放出α粒子(42He)的核反应，选项B正确．5．(2022·全国丙卷)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→2814Si*B．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E．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度的方向全都ABE核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为p＋2713Al→2814Si*，说法A 正确．核反应过程中遵从动量守恒和能量守恒，说法B正确，说法C错误．核反应中发生质量亏损，生成物的质量小于反应物的质量之和，说法D错误．依据动量守恒定律有m p v p＝m Si v Si，碰撞后硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度方向全都，说法E正确．6．(1)(多选)关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有()A.238 92U→234 90Th＋42He是α衰变B.14 7N＋42He→17 8O＋11H 是β衰变C.21H＋31H→42He＋10n 是轻核聚变D.8234Se→8236Kr＋2 0－1e 是重核裂变(2)现有四个核反应：A.21H＋31H→42He＋10nB.235 92U＋10n→X＋8936Kr＋310nC.2411Na→2412Mg＋ 0－1eD.42He＋94Be→12 6C＋10n①________是发觉中子的核反应方程，________是争辩原子弹的基本核反应方程，________是争辩氢弹的基本核反应方程．②求B中X的质量数和中子数．【解析】(1)A为α衰变，B为原子核的人工转变，C为轻核聚变，D为β衰变，故A、C 正确．(2)①D为查德威克发觉中子的核反应方程；B是争辩原子弹的基本核反应方程；A是争辩氢弹的基本核反应方程．②X的质量数为：(235＋1)－(89＋3)＝144X的质子数为：92－36＝56X的中子数为：144－56＝88.【答案】(1)AC(2)①D B A②14488[名师微博]两点提示：1．核反应方程肯定满足质量数守恒和核电荷数守恒．2．在确定生成物是哪种元素时应先由核电荷数守恒确定生成物的核电荷数．[核心精讲]1．对质能方程的理解(1)肯定的能量和肯定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，即E＝mc2.方程的含义：物体具有的能量与它的质量之间存在简洁的正比关系，物体的能量增大，质量也增大；物体的能量削减，质量也削减．(2)核子在结合成原子核时消灭质量亏损Δm，其能量也要相应削减，即ΔE＝Δmc2.(3)原子核分解成核子时要吸取肯定的能量，相应的质量增加Δm，吸取的能量为ΔE＝Δmc2.2．核能的计算方法(1)依据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．(2)依据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV 的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．(3)依据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子比结合能×核子数．[师生共研]●考向1对原子核的结合能的理解(多选)关于原子核的结合能，下列说法正确的是()A．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B．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肯定大于原来重核的结合能C．铯原子核(133 55Cs)的结合能小于铅原子核(208 82Pb)的结合能D．比结合能越大，原子核越不稳定E．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ABC原子核分解成自由核子时，需要的最小能量就是原子核的结合能，选项A正确；重核衰变时释放能量，衰变产物更稳定，即衰变产物的比结合能更大，衰变前后核子数不变，所以衰变产物的结合能之和肯定大于原来重核的结合能，选项B正确；铯核的核子数比铅核的核子数少，其结合能也小，选项C正确；比结合能越大，原子核越稳定，选项D错误；自由核子组成原子核时，需放出能量，因此质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，选项E错误．●考向2核能的计算钚的放射性同位素23994Pu静止时衰变为铀核激发态235 92U*和α粒子，而铀核激发态235 92U*马上衰变为铀核23592U，并放出能量为0.097 MeV 的γ光子．已知：239 94Pu、235 92U和α粒子的质量分别为m Pu＝239.052 1 u、m U＝235.043 9 u和mα＝4.002 6 u,1 u c2＝931.5 MeV .(1)写出衰变方程；(2)已知衰变放出的光子的动量可忽视，求α粒子的动能．【规范解答】(1)衰变方程为23494Pu―→235 92U*＋42He，235 92U*―→235 92U＋γ.或两式合并为23994Pu―→235 92U＋42He＋γ.(2)上述衰变过程的质量亏损为Δm＝m Pu－m U－mα，由质能方程得ΔE＝Δmc2由能量守恒得ΔE＝E kU＋E kα＋Eγ设衰变后的铀核和α粒子的速度分别为v U和vα，则由动量守恒定律得m U v U＝mαvα又E kU＝12m U v 2U，E kα＝12mαv2α联立解得Eα＝m Um U＋mα[(m Pu－m U＋mα)c2－Eγ]，代入题给数据得Eα＝5.034 MeV.【答案】(1)23994Pu―→235 92U＋42He＋γ(2)5.034 MeV核能求解的思路方法1．应用质能方程解题的流程图：书写核反应方程→计算质量亏损Δm→利用ΔE＝Δmc2计算释放的核能2．在动量守恒方程中，各质量都可用质量数表示．3．核反应遵守动量守恒和能量守恒定律，因此我们可以结合动量守恒和能量守恒定律来计算核能．[题组通关]7．恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，核反应方程为42He＋42He→84Be ＋γ.以下说法正确的是()A．该核反应为裂变反应B．热核反应中有质量亏损，会放出巨大能量C．由于核反应中质量数守恒，所以质量也是守恒的D．任意原子核内的质子数和中子数总是相等的B该核反应为聚变反应，故A错误；核反应中的裂变和聚变，都会有质量亏损，都会放出巨大的能量，故B正确；核反应中质量数守恒，质量不守恒，故C错误；原子中原子核内的质子数和中子数不肯定相等，有的原子中相等，有的原子中不相等，有的原子没有中子，例如氢原子核内有一个质子，没有中子，故D错误．8．(2022·北京高考)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)c2C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．。
《第十三章 原子结构》试卷及答案_高中物理选择性必修第三册_沪科版_2024-2025学年
《第十三章原子结构》试卷(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、下列关于原子结构的描述中，正确的是：A、原子是由原子核和核外电子构成的，原子核带正电荷。
B、原子核是由质子和中子组成的，质子带负电荷，中子不带电荷。
C、原子核的体积比整个原子的体积大得多。
D、原子核内的质子数等于核外电子数。
2、下列关于玻尔理论的描述中，错误的是：A、玻尔理论提出了量子化的轨道，电子在这些轨道上运动时不会辐射能量。
B、玻尔理论认为电子在量子化轨道上运动时，其能量是量子化的。
C、玻尔理论预言了氢原子的光谱线。
D、玻尔理论成功地解释了所有原子的结构。
3、下列关于原子核的说法中正确的是（）A、原子核是由电子和质子组成的。
B、原子核的质量数与核外电子数相同。
C、原子核外的正电荷数等于核内的质子数。
D、原子核带正电，因为其中存在质子和中子。
4、关于原子半径的描述，下列叙述正确的是（）A、原子半径通常定义为原子核中心到最外层电子轨道的距离。
B、原子半径随原子序数的增加而递增。
C、同一周期中，原子半径从左到右逐渐增大。
D、同一主族中，原子半径从上到下逐渐增大。
5、根据玻尔理论，氢原子电子在第n轨道上的轨道半径是：A、与n的平方成正比B、与n的三次方成正比C、与n的平方根成正比D、与n的平方成反比6、下列关于Beta衰变的说法中，正确的是：A、Beta衰变是原子核内一个质子转变为一个中子同时释放出一个正电子B、Beta衰变是原子核内一个质子转变为一个中子同时释放出一个负电子C、Beta衰变是原子核内一个中子转变为一个质子同时释放出一个质子D、Beta衰变是原子核内一个中子转变为一个质子同时释放出一个负电子7、以下关于原子结构的描述，正确的是：A. 原子核由质子和中子组成，电子在核外空间高速运动。
B. 原子核的体积比原子大很多，电子云几乎占据了整个原子的空间。
C. 原子的化学性质主要取决于原子核的组成。
高考物理一轮复习 专题十三 原子物理精练
取夺市安慰阳光实验学校专题十三原子物理一、选择题(共16小题,96分)1.[2020江西七校联考]下列关于近代物理学的说法正确的是()A.光电效应现象揭示了光具有波动性B.氡的半衰期为3.8天,若取4个氡原子核,经过7.6天后一定剩下1个氡原子核C.卢瑟福通过α粒子散射实验证实了原子核由质子和中子组成D.一群氢原子从n=4的激发态跃迁时,最多能辐射出6种不同频率的光子2.氢原子能级图如图所示,用光子能量为E1的光照射一群处于基态的氢原子,可以看到三条光谱线,用光子能量为E2的光照射该群处于基态的氢原子,可以看到六条光谱线,则下列说法正确的是()A.E2=2E1B.E2>2E1C.E1<E2<2E1D.E1<12 eV3.图示为氢原子能级图以及氢原子从n=3、4、5、6能级跃迁到n=2能级时辐射的四条光谱线,已知氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时辐射光子的波长为656 nm,下列叙述不正确的有()A.四条谱线中频率最大的是HδB.用633 nm的光照射能使氢原子从n=2能级跃迁到n=3能级C.一群处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时,最多产生3种谱线D.如果用能量为10.3 eV的电子轰击,可以使基态的氢原子受激发4.[多选]自然界存在的放射性元素的原子核并非只发生一次衰变就达到稳定状态,而是要发生一系列连续的衰变,最终达到稳定状态.如90232Th经过一系列α衰变和β衰变后变成了82208Pb,已知90232Th、α粒子、β粒子、82208Pb的质量分别为m1、m2、m3、m4,已知90232Th的半衰期是T,光速为c.下列说法正确的是()A.8个90232Th经过2T时间后还剩2个B.从90232Th到82208Pb共发生6次α衰变和4次β衰变C.衰变过程中释放出的α射线的穿透能力比β射线的弱D.一个90232Th衰变成82208Pb释放的核能为(m1-m2-m3-m4)c25.[多选]氢原子光谱如图甲所示,图中给出了谱线对应的波长,玻尔的氢原子能级图如图乙所示.已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s,可见光的频率范围约为4.2×1014 Hz~7.8×1014 Hz,则()A.Hα谱线对应光子的能量小于Hδ谱线对应光子的能量B.图甲所示Hα、Hβ、Hγ、Hδ四种光均属于可见光范畴C.Hβ对应光子的能量约为10.2 eVD.Hα谱线对应的跃迁是从n=3能级到n=2能级6.[多选],全球核能峰会(GNIS)在伦敦举行,探讨新能源时代全球背景下,新核电面对的新挑战与新机遇.下列说法正确的是( )A.放射性同位素的半衰期与地震、风力等外部环境有关B.90234Th发生β衰变后,新核与原来的原子核相比,中子数减少C.铀核(92238U)衰变为铅核(82206Pb)要经过8次α衰变和6次β衰变D.一块纯净的由放射性元素组成的矿石经过一个半衰期以后它的总质量仅剩下一半7.[多选]如图所示为用光电管研究光电效应实验的示意图,现用频率为ν1的光照射阴极K,电流表中有电流通过,电路中的滑动变阻器的滑动触头为P.下列说法正确的是( )A .当P 移动到a 端时,电流表中仍有电流通过B .当P 向b 端滑动时,电流表示数可能不变C .改用频率小于ν1的光照射,电流表中一定有电流通过D .改用频率大于ν1的光照射,电流表中可能无电流通过8.[多选]太阳内部不断地进行着大量的核反应,12H +13H→ 24He +X +ΔE 是其中的核反应之一,ΔE 为核反应过程释放的能量.已知 12H 的比结合能为1.09 MeV ,13H 的比结合能为2.78 MeV ,24He 的比结合能为7.03 MeV ,则下列说法正确的是( ) A .X 是中子 B .该核反应为α衰变C .ΔE=3.16 MeVD .24He 比 13H 、12H 更稳定9.[多选]关于原子和原子核,下列说法正确的是( ) A.原子核的比结合能越大,原子核越稳定B .92235U 的裂变方程为92235U →56144Ba +3689Kr+201nC.原子核内的弱相互作用是引起原子核β衰变的原因D.如果能稳定地输出聚变能,世界上将不再有“能源危机”10.[多选]图示为由μ子与质子构成的μ氢原子的能级示意图.假如一个能量为123 eV 的光子被一个处于n=3能级的μ氢原子吸收,μ氢原子吸收光子或放出光子遵循玻尔原子理论,下列说法正确的是( ) A.该μ氢原子最多会放出3种不同频率的光子B.该μ氢原子不可能放出能量为123 eV 的光子C.该μ氢原子可能放出能量为1 897.2 eV 的光子D.该μ氢原子可能放出能量最大为2 311.5 eV 的光子 11.[多选]下列关于衰变的说法正确的是( )A.因为衰变过程中原子核的质量数守恒,所以不会出现质量亏损B.β衰变的实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子 C .92238U 衰变为86222Rn 要经过4次α衰变,2次β衰变D.已知镤231的半衰期为27天,则10个镤231经过27天后一定还剩下5个 12.[多选]下列说法正确的是( )A.戴维孙和G.P.汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射的实验,从而证实了实物粒子的波动性B.贝可勒尔通过对天然放射现象的研究发现了原子的核式结构C.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的 D .把放射性元素密封于铅盒中可减缓放射性元素的衰变 13.[多选]核子平均质量(原子核的质量除以核子数)随原子序数的变化规律如图所示,则下列说法正确的是( )A.此变化规律是卢瑟福在α粒子散射实验中发现的B.由此变化规律可知,图中原子核G 的比结合能最大C.原子核F 裂变成原子核D 和E 的过程要吸收能量D.原子核A 和B 聚变成原子核C 要放出核能14.[多选]研究光电效应实验的电路图如图甲所示,光电流与电压的关系如图乙所示.则下列说法正确的是( )A.由图乙可知,c 光的频率大于b 光的频率B.若将a 光换成c 光来照射阴极,阴极材料的逸出功将减小C.若把滑动变阻器的滑片向右滑动,光电流一定增大D.a 、b 是同一种入射光,且a 的强度大于b 的15.[2019浙江杭州二模,多选]小宇同学参加学校的科技嘉年华活动,设计了一个光电烟雾探测器.如图甲所示,S 为光源,射出光束,当有烟雾进入探测器时,如图乙所示,来自S 的光会被烟雾散射进入光电管C ,当光射到光电管中的钠表面时会产生光电流,当光电流大于10-8A 时,便会触发系统.已知钠的极限频率为6.00×1014Hz,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,光速c=3×108m/s,则下列说法正确的是( )A.要使该探测器正常工作,光源S 发出的光的波长不能小于0.5 μmB.金属钠的最小逸出功为4 eVC.光源S 发出的光能使光电管发生光电效应,那么光越强,光电烟雾探测器灵敏度越高D.若射向光电管C 的光子有5%会产生光电子,当系统时,每秒射向光电管C 中的钠表面的光子最少数目N=1.25×1012个16.[2019湖北武汉5月模拟,多选]2760Co 衰变的核反应方程为2760Co→2860Ni +-1 0e,其半衰期为5.27年.已知 2760Co 、2860Ni 、-1 0e 的质量分别为m 1、m 2、m 3,光速为c ,下列说法错误的是( )A.该核反应中释放的能量为(m 2+m 3-m 1)c 2B.该核反应中释放出的γ射线的穿透本领比β射线强C.若有16个 2760Co,经过5.27年后一定只剩下8个 2760CoD.β粒子是 2760Co 核外的电子电离形成的 二、非选择题(共1小题,4分)17.光电效应实验中,用波长为λ0的单色光A 照射某金属板时,刚好有光电子从金属表面逸出.当用波长为λ02的单色光B 照射该金属板时,求光电子的最大初动能及A 、B 两种光子的动量之比.(已知普朗克常量为h 、光速为c )1.D 光电效应现象用波动说无法解释,而光子说可以完美解释,因此光电效应现象是光具有粒子性的有力证明,A 项错误;半衰期是大量放射性原子核发生衰变的统计规律,四个氡核的衰变不满足该规律,B 项错误;α粒子散射实验证实了原子的核式结构,C 项错误;大量处于n=4能级的激发态氢原子跃迁时,辐射光子种类最多为C 42=6种,D 项正确.2.C 大量氢原子从高能级向低能级跃迁时,发光的谱线数N=λ(λ-1)2,当N=3时,n=3,E 1=-1.51 eV -(-13.6 eV)=12.09 eV,当N=6时,n=4,E 2=-0.85 eV -(-13.6 eV)=12.75 eV,只有C 正确.3.B 频率最大的光子对应的能量最大,即跃迁时能量差最大,故氢原子从n=6能级跃迁到n=2能级时辐射光子的频率最大,选项A 正确;在氢原子跃迁过程中,吸收光子的能量应刚好等于两能级的能量差,波长为633 nm 的光子能量E=h λλ=1.96 eV,大于n=2能级与n=3能级之间的能量差,选项B 错误;一群处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时,可以是3→2、2→1或者是3→1,即有三种频率不同的谱线,选项C 正确;如果用10.3 eV 的电子轰击,基态氢原子吸收部分能量而受激发,选项D 正确.综上,本题应选B .4.BC 半衰期是一个宏观统计的物理量,原子核数量比较少时不适用,A 错误;从90232Th 变成82208Pb,质量数减少了24,可知发生了6次α衰变,再根据电荷数的变化,可知发生了4次β衰变,B 正确;α射线的穿透能力比β射线的弱,C 正确;一个90232Th 衰变成82208Pb 释放的核能为(m 1-6m 2-4m 3-m 4)c 2,D 错误.5.ABD 由氢原子光谱可知,H α谱线波长λ最长,对应的频率ν最低,由光子能量公式E=hν可知,光子能量最小,A 正确;由电磁波谱可知,图甲所示的H α、H β、H γ、H δ四种光均属于可见光范畴,B 正确;由E=λλλ可知,H β对应光子的能量E β=2.55 eV,C 错误;H α谱线对应的光子能量为E α=1.89 eV,根据玻尔理论,对应的跃迁是从n=3能级跃迁到n=2能级,D 正确.综上,本题应选B .6.BC 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,A 错误;β衰变的实质在于核内的一个中子转化为一个质子和一个电子,故新核的中子数减少,B 正确;衰变过程中电荷数减少10,质量数减少32,由质量数守恒知经过8次α衰变,再由电荷数守恒知经过6次β衰变,C 正确;一块纯净的由放射性元素组成的矿石经过一个半衰期后,有一半质量的原子核发生衰变,产生新核,所以剩下的总质量大于原质量的一半,D 错误.7.AB 当P 移动到a 端时,由于光电效应,依然有光电流产生,电流表中仍有电流通过,A 正确;当滑动触头向b 端滑动时,U AK 增大,阳极A 吸收光电子的能力增强,光电流会增大,当射出的所有光电子都能到达阳极A 时,光电流达到最大,即饱和电流,若在滑动P 前,光电流已经达到饱和电流,当P 向b 端滑动的过程中,电流表示数不变,B 正确;因为不知道阴极K 的截止频率,所以改用频率小于ν1的光照射,不一定能发生光电效应,电流表中不一定有电流通过,C 错误;改用频率大于ν1的光照射时,依然能够发生光电效应,电流表中一定有电流通过,D 错误.8.AD 根据质量数守恒和电荷数守恒可知,核反应方程 12H+ 13H→ 24He +X +ΔE中的X 是中子,该核反应属于核聚变,A 正确,B 错误;核反应中释放的能量为ΔE=7.03 MeV ×4-1.09 MeV ×2-2.78 MeV ×3=17.6 MeV,C 错误;由题可知,24He 的比结合能比13H、12H 的比结合能大,因此 24He 比 13H 、12H 更稳定,D 正确.9.ACD 原子核的比结合能越大,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定,A 正确;92235U 的裂变方程为92235U +01n→56144Ba+ 3689Kr+301n,两边的中子不能抵消,B 错误;原子核内的弱相互作用是短程力,是引起原子核β衰变的原因,即引起原子核内的中子转化为质子和电子,C 正确;一旦能够稳定地输出聚变能,世界上将不再有“能源危机”,D 正确.10.AC 一个能量为123 eV 的光子被一个处于n=3能级的μ氢原子吸收后,μ氢原子处于n=4能级,最多会放出3种不同频率的光子,A 正确;μ氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级时,会放出能量为123 eV 的光子,B 错误;μ氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级时,放出的光子能量为-632.4 eV-(-2 529.6 eV)=1 897.2 eV,C 正确;μ氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级时,放出的光子能量最大,为-158.1 eV-(-2 529.6 eV)=2 371.5 eV,D 错误.11.BC 衰变过程要释放能量,故会出现质量亏损,A 错误.β衰变的实质是中子转变成了一个质子和一个电子,B 正确.92238U 衰变为86222Rn 要经过(238-2224)4次α衰变,(4×2-92+86)2次β衰变,C 正确.半衰期是大量原子核发生衰变时的统计规律,对于少量原子核不成立,所以D 错误.12.AC 戴维孙和G.P.汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射的实验,从而证实了实物粒子的波动性,A 正确.卢瑟福提出了原子的核式结构模型,B 错误.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的,C 正确.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D 错误.13.BD α粒子散射实验揭示了原子核的存在,此实验没有研究原子核内部问题,选项A 错误;由题图可知,原子核G 两侧的原子核聚变或裂变成原子核G 时均有质量亏损,故原子核G 最稳定,比结合能最大,选项B 正确;原子核F 裂变成原子核D 和E 的过程,质量有亏损,要放出核能,选项C 错误;原子核A 和B 聚变成原子核C,质量有亏损,要放出核能,选项D 正确.14.AD 由E k =hν-W 0、E k =eU c 可知,遏止电压越大,最大初动能越大,故c 光的频率大于b 光的频率,A 正确;逸出功只由金属本身决定,与入射光频率无关,B 错误;滑动变阻器的滑片向右滑动,光电流可能增大,也可能已达到饱和电流而不变,C 错误;遏止电压相同,说明最大初动能相同,即入射光频率相同,但饱和电流不同,说明入射光强度不同,饱和电流越大,入射光强度越大,D 正确.15.CD 光源S 发出的光最大波长λmax =λλc =3×1086.00×1014 m =5×10-7m =0.5 μm,则要使该探测器正常工作,光源S 发出的光的波长不能大于0.5 μm,故A 错误;由于钠的极限频率为6.00×1014Hz,根据W 0=hνc =6.63×10-34×6.00×10141.6×10-19eV=2.5 eV,故B 错误;光源S 发出的光能使光电管发生光电效应,那么光越强,被烟雾散射进入光电管C 的光子越多,越容易探测到烟雾,即光电烟雾探测器灵敏度越高,故C 正确;光电流等于10-8A 时,每秒产生的光电子的个数n=λλλ=10-8×11.6×10-19个=6.25×1010个,每秒射向光电管C 中的钠表面的光子最少数目N=λ5%=6.25×10105%个=1.25×1012个,故D正确.16.ACD 由ΔE=Δmc 2可知,该核反应中释放的能量为(m 1-m 2-m 3)c 2,A 错误;衰变核反应中释放出的γ射线的穿透本领最强,β射线次之,α射线最弱,B 正确;半衰期是对大量原子核衰变行为的统计预测,不是粒子的个别行为,C 错误;衰变是原子核内发生的反应,D 错误.17.解析:由题知,金属板的逸出功为W 0=hν0=λλλ0(1分) 当用波长为λ02的单色光B 照射该金属板时,根据爱因斯坦光电效应方程得光电子的最大初动能E k =h λλ02-W 0=λλλ0(2分) 根据p=λλ得A 、B 两种光子的动量之比为 p A ∶p B =λ02∶λ0=1∶2.(1分)。
高三物理一轮复习选考部分第13章动量光电效应核能第3节核反应和核能练考题随堂自测
第3节 核反应和核能1．(多选)(2015·广东高考)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→42He ＋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．2．(多选)(2017·襄阳模拟)下列说法正确的是( )【导学号：96622230】A ．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应B ．用加热、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期C ．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为该束光的波长太短D ．铀核(235 92U)衰变为铅核(207 82Pb)的过程中，要经过7次α衰变和4次β衰变BD 太阳辐射的能量主要来自于太阳内部的核聚变，选项A 错误；加热、加压或改变化学状态均不影响元素的半衰期，选项B 正确；一束光照射到金属上，不能发生光电效应，是由于该光的频率小，即光的波长太长，选项C 错误；根据质量数和电荷数守恒可知235 92U→207 82Pb ＋742He ＋4 0－1e ，选项D 正确．3．(2015·福建高考)下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是( )A ．γ射线是高速运动的电子流B ．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C ．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D.210 83Bi 的半衰期是5天，100克210 83Bi 经过10天后还剩下50克B β射线是高速电子流，而γ射线是一种电磁波，选项A 错误；氢原子辐射光子后，绕核运动的电子距核更近，动能增大，选项B 正确；太阳辐射能量的主要来源是太阳内部轻核的聚变，选项C 错误；10天为两个半衰期，剩余的210 83Bi 为100×⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τg ＝100×⎝ ⎛⎭⎪⎫122g ＝25 g ，选项D 错误．4．(2016·全国甲卷)在下列描述核过程的方程中，属于α衰变的是________，属于β衰变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是________．(填正确答案标号)A.146C→147N＋0－1eB.3215P→3216S＋0－1eC.238 92U→234 90Th＋42HeD.147N＋42He→178O＋11HE.235 92U＋10n→140 54Xe＋9438Sr＋210nF.31H＋21H→42He＋10n【解析】α衰变是一种元素衰变成另一种元素过程中释放出α粒子的现象，选项C 为α衰变；β衰变为衰变过程中释放出β粒子的现象，选项A、B均为β衰变；重核裂变是质量较大的核变成质量较小的核的过程，选项E是常见的一种裂变；聚变是两个较轻的核聚合成质量较大的核的过程，选项F是典型的核聚变过程．【答案】 C AB E F5．某些建筑材料可产生放射性气体——氡，氡可以发生α或β衰变，如果人长期生活在氡浓度过高的环境中，那么，氡经过人的呼吸道沉积在肺部，并放出大量的射线，从而危害人体健康．原来静止的氡核(222 86Rn)发生一次α衰变生成新核钋(Po)，并放出一个能量为E0＝0.09 MeV的光子．已知放出的α粒子动能为Eα＝5.55 MeV；忽略放出光子的动量，但考虑其能量；1 u＝931.5 MeV/c2.(1)写出衰变的核反应方程；(2)衰变过程中总的质量亏损为多少？(保留三位有效数字)【解析】(1)衰变方程为：222 86Rn→218 84Po＋42He＋γ.(2)忽略放出光子的动量，根据动量守恒定律，0＝pα＋p Po即新核钋(Po)的动量与α粒子的动量大小相等，又E k＝p22m ，可求出新核钋(Po)的动能为E Po＝4218Eα，由题意，质量亏损对应的能量以光子的能量和新核、α粒子动能形式出现，衰变时释放出的总能量为ΔE＝Eα＋E Po＋E0＝Δmc2故衰变过程中总的质量亏损是Δm＝0.006 16 u.【答案】(1)222 86Rn→218 84Po＋42He＋γ(2)0.006 16 u。
2018版高考一轮总复习物理模拟演练第13章 原子结构 原子核13-1原子结构 氢原子光谱含答案
时间：45分钟满分：100分一、选择题(本题共11小题，每小题7分，共77分。
其中1～6为单选，7~11为多选）1．关于玻尔的原子模型，下述说法中正确的有（)A．它彻底否定了卢瑟福的核式结构学说B．它发展了卢瑟福的核式结构学说C．它完全抛弃了经典的电磁理论D．原子可以处于连续的能量状态中答案B解析玻尔首先把普朗克的量子假说推广到原子内部的能量，解决了卢瑟福原子模型在稳定性方面的困难，所以A、D错误,B正确;玻尔理论不足之处在于保留了经典粒子的观念，仍然把电子运动看作经典力学的轨道运动，故C错误。
2．许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱的研究是探索原子结构的一条重要途径。
关于氢原子光谱、氢原子能级和氢原子核外电子的运动,下列说法中正确的是（）A．氢原子巴尔末线系谱线是包含从红外到紫外的线状谱B．氢原子光谱的不连续性，表明氢原子的能级是不连续的C．氢原子处于不同能级时,电子在各处的概率是相同的D．氢光谱管内气体导电发光是热辐射现象答案B解析氢原子巴尔末线系谱线是包含从可见光到紫外线的线状谱，选项A错误;氢原子光谱的不连续性，表明氢原子的能级是不连续的，选项B正确；氢原子处于不同能级时，电子在各处的概率是不同的,选项C错误;氢光谱管内气体导电发光是高压放电现象，选项D错误.3．如图所示，是氢原子四个能级的示意图。
当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级时，辐射出光子a。
当氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出光子b。
则以下判断正确的是（)A．光子a的能量大于光子b的能量B．光子a的频率大于光子b的频率C．光子a的波长大于光子b的波长D．在真空中光子a的传播速度大于光子b的传播速度答案C解析E a＝E4－E3＝0.66 eV，E b＝E3－E2＝1。
89 eV，E a<E b，选项A错误；根据E＝hν可得ν＝E/h，因为E a〈E b,所以νa〈νb，选项B错误；根据λ＝c/ν,νa<νb，可得λa>λb，选项C正确；在真空中光子的传播速度相同，均是3×108 m/s，选项D错误。
2020届高三高考物理一轮复习专题强化练习卷：原子物理
原子物理A级一、选择题(每小题6分,共48分)1.根据所给图片结合课本相关知识,下列说法正确的是()A.图甲是电子束穿过铝箔后的衍射图样,证明电子具有粒子性B.图乙是利用不同气体制成的五颜六色的霓虹灯,原因是各种气体原子的能级不同,跃迁时发射光子的能量不同,光子的频率不同C.图丙是工业上使用的用射线检测金属板厚度的装置,在α、β、γ三种射线中,最有可能使用的射线是β射线D.图丁是原子核的比结合能与质量数A的关系图象,由图可知中等大小的核的比结合能最大,即(核反应中)平均每个核子的质量亏损最小2.铀核裂变的产物是多样的,一种典型的铀核裂变的核反应方程是U n→X Kr+n,则下列叙述正确的是()A.X原子核中含有86个中子B.X原子核中含有144个核子C.因为裂变时释放能量,出现质量亏损,所以裂变后的总质量数减少D.因为裂变时释放能量,出现质量亏损,所以裂变后的总质量数增加3.[多选]如图所示,用a、b两种不同频率的光分别照射同一金属板,发现当a光照射时验电器的指针偏转,b光照射时验电器的指针未偏转,以下说法正确的是()A.增大a光的强度,验电器的指针偏角一定减小B.a光照射金属板时验电器的金属小球带负电C.a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长D.若a光是氢原子从n=4的能级向n=1的能级跃迁时产生的,则b光可能是氢原子从n=5的能级向n=2的能级跃迁时产生的4.下列四幅图涉及不同的物理知识,其中说法正确的是()图甲图乙图丙图丁A.图甲中,卢瑟福通过分析α粒子散射实验数据,发现了质子和中子B.图乙中,在光颜色保持不变的情况下,入射光越强,饱和光电流越大C.图丙中,射线甲由电子组成,射线乙为电磁波,射线丙由α粒子组成D.图丁中,链式反应属于轻核裂变5.下列说法正确的是()A.只要照射到金属表面上的光足够强,金属就一定会发出光电子B He N O H是卢瑟福发现质子的核反应方程C.放射性物质的半衰期不会随温度的升高而变短D.一个处于n=4能级的氢原子,最多可辐射出6种不同频率的光子6.如图所示为氢原子的能级图,以下判断正确的是()A.处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的光子B.欲使处于基态的氢原子被激发,可用12.09 eV的光子照射C.当氢原子从n=5能级跃迁到n=3能级时,要吸收光子D.用从n=2能级跃迁到n=1能级的氢原子辐射出的光照射金属铂(逸出功为6.34 eV)时不能发生光电效应7.物理学家通过对现象的深入观察和研究,获得正确的科学认知,推动了物理学的发展.下列说法正确的是()A.卢瑟福通过对阴极射线的研究,提出了原子的核式结构模型B.爱因斯坦通过对光电效应的研究,揭示了光具有波粒二象性C.玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律D.德布罗意提出微观粒子动量越大,其对应的波长越长8.下列关于近代物理知识的说法中,正确的是()A.所有元素都可能发生衰变B.太阳辐射的能量来自太阳内部的核裂变反应C.可利用γ射线对某些金属棒进行探伤检测D.β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流二、非选择题(共12分)9.[4分]放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时,往往会同时伴随辐射.已知A、B两种放射性元素的半衰期分别为T1和T2,经过t=T1·T2时间后测得这两种放射性元素的质量相等,那么它们原来的质量之比m A:m B=.10.[8分]一个静止的铀核U(原子质量为232.037 2 u)放出一个α粒子(原子质量为4.002 6 u)后衰变成钍核Th(原子质量为228.028 7 u).(已知:原子质量单位1 u=1.67×10-27 kg,1 u相当于931 MeV)(1)写出核衰变反应方程;(2)算出该核衰变反应中释放出的核能;(3)假设反应中释放出的核能全部转化为钍核和α粒子的动能,则钍核获得的动能有多大?B级一、选择题(每小题6分,共48分)1.下列说法中错误的是 ()A.大如太阳、地球等这些宏观的运动物体也具有波动性,这种波是物质波B.光子与物质微粒发生相互作用时,不仅遵循能量守恒,还遵循动量守恒C.光子与光电子是同一种粒子,它们对应的波也都是概率波D.核力是一种相互作用力,热核反应中库仑力做功与核力做功相比能忽略2.下列叙述中符合史实的是()A.玻尔理论很好地解释了氢原子的光谱B.汤姆孙发现了电子,提出了原子具有核式结构C.卢瑟福根据α粒子散射实验的现象,提出了原子的能级假设D.贝可勒尔发现了天然放射现象,并提出了原子的核式结构模型3.如图所示,当一束一定强度某一频率的黄光照射到光电管阴极K上时,滑片P处于A、B中点,电流表中有电流通过,则()A.若将滑片P向B端移动,电流表读数有可能不变B.若将滑片P向A端移动,电流表读数一定增大C.若用红外线照射阴极K,电流表中一定没有电流通过D.若用一束强度相同的紫外线照射阴极K,电流表读数不变4.碳14可以用来作示踪剂标记化合物,也常在考古学中测定生物死亡年代,在匀强电场中有一个初速度可以忽略的放射性碳14原子核,它所放射的粒子与反冲核经过相等的时间所形成的径迹如图所示,a、b均表示长度,那么碳14的衰变方程可能为()A C He BeBC e B C C e ND C H B5.实验得到金属钙的光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系如图所示.下表中列出了几种金属的截止频率和逸出功,参照下表可以确定的是()A.如用金属钨做实验得到的E k-ν图线也是一条直线,其斜率比图中直线的斜率大B.如用金属钠做实验得到的E k-ν图线也是一条直线,其斜率比图中直线的斜率大C.如用金属钠做实验得到的E k-ν图线也是一条直线,设其延长线与纵轴交点的坐标为(0,-E k2),则E k2<E k1D.如用金属钨做实验,当入射光的频率ν<νc时,可能会有光电子逸出6.如图为氢原子的能级示意图,大量氢原子从量子数为n的能级向较低能级跃迁时辐射出光子,现利用这些光照射逸出功为4.54 eV的金属钨,其中只有两种频率的光a、b能使金属钨发生光电效应,a光的频率较高,则下列选项正确的是()A.氢原子从n=3能级向低能级跃迁B.氢原子从n=4能级向低能级跃迁C.用a光照射放射性元素Po,其半衰期变小D.金属钨逸出光电子的最大初动能为5.66 eV7.静止的氡核Rn放出α粒子后变成钋核Po,α粒子动能为Eα.若衰变放出的能量全部变为反冲核和α粒子的动能,真空中的光速为c,则该反应中的质量亏损为()A.·B.0C.·D.·8.[多选]地球的年龄到底有多大,科学家利用天然放射性元素的衰变规律,通过对目前发现最古老的岩石中铀和铅含量来推算.测得该岩石中现含有的铀是岩石形成初期时(岩石形成初期时不含铅)的一半,铀238衰变后形成铅206,铀238的相对含量随时间变化的规律如图所示,图中N为铀238的原子数,N0为铀和铅的总原子数.由此可以判断下列选项正确的是()A.铀238的半衰期为90亿年B.地球的年龄大约为45亿年C.被测定的古老岩石样品在90亿年时的铀、铅原子数之比约为1:4D.被测定的古老岩石样品在90亿年时的铀、铅原子数之比约为1:3二、非选择题(共21分)9.[9分]铀核裂变有多种形式,其中一种的核反应方程是n Ba Kr+n.(1)试计算一个铀235原子核裂变后释放的能量.U、Ba、Kr n的质量分别为235.043 9 u、140.913 9 u、91.897 3 u、1.008 7 u,1 u相当于931 MeV)(2)1 kg铀235原子核发生上述裂变时能放出多少核能?它相当于完全燃烧多少煤释放的能量?(煤的热值为2.94×107 J/kg)(3)一座发电能力为P=1.00×106 kW的核电站,核能转化为电能的效率为η=40%.假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应,所用铀矿石中铀235的含量为4%,则该核电站一年消耗铀矿石多少吨?10.[12分]太阳现正处于主序星演化阶段.它主要是由电子和H He等原子核组成.维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应,核反应方程是2e+H He+释放的核能,这些核能最后转化为辐射能.根据目前关于恒星演化的理论,若由于聚变反应而使太阳中的H核数目从现有数减少10%,太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段.为了简化,假定目前太阳全部由电子和H核组成.(1)为了研究太阳演化进程,需知道目前太阳的质量M.已知地球半径R=6.4×106 m,地球质量m=6.0×1024 kg,日地中心的距离r=1.5×1011 m,地球表面处的重力加速度g=10 m/s2,1年约为3.2×107秒,试估算目前太阳的质量M.(2)已知质子质量m p=1.672 6×10-27 kg He质量mα=6.645 8×10-27 kg,电子质量m e=0.9×10-30 kg,光速c=3×108 m/s.求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能.(3)又知地球上与太阳垂直的每平方米截面上,每秒通过的太阳辐射能w=1.35×103 W/m2.试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命.(估算结果保留一位有效数字)答案A级1.B题图甲是电子束穿过铝箔后的衍射图样,证明电子具有波动性,选项A错误;题图乙是利用不同气体制成的五颜六色的霓虹灯,原因是各种气体原子的能级不同,跃迁时发射光子的能量不同,光子的频率不同,选项B正确;题图丙是工业上使用的用射线检测金属板厚度的装置,在α、β、γ三种射线中,由于γ射线穿透能力最强,所以最有可能使用的射线是γ射线,选项C错误;题图丁是原子核的比结合能与质量数A的关系图象,可知中等大小的核的比结合能最大,即在核子结合成原子核时平均每个核子释放的能量最大,平均每个核子的质量亏损最大,选项D错误.2.B质子与中子都是核子,核反应方程遵循质量数守恒及电荷数守恒.反应前核子数为236,反应后已知产物核子数为92.故X原子核中含有的核子数为236-92=144,B正确.核反应前后电荷数守恒,反应前电荷数为92,反应后已知产物电荷数为36.故X原子核中含有的电荷数为92-36=56,X原子核中含有的核子数为144,所以X原子核中含有的中子数为144-56=88,A错误.裂变时出现质量亏损,但总质量数守恒,C、D错误.3.CD增大a光的强度,从金属板飞出的光电子增多,金属板带电荷量增大,验电器的指针偏角一定增大,选项A错误;a 光照射金属板时,光电子从金属板飞出,金属板带正电,验电器的金属小球带正电,选项B错误;经分析,a光在真空中的频率大于b光在真空中的频率,故a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长,选项C正确;氢原子跃迁,因为|E4-E1|>|E5-E2|,故选项D正确.4.B题图乙中,在光颜色保持不变的情况下,入射光越强,则相同时间内发出的光电子数目越多,因此饱和光电流越大,故B正确.题图甲中,卢瑟福通过分析α粒子散射实验数据,提出原子的核式结构模型,故A错误.题图丙中,结合左手定则可知,射线甲带正电,即α射线,由α粒子组成;射线丙带负电,由电子组成,故C错误.题图丁中的链式反应是一个重核变为两个轻核,为重核的裂变,故D错误.5.C光电效应的产生条件是入射光的频率大于金属的极限频率,与入射光的强度无关,A错误He N O+H 是卢瑟福发现质子的核反应方程,B错误;放射性物质的半衰期与物质的状态、所处的环境等无关,C正确;一个处于n=4能级的氢原子会自发地向低能级跃迁,跃迁时最多能发出3个光子,即从n=4能级跃迁到n=3能级发出的光子,从n=3能级跃迁到n=2能级发出的光子,从n=2能级跃迁到n=1能级发出的光子,D错误.6.B根据玻尔理论,处于n=3能级的氢原子只可以吸收能量值等于某两个能级之差的光子,选项A错误;n=1能级与n=3能级的能量之差ΔE=-1.51 eV-(-13.6 eV)=12.09 eV,用12.09 eV的光子照射,根据玻尔理论,可以使处于基态的氢原子被激发,选项B正确;氢原子从高能级跃迁到低能级时辐射出光子,选项C错误;从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子的能量E=E2-E1=-3.4 eV-(-13.6) eV=10.2 eV,大于金属铂的逸出功6.34 eV,根据金属发生光电效应的条件(入射光光子的能量大于金属的逸出功)知,可以发生光电效应,选项D错误.7.C卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子核式结构模型,A项错误;爱因斯坦通过对光电效应的研究,揭示了光具有粒子性,B项错误;玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律,C项正确;德布罗意波长公式λ=,可知微观粒子动量越大,其对应的波长越短,D项错误.8.C有些元素的原子核不稳定,可以自发地衰变,但不是所有元素都可能发生衰变,A错误;太阳辐射的能量来自太阳内部的核聚变反应,B错误;γ射线的实质是一种电磁波,所以可利用γ射线对某些金属棒进行探伤检测,C正确;β射线为原子核内的中子转化为质子时生成的电子,D错误.9.γ:解析:放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时,往往以γ光子的形式释放能量,即伴随γ辐射.根据半衰期的定义,经过t=T1·T2时间后剩下的放射性元素的质量相同,则=,故m A:m B=:10.(1U Th He(2)5.49 MeV(3)0.09 MeV解析:(1)核衰变反应方程U Th He(2)亏损的质量Δm=m U-(m Th+mα)=0.005 9 u释放的核能ΔE=Δmc2=0.005 9×931 MeV=5.49 MeV(3)核反应过程中系统动量守恒,钍核和α粒子的动量大小相等、方向相反,即p Th+(-pα)=0即p Th=pα又E kTh=,E kα=由题意知,E kTh+E kα=ΔE所以钍核获得的动能E kTh=ΔE=×5.49 MeV=0.09 MeV.B级1.C大如太阳、地球等这些宏观的运动物体也具有波动性,这种波是物质波,故A说法正确;光子与物质微粒发生相互作用时,不仅遵循能量守恒,还遵循动量守恒,故B说法正确;光子是光的组成部分,而光电子是电子,故二者不相同,故C说法错误;根据核力的特点可知,核力是一种强相互作用力,热核反应中库仑力做功与核力做功相比能忽略,故D说法正确.2.A玻尔理论很好地解释了氢原子的光谱,选项A正确;汤姆孙发现了电子,提出了原子具有“西瓜模型”结构,选项B 错误;卢瑟福根据α粒子散射实验的现象,提出了原子核式结构模型,选项C错误;贝可勒尔发现了天然放射现象,卢瑟福提出了原子的核式结构模型,选项D错误.3.A若所加的电压使光电子能到达阳极,则电流表中有电流流过,且可能处于饱和电流,当滑片向B端移动时,电流表读数有可能不变;当滑片向A端移动时,所加电压减小,则光电流可能减小,也可能不变,故A正确,B错误.若用红外线照射阴极K,因红外线频率小于可见光的,但是不一定不能发生光电效应,电流表中不一定没有电流通过,故C错误.若用一束强度相同的紫外线照射阴极K,紫外线的频率大于黄光的频率,则光子数目减小,电流表读数减小,故D错误.4.A对图象分析,根据类平抛运动规律,对放射出的粒子1有v1t=b,t2=4b,对反冲核2有v2t=a,t2=2a,又根据动量守恒定律可得m1v1=m2v2,联立解得q1=2q2,A正确.5.C由爱因斯坦光电效应方程E k=hν-W可知,E k-ν图线是一条直线,且斜率表示普朗克常量(即h),普照朗克常量与金属的性质、与光电子的最大初动能、入射光的频率无关,故图线斜率相等,选项A、B错误;由表中所列的截止频率和逸出功数据可知,钠的逸出功小于钨的逸出功,则E k2<E k1,如用钨做实验,当入射光的频率ν<νc时,不可能会有光电子逸出,选项C正确,D错误.6.A大量氢原子从n=3能级向低能级跃迁,可辐射出三种光,其光子能量分别为1.89 eV(从n=3能级跃迁到n=2能级)、12.09 eV(从n=3能级跃迁到n=1能级)、10.2 eV(从n=2能级跃迁到n=1能级),其中光子能量为12.09 eV和10.2 eV的光照射逸出功为4.54 eV的金属钨,可以发生光电效应,选项A正确,B错误;放射性元素的半衰期由其原子核内部自身因素决定,与原子所处的化学状态和外部条件无关,选项C错误;a光的频率较高,能量较大,则a光的能量为12.09 eV,根据爱因斯坦光电效应方程,用a光照射金属钨,金属钨逸出光电子的最大初动能为E k=12.09 eV-4.54 eV=7.55 eV,选项D错误.7.C由动量守恒定律知,反冲核和α粒子的动量大小相等,则E k=∝,它们的动能之比为4:218,因此衰变释放的总能量是·Eα,由质能方程得该反应中的质量亏损是·.8.BD据题意,岩石中现含有的铀是形成初期时的,即有半数铀发生衰变,由图象知=时,时间约为45亿年,其半衰期也是地球的大致年龄,故B正确,A错误;90亿年时有的铀衰变为铅,故铀、铅原子数之比为1:3,所以D正确,C错误.9.(1)200.4 MeV(2)5.13×1026 MeV 2 791.8 t(3)24 t解析:(1)该裂变反应的质量亏损为Δm=(235.043 9+1.008 7-140.913 9-91.897 3-3×1.008 7)u= 0.215 3 u一个铀235原子核裂变后释放的能量为ΔE=0.215 3×931 MeV≈200.4 MeV.(2)1 kg铀235中含原子核的个数为N=N A=×6.02×1023≈2.56×1024则1 kg铀235原子核发生裂变时释放的总能量ΔE N=NΔE=2.56×1024×200.4 MeV≈5.13×1026 MeV设q为煤的热值,m为煤的质量,有ΔE N=qm,所以m==kg≈2 791.8 t.(3)核电站一年的发电量E=Pt,需要的核能为E核==,设所用铀矿石质量为M,则铀235的含量为0.04M,对应的原子核数,因=N AΔE,则M==g≈2.4×107 g=24 t.10.(1)2×1030 kg(2)4.2×10-12 J(3)1百亿年解析:(1)要估算太阳的质量M,研究绕太阳运动的任一颗行星的公转均可,现取地球为研究对象.设T为地球绕日心运动的周期,则由万有引力定律和牛顿第二定律可知,G=m r地球表面处的重力加速度g=G得M=m代入数值,得M=2×1030 kg.(2)根据质量亏损和质能公式,该核反应每发生一次释放的核能为ΔE=(4m p+2m e-mα)c2代入数值,得ΔE=4.2×10-12 J.(3)根据题给假设,在太阳继续保持在主序星阶段的时间内,发生题中所述的核聚变反应的次数为N=×10%因此,太阳总共辐射出的能量为E=N·ΔE设太阳辐射是各向同性的,则每秒内太阳向外放出的辐射能为ε=4πr2w所以太阳继续保持在主星序的时间为t=由以上各式解得t=代入数据,并以年为单位,可得t=3.29×1017 s=1×1010年=1百亿年.。
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一轮单元训练金卷第十三单元高三物理（A）卷原子物理注意事项：1 •答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2 •选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3 •非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4 •考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本题共10小题，每小题5分。
在每小题给出的四个选项中，第1〜6题只有一项符合题目要求，第7〜10题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1 •关于天然放射性，下列说法不正确的是（）A •所有元素都有可能发生衰变B .放射性元素的半衰期与外界的温度无关C •放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D • a、B和丫三种射线中，丫射线的穿透能力最强2372 •由于放射性元素93Np的半衰期很短，所以在自然界中一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现•已知2：99NP经过一系列a衰变和B衰变后变成203Bi，下列选项中正确的是（）A • 283Bi的原子核比237Np的原子核少28个中子B•293NP经过衰变变成283Bi，衰变过程可以同时放出a粒子、B粒子和丫粒子C .衰变过程中共发生了7次a衰变和4次B衰变D •293NP的半衰期等于任一个237Np原子核发生衰变的时间3 •在卢瑟福a粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看做静止不动，下列各图画出的是其中两个a粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是（）4 . （2015高考北京卷）下列核反应方程中，属于 a 衰变的是（ ）14417 1238 234 4 A . 7N + 2He f 80+1HB .92U f 9o Th +2He2341 234 234C ．1H + 1H f 2He + 0nD ． 90Th f 91Pa +－1e5 •太阳因核聚变释放出巨大的能量， 同时其质量不断减少.太阳每秒钟辐射出的能量约为 4 X 1026J 根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近（ ）3618A ． 10 kgB ． 10 kg 13 9C ． 1013kgD ． 109kg6. （2015高考福建卷）下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是 （ ）A . 丫射线是高速运动的电子流B •氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C .太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D . 283Bi 的半衰期是5天，100克28?Bi 经过10天后还剩下50克 7 . （2018湖北黄冈模拟）下列说法中正确的是（ ）A .卢瑟福的a 粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构B . 290Th 衰变成2（82Pb要经过6次a 衰变和4次B 衰变C. B 衰变中产生的B 射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的 D 升高放射性物质的温度，不可缩短其半衰期8 . （2015高考山东卷）14C 发生放射性衰变成为14N ，半衰期约5 700年.已知植物存活期间，其 体内 14C 与 12C 的比例不变；生命活动结束后，14C 的比例持续减小 现通过测量得知，某古木样品中 14C 的比例正好是现代植物所制样品的二分之一 下列说法正确的是（）A 该古木的年代距今约 5 700 年B . 12C 、％、14C 具有相同的中子数1414C . C 衰变为 N 的过程中放出 B 射线D .增加样品测量环境的压强将加速14C 的衰变9 . （2018 •西模拟）核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应， 释放出大量核能.212U + 0n f 141 Ba + 36Kr + aX 是反应堆中发生的许多核反应中的一种， X 是某种粒子，a 是X 粒子的个数，用 m u 、 m Ba 、m Kr 分别表示23592U 、^Ba 、32Kr 核的质量，m x 表示X 粒子的质量，c 为真空中的光速，以下 说法正确的是 （）A . X 为中子，a = 2DB . X为中子，a= 32C .上述核反应中放出的核能△ E= （m u—m Ba—m Kr —2m X）CD. 上述核反应中放出的核能△E= （m u—m Ba—m^ —3m x）c210.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)与原子序数有如图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 •已知原子核A裂变成原子核B和C时放出的丫射线能使某金属板逸出光电子，若增加丫射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大D •在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度二、非选择题：本大题共4小题，共60分。
按题目要求作答。
解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。
有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
11. (2016高考江苏卷)(1)贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用•下列属于放射性衰变的是____________________ .A . 16C T 如+ 01eB .292U + 0n T139+ 3；丫+ 20n2 3 4 1C. 1H + 1H T 2He+ 0nD . 4He + 13AI T3s P+ o n(2) ____________________________________________________________ 已知光速为c,普朗克常量为h，则频率为v的光子的动量为____________________________________________ •用该频率的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去，则光子在反射前后动量改变量的大小为________ .12•如图所示是研究光电管产生的电流的电路图，A、K是光电管的两个电极，已知该光电管阴极的极限频率为v.现将频率为乂大于v)的光照射在阴极上，则：所示的关系.(1) ______ 是阴极，阴极材料的逸出功等于___________ .⑵加在A、K间的正向电压为U时，到达阴极的光电子的最大动能为________________ ，将A、K间的正向电压从零开始逐渐增加，电流表的示数的变化情况是(3) 为了阻止光电子到达阳极，在A、K间应加U反= __________ 的反向电压.(4) 下列方法一定能够增加饱和光电流的是 __________ ．A ．照射光频率不变，增加光强B .照射光强度不变，增加光的频率C .增加A、K电极间的电压D .减小A、K电极间的电压13. 为确定爱因斯坦的质能方程△ E= △ me2的正确性，设计了如下实验：用动能为E! = 0.60 MeV 的质子轰击静止的锂核3Li，生成两个a粒子，测得两个a粒子的动能之和为E2= 19 . 9 MeV，已知质子、a粒子、锂粒子的质量分别取m p= 1. 007 3 u、m a= 4. 001 5 u、mu = 7. 016 0 u,求：(1) 写出核反应方程．(2) 通过计算说明△ E =△ me2正确.(1 u相当于931. 5 MeV)14. 一个静止的氡核86Rn放出一个a粒子后衰变为钋核84PO,同时放出能量为 E = 0. 09 MeV 的光子.假设放出的核能完全转变为钋核与a粒子的动能，不计光子的动量.已知M氡=222. 086 63u、m a= 4. 002 6 u、M 钋=218. 076 6 u, 1 u 相当于931 . 5 MeV 的能量.(1) 写出上述核反应方程；(2) 求出发生上述核反应放出的能量；(3) 确定钋核与a粒子的动能.答案1 •【答案】A【解析】选A •自然界中绝大部分元素没有放射现象，选项A 错误；放射性元素的半衰期只与原子核结构有关，与其他因素无关，选项B 、C 正确；a B 和丫三种射线电离能力依次减弱 ，穿透能力依次增强，选项D 正确.2 •【答案】C【解析】选C . 20加 的中子数为209- 83= 126, 293Np 的中子数为237- 93= 144,羽站 的原子 核比237Np 的原子核少18个中子，A 错误；293Np 经过一系列a 衰变和B 衰变后变成？09Bi ,可以同时 放出a 粒子和丫粒子或者B 粒子和丫粒子，不能同时 放出三种粒子，B 错误；衰变过程中发生 a 衰变237—209的次数为4= 7次，B 衰变的次数为2 X 7— (93 — 83) = 4(次)，C 正确；半衰期是大量原子核衰变的统计规律,对少数原子核不适用，选项D 错误.3. 【答案】C【解析】选C . a 粒子与原子核相互排斥，A 、D 错误；运动轨迹与原子核越近，力越大，运动方向变化越明显，B 错误，C 正确.4. 【答案】B【解析】选B . a 衰变是放射性元素的原子核放出 a 粒子(4He)的核反应，选项B 正确.5. 【答案】D△E 4 X 1026【解析】选D .由爱因斯坦质能方程△ E =A mc 2知：A m = —2 = ----------------- 8 2 kg «4X 109 kg ,选c (3X 108) 2 y y ，项D 正确.6. 【答案】B 【解析】选B .一轮单元训练金卷 第十三单元 高三物理(A)卷原子物理B射线是高速电子流，而丫射线是一种光子流，选项A错误.氢原子辐射光子后，绕核运动的电子距核更近，动能增大，选项B正确.太阳辐射能量的主要来源是太阳内部氢核的聚变，选项C错t 2误.10天为两个半衰期，剩余的280Bi为100X gjg = 100X gj g = 25 g,选项D错误.7. 【答案】BD【解析】选BD .卢瑟福的a粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，但并不能说明原子核有复杂的结构，A错误；据a衰变、B衰变的实质可知29^Th T?08Pb+ n；He + m—1e,得n= 6, m= 4,故B正确；B衰变中B射线是由原子核中的中子转变形成的，C错误；放射性物质的半衰期只由其本身决定,与外界环境无关，D正确.8. 【答案】AC【解析】选AC .古木样品中14C的比例是现代植物所制样品的二分之一，根据半衰期的定义知该古木的年代距今约 5 700年，选项A正确；同位素具有相同的质子数，不同的中子数，选项B错误；14C的衰变方程为1；C T17N + —i e,所以此衰变过程放出B射线，选项C正确；放射性元素的半衰期与核内部自身因素有关，与原子所处的化学状态和外部条件无关，选项D错误.9. 【答案】BC【解析】选BC.核反应中，质量数守恒，电荷数守恒，则知292U+ 0n T156Ba+ 36K「+ aX中X1 2 2 为0n, a= 3,贝U A 错误，B 正确；由厶E=A mc 可得：△ E= (m u + m x —m Ba—m Kr- 3m x)c = (m u —m Ba -m Kr —2m x)c2,则 C 正确,D 错误.10 .【答案】BD【解析】选BD .原子核D、E聚变成原子核F ,放出能量，A错误；A裂变成B、C,放出能量，B正确；增加入射光强度，光电子的最大初动能不变，C错误；镉棒能吸收中子，可控制核反应速度，D正确.11 .【答案】(1)A ⑵h v也c c【解析】(1)A是B衰变，B是核裂变，C是核聚变，D是原子核的人工转变，所以A符合题意.⑵光子的动量p= c=h v，垂直反射回去A p=严-貲=严12 .【答案】⑴K h v (2)h v—h v+ eU 逐渐增大，直至保持不变(3)h v h v(4)Ae【解析】⑴被光照射的金属将有光电子逸出，故K是阴极，逸出功与极限频率的关系为W o= h v.(2) 根据光电效应方程可知，逸出的光电子的最大初动能为h —h v,经过电场加速获得的能量为eU,所以到达阳极的光电子的最大动能为h —h v+ eU,随着电压增加，单位时间内到达阳极的光电子数量将逐渐增多，但当从阴极逸出的所有光电子都到达阳极时，再增大电压，也不可能使单位时间内到达阳极的光电子数量增多 .所以，电流表的示数先是逐渐增大，直到保持不变.(3) 从阴极逸出的光电子在到达阳极的过程中将被减速，被电场消耗的动能为eU反，如果h v—h vh v—h v=eU反，就将没有光电子能够到达阳极，所以U反= e .⑷要增加单位时间内从阴极逸出的光电子的数量，就需要增加照射光单位时间内入射光子的个数，所以只有A正确.13 •【答案】(1)7Li + 1H T2；He ⑵见解析【解析】⑴核反应方程为：3Li +：H T2；He .(2) 核反应的质量亏损：△□= mu + m p—2m a= 7. 016 0 u+ 1 . 007 3 u —2 X 4. 001 5 u = 0. 020 3 u，由质能方程可得与质量亏损相当的能量：△ E =A mc2= 0. 020 3 X 931 . 5 MeV = 18 . 9 MeV，而系统增加的能量：△ E '=2—E1= 19. 3 MeV，这些能量来自核反应中，在误差允许的范围内可认为相等，所以A E =A mc2正确.286R n T 28泊0+ 2He +丫(2)6 . 92 MeV14 .【答案】(1)(3) 0 . 12 MeV 6. 71 MeV286R n T2；8Po+ ；He +丫.【解析】(1)(2) 质量亏损A m= 222 . 086 63 u —4 . 002 6 u —218 . 076 6 u= 0 . 007 43 uA E =A mc2= 0 . 007 43 X 931 . 5 MeV = 6 . 92 MeV .(3) 设a粒子、钋核的动能分别为E k a E k钋，动量分别为P a p钋，由能量守恒定律得：A E = E k a+ E k 钋+ E不计光子的动量，由动量守恒定律得:0 = P a+ P 钋2又E k = 2m，故E k a 'E k 钋=218 : 4联立解得E k 钋=0. 12 MeV , E k a= 6. 71 MeV .。