（課標(biāo)通用）高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題5 原子物理 專題跟蹤檢測13（含解析）-人教版高三全冊物理試題

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1、專題跟蹤檢測(十三) (建議用時：45分鐘) 基礎(chǔ)通關(guān) 1．(2019·山東淄博三模)我國科學(xué)家潘建偉院士預(yù)言十年左右量子通信將“飛”入千家萬戶．在通往量子論的道路上，一大批物理學(xué)家做出了卓越的貢獻，下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．玻爾在1900年把能量子引入物理學(xué)，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念 B．愛因斯坦最早認識到了能量子的意義，提出光子說，并成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象 C．德布羅意第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念 D．普朗克大膽地把光的波粒二象性推廣到實物粒子，預(yù)言實物粒子也具有波動性 B　解析 普朗克在1900年把能量子引入物理學(xué)，破除了“能量

2、連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念，故選項A錯誤；愛因斯坦最早認識到了能量子的意義，為解釋光電效應(yīng)的實驗規(guī)律提出了光子說，并成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象，故選項B正確；玻爾第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念，故選項C錯誤；德布羅意大膽地把光的波粒二象性推廣到實物粒子，預(yù)言實物粒子也具有波動性，故選項D錯誤． 2．(2018·北京卷)在核反應(yīng)方程He＋1N→1O＋X中，X表示的是(　　) A．質(zhì)子 B．中子 C．電子 D．α粒子 A　解析 由核反應(yīng)中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)均守恒，可知X為H，選項A正確． 3．(2019·重慶江津區(qū)預(yù)測模擬)2019年夏天，中美貿(mào)易之爭使國人了解了芯片的戰(zhàn)略

3、意義，芯片制作工藝非常復(fù)雜，光刻機是制作芯片的關(guān)鍵設(shè)備，其曝光系統(tǒng)最核心的部件之一是紫外光源．常見光源分為：可見光：436 nm；紫外光(UV)：365 nm；深紫外光(DUV)：KrF準(zhǔn)分子激光：248 nm，ArF準(zhǔn)分子激光：193 nm；極紫外光(EUV)：10～15 nm.下列說法正確的是(　　) A．波長越短，可曝光的特征尺寸就越小，就表示光刻的刀鋒越鋒利，刻蝕對于精度控制要求越高 B．光源波長越長，能量越大，曝光時間就越短 C．如果紫外光不能讓某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，極紫外光也一定不能 D．由康普頓效應(yīng)可知深紫外光通過實物物質(zhì)發(fā)生散射時會出現(xiàn)波長更短的成分 A　解析 波長越短

4、，可曝光的特征尺寸就越小，就表示光刻的刀鋒越鋒利，刻蝕對于精度控制要求越高，選項A正確；光源波長越長，則頻率就越小，能量越小，選項B錯誤；極紫外光的波長小于紫外光的波長，則頻率較大，如果紫外光不能讓某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，極紫外光不一定不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，選項C錯誤；由康普頓效應(yīng)可知深紫外光通過實物物質(zhì)發(fā)生散射時能量變小，頻率變小，則會出現(xiàn)波長更長的成分，選項D錯誤． 4．(2018·天津卷)氫原子光譜在可見光區(qū)域內(nèi)有四條譜線Hα、Hβ、Hγ和Hδ，都是氫原子中電子從量子數(shù)n>2的能級躍遷到n＝2的能級時發(fā)出的光，它們在真空中的波長由長到短，可以判定(　　) A．Hα對應(yīng)的前后能級之差最

5、小 B．同一介質(zhì)對Hα的折射率最大 C．同一介質(zhì)中Hδ的傳播速度最大 D．用Hγ照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則Hβ也一定能 A　解析 Hα的波長最長，頻率最低，由躍遷規(guī)律可知，它對應(yīng)的前后能級之差最小，選項A正確；由頻率越低的光的折射率越小知，選項B錯誤；由折射率n＝可知，在同一介質(zhì)中，Hα的傳播速度最大，選項C錯誤；當(dāng)入射光頻率大于金屬的極限頻率可以使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，因νHβ<νHγ，所以Hβ不一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，選項D錯誤． 5．(2019·高考物理全真模擬卷)從1907年起，美國物理學(xué)家密立根就開始以精湛的技術(shù)測量光電效應(yīng)中幾個重要的物理量．他通過如圖甲所示

6、的實驗裝置測量某金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν，作出如圖乙所示的Uc-ν的圖象，由此算出普朗克常量h，并與普朗克根據(jù)黑體輻射測出的h相比較，以檢驗愛因斯坦方程的正確性．已知電子的電荷量e，則下列普朗克常量h的表達式正確的是(　　) A．h＝ B．h＝ C．h＝ D．h＝ A　解析 根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程應(yīng)Ek＝hν－W0，及動能定理eUc＝Ek，得Uc＝ν－，所以圖象的斜率k＝＝，得h＝，故選項A正確． 6．(2018·天津卷)國家大科學(xué)工程——中國散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功，獲得中子束流，可以為諸多領(lǐng)域的研究和工業(yè)應(yīng)用提供先進的研究平臺．下列

7、核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是(　　) A．7N俘獲一個α粒子，產(chǎn)生8O并放出一個粒子 B．Al俘獲一個α粒子，產(chǎn)生P并放出一個粒子 C．5B俘獲一個質(zhì)子，產(chǎn)生Be并放出一個粒子 D．Li俘獲一個質(zhì)子，產(chǎn)生He并放出一個粒子 B　解析 根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒，各選項核反應(yīng)方程如下， 7N＋He→8O＋H，選項A錯誤；Al＋He→P＋n，選項B正確；5B＋H→Be＋He，選項C錯誤；Li＋H→He＋He，選項D錯誤． 7．(2019·山東濟寧二模)氫原子的能級示意圖如圖所示，現(xiàn)有大量的氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)向低能級躍遷時，會輻射出若干種不同頻率的光，若用這些光照射逸出功為4.

8、54 eV的鎢時，下列說法正確的是(　　) A．氫原子能輻射4種不同頻率的光子 B．氫原子輻射的光子都能使鎢發(fā)生光電效應(yīng) C．氫原子輻射一個光子后，氫原子的核外電子的速率增大 D．鎢能吸收兩個從n＝4向n＝2能級躍遷的光子而發(fā)生光電效應(yīng) C　解析 根據(jù)C＝6，所以這些氫原子總共可輻射出6種不同頻率的光，故選項A錯誤；由于要發(fā)生光電效應(yīng)，躍遷時放出光子的能量大于鎢的逸出功為4.54 eV，故選項B錯誤；氫原子輻射一個光子后，能級減小，氫原子的核外電子的速率增大，故選項C正確；鎢只能吸收一個光子的能量，故選項D錯誤． 8．(2018·全國卷Ⅲ)1934年，約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊鋁

9、核Al，產(chǎn)生了第一個人工放射性核素X：α＋Al→n＋X.X的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為(　　) A．15和28 B．15和30 C．16和30 D．17和31 B　解析 將核反應(yīng)方程式改寫成He＋Al→n＋X，由電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒知，X應(yīng)為X. 9．(2019·陜西西安中學(xué)期末)由于放射性元素Np的半衰期很短，所以在自然界中一直未被發(fā)現(xiàn)，只是在使用人工的方法制造后才被發(fā)現(xiàn)．已知Np經(jīng)過一系列α衰變和β衰變后變成Bi，下列說法正確的是(　　) A．Bi的原子核比Np的原子核少28個中子 B．Np經(jīng)過衰變變成Bi，衰變過程可以同時放出α粒子、β粒子和γ粒子 C．衰變過程中共發(fā)生了7次

10、α衰變和4次β衰變 D．Np的半衰期等于任一個Np原子核發(fā)生衰變的時間 C　解析 Bi的中子數(shù)為209－83＝126，Np的中子數(shù)為237－93＝144，Bi的原子核比Np的原子核少18個中子，選項A錯誤；Np經(jīng)過一系列α衰變和β衰變后變成Bi，可以同時放出α粒子和γ粒子或者β粒子和γ粒子，不能同時放出三種粒子，選項B錯誤；衰變過程中發(fā)生α衰變的次數(shù)為＝7(次)，β衰變的次數(shù)為2×7－(93－83)＝4(次)，選項C正確；半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對少數(shù)原子核不適用，選項D錯誤． 能力提升 10．(2019·天津卷)(多選)我國核聚變反應(yīng)研究大科學(xué)裝置“人造太陽”2018年獲

11、得重大突破，等離子體中心電子溫度首次達到1億度，為人類開發(fā)利用核聚變能源奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)．下列關(guān)于聚變的說法正確的是(　　) A．核聚變比核裂變更為安全、清潔 B．任何兩個原子核都可以發(fā)生聚變 C．兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，總質(zhì)量較聚變前增加 D．兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，核子的比結(jié)合能增加 AD　解析 核聚變的最終產(chǎn)物是氦氣無污染，而核裂變會產(chǎn)生固體核廢料，因此核聚變更加清潔和安全，選項A正確；發(fā)生核聚變需要在高溫高壓下進行，大核不能發(fā)生核聚變，選項B錯誤；核聚變反應(yīng)會放出大量的能量，根據(jù)質(zhì)能關(guān)系可知反應(yīng)會發(fā)生質(zhì)量虧損，選項C錯誤；因聚變反應(yīng)放出能量，因此反應(yīng)前的比結(jié)合能小

12、于反應(yīng)后的比結(jié)合能，選項D正確． 11．(2019·河南登封實驗中學(xué)模擬)(多選)下列說法正確的是(　　) A．由He＋7N→8O＋H可知，在密閉的容器中混合存放一定比例的氦氣和氮氣，幾天后將有氧氣生成 B．根據(jù)玻爾理論，氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的動能增大，電勢能減小 C．α、β、γ三種射線中，α射線的電離能力最強 D．相同頻率的光照射不同金屬，則從金屬表面逸出的光電子的最大初動能越大，這種金屬的逸出功越大 BC　解析 He＋7N→8O＋H是用氦核打擊氮核使氮核轉(zhuǎn)變的過程，是原子核的人工轉(zhuǎn)變，在密閉的容器中混合存放一定比例的氦氣和氮

13、氣，不會有氧氣生成，故選項A錯誤；氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，庫侖力做正功，動能增大，電勢能減小，故選項B正確；α、β和γ三種射線中，α射線的電離能力最強，故選項C正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，金屬的逸出功越大，逸出的光電子的最大初動能越小，故選項D錯誤． 12．(2019·貴州凱里一中模擬)(多選)下列說法正確的是(　　) A．盧瑟福通過對α粒子散射實驗結(jié)果的分析，提出了原子核內(nèi)有中子存在 B．核泄漏事故污染物137Cs能夠產(chǎn)生對人體有害的輻射，其核反應(yīng)方程式為Cs→Ba＋x，可以判斷x為電子 C．若氫原子從n＝6能級向n＝1能級躍遷時

14、輻射出的光不能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則氫原子從n＝6能級向n＝2能級躍遷時輻射出的光也不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) D．質(zhì)子、中子、α粒子的質(zhì)量分別是m1、m2、m3，質(zhì)子和中子結(jié)合成一個α粒子，釋放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2 BCD　解析 盧瑟福通過對α粒子散射實驗結(jié)果的分析，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，沒有提出原子核內(nèi)有中子存在，選項A錯誤；根據(jù)137Cs的核反應(yīng)方程式Cs→Ba＋x，可知x的質(zhì)量數(shù)為137－137＝0，電荷數(shù)為55－56＝－1，故x為電子，選項B正確；氫原子從n＝6能級向n＝1能級躍遷時輻射出的光子的頻率大于從n＝6能級向n＝2能級躍遷時輻射出的光子的頻率，故若從

15、n＝6能級向n＝1能級躍遷時輻射出的光不能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則氫原子從n＝6能級向n＝2能級躍遷時輻射出的光也不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，選項C正確；質(zhì)子和中子結(jié)合成一個α粒子，需要兩個質(zhì)子和兩個中子，質(zhì)量虧損Δm＝2m1＋2m2－m3，由質(zhì)能方程可知，釋放的能量ΔE＝Δmc2＝(2m1＋2m2－m3)c2，選項D正確． 13．(2019·江西南昌外國語學(xué)校期中)(多選)下列說法正確的是(　　) A．H＋H→He是太陽內(nèi)部核反應(yīng)之一，該核反應(yīng)過程釋放的能量是ΔE.已知光在真空中的傳播速度為c，則該核反應(yīng)中平均每個核子虧損的質(zhì)量為 B．盧瑟福通過α粒子散射實驗揭示了原子核的內(nèi)部結(jié)構(gòu) C

16、．紫外線照射到金屬鋅板表面時能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則當(dāng)增大紫外線的照射強度時，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能也隨之增大 D．根據(jù)玻爾理論，氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的動能增大，電勢能減小 AD　解析 該核反應(yīng)過程釋放的能量是ΔE，核子個數(shù)是3，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知，ΔE＝3Δmc2，所以每個核子虧損的質(zhì)量為Δm＝，故選項A正確；盧瑟福通過α粒子散射實驗揭示了原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，故選項B錯誤；紫外線照射到金屬鋅板表面時能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則當(dāng)增大紫外線的照射強度時，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能不變，而光電子數(shù)目可能增加，故選項C錯誤；氫原子的核

17、外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，庫侖力做正功，動能增大，電勢能減小，故選項D正確． 14．(2020·江蘇海安中學(xué)開學(xué)考試)原子核的衰變方式不同，釋放的能量也不同，由此可以用來確定原子核的質(zhì)量差，Cu可以衰變?yōu)閆n，釋放的核能是E1；也可以衰變?yōu)镹i，釋放的核能為E2. (1)寫出兩種衰變方式的衰變方程； (2)設(shè)釋放能量全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣庾幽芰?，求出Zn和Ni釋放光子的波長之比． 解析 (1)根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒得，Cu可以衰變?yōu)閆n的反應(yīng)方程為Cu→Zn＋e，Cu可以衰變?yōu)镹i的反應(yīng)方程為Cu→Ni＋e. (2)光子能量公式得E＝hν＝h得，釋放的核能是E

18、1的光子波長為λ1＝，釋放的核能是E2的光子波長為λ2＝，則釋放光子的波長之比為＝. 答案 (1)Cu→Zn＋e　Cu→Ni＋e　(2) 15．(2017·北京卷)在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，一個靜止的放射性原子核發(fā)生了一次α衰變．放射出的α粒子(He)在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運動，其軌道半徑為R.用m、q分別表示α粒子的質(zhì)量和電荷量． (1)放射性原子核用X表示，新核的元素符號用Y表示，寫出該α衰變的核反應(yīng)過程； (2)α粒子的圓周運動可以等效成一個環(huán)形電流，求圓周運動的周期和環(huán)形電流大小； (3)設(shè)該衰變過程釋放的核能轉(zhuǎn)化為α粒子和新核的動能，新核的質(zhì)量為M，求衰變過程的質(zhì)量虧損Δm. 解析 (1)核反應(yīng)方程為X→Y＋He. (2)設(shè)α粒子的速度大小為v，由qvB＝m，T＝，得 α粒子在磁場中運動周期T＝， 環(huán)形電流大小I＝＝. (3)由qvB＝m，得v＝， 設(shè)衰變后新核Y的速度大小為v′，系統(tǒng)動量守恒，得 Mv′－mv＝0，則v′＝＝， 由Δmc2＝Mv′2＋mv2，得Δm＝. 答案 (1)X→Y＋He　(2)　 (3)