（浙江選考）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十三章 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核本章綜合能力提升練.docx

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第十三章 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核 本章綜合能力提升練 (限時(shí)：45分鐘) 一、單項(xiàng)選擇題 1.關(guān)于玻爾的原子模型理論，下列說(shuō)法正確的是(　　) A.原子可以處于連續(xù)的能量狀態(tài)中 B.原子的能量狀態(tài)可能是連續(xù)的 C.原子的核外電子在確定軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，要向外輻射能量 D.原子的核外電子在確定軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，不向外輻射能量 答案　D 2.以下是有關(guān)近代物理內(nèi)容的若干敘述，其中不正確的有(　　) A.每個(gè)核子只跟鄰近的核子發(fā)生核力作用 B.太陽(yáng)內(nèi)部發(fā)生的核反應(yīng)是熱核反應(yīng) C.原子的核式結(jié)構(gòu)模型是由湯姆孫在α粒子散射實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上提出的 D.關(guān)于原子核內(nèi)部的信息，最早來(lái)自天然放射現(xiàn)象 答案　C 解析　核力為短程力，只能跟鄰近的核子產(chǎn)生核力的作用，故A正確；太陽(yáng)內(nèi)部發(fā)生的是熱核反應(yīng)，故B正確；原子的核式結(jié)構(gòu)模型是由盧瑟福在α粒子散射實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上提出的，故C錯(cuò)誤；關(guān)于原子核內(nèi)部的信息，最早來(lái)自于天然放射現(xiàn)象，故D正確. 3.下列有關(guān)原子結(jié)構(gòu)和原子核的認(rèn)識(shí)，其中正確的是(　　) A.γ射線是高速運(yùn)動(dòng)的電子流 B.氫原子輻射光子后，其繞核運(yùn)動(dòng)的電子動(dòng)能增大 C.太陽(yáng)輻射能量的主要來(lái)源是太陽(yáng)中發(fā)生的重核裂變 D.Bi的半衰期是5天，100克Bi經(jīng)過(guò)10天后還剩下50克 答案　B 解析　β射線是高速電子流，而γ射線是一種電磁波，選項(xiàng)A錯(cuò)誤.氫原子輻射光子后，繞核運(yùn)動(dòng)的電子距核更近，動(dòng)能增大，選項(xiàng)B正確.太陽(yáng)輻射能量的主要來(lái)源是太陽(yáng)內(nèi)部氫核的聚變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤.10天為兩個(gè)半衰期，剩余的Bi為100()g＝100()2 g＝25 g，選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 4.以下說(shuō)法中不正確的是(　　) A.不管是陰極射線還是β射線，本質(zhì)上都是電子 B.根據(jù)玻爾的觀點(diǎn)，電子若從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷定會(huì)放出光子 C.放射性同位素的半衰期跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件有關(guān) D.利用γ射線來(lái)測(cè)金屬的厚度，是利用γ射線具有很強(qiáng)的貫穿能力 答案　C 解析　陰極射線是核外電子電離后飛出的，β射線是由核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)放出的電子流，即本質(zhì)上都是電子，A選項(xiàng)正確；根據(jù)玻爾理論，電子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷過(guò)程中，會(huì)放出光子，光子的能量就等于能級(jí)之差，B選項(xiàng)正確；半衰期由核內(nèi)部自身的因素決定，與其他一切的外部條件無(wú)關(guān)，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；三種射線中，γ射線的貫穿能力最強(qiáng)，可用來(lái)測(cè)金屬厚度，D選項(xiàng)正確. 5.曾任美國(guó)總統(tǒng)的老布什曾讓醫(yī)生們虛驚了一場(chǎng)，那是在訪日宴會(huì)上突然昏厥，美國(guó)政府急忙地將他送回國(guó)，醫(yī)生用123I進(jìn)行診斷，通過(guò)體外跟蹤，迅速查出了病因.123I的特性是(　　) A.半衰期長(zhǎng)，能迅速?gòu)捏w內(nèi)清除 B.半衰期長(zhǎng)，并緩慢從體內(nèi)清除 C.半衰期短，能迅速?gòu)捏w內(nèi)清除 D.半衰期短，并緩慢從體內(nèi)清除 答案　C 解析　利用放射性同位素123I放出的γ射線，穿透本領(lǐng)比α、β射線強(qiáng).123I的半衰期較短，可以迅速?gòu)捏w內(nèi)消失，不至于因長(zhǎng)時(shí)間輻射而對(duì)身體造成傷害.故C對(duì). 二、多項(xiàng)選擇題 6.(2019屆溫州市模擬)下列物理現(xiàn)象正確的是(　　) A.電子的衍射現(xiàn)象說(shuō)明實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性 B.鏈?zhǔn)椒磻?yīng)屬于重核的聚變 C.能量越大的光子波長(zhǎng)越長(zhǎng) D.核力是強(qiáng)相互作用 答案　AD 7.(2017浙江4月選考14)下列說(shuō)法正確的是(　　) A.β、γ射線都是電磁波 B.原子核中所有核子單獨(dú)存在時(shí)質(zhì)量總和大于該原子核的總質(zhì)量 C.在LC振蕩電路中，電容器剛放電時(shí)，電容器極板上電荷量最多，回路電流最小 D.處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子共能輻射出4種不同頻率的光子 答案　BC 解析　β射線為高速電子流，不是電磁波，選項(xiàng)A錯(cuò)誤.原子核的總質(zhì)量小于組成它的所有核子的質(zhì)量之和，選項(xiàng)B正確.LC振蕩電路中，電容器開(kāi)始放電時(shí)，由于自感線圈的阻礙作用，因此回路電流從小變大，選項(xiàng)C正確.大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子可以放出C＝6種不同頻率的光子，單個(gè)處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子最多可以放出3種不同頻率的光子，選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 8.(2015浙江10月選考14改編)氫原子從n＝6躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)輻射出頻率為ν1的光子，從n＝5躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)輻射出頻率為ν2的光子.下列說(shuō)法正確的是(　　) A.頻率為ν1的光子的能量較大 B.頻率為ν1的光子的動(dòng)量較大 C.做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，頻率為ν1的光產(chǎn)生的條紋間距較大 D.用同一種金屬做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，若均可發(fā)生光電效應(yīng)，頻率為ν1的光產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能較大 答案　ABD 解析　氫原子從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)時(shí)會(huì)輻射出光子，有hν＝Em－En，故可知頻率為ν1的光子的能量較大，ν1＞ν2，故A正確；由λ＝，λ＝得光子的動(dòng)量p＝，頻率為ν1的光子的動(dòng)量較大，故B正確；在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，屏上相鄰的亮條紋(或暗條紋)之間距離Δx與波長(zhǎng)、雙縫間距d及屏到雙縫距離l的關(guān)系為Δx＝λ＝，頻率為ν1的光產(chǎn)生的條紋間距較小，故C錯(cuò)誤；用同種金屬做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，Ek＝hν－W0，頻率為ν1的光產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能較大，故D正確. 9.能源是社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，發(fā)展核能是解決能源問(wèn)題的途徑之一，下列釋放核能的反應(yīng)方程，表述正確的有(　　) A.H＋H→He＋n是核聚變反應(yīng) B.H＋H→He＋n是β衰變 C.U＋n→Ba＋Kr＋3n是核裂變反應(yīng) D.U＋n→Xe＋Sr＋2n是α衰變 答案　AC 解析　兩個(gè)輕核聚合成一個(gè)較重的核的反應(yīng)為核聚變反應(yīng)，故A對(duì)，B錯(cuò).重核被中子轟擊后分裂成兩個(gè)中等質(zhì)量的原子核并放出若干個(gè)中子的反應(yīng)為核裂變反應(yīng)，故C對(duì).原子核放出α或β粒子后變成另一種原子核的反應(yīng)稱(chēng)為原子核的衰變.原子核衰變的反應(yīng)物只有一種，故D錯(cuò). 10.如圖1所示為光電管工作原理圖，當(dāng)有波長(zhǎng)(均指真空中的波長(zhǎng)，下同)為λ的光照射陰極K時(shí)，電路中有光電流，則(　　) 圖1 A.換用波長(zhǎng)為λ1(λ1＞λ)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定沒(méi)有光電流 B.換用波長(zhǎng)為λ2(λ2＜λ)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定有光電流 C.增加電路中電源電壓，電路中的光電流一定增大 D.將電路中電源的極性反接，電路中可能有光電流 答案　BD 解析　波長(zhǎng)為λ1(λ1＞λ)的光的頻率有可能大于陰極K的極限頻率，電路中可能有光電流，A錯(cuò)誤；波長(zhǎng)為λ2(λ2＜λ)的光的頻率一定大于陰極K的極限頻率，電路中一定有光電流，B正確；增加電路中電源電壓，達(dá)到飽和電流時(shí)，電路中的光電流不再增大，C錯(cuò)誤；將電路中電源的極性反接，加的是反向電壓，此反向電壓可能低于遏止電壓，D正確. 11.甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率間的關(guān)系分別如圖2中的a、b所示.下列判斷正確的是(　　) 圖2 A.圖線a與b不一定平行 B.圖線a與b的斜率是定值，與入射光和金屬材料均無(wú)關(guān) C.乙金屬的極限頻率大于甲金屬的極限頻率 D.甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，若光電子的最大初動(dòng)能相同，甲金屬的入射光頻率大 答案　BC 解析　根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0＝hν－h(huán)νc知，圖線的斜率表示普朗克常量，因此圖線a與b一定平行，且圖線斜率是固定值，與入射光和金屬材料皆無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤，B正確；橫軸截距表示最大初動(dòng)能為零時(shí)的入射光頻率，此時(shí)的頻率等于金屬的極限頻率，由題圖可知乙金屬的極限頻率大于甲金屬的極限頻率，故C正確；當(dāng)ν＝0時(shí)，此時(shí)圖線與縱軸的截距的絕對(duì)值就是逸出功的數(shù)值，乙金屬的逸出功大于甲金屬的逸出功，由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0知，甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，若光電子的最大初動(dòng)能相同，則甲金屬的入射光頻率小，故D錯(cuò)誤. 12.如圖3所示，μ子與氫原子核(質(zhì)子)構(gòu)成的原子稱(chēng)為μ氫原子.它在原子核物理的研究中有重要作用.圖為μ氫原子的能級(jí)示意圖，假定光子能量為E的一束光照射容器中大量處于n＝2能級(jí)的μ氫原子，μ氫原子吸收光子后，發(fā)出頻率為ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光，且頻率依次增大，則(　　) 圖3 A.μ氫原子吸收光子后處于n＝5能級(jí) B.μ氫原子吸收光子后處于n＝4能級(jí) C.E等于h(ν6－ν4) D.E等于h(ν5－ν2) 答案　BC 解析　由n＝C＝6，解得：m＝4，即μ氫原子吸收能量后先從n＝2能級(jí)躍遷到n＝4能級(jí)，然后從n＝4能級(jí)向低能級(jí)躍遷，故A錯(cuò)誤，B正確.輻射光子按能量從小到大的順序排列為能級(jí)4到能級(jí)3，能級(jí)3到能級(jí)2，能級(jí)4到能級(jí)2，能級(jí)2到能級(jí)1，能級(jí)3到能級(jí)1，能級(jí)4到能級(jí)1.所以能量E與hν3相等，也等于h(ν1＋ν2)，也等于h(ν6－ν4)，故C正確，D錯(cuò)誤. 13.氫原子能級(jí)圖如圖4所示，a、b、c分別表示原子在不同能級(jí)之間的三種躍遷途徑，設(shè)a、b、c在躍遷過(guò)程中，放出光子的能量和波長(zhǎng)分別是Ea、Eb、Ec和λa、λb、λc，若a光恰能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則(　　) 圖4 A.λa＝λb＋λc B.＝＋ C.Eb＝Ea＋Ec D.c光也能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) 答案　BC 解析　由Em－En＝hν，知Eb＝Ea＋Ec，又由ν＝，所以h＝h＋h，則＝＋，故A錯(cuò)誤，B、C正確.a光的能量大于c光的能量，故a光的頻率大于c光的頻率，因a光恰能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，即a光頻率等于金屬的截止頻率，所以c光頻率小于金屬的截止頻率，故c光不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，D錯(cuò)誤. 14.圖5中四幅圖涉及不同的物理知識(shí)，其中說(shuō)法正確的是(　　) 圖5 A.圖甲：用紫外線照射金屬鋅板表面時(shí)會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時(shí)，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能也隨之增大 B.圖乙：盧瑟福通過(guò)分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型 C.圖丙：氫原子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，會(huì)釋放出一定頻率的光子 D.圖?。涸瓉?lái)有10個(gè)氡222，經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期的時(shí)間，一定還剩余5個(gè) 答案　BC 解析　根據(jù)Ek＝hν－W0，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；盧瑟福通過(guò)分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故B正確；氫原子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，能量減小，向外輻射光子，故C正確；半衰期具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)大量的原子核適用，對(duì)少數(shù)的原子核不適用，故D錯(cuò)誤. 15.科學(xué)家通過(guò)對(duì)月壤樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，估計(jì)月壤中氦3的資源總量可達(dá)100～500萬(wàn)噸，若能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)用，月壤中的氦3可供地球能源需求達(dá)數(shù)萬(wàn)年.利用氦3的核反應(yīng)方程為：He＋H→He＋X.則下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.上式中X應(yīng)為質(zhì)子 B.目前地球上的核電站正是利用氦3作為核燃料，因此迫切需要開(kāi)發(fā)月壤的氦3 C.反應(yīng)前He與H的質(zhì)量之和等于反應(yīng)后He與X的質(zhì)量之和 D.反應(yīng)前He與H的質(zhì)量之和大于反應(yīng)后He與X的質(zhì)量之和 答案　AD 解析　根據(jù)核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，利用氦3的核反應(yīng)方程為He＋H→He＋H，即X為質(zhì)子，選項(xiàng)A正確；目前的核電站主要采用了鈾235的核裂變，而核聚變?nèi)蕴幱趯?shí)驗(yàn)階段，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于核聚變過(guò)程中存在質(zhì)量虧損，故反應(yīng)前He與H的質(zhì)量之和大于反應(yīng)后He與X的質(zhì)量之和，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確. 16.如圖6所示為氫原子的能級(jí)圖.氫原子從n＝5能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)時(shí)輻射出a光子，從n＝4能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)輻射出b光子.下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖6 A.a光子的能量比b光子的能量大 B.若a、b兩種光在同一種均勻介質(zhì)中傳播，則a光的傳播速度比b光的傳播速度大 C.若b光能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則a光一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) D.若用同一雙縫干涉裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用a光照射雙縫得到相鄰亮條紋的間距比用b光照射雙縫得到的相鄰亮條紋的間距大 答案　BD 解析　據(jù)題意，氫原子從n＝5能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)釋放的光子能量為ΔEa＝0.97eV＝hνa，氫原子從n＝4能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)釋放的光子能量為ΔEb＝2.55eV＝hνb，則知b光光子的能量大，頻率也大，在同一種均勻介質(zhì)中，頻率越大的光傳播速度越慢，A錯(cuò)誤，B正確.如果b光能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則a光不一定能使其發(fā)生光電效應(yīng)，C錯(cuò)誤.a光頻率較小，則a光波長(zhǎng)較長(zhǎng)，所以在做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，用a光照射雙縫時(shí)得到的干涉條紋較寬，D正確. 17.在家居裝飾中常用到花崗巖、大理石等天然石材，這些巖石都含有不同程度的放射性元素.下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.放射性元素U發(fā)生α衰變的方程是：U→Th＋He B.α衰變中，α粒子獲得的能量越大，其德布羅意波的波長(zhǎng)越短 C.β衰變中產(chǎn)生的電子來(lái)源于原子核的內(nèi)部，故半衰期會(huì)受元素化學(xué)狀態(tài)的影響 D.若某一原子核衰變輻射出一個(gè)頻率為ν的γ光子，該過(guò)程質(zhì)量虧損為Δm，則hν>Δmc2 答案　AB 解析　放射性元素U發(fā)生α衰變的方程是：U→Th＋He，故A正確；根據(jù)λ＝＝知，α粒子獲得的能量越大，其德布羅意波的波長(zhǎng)越短，故B正確；β衰變中產(chǎn)生的電子來(lái)源于原子核的內(nèi)部，但是半衰期不會(huì)受元素化學(xué)狀態(tài)的影響，故C錯(cuò)誤；原子核衰變后，質(zhì)量虧損產(chǎn)生的能量為Δmc2＝hν＋Ek，可知hν＜Δmc2，故D錯(cuò)誤.