2020届高考物理二轮复习专题5原子与原子核练习(含解析)

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高考物理新近代物理知识点之原子核知识点训练及答案(2)

高考物理新近代物理知识点之原子核知识点训练及答案(2)一、选择题1．下列说法正确的是A ．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律B ．α射线是高速运动的带电粒子流，穿透能力很强C ．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D ．发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 2．关于原子、原子核以及核反应，以下说法正确的是（）A ．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线，且γ射线穿透能力最强B ．一个氢原子从n =3的能级发生跃迁，可能只辐射1种频率的的光子C ．10个23592U 原子核经过一个半衰期后，一定还剩5个23592U 原子核没发生衰变D ．核泄漏事故污染物铯(Cs)137能够产生对人体有危害的辐射，其衰变方程为1371375556Cs Ba+x →，由方程可判断x 是正电子3．太阳内部有多种热核反应，其中的一个反应方程是：234112H+H He+x →，若已知21H 的质量为1m ，31H 的质量为2m ，42He 的质量为3m ，x 的质量为4m ，则下列说法中正确的是A ．x 是质子B ．x 是电子C ．这个反应释放的核能为()21234E m m m m c ∆=+--D ．21H 和31H 在常温下就能够发生聚变4．为提出原子核式结构模型提供依据的实验或现象是 A ．α粒子散射实验 B ．电子的发现 C ．质子的发现D ．天然放射现象5．物理教材中有很多经典的插图能够形象的表现出物理实验、物理现象及物理规律，下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是A ．甲图中，卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子B ．乙图中，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 ．丙图中，射线甲由电子组成，射线乙为电磁波，射线丙由粒子组成D ．丁图中，链式反应属于轻核裂变6．C 发生放射性衰变成为N ，半衰期为5700年。

已知植物存活期间，其体内C 与C 的比例不变；生命活动结束后，C 的比例持续减少。

2020高考物理大二轮复习专题强化练：(十五) 光电效应、原子结构和原子核 Word版含解析

专题强化练(十五)　光电效应、原子结构和原子核(满分:100分　时间:35分钟)　选择题(共14小题,1~6题每题6分,7~14题每题8分,共100分)1.(考点1)(2019北京丰台二模)下列现象中,光表现出粒子性的是( )A.偏振现象B.干涉现象C.多普勒效应D.光电效应;而光电效应则表明光有粒子性,故选D。

2.(考点1)(2019广东广州二模)利用如图所示的装置观察光电效应现象,将光束照射在金属板上,发现验电器指针没有张开。

欲使指针张开,可( )A.增大该光束的光照强度B.增加该光束的照射时间C.改用频率更大的入射光束D.改用逸出功更大的金属板材料,说明没有发生光电效应,要发生光电效应必须改用频率更大的入射光束,或者改用逸出功更小的金属板材料;只增大光照强度和光照射的时间都不能发生光电效应,故选C。

第 1 页共 8 页第 2 页共 8 页3.(考点1)(2019山东潍坊二模)四种金属的逸出功W 0如表所示,以下说法正确的是( )金属钙钠钾铷W 0/eV 3.202.292.252.13A.逸出功就是使电子脱离金属所做的功B.四种金属中,钙的极限频率最小C.若某种光照射钠时有光电子逸出,则照射钙时也一定有光电子逸出D.若某种光照射四种金属时均发生光电效应,则铷逸出电子的最大初动能最大,使电子脱离这种金属所做的功的最小值,故A 错误;四种金属中,钙的逸出功最大,根据W=hν0可知,极限频率最大,选项B 错误;因钙的逸出功大于钠的逸出功,则若某种光照射钠时有光电子逸出,则照射钙时不一定有光电子逸出,选项C 错误;若某种光照射四种金属时均发生光电效应,因铷的逸出功最小,则逸出电子的最大初动能最大,选项D 正确。

4.(考点1)(2019四川广元二模)分别用频率为ν和2ν的甲、乙两种单色光照射某金属,逸出光电子的最大初动能之比为1∶3,已知普朗克常量为h ,真空中光速为c ,电子电量为e 。

下列说法正确的是( )A.用频率为2ν的单色光照射该金属,单位时间内逸出的光电子数目一定较多B.用频率为ν的单色光照射该金属也能发生光电效应14C.甲、乙两种单色光照射该金属,只要光的强弱相同,对应的光电流的遏止电压就相同D.该金属的逸出功为hν12,金属单位时间内逸出的光电子数目与入射光的光照强度有关;用频率为2ν的单色光照射该金属,单位时间内逸出的光电子数目不一定多。

2020届新课标高考物理二轮冲刺练习及答案：原子物理、物理学史、热学

2020新课标高考物理二轮冲刺练习：原子物理、物理学史、热学*原子物理、物理学史、热学*（有参考答案）1、关于质量亏损，下列说法正确的是(C)A．原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损B．自由核子组成原子核时，其质量亏损对应的能量大于该原子核的结合能C．两个质量较轻的原子核聚变形成一个中等质量的原子核要发生质量亏损D．正负电子对湮灭技术是一项较新的核物理技术。

一对正负电子湮灭生成光子的事实说明核反应中质量守恒是有适用范围的[解析]原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损，选项A错误；自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，故B错误；两个质量较轻的原子核聚变形成一个中等质量的原子核要发生质量亏损，放出能量，选项C正确；一对正负电子对湮灭后生成光子，根据爱因斯坦质能方程可知，光子有与能量相对应的质量，所以这个过程仍遵守质量守恒定律，故D错误。

2、下列说法正确的是(A)A．卢瑟福提出了原子的核式结构学说B．奥斯特提出了分子电流假说C．库仑测出了元电荷的电荷量D．牛顿测出了万有引力常量[解析]卢瑟福根据α粒子轰击金箔的实验(α粒子散射实验)研究提出原子核式结构学说，A选项正确；奥斯特发现电流的磁效应，安培为了解释磁体产生的磁场提出了分子电流假说，故B选项错误；库仑发现了库仑定律，密立根精确地测出了元电荷的电荷量，故C选项错误；牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许通过实验测出了引力常量，故D选项错误。

3、某同学用光电管研究光电效应规律，用波长为λ的单色光照射光电管的阴极，测得光电管的遏止电压为U c，已知普朗克常量为h，电子电量为e，光在真空中的速度为c，下列判断正确的是(D)A．光电管阴极材料的极限频率为eU c hB．电子从光电管阴极逸出的最大初动能为hc λC．若光电管所加反向电压U>U c，则不会有电子从阴极飞出D．若光电管所加正向电压为U0，则到达阳极的电子最小动能为eU0[解析]由eU c＝E km＝h cλ－hν0，光电管阴极材料的极限频率为ν0＝cλ－eU ch，A错误；根据爱因斯坦光电方程，电子从光电管阴极逸出的最大初动能为E km＝h cλ－W0，B错误；若光电管上所加反向电压U>U c，则不会有电子到达光电管的阳极，但光电效应现象仍能发生，仍有光电子从光电管阴极飞出，C错误；若光电管上所加正向电压为U0，则逸出的初动能为零的光电子，到达阳极时该电子的动能最小，最小动能为eU0，D正确。

2020高考物理光电效应、原子与原子核 Word版含答案

专题五原子物理第13讲光电效应、原子与原子核一、对光电效应的理解二、对光的波粒二象性的理解实验根底说明光的波动性干预、衍射和偏振现象①光的波动性不同于宏观观念的波②光是一种概率波,即光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可用波动规律来描述光的粒子性光电效应、康普顿效应①当光同物质发生作用时,这种作用是 "一份一份〞进行的,表现出粒子性,粒子性的含义是 "不连续〞②光子不同于宏观观念的粒子波动性和粒子性的对立、统一①大量光子易显示出波动性,而少量光子易显示出粒子性②波长长(频率低)的光波动性强,而波长短(频率高)的光粒子性强①光子说并未否认波动说,E＝hν＝hc/λ中,ν和λ就是波的概念②波和粒子在宏观世|界是不能统一的,而在微观世|界却是统一的四、对原子核的衰变、半衰期的理解五、核反响方程、核能的计算高频考点1光电效应规律和光电效应方程四类图象比照图象名称图线形状由图线直接(间接)得到的物理量最|||大初动能E k与入射光频率ν的关系图线①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc②逸出功：图线与E k轴交点的纵坐标的绝|||对值W0＝|－E|＝E③普朗克常量：图线的斜率k＝h颜色相同、强度不同的光,光电流与电压的关系①遏止电压U c：图线与横轴的交点②饱和光电流I m：电流的最|||大值③最|||大初动能：E km＝eU c颜色不同时,光电流与电压的关系①遏止电压U c1、U c2②饱和光电流③最|||大初动能E k1＝eU c1 ,E k2＝eU c2遏止电压U c 与入射光频率ν的关系图线①截止频率νc：图线与横轴的交点②遏止电压U c：随入射光频率的增大而增大③普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电量的乘积,即h＝ke.(注：此时两极之间接反向电压)1－1.(多项选择)(2021·全国卷Ⅲ)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U a和U b、光电子的最|||大初动能分别为E k a 和E k b.h为普郎克常量．以下说法正确的选项是()A．假设νa>νb ,那么一定有U a<U bB．假设νa>νb ,那么一定有E k a>E k bC．假设U a<U b ,那么一定有E k a<E k bD．假设νa>νb ,那么一定有hνa－E k a>hνb－E k b解析：此题考查对光电效应方程hν－W0＝E k的理解．光照射到同种金属上,同种金属的逸出功相同．假设νa>νb ,据hν－W0＝E k ,得E k a>E k b ,那么B项正确．由hν－W0＝E k＝eU ,可知当νa>νb时U a>U b ,那么A项错误．假设U a<U b说明E k a<E k b ,那么C项正确．由hν－E k ＝W0 ,而同一种金属W0相同,那么D项错误．答案：BC1－2.(多项选择)(2021·淮北市第|一中学高三周考)用甲、乙两种单色光照射同一金属做光电效应实验,发现光电流与电压的关系如以下图．普朗克常量为h ,被照射金属的逸出功为W 0 ,遏止电压为U c ,电子的电荷量为e ,那么以下说法正确的选项是( )A ．甲光的强度大于乙光的强度B ．甲光的频率大于乙光的频率C ．甲光照射时产生的光电子初动能均为eU cD ．乙光的频率为W 0＋eU c h解析：根据光的强度越强 ,那么光电子数目越多 ,对应的光电流越大 ,即可判定甲光的强度较大；选项A 正确；由光电效应方程12m v 2＝hν－W 0 ,12m v 2＝U c e ,由图可知 ,甲乙的遏止电压相同 ,故甲乙的频率相同 ,选项B 错误；甲光照射时产生的光电子的最|||大初动能均为eU c ,选项C 错误；根据12m v 2＝hν－W 0＝U c e ,可得ν＝U c e ＋W 0h,选项D 正确；应选AD ．答案：AD1－3.(多项选择)(2021·西安长安区一中模拟)2021年诺贝尔物理学奖得主威拉德·博伊尔和乔治·史密斯主要成就是创造了电荷耦合器件(CCD)图象传感器．他们的创造利用了爱因斯坦的光电效应原理．如以下图电路可研究光电效应规律．图中标有A 和K 的为光电管 ,其中K 为阴极 ,A 为阳极．理想电流计可检测通过光电管的电流 ,理想电压表用来指示光电管两端的电压．现接通电源 ,用光子能量为10.5 eV 的光照射阴极K ,电流计中有示数 ,假设将滑动变阻器的滑片P 缓慢向右滑动 ,电流计的读数逐渐减小 ,当滑至|||某一位置时电流计的读数恰好为零 ,读出此时电压表的示数为6.0 V ；现保持滑片P 位置不变 ,以下判断正确的选项是( )A ．光电管阴极材料的逸出功为4.5 eVB ．假设增大入射光的强度 ,电流计的读数不为零C ．假设用光子能量为12 eV 的光照射阴极K ,光电子的最|||大初动能一定变大D ．假设用光子能量为9.5 eV 的光照射阴极K ,同时把滑片P 向左移动少许 ,电流计的读数一定不为零解析：此题考查了光电效应实验．由电路图可知图中所加电压为反向减速电压 ,根据题意可知遏止电压为6 V ,由E k＝hν－W0＝eU c得W0＝4.5 eV ,选项A正确；当电压到达遏止电压时,所有电子都不能到达A极,无论光强如何变化,电流计示数仍为零,选项B错；假设光子能量增大,根据光电效应方程,光电子的最|||大初动能一定变大,选项C正确；假设光子能量为9.5 eV的光照射阴极K ,那么遏止电压为5 V ,滑片P向左移动少许,电流计的读数仍为零,选项D错．答案：AC高频考点2光的波粒二象性和物质波2－1.(多项选择)关于物质的波粒二象性,以下说法中正确的选项是()A．不仅光子具有波粒二象性,一切运动的微粒都具有波粒二象性B．运动的微观粒子与光子一样,当它们通过一个小孔时,都没有特定的运动轨道C．波动性和粒子性,在宏观现象中是矛盾的、对立的,但在微观高速运动的现象中是统一的D．实物的运动有特定的轨道,所以实物不具有波粒二象性解析：由德布罗意波可知A、C正确；运动的微观粒子,到达的位置具有随机性,而没有特定的运动轨道,B正确；由德布罗意理论知,宏观物体的德布罗意波的波长太小,实际很难观察到波动性,不是不具有波粒二象性,D错误．答案：ABC2－2.(2021·资阳市高三模拟)以下说法正确的选项是()A．一束光照射到某种金属上不能产生光电效应,可能是因为这束光的强度太小B．238 92U→234 90Th＋42He为α衰变方程C．按照波尔理论,氢原子核外电子从半径较大的轨道跃迁到半径较小的轨道时电子动能增大,原子的能量增加D．只有光才具有波粒二象性解析：一束光照射到某种金属上不能产生光电效应,是因为这束光的频率低于这种金属的极限频率,A错误；天然放射现象中放出α粒子的为α衰变,B正确；按照波尔理论,氢原子核外电子从半径较大的轨道跃迁到半径较小的轨道时要释放能量,原子的能量减小,C 错误；所有物体都具有波粒二象性,D错误．答案：B2－3.(2021·北京卷)2021年年初,我国研制的 "大连光源〞- -极紫外自由电子激光装置,发出了波长在100 nm(1 nm＝10－9m)附近连续可调的世|界上最|||强的极紫外激光脉冲．大连光源因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用．一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子,但又不会把分子打碎．据此判断,能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h＝6.6×10－34J·s ,真空光速c＝3×108 m/s)()A．10－21J B．10－18JC．10－15J D．10－12J解析：由题意知,电离一个分子的能量等于照射分子的光子能量,E＝kν＝h cλ＝2×10－18J ,应选项B正确．答案：B高频考点3原子结构与原子光谱3－1.(2021·第二次全国大联考卷Ⅱ)对于原子结构和原子核的结构,经过不断的实验探索,我们已经有了一定的认识,对于这个探索的过程,以下描述错误的选项是() A．卢瑟福根据α粒子轰击金箔时发生散射,提出了原子的核式结构模型B．为了解释原子的稳定性和辐射光谱的不连续性,波尔提出了氢原子结构模型C．卢瑟福通过利用α粒子轰击铍原子核,最|||终发现了中子D．人类第|一次实现的原子核的人工转变核反响方程是147N＋42He→178O＋11H解析：α粒子轰击金箔时大局部粒子没有偏转,有局部发生大角度偏转,卢瑟福提出原子的大局部质量集中在原子中|心,即原子的核式结构模型,选项A正确．按照原子的核式结构模型,原子将不断对外辐射波长连续变化的光波并最|||终消失,为了解释事实上原子的稳定性和辐射光谱的不连续性,波尔结合量子论提出了氢原子结构模型,选项B对．通过利用α粒子轰击铍原子核,最|||终发现了中子的不是卢瑟福,而是查德维克,选项C错．人类第|一次实现的原子核的人工转变核反响方程是14 7N＋42He→17 8O＋11H ,选项D对．答案：C3－2.(2021·泰安市高三质量检测)根据氢原子的能级|||图,现让一束单色光照射到大量处于基态(量子数n＝1)的氢原子上,受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光,那么照射氢原子的单色光的光子能量为()A．12.75 eV B．13.06 eVC．13.6 eV D．0.85 eV解析：受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光,知跃迁到第4能级||| ,那么吸收的光子能量为ΔE＝－0.85 eV＋13.6 eV＝12.75 eV.A正确,B、C、D错误．答案：A3－3.(2021·第二次全国大联考Ⅲ卷)预计2021年7月,我国 "北斗三号〞全球组网卫星进行首|||次发射,采用星载氢原子钟.如图为氢原子的能级|||图,以下判断正确的选项是()A．大量氢原子从n＝3的激发态向低能级|||跃迁时,能产生3种频率的光子B．氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,原子的能量减小C．当氢原子从n＝5的状态跃迁到n＝3的状态时,要吸收光子D．从氢原子的能级|||图可知原子发射光子的频率也是连续的解析：根据C23＝3可知,一群处于n＝3能级|||氢原子向低能级|||跃迁,辐射的光子频率最|||多3种,选项A正确；氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,原子的能量增大,选项B错误；氢原子从高能级|||跃迁到低能级|||时放出光子,选项C错误；玻尔理论指出氢原子能级|||是分立的,所以原子发射光子的频率也是不连续的,选项D错误．答案：A高频考点4 原子核的衰变半衰期4－1．(2021·常德市高三模拟)某一放射性物质发生衰变时放出α、β、γ三种射线,让这三种射线进入磁场,运动情况如以下图,以下说法正确的选项是()A．该放射性物质的半衰期随温度的升高会增大B．C粒子是原子核的重要组成局部C．A粒子一定带正电D．B粒子的穿透性最|||弱解析：半衰期由原子核本身决定,与外界因素无关,故A错误；由图可知C粒子为电子,而原子核带正电,故B错误；由安培左手定那么可知,A粒子一定带正电,故C正确；B粒子为γ射线穿透性最|||强,故D错误．答案：C4－2.(2021·安徽省 "江南十校〞高三联考)铀核(23592 U)经过m次α衰变和n次β衰变变成铅核(20782 Pb) ,关于该过程,以下说法中正确的选项是()A．m＝5 ,n＝4B．铀核(23592 U)的比结合能比铅核(20782 Pb)的比结合能小C．衰变产物的结合能之和小于铀核(23592 U)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：衰变方程为：23592 U→20782 Pb＋mα＋nβ,那么：235＝207＋4m,解得：m＝7 ,又：92＝82＋7×2－n ,得：n＝4 ,应选项A错误；衰变后的产物相对于衰变前要稳定,所以铀核衰变成α粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于铀核的结合能,故B正确,C错误；原子核的半衰期与环境的温度、压强等无关,故D错误．答案：B4－3.(2021·全国卷Ⅱ)一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核,衰变方程为238 92U→234 90 Th＋42He.以下说法正确的选项是()A．衰变后钍核的动能等于α粒子的动能B．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C．铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间D．衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量解析：此题考查天然放射现象、半衰期、动量守恒．静止的原子核在衰变前后动量守恒,由动量守恒定律得0＝m1v1＋m2v2 ,可知m1v1＝－m2v2 ,故衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小,选项B正确；而动能E k＝p22m,由于钍核的质量(m1)大于α粒子的质量(m2) ,故其动能不等,选项A错误；铀核的半衰期是大量的铀核半数发生衰变所用的时间,而不是放出一个α粒子所经历的时间,选项C错误；原子核衰变前后质量数守恒,衰变时放出核能,质量亏损,选项D错误．答案：B高频考点5核反响方程与核能计算1．核反响方程的书写与分类(1)必须遵循的两个规律：质量数守恒、电荷数守恒．由此可以确定具体的反响物或生成物．(2)必须熟记根本粒子的符号：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．(3)并不是生成物中有42He的就为α衰变,有 0－1e的就为β衰变．2．核能的理解与计算(1)比结合能越大,原子核结合的越牢固．(2)到目前为止,核能发电还只停留在利用裂变核能发电．(3)核能的计算方法：①根据爱因斯坦质能方程,用核反响的质量亏损的千克数乘以真空中光速c的平方,即ΔE＝Δmc2(J)．②根据1原子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏(MeV)能量,用核反响的质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV ,即ΔE＝Δm×931.5(MeV)．③如果核反响时释放的核能是以动能形式呈现,那么核反响过程中系统动能的增量即为释放的核能．5－1．(2021·哈尔滨市六中模拟)静止在匀强电场中的碳14原子核,某时刻放射的某种粒子与反冲核的初速度方向均与电场方向垂直,且经过相等的时间后形成的轨迹如以下图(a、b表示长度)．那么碳14的核反响方程可能是()A．14 6C→42He＋10 4Be B．14 6C→01e＋14 5BC．14 6C→ 0－1e＋14 7N D．14 6C→21H＋12 5B解析：由轨迹弯曲方向可以看出,反冲核与放出的射线的受力方向均与电场强度方向相同,均带正电,所以放出的粒子为α粒子,即发生α衰变,那么核反响方程是14 6C→42He＋10 4Be ,故A正确．答案：A5－2.(2021·广州市高三测试)有一钚的同位素239 94Pu核静止在匀强磁场中,该核沿与磁场垂直的方向放出x粒子后,变成铀(U)的一个同位素原子核．铀核与x粒子在该磁场中的旋转半径之比为1∶46 ,那么()A．放出的x粒子是42HeB．放出的x粒子是 0－1eC．该核反响是核裂变反响D．x粒子与铀核在磁场中的旋转周期相等解析：钚核沿与磁场垂直的方向放出x粒子后,动量守恒,根据动量守恒定律可知,生成的铀核和x 粒子的动量大小相等 ,铀核的质子数为92 ,根据R ＝m v qB,那么可知x 粒子质子数为2 ,故为α粒子 ,42He ,选项A 正确 ,B 错误；该反响为衰变反响 ,选项C 错误；根据T ＝2πm qB由于铀核和α粒子的荷质比不等 ,故周期不等 ,选项D 错误；应选A ．答案：A5－3.(2021·全国卷Ⅰ)大科学工程 "人造太阳〞主要是将氘核聚变反响释放的能量用来发电．氘核聚变反响方程是：21H ＋21H →32He ＋10n.21H 的质量为2.013 6 u ,32He 的质量为3.015 0u ,10n 的质量为1.008 7 u,1 u ＝931 MeV/c 2.氘核聚变反响中释放的核能约为( )A ．3.7 MeVB ．3.3 MeVC ．2.7 MeVD ．0.93 MeV解析：聚变反响中的质量亏损为Δm ＝(2×2.013 6－3.015 0－1.008 7)u ＝0.003 5 u ,那么释放的核能为ΔE ＝Δmc 2＝0.003 5×931 MeV ≈3.3 MeV ,B 正确．答案：B专题六实验技能与创新第14讲力学实验与创新高频考点1 测速度和加速度的三种方法方法一打点计时器或频闪照相(2021·第三次全国大联考卷Ⅰ)某同学在做研究匀变速直线运动实验时 ,获取了一条纸带的一局部 ,0、1、2、3、4、5、6、7是计数点 ,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出) ,计数点间的距离如以下图．由于粗心 ,该同学忘了测量3、4两个计数点之间的距离．求：(1)其中6号计数点的瞬时速度的大小v 6＝________ m/s.(保存三位有效数字)(2)利用逐差法处理数据 ,计算出滑块的加速度a ＝________ m/s 2.(保存三位有效数字)．(3)计数点3、4之间的距离是x 4＝____________m ．(保存三位有效数字)【解析】每相邻两计数点间还有4个点 ,说明相邻计数点间的时间间隔为0.1 s,6号计数点的瞬时速度的大小v 6＝(3.88＋4.37)×10－22×0.1m/s ＝0.413 m/s ； (2)加速度a ＝[(4.37＋3.88＋3.39)－(1.40＋1.89＋2.40)]×10－23×4×0.12m/s 2＝0.496 m/s 2 (3)有题意可知 ,x 4－x 3＝x 5－x 4 ,计数点3、4之间的距离是x 4＝x 3＋x 52＝2.90 cm 【答案】 (1)0.413 m/s (2)0.496 m/s 2 (3)2.90 cm(2.89～2.91都行)利用纸带求速度和加速度(1)平均速度法求速度：做匀变速直线运动的物体在某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度 ,即v n ＝x n ＋x n ＋12T． (2)利用纸带求加速度的三种方法①逐差法：如从纸带上得到6个计数点在相邻相等时间间隔内的位移 ,利用Δx ＝aT 2可得a 1＝x 4－x 13T 2、a 2＝x 5－x 23T 2、a 3＝x 6－x 33T 2 ,再算出a 1、a 2、a 3的平均值 ,即a ＝a 1＋a 2＋a 33＝(x 4＋x 5＋x 6)－(x 1＋x 2＋x 3)9T 2.假设位移段为奇数那么将中间一段去掉 ,然后再将数据分组 ,利用逐差法求解加速度．②利用第m 个T 时间内的位移和第n 个T 时间内的位移求a ,即a ＝x m －x n (m －n )T 2． ③v -t 图象法：求出各点的瞬时速度 ,画出v -t 图线 ,图线的斜率表示加速度a ．1－1.(2021·全国卷Ⅰ)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动 ,用自制 "滴水计时器〞计量时间．实验前 ,将该计时器固定在小车旁 ,如图(a)所示．实验时 ,保持桌面水平 ,用手轻推一下小车．在小车运动过程中 ,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴 ,图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置．(滴水计时器每30 s 内共滴下46个小水滴)(1)由图(b)可知 ,小车在桌面上是____________(填 "从右向左〞或 "从左向右〞)运动的．(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动．小车运动到图(b)中A 点位置时的速度大小为__________m/s ,加速度大小为____________m/s 2.(结果均保存2位有效数字)解析：(1)小车在阻力的作用下 ,做减速运动 ,由图(b)知 ,从右向左相邻水滴间的距离逐渐减小 ,所以小车在桌面上是从右向左运动；(2)滴水计时器每30 s 内共滴下46个小水滴 ,所以相邻两水滴间的时间间隔为：Δt ＝3045＝23 s ,所以A 点位置的速度为：v A ＝0.117＋0.1332Δt＝0.19 m/s ,根据逐差法可求加速度：(x 5＋x 4)－(x 2＋x 1)＝6a (Δt )2 ,解得a ＝0.037 m/s 2．答案：(1)从右向左 (2)0.19 0.0371－2． (2021·茂名市高三质监)如图是某同学研究小球下落时的频闪照片 ,频闪仪每隔0.1 s 闪光一次并进行拍照．照片中小球静止时在位置1 ,某时刻释放小球 ,下落中的小球各位置与位置1的距离如图中所标的数据(单位：cm)．实验过程并没有错误 ,但该同学发现图中数据存在以下问题：根据h ＝12gt 2＝12×9.8×0.12m ＝4.90 cm ,而图中标出的位置1和位置2的距离为1.23 cm ,比4.90 cm 小很多 ,你对此问题的解释是___________．下落中小球在位置3的速度为_________m/s ,小球做自由落体运动的加速度为________m/s 2.(计算结果保存3位有效数字)解析：对此问题的解释是：小球下落到位置2时下落的时间小于0.1 s ；下落中小球在位置3的速度为v 3＝h 22T ＝(30.63－1.23)×10－22×0.1m/s ＝1.47 m/s ；小球做自由落体运动的加速度为g ＝Δh T2＝ [(30.63－11.03)－(11.03－1.23)]×10－20.12 m/s 2＝9.80 m/s 2 答案：(1)小球在位置2时下落的时间小于0.1 s (2)1.47 (3)9.80方法二光电门(2021·全国卷Ⅱ)某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度的之间关系．使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的挡光片、光电计时器．实验步骤如下：①如图(a) ,将光电门固定在斜面下端附近：将一挡光片安装在滑块上 ,记下挡光片前端相对于斜面的位置 ,令滑块从斜面上方由静止开始下滑；②当滑块上的挡光片经过光电门时 ,用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间Δt ；③用Δs 表示挡光片沿运动方向的长度如图(b)所示 ,v －表示滑块在挡光片遮住光线的Δt时间内的平均速度大小 ,求出v －；④将另一挡光片换到滑块上 ,使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同 ,令滑块由静止开始下滑 ,重复步骤②、③；⑤屡次重复步骤④⑥利用实验中得到的数据作出v Δt 图 ,如图(c)所示完成以下填空：(1)用a 表示滑块下滑的加速度大小 ,用v A 表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小 ,那么v －与v A 、a 和Δt 的关系式为v －_______．(2)由图(c)可求得v A ＝________cm/s ,a ＝________cm/s 2.(结果保存3位有效数字)【解析】 (1)设遮光片末端到达光电门的速度为v ,那么由速度时间关系可知：v ＝v A＋a Δt ,且v －＝v A ＋v 2联立解得：v －＝v A ＋12a Δt ； (2)由图(c)可求得v A ＝52.1 cm/s ,12a ＝53.6－52.1180×10－3cm/s 2≈8.2 cm/s 2 ,即a ＝16.4 cm/s 2．【答案】 (1)v －＝v A ＋12a Δt (2)52.1,16.3(15.8～16.8)利用光电门求速度和加速度可以根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出物体运动到光电门处的瞬时速度⎝⎛⎭⎫v ＝d Δt ；可以通过a ＝v 22－v 212L 计算出物体运动的加速度．注意：只有当时间间隔Δt 趋于零时 ,平均速度才可以认为等于瞬时速度 ,所以挡光片的宽度越小越好.1－3.(2021·河南天一高三联考)某实验小组为测量当地的重力加速度 ,设计了如下实验： ①如以下图 ,把两个完全相同的光电门A 和B 安放在粗糙的水平导轨上 ,用导轨标尺量出两光电门之间的距离s ；②滑块上安装一宽度为d 的遮光板 ,滑块沿水平导轨匀减速地先后通过两个光电门A 和B ,配套的数字毫秒计记录了通过A 光电门的时间为Δt 1 ,通过B 光电门的时间为Δt 2；答复以下问题：(1)计算出通过光电门A 的瞬时速度为__________(用所给出的字母表示)；(2)利用题目的数据 ,请用字母表示出滑块的加速度大小为__________________；(3)假设滑块与水平粗糙导轨间的动摩擦因数为μ ,那么实验小组所在地的重力加速度为__________．解析：(1)滑块通过光电门A 的瞬时速度近似等于滑块通过光电门的平均速度 ,即v A ＝d Δt 1 ,同理滑块通过光电门B 的瞬时速度v B ＝d Δt 2； (2)滑块沿水平导轨匀减速运动 ,那么有v 2A －v 2B ＝2as ,解得：a ＝(Δt 22－Δt 21)d 22Δt 22Δt 21s． (3)根据牛顿第二定律 ,有μmg ＝ma ,解得：g ＝a μ＝(Δt 22－Δt 21)d 22μΔt 22Δt 21s ．答案：(1)d Δt 1 (2)(Δt 22－Δt 21)d 22Δt 22Δt 21s (3)(Δt 22－Δt 21)d 22μΔt 22Δt 21s 方法三 DIS 传感器(2021·上海静安区质检)在用DIS 研究小车加速度与外力的关系时 ,某实验小组先用如图(a)所示的实验装置 ,重物通过滑轮用细线拉小车 ,在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器 ,位移传感器(发射器)随小车一起沿水平轨道运动 ,位移传感器(接收器)固定在轨道一端．实验中力传感器的拉力为F ,保持小车(包括位移传感器发射器)的质量不变 ,改变重物重力重复实验假设干次 ,得到加速度与外力的关系如图(b)所示．(重力加速度g ＝10 m/s 2)．(1)小车与轨道的滑动摩擦力f ＝__________N ．(2)从图象中分析 ,小车(包括位移传感器发射器)的质量为______kg ．(3)为得到a 与F 成正比的关系 ,应将斜面的倾角θ调整到tan θ＝________．【解析】 (1)根据图象可知 ,当F ＝0.5 N 时 ,小车开始有加速度 ,那么f ＝0.5 N ；(2)根据牛顿第二定律得：a ＝F －f M ＝1M F －f M,那么a -F 图象的斜率表示小车质量的倒数 , 那么M ＝1k ＝5－04－0.5kg ＝0.7 kg (3)为得到a 与F 成正比的关系 ,那么应该平衡摩擦力 ,那么有：Mg sin θ＝μMg cos θ解得：tan θ＝μ ,根据f ＝μMg 得：μ＝0.50.7×10＝114所以tan θ＝114【答案】 (1)f ＝0.5 N (2)0.7 (3)1/14利用DIS 能直接将测量数据输入计算机 ,经过处理可得到所需图象 ,如x -t 图、v -t 图和a -t 图等 ,然后分析图象 ,利用图象的斜率和截距等即可求得速度和加速度．注意：在用图象处理实验数据时常利用 "化曲为直〞的思想 ,将非线性关系图象转化为线性关系图象 ,然后由图线的截距和斜率等确定物体的速度和加速度.高频考点2 与 "纸带〞有关的四个力学实验实验一探究加速度与力、质量的关系(2021·第三次全国大联考卷Ⅱ)如图甲所示为探究加速度与合外力关系的实验装置 ,实验进行前先要平衡摩擦力 ,保证细线拉力等于小车的合外力．(1)为了适当垫高轨道 ,同学们选择了一个适宜的木块 ,通过游标卡尺测量木块的高度 ,示数如图乙所示 ,那么木块高度为________cm ．(2)平衡摩擦力后通过打点计时器得到一条记录小车运动的纸带 ,相邻计数点之间有四个计时点没有画出 ,请计算小车的加速度a ＝____________(保存两位有效数字)．(3)实验进行过程不断增加细线所挂重物的质量m ,测出对应的加速度a ,那么以以下图象中能正确反映小车加速度a 与所挂重物质量m 的关系的是________．【解析】 (1)游标卡尺的主尺刻度为10 mm ,游标尺刻度为11×0.05 mm ＝0.55 mm ,所以游标卡尺读数为10.55 mm ＝1.055 cm ．(2)每相邻两计数点间还有4个计时点未画出 ,说明相邻计数点的时间间隔T ＝0.1 s ,根据逐差法有a ＝(3.39＋3.88＋4.37－1.89－2.40－2.88)cm 9T 2＝0.50 m/s 2． (3)当重物质量远小于小车质量时 ,近似认为拉力等于重力 ,所以有a ＝mg M,图象为倾斜直线；随着重物质量增大 ,二者共同做匀变速直线运动 ,有a ＝mg M ＋m,当m 趋向无穷大时 ,加速度趋向重力加速度 ,所以图象趋向平缓 ,选C ．【答案】 (1)1.055 (2)0.50 m/s 2 (3)C1．实际作出的a -F 图象后面会有些弯曲．如以下图．这是因为a -F 图象的横坐标F 并。

高考物理大二轮复习与测试强化练动量守恒和原子结构原子核(真题为例,含解析)

选修3-5 动量守恒和原子结构、原子核1．(1)下列关于原子和原子核的说法正确的是( )A．γ射线是原子由激发态向低能级跃迁时产生的B．居里夫妇最先发现了天然放射现象C．原子核中的质子靠核力来抗衡相互之间的库仑斥力而使核子紧紧地束缚在一起D．结合能所对应的质量等于把原子核完全分解为核子后所有核子的总质量减去该原子核的质量(2)某同学用如图所示装置来研究碰撞过程，第一次单独让小球a从斜槽某处由静止开始滚下．落地点为P，第二次让小球a从同一位置释放后与静止在斜槽末端的小球b发生碰撞．a、b球的落地点分别是M、N，各点与O的距离如图；该同学改变小球a的释放位置重复上述操作．由于某种原因他只测得了a球的落地点P′、M′到O的距离分别是22.0 cm、10.0 cm.求b球的落地点N′到O的距离．解析：(1)γ射线是原子核由激发态向低能级跃迁时产生的，选项A错误；贝可勒尔最先发现了天然放射现象，选项B错误；原子核中的质子靠核力来抗衡相互之间的库仑斥力而使核子紧紧地束缚在一起，选项C正确；结合能所对应的质量等于把原子核完全分解为核子后所有核子的总质量减去该原子核的质量，选项D正确．(2)设a球的质量为m1，b球的质量为m2，碰撞过程中满足动量守恒定律，m1OM＋m2ON＝m1OP，解得m1∶m2＝4∶1.改变小球a的释放位置，有m1OM′＋m2ON′＝m1OP′，解得：ON′＝48.0 cm.答案：(1)CD (2)48.0 cm2．(1)下列说法正确的是( )A．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律B．α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流C．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D．发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关(2)如图所示，A、B、C三个木块的质量均为m，置于光滑的水平桌面上，B、C之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触而不固连．将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B和C 紧连，使弹簧不能伸展，以至于B、C可视为一个整体．现A以初速度v0沿B、C的连线方向朝B 运动，与B 相碰并黏合在一起．以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C 与A 、B 分离．已知C 离开弹簧后的速度恰为v 0.求弹簧释放的势能．解析： (1)根据原子核的衰变规律、放射线的性质、玻尔理论和光电效应规律解决问题．原子核发生衰变时遵守电荷数守恒和质量数守恒，而非质量守恒，选项A 错误；α、β、γ射线的实质是高速运动的氦原子核、电子流和光子，选项B 错误；根据玻尔理论，氢原子从激发态向基态跃迁时，只能辐射特定频率的光子，满足hν＝E m －E 1，选项C 正确；根据爱因斯坦光电效应方程E km ＝hν－W 知，光电子的动能与入射光的频率有关，选项D 错误．(2)设碰后A 、B 和C 的共同速度的大小为v ，由动量守恒定律得：mv 0＝3mv设C 离开弹簧时，A 、B 的速度大小为v 1，由动量守恒定律得：3mv ＝2mv 1＋mv 0设弹簧的弹性势能为E p ，从细线断开到C 与弹簧分开的过程中机械能守恒，有： 12(3m )v 2＋E p ＝12(2m )v 21＋12mv 20 解得弹簧所释放的势能为E p ＝13mv 20. 答案： (1)C (2)13mv 20 3．(1)铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应式是235 92U ＋10n→144 56Ba ＋8936Kr ＋310n.下列说法正确的有( )A ．上述裂变反应中伴随着中子放出B ．铀块体积对链式反应的发生无影响C ．铀核的链式反应可人工控制D ．铀核的半衰期会受到环境温度的影响(2)如图所示，在高为h ＝5 m 的平台右边缘上，放着一个质量M ＝3 kg 的铁块，现有一质量为m ＝1 kg 的钢球以v 0＝10 m/s 的水平速度与铁块在极短的时间内发生正碰后被反弹，落地点距离平台右边缘的水平距离为x ＝2 m ．已知铁块与平台之间的动摩擦因数为μ＝0.4，重力加速度为g ＝10 m/s 2，已知平台足够长，求铁块在平台上滑行的距离l (不计空气阻力，铁块和钢球都看成质点)．解析： (1)10n 表示中子，反应式中有10n 放出，A 项正确．当铀块体积小于临界体积时链式反应不会发生，B 项错误．铀核的核反应中释放出的快中子被减速剂减速后变为慢中子，而慢中子会被铀核吸收发生链式反应，减速剂可由人工控制，C 项正确．铀核的半衰期只由自身决定，而与其他外部因素无关，D 项错误．(2)设钢球反弹后的速度大小为v 1，铁块的速度大小为v ，碰撞时间极短，系统动量守恒mv 0＝Mv －mv 1碰撞后钢球做平抛运动x ＝v 1th ＝12gt 2联立以上两式解得t ＝1 s ，v 1＝2 m/s ，v ＝4 m/s整个过程由动能定理得－μMgl ＝0－12Mv 2 得l ＝v 22μg ＝162×0.4×10m ＝2 m. 答案： (1)AC (2)2 m4．(1)下列说法正确的是( )A ．氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，在向低能级跃迁时放出光子的频率一定等于入射光子的频率B.234 90Th(钍)核衰变为23491Pa(镤)核时，衰变前Th 核质量等于衰变后Pa 核与β粒子的总质量C ．α粒子散射实验的结果证明原子核是由质子和中子组成的D ．分别用X 射线和绿光照射同一金属表面都能发生光电效应，则用X 射线照射时光电子的最大初动能较大(2)某宇航员在太空站内做了如下实验：选取两个质量分别为m A ＝0.1 kg 、m B ＝0.2 kg 的小球A 、B 和一根轻质短弹簧，弹簧的一端与小球A 粘连，另一端与小球B 接触而不粘连．现使小球A 和B 之间夹着被压缩的轻质弹簧，处于锁定状态，一起以速度v 0＝0.1 m/s 做匀速直线运动，如图所示．过一段时间，突然解除锁定(解除锁定没有机械能损失)，两球仍沿原直线运动．从弹簧与小球B 刚刚分离开始计时，经时间t ＝3.0 s ，两球之间的距离增加了x ＝2.7 m ，求弹簧被锁定时的弹性势能E p .解析： (1)前后两次跃迁所跨越的能级不一定相同，故光子频率不一定相等，A 错误；衰变有质量亏损，释放了能量，B 错误；α粒子散射实验是关于原子结构而不是原子核结构的实验，C 错误；X 射线频率高，能量大，故产生光电子的最大初动能较大，D 正确．(2)根据运动关系x ＝(v A －v B )t根据动量守恒有：(m A ＋m B )v 0＝m A v A ＋m B v B根据能量关系E p ＝12m A v 2A ＋12m B v 2B －12(m A ＋m B )v 20联立解得E p ＝0.027 J.答案： (1)D (2)0.027 J5.(2013·江苏卷·12)(1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的________也相等．A ．速度B ．动能C ．动量D ．总能量 (2)根据玻尔原子结构理论，氦离子(He ＋)的能级图如图所示．电子处在n ＝3轨道上比处在n ＝5轨道上离氦核的距离________(选填“近”或“远”)．当大量He ＋处在n ＝4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有________条．(3)如图所示，进行太空行走的宇航员A 和B 的质量分别为80 kg 和100 kg ，他们携手远离空间站，相对空间站的速度为0.1 m/s.A 将B 向空间站方向轻推后，A 的速度变为0.2 m/s ，求此时B 的速度大小和方向．解析： (1)根据λ＝h p，知电子和中子的动量大小相等，选项C 正确．(2)根据玻尔理论r n ＝n 2r 1可知，电子处在n ＝3的轨道上比处在n ＝5的轨道上离氦核的距离近．大量He ＋处在n ＝4的激发态时，发射的谱线有6条．(3)根据动量守恒定律，(m A ＋m B )v 0＝m A v A ＋m B v B ，代入数值解得v B ＝0.02 m/s ，离开空间站方向．答案： (1)C (2)近 6 (3)0.02 m /s 离开空间站方向6．(1)下列说法正确的有( )A ．光电子的最大初动能和照射光的频率成正比B ．大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性C ．卢瑟福用α粒子散射的实验数据估算原子核的大小D ．玻尔的原子模型彻底否定了经典的电磁理论(2)放射性原子核238 92U 先后发生α衰变和β衰变后，变为原子核234 91Pa.已知：238 92u 质量为m 1＝238.0290 u ；23491Pa 质量为m 2＝234.0239 u ，α粒子的质量为m α＝4.0026 u ，电子的质量为m e ＝0.0005 u ．(原子质量单位1 u 相当于931 MeV 的能量)，则：①放射性衰变方程为：___________________________________________.②原子核238 92U 衰变为23492Pa 的过程中释放能量为________ MeV(保留三位有效数字)．(3)在第(2)问中，若原来238 92U 静止，衰变后放出的α粒子速度为v α＝3×107 m/s ，不计电子和衰变过程中释放光子的动量，则234 91Pa 的速度大小约为多少？(保留两位有效数字，请写出必要的解答过程)答案： (1)BC (2)①238 92U→234 91Pa ＋42He ＋ 0－1e ②1.86(3)5.1×105 m/s7.(1)如图给出氢原子最低的4个能级，一群氢原子处于量子数最高为4的能级，这些氢原子跃迁所辐射的光子的频率最多有________种，其中最小频率为________，要使基态氢原子电离，应用波长为________的光照射氢原子(已知h ＝6.63×10－34 J·s)．(2)光滑水平地面上停放着甲、乙两辆平板车，一根轻绳跨过乙车的定滑轮(不计定滑轮的质量和摩擦)，绳的一端与甲车相连，另一端被甲车上的人拉在手中，已知每辆车和人的质量均为30 kg ，两车间的距离足够远．现在人用力拉绳，两车开始相向运动，人与甲车保持相对静止，当乙车的速度为0.5 m/s 时，停止拉绳．①人在拉绳过程做了多少功？②若人停止拉绳后，至少应以多大速度立即从甲车跳到乙车才能使两车不发生碰撞？解析：一群氢原子处于最高量子数为n 的能级，跃迁时释放的光子种类为n n －12，当n ＝4时，释放6种频率的光子；释放最小频率的光子时，从n ＝4能级跃迁到n ＝3能级，由E 4－E 3＝hν，得ν＝1.6×1014 Hz ；要使基态的氢原子电离，需要吸收光子能量，从基态跃迁到电离态，由0－E 1＝hc λ得λ＝9.1×10－8 m.(2)①设甲、乙两车和人的质量分别为m 甲、m 乙和m 人，停止拉绳时，甲车的速度为v 甲，乙车的速度为v 乙，由动量守恒定律得(m 甲＋m 人)v 甲＝m 乙v 乙得v 甲＝0.25 m/s由功与能的关系可知，人拉绳过程做的功等于系统动能的增加量．W ＝12(m 甲＋m 人)v 2甲＋12m 乙v 2乙＝5.625 J. ②设人跳离甲车时人的速度为v 人，人离开甲车前后由动量守恒定律得(m 甲＋m 人)v 甲＝m 甲v 甲′＋m 人v 人人跳到乙车时m 人v 人－m 乙v 乙＝(m 人＋m 乙)v 乙′v 甲′＝v 乙′代入得v 人＝0.5 m/s当人跳离甲车的速度大于或等于0.5 m/s 时，两车才不会相撞．答案： (1)6 1.6×1014 Hz 9.1×10－8m (2)①5.625 J ② 0.5 m/s。

2020新高考物理第二轮复习《原子和原子核》随堂检测(Word版附答案)

《原子和原子核》时间：45分钟满分：100分一、选择题(本题共14小题，每小题6分，共84分。

其中1～11题为单选，12～14题为多选)1．如图所示，x为未知的放射源，L为薄铝片，若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，则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2．下列说法中正确的是()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3．据报道，香烟会释放一种危险的放射性元素“钋(210 84Po)”，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4．下列说法正确的是()A．结合能越大的原子核越稳定B．玻尔的跃迁假设是根据α粒子散射实验分析得出的C ．光电效应揭示了光具有粒子性，康普顿效应揭示了光具有波动性D ．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的 5．以下有关近代物理的内容叙述正确的是( )A ．放射性元素在发生α衰变时2个中子和2个质子结合为一个α粒子，设中子、质子和α粒子的质量分别为m 1、m 2、m 3，则2(m 1＋m 2)＝m 3B ．在关于物质波的表达式E ＝hν和p ＝hλ中，能量E 和动量p 是描述物质的波动性的重要物理量，波长λ和频率ν是描述物质的粒子性的典型物理量C ．在原子核发生衰变后，新核往往处于不稳定的高能级状态，会自发地向低能级跃迁D ．重核的裂变过程质量增大，轻核的聚变过程有质量亏损6．1933年至1934年间，约里奥·居里夫妇用α粒子轰击铝箔时，发生的核反应方程为2713Al ＋42He →3015P ＋10n ，反应生成物3015P 像天然放射性元素一样衰变，放出正电子e ，且伴随产生中微子，核反应方程为3015P →3014Si ＋01e ＋A Z ν。

高考物理二轮选择题专练——原子、原子核与核技术(共31题,有答案)

高考物理二轮选择题专练——原子、原子核与核技术（共31题，有答案）1．为了做好疫情防控工作，小区物业利用红外测温仪对出入人员进行体温检测。

红外测温仪的原理是：被测物体辐射的光线只有红外线可被捕捉，并转变成电信号。

图为氢原子能级示意图，已知红外线单个光子能量的最大值为1.62eV，要使氢原子辐射出的光子可被红外测温仪捕捉，最少应给处于n＝2激发态的氢原子提供的能量为（）A.10.20eVB.2.89eVC.2.55eVD.1.89eV2．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）与原子序数有如图所示的关系。

下列关于原子结构和核反应的说法错误的是（）A.由图可知，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损要放出能量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控制核反应速度3．下列说法正确（）A.玻尔的能级不连续和电子轨道不连续的观点，成功地解释了原子光谱的实验规律，和现代量子理论是一致的B.若氢原子核外电子从激发态n＝3跃迁到基态发出的光子刚好能使某金属发生光电效应，则从激发态n＝2跃迁到基态发出的光子一定能使该金属发生光电效应C.任何原子核在衰变过程中质量数和电荷数都守恒D.爱因斯坦的光电效应实验证明光子具有能量外还具有动量4．根据玻尔原子理论，当某个氢原子吸收一个光子后（）A.氢原子所在的能级下降B.氢原子的电势能增大C.电子绕核运动的半径减小D.电子绕核运动的动能增加5．据伊朗新闻电视台2019年9月7日消息，伊朗原子能组织发言人卡迈勒万迪当天宣布，作为第三阶段中止履行伊核协议的措施，伊朗已启动了“先进离心机”，以增加浓缩铀储量。

关于铀核的裂变，下列叙述正确的是（）A.核反应堆中铀核俘获一个中子后分裂为两个或几个中等质量的原子核，并吸收大量能量B.核反应堆中铀核自发分裂为两个或几个中等质量的原子核，同时释放大量的核能C.要使核反应堆中铀核发生链式反应，必须要有慢中子的轰击D.要使核反应堆中铀核发生链式反应，必须要有快中子的轰击6．1897年英国物理学家约瑟夫•约翰•汤姆生在研究阴极射线时发现了电子，这是人类最早发现的基本粒子。

新课标2020版高考物理二轮复习专题五光电效应原子结构原子核精练

光电效应原子结构原子核(45分钟)[刷基础]1．(2019·北京市海淀区高三3月理综)下列说法正确的是( )A ．放射性元素的半衰期与外界压强有关B ．天然放射现象说明原子具有核式结构C ．原子核放出γ射线说明原子核内有光子D ．原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电子的过程属于β衰变解析：原子核的衰变是由原子核的内部结构决定的，与外界环境无关，故A 错误；天然放射现象说明原子核是有内部结构的，故B 错误；γ射线一般伴随着α或β射线产生，当原子核发生α衰变或β衰变时，新的原子核处于高能级，原子核从高能级向低能级跃迁时，放出γ射线，故C 错误；原子核发生β衰变时，原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电子，故D 正确．答案：D2．(2018·高考天津卷)国家大科学工程——中国散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台．下列核反应中放出的粒子为中子的是( )A.N 俘获一个α粒子，产生O 并放出一个粒子147178B.Al 俘获一个α粒子，产生P 并放出一个粒子27133015C.B 俘获一个质子，产生Be 并放出一个粒子11584D.Li 俘获一个质子，产生He 并放出一个粒子6332解析：由核反应过程中遵循质量数、电荷数均守恒的原则，可写出选项中的四个核反应方程.N ＋He→O ＋H ，选项A 错误.Al ＋He→P ＋n ，选项B 正确.B ＋H→Be ＋147421781271342301510115184He ，选项C 错误.Li ＋H→He ＋He ，选项D 错误．426313242答案：B3．(多选)(2019·四川树德中学高三二诊)下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是( )A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成功解释了光电效应B．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的C．图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子D．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有波动性解析：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，爱因斯坦第一个成功的解释了光电效应，故A错误；玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的，故B正确；卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，故C错误；根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性，故D正确．答案：BD4. 氢原子的能级图如图所示，现让一束单色光照射到大量处于基态(量子数n＝1)的氢原子上，受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光．则照射氢原子的单色光的光子能量为( )A．12.75 eV B．13.06 eV C．13.6 eV D．0.85 eV解析：受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光子，则基态氢原子能跃迁到第4能级，吸收的光子能量ΔE＝－0.85 eV＋13.6 eV＝12.75 eV，故A正确．答案：A5．(2018·高考江苏卷)已知A和B两种放射性元素的半衰期分别为T和2T，则相同质量的A和B经过2T后，剩有的A和B质量之比为( )A．1∶4　B．1∶2C．2∶1D．4∶1解析：根据半衰期公式m ＝m 0()知，经过2T ，A 剩有的质量为m A ＝m 0()＝m 0, B 剩12t τ122T T 14有的质量为m B ＝m 0()＝m 0，故m A ∶m B ＝1∶2，选项B 正确．122T 2T 12答案：B6．(2018·高考天津卷)氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线H α、H β、H γ和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，可以判定( )A ．H α对应的前后能级之差最小B ．同一介质对H α的折射率最大C ．同一介质中H δ的传播速度最大D ．用H γ照射某一金属能发生光电效应，则H β也一定能解析：波长越大，频率越小，故H α的频率最小，根据E ＝hν可知H α对应的能量最小，根据hν＝E m －E n 可知H α对应的前后能级之差最小，A 正确；H α的频率最小，同一介质对应的折射率最小，根据v ＝可知H α的传播速度最大，B 、C 错误；H γ的波长小于H β的波长，c n 故H γ的频率大于H β的频率，若用H γ照射某一金属能发生光电效应，则H β不一定能，D 错误．答案：A7．(多选)(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，下列判断中正确的有( )A.He 核的结合能约为14 MeV 42B.He 核比Li 核更稳定4263C ．两个H 核结合成He 核时释放能量2142D.U 核中核子的平均结合能比Kr 核中的大235928936解析：由图知He 核的比结合能约为7 MeV ，所以结合能约为4×7 MeV ＝28 MeV ，故A 42错误；He 核比Li 核的比结合能大，所以He 核比Li 核更稳定，B 正确；两个H 核结合4263426321成He 核时，即由比结合能小的原子核反应生成比结合能大的原子核，释放能量，C 正确；42由图知U 核中核子的平均结合能比Kr 核中的小，所以D 错误．235928936答案：BC8．下列说法正确的是( )A ．原子核内的一个中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子，这就是β衰变B ．氡222的半衰期是3.8天，镭226的半衰期是1 620年，所以一个确定的氡222核一定比一个确定的镭226核先衰变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，电势能增大，电子的动能减小，原子的总能量减小D ．原子核越大，它的结合能越高，原子核能级越稳定解析：原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子，这就是β衰变的实质，故A 正确；对于大量原子有半数发生衰变所用的时间是半衰期，对于一个确定的原子核，半衰期没有意义，故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时，电子的动能减小，电势能增大，原子的总能量增加，故C 错误；结合能越高，原子核不一定稳定，比结合能越大，原子核越稳定，故D 错误．答案：A9．(多选)(2019·安徽定远重点中学高三第一次模拟)下列说法正确的是( )A ．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核内有中子存在B ．核泄漏事故污染物Cs 能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为Cs→1375513755Ba ＋X ，可以判断X 为电子13756C ．若氢原子从n ＝6能级向n ＝1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n ＝6能级向n ＝2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应D ．质子、中子、α粒子的质量分别是m 1、m 2、m 3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是( 2m 1＋2m 2－m 3)c 2解析：卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子的核式结构模型，故A 错误；根据电荷数守恒、质量数守恒知，X 的电荷数为55－56＝－1，质量数为137－137＝0，可知X 为电子，故B 正确；n ＝6与n ＝1间的能级差大于n ＝6与n ＝2间的能级差，则氢原子从n ＝6能级向n ＝1能级跃迁时辐射出的光子频率大于氢原子从n ＝6能级向n ＝2能级跃迁时辐射出的光子频率，可知从n ＝6能级向 n ＝2能级跃迁时辐射出的光不能使金属发生光电效应，故C 正确；质子和中子结合成一个α粒子，需要两个质子和两个中子，质量亏损Δm ＝2m 1＋2m 2－m 3，由质能方程可知，释放的能量ΔE ＝Δmc 2＝(2m 1＋2m 2－m 3)c 2，故D 正确．答案：BCD10．(2019·江西南昌高三模拟)如图a 所示是研究光电效应的电路图．某同学利用该装置在不同实验条件下得到了三条光电流I 与A 、K 两极之间的电压U AK 的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图b 所示．则下列说法正确的是( )A ．甲光照射光电管发出光电子的初动能一定小于丙光照射光电管发出光电子的初动能B ．单位时间内甲光照射光电管发出的光电子比乙光照射时发出的少C ．用强度相同的甲、丙光照射该光电管，则单位时间内逸出的光电子数相等D ．对于不同种金属，若照射光频率不变，则逸出光电子的最大初动能与金属的逸出功为线性关系解析：当光照射到K 极时，如果入射光的频率足够大(大于K 极金属的极限频率)，就会从K 极发出光电子．当反向电压增加到某一值时，电流表A 中电流就会变为零，此时m e v 12＝eU c ，式中v c 表示光电子的最大初速度，e 为电子的电荷量，U c 为遏止电压，据爱因斯坦2c 光电效应方程知，丙光的频率较大，乙、丙两光频率相等，且较丙小．丙光对应的遏止电压较大，可知丙光产生光电子的最大初动能较大，但丙光照射光电管发出光电子的初动能不一定比甲光照射光电管发出光电子的初动能大，故A 项错误．当入射光的频率大于金属的极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比，对于甲、乙两束频率相同的光来说，甲光的强度大于乙光强度，则单位时间内甲光照射光电管发出的光电子比乙光照射时发出的多，故B 项错误．光强相同是单位时间内照射到光电管单位面积上的光子的总能量相等，由于丙光的光子频率较高，每个光子的能量较大，所以单位时间内照射到光电管单位面积上的光子数就较少，单位时间内发出的光电子数就较少，故C 项错误．对于不同金属，若照射光频率不变，根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 0，知逸出光电子的最大初动能E k 与金属的逸出功为线性关系，故D 项正确．答案：D[刷综合]11.氢原子能级图如图所示，当氢原子从n ＝3的能级跃迁到n ＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.下列判断正确的是( )A ．当氢原子从n ＝2跃迁到n ＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nmB ．当氢原子从n ＝4跃迁到n ＝2的能级时，辐射出的光子不能使逸出功为2.25 eV 的钾发生光电效应C ．一个处于n ＝4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生6种谱线D ．用能量为1.0 eV 的光子照射处于n ＝4能级上的氢原子，可以使氢原子电离解析：氢原子从n ＝2跃迁到n ＝1的能级时，辐射光的能量大于氢原子从n ＝3跃迁到n ＝2的能级时辐射光的能量，根据E ＝，可知，辐射光的波长一定小于656 nm ，故A 错误；hc λ从n ＝4能级跃迁到n ＝2能级时辐射出的光子能量为2.55 eV ，大于金属的逸出功，能使钾发生光电效应，故B 错误；一个处于n ＝4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线，故C 错误；当处于n ＝4能级上的氢原子吸收的能量大于或等于0.85 eV 时，将会被电离，故D 正确．答案：D12．某原子K 层失去一个电子后，其K 层出现一个电子空位，当L 层上有电子跃迁到K 层填补空位时会释放一定的能量：一种情况是辐射频率为ν0的X 射线；另一种情况是跃迁释放的能量被其他核外电子层的电子吸收，使电子发生电离成为自由电子．若跃迁释放的能量被M 层的一个电子吸收，电离后的自由电子的动能是E 0，已知普朗克常量为h ，则电子处于M 层时原子的能级(即能量值)为( )A ．hν0B ．E 0C ．E 0－hν0D ．E 0＋hν0解析：首先理解，核外电子层与能级不是同一概念，如氢原子只有一个核外电子层和一个电子，但氢原子有若干能级．多电子原子的电子排布由里向外依次为K 、L 、M 、N 、O 、…层，电子离原子核的平均距离也越来越大，能量逐渐升高．根据题意，知L 层上有电子跃迁到K 层填补空位时，会释放一定的能量ΔE ：一种情况是辐射频率为ν0的X 射线，故ΔE ＝hν0，则电子处于L 层与处于K 层时原子的能级差值为E L －E K ＝ΔE ＝hν0.设电子处于M 层时原子的能量为E M ，若上述电子从L 层→K 层跃迁释放的能量ΔE ＝hν0被M 层上的一个电子吸收，电离后的自由电子的动能是E 0，由能量守恒定律知，E 0＋(0－E M )＝hν0，故E M ＝E 0－hν0，故选项C 正确．答案：C13.(多选)研究光电效应规律的实验装置如图所示，以频率为ν的光照射光电管阴极K 时，有光电子产生．由于光电管K 、A 间加的是反向电压，光电子从阴极K 发射后将向阳极A 做减速运动．光电流i 由图中电流计G 测出，反向电压U 由电压表V 测出，当电流计的示数恰好为零时，电压表的示数称为反向遏止电压U c .在下列表示光电效应实验规律的图象中，正确的是( )解析：反向电压U 和频率一定时，发生光电效应产生的光电子数与光强成正比，则单位时间到达阳极A 的光电子数与光强也成正比，故光电流i 与光强I 成正比，A 正确．由动能定理知－qU c ＝0－E km ，又因E km ＝hν－W 0，所以U c ＝－，可知遏止电压U c 与频率ν是h νq W 0q 线性关系，不是正比关系，故B 错误．光强I 与频率ν一定时，光电流i 随反向电压的增大而减小，又据光电子动能大小的分布概率及发出后的方向性可知，C 正确．由光电效应知金属中的电子对光子的吸收是十分迅速的，时间小于10－9 s,10－9 s 后，光强I 和频率ν一定时，光电流恒定，故D 正确．答案：ACD14．一个静止的铀核U(质量为232.037 2 u)放出一个α粒子(质量为4.002 6 u)后23292衰变成钍核Th(质量为228.028 7 u)．已知1 u 相当于931 MeV 的能量．下列说法正确22890的是( )A ．该核衰变反应方程为U→Th ＋He 232922289042B ．该核衰变反应中释放出的核能为0.059 MeVC ．该反应产生的钍核和α粒子的动量相同D ．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，则钍核获得的动能约为0.017 MeV解析：由题意可知，该核衰变反应方程为U→Th ＋He ，选项A 正确；质量亏损232922289042Δm ＝0.005 9 u ，释放出的核能ΔE ＝0.005 9×931 MeV≈5.49 MeV ，选项B 错误；由该核衰变反应过程中系统动量守恒，可知反应后的钍核和α粒子的动量大小相等、方向相反，即p Th ＝p α，又E kTh ＝，E kα＝，E kTh ＋E kα＝ΔE ，所以钍核获得的动能E kTh ＝p 2Th 2m Th p 2α2m α×ΔE ＝×5.49 MeV≈0.09 MeV ，选项C 、D 错误．m αm α＋m Th 44＋228答案：A15．(多选)如图所示，人工元素原子核 Nh 开始静止在匀强磁场B 1、B 2的边界MN 上，286113某时刻发生裂变生成一个氦原子核He 和一个Rg 原子核，裂变后的粒子速度方向均垂直于42B 1、B 2的边界MN .氦原子核通过B 1区域第一次经过MN 边界时，距出发点的距离为l ，Rg 原子核第一次经过MN 边界距出发点的距离也为l .则下列有关说法正确的是( )A ．两磁场的磁感应强度之比B 1∶B 2＝111∶141B ．两磁场的磁感应强度之比B 1∶B 2＝111∶2C ．氦原子核和Rg 原子核各自旋转第一个半圆的时间比为2∶141D ．氦原子核和Rg 原子核各自旋转第一个半圆的时间比为111∶141解析：原子核裂变的方程为 Nh→He ＋Rg ，由题意知带电粒子在匀强磁场中做匀28611342282111速圆周运动，偏转半径为r ＝，由题意可知二者偏转半径相等，由于原子核由静止裂变，mv qB 动量守恒，即m 1v 1＝m 2v 2，所以有q 1B 1＝q 2B 2，易得＝＝，故A 错误，B 正确；又T ＝B 1B 2q 2q 11112，由前面可知，q 1B 1＝q 2B 2，所以＝，粒子在第一次经过MN 边界时，运动了半个周2πm qB T 1T 2m 1m 2期，所以＝＝，故C 正确，D 错误．t 1t 242822141答案：BC。

2020届高三二轮复习强化训练：原子和原子核(含解析)

2020届高三二轮复习强化训练：原子和原子核一、选择题1.下列说法正确的是（）A.汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，从而建立了核式结构模型B.贝克勒尔通过对天然放射现象的硏究，发现了原子中存在原子核C.原子核由质子和中子组成，稳定的原子核内，中子数一定小于质子数D.大量处于基态的氢原子在单色光的照射下，发出多种频率的光子，其中必有一种与入射光频率相同2.关于原子核的衰变，下列说法正确的是（）A. β射线是电子流，是原子核外电子的一种自发的放射现象B. 对天然放射性元素加热，其半衰期将变短C. 原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数和质最数都守恒D. 任何元素都有可能发生衰变3.下列说法正确的是（）A. 放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关B. 结合能越大，原子中核子结合得越牢固，原子核越稳定C. 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短D. 各种气体原子的能级不同，跃迁时发射光子的能量（频率）不同，因此利用不同的气体可以制成五颜六色的霓虹灯4.关于核反应的类型，下列表述正确的是（）A. 238234492902U Th He →+是α衰变 B. 1441717281N He O H +→+是β衰变 C. 427301213150He Al P n +→+是核聚变 D. 828234361Se Kr 2e -→+是核裂变5.下列说法正确的是（）A. 原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律B. α射线是高速运动的带电粒子流，穿透能力很强C. 氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D. 发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光的频率成正比6.下列说法正确的是（）A. β射线也可能是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力B. 按照电离能力来看，放射性元素放出的三种射线由弱到强的排列顺序是α射线、β射线、γ射线C. 按照玻尔的氢原子理论，当电子从高能级向低能级跃迁时，氢原子系统的电势能减少量可能大于电子动能的增加量D. 在微观物理学中，不确定关系告诉我们不可能准确地知道单个粒子的运动情况，但是可以准确地知道大量粒子运动时的统计规律7.在足够大的匀强磁场中，静止的镁的同位素得2412Mg 发生衰变，沿与磁场垂直的方向释放出一个粒子后，变为一个新核，新核与放出粒子在磁场中运动的轨迹均为圆，如图所示，下列说法正确的是（）A. 新核为2413AlB. 新核沿逆时针方向旋转C. 2412Mg 发生的是α衰变D. 轨迹1是新核的径迹8.据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置（又称“人造太阳”）已完成了首次工程调试。

高考物理最新近代物理知识点之原子核技巧及练习题附答案

高考物理最新近代物理知识点之原子核技巧及练习题附答案一、选择题1．关于原子和原子核的组成，说法正确的是（）A ．汤姆孙通过对阴极射线一系列研究，发现了原子核内部放出的β射线B ．玻尔将量子观念引入原子领域，建立了氢原子量子化模型C ．卢瑟福分析α粒子散射实验数据，发现了原子核内部的质子D ．贝克勒尔研究了铀的天然放射性，建立了原子核式结构模型 2．关于原子、原子核以及核反应，以下说法正确的是（）A ．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线，且γ射线穿透能力最强B ．一个氢原子从n =3的能级发生跃迁，可能只辐射1种频率的的光子C ．10个23592U 原子核经过一个半衰期后，一定还剩5个23592U 原子核没发生衰变D ．核泄漏事故污染物铯(Cs)137能够产生对人体有危害的辐射，其衰变方程为1371375556Cs Ba+x →，由方程可判断x 是正电子3．对原子的认识，错误．．的是 A ．原子由原子核和核外电子组成 B ．原子核的质量就是原子的质量 C ．原子核的电荷数就是核中的质子数 D ．原子序数等于核电荷与电子电荷大小的比值 4．为提出原子核式结构模型提供依据的实验或现象是 A ．α粒子散射实验 B ．电子的发现 C ．质子的发现 D ．天然放射现象5．一个氘核（）与一个氚核（）发生聚变，产生一个中子和一个新核，并出现质量亏损，则聚变过程中 A ．吸收能量，生成的新核为 B ．吸收能量，生成的新核为 C ．放出能量，生成的新核为D ．放出能量，生成的新核为6．在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。

下列说法符合历史事实的是（）A ．卢瑟福在原子核人工转变的实验中发现了中子B ．爱因斯坦为了解释光电效应的实验规律提出了光子说C ．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D ．查德威克利用α射线轰击氮原子核获得了质子 7．下列关于α粒子的说法，正确的是 A ．α粒子是氦原子核，对外不显电性B ．卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子“枣糕模型”C ．天然放射现象中， α粒子形成的射线速度很快，穿透能力很强D ．核反应2382349290U TH X →+中，X 代表α粒子，则是α衰变8．物理教材中有很多经典的插图能够形象的表现出物理实验、物理现象及物理规律，下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是A ．甲图中，卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子B ．乙图中，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 ．丙图中，射线甲由电子组成，射线乙为电磁波，射线丙由粒子组成D ．丁图中，链式反应属于轻核裂变 9．下列说法正确的是（）A ．a 粒子散射实验可以估算原子核的半径的大小B ．玻尔理论可以解释原子的稳定，也能完美解释所有原子光谱规律C ．γ射线是穿透能力极强的电磁波，可以穿透几厘米的铅板D ．结合能越大的原子核越稳定 10．23290Th 具有放射性，经以下连续衰变过程：2322282282282089088899082Th Ra Ac Th Pb →→→→→，最后生成稳定的20882Pb ，下列说法中正确的是 A ．23290Th 和22890Th 中子数相同，质子数不同B ．整个衰变过程共发生6次α衰变和4次β衰变C ．22888Ra 发生β衰变后变为22889Ac ，说明22888Ra 原子核内有β粒子D ．22888Ra 的半衰期为6.7年，取40个该种原子核，经过13.4年剩下10个该种原子核11．有关放射性知识，下列说法正确的是（）A ．β衰变是原子核内的中子转化成质子和电子从而放出电子的过程B ．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个氡原子核C ．23892U→23490Th ＋42He ＋γ，其中γ只是高能光子流，说明衰变过程中无质量亏损 D ．γ射线一般伴随着α或β射线产生，这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强12．下列说法正确的是A ．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律B ．α射线是高速运动的带电粒子流，穿透能力很强C ．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D ．发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光的频率成正比13．如图所示，X 为未知放射源．若将由N 、S 磁极产生的强力磁场M 移开，发现计数器单位时间接收到的射线粒子数保持不变；若再将铝薄片也移开，发现计数器单位时间接收到的射线粒子数大幅度上升．则X 为（）A ．α、β混合放射源B ．α、γ混合放射源C ．纯β放射源D ．纯γ放射源14．关于天然放射现象，叙述正确的是（） A ．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减少 B ．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的C ．在α、β、γ这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,α射线的电离能力最强D ．铀核（23892U ）衰变为铅核（20682U ）的过程中,要经过8次α衰变和10次β衰变15．碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m 的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有（） A ．0 B ．m/4 C ．m/8D ．m/1616．2017年12月29日，中国首个快堆核电示范工程在福建霞浦开工建设．“快堆”核反应进程依次为：23823923923992929394U U Np Pu →→→，下列说法正确的是( )A ．23892U 和23992U 是同位素，其原子核内中子数相同 B ．23892U 变为23992U 发生了α衰变 C ．23892U 变为23992U 发生了β衰变D ．1g23992U 经过一个半衰期，23992U 原子核数目变为原来的一半17．下列核反应方程中，属于重核裂变的是A ．卢瑟福发现质子的核方程1441717281N He O H +→+B ．贝克勒尔发现天然放射现象，其中的一种核方程23423409091-1Th Pa e →+C ．太阳中发生的热核反应，典型的一种核方程23411120H H He n +→+D ．核电站可控的链式反应中，典型的一种核方程235114489192056360U n Ba Kr 3n +→++18．一种典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出3个中子，核反应方程是可表示为2351448919256360U+X Ba+Kr+3n →，已知部分原子核的比结合能与核子数的关系如图所示，下列说法正确的是（）A ．核反应方程中，X 粒子是正电子B ．核反应方程中，X 粒子是质子C ．23592U 、14456Ba 和8936Kr 相比，14456Ba 核的比结合能最大，它最稳定 D ．23592U 、14456Ba 和8936Kr 相比，23592U 核的核子数最多，它的结合能最大19．下列说法正确的是（）A ．α粒子散射实验的结果证明原子核是由质子和中子构成B ．平均结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定C ．核力是短程力，其表现一定为吸引力D ．质子、中子、α粒子的质量分别为1m 、2m 、3.m 质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是：()2123m m m c +-20．下列现象中，与原子核内部变化有关的是 A ．天然放射现象 B ．光电效应现象 C ．α粒子散射现象 D ．感应起电现象21．关于衰变，以下说法正确的是A ．同种放射性元素衰变快慢是由原子所处化学状态和外部条件决定的B ．23892U (铀)衰变为22286Rn (氡)要经过4次α衰变和2次β衰变C ．β衰变的实质是原子核外电子挣脱原子核的束缚形成的高速电子流D ．氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子核，经过7.6天就只剩下一个22．根据爱因斯坦的研究成果，物体的能量和质量的关系是E ＝mc 2，这一关系叫爱因斯坦质能方程．质子的质量为m p ，中子的质量为m n ，氦核的质量为m α，下列关系式正确的是( ) A ．m α＝(2m p ＋2m n ) B ．m α<(2m p ＋2m n ) C ．m α>(2m p ＋2m n )D ．以上关系式都不正确23．关于、、三种射线，下列说法正确的是A ．射线是一种波长很短的电磁波B ．射线是一种波长很短的电磁波C ．射线的电离能力最强D ．射线的电离能力最强 24．下列符合物理历史事实的有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 ．德布罗意认为电子也有波动性，且电子的波长与它的动量成反比C ．贝克勒耳发现天然放射现象，揭示了原子可再分的序幕D ．结合能越大，原子核越稳定25．关于原子与原子核，下列说法正确的是 A ．将温度升高，放射性元素的半衰期变短B ．核电站要建很厚的水泥防护层，目的是阻隔γ射线C ．对于甲状腺病人，可以用放射性同位素碘131来治疗D ．在α、β、γ三种射线中，β射线的电离本领最强【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题 1．B 解析：B 【解析】【详解】汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，阴极射线的电子来自原子核外的电子，而不是原子核内部；故A 错误；玻尔将量子观念引入原子领域，建立了氢原子量子化模型，故B 正确；卢瑟福通过α粒子散射实验，提出原子具有核式结构，并没有证实了在原子核内存在质子。

【精准解析】高考物理二轮专题闯关：热点12 光电效应、原子和原子核

热点12光电效应、原子和原子核选择题(1～7题为单项选择题，8～12题为多项选择题)1．[2020·新高考Ⅰ卷，2]氚核31H发生β衰变成为氦核32He.假设含氚材料中31H发生β衰变产生的电子可以全部定向移动，在3.2×104s时间内形成的平均电流为5.0×10－8A．已知电子电荷量为1.6×10－19C，在这段时间内发生β衰变的氚核31H的个数为()A．5.0×1014B．1.0×1016C．2.0×1016D．1.0×10182．[2020·广东广州市一模]2018年11月12日中科院等离子体物理研究所发布消息：全超导托克马克装置EAST在实验中有了新的突破，等离子体中心电子温度达到1亿摄氏度．其主要核反应方程为：①21H＋21H→32He＋X②21H＋Y→42He＋X，则下列表述正确的是()A．X是质子B．Y是氚核C．X与Y是同位素D．①、②两个核反应都属于裂变反应3．[2020·安徽江南十校高三质检]我国正在自主研发新型聚变—裂变混合反应堆项目．如果此项目得以研究开发并付诸实践，有可能使核资源寿命延长数倍．关于聚变和裂变，下列说法正确的是()A.21H＋31H―→42He＋10n10n是裂变反应B．聚变和裂变反应中都存在质量亏损C．裂变反应以释放核能为主，聚变反应以吸收核能为主D．核越重，比结合能越大4．[2020·宁夏银川市质检]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18D．“核燃烧”的核反应是裂变反应5．氢原子能级示意如图．现有大量氢原子处于n＝3能级上，下列说法正确的是()A．这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子B．从n＝3能级跃迁到n＝1能级比跃迁到n＝2能级辐射的光子频率低C．从n＝3能级跃迁到n＝4能级需吸收0.66eV的能量D．n＝3能级的氢原子电离至少需要吸收13.6eV的能量6．[2020·全国卷Ⅱ，18]氘核21H可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式621H→242He＋211H＋210n＋43.15MeV表示．海水中富含氘，已知1kg海水中含有的氘核约为1.0×1022个，若全都发生聚变反应，其释放的能量与质量为M 的标准煤燃烧时释放的热量相等；已知1kg 标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107J,1MeV ＝1.6×10－13J ，则M 约为()A ．40kg B ．100kg C ．400kg D ．1000kg 7．从1907年起，美国物理学家密立根就开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量．他通过如图甲所示的实验装置测量某金属的遏止电压U c 与入射光频率ν，作出图乙所示的U c ν图象，由此算出普朗克常量h ，并与普朗克根据黑体辐射测出的h 相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性．已知电子的电荷量为e ，则下列普朗克常量h 的表达式正确的是()A ．h ＝e (U c2－U c1)ν2－ν1B ．h ＝U c2－U c1e (ν2－ν1)C ．h ＝ν2－ν1e (U c2－U c1)D ．h ＝e (ν2－ν1)U c2－U c18．1934年，约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝箔，首次产生了人工放射性同位素X ，反应方程为42He ＋2713Al →X ＋10n.X 会衰变成原子核Y ，衰变方程为X →Y ＋01e.则()A ．X 的质量数与Y 的质量数相等B ．X 的电荷数比Y 的电荷数少1C ．X 的电荷数比2713Al 的电荷数多2D ．X 的质量数与2713Al 的质量数相等9．[2020·全国卷Ⅰ，19]下列核反应方程中，X 1、X 2、X 3、X 4代表α粒子的有()A.21H ＋21H →10n ＋X 1B.21H ＋31H →10n ＋X 2C.23592U ＋10n →14456Ba ＋8936Kr ＋3X 3D.10n ＋63Li →31H ＋X 410．放射性同位素电池是一种新型电池，它是利用放射性同位素衰变放出的高速带电粒子(α射线、β射线)与物质相互作用，射线的动能被阻止或吸收后转变为热能，再通过换能器转化为电能的一种装置．其构造大致是：最外层是由合金制成的保护层，次外层是防止射线泄漏的辐射屏蔽层，第三层是把热能转化成电能的换能器，最里层是放射性同位素．电池使用的三种放射性同位素的半衰期和发出的射线如下表：同位素90Sr 210Po 238Pu射线βαα半衰期28年138天89.6年若选择上述某一种同位素作为放射源，使用相同材料制成的辐射屏蔽层，制造用于执行长期航天任务的核电池，则下列论述正确的是()A ．90Sr 的半衰期较长，使用寿命较长，放出的β射线比α射线的贯穿本领弱，所需的屏蔽材料较薄B ．210Po 的半衰期最短，使用寿命最长，放出的α射线比β射线的贯穿本领弱，所需的屏蔽材料较薄C ．238Pu 的半衰期最长，使用寿命最长，放出的α射线比β射线的贯穿本领弱，所需的屏蔽材料较薄D ．放射性同位素在发生衰变时，出现质量亏损，但衰变前后的总质量数不变11．[2020·东北三省三校模拟]如图所示，甲图为演示光电效应的实验装置；乙图为a 、b 、c 三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线；丙图为氢原子的能级图；丁图给出了几种金属的逸出功和截止频率．以下说法正确的是()A．若b光为绿光，c光可能是紫光B．若a光为绿光，c光可能是紫光C．若b光光子能量为2.81eV，用它照射由金属铷制成的阴极，所产生的大量具有最大初动能的光电子去撞击大量处于n＝3激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光D．若b光光子能量为2.81eV，用它直接照射大量处于n＝2激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光12．[2020·湖南娄底市第二次模拟]如图，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(A Z X)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，生成的新核用Y表示．下列说法正确的是()RA．新核Y在磁场中圆周运动的半径为R Y＝2Z－2B．α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，且电流大小为I＝Bq22πmC．若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为Δm＝A(qBR)22m(A－4)c2D．发生衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中运动的轨迹正确的是图丙热点12光电效应、原子和原子核1．答案：B解析：由q ＝It ，ne ＝q 联立解得n ＝1.0×1016，选项B 正确．2．答案：B解析：对①，根据核反应的质量数和电荷数守恒可知X 是中子，故A 错误；对②，根据核反应的质量数和电荷数守恒可知Y 是氚核，故B 正确；X 是中子，Y 是氚核，X 与Y 不是同位素，故C 错误；①、②两个核反应都属于轻核聚变反应，故D 错误．3．答案：B 解析：21H ＋31H ―→42He ＋10n 是轻核聚变反应，所以A 错误；聚变和裂变反应都释放能量，所以都存在质量的亏损，故B 正确，C 错误；组成原子核的核子越多，它的结合能就越高，结合能与核子数之比，称做比结合能，中等大小的原子核的比结合能较大，D 错误．4．答案：A解析：根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X 粒子的质量数为4，电荷数为2，为42He ，选项A 正确；温度变化不能改变放射性元素的半衰期，选项B 错误；经过2T ，一定质量的84Be 占开始时的14，选项C 错误；“核燃烧”的核反应是轻核聚变反应，选项D 错误．5．答案：C解析：大量氢原子处于n ＝3能级跃迁到n ＝1能级最多可辐射出C 23＝3种不同频率的光子，故A 错误；根据能级图可知从n ＝3能级跃迁到n ＝1能级辐射的光子能量为hν1＝13.6eV －1.51eV ，n ＝3能级跃迁到n ＝2能级辐射的光子能量为hν2＝3.4eV －1.51eV ，比较可知从n ＝3能级跃迁到n ＝1能级比跃迁到n ＝2能级辐射的光子频率高，故B 错误；根据能级图可知从n ＝3能级跃迁到n ＝4能级，需要吸收的能量为E ＝1.51eV －0.85eV ＝0.66eV ，故C 正确；根据能级图可知氢原子处于n ＝3能级的能量为－1.51eV ，故要使其电离至少需要吸收1.51eV 的能量，故D 错误；故选C .6．答案：C解析：由1kg 海水中的氘核聚变释放的能量与质量为M 的标准煤燃烧释放的热量相等，有：2.9×107J /kg ×M ＝1.0×10226×43.15×1.6×10－13J ，解得M ≈400kg ，故C 选项正确．7．答案：A 解析：根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 0及动能定理eU c ＝E k ，得U c ＝h e ν－W 0e ，所以图象的斜率k ＝U c 2－U c 1ν2－ν1＝h e ，则h ＝e (U c 2－U c 1)ν2－ν1，故A 正确．8．答案：AC 解析：根据电荷数守恒和质量数守恒，可知42He ＋2713Al →X ＋10n 方程中X 的质量数为30，电荷数为15，再根据X →Y ＋01e 方程可知Y 的质量数为30，电荷数为14，故X 的质量数与Y 的质量数相等，X 的电荷数比Y 的电荷数多1，X 的电荷数比2713Al 的电荷数多2，X 的质量数比2713Al 的质量数多3，选项A 、C 正确，B 、D 错误．9．答案：BD解析：根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，可知选项B 中的X 2质量数是4，电荷数是2，代表α粒子，B 项正确；选项D 中的X 4质量数是4，电荷数是2，代表α粒子，D 项正确；选项A 中的X 1质量数是3，电荷数是2，A 项错误；选项C 中的X 3质量数是1，电荷数是0，代表中子，C 项错误．10．答案：CD解析：原子核衰变时，释放出高速运动的射线，这些射线的能量来自原子核的质量亏损，即质量减小，但质量数不变，D 正确；表格中显示Sr 的半衰期为28年、Po 的半衰期为138天、Pu 的半衰期为89.6年，故Pu 的半衰期最长，其使用寿命也最长，α射线的穿透能力没有β射线强，故较薄的屏蔽材料即可挡住α射线的泄漏，C 正确．11．答案：BC解析：由光电效应方程E k ＝hν－W 0和eU c ＝E k ，联立解得eU c ＝hν－W 0，即光子照射同一块金属时，只要遏止电压一样，说明光子的频率一样，遏止电压越大，光子的频率越大，因此可知b 光和c 光的频率一样，大于a 光的频率，故A 错误，B 正确；b 光照射金属铷，产生光电子的最大初动能为E k ＝2.81eV －2.13eV ＝0.68eV ，用光电子撞击氢原子，氢原子可以只吸收电子的部分能量而发生跃迁，因此处于n ＝3能级的氢原子吸收的能量为ΔE k ＝－0.85eV －(－1.51eV )＝0.66eV ，这时氢原子处在n ＝4的能级，向低能级跃迁可辐射C 24＝6种不同频率的光，故C 正确；若用b 光照射氢原子，氢原子只能吸收能量恰好为能级之差的光子，2.81eV 不满足该条件，因此此光子不被吸收，故D 错误．12．答案：ABC 解析：由题可知：A Z X →42He ＋A －4Z －2Y ，生成的新核Y 和α粒子动量大小相等，方向相反，而且洛伦兹力提供向心力，即qvB ＝m v 2R ，则R ＝mv qB ，可知：R Y R ＝2Z －2，即R Y ＝2Z －2R ，故A 正确；由于圆周运动周期T ＝2πm qB ，则环形电流为：I ＝q T ＝Bq 22πm ，故B 正确；对α粒子，由洛伦兹力提供向心力qvB ＝m v 2R ，可得v ＝BqR m 由质量关系可知，衰变后新核Y 质量为M ＝A －44m 由衰变过程动量守恒可得Mv ′－mv ＝0可知：v ′＝m Mv 则系统增加的能量为：ΔE ＝12Mv ′2＋12mv 2，由质能方程得：ΔE ＝Δmc 2联立可得Δm ＝A (qBR )22m (A －4)c 2，故C 正确；由动量守恒可知，衰变后α粒子与新核Y 运动方向相反，所以，轨迹圆应外切，由圆周运动的半径公式R ＝mv qB可知，α粒子半径大，由左手定则可知题图丁正确，故D 错误．。

高考物理近代物理知识点之原子核技巧及练习题含答案

高考物理近代物理知识点之原子核技巧及练习题含答案一、选择题1．关于原子和原子核的组成，说法正确的是（）A．汤姆孙通过对阴极射线一系列研究，发现了原子核内部放出的β射线B．玻尔将量子观念引入原子领域，建立了氢原子量子化模型C．卢瑟福分析α粒子散射实验数据，发现了原子核内部的质子D．贝克勒尔研究了铀的天然放射性，建立了原子核式结构模型2．科学家们对微观粒子的研究推动了科学的进步，下列符合历史事实的是A．普朗克发现了电子B．爱因斯坦提出能量子假说C．贝克勒尔发现了天然放射现象D．汤姆孙提出了原子的核式结构3．如图所示，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，则以下判断正确的是（）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4．关于近代物理，下列说法正确的是（）A．射线是高速运动的氦原子B．核聚变反应方程，表示质子C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氦原子光谱的特征5．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料．这些岩石都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性知识的说法中正确的是（）A．射线与射线一样是电磁波，但穿透本领远比射线强B．氡的半衰期为天，个氡原子核经过天后就一定只剩下个氡原子核C．衰变成要经过次衰变和次衰变D．放射性元素发生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6．关于天然放射性，下列说法正确的是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有关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射线的穿透能力最弱7．若用x 代表一个中性原子中核外的电子数，y 代表此原子的原子核内的质子数，z 代表此原子的原子核内的中子数，则对23490Th 的原子来说( )A ．x ＝90，y ＝90，z ＝234B ．x ＝90，y ＝90，z ＝144C ．x ＝144，y ＝144，z ＝90D ．x ＝234，y ＝234，z ＝3248．下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（）A ．图（甲）：用紫外线照射到金属锌板表面时会发生光电效应，当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B ．图（乙）：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型C ．图（丙）：氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，会吸收一定频率的光子D ．图（丁）：原有50个氡核，经过一个半衰期的时间，一定还剩余25个 9．一种典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出3个中子，核反应方程是可表示为2351448919256360U+X Ba+Kr+3n ，已知部分原子核的比结合能与核子数的关系如图所示，下列说法正确的是（）A ．核反应方程中，X 粒子是正电子B ．核反应方程中，X 粒子是质子C ．23592U 、14456Ba 和8936Kr 相比，14456Ba 核的比结合能最大，它最稳定 D ．23592U 、14456Ba 和8936Kr 相比，23592U 核的核子数最多，它的结合能最大10．某一放射性元素放出的射线通过电场后分成三束，如图所示，下列说法正确的是A ．射线1的电离作用在三种射线中最强B ．射线2贯穿本领最弱，用一张白纸就可以将它挡住C ．放出一个射线1的粒子后，形成的新核比原来的电荷数少1个D ．一个原子核放出一个射线3的粒子后，质子数和中子数都比原来少2个 11．如图是描述原子核核子的平均质量与原子序数Z 的关系曲线，由图可知（）A ．原子核A 分裂成原子核B 和C 时质量增加 B ．原子核A 的比结合能比原子核C 的比结合能大 C ．原子核D 和E 结合成原子核F 一定释放能量 D ．原子核A 的结合能一定比原子核C 的结合能小 12．下列核反应方程中，属于重核裂变的是A ．卢瑟福发现质子的核方程1441717281N He O H +→+B ．贝克勒尔发现天然放射现象，其中的一种核方程23423409091-1Th Pa e →+C ．太阳中发生的热核反应，典型的一种核方程23411120H H He n +→+D ．核电站可控的链式反应中，典型的一种核方程235114489192056360U n Ba Kr 3n +→++13．关于天然放射现象，叙述正确的是（）A ．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减少B ．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的C ．在α、β、γ这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,α射线的电离能力最强D ．铀核（23892U ）衰变为铅核（20682U ）的过程中,要经过8次α衰变和10次β衰变14．下列对题中四幅图的分析，其中正确的是（）A ．从图①可知，光电效应实验中b 光的频率比a 光的大B ．从图②可知，能量为5eV 的光子不能被处于第二能级的氢原子吸收C ．从图③可知，随着放射性物质质量的不断减少，其半衰期不断增大D ．从图④可知，α粒子散射实验表明原子核由中子和质子组成 15．对下列各原子核变化的方程，表述正确的是A ．32411120H H He n +→+是核聚变反应 B ．1441717280N He O n +→+是α衰变C ．8282034361Se Kr 2e -→+是核裂变反应D ．235114094192054380U n Xe Sr 2n +→++是β衰变16．碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m 的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有（） A ．0B ．m/4C ．m/8D ．m/1617．有关近代原子物理的若干叙述，下列说法正确的是 A ．卢瑟福通过分析α粒子轰击氮核实验结果，发现了中子 B ．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应 C ．玻尔理论指出原子可以处于连续的能量状态中D ．现已建成的核电站利用的是放射性同位素衰变放出的能量18．核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设。

2020届高中物理二轮总复习《原子物理》试题

2020届高中物理二轮总复习《原子物理》试题试卷满分：150分命题人：嬴本德一、单选题：本题共24小题，每小题2分，共48分。

在每个小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。

1．光子的能量与其()A．频率成正比B．波长成正比C．速度成正比D．速度平方成正比2．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3．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α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4．对于巴耳末公式，下列说法正确的是()A．所有氢原子光谱的波长都与巴耳末公式相对应B．巴耳末公式只确定了氢原子发光的可见光部分的光的波长C．巴耳末公式确定了氢原子发光的一个线系的波长，其中既有可见光，又有紫外光D．巴耳末公式确定了各种原子发光中的光的波长5．氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子，已知基态氦离子能量为E1=－54.4eV，氦离子能级的示意图如图所示，在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是()A．40.8eVB．43.2eVC．51.0eVD．54.4eV 6．关于α、β、γ三种射线，下列说法正确的是()A．α射线是一种波长很短的电磁波B．γ射线是一种波长很短的电磁波C．β射线的电离能力最强D．γ射线的电离能力最强7．有关下列四幅图的说法正确的是()A．甲图中，球m1以速度v碰撞静止球m2，若两球质量相等，碰后m2的速度一定为vB．乙图中，在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大C．丙图中射线1由β粒子组成，射线2为γ射线，射线3由α粒子组成D．丁图中，链式反应属于轻核聚变8．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9．根据玻尔理论，某原子的电子从能量为E的轨道跃迁到能量为E′的轨道，辐射出波长为λ的光，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则E′等于()A．E－hλcB．E＋hλcC．E－h cλD．E＋h cλ10．关于下面四个装置说法正确的是()A．图甲实验可以说明α粒子的贯穿本领很强B．图乙的实验现象可以用爱因斯坦的质能方程解释C．图丙是利用α射线来监控金属板厚度的变化D．图丁中进行的是聚变反应11．关于光谱，下列说法正确的是()A．大量原子发出的光谱是连续谱，少量原子发出的光是线状谱B．线状谱由不连续的若干波长的光组成C．作光谱分析时只能用发射光谱，不能用吸收光谱D．作光谱分析时只能用吸收光谱，不能用发射光谱12．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发生光电效应，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越多，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13．在卢瑟福的α粒子散射实验中，某一α粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图3中实线所示．图中P、Q为轨迹上的点，虚线是过P、Q两点并与轨迹相切的直线，两虚线和轨迹将平面分为四个区域．不考虑其他原子核对该α粒子的作用，那么关于该原子核的位置，下列说法中正确的是()A．可能在①区域B．可能在②区域C．可能在③区域D．可能在④区域14．一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为23892U→23490Th＋42He.下列说法正确的是()A．衰变后钍核的动能等于α粒子的动能B．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C．铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间D．衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量15．如图所示为氢原子的能级结构示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，用这些光子照射逸出功为2.49eV的金属钠．下列说法正确的是()A．这群氢原子能辐射出三种不同频率的光，其中从n=3能级跃迁到n=2能级所发出的光波长最短B．这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减少，电势能增加C．能发生光电效应的光有三种D．金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是9.60eV 16．大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电．氘核聚变反应方程是：21H＋21H→32He＋10n.已知21H的质量为2.0136u，32He的质量为3.0150u，10n的质量为1.0087u,1u=931MeV/c2．氘核聚变反应中释放的核能约为()A．3.7MeV B．3.3MeVC．2.7MeV D．0.93MeV17．铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：23592U＋10n→a＋b＋210n则a＋b可能是() A．14054Xe＋9336Kr B．14156Ba＋9236KrC．14156Ba＋9338Sr D．14054Xe＋9438Sr18．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hν1＋hν2B．辐射光子的能量为hν1＋hν2C．吸收光子的能量为hν2－hν1D．辐射光子的能量为hν2－hν119．天然放射现象中可产生α、β、γ三种射线．下列说法正确的是()A．β射线是由原子核外电子电离产生的B．23892U经过一次α衰变，变为23890ThC．α射线的穿透能力比γ射线穿透能力强D．放射性元素的半衰期随温度升高而减小20．核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设．核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因，提高罹患癌症的风险．已知钚的一种同位素23994Pu的半衰期为24100年，其衰变方程为23994Pu→X＋42He＋γ，下列说法中正确的是()A．X原子核中含有92个中子B．100个23994Pu经过24100年后一定还剩余50个C．由于衰变时释放巨大能量，根据E=mc2，衰变过程总质量增加D．衰变发出的γ射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力21．如图所示为氢原子能级示意图，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种不同频率的光，下列说法正确的是()A．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光B．由n=2能级跃迁到n=1能级产生的光频率最小C．由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光最容易发生衍射现象D．用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV 的金属铂能发生光电效应22．人们在研究原子结构时提出过许多模型，其中比较有名的是枣糕模型和核式结构模型，它们的模型示意图如图所示．下列说法中正确的是()A ．α粒子散射实验与枣糕模型和核式结构模型的建立无关B ．科学家通过α粒子散射实验否定了枣糕模型，建立了核式结构模型C ．科学家通过α粒子散射实验否定了核式结构模型，建立了枣糕模型D ．科学家通过α粒子散射实验否定了枣糕模型和核式结构模型，建立了波尔的原子模型23．2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100nm(1nm =10－9m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲．大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用．一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎．据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h=6.6×10－34J·s ，真空光速c=3×108m/s)()A ．10－21J B ．10－18J C ．10－15JD ．10－12J24．氢原子的部分能级如图所示，氢原子吸收以下能量可以从基态跃迁到n=2能级的是()A ．10.2eVB ．3.4eVC ．1.89eVD ．1.51eV25．（附加题）在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示，则可判断出()A ．甲光的频率大于乙光的频率B ．乙光的波长大于丙光的波长C ．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D ．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能二、多选题：本题共34小题，每小题3分，共102分。

2020届高考物理第二轮专题复习选择题模拟演练：原子和原子核(含解析)

2020届高考物理第二轮专题复习选择题模拟演练原子和原子核一、单项选择题2、如图所示为研究某未知元素放射性的实验装置，实验开始时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电场E，通过显微镜可以观察到，在荧光屏的某一位置上每分钟闪烁的亮点数．若撤去电场后继续观察．发现每分钟闪烁的亮点数没有变化；如果再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加．由此可以判断，放射源发出的射线可能为( )A．β射线和γ射线 B．α射线和β射线C．β射线和X射线 D．α射线和γ射线2、关于图中四幅图的有关说法中正确的是( )A.图甲中的α粒子散射实验说明了原子核是由质子与中子组成B.图乙中若改用绿光照射，验电器金属箔一定不会张开C.图丙一群氢原子处于n＝4的激发态，最多能辐射6种不同频率的光子D.图丁原子核C、B结合成A时会有质量亏损，要释放能量3、光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。

表中给出了6次实验的结果。

组次入射光子的能量/eV 相对光强光电流大小/mA逸出光电子的最大动能/eV第一组1234.04.04.0弱中强2943600.90.90.9第 4 6.0 弱27 2.9由表中数据得出的论断中不正确的是（） A ．两组实验采用了不同频率的入射光 B ．两组实验所用的金属板材质不同C ．若入射光子的能量为5.0 eV ，逸出光电子的最大动能为1.9 eVD ．若入射光子的能量为5.0 eV ，相对光强越强，光电流越大 4、太阳内部核反应的主要模式之一是质子-质子循坏，循环的结果可表示为1401214H He+2e+2v →，已知11H 和42He 的质量分别为P 1.0078u m =和 4.0026u m α=，1u=931MeV/c 2，c 为光速。

在4个11H 转变成1个42He 的过程中，释放的能量约为（）A ．8 MeVB ．16 MeVC ．26 MeVD ．52 MeV5、238 92U 的衰变有多种途径，其中一种途径是先衰变成210 83Bi ，然后可以经一次衰变变成210 a X(X 代表某元素)，也可以经一次衰变变成 b 81Ti ，最后都衰变变成206 82Pb ，衰变路径如图所示，下列说法中正确的是( )A．过程①是β衰变，过程③是α衰变；过程②是β衰变，过程④是α衰变B．过程①是β衰变，过程③是α衰变；过程②是α衰变，过程④是β衰变C．过程①是α衰变，过程③是β衰变；过程②是β衰变，过程④是α衰变D．过程①是α衰变，过程③是β衰变；过程②是α衰变，过程④是β衰变6、如图所示，图甲为氢原子的能级，图乙为氢原子的光谱，已知谱线a是氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2能级时的辐射光，谱线b可能是氢原子在下列哪种情形跃迁时的辐射光( )A．从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级B．从n＝5的能级跃迁到n＝2的能级C．从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级D．从n＝5的能级跃迁到n＝3的能级7、已知处于某一能级n上的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出10种不同频率的光，下列能表示辐射光波长最长的那种跃迁的示意图是( )8、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.14 6C→42He＋10 4BeB.14 6C→01e＋14 5BC.14 6C→ 0－1e＋14 7ND.14 6C→21H＋12 5B9、原子核的平均结合能与原子序数有如图所示的关系．下列关于原子核结构和核反应的说法中正确的是( )A．原子核a和b聚变成原子核c时会有质量亏损，要放出能量B．原子核f裂变成原子核d和e时会有质量增加，要吸收能量C．原子核c中核子的平均质量要比原子核b的大D．原子核f中核子的平均质量要比原子核e的小10、钚的一种同位素239 94Pu衰变时释放巨大能量，如图所示，其衰变方程为239 94Pu→235 92U＋42He＋γ，则( )A．核燃料总是利用比结合能大的核B．核反应中γ的能量就是239 94Pu的结合能C.235 92U核比239 94Pu核更稳定，说明235 92U的结合能大D．由于衰变时释放巨大能量，所以239 94Pu比235 92U的比结合能小二、多项选择题11、如图所示是氢原子的能级图，大量处于n＝5激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出10种不同频率的光子，其中莱曼系是指氢原子由高能级向n＝1能级跃迁时释放的光子，则( )A.10种光子中波长最短的是从n＝5激发态跃迁到基态时产生的B.10种光子中有4种属于莱曼系C.使n＝5能级的氢原子电离至少要0.85 eV的能量D.从n＝2能级跃迁到基态释放光子的能量等于从n＝3能级跃迁到n ＝2能级释放光子的能量12、下列说法正确的是( )A.光电效应表明光具有能量，具有波粒二象性B.根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动速度减小C.一束光照射到某金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太长D.α粒子散射实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据13、下面叙述正确的是( )A.原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量B.有4个半衰期为2年的铯134原子核，经过4年时间还剩下1个铯134C.同一光电管中发生光电效应时，增大照射光的频率就能增大光电子的最大初动能D.氢原子从n＝6能级跃迁至n＝2能级时辐射出的光子，比从n＝5能级跃迁至n＝2能级时辐射出的光子能量较大14、下列说法正确的是( )A.在光电效应实验中，入射光越强，逸出的光电子的初动能越大B.处于基态的氢原子可以吸收任意频率的光子而跃迁到对应的激发态C.某种放射性元素的样品经过6小时后还有116没有衰变，它的半衰期是1.5小时D.比结合能的大小决定着原子核的稳定程度15、放射性物质碘131的衰变方程为131 53I→131 54Xe＋Y.根据有关放射性知识，下列说法正确的是( )A．生成的131 54Xe处于激发态，放射γ射线．γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强B．若131 53I的半衰期大约是8天，取4个碘原子核，经16天就只剩下1个碘原子核了C．Y粒子为β粒子D.151 53I中有53个质子和131个核子16、PET(正电子发射型计算机断层显像)的基本原理是：将放射性同位素15 8O注入人体，参与人体的代谢过程.15 8O在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图像．根据PET原理，下列说法正确的是( )A.15 8O衰变的方程式为15 8O→15 7N＋01eB．将放射性同位素15 8O注入人体，15 8O的主要用途作为示踪原子C．一对正负电子湮灭后也可能只生成一个光子D．PET中所选的放射性同位素的半衰期应较长答案与解析1、D解析：放射性元素放射出的射线为α射线、β射线和γ射线，α射线贯穿能力弱，一张薄纸就可挡住，β射线贯穿能力较强．可贯穿铝片，γ射线穿过能力极强．α射线带正电，β射线带负电，在电场中偏转，γ射线不带电．由此可知，放射源发出的射线可能为α射线和γ射线．选项D 正确．2.C解析：α粒子散射实验说明了原子具有核式结构，故A 项错误；紫外线照射金属板时能产生光电效应，换用绿光照射金属板可能会产生光电效应，验电器金属箔可能会张开，故B 项错误；一群氢原子处于n ＝4的激发态，最多能辐射不同频率的光子种数为C 42＝6，故C 项正确；原子核C 、B 结合成A 时，核子平均质量增大，要吸收能量，故D 项错误.3、B解析：逐项研究A.根据νεh =，因为入射光子的能量（ε）不等，所以频率（ν）不等，A 正确。

高考物理最新近代物理知识点之原子核技巧及练习题附答案解析

高考物理最新近代物理知识点之原子核技巧及练习题附答案解析一、选择题1．下列说法正确的是A ．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律B ．α射线是高速运动的带电粒子流，穿透能力很强C ．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D ．发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光的频率成正比2．太阳内部有多种热核反应，其中的一个反应方程是：234112H+H He+x →，若已知21H 的质量为1m ，31H 的质量为2m ，42He 的质量为3m ，x 的质量为4m ，则下列说法中正确的是A ．x 是质子B ．x 是电子C ．这个反应释放的核能为()21234E m m m m c ∆=+--D ．21H 和31H 在常温下就能够发生聚变3．一个氘核（）与一个氚核（）发生聚变，产生一个中子和一个新核，并出现质量亏损，则聚变过程中 A ．吸收能量，生成的新核为 B ．吸收能量，生成的新核为 C ．放出能量，生成的新核为D ．放出能量，生成的新核为4．关于天然放射性，下列说法正确的是 A ．天然放射现象说明原子是可分的B ．放射性元素的半衰期与外界的温度有关，温度越高半衰期越短C ．放射性元素发生β衰变时所释放出的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的D ．机场、车站进行安检时，能发现箱内危险物品，是利用了α射线较强的穿透能力 5．C 发生放射性衰变成为N ，半衰期为5700年。

已知植物存活期间，其体内C 与C 的比例不变；生命活动结束后，C 的比例持续减少。

现通过测量得知，某古木样品中C 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 ．该古木采伐的年代距今约2850年 B ．C 衰变为N 的过程中放出射线 C ．C 、C 具有相同的中子数D ．增加样品测量环境的压强将加速C 的衰变6．若用x 代表一个中性原子中核外的电子数，y 代表此原子的原子核内的质子数，z 代表此原子的原子核内的中子数，则对23490Th 的原子来说( )A ．x ＝90，y ＝90，z ＝234B ．x ＝90，y ＝90，z ＝144C ．x ＝144，y ＝144，z ＝90D ．x ＝234，y ＝234，z ＝3247．若元素A 的半衰期为4天，元素B 的半衰期为5天，则相同质量的A 和B ，经过20天后，剩下的质量之比m A :m B A ．1:2B ．2:1．C ．30:3D ．31:308．下列说法正确的是（）A ．a 粒子散射实验可以估算原子核的半径的大小B ．玻尔理论可以解释原子的稳定，也能完美解释所有原子光谱规律C ．γ射线是穿透能力极强的电磁波，可以穿透几厘米的铅板D ．结合能越大的原子核越稳定9．“嫦娥四号”的核电池是利用放射性同位素23894Pu 的衰变供电的。

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