山东专用2020版高考物理一轮复习第十二章原子与原子核综合检测含解析新人教版.pdf
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1、原子与原子核综合检测原子与原子核综合检测 (时间:90 分钟 满分:100 分) 一、 选择题(本题共 12 小题,每小题 4 分,共 48 分.在每小题给出的四个选项中,第 18 小题 只有一个选项正确,第 912 小题有多个选项正确,全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分, 有选错或不选的得 0 分) 1.下列四幅图涉及不同的物理知识,其中说法正确的是( B ) 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
2、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 10 个氡 222,经过一个半衰期的时间,一定还剩余 5 个 解析:根据光电效应方程 Ek=h-W0,光电子的最大初动能与入射光的强度无关,故 A 错误.卢 瑟福通过分析粒子散射实验结果,提出了原子的核式结构模型,故 B 正确.氢原子由较高能 级跃迁到较低能级时,能量减小,向外辐射光子,故 C 错误.半衰期具有统计规律,对大量的原 子核适用,对少数的原子核不适用,故 D 错误. 2.在卢瑟福粒子散射实验中,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 两个粒子经历金箔散射过程的径迹,其中正确的是( C ) 解析:粒子
3、散射实验中,入射的粒子只有靠近金箔原子核时在其斥力作用下发生大角度偏 转,图A,D中出现引力情况,这是不可能的,图B中其中一个粒子的径迹不对,只有选项C正 确. 3.放射性原子的原子核在发生衰变时,蕴藏在核内的能量会释放出来,使产生的新核处于 高能级,这时它要向低能级跃迁,辐射出光子,该光子在真空中的波长为,光速为 c,普朗 克常量为 h,则( B ) A.每个光子的能量为 E=h B.每个光子的能量为 E=h C.辐射过程中质量亏损为m= D.辐射过程中不发生质量亏损 解析:根据爱因斯坦光子说,每个光子的能量 E=h,其中为光子的频率,而光速 c=,故 一个光子的能量 E=h ,故 A 错误
4、,B 正确;根据E=mc2,那么辐射过程中质量亏损为m=, 故 C,D 错误. 4.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( B ) AN 俘获一个粒子,产生O 并放出一个粒子 BAl 俘获一个粒子,产生P 并放出一个粒子 CB 俘获一个质子,产生 Be 并放出一个粒子 D Li 俘获一个质子,产生 He 并放出一个粒子 解析:根据质量数守恒、电荷数守恒,各选项核反应方程为NHeOH,A 错误; AlHePn,B 正确; BHBeHe,C 错误;
5、 LiHHeHe,D 错误. 5.如图所示为查德威克发现中子的实验示意图,利用钋(Po)衰变放出的粒子轰击铍 Be),产生的粒子 P 能将石蜡中的质子打出来.下列说法正确的是( D ) A.粒子是氦原子 B.粒子 Q 的穿透能力比粒子 P 的强 C.钋的衰变方程为PoPbHe D.粒子轰击铍的核反应方程为 HeBeCn 解析:粒子是氦原子核,选项 A 错误;粒子 P是中子,粒子 Q 是质子,由于质子带正电,当质子 射入物质时,受到的库仑力作用会阻碍质子的运动,而中子不带电,不受库仑力作用,所以选 项 B 错误;在钋衰变中,根据质量数和电荷数守恒知产生的是Pb,并非Pb,选项 C 错误 HeBe
6、Cn 是查德威克发现中子的核反应方程,选项 D 正确. 6.按照氢原子的玻尔模型,氢原子的核外电子绕原子核做圆周运动,轨道半径和对应的能量 rn=n2r1,En=(n=1,2,3),电子从半径较大的轨道 n=2 的激发态向半径较小的轨道基态跃 迁时,放出光子,(r1=0.053 nm,E1=-13.6 eV).则产生的光子频率(普朗克常量 h=6.6310-34 Js,结果保留两位有效数字)( C ) A.=1.51015 HzB.=2.01015 Hz C.=2.51015 HzD.=4.51015 Hz 解析:电子从半径较大的轨道 n=2 的激发态向半径较小的轨道基态跃迁时,r2=4r1,
7、E2=-3.4 eV,故 E2-E1=h,解得=2.51015 Hz. 7.关于近代物理学,下列说法正确的是( B ) A.光电效应现象揭示了光具有波动性 B.一群氢原子从 n=4 的激发态跃迁时,最多能辐射 6 种不同频率的 光子 C.卢瑟福通过粒子散射实验证实原子核由质子和中子组成 D.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 解析:光电效应现象揭示了光具有粒子性,故A错误;一群氢原子从n=4的激发态跃迁时,最多 能辐射=6,即 6 种不同频率的光子,故 B 正确;卢瑟福通过粒子散射实验证实原子的核式 结构模型,故 C 错误;半衰期只适用大
8、量原子核,对极个别原子核不适用,故 D 错误. 8.下列说法中正确的是( D ) A.升高放射性物质的温度,可缩短其半衰期 B.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 C.某原子核经过一次衰变和三次衰变后,核内中子数减少 4 个 D.核反应堆是人工控制链式反应的装置 解析:半衰期的大小与温度无关,由原子核内部因素决定,故A错误;一束光照射到某种金属上 不能发生光电效应,是因为该束光的频率太低,而波长太长,故B错误;某放射性元素经过1次 衰变和 3 次衰变共产生 1 个 He 和 3 个e,所以质量数减少 4,核电荷数减小 1,根据质量数守恒和电荷数守恒得知,中子数 减少
9、 3,故 C 错误;核反应堆是人工控制链式反应的装置,故 D 正确. 9.氢原子能级如图,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 正确的是( CD ) 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 nm B.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 解析:由h =E2-E1及氢原子能级关系可知,从n=2跃迁到n=1时释放光子波长为
10、122 nm,故选 项 A 错误;波长 325 nm 光子能量小于波长 122 nm 光子能量,不能使氢原子从 n=1 跃迁到 n=2 的能级,选项 B 错误;一群处于 n=3 能级的氢原子向低能级跃迁时最多有 3 种可能,因此最多 产生 3 种谱线,选项 C 正确;从 n=3 跃迁到 n=2 时辐射光的波长=656 nm,所以,只有当入射 光波长为 656 nm 时,才能使氢原子从 n=2 跃迁到 n=3 的能级,选项 D 正确. 10.用中子n)轰击铀核U)产生裂变反应,会产生钡核Ba)和氪核Kr)并释放出中子 n),当达到某些条件时可发生链式反应.一个铀核U)裂变时,释放的能量约为 20
11、0 MeV(1 eV=1.61 J).以下说法正确的是( BCD ) AU 的裂变方程为UBaKrn BU 的裂变方程为UnBaKr+n CU 发生链式反应的条件与铀块的体积有关 D.一个U 裂变时,质量亏损约为 3.610-28 kg 解析:铀核在裂变过程中需要中子的轰击,产生链式反应,所以选项 A 错误,选项 B 正确.而链 式反应在进行过程中,还需要铀矿达到临界体积才能维持链式反应持续不断进行下去,所以 选项 C 正确.根据释放出来的核能,结合质能方程E=mc2可知,反应过程中,亏损质量为 m= kg=3.61 kg,选项 D 正确. 11.科学家使用核反应获取氚,再利用氘和氚核反应获得
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