2019高考物理二轮复习 专题六 原子与原子核 1-6-13 原子与原子核训练.docx

1-6-13 原子与原子核课时强化训练1(2018安徽A10联盟联考)如图所示为氢原子的能级图，已知金属铂的逸出功为6.34 eV，则下列说法正确的是()A处于基态的氢原子可以吸收能量为10.5 eV的光子而被激发B用n4能级跃迁到n1能级辐射的光照射金属铂能发生光电效应C用能量为12.5 eV的电子轰击处于基态的氢原子，一定不能使氢原子发生能级跃迁D要使处于基态的氢原子发生电离，入射光子的能量只能等于13.6 eV解析 氢原子发生能级跃迁时，其只能吸收(或辐射)光子能量等于两能级间的能级差的光子，n1n2吸收的光子能量为3.4 eV(13.6 eV)10.2 eV，n1n3吸收的光子能量为1.51 eV(13.6 eV)12.09 eV，能量为10.5 eV的光子不能被吸收，A错误；从n4能级跃迁到n1能级辐射光子的能量为0.85 eV(13.6 eV)12.75 eV，大于金属铂的逸出功，能使金属铂发生光电效应，B正确；用能量为12.5 eV的电子轰击处于基态的氢原子，可能使氢原子发生能级跃迁，C错误；入射光子的能量大于13.6 eV时，可使处于基态的氢原子发生电离，D错误。答案 B2(2018山西考前测试)(多选)我国利用“墨子号”量子通信卫星在国际上率先实现了高速星地量子通信，初步构成了量子通信网络。关于量子理论，下列说法正确的是()A量子论是普朗克首先提出的，光量子理论则是爱因斯坦首先提出的B光的强度越大，则光子的能量也就越大C三种放射线、，其本质上都是高能光子D大量氢原子从高能级向低能级跃迁时，只能发射某些特定频率的光子解析 光的强度越大，光的频率不一定越大，所以光子能量不一定越大，B错。三种放射线、中，射线是氦核流，射线是电子流，射线是光子流，所以C错，选项A、D说法正确。答案 AD3(2018河南调研联考)甲、乙光子的能量之比为21，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为E1、E2。该金属的逸出功为()AE1E2 BE1E2CE12E2 DE12E2解析 根据光电效应方程EkhW0，对应甲光子有h甲E1W0，对应乙光子有h乙E2W0，又知h甲2h乙，解得W0E12E2，故选项D正确，选项A、B、C错误。答案 D4(2018安徽六校二联)近几年中国等许多国家积极发展“月球探测计划”，该计划中的科研任务之一是探测月球上氦3的含量。氦3是一种清洁、安全和高效的核发电燃料，可以采用在高温高压下用氘和氦3进行核聚变反应发电。若已知氘核的质量为2.013 6 u，氦3的质量为3.015 0 u，氦核的质量为4.001 51 u，质子质量为1.007 83 u，中子质量为1.008 665 u，1 u相当于931.5 MeV。则下列说法正确的是()A一个氘和一个氦3的核聚变反应释放的核能约为17.9 MeVB氘和氦3的核聚变反应方程式：HHeHeX，其中X是中子C因为聚变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少D目前我国的秦山、大亚湾等核电站广泛使用氦3进行核聚变反应发电解析 氘和氦3的核聚变反应方程式：HHeHeH，可知X为质子，B项错误。释放的核能Emc2(2.013 63.015 04.001 511.007 83)931.5 MeV17.9 MeV，所以A项正确。因为聚变时释放能量，出现质量亏损，则反应后的总质量小于反应前的总质量，但是在核反应中质量数守恒，故C项错误。现在的核电站均使用核裂变反应发电，故D项错误。答案 A5(2018山东菏泽一模)如图所示为氢原子的能级图，一群氢原子处于n4的激发态，在向低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光子照射逸出功为1.90 eV的金属铯，下列说法正确的是()A这群氢原子能发出6种频率不同的光，其中从n4能级跃迁到n3能级所发出的光波长最短B这群氢原子能发出3种频率不同的光，其中从n4能级跃迁到n1能级所发出的光频率最高C金属铯表面所逸出的光电子的初动能最大值为12.75 eVD金属铯表面所逸出的光电子的初动能最大值为10.85 eV解析 这群氢原子能发出C6种频率的光子，从n4能级跃迁到n3能级所发出的光的频率最小，波长最长，从n4能级跃迁到n1能级所发出的光的频率最高，波长最短，选项A、B错误；光电子的初动能最大值对应入射光子的频率最高，EE4E10.85 eV(13.6 eV)12.75 eV，由光电效应方程知EkEW010.85 eV，选项C错误，D正确。答案 D6(2018山西太原一模)(多选)下列说法正确的是()A铀238发生衰变变成钍234时，粒子与钍234的质量之和等于铀238的质量B铀238发生衰变变成钍234时，粒子与钍234的结合能之和一定大于铀238的结合能C衰变中释放的射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚形成的高速电子流D核反应方程NHeOX中，X是质子且反应过程中系统动量守恒解析 铀238发生衰变时有质量亏损，故A错误；铀238发生衰变变成钍234时，粒子和钍234的结合能之和一定大于铀238的结合能，故B正确。衰变的实质是原子核内部的一个中子变成一个质子和一个电子，并将电子发射到核外，形成射线，故C错误。在核反应中质量数守恒，电荷数守恒，设X的质量数为m，电荷数为n，则有41417m，278n，解得：m1，n1，所以X表示质子，核反应过程中系统动量守恒，故D正确。答案 BD7(2018广东五校一联)2017年11月17日，“中国核潜艇之父”黄旭华获评全国道德模范，颁奖典礼上，习总书记为他“让座”的场景感人肺腑。下列有关核反应说法错误的是()A目前核潜艇是利用重核裂变提供动力B重核裂变反应中一定有质量亏损C.UnXeSrdn，式中d2D铀核裂变后生成的新核比铀核的比结合能小解析 目前世界上的核潜艇都是利用重核裂变提供动力，A正确。重核裂变释放能量一定存在质量亏损，B正确。由核反应中质量数守恒可知d2，C正确。铀核裂变后生成的新核的比结合能比铀核的大，D错误。答案 D8(2018天津河东一模)下列说法正确的是()A对于某种金属，无论入射光多强，只要其频率低于极限频率就不能发生光电效应B由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子，同时电子的动能减小，电势能增大C微波和声波一样都只能在介质中传播D氡原子核的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天一定只剩下一个未发生衰变解析 根据光电效应方程：EkhW，可以知道，当入射光的频率低于极限频率就不能发生光电效应，与入射光的强弱无关，故A正确；由玻尔理论可以知道，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子，电子的轨道半径减小，该过程中电场力做正功，电子的动能增大，电势能减小，故B错误；微波属于电磁波，能在真空中传播，而声波只能在介质中传播，不能在真空中传播，故C错误。半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，对少量的原子核不适用，故D错误。答案 A9(2018江西上饶六校一联)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O注入人体，参与人体的代谢过程。O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的基本原理，下列说法正确的是()A.O衰变的方程式为OFeB将放射性同位素O注入人体，O的主要用途是作为示踪原子C一对正负电子湮灭后也可能只生成一个光子DPET中所选的放射性同位素的半衰期应较长解析 由质量数守恒和电荷数守恒可知，O衰变的方程式为ONe，故A错误；将放射性同位素O注入人体，O的主要用途是作为示踪原子，故B正确；一对正负电子湮灭后生成两个光子，故C错误；PET中所选的放射性同位素的半衰期应较短，故D错误。答案 B10(2018福建泉州检测)如图所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，受到激发后的氢原子只辐射出三种不同频率的光a、b、c，频率abc，让这三种光照射逸出功为10.2 eV的某金属表面，则()A照射氢原子的光子能量为12.09 eVB从n3能级跃迁到n2能级辐射出的光频率为bC逸出的光电子的最大初动能为1.51 eVD光a、b、c均能使该金属发生光电效应解析 用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，受到激发后的氢原子只辐射出三种不同频率的光，则知受激发后的氢原子处于n3能级，可知照射氢原子的光子能量为(1.51 eV)(13.6 eV)12.09 eV，A选项正确；n3n1时：ha1.51 eV(13.6 eV)12.09 eV，n2n1时：hb3.4 eV(13.6 eV)10.2 eV，n3n2时：hc1.51 eV(3.4 eV)1.89 eV，则知从n3能级跃迁到n2能级辐射出的光频率为c，让这三种光照射逸出功为10.2 eV的某金属表面，光c不能使该金属发生光电效应，光a、b可使该金属发生光电效应，逸出的光电子的最大初动能为12.09 eV10.2 eV1.89 eV，故B、C、D错误。答案 A11(2018福建厦门质检)下列几幅图的有关说法正确的是()A图一中少数粒子穿过金箔后方向不变，大多数粒子穿过金箔后发生了较大角度的偏转B图二光电效应实验说明了光具有粒子性C图三中射线丙由粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷D图四链式反应属于轻核的聚变，又称为热核反应解析 在粒子散射实验中，绝大多数粒子穿过金箔后方向基本不变，只有少数粒子发生了较大角度的偏转，则A错误；光电效应实验说明了光具有粒子性，所以B正确；由左手定则可知，甲由粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷，故C错误；链式反应属于重核的裂变，故D错误。答案 B12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发生了一次衰变。放射出的粒子(He)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分别表示粒子的质量和电荷量。(1)放射性原子核用X表示，新核的元素符号用Y表示，写出该衰变的核反应方程。(2)粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小。(3)设该衰变过程释放的核能都转化为粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损m。解析 本题考查了原子核的衰变、动量和能量守恒、带电粒子在匀强磁场中的运动、质能方程等多个考点，是一道综合题，难度中等。(1)XYHe(2)设粒子的速度大小为v，由qvBm，T，得粒子在磁场中运动周期T环形电流大小I(3)由qvBm，得v设衰变后新核Y的速度大小为v，系统动量守恒Mvmv0v由mc2Mv2mv2得m说明：若利用Mm解答，亦可。答案 见解析