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2020《金版新学案》高三物理一轮复习 第13章 交变电流电磁场和电磁波单元评估(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)一、选择题1．如右图所示为一理想变压器，在原线圈输入电压不变的条件下，要提高变压器的输入功率，可采用的方法是( )A ．只增加原线圈的匝数B ．只增加副线圈的匝数C ．只减小R 1的电阻D ．断开开关S【解析】 输入功率由输出功率决定，副线圈上的功率P 2＝U 22R.增加副线圈的匝数，U 2增加，P 2增大，B 正确；增加原线圈匝数，U 2减小，P 2减小，A 错；减小R 1的电阻，副线圈上的总电阻R 变小，P 2增大，C 对；断开S ，R 增大，P 2减小，D 错．【答案】 BC2．如图甲所示，一矩形线圈abcd 放置在匀强磁场中，并绕过ab 、cd 中点的轴OO ′以角速度ω逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时(如图乙)为计时起点，并规定当电流自a 流向b 时电流方向为正．则下列四幅图中正确的是( )【解析】 本题考查的知识点是交变电流的产生、交变电流的图象．由图甲、乙可知初始时刻交变电流方向为adcba ，是负值，所以感应电流的表达式为i ＝－I m cos(ωt ＋π/4)，故选项D 正确．【答案】 D3．如图甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO ′以恒定的角速度ω转动，以线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按图乙所示的余弦规律变化，在t ＝π2ω时刻( )A．线圈中的电流最大B．穿过线圈的磁通量为零C．线圈所受的安培力为零D．穿过线圈磁通量的变化率最大【解析】注意线圈转动过程中通过两个特殊位置(平行于磁感线和垂直于磁感线)时的特点；磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率不同；t＝π2ω＝T4，线圈转过90°，本题应选C.【答案】 C4．下图是可调光的台灯电路示意图，哪种(或几种)电路是可取的()【解析】三个电路中用来改变电灯两端电压的分别是电阻、感抗、变压器．效果最好的是C，它是用变压器改变电压；而最不可取的是A，利用串联电阻虽然起到了降压作用，但电阻消耗了一定的电功率．而B电路利用电感的感抗降低电压来调，虽然它占据一定的电功率，但不消耗电能．【答案】BC5．如右图所示是街头变压器给用户供电的示意图．变压器的输入电压是市电网的电压，不会有很大的波动，输出电压通过输电线输送给用户．输电线的电阻用R0表示，变阻器R表示用户用电器的总电阻，当滑动变阻器触头P向下移动时，下列说法不正确的是() A．相当于在增加用电器的数目B．A1表的示数随A2表的示数的增大而增大C．V1表的示数随V2表的示数的增大而增大D．变压器的输入功率增大【解析】当滑动变阻器触头P向下移动时，用电器的总电阻减小，相当于并联的用电器数目增加，同时变压器的输入功率增大，A、D对；电网供电是“用多少供多少”输出电流增大则输入电流增大，B正确；但变压器的输出电压则由输入电压决定，当输入电压和变压器的匝数比一定时，输出电压一定，C错．答案为C.【答案】 C6．如下图所示，MN和PQ为两光滑的电阻不计的水平金属导轨，N、Q接理想变压器，理想变压器的输出端接电阻元件R、电容元件C，导轨上垂直放置一金属棒ab.今在水平导轨部分加一竖直向上的匀强磁场，则下列说法中正确的是(I R、I C均为有效值)()A ．若ab 棒匀速运动，则I R ≠0，I C ＝0B ．若ab 棒匀速运动，则I R ＝0，IC ＝0C ．若ab 棒在某一中心位置两侧做简谐运动，则I R ≠0，I C ≠0D ．若ab 棒做匀加速运动，则I R ≠0，I C ＝0【解析】 ab 匀速切割时产生恒定电动势，原线圈中有稳定恒电流，副线圈不产生电磁感应现象，故副线圈电流为零，A 错B 对；若ab 棒在某一中心位置两侧做简谐运动，原线圈中产生周期性变化的电流，副线圈产生电磁感应现象，副线圈电流不为零，电容器进行充放电，故C 对；当ab 匀加速运动时，产生的电动势均匀增加，原线圈中的电流均匀增加，产生的磁场均匀增强，副线圈中产生稳定的感应电动势，副线圈两端电压不变，因而电容器不会充电．故选项D 也正确．【答案】 BCD7．(2020年大连一模)如右图所示是磁电式电流表的结构图和磁场分布图，若磁极与圆柱间的磁场都是沿半径方向，且磁场有理想的边界，线圈经过有磁场的位置处磁感应强度大小相等．某同学用此种电流表中的线圈和磁体做成发电机使用，让线圈匀速转动，若从图中水平位置开始计时，取起始电流方向为正方向，表示产生的电流随时间变化关系的下列图象中正确的是( )【解析】 由于线圈在磁场中切割磁感线，切割速度方向总是与磁场方向垂直，磁感应强度B 、导线有效长度L 和导线切割速率v 等都不变化，由E ＝BL v ，可知产生的感应电动势大小不变，感应电流大小不变．根据右手定则，电流方向做周期性变化，C 正确．【答案】 C8．一台发电机最大输出功率为4 000 kW ，电压为4 000 V ，经变压器T 1升压后向远方输电．输电线路总电阻R ＝1 kΩ.到目的地经变压器T 2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V 、60 W)．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T 1和T 2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则( )A ．T 1原、副线圈电流分别为103 A 和20 AB ．T 2原、副线圈电压分别为1.8×105 V 和220 VC ．T 1和T 2的变压比分别为1∶50和40∶1D ．有6×104盏灯泡(220 V 、60 W)正常发光【解析】 T 1原线圈的电流为I 1＝P 1U 1＝4 000×1034 000A ＝1×103 A ，输电线上损失的功率为P 损＝I 22R ＝10%P 1，所以I 2＝10%P 1R ＝ 4 000×103×0.11×103A ＝20 A ，选项A 对；T 1的变压比为n 1n 2＝I 2I 1＝20103＝150；T 1上副线圈的电压为U 2＝50U 1＝2×105 V, T 2上原线圈的电压为U 3＝U 2－I 2R ＝2×105 V －20×103 V ＝1.8×105 V ，选项B 对；T 2上原、副线圈的变压比为n 3n 4＝U 3U 4＝1.8×105220＝9×10311，选项C 错；能正常发光的灯泡的盏数为：N ＝90%P 160＝6×104，选项D 对．【答案】 ABD9．如右图所示，在两平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力)，当两板间加上如下图所示的交变电压后，能使电子有可能做往返运动的电压是(如下图)( )【解析】 对A 图象可知，电子先做加速度减小的加速度运动，14T 时刻速度最大，由14T 到12T 做加速度增加的减速运动，12T 时刻速度为零．从12T 到34T 电子反向做加速度减小的加速运动，34T 时刻速度最大，由34T 到T 做加速度增大的减速运动，T 时刻速度为零，回到原位置，即电子能往复运动．同样的方法可得B 、C 也对．【答案】 ABC10．将硬导线中间一段折成半圆形，使其半径为r (m)，让它在磁感应强度为B (T)、方向如右图所示的匀强磁场中绕轴MN 匀速转动，转速为n (r/s)，导线在a 、b 两处通过电刷与外电路连接，外电路接有阻值为R (Ω)的电阻，其余部分的电阻不计，则( )A ．通过电阻R 的电流恒为Bn π2r2RB ．电阻R 两端的电压的最大值为Bn π2r 2C ．半圆导线从图示位置转过180°的过程中，通过电阻R 的电荷量为B πr 2RD ．电阻R 上消耗的电功率为(Bn π2r 2)22R【解析】 因为是线圈转动发生电磁感应，且图示位置磁通量最大，产生正弦式交变电流，故A 项错误；感应电动势的最大值E m ＝BSω＝B ·πr 22·2πn ＝Bn π2r 2，且电路中除电阻R以外其余部分的电阻不计，所以U m ＝E m ＝Bn π2r 2，故B 项正确；由U ＝U m 2和P ＝U 2R 可得：P ＝(Bn π2r 2)22R ，故D 项正确；导线由图示位置转过90°时，可视为通过半圆的磁通量由Φ＝BS ＝B ·πr 22＝B πr 22变为0，即ΔΦ＝B πr 22，由法拉第电磁感应定律可得：E ＝ΔΦΔt ，又I ＝E R，q ＝I Δt ，所以导线由图示位置转过90°时通过电阻R 的电荷量为q ＝I Δt ＝E R Δt ＝ΔΦR ΔtΔt ＝B πr 22R，由于再转90°时电流的方向不变，由对称性可知，半圆导线从图示位置转过180°的过程中，通过电阻R 的电荷量Q ＝2q ＝B πr 2R，故C 项也正确．【答案】 BCD 二、非选择题11．示波器工作时，屏上显示出如下图甲所示的波形，且亮度较弱．要将波形由甲图位置调节到乙图的位置和波形，示波器面板上的旋钮被调节的是________．A ．辉度旋钮B ．聚焦旋钮C ．辅助聚焦旋钮D ．竖直位移旋钮E ．Y 增益旋钮F ．X 增益旋钮G ．水平位移旋钮H ．扫描微调旋钮I ．衰减旋钮J ．扫描范围旋钮K ．同步开关【答案】 A 、D 、E 、F 、G 、K 12．(2020年海南单科)钳型电流表的工作原理如右图所示．当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时，与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏转．由于通过环形铁芯的磁通量与导线中的电流成正比，所以通过偏转角度的大小可以测量导线中的电流．日常所用交流电的频率在中国和英国分别为50 Hz 和60 Hz.现用一钳型电流表在中国测量某一电流，电表读数为10 A ；若用同一电表在英国测量同样大小的电流，则读数将是________A ．若此表在中国的测量值是准确的，且量程为30 A ；为使其在英国的测量值变为准确，应重新将其量程标定为________A.【解析】 当导线中电流的频率由50 Hz 变为60 Hz 时，若导线中电流大小相同，则它在铁芯中产生的磁场的变化率增大为原来的1.2倍，导线中为10 A 电流时示数为12 A ；若电流表指针偏角相同，则磁通量变化率相同，导线中电流应为原来的11.2倍，故频率为50 Hz时，电流的量程为30 A ，而频率为60 Hz 时电流表的量程就成为25 A 了．【答案】 12 2513．交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO ′匀速转动．一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S ＝0.05 m 2，线圈转动的频率为50 Hz ，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B ＝2πT ．为用此发电机所发出交流电带动两个标有“220 V ,11 kW ”的电机正常工作，需在发电机的输出端a 、b 与电机之间接一个理想变压器，电路如下图所示．求：(1)发电机的输出电压为多少？(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少？(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大？ 【解析】 (1)根据E m ＝NBSω＝1 100 2 V得输出电压的有效值为U 1＝E m2＝1 100 V.(2)根据U 1U 2＝n 1n 2得n 1n 2＝51.(3)根据P 入＝P 出＝2.2×104 W 再根据P 入＝U 1I 1，解得I 1＝20 A.【答案】 (1)1 100 V (2)51(3)20 A14．如右图所示矩形线圈abcd 放置在磁感应强度为B 的有界磁场中，磁场只分布在线圈bc 边的左侧．线圈绕bc 轴转动，角速度为ω.将电阻R 、理想交流电流表接在线圈上组成电路，且电路中其他电阻不计，已知ab ＝l 1，bc ＝l 2，求：(1)以abcda 为电流正方向，从图示位置开始计时，画出线圈中电流随时间变化的图象；(2)从图示位置转过14圈的时间内，电阻R 上产生的热量；(3)从图示位置转过14圈的时间内，通过电阻R 上的电荷量；(4)电流表示数．【解析】 (1)线圈开始在中性面位置，根据楞次定律，开始电流为正，再根据磁场边界特点，线圈中电流随时间变化规律如下图：(2)感应电动势最大值 E m ＝Bl 1l 2ω，则I m ＝Bl 1l 2ωR14圈内，电流有效值I ＝Bl 1l 2ω2RQ ＝I 2R ·T 4＝πB 2l 21l 22ω4R .(3)14圈内平均感应电动势 E ＝Bl 1l 214T 平均电流I ＝Bl 1l 214TR通过R 的电荷量q ＝I ·14T ＝Bl 1l 2R.(4)设此交变电流一个周期内的有效值为I ′，则I ′2RT ＝⎝⎛⎭⎫22I m 2R ·T 2解得I ′＝12I m ＝Bl 1l 2ω2R故电路中交流电流表示数为Bl 1l 2ω2R.【答案】 (1)(2)πB 2l 21l 22ω4R (3)Bl 1l 2R (4)Bl 1l 2ω2R。
物理学科第十三单元光学和原子物理一、选择题1.光由一种介质进入另一种不同介质（）A、传播速度发生变化B、频率发生变化C、波长保持不变D、频率和波长都发生变化2.在光电效应中，用一束强度相同的紫光代替黄光照射时（）A、光电子的最大初动能不变B、光电子的最大初动能增大C、光电子的最大初动能减小D、光电流增大3.光从甲介质射入乙介质，由图可知（）A、甲介质是光疏介质，乙是光密介质B、入射角大于折射角C、光在甲介质中的传播速度较小D、若甲为空气，则乙的折射率为6／24.表面有油膜的透明玻璃片，当有阳光照射时，可在玻璃片表面和边缘分别看到彩色图样，这两种现象（）A、都是色散现象B、前者是干涉现象，后者是色散现象C、都是干涉现象D、前者是色散现象，后者是干涉现象5.光在玻璃和空气的界面上发生全反射的条件是（）A、光从玻璃射到分界面上，入射角足够小B、光从玻璃射到分界面上，入射角足够大C、光从空气射到分界面上，入射角足够小D、光从空气射到分界面上，入射角足够大6.一束光从空气射到折射率ｎ＝2的某种玻璃的表面，如图所示，i代表入射角，则下列说法中错误．．的是（）A、当ｉ＞π／4时会发生全反射现象B、无论入射角ｉ是多大，折射角r都不会超过π／4C、欲使折射角ｒ＝π／6，应以ｉ＝π／4的角度入射D、当入射角ｉ＝arctg2时，反射光线跟折射光线恰好垂直7.用强度和频率都相同的两束紫外线分别照射到两种不同金属的表面上，均可发生光电效应，则下列说法中错误的是（）A、两束紫外线光子总能量相同B、从不同的金属表面逸出的光电子的最大初动能相同C、在单位时间内从不同的金属表面逸出的光电子数相同D、从不同的金属表面逸出的光电子的最大初动能不同8.在杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是（）A、若将其中一缝挡住，则屏上条纹不变，只是亮度减半B、若将其中一缝挡住，则屏上无条纹出现C、若将下方的缝挡住，则中央亮度的位置将下移D、分别用红蓝滤光片挡住，屏上观察不到条纹9.一束白光斜射水面而进入水中传播时，关于红光和紫光的说法正确的是（）A、在水中的传播速度红光比紫光大B、红光折射角小，紫光折射角大C、红光波长比紫光波长小D、红光频率比紫光频率变化大10.在α粒子散射实验中，当α粒子最接近原子核时，下列说法中错误．．的是（）①α粒子的电势能最小②α粒子的动能最小③α粒子的动量最小④α粒子受到的斥力最小A、①②B、②③C、③④D、①④11.按照玻尔理论，氢原子从能级A跃迁到能级B时，释放频率为ν1的光子；氢原子从能级B跃迁到C时，吸收频率为ν2的光子，已知ν1＞ν2，则氢原子从能级C跃迁到能级A时，将（）A、吸收频率为ν2－ν1的光子B、吸收频率为ν2＋ν1的光子C、吸收频率为ν1－ν2的光子D、释放频率为ν2＋ν1的光子12.一个原子核经历了2次α衰变，6次β衰变，在这过程中，它的电荷数、质量数、中子数、质子数的变化情况是（）A、电荷数减少4，质量数减少2B、电荷数增加2，质量数减少8C、质量数增加2，中子数减少10D、质子数增加6，中子数减少413.关于α、β、γ射线，下列说法正确的（）A、α、β、γ三种射线是波长不同的电磁波B、按电量由大到小排列的顺序是α、γ、βC、按电离作用由强到弱排列的顺序是α、β、γD、按穿透作用由强到弱排列的顺序是α、β、γ14.关于原子能量和原子核能量的变化，下列说法中正确的是（）A、原子辐射出光子时，原子从低能级跃迁到高能级B、原子电离时，原子能量要减小C、原子核辐射出γ射线时，原子核能量要减小D、核子结合成原子核过程中，要吸收能量15.入射光照射到某金属表面上能发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么（）A、从光照到金属表面到发射出光电子的时间间隔将明显增加B、逸出的光电子的最大初动能将减少C、单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D、有可能不发生光电效应16.下列核反应中，表示核聚变过程的是（）A、ePP0130143015-+→B、nHeHH1423121+→+C、eNC01147146-+→D、HeThU422349023892+→17.设氢核、中子、氘核的质量分别为M1、M2、M3，当核子结合成氘核时，所释放的能量(c 是真空中的光速) （）A、(M1－M2－M3)ｃ2B、（M3－M1－M2）ｃ2C、（M1＋M2＋M3）ｃ2D、（M1＋M2－M3）ｃ218.一个氘核和一个氚核结合成一个氦核的过程中释放出的能量是△E.已知阿伏伽德罗常数为NＡ，则2ｇ氘和3g氚完全结合成氦的过程中释放出的能量为（）A、 2NＡ△EB、NＡ△EC、 5NＡ△ED、 5△E／NＡ二、填空题19.有一小电珠，功率为P，均匀地向周围空间辐射平均波长为λ的光波，则在以小电珠为圆心，r为半径的球面上，每秒通过单位面积的光能为__________，每秒通过面积S的光子数为____________________．(普朗克常量为h，光在真空中的速度为c)20.光在第Ⅰ、第Ⅱ两种介质中传播的速度分别为v 1、v 2，若v 1＞v 2，则光从 介质射向 介质时，无论入射角多大都不会发生全反射．21.用三棱镜做测定玻璃的折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针Ｐ1和Ｐ2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使Ｐ1的像被Ｐ2挡住；接着在眼睛所在的一侧插上两枚大头针Ｐ3、Ｐ4，使Ｐ3挡住P 1、P 2的像，P 4挡住P 3和P 1、P 2的像，在纸上已标明大头针的位置和三棱镜的轮廓(1)在本题的图上画出所需的光路． (2)为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是 和 ，在图上标出它们．(3)计算折射率的公式ｎ＝___ _____． 22.U 23292(原子量为232.0372u)衰变为Th 22890（原子量为228.0287u ）时，释放出一个α粒子(He 42的原子量为4.0026u)，则在衰变过程中释放出的能量为 J ． 23.一个α粒子击中一个硼核(B 115)，生成碳核(C 146)和另一个粒子，在这个核反应中还释放出0.75×106eV 的能量．则这个核反应方程是 ． 24.已知氢原子的基态能量是E 1＝－13.6ｅＶ， 如果氢原子吸收 ｅＶ的能 量，它可由基态跃迁到第二能级． 25.完成下列核反应方程，并说明其反应类型：23592Ｕ＋10ｎ→13954Ｘe ＋9538Ｓr ＋ ，属 反应；22286Ｒｎ→21884Ｐo ＋___________，属 反应．26.用中子轰击铝27，产生钠24.这个核反应方程是 ，钠24是具有放射性的，衰变后变成镁24，这个核反应方程是 ． 一、计算题27.在水平地面上有一点光源S ，被不透明的罩遮住，在罩的正上方开一小孔，一束光经过小孔竖直照到距地面高度为3m 的水平放置的平面镜上，如图所示，若平面镜突然开始绕水平轴O 顺时针转动，在0.1ｓ内转过π／6的角，那么由镜面反射到水平地面上的光斑在这0.1ｓ内沿水平地面移动的平均速度?28.有一折射率为n ，厚度为d 的玻璃平板上方的空气中有一点光源S ，从S 发出的光线SA 以角度θ入射到玻璃板上表面，经玻璃板后从下表面射出，如图所示，若沿此传播的光，从光源到玻璃板上表面的传播时间与在玻璃中传播的时间相等，点光源S 到玻璃上表面的垂直距离L 应是多少?29.为了测定水的折射率，某同学将一个高32cm，底面直径24cm的圆筒内注满水，如图所示，这时从P点恰能看到筒底的A点．把水倒掉后仍放在原处，这时再从P点观察只能看到B点，B点和C点的距离为18cm．由以上数据计算得水的折射率为多少?30.已知一个铍核94Be和一个α粒子结合成一个碳核126Ｃ，并放出5.6MeＶ能量．（1）写出核反应方程；（2）若铍核和α粒子共有130ｇ，刚好完全反应，那么共放出多少焦的能量?阿伏伽德罗常数NＡ＝6.02×1023mol－1)（3）质量亏损共多少千克? 31.秦山核电站的功率为3.0×105kW，如果1g 轴235完全裂变时产生的能量为8.2×1010Ｊ，并且假定所产生的能量都变成了电能，那么每年要消耗多少铀235?(一年按365天计算．)32．供给白炽灯的能量只有5%用来发出可见光，功率为100W的白炽灯，每秒钟发出多少个平均波长为6×10－7ｍ的光子.（普朗克恒量h ＝6.63×10－34J·ｓ，光速ｃ＝3.0×108m／s）第十三单元 光学 原子物理1、A2、B3、C4、B5、B6、A7、B8、D9、A 10、D 11、C 12、B 13、C 14、C 15、C 16、B 17、D 18、B 19、P ／4πr 2；PS λ／4πr 2h ｃ 20、Ⅰ Ⅱ 21、(1)略；(2)入射角ｉ，折射角ｒ 22、8.8×10-1323、42Ｈｅ＋115Ｂ→146Ｃ＋11Ｈ＋γ 24、10.2 25、210ｎ；裂变；42He ；α衰变 26、2713Al ＋10ｎ→2411Na ＋42Ｈe ；2411Na →2412Mg ＋01-ｅ27、303m ／s28、θθ222sin cos -n dn 29、1.33 30、(1)94Be ＋42He →126Ｃ＋10ｎ＋5.6MeV （2）△E ＝5.4×1012Ｊ（3）△ｍ＝6×10－5kg 31、115kg 32、1.5×1019个。
物理第十三章内能单元复习测试一、选择题1、“南国汤沟酒，开坛香十里”这句话说明了（）A．分子是由原子构成的B．分子在不断运动C．分子间有间隙D．分子能保持物质的化学性质2、下列实例中，通过做功方式改变物体内能的是（）A．阳光晒热棉被B．锯木头时锯条变热C．用热水袋取暖D．冷气使房间温度降低3、下列关于热现象说法正确的是（）A. 冰在熔化过程中温度不变，内能不变B. 现代火箭用液态氢作燃料，是因为氢的比热容大C. 高压锅是利用增大锅内气压来降低液体沸点工作的D. 打气筒在打气时，筒壁发热主要是通过做功改变了内能4、烈日炎炎的夏季，白天海滩上的沙子热得烫脚，海水却很凉爽；傍晚，沙子很凉了，但海水却仍然暖暖的．同样的日照条件下，沙子和海水的温度不一样的原因是（）A．沙子的密度比海水的密度大B．沙子的比热容比海水的比热容大C．沙子的比热容比海水的比热容小D．沙子的质量比海水的质量小5．水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，冰的比热容是2.1×103 J/(kg·℃)，则1 kg水与2 kg冰的比热容之比为（）A．1∶1B．1∶2C．2∶1D．无法确定6．一个物体的内能增加了，表明（）A．该物体一定做了功B．该物体一定吸收了热量C．该物体的机械能增加了D．可能是外界对该物体做了功，也可能是该物体吸收了热量7.常消毒、勤洗手、戴口罩、测体温，是防疫新冠肺炎的有效措施。
下列相关解释正确的是（）A. 喷洒消毒液后，湿润的地面一会儿就干燥了，是因为消毒液发生了升华现象B. 天气越热，喷洒过消毒液的地面干燥得越快，说明液体蒸发快慢与温度有关C. 喷洒过消毒液的房间充满消毒液的气味，说明分子间存在引力D. 额温枪是利用超声波测量人的体温8、下图是古人锻造铁器的过程，关于改变物体内能的方式，下列说法中正确的是（）A．加热和锻打属于热传递，淬火属于做功B．加热属于热传递，锻打和淬火属于做功C．加热和淬火属于热传递，锻打属于做功D．加热和淬火属于做功，锻打属于热传递9、小明用煤气灶烧水时,进行了如下思考,正确的是（）A.加热过程中水的比热容变小B.加热过程中水的比热容变大C.壶内水温度升高的过程中内能增大D.水沸腾过程中吸收热量,温度不断升高10、关于同一种物质的比热容c，下列说法正确的是（）A．若吸收的热量增大一倍，则比热容增大一倍B．若质量增大一倍，则比热容减至一半C．若加热前后的温度差增大一倍，则比热容增大一倍D．无论质量多大，比热容都一样11．质量相等、初温相同的铜块和水放出相同的热量后，(c铜＜c水)再把铜块放入水中，它们之间（）A．不发生热传递B．热量由水传给铜C．温度由铜传给水D．热量由铜传给水12、两个相同的烧杯里分别盛有质量和初温均相同的A、B两种液体，用两个相同的酒精灯火焰分别对这两个烧杯同时进行加热(液体均未沸腾)，液体的温度随加热时间变化的图象如图所示，下列说法正确的是（）A．A液体的比热容是B液体的两倍B．B液体的比热容是A液体的两倍C．10 min末A液体比B液体吸收的热量多D．20 min末B液体比A液体温度高二、填空题13、写出下列现象中改变物体内能的方法．(1)给自行车打气时，气筒变热：________；(2)古人用“钻木取火”的方法生火：________；(3)热鸡蛋放冷水中变凉：________；(4)一盆冷水放在太阳下晒热：________；(5)搓手感到手变热：________；(6)冬天往手上呵气，感到手变暖和：________；14．冰在熔化过程中，________热量，温度________(选填“升高”“降低”或“不变”)，内能________(选填“变大”“变小”或“不变”)．15、一种学生饮用奶，在饮用前加热的过程中，温度升高，内能(选填“增大”或“减小”);若其中奶的质量为0.25kg,奶的比热容是4.0x103J/ (kg·℃)，当把它从10°C加热到40°C需要吸收J的热量。
2020届人教版高三物理一轮复习测试专题《原子物理和动量》一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)1.一中子与一质量数为A(A＞1)的原子核发生弹性正碰。
若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为( )A．B．C．D．2.下列说法正确的是（）A．核反应U+n→X+Sr +n是核聚变反应，反应过程中会释放能量B．天然放射现象与原子核内部变化有关C．用比值法定义物理量是物理学研究常用的方法。
其中a＝，I＝，B＝都属于比值定义式D．千克，库仑，米属于国际制单位中的基本物理量单位3.右图是核反应堆的示意图，对于核反应堆的认识，下列说法正确的是A．铀棒是核燃料，核心物质是铀238B．石墨起到吸收中子的作用C．镉棒起到使中子减速的作用D．水泥防护层的作用是为了阻隔γ射线，避免放射性危害4.碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有（）A．m/4B．m/8C．m/16D．m/325.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a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6.如图所示，在光滑的水平面上放有一物体M，物体上有一光滑的半圆弧轨道，轨道半径为R，最低点为C，两端A，B等高，现让小滑块m从A点静止下滑，在此后的过程中，则（）A．M和m组成的系统机械能守恒，动量守恒B．M和m组成的系统机械能守恒，动量不守恒C．m从A到C的过程中M向左运动，m从C到B的过程中M向右运动D．m从A到B的过程中，M运动的位移为7.质子，中子和氘核的质量分别为m1，m2和m3.当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是（c表示真空中的光速）（）A． (m1+m2-m3)cB． (m1-m2-m3)cC． (m1+m2-m3)c2D．（m1-m2-m3)c28.右端带有1/4光滑圆弧轨道质量为M的小车静置于光滑水平面上，如图所示．一质量为m的小球以速度v0水平冲上小车，关于小球此后的运动情况，以下说法正确的是（）A．小球可能从圆弧轨道上端抛出而不再回到小车B．小球不可能离开小车水平向左做平抛运动C．小球不可能离开小车做自由落体运动D．小球可能离开小车水平向右做平抛运动9.已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.44×1011Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的（）A．波长B．频率C．能量D．动量10.下列关于原子和原子核的说法正确的是（）A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B．玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固11.由核反应产生，且属于电磁波的射线是（）A．阴极射线B． X射线C．α射线D．γ射线12.质量为的物块甲以的速度在光滑水平面上运动，有一轻弹簧固定其上，另一质量也为的物体乙以的速度与甲相向运动，如图所示。
第十三章原子和原子核第一节原子结构1．处于第四能级的氢原子跃迁基态的过程中，可能发出的不同光的种数有( )A．一种B．三种C．四种D．六种2．下列关于光谱的说法正确的是( )A．炽热固体、液体和高压气体发出的光谱是连续光谱B．各种原子的线状谱中的明线和它的吸收光谱中的暗线必定一一对应C．气体发出的光只能产生线状光谱D．甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质的吸收光谱3．在α 粒子散射实验中，当α 粒子最接近金原子核时，α 粒子符合下列的( )A．动能最小B．电势能最小C．α 粒子与金原子核组成的系统能量最小D．所受金原子核的斥力最大4．氢原子从能级A跃迁到能级B吸收频率为v1的光子，从能级A跃迁到能级C释放频率为v2的光子，若v2＞v1，则当它从能级B跃迁到能级C时，将( )A．放出频率为v2－v1的光子B．放出频率为v2＋v1的光子C．吸收频率为v2－v1的光子D．吸收频率为v2＋v1的光子5．欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是( )A．用10.2eV的光子照射B．用11eV的光子照射C．用14eV的光子照射D．用13eV的电子碰撞6．处于基态的氢原子在某单色光照射下，只能发出频率分别为v1、v2、v3的三种光，且v1＜v2＜v3，则该照射光的光子能量为( )A．hv1B．hv2C．hv3D．h(v1＋v2＋v3)7．光的发射和吸收过程是( )A．原子从基态跃迁到激发态要放出光子，放出的光子的能量等于原子在初、末两个能级的能量差B．原子不可能从低能级跃迁到高能级C．原子吸收光子后从低能级向高能级跃迁，放出光子后从高能级向低能级跃迁D．只要原子吸收了光子就一定是从高能级跃迁到了低能级8．氢原子从能量为E1的较高能级跃迁到能量为E2的较低能级，真空中光速为c，则( ) A．吸收的光子的波长为B．吸收的光子的波长为C．辐射的光子的波长为D．辐射的光子的波长为9．已知氦离子He＋能级E n与量子数n的关系和氢原子能级公式类似，处于基态的氦离子He＋的电离能为E＝54.4eV。
2019-2020年高考物理一轮复习第13章第2单元原子结构原子核练习题号12345678910111213答案答案：C5．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解析：原子核发生衰变时遵守电荷数守恒和质量数守恒，而不是电荷守恒和质量守恒，A错误；三种射线中，α、β射线为高速运动的带电粒子流，而γ射线为光子流，B错误；氢原子从激发态向基态跃迁时，只能辐射与能级差相对应的特定频率的光子，C正确，发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光的频率有关，D错误．答案：C6．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：92235U＋01n→a＋b ＋201n，则a＋b可能是()A. 54140Xe＋3693KrB. 56141Ba＋3692KrC. 56141Ba＋3893SrD. 54140Xe＋3894Sr解析：本题主要考查核反应方程中的质量数和电荷数守恒．题目的核反应方程中左边的质量数为236，电荷数为92；A项代入右边后，质量数为235，电荷数为90，选项A错误；B项代入后，质量数为235，电荷数为92，选项B错误；C项代入后，质量数为236，电荷数为94，选项C错误；D项代入后，质量数为236，电荷数为92，选项D正确．答案：D二、双项选择题7．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()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 nmB．用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2能级C．一群处于n＝3能级上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：由于n＝3与n＝2间的能量差为－1.51－(－3.4)＝1.89 eV，而n＝1与n＝2间的能量差为－3.4－(－13.6)＝10.2 eV，根据ΔE＝hν＝h cλ可知，氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时辐射的波长λ＝121.6 nm小于656 nm，A错误；同样从n＝1跃迁到n＝2能级需要的光子的波长也恰好为121.6 nm，B错误；一群处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时可能会出现3种可能，因此会放出3种不同频率的光子，C正确；电子发生跃迁时，吸收或放出的能量一定等于这两个能级间的能量差，为一特定值，大于或小于这个特定的值都不能使之发生跃迁．因此D正确．答案：CD8．下列说法正确的是()A．玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立B．可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施C．天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转D．观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同解析：原子的核式结构模型源于卢瑟福的α粒子散射实验，故选项A错误；紫外线可使荧光物质发光，此现象广泛应用于人民币等防伪措施，所以选项B正确；天然放射现象中的γ射线是电磁波，不会在电磁场中偏转，故选项C错误；由多普勒效应可知，观察者与波源靠近或远离时，观察到的波的频率相对于波源会增大或减小，所以选项D正确．答案：BD9．铀核裂变是核电站核能的重要来源，其中一种裂变反应式是92235U＋01n→68144Ba＋3689Kr＋301n.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解析：由核反应方程知有中子生成，A正确；铀块体积和铀块纯度对链式反应的发生都有重要影响，B错误，核反应堆的铀核链式反应的速度可人工控制，C正确；放射性元素的半衰期由核本身的因素决定，与环境温度无关，D错误．答案：AC10．能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一，下列释放核能的反应方程，表述正确的有()A．13H＋12H→24He＋01n是核聚变反应B．13H＋12H→24He＋01n是β衰变C. 92235U＋01n→54140Xe＋3894Sr＋201n是核裂变反应D. 92235U＋01n→54140Xe＋3894Sr＋201n是α衰变解析：A、B选项均为核聚变反应；C、D选项均为核裂变反应．正确选项为A、C.答案：AC11．下列说法正确的是()A．对黑体辐射的研究表明：随着温度的升高，辐射强度的最大值向波长较长的方向移动B．电子的衍射图样表明实物粒子也具有波动性C．β射线是原子核外电子高速运动形成的D．氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级和从n＝2能级跃迁到n＝1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的短解析：在黑体辐射中，随着温度的升高，辐射强度的最大值向波长较短的方向移动．故A错误；电子束通过铝箔形成的衍射图样证实了实物粒子的波动性，故B正确；β衰变中产生的β射线实际上是原子核中的中子转变成质子，而放出电子，故C错误；氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级放出的光子能量比从n＝2能级跃迁到n＝1能级大，所以前者跃迁辐射出的光子波长比后者的短，故D正确．答案：BD12．下列说法正确的是()A．汤姆生发现了电子，表明原子具有核式结构B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，若用波长更长的光照射到该金属上一定不能发生光电效应D．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，原子总能量增加解析：汤姆生发现了电子，表明原子是可以再分的，选项A错误；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变反应，选项B错误；一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，说明该光的波长太长，频率太低，若换用波长更长的光照射到该金属上一定不能发生光电效应，选项C正确；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，电子的轨道半径增大，电场力对其做负功，电子的动能减小，电势能增大，原子总能量增加，选项D正确．答案：CD13．以下说法正确的是()A．卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为24He＋714N→817O＋11HB．铀核裂变的核反应是92235U→56141Ba＋3692Kr＋201nC．质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是：(m1＋m2－m3)c2D．原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长λ2的光子，已知λ1>λ2.那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收波长为的光子解析：卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为24He＋714N→817O＋11H，选项A正确；铀核裂变的核反应需要中子轰击铀核，选项B错误；选项C中，释放的能量应为(2m1－2m2－m3)c2，选项C错误；设原子的a、b、c三能级的能量分别为E1、E2、E3，则E1－E2＝hcλ1，E 3－E 2＝hcλ2，E 3－E 1＝hcλ，可得λ＝λ1λ2λ1－λ2，选项D 正确． 答案：AD三、非选择题14．1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子．科学研究表明其核反应过程是：α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核，复核发生衰变放出质子，变成氧核．设α粒子质量为m 1，初速度为v 0，氮核质量为m 2，质子质量为m 0，氧核的质量为m 3，不考虑相对论效应．(1)写出卢瑟福发现质子的核反应方程．(2)α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间，复核的速度为多大？ (3)求此过程中释放的核能．解析：(1)24He ＋ 714N →11H ＋ 817O.(2)设复核的速度为v ，由动量守恒定律得：m 1v 0＝(m 1＋m 2)v ，解得：v ＝m 1v 0m 1＋m 2.(3)核反应过程中的质量亏损Δm ＝m 1＋m 2－m 0－m 3，反应过程中释放的核能ΔE ＝Δm ·c 2＝(m 1＋m 2－m 0－m 3)c 2.答案：(1)24He ＋ 714N →11H ＋ 817O (2)v ＝m 1v 0m 1＋m 2(3)(m 1＋m 2－m 0－m 3)c 215．一静止的质量为M 的铀核( 92238U )发生α衰变转变成钍核(Th )，放出的α粒子速度为v 0、质量为m.假设铀核发生衰变时，释放的能量全部转化为α粒子和钍核的动能．(1)写出衰变方程；(2)求出衰变过程中释放的核能．解析：(1)根据质量数守恒和电荷数守恒，计算出钍核的电荷数为92－2＝90，质量数为238－4＝234，所以衰变方程为： 92238U → 90234Th ＋24He.(2)设钍核的反冲速度大小为v ，由动量守恒定律得：0＝mv 0－(M －m )v ，可得v ＝mv 0M －m ，ΔE ＝12mv 02＋12(M －m )v 2，可得ΔE ＝Mmv 022（M －m ）.答案：(1) 92238U → 90234Th ＋24He(2)ΔE ＝Mmv 022（M －m ）.。
第十三章近代物理【网络构建】专题13.2 原子结构原子核【网络构建】考点一原子的核式结构玻尔理论1．α粒子散射实验(1)α粒子散射实验装置(2)α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子穿过金箔后发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被“撞了回来”．2．原子的核式结构模型(1)α粒子散射实验结果分析①核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变．①汤姆孙模型不能解释α粒子的大角度散射．①绝大多数α粒子沿直线穿过金箔，说明原子中绝大部分是空的；少数α粒子发生较大角度偏转，反映了原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷；极少数α粒子甚至被“撞了回来”，反映了个别α粒子正对着质量比α粒子大得多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用．(2)核式结构模型的局限性卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释α粒子散射实验现象，但不能解释原子光谱是特征光谱和原子的稳定性．3．对氢原子能级图的理解(1)能级图如图所示(2)氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式：E n＝1n2E1(n＝1，2，3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV.①氢原子的半径公式：r n＝n2r1(n＝1，2，3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m.(3)能级图中相关量意义的说明．4.两类能级跃迁(1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子． 光子的频率ν＝ΔE h ＝E 高－E 低h.(2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量．①光照(吸收光子)：吸收光子的全部能量，光子的能量必须恰等于能级差hν＝ΔE .①碰撞、加热等：可以吸收实物粒子的部分能量，只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E 外≥ΔE . ①大于电离能的光子被吸收，将原子电离．考点二 氢原子的能量及变化规律氢原子跃迁时电子动能、电势能与原子能量的变化规律1．原子能量变化规律：E n ＝E k n ＋E p n ＝E 1n 2，随n 增大而增大，随n 的减小而减小，其中E 1＝－13.6 eV .2．电子动能变化规律(1)从公式上判断电子绕氢原子核运动时静电力提供向心力即k e 2r 2＝m v 2r ，所以E k ＝ke 22r ，随r 增大而减小．(2)从库仑力做功上判断，当轨道半径增大时，库仑引力做负功，故电子动能减小．反之，当轨道半径减小时，库仑引力做正功，故电子的动能增大． 3．原子的电势能的变化规律(1)通过库仑力做功判断，当轨道半径增大时，库仑引力做负功，原子的电势能增大．反之，当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能减小．(2)利用原子能量公式E n ＝E k n ＋E p n 判断，当轨道半径增大时，原子能量增大，电子动能减小，故原子的电势能增大．反之，当轨道半径减小时，原子能量减小，电子动能增大，故原子的电势能减小．考点三 原子核的衰变、半衰期1．衰变规律及实质 (1)α衰变和β衰变的比较电荷数守恒、质量数守恒2．三种射线的成分和性质 半衰期的公式：N 余＝N 原⎝⎛⎭⎫12t /τ，m 余＝m 原⎝⎛⎭⎫12t /τ.式中N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t 表示衰变时间，τ表示半衰期．考点四 核反应类型与核反应方程1．核反应的四种类型2.核反应方程式的书写(1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础．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．(2)掌握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向．(3)核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒．考点五核能的计算1．应用质能方程解题的流程图(1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．2．根据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子的比结合能×核子数．3.核能释放的两种途径的理解(1)使较重的核分裂成中等大小的核．(2)较小的核结合成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，都可以释放能量．高频考点一原子的核式结构玻尔理论例1、如图是氢原子的能级示意图．当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级时，辐射出光子a；从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出光子b.以下判断正确的是()A．在真空中光子a的波长大于光子b的波长B．光子b可使氢原子从基态跃迁到激发态C．光子a可能使处于n＝4能级的氢原子电离D．大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射2种不同谱线【变式训练】如图所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况．下列说法正确的是()A．在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多B．在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光C．卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似D．α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子后产生的反弹高频考点二氢原子的能量及变化规律例2、如图所示为氢原子的能级图，图中a、b、c、d对应氢原子的四次跃迁，已知可见光光子的能量范围为1.61～3.10 eV，关于四次跃迁，下列说法正确的是()A．经历a跃迁，氢原子吸收的光子能量为0.66 eVB．经历b跃迁，氢原子的轨道半径增大，原子核外电子的动能增大C．经历c跃迁，氢原子放出的光子是可见光光子D．经历d跃迁后，再用可见光照射跃迁后的氢原子，可使氢原子发生电离【变式训练】氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，下述说明正确的是()A ．电子旋转半径减小B ．氢原子能量增大C ．氢原子电势能增大D ．核外电子速率增大高频考点三 原子核的衰变、半衰期例3、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18 D ．“核燃烧”的核反应是裂变反应【变式训练】如图，匀强磁场中的O 点有一静止的原子核234 90Th 发生了某种衰变，衰变方程为234 90Th→A Z Y ＋0－1e ，反应生成的粒子 0－1e 的速度方向垂直于磁场方向．关于该衰变，下列说法正确的是( )A.234 90Th 发生的是α衰变 B.234 90Th 发生的是β衰变 C ．A ＝234，Z ＝91D ．新核A Z Y 和粒子 0－1e 在磁场中的轨迹外切于O 点高频考点四 核反应类型与核反应方程例4、1956年，李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用半衰期为5.27年的6027Co 放射源进行了实验验证，次年李、杨二人获得诺贝尔物理学奖.6027Co 的衰变方程式是：6027Co→A Z Ni ＋ 0－1e ＋νe (其中νe 是反中微子，它的电荷为零，静止质量可认为是零)，衰变前6027Co 核静止，根据云室照片可以看到衰变产物A Z Ni 和 0－1e 不在同一条直线上的事实．根据这些信息可以判断( ) A.A Z Ni 的核子数A 是60，核电荷数Z 是28 B. 此核反应为α衰变C.A Z Ni 与 0－1e 的动量之和不可能等于零 D ．衰变过程动量不守恒【变式训练】下列核反应属于人工转变的是( )A.234 90Th→234 91Pa ＋ 0－1eB.42He ＋94Be→12 6C ＋10nC.235 92U ＋10n→136 54Xe ＋9038Sr ＋1010nD.21H ＋31H→42He ＋10n高频考点五 核能的计算例5、两个氘核以相等的动能E k 对心碰撞发生核聚变，核反应方程为21H ＋21H→32He ＋10n ，其中氘核的质量为m 1，氦核的质量为m 2，中子的质量为m 3.假设核反应释放的核能E 全部转化为动能，下列说法正确的是( )A ．核反应后氮核与中子的动量相同B ．该核反应释放的能量为E ＝(2m 1－m 2－m 3)c 2C ．核反应后氮核的动能为E ＋2E k4D ．核反应后中子的动能为E ＋E k4【变式训练】轻核聚变的一个核反应方程为：21H ＋31H→42He ＋X.若已知21H 的质量为m 1，31H 的质量为m 2，42He 的质量为m 3，X 的质量为m 4，则下列说法中正确的是( )A.21H 和31H 在常温下就能够发生聚变B ．X 是质子C ．这个反应释放的核能为ΔE ＝(m 1＋m 2－m 3－m 4)c 2D ．我国大亚湾核电站是利用轻核的聚变释放的能量来发电的第十三章近代物理【网络构建】专题13.2 原子结构原子核【网络构建】考点一原子的核式结构玻尔理论1．α粒子散射实验(1)α粒子散射实验装置(2)α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子穿过金箔后发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被“撞了回来”．2．原子的核式结构模型(1)α粒子散射实验结果分析①核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变．①汤姆孙模型不能解释α粒子的大角度散射．①绝大多数α粒子沿直线穿过金箔，说明原子中绝大部分是空的；少数α粒子发生较大角度偏转，反映了原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷；极少数α粒子甚至被“撞了回来”，反映了个别α粒子正对着质量比α粒子大得多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用．(2)核式结构模型的局限性卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释α粒子散射实验现象，但不能解释原子光谱是特征光谱和原子的稳定性．3．对氢原子能级图的理解(1)能级图如图所示(2)氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式：E n＝1n2E1(n＝1，2，3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6eV.①氢原子的半径公式：r n＝n2r1(n＝1，2，3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m.(3)能级图中相关量意义的说明．(1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子． 光子的频率ν＝ΔE h ＝E 高－E 低h.(2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量．①光照(吸收光子)：吸收光子的全部能量，光子的能量必须恰等于能级差hν＝ΔE .①碰撞、加热等：可以吸收实物粒子的部分能量，只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E 外≥ΔE .①大于电离能的光子被吸收，将原子电离．考点二 氢原子的能量及变化规律氢原子跃迁时电子动能、电势能与原子能量的变化规律1．原子能量变化规律：E n ＝E k n ＋E p n ＝E 1n 2，随n 增大而增大，随n 的减小而减小，其中E 1＝－13.6 eV.2．电子动能变化规律(1)从公式上判断电子绕氢原子核运动时静电力提供向心力即k e 2r 2＝m v 2r ，所以E k ＝ke 22r ，随r增大而减小．(2)从库仑力做功上判断，当轨道半径增大时，库仑引力做负功，故电子动能减小．反之，当轨道半径减小时，库仑引力做正功，故电子的动能增大． 3．原子的电势能的变化规律(1)通过库仑力做功判断，当轨道半径增大时，库仑引力做负功，原子的电势能增大．反之，当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能减小．(2)利用原子能量公式E n ＝E k n ＋E p n 判断，当轨道半径增大时，原子能量增大，电子动能减小，故原子的电势能增大．反之，当轨道半径减小时，原子能量减小，电子动能增大，故原子的电势能减小．考点三 原子核的衰变、半衰期1．衰变规律及实质 (1)α衰变和β衰变的比较电荷数守恒、质量数守恒2．三种射线的成分和性质 半衰期的公式：N 余＝N 原⎝⎛⎭⎫12t /τ，m 余＝m 原⎝⎛⎭⎫12t /τ.式中N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t 表示衰变时间，τ表示半衰期．考点四 核反应类型与核反应方程1．核反应的四种类型(1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础．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．(2)掌握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向．(3)核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒．考点五核能的计算1．应用质能方程解题的流程图(1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．2．根据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子的比结合能×核子数．3.核能释放的两种途径的理解(1)使较重的核分裂成中等大小的核．(2)较小的核结合成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，都可以释放能量．高频考点一原子的核式结构玻尔理论例1、如图是氢原子的能级示意图．当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级时，辐射出光子a；从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出光子b.以下判断正确的是()B．在真空中光子a的波长大于光子b的波长B．光子b可使氢原子从基态跃迁到激发态C．光子a可能使处于n＝4能级的氢原子电离D．大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射2种不同谱线答案:A解析：氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级的能级差小于从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时的能级差，根据E m－E n＝hν知，光子a的能量小于光子b的能量，所以a光的频率小于b光的频率，光子a的波长大于光子b的波长，故A正确；光子b的能量小于基态与任一激发态的能级差，所以不能被基态的原子吸收，故B错误；根据E m－E n＝hν可求光子a的能量小于n＝4能级的电离能，所以不能使处于n＝4能级的氢原子电离，C错误；大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射3种不同谱线，故D错误．【变式训练】如图所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况．下列说法正确的是()A．在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多B．在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光C．卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似D．α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子后产生的反弹答案:C解析：：.放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数应最多，说明大多数射线基本不偏折，可知金箔原子内部很空旷，故A错误；放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少，说明较少射线发生偏折，可知原子内部带正电的体积小，故B错误；选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似，故C正确；α粒子发生散射的主要原因是α粒子受到金原子库仑力作用，且金原子质量较大，从而出现的反弹，故D 错误．高频考点二氢原子的能量及变化规律例2、如图所示为氢原子的能级图，图中a、b、c、d对应氢原子的四次跃迁，已知可见光光子的能量范围为1.61～3.10 eV，关于四次跃迁，下列说法正确的是()A ．经历a 跃迁，氢原子吸收的光子能量为0.66 eVB ．经历b 跃迁，氢原子的轨道半径增大，原子核外电子的动能增大C ．经历c 跃迁，氢原子放出的光子是可见光光子D ．经历d 跃迁后，再用可见光照射跃迁后的氢原子，可使氢原子发生电离 答案: D解析： 经历a 跃迁，氢原子从高能级向低能级跃迁时辐射出的光子的能量为0.66 eV ，选项A 错误；经历b 跃迁，氢原子吸收能量，轨道半径增大，但核外电子的动能会减小，选项B 错误；经历c 跃迁，氢原子辐射出的光子的能量为0.97 eV ，则该光子不是可见光光子，选项C 错误；经历d 跃迁后，跃迁后的氢原子的电离能为1.51 eV ，因此用可见光光子照射可使其电离，选项D 正确。
顺抚市成风阳光实验学校第十三单元考前须知：1．2．选择题的作答：每题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、 (此题共13小题，每题4分，共52分。
在每题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～13题有多项符合题目要求。
选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 1．如下图是原子物理史上几个著名的，关于这些，以下说法错误的选项是( )A．图1：卢瑟福通过α粒子散射提出了原子的核式结构模型B．图2：放射线在垂直纸面向外的磁场中偏转，可知射线甲带负电C．图3：电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关D．图4：链式反属于核裂变，铀核的一种裂变方式为235 92U＋10n→144 56 Ba＋8936Kr＋310n2．(2021∙I卷)氢原子能级示意图如下图，光子能量在1.63 eV～0 eV的光为可见光。
要使处于基态〔n＝1〕的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少给氢原子提供的能量为( )A．12.09 eV B．10.20 eVC．9 eV D．l eV3．以下说法正确的选项是( )A．光电验中，光电流的大小与入射光的强弱无关B．卢瑟福发现了电子，在原子结构研究方面做出了的奉献C．大量处于n＝3能级的氢原子在自发跃迁时，会发出3种不同频率的光D．由玻尔的原子模型可以推知，氢原子所处的能级越高，其核外电子的动能越大4．如图甲所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图象〔直线与横轴的交点的横坐标为9，与纵轴的交点的纵坐标为0.5〕，如图乙所示是氢原子的能级图，以下说法不正确的选项是( )A ．该金属的极限频率为9×1014Hz B ．根据该图象能求出普朗克常量 C ．该金属的逸出功为0.5 eVD ．用n =3能级的氢原子跃迁到n =2能级时所辐射的光照射该金属能使该金属发生光电效5．如下图，N 为铝板，M 为金属，它们分别和电池两极相连，各电池的极性和电动势在图中标出，铝的逸出功为 eV 。
一轮单元训练金卷·高三·物理(A)卷第十三单元原子物理注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本题共10小题，每小题5分。
在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．关于天然放射性，下列说法不正确的是()A．所有元素都有可能发生衰变B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关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射线的穿透能力最强2．由于放射性元素237 93Np的半衰期很短，所以在自然界中一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现．已知237 93Np经过一系列α衰变和β衰变后变成209 83Bi，下列选项中正确的是() A．209 83Bi的原子核比237 93Np的原子核少28个中子B．237 93Np经过衰变变成209 83Bi，衰变过程可以同时放出α粒子、β粒子和γ粒子C．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变D．237 93Np的半衰期等于任一个237 93Np原子核发生衰变的时间3．在卢瑟福α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α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是()4．(2015·高考北京卷)下列核反应方程中，属于α衰变的是()A．14 7N＋42He→17 8O＋11H B．238 92U→234 90Th＋42HeC．21H＋31H→42He＋10n D．234 90Th→234 91Pa＋0－1e5．太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少．太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026 J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近()A．1036kg B．1018 kgC．1013 kg D．109 kg6．(2015·高考福建卷)下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是()A．γ射线是高速运动的电子流B．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D．210 83Bi的半衰期是5天，100克210 83Bi经过10天后还剩下50克7．(2018·湖北黄冈模拟)下列说法中正确的是()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．232 90Th衰变成208 82Pb要经过6次α衰变和4次β衰变C．β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的D．升高放射性物质的温度，不可缩短其半衰期8．(2015·高考山东卷)14C发生放射性衰变成为14N，半衰期约5 700年．已知植物存活期间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减小．现通过测量得知，某古木样品中14C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．该古木的年代距今约5 700年B．12C、13C、14C具有相同的中子数C．14C衰变为14N的过程中放出β射线D．增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变9．(2018·山西模拟)核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能．235 92U＋10n→141 56 Ba＋9236Kr＋a X是反应堆中发生的许多核反应中的一种，X是某种粒子，a是X粒子的个数，用m U、m Ba、m Kr分别表示23592U、141 56Ba、9236Kr核的质量，m X表示X粒子的质量，c为真空中的光速，以下说法正确的是()A．X为中子，a＝2B．X为中子，a＝3C．上述核反应中放出的核能ΔE＝(m U－m Ba－m Kr－2m X)c2D．上述核反应中放出的核能ΔE＝(m U－m Ba－m Kr－3m X)c210．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正确的是()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，要吸收能量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二、非选择题：本大题共4小题，共60分。
第十三章《动量守恒定律 波粒二象性 原子结构与原子核》测试卷一、单选题(共15小题)1.如图所示，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________(填选项前的字母)．A ． ①表示γ射线，①表示α射线B ． ①表示β射线，①表示α射线C ． ①表示α射线，①表示γ射线D ． ①表示β射线，①表示α射线2.如图所示，质量为m 的子弹水平飞行，击中一块原来静止在光滑水平面上的质量为M 的物块，物块由上下两块不同硬度的木块粘合而成．如果子弹击中物块的上部，恰不能击穿物块；如果子弹击中物块的下部，恰能打进物块中央．若将子弹视为质点，以下说法中错误的是A ． 物块在前一种情况受到的冲量与后一种情况受到的冲量相同B ． 子弹前一种情况受到的冲量比后一种情况受到的冲量大C ． 子弹前一种情况受到的阻力小于后一种情况受到的阻力D ． 子弹和物块作为一个系统，系统的总动量守恒3.在距地面高为h 处，同时以大小相等的初速v0分别平抛，竖直上抛，竖直下抛质量相等的物体m ，当它们从抛出到落地时过程，动量的变化量①P 最大的是（ ） A ． 平抛 B ． 竖直上抛 C ． 竖直下抛 D ． 三者一样大4.核反应方程中的X 表示( )A ． 质子B ． 电子C ． 光子D ． 中子 5.原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源。
当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量。
这几种反应总的效果可以表示为 由平衡条件可知( )A ．k =1d =4B ．k =2d =2C．k=1d=6D．k=2d=36.如图所示，光滑的水平地面上有一辆平板车，车上有一个人．原来车和人都静止．当人从左向右行走的过程中（）A．人和车组成的系统水平方向动量不守恒B．人和车组成的系统机械能守恒C．人和车的速度方向相同D．人停止行走时，人和车的速度一定均为零7.关于天然放射现象，下列说法正确的是（）A． α射线是由氦原子核衰变产生B． β射线是由原子核外电子电离产生C． γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生D．通过化学反应不能改变物质的放射性8.原子核与氘核反应生成一个α粒子和一个质子。
2020年高考物理一轮复习专题强化卷----原子结构原子核一、单选题（共10题，50分）1、如图是氢原子的能级示意图．当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级时，辐射出光子a；从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出光子b.以下判断正确的是()A．在真空中光子a的波长大于光子b的波长B．光子b可使氢原子从基态跃迁到激发态C．光子a可能使处于n＝4能级的氢原子电离D．大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射2种不同谱线【答案】A2、如图所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况．下列说法正确的是()A．在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多B．在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光C．卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似D．α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子后产生的反弹【答案】C3、如图所示是α粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹，M、N、P、Q是轨迹上的四点，在散射过程中可以认为重金属原子核静止．图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是()A．M点B．N点C．P点D．Q点【答案】C4、按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为r a的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为r b的圆轨道上，已知r a>r b，则在此过程中()A．原子要发出某一频率的光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量也减小B．原子要吸收某一频率的光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小C．原子要发出一系列频率的光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小D．原子要吸收一系列频率的光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量也增大【答案】A.5、图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里．以下判断可能正确的是()A．a、b为β粒子的径迹B．a、b为γ粒子的径迹C ．c 、d 为α粒子的径迹D ．c 、d 为β粒子的径迹【答案】D 6、图中曲线a 、b 、c 、d 为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里．以下判断可能正确的是( )A ．a 、b 为β粒子的径迹B ．a 、b 为γ粒子的径迹C ．c 、d 为α粒子的径迹D ．c 、d 为β粒子的径迹 【答案】D7、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.m 4B.m 8C.m 16D.m 32【答案】C.8、1934年，约里奥－居里夫妇用α粒子轰击铝核2713Al ，产生了第一个人工放射性核素X ：α＋2713Al→n ＋X.X 的原子序数和质量数分别为( )A ．15和28B ．15和30C ．16和30D ．17和31【答案】B9、一个14 6C 核经一次β衰变后，生成新原子核的质子数和中子数分别是( )A ．6和8B ．5和9C．8和6 D．7和7【答案】D10、在匀强磁场中，有一个原来静止的146C原子核，它放出的粒子与反冲核的径迹是两个相内切的圆，圆的直径之比为7∶1，那么碳14的衰变方程应为()A.146C→01e＋145BB.146C→42He＋104BeC.146C→21H＋125BD.146C→0－1e＋147N【答案】D二、不定项选择题（共6题，36分）11、钍23490Th具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤23491Pa，同时伴随有射线产生，其方程为23490Th→23491 Pa＋X，钍的半衰期为24天．则下列说法中正确的是()A．X为质子B．X是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的C．γ射线是镤原子核放出的D．1 g钍23490Th经过120天后还剩0.312 5 g【答案】BC12、关于天然放射现象，以下叙述正确的是()A．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将变大B．β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的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(20682Pb)的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变【答案】CD13、一个静止的放射性原子核处于匀强磁场中，由于发生了衰变而在磁场中形成如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为1∶16，下列判断中正确的是()A．该原子核发生了α衰变B．反冲原子核在小圆上逆时针运动C．原来静止的核，其原子序数为15 D．放射性的粒子与反冲核运动周期相同【答案】BC14、原子核的比结合能曲线如图所示．根据该曲线，下列判断正确的有()A.42He核的结合能约为14 MeVB.42He核比63Li核更稳定C．两个21H核结合成42He核时释放能量 D. 235 92U核中核子的平均结合能比8936Kr核中的大【答案】BC.15、在足够大的匀强磁场中，静止的钠的同位素2411Na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()A．新核为2412Mg B．轨迹2是新核的径迹 C.2411Na发生的是α衰变D．新核沿顺时针方向旋转【答案】AB16、一个铍原子核(74Be)俘获一个核外电子(通常是最靠近原子核的K壳层的电子)后发生衰变，生成一个锂核(73Li)，并放出一个不带电的质量接近零的中微子νe，人们把这种衰变称为“K俘获”．静止的铍核发生“K 俘获”，其核反应方程为74Be＋0－1e→73Li＋νe.已知铍原子的质量为M Be＝7.016 929 u，锂原子的质量为M Li＝7.016 004 u,1 u相当于9.31×102 MeV.下列说法正确的是()A．中微子的质量数和电荷数均为零B．锂核(73Li)获得的动能约为0.86 MeVC．中微子与锂核(73Li)的动量之和等于反应前电子的动量D．中微子与锂核(73Li)的能量之和等于反应前电子的能量【答案】AC。
单元训练金卷·高三·物理(B)卷第十三单元注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、 (本题共13小题，每小题4分，共52分。
在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～13题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．如图所示是原子物理史上几个著名的实验，关于这些实验，下列说法错误的是()A ．图1：卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型B ．图2：放射线在垂直纸面向外的磁场中偏转，可知射线甲带负电C ．图3：电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关D ．图4：链式反应属于核裂变，铀核的一种裂变方式为235 92U ＋10n→144 56Ba ＋8936Kr ＋310n2．(2019∙全国I 卷)氢原子能级示意图如图所示，光子能量在1.63 eV ～3.10 eV 的光为可见光。
要使处于基态（n ＝1）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为( )A ．12.09 eVB ．10.20 eVC ．1.89 eVD ．1.5l eV3．下列说法正确的是( )A ．光电效应实验中，光电流的大小与入射光的强弱无关B ．卢瑟福发现了电子，在原子结构研究方面做出了卓越的贡献C ．大量处于n ＝3能级的氢原子在自发跃迁时，会发出3种不同频率的光D ．由玻尔的原子模型可以推知，氢原子所处的能级越高，其核外电子的动能越大4．如图甲所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图象（直线与横轴的交点的横坐标为4.29，与纵轴的交点的纵坐标为0.5），如图乙所示是氢原子的能级图，下列说法不正确的是( ) A ．该金属的极限频率为4.29×1014 Hz B ．根据该图象能求出普朗克常量 C ．该金属的逸出功为0.5 eV D ．用n =3能级的氢原子跃迁到n =2能级时所辐射的光照射该金属能使该金属发生光电效应 5．如图所示，N 为铝板，M 为金属网，它们分别和电池两极相连，各电池的极性和电动势在图中标出，铝的逸出功为4.2 eV 。
第60讲 原子与原子核考点一 原子的核式结构和氢原子光谱1．电子的发现：英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了□01电子，提出了原子的“枣糕模型”。
2．原子的核式结构(1)1909～1911年，英籍物理学家□02卢瑟福进行了α粒子散射实验，提出了□03核式结构模型。
(2)α粒子散射实验的结果：□04绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有□05少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞了回来”。
(3)原子的核式结构模型：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部□06质量，□07电子在正电体的外面运动。
3．氢原子光谱(1)光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱。
(2)光谱分类(3)氢原子光谱的实验规律：巴耳末系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2(n ＝3,4,5，…，R 是里德伯常量，R ＝1.10×107 m －1)。
(4)光谱分析：利用每种原子都有自己的□11特征谱线可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分，且灵敏度很高。
在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义。
4．经典理论的困难：原子的核式结构模型很好地解释了α粒子散射实验。
但是，经典物理学既无法解释原子的□12稳定性，又无法解释原子光谱的□13分立特征。
1．[教材母题](人教版选修3－5 P53·T3)卢瑟福提出的原子结构的模型是怎样的？他提出这种模型的依据是什么？[变式子题](多选)关于原子核式结构理论说法正确的是()A．是通过发现电子现象得出来的B．原子的中心有个核，叫做原子核C．原子的正电荷均匀分布在整个原子中D．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外旋转答案BD解析原子的核式结构模型是在α粒子的散射实验结果的基础上提出的，A错误。
原子中绝大部分是空的，带正电的部分集中在原子中心一个很小的范围，称为原子核，B正确，C错误。
取夺市安慰阳光实验学校专题十三原子物理一、选择题(共16小题,96分)1.[2020江西七校联考]下列关于近代物理学的说法正确的是()A.光电效应现象揭示了光具有波动性B.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C.卢瑟福通过α粒子散射实验证实了原子核由质子和中子组成D.一群氢原子从n=4的激发态跃迁时,最多能辐射出6种不同频率的光子2.氢原子能级图如图所示,用光子能量为E1的光照射一群处于基态的氢原子,可以看到三条光谱线,用光子能量为E2的光照射该群处于基态的氢原子,可以看到六条光谱线,则下列说法正确的是()A.E2=2E1B.E2>2E1C.E1<E2<2E1D.E1<12 eV3.图示为氢原子能级图以及氢原子从n=3、4、5、6能级跃迁到n=2能级时辐射的四条光谱线,已知氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时辐射光子的波长为656 nm,下列叙述不正确的有()A.四条谱线中频率最大的是HδB.用633 nm的光照射能使氢原子从n=2能级跃迁到n=3能级C.一群处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时,最多产生3种谱线D.如果用能量为10.3 eV的电子轰击,可以使基态的氢原子受激发4.[多选]自然界存在的放射性元素的原子核并非只发生一次衰变就达到稳定状态,而是要发生一系列连续的衰变,最终达到稳定状态.如90232Th经过一系列α衰变和β衰变后变成了82208Pb,已知90232Th、α粒子、β粒子、82208Pb的质量分别为m1、m2、m3、m4,已知90232Th的半衰期是T,光速为c.下列说法正确的是()A.8个90232Th经过2T时间后还剩2个B.从90232Th到82208Pb共发生6次α衰变和4次β衰变C.衰变过程中释放出的α射线的穿透能力比β射线的弱D.一个90232Th衰变成82208Pb释放的核能为(m1-m2-m3-m4)c25.[多选]氢原子光谱如图甲所示,图中给出了谱线对应的波长,玻尔的氢原子能级图如图乙所示.已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s,可见光的频率范围约为4.2×1014 Hz~7.8×1014 Hz,则()A.Hα谱线对应光子的能量小于Hδ谱线对应光子的能量B.图甲所示Hα、Hβ、Hγ、Hδ四种光均属于可见光范畴C.Hβ对应光子的能量约为10.2 eVD.Hα谱线对应的跃迁是从n=3能级到n=2能级6.[多选],全球核能峰会(GNIS)在伦敦举行,探讨新能源时代全球背景下,新核电面对的新挑战与新机遇.下列说法正确的是( )A.放射性同位素的半衰期与地震、风力等外部环境有关B.90234Th发生β衰变后,新核与原来的原子核相比,中子数减少C.铀核(92238U)衰变为铅核(82206Pb)要经过8次α衰变和6次β衰变D.一块纯净的由放射性元素组成的矿石经过一个半衰期以后它的总质量仅剩下一半7.[多选]如图所示为用光电管研究光电效应实验的示意图,现用频率为ν1的光照射阴极K,电流表中有电流通过,电路中的滑动变阻器的滑动触头为P.下列说法正确的是( )A .当P 移动到a 端时,电流表中仍有电流通过B .当P 向b 端滑动时,电流表示数可能不变C .改用频率小于ν1的光照射,电流表中一定有电流通过D .改用频率大于ν1的光照射,电流表中可能无电流通过8.[多选]太阳内部不断地进行着大量的核反应,12H +13H→ 24He +X +ΔE 是其中的核反应之一,ΔE 为核反应过程释放的能量.已知 12H 的比结合能为1.09 MeV ,13H 的比结合能为2.78 MeV ,24He 的比结合能为7.03 MeV ,则下列说法正确的是( ) A .X 是中子 B .该核反应为α衰变C .ΔE=3.16 MeVD .24He 比 13H 、12H 更稳定9.[多选]关于原子和原子核,下列说法正确的是( ) A.原子核的比结合能越大,原子核越稳定B .92235U 的裂变方程为92235U →56144Ba +3689Kr+201nC.原子核内的弱相互作用是引起原子核β衰变的原因D.如果能稳定地输出聚变能,世界上将不再有“能源危机”10.[多选]图示为由μ子与质子构成的μ氢原子的能级示意图.假如一个能量为123 eV 的光子被一个处于n=3能级的μ氢原子吸收,μ氢原子吸收光子或放出光子遵循玻尔原子理论,下列说法正确的是( ) A.该μ氢原子最多会放出3种不同频率的光子B.该μ氢原子不可能放出能量为123 eV 的光子C.该μ氢原子可能放出能量为1 897.2 eV 的光子D.该μ氢原子可能放出能量最大为2 311.5 eV 的光子 11.[多选]下列关于衰变的说法正确的是( )A.因为衰变过程中原子核的质量数守恒,所以不会出现质量亏损B.β衰变的实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子 C .92238U 衰变为86222Rn 要经过4次α衰变,2次β衰变D.已知镤231的半衰期为27天,则10个镤231经过27天后一定还剩下5个 12.[多选]下列说法正确的是( )A.戴维孙和G.P.汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射的实验,从而证实了实物粒子的波动性B.贝可勒尔通过对天然放射现象的研究发现了原子的核式结构C.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的 D .把放射性元素密封于铅盒中可减缓放射性元素的衰变 13.[多选]核子平均质量(原子核的质量除以核子数)随原子序数的变化规律如图所示,则下列说法正确的是( )A.此变化规律是卢瑟福在α粒子散射实验中发现的B.由此变化规律可知,图中原子核G 的比结合能最大C.原子核F 裂变成原子核D 和E 的过程要吸收能量D.原子核A 和B 聚变成原子核C 要放出核能14.[多选]研究光电效应实验的电路图如图甲所示,光电流与电压的关系如图乙所示.则下列说法正确的是( )A.由图乙可知,c 光的频率大于b 光的频率B.若将a 光换成c 光来照射阴极,阴极材料的逸出功将减小C.若把滑动变阻器的滑片向右滑动,光电流一定增大D.a 、b 是同一种入射光,且a 的强度大于b 的15.[2019浙江杭州二模,多选]小宇同学参加学校的科技嘉年华活动,设计了一个光电烟雾探测器.如图甲所示,S 为光源,射出光束,当有烟雾进入探测器时,如图乙所示,来自S 的光会被烟雾散射进入光电管C ,当光射到光电管中的钠表面时会产生光电流,当光电流大于10-8A 时,便会触发系统.已知钠的极限频率为6.00×1014Hz,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,光速c=3×108m/s,则下列说法正确的是( )A.要使该探测器正常工作,光源S 发出的光的波长不能小于0.5 μmB.金属钠的最小逸出功为4 eVC.光源S 发出的光能使光电管发生光电效应,那么光越强,光电烟雾探测器灵敏度越高D.若射向光电管C 的光子有5%会产生光电子,当系统时,每秒射向光电管C 中的钠表面的光子最少数目N=1.25×1012个16.[2019湖北武汉5月模拟,多选]2760Co 衰变的核反应方程为2760Co→2860Ni +-1 0e,其半衰期为5.27年.已知 2760Co 、2860Ni 、-1 0e 的质量分别为m 1、m 2、m 3,光速为c ,下列说法错误的是( )A.该核反应中释放的能量为(m 2+m 3-m 1)c 2B.该核反应中释放出的γ射线的穿透本领比β射线强C.若有16个 2760Co,经过5.27年后一定只剩下8个 2760CoD.β粒子是 2760Co 核外的电子电离形成的 二、非选择题(共1小题,4分)17.光电效应实验中,用波长为λ0的单色光A 照射某金属板时,刚好有光电子从金属表面逸出.当用波长为λ02的单色光B 照射该金属板时,求光电子的最大初动能及A 、B 两种光子的动量之比.(已知普朗克常量为h 、光速为c )1.D 光电效应现象用波动说无法解释,而光子说可以完美解释,因此光电效应现象是光具有粒子性的有力证明,A 项错误;半衰期是大量放射性原子核发生衰变的统计规律,四个氡核的衰变不满足该规律,B 项错误;α粒子散射实验证实了原子的核式结构,C 项错误;大量处于n=4能级的激发态氢原子跃迁时,辐射光子种类最多为C 42=6种,D 项正确.2.C 大量氢原子从高能级向低能级跃迁时,发光的谱线数N=λ(λ-1)2,当N=3时,n=3,E 1=-1.51 eV -(-13.6 eV)=12.09 eV,当N=6时,n=4,E 2=-0.85 eV -(-13.6 eV)=12.75 eV,只有C 正确.3.B 频率最大的光子对应的能量最大,即跃迁时能量差最大,故氢原子从n=6能级跃迁到n=2能级时辐射光子的频率最大,选项A 正确;在氢原子跃迁过程中,吸收光子的能量应刚好等于两能级的能量差,波长为633 nm 的光子能量E=h λλ=1.96 eV,大于n=2能级与n=3能级之间的能量差,选项B 错误;一群处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时,可以是3→2、2→1或者是3→1,即有三种频率不同的谱线,选项C 正确;如果用10.3 eV 的电子轰击,基态氢原子吸收部分能量而受激发,选项D 正确.综上,本题应选B .4.BC 半衰期是一个宏观统计的物理量,原子核数量比较少时不适用,A 错误;从90232Th 变成82208Pb,质量数减少了24,可知发生了6次α衰变,再根据电荷数的变化,可知发生了4次β衰变,B 正确;α射线的穿透能力比β射线的弱,C 正确;一个90232Th 衰变成82208Pb 释放的核能为(m 1-6m 2-4m 3-m 4)c 2,D 错误.5.ABD 由氢原子光谱可知,H α谱线波长λ最长,对应的频率ν最低,由光子能量公式E=hν可知,光子能量最小,A 正确;由电磁波谱可知,图甲所示的H α、H β、H γ、H δ四种光均属于可见光范畴,B 正确;由E=λλλ可知,H β对应光子的能量E β=2.55 eV,C 错误;H α谱线对应的光子能量为E α=1.89 eV,根据玻尔理论,对应的跃迁是从n=3能级跃迁到n=2能级,D 正确.综上,本题应选B .6.BC 放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的,跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系,A 错误;β衰变的实质在于核内的一个中子转化为一个质子和一个电子,故新核的中子数减少,B 正确;衰变过程中电荷数减少10,质量数减少32,由质量数守恒知经过8次α衰变,再由电荷数守恒知经过6次β衰变,C 正确;一块纯净的由放射性元素组成的矿石经过一个半衰期后,有一半质量的原子核发生衰变,产生新核,所以剩下的总质量大于原质量的一半,D 错误.7.AB 当P 移动到a 端时,由于光电效应,依然有光电流产生,电流表中仍有电流通过,A 正确;当滑动触头向b 端滑动时,U AK 增大,阳极A 吸收光电子的能力增强,光电流会增大,当射出的所有光电子都能到达阳极A 时,光电流达到最大,即饱和电流,若在滑动P 前,光电流已经达到饱和电流,当P 向b 端滑动的过程中,电流表示数不变,B 正确;因为不知道阴极K 的截止频率,所以改用频率小于ν1的光照射,不一定能发生光电效应,电流表中不一定有电流通过,C 错误;改用频率大于ν1的光照射时,依然能够发生光电效应,电流表中一定有电流通过,D 错误.8.AD 根据质量数守恒和电荷数守恒可知,核反应方程 12H+ 13H→ 24He +X +ΔE中的X 是中子,该核反应属于核聚变,A 正确,B 错误;核反应中释放的能量为ΔE=7.03 MeV ×4-1.09 MeV ×2-2.78 MeV ×3=17.6 MeV,C 错误;由题可知,24He 的比结合能比13H、12H 的比结合能大,因此 24He 比 13H 、12H 更稳定,D 正确.9.ACD 原子核的比结合能越大,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定,A 正确;92235U 的裂变方程为92235U +01n→56144Ba+ 3689Kr+301n,两边的中子不能抵消,B 错误;原子核内的弱相互作用是短程力,是引起原子核β衰变的原因,即引起原子核内的中子转化为质子和电子,C 正确;一旦能够稳定地输出聚变能,世界上将不再有“能源危机”,D 正确.10.AC 一个能量为123 eV 的光子被一个处于n=3能级的μ氢原子吸收后,μ氢原子处于n=4能级,最多会放出3种不同频率的光子,A 正确;μ氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级时,会放出能量为123 eV 的光子,B 错误;μ氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级时,放出的光子能量为-632.4 eV-(-2 529.6 eV)=1 897.2 eV,C 正确;μ氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级时,放出的光子能量最大,为-158.1 eV-(-2 529.6 eV)=2 371.5 eV,D 错误.11.BC 衰变过程要释放能量,故会出现质量亏损,A 错误.β衰变的实质是中子转变成了一个质子和一个电子,B 正确.92238U 衰变为86222Rn 要经过(238-2224)4次α衰变,(4×2-92+86)2次β衰变,C 正确.半衰期是大量原子核发生衰变时的统计规律,对于少量原子核不成立,所以D 错误.12.AC 戴维孙和G.P.汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射的实验,从而证实了实物粒子的波动性,A 正确.卢瑟福提出了原子的核式结构模型,B 错误.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的,C 正确.放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的,跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系,故D 错误.13.BD α粒子散射实验揭示了原子核的存在,此实验没有研究原子核内部问题,选项A 错误;由题图可知,原子核G 两侧的原子核聚变或裂变成原子核G 时均有质量亏损,故原子核G 最稳定,比结合能最大,选项B 正确;原子核F 裂变成原子核D 和E 的过程,质量有亏损,要放出核能,选项C 错误;原子核A 和B 聚变成原子核C,质量有亏损,要放出核能,选项D 正确.14.AD 由E k =hν-W 0、E k =eU c 可知,遏止电压越大,最大初动能越大,故c 光的频率大于b 光的频率,A 正确;逸出功只由金属本身决定,与入射光频率无关,B 错误;滑动变阻器的滑片向右滑动,光电流可能增大,也可能已达到饱和电流而不变,C 错误;遏止电压相同,说明最大初动能相同,即入射光频率相同,但饱和电流不同,说明入射光强度不同,饱和电流越大,入射光强度越大,D 正确.15.CD 光源S 发出的光最大波长λmax =λλc =3×1086.00×1014 m =5×10-7m =0.5 μm,则要使该探测器正常工作,光源S 发出的光的波长不能大于0.5 μm,故A 错误;由于钠的极限频率为6.00×1014Hz,根据W 0=hνc =6.63×10-34×6.00×10141.6×10-19eV=2.5 eV,故B 错误;光源S 发出的光能使光电管发生光电效应,那么光越强,被烟雾散射进入光电管C 的光子越多,越容易探测到烟雾,即光电烟雾探测器灵敏度越高,故C 正确;光电流等于10-8A 时,每秒产生的光电子的个数n=λλλ=10-8×11.6×10-19个=6.25×1010个,每秒射向光电管C 中的钠表面的光子最少数目N=λ5%=6.25×10105%个=1.25×1012个,故D正确.16.ACD 由ΔE=Δmc 2可知,该核反应中释放的能量为(m 1-m 2-m 3)c 2,A 错误;衰变核反应中释放出的γ射线的穿透本领最强,β射线次之,α射线最弱,B 正确;半衰期是对大量原子核衰变行为的统计预测,不是粒子的个别行为,C 错误;衰变是原子核内发生的反应,D 错误.17.解析:由题知,金属板的逸出功为W 0=hν0=λλλ0(1分) 当用波长为λ02的单色光B 照射该金属板时,根据爱因斯坦光电效应方程得光电子的最大初动能E k =h λλ02-W 0=λλλ0(2分) 根据p=λλ得A 、B 两种光子的动量之比为 p A ∶p B =λ02∶λ0=1∶2.(1分)。
原子结构与原子核1．一个146C 核经一次β衰变后，生成新原子核的质子数和中子数分别是( )A ．6和8B ．5和9C ．8和6D ．7和72．(2019·四川遂宁一诊)不同色光的光子能量如下表所示．氢原子部分能级的示意图如图所示．大量处于n ＝4能级的氢原子，发射出的光的谱线在可见光范围内，其颜色分别为 ( )A ．红、蓝—靛B ．红、紫C ．橙、绿D ．蓝—靛、紫3．(2019·唐山调研)在匀强磁场中，有一个原来静止的14 6C 原子核，它放出的粒子与反冲核的径迹是两个相 内切的圆，圆的直径之比为7∶1，那么碳14的衰变方程应为( )A.14 6C→01e＋14 5B B.14 6C→42He ＋104Be C.14 6C→21H ＋12 5BD.14 6C→0－1e ＋14 7N4．(2019·贵州凯里一中模拟)居里夫妇和贝克勒尔由于对放射性的研究而一起获得1903年的诺贝尔物理学 奖，下列关于放射性的叙述，正确的是( )A ．自然界中只有原子序数大于83的元素才具有放射性B ．三种天然放射线中，电离能力和穿透能力最强的是α射线C ．α衰变238 92U→X ＋42He 的产物X 由90个质子和144个中子组成D ．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5．(2019·大连模拟)在足够大的匀强磁场中，静止的钠的同位素2411Na 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( )A．新核为2412Mg B．轨迹2是新核的径迹 C.2411Na发生的是α衰变D．新核沿顺时针方向旋转6．(2019·唐山一中模拟)下列说法正确的是()A.23994Pu变成20782Pb，经历了4次β衰变和8次α衰变B．阴极射线的本质是高频电磁波C．玻尔提出的原子模型，否定了卢瑟福的原子核式结构学说D．贝克勒尔发现了天然放射现象，揭示了原子核内部有复杂结构7．(2019·山东省实验中学一模)下列说法中正确的是()A．紫外线照射到金属锌板表面时能够产生光电效应，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最大初动能不会发生改变B．从n＝4能级跃迁到n＝3能级，氢原子的能量减小，电子的动能减小C.23490Th衰变为22286Rn，经过3次α衰变，2次β衰变D．在某些恒星内，3个α粒子结合成一个126C，126C原子的质量是12.000 0u，42He原子的质量是4.002 6 u，已知1 u＝931.5 MeV/c2，则此核反应中释放的核能约为1.16×10－12 J9.(2019·浙江联考)一个铍原子核(74Be)俘获一个核外电子(通常是最靠近原子核的K壳层的电子)后发生衰变，生成一个锂核(73Li)，并放出一个不带电的质量接近零的中微子νe，人们把这种衰变称为“K俘获”．静止的铍核发生“K俘获”，其核反应方程为74Be＋0－1e→73Li＋νe.已知铍原子的质量为M Be＝7.016 929 u，锂原子的质量为M Li＝7.016 004 u,1 u相当于9.31×102 MeV.下列说法正确的是()A．中微子的质量数和电荷数均为零B．锂核(73Li)获得的动能约为0.86 MeVC．中微子与锂核(73Li)的动量之和等于反应前电子的动量D．中微子与锂核(73Li)的能量之和等于反应前电子的能量10．(多选)用中子轰击23592U原子核，发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为23592U＋10n→X＋9438Sr＋210n，则以下说法中正确的是()A．X原子核中含有86个中子B．X原子核中核子的比结合能比23592U原子核中核子的比结合能大C．X原子核中核子的平均质量比23592U原子核中核子的平均质量大D．X原子核的结合能比23592U原子核的结合能大11.(2018·高考全国卷Ⅲ)1934年，约里奥－居里夫妇用α粒子轰击铝核2713Al，产生了第一个人工放射性核素X：α＋2713Al→n＋X.X的原子序数和质量数分别为()A．15和28B．15和30C．16和30 D．17和3112.．(2018·高考北京卷)在核反应方程42He＋147N→178O＋X中，X表示的是()A．质子B．中子C．电子D．α粒子13.(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.147N俘获一个α粒子，产生178O并放出一个粒子B.2713Al俘获一个α粒子，产生3015P并放出一个粒子C.115B俘获一个质子，产生84Be并放出一个粒子D.63Li俘获一个质子，产生32He并放出一个粒子答案解析1．一个146C核经一次β衰变后，生成新原子核的质子数和中子数分别是()A．6和8B．5和9C．8和6 D．7和7【答案】D【解析】一个146C核经一次β衰变后，生成新原子核，质量数不变，电荷数增加1，质量数为14，电荷数为7，即新核的质子数为7，中子数也为7，故选D.2．(2019·四川遂宁一诊)不同色光的光子能量如下表所示．氢原子部分能级的示意图如图所示．大量处于n＝4能级的氢原子，发射出的光的谱线在可见光范围内，其颜色分别为()A．红、蓝—靛B．红、紫C．橙、绿D．蓝—靛、紫【答案】A【解析】计算出各种光子能量，然后和表格中数据进行对比，便可解决本题．氢原子处于第四能级，能够发出12.75 eV、12.09 eV、10.2 eV、2.55 eV、1.89 eV、0.66 eV的六种光子，其中1.89 eV和2.55 eV属于可见光，1.89 eV的光子为红光，2.55 eV 的光子为蓝—靛．3．(2019·唐山调研)在匀强磁场中，有一个原来静止的14 6C 原子核，它放出的粒子与反冲核的径迹是两个相 内切的圆，圆的直径之比为7∶1，那么碳14的衰变方程应为( )A.14 6C→01e ＋14 5BB.14 6C→42He ＋104Be C.14 6C→21H ＋12 5BD.14 6C→0－1e ＋14 7N【答案】D【解析】静止的放射性原子核发生了衰变放出粒子后，新核的速度与粒子速度方向相反，放出的粒子与新核所受的洛伦兹力方向相同，根据左手定则判断出粒子与新核的电性相反，根据r ＝mvBq ，因粒子和新核的动量大小相等，可由半径之比7∶1确定电荷量之比为1∶7，即可根据电荷数守恒及质量数守恒得出核反应方程式为D. 4．(2019·贵州凯里一中模拟)居里夫妇和贝克勒尔由于对放射性的研究而一起获得1903年的诺贝尔物理学 奖，下列关于放射性的叙述，正确的是( )A ．自然界中只有原子序数大于83的元素才具有放射性B ．三种天然放射线中，电离能力和穿透能力最强的是α射线C ．α衰变238 92U→X ＋42He 的产物X 由90个质子和144个中子组成D ．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 【答案】C【解析】原子序数大于83的元素都具有放射性，小于83的个别元素也具有放射性，故A 错误；α射线的穿透能力最弱，电离能力最强，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故B 错误；根据电荷数和质量数守恒得，产物X 为23490X ，则质子为90个，中子数为234－90＝144个，故C 正确；放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件无关，故D 错误．5．(2019·大连模拟)在足够大的匀强磁场中，静止的钠的同位素2411Na 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( )A ．新核为2412MgB ．轨迹2是新核的径迹 C.2411Na 发生的是α衰变 D ．新核沿顺时针方向旋转【答案】AB【解析】根据动量守恒得知，放出的粒子与新核的速度方向相反，由左手定则判断得知，放出的粒子应带负电，是β粒子，所以发生的是β衰变，根据电荷数守恒、质量数守恒知，衰变方程为2411Na→2412Mg ＋0－1e ，可知新核为2412Mg ，故A 正确，C 错误．由题意，静止的钠核2411Na 发生衰变时动量守恒，释放出的粒子与新核的动量大小相等，两个粒子在匀强磁场中都做匀速圆周运动，因为新核的电荷量大于所释放出的粒子电荷量，由半径公式r ＝mvqB 得知，新核的半径小于粒子的半径，所以轨迹2是新核的轨迹，故B 正确．根据洛伦兹力提供向心力，由左手定则判断得知，新核要沿逆时针方向旋转，故D 错误． 6．(2019·唐山一中模拟)下列说法正确的是( )A.239 94Pu 变成207 82Pb ，经历了4次β衰变和8次α衰变 B ．阴极射线的本质是高频电磁波C ．玻尔提出的原子模型，否定了卢瑟福的原子核式结构学说D ．贝克勒尔发现了天然放射现象，揭示了原子核内部有复杂结构 【答案】AD【解析】设发生了x 次α衰变和y 次β衰变，根据质量数和电荷数守恒可知，2x －y ＋82＝94,239＝207＋4x ，解得：x ＝8，y ＝4，故A 正确；阴极射线的本质是高速的电子流，故B 错误；玻尔提出的原子模型，成功解释了氢原子发光现象，但是没有否定卢瑟福的核式结构学说，故C 错误．贝克勒尔发现了天然放射现象，揭示了原子核内部有复杂结构，故D 正确；故选AD.7．(2019·山东省实验中学一模)下列说法中正确的是( )A ．紫外线照射到金属锌板表面时能够产生光电效应，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最大初动能不会发生改变B ．从n ＝4能级跃迁到n ＝3能级，氢原子的能量减小，电子的动能减小C.234 90Th 衰变为222 86Rn ，经过3次α衰变，2次β衰变D ．在某些恒星内，3个α粒子结合成一个12 6C ，12 6C 原子的质量是12.000 0u ，42He 原子的质量是4.002 6 u ，已知1u ＝931.5 MeV/c 2，则此核反应中释放的核能约为1.16×10－12J【答案】ACD【解析】光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，选项A 正确；从n ＝4能级跃迁到n ＝3能级，氢原子的能量减小，电子的动能变大，选项B 错误；在α衰变的过程中，电荷数少2，质量数少4，在β衰变的过程中，电荷数多1，设经过了m 次α衰变，则：4m ＝234－222＝12，所以m ＝3；经过了n 次β衰变，有：2m －n ＝90－86＝4，所以n ＝2，故C 正确；D 选项中该核反应的质量亏损Δm ＝(4.002 6×3－12.000 0)u ＝0.007 8 u ，则释放的核能ΔE ＝Δmc 2＝0.0078×931.5 MeV≈7.266 MeV≈1.16×10－12J ，故D 正确．9.(2019·浙江联考)一个铍原子核(74Be)俘获一个核外电子(通常是最靠近原子核的K 壳层的电子)后发生衰变， 生成一个锂核(73Li)，并放出一个不带电的质量接近零的中微子νe ，人们把这种衰变称为“K 俘获”．静止的铍核发生“K 俘获”，其核反应方程为74Be ＋0－1e→73Li ＋νe .已知铍原子的质量为M Be ＝7.016 929 u ，锂原子的质量为M Li ＝7.016 004 u,1 u 相当于9.31×102 MeV .下列说法正确的是 ( )A ．中微子的质量数和电荷数均为零B．锂核(73Li)获得的动能约为0.86 MeVC．中微子与锂核(73Li)的动量之和等于反应前电子的动量D．中微子与锂核(73Li)的能量之和等于反应前电子的能量【答案】AC【解析】反应方程为74Be＋0－1e→73Li＋νe，根据质量数和电荷数守恒可知中微子的质量数和电荷数均为零，A正确；根据质能方程，质量减少Δm＝(7.016 929 u＋m e－7.016 004 u)×9.31×102 MeV>0.86MeV，锂核获得的动能不可能为0.86MeV，B错误；衰变反应前后动量守恒，故中微子与锂核(73Li)的动量之和等于反应前电子的动量，C正确；由于反应过程中存在质量亏损，所以中微子与锂核(73Li)的能量之和不等于反应前电子的能量，D错误．10．(多选)用中子轰击23592U原子核，发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为23592U＋10n→X＋9438Sr＋210n，则以下说法中正确的是()A．X原子核中含有86个中子B．X原子核中核子的比结合能比23592U原子核中核子的比结合能大C．X原子核中核子的平均质量比23592U原子核中核子的平均质量大D．X原子核的结合能比23592U原子核的结合能大【答案】AB【解析】根据电荷数守恒、质量数守恒知，X的质量数为140，电荷数为54，则中子数为86，核子数为140，故A 正确．在裂变的过程中，有能量释放，则X原子核中核子的比结合能比23592U原子核中核子的比结合能大，故B 正确；X原子核属于中等核，则原子核中核子的平均质量比23592U原子核中核子的平均质量小，X原子核的核子比23592U少，X原子的结合能比23592U的结合能小，故C、D错误．11.(2018·高考全国卷Ⅲ)1934年，约里奥－居里夫妇用α粒子轰击铝核2713Al，产生了第一个人工放射性核素X：α＋2713Al→n＋X.X的原子序数和质量数分别为()A．15和28B．15和30C．16和30 D．17和31【答案】B【解析】将核反应方程式改写成42He＋2713Al→10n＋X，由电荷数和质量数守恒知，X应为3015X.12．(2018·高考北京卷)在核反应方程42He＋147N→178O＋X中，X表示的是()A．质子B．中子C．电子D．α粒子【答案】A【解析】设X为Z A X，根据核反应的质量数守恒：4＋14＝17＋Z，则Z＝1.电荷数守恒：2＋7＝8＋A，则A＝1，即X 为11H，为质子，故选项A正确，B、C、D错误．13.(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.147N俘获一个α粒子，产生178O并放出一个粒子B.2713Al俘获一个α粒子，产生3015P并放出一个粒子C.115B俘获一个质子，产生84Be并放出一个粒子D.63Li俘获一个质子，产生32He并放出一个粒子【答案】B【解析】根据质量数和电荷数守恒可知四个核反应方程分别为147N＋42He→178O＋11H、2713Al＋42He→3015P＋10n、115B＋11 H→84Be＋42He、63Li＋11H→32He＋42He，故只有B项正确．。
原子物理A级一、选择题(每小题6分,共48分)1.根据所给图片结合课本相关知识,下列说法正确的是()A.图甲是电子束穿过铝箔后的衍射图样,证明电子具有粒子性B.图乙是利用不同气体制成的五颜六色的霓虹灯,原因是各种气体原子的能级不同,跃迁时发射光子的能量不同,光子的频率不同C.图丙是工业上使用的用射线检测金属板厚度的装置,在α、β、γ三种射线中,最有可能使用的射线是β射线D.图丁是原子核的比结合能与质量数A的关系图象,由图可知中等大小的核的比结合能最大,即(核反应中)平均每个核子的质量亏损最小2.铀核裂变的产物是多样的,一种典型的铀核裂变的核反应方程是U n→X Kr+n,则下列叙述正确的是()A.X原子核中含有86个中子B.X原子核中含有144个核子C.因为裂变时释放能量,出现质量亏损,所以裂变后的总质量数减少D.因为裂变时释放能量,出现质量亏损,所以裂变后的总质量数增加3.[多选]如图所示,用a、b两种不同频率的光分别照射同一金属板,发现当a光照射时验电器的指针偏转,b光照射时验电器的指针未偏转,以下说法正确的是()A.增大a光的强度,验电器的指针偏角一定减小B.a光照射金属板时验电器的金属小球带负电C.a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长D.若a光是氢原子从n=4的能级向n=1的能级跃迁时产生的,则b光可能是氢原子从n=5的能级向n=2的能级跃迁时产生的4.下列四幅图涉及不同的物理知识,其中说法正确的是()图甲图乙图丙图丁A.图甲中,卢瑟福通过分析α粒子散射实验数据,发现了质子和中子B.图乙中,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.图丙中,射线甲由电子组成,射线乙为电磁波,射线丙由α粒子组成D.图丁中,链式反应属于轻核裂变5.下列说法正确的是()A.只要照射到金属表面上的光足够强,金属就一定会发出光电子B He N O H是卢瑟福发现质子的核反应方程C.放射性物质的半衰期不会随温度的升高而变短D.一个处于n=4能级的氢原子,最多可辐射出6种不同频率的光子6.如图所示为氢原子的能级图,以下判断正确的是()A.处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的光子B.欲使处于基态的氢原子被激发,可用12.09 eV的光子照射C.当氢原子从n=5能级跃迁到n=3能级时,要吸收光子D.用从n=2能级跃迁到n=1能级的氢原子辐射出的光照射金属铂(逸出功为6.34 eV)时不能发生光电效应7.物理学家通过对现象的深入观察和研究,获得正确的科学认知,推动了物理学的发展.下列说法正确的是()A.卢瑟福通过对阴极射线的研究,提出了原子的核式结构模型B.爱因斯坦通过对光电效应的研究,揭示了光具有波粒二象性C.玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律D.德布罗意提出微观粒子动量越大,其对应的波长越长8.下列关于近代物理知识的说法中,正确的是()A.所有元素都可能发生衰变B.太阳辐射的能量来自太阳内部的核裂变反应C.可利用γ射线对某些金属棒进行探伤检测D.β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流二、非选择题(共12分)9.[4分]放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时,往往会同时伴随辐射.已知A、B两种放射性元素的半衰期分别为T1和T2,经过t=T1·T2时间后测得这两种放射性元素的质量相等,那么它们原来的质量之比m A:m B=.10.[8分]一个静止的铀核U(原子质量为232.037 2 u)放出一个α粒子(原子质量为4.002 6 u)后衰变成钍核Th(原子质量为228.028 7 u).(已知:原子质量单位1 u=1.67×10-27 kg,1 u相当于931 MeV)(1)写出核衰变反应方程;(2)算出该核衰变反应中释放出的核能;(3)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,则钍核获得的动能有多大?B级一、选择题(每小题6分,共48分)1.下列说法中错误的是 ()A.大如太阳、地球等这些宏观的运动物体也具有波动性,这种波是物质波B.光子与物质微粒发生相互作用时,不仅遵循能量守恒,还遵循动量守恒C.光子与光电子是同一种粒子,它们对应的波也都是概率波D.核力是一种相互作用力,热核反应中库仑力做功与核力做功相比能忽略2.下列叙述中符合史实的是()A.玻尔理论很好地解释了氢原子的光谱B.汤姆孙发现了电子,提出了原子具有核式结构C.卢瑟福根据α粒子散射实验的现象,提出了原子的能级假设D.贝可勒尔发现了天然放射现象,并提出了原子的核式结构模型3.如图所示,当一束一定强度某一频率的黄光照射到光电管阴极K上时,滑片P处于A、B中点,电流表中有电流通过,则()A.若将滑片P向B端移动,电流表读数有可能不变B.若将滑片P向A端移动,电流表读数一定增大C.若用红外线照射阴极K,电流表中一定没有电流通过D.若用一束强度相同的紫外线照射阴极K,电流表读数不变4.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 C He BeBC e B C C e ND C H B5.实验得到金属钙的光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系如图所示.下表中列出了几种金属的截止频率和逸出功,参照下表可以确定的是()A.如用金属钨做实验得到的E k-ν图线也是一条直线,其斜率比图中直线的斜率大B.如用金属钠做实验得到的E k-ν图线也是一条直线,其斜率比图中直线的斜率大C.如用金属钠做实验得到的E k-ν图线也是一条直线,设其延长线与纵轴交点的坐标为(0,-E k2),则E k2<E k1D.如用金属钨做实验,当入射光的频率ν<νc时,可能会有光电子逸出6.如图为氢原子的能级示意图,大量氢原子从量子数为n的能级向较低能级跃迁时辐射出光子,现利用这些光照射逸出功为4.54 eV的金属钨,其中只有两种频率的光a、b能使金属钨发生光电效应,a光的频率较高,则下列选项正确的是()A.氢原子从n=3能级向低能级跃迁B.氢原子从n=4能级向低能级跃迁C.用a光照射放射性元素Po,其半衰期变小D.金属钨逸出光电子的最大初动能为5.66 eV7.静止的氡核Rn放出α粒子后变成钋核Po,α粒子动能为Eα.若衰变放出的能量全部变为反冲核和α粒子的动能,真空中的光速为c,则该反应中的质量亏损为()A.·B.0C.·D.·8.[多选]地球的年龄到底有多大,科学家利用天然放射性元素的衰变规律,通过对目前发现最古老的岩石中铀和铅含量来推算.测得该岩石中现含有的铀是岩石形成初期时(岩石形成初期时不含铅)的一半,铀238衰变后形成铅206,铀238的相对含量随时间变化的规律如图所示,图中N为铀238的原子数,N0为铀和铅的总原子数.由此可以判断下列选项正确的是()A.铀238的半衰期为90亿年B.地球的年龄大约为45亿年C.被测定的古老岩石样品在90亿年时的铀、铅原子数之比约为1:4D.被测定的古老岩石样品在90亿年时的铀、铅原子数之比约为1:3二、非选择题(共21分)9.[9分]铀核裂变有多种形式,其中一种的核反应方程是n Ba Kr+n.(1)试计算一个铀235原子核裂变后释放的能量.U、Ba、Kr n的质量分别为235.043 9 u、140.913 9 u、91.897 3 u、1.008 7 u,1 u相当于931 MeV)(2)1 kg铀235原子核发生上述裂变时能放出多少核能?它相当于完全燃烧多少煤释放的能量?(煤的热值为2.94×107 J/kg)(3)一座发电能力为P=1.00×106 kW的核电站,核能转化为电能的效率为η=40%.假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应,所用铀矿石中铀235的含量为4%,则该核电站一年消耗铀矿石多少吨?10.[12分]太阳现正处于主序星演化阶段.它主要是由电子和H He等原子核组成.维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应,核反应方程是2e+H He+释放的核能,这些核能最后转化为辐射能.根据目前关于恒星演化的理论,若由于聚变反应而使太阳中的H核数目从现有数减少10%,太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段.为了简化,假定目前太阳全部由电子和H核组成.(1)为了研究太阳演化进程,需知道目前太阳的质量M.已知地球半径R=6.4×106 m,地球质量m=6.0×1024 kg,日地中心的距离r=1.5×1011 m,地球表面处的重力加速度g=10 m/s2,1年约为3.2×107秒,试估算目前太阳的质量M.(2)已知质子质量m p=1.672 6×10-27 kg He质量mα=6.645 8×10-27 kg,电子质量m e=0.9×10-30 kg,光速c=3×108 m/s.求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能.(3)又知地球上与太阳垂直的每平方米截面上,每秒通过的太阳辐射能w=1.35×103 W/m2.试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命.(估算结果保留一位有效数字)答案A级1.B题图甲是电子束穿过铝箔后的衍射图样,证明电子具有波动性,选项A错误;题图乙是利用不同气体制成的五颜六色的霓虹灯,原因是各种气体原子的能级不同,跃迁时发射光子的能量不同,光子的频率不同,选项B正确;题图丙是工业上使用的用射线检测金属板厚度的装置,在α、β、γ三种射线中,由于γ射线穿透能力最强,所以最有可能使用的射线是γ射线,选项C错误;题图丁是原子核的比结合能与质量数A的关系图象,可知中等大小的核的比结合能最大,即在核子结合成原子核时平均每个核子释放的能量最大,平均每个核子的质量亏损最大,选项D错误.2.B质子与中子都是核子,核反应方程遵循质量数守恒及电荷数守恒.反应前核子数为236,反应后已知产物核子数为92.故X原子核中含有的核子数为236-92=144,B正确.核反应前后电荷数守恒,反应前电荷数为92,反应后已知产物电荷数为36.故X原子核中含有的电荷数为92-36=56,X原子核中含有的核子数为144,所以X原子核中含有的中子数为144-56=88,A错误.裂变时出现质量亏损,但总质量数守恒,C、D错误.3.CD增大a光的强度,从金属板飞出的光电子增多,金属板带电荷量增大,验电器的指针偏角一定增大,选项A错误;a 光照射金属板时,光电子从金属板飞出,金属板带正电,验电器的金属小球带正电,选项B错误;经分析,a光在真空中的频率大于b光在真空中的频率,故a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长,选项C正确;氢原子跃迁,因为|E4-E1|>|E5-E2|,故选项D正确.4.B题图乙中,在光颜色保持不变的情况下,入射光越强,则相同时间内发出的光电子数目越多,因此饱和光电流越大,故B正确.题图甲中,卢瑟福通过分析α粒子散射实验数据,提出原子的核式结构模型,故A错误.题图丙中,结合左手定则可知,射线甲带正电,即α射线,由α粒子组成;射线丙带负电,由电子组成,故C错误.题图丁中的链式反应是一个重核变为两个轻核,为重核的裂变,故D错误.5.C光电效应的产生条件是入射光的频率大于金属的极限频率,与入射光的强度无关,A错误He N O+H 是卢瑟福发现质子的核反应方程,B错误;放射性物质的半衰期与物质的状态、所处的环境等无关,C正确;一个处于n=4能级的氢原子会自发地向低能级跃迁,跃迁时最多能发出3个光子,即从n=4能级跃迁到n=3能级发出的光子,从n=3能级跃迁到n=2能级发出的光子,从n=2能级跃迁到n=1能级发出的光子,D错误.6.B根据玻尔理论,处于n=3能级的氢原子只可以吸收能量值等于某两个能级之差的光子,选项A错误;n=1能级与n=3能级的能量之差ΔE=-1.51 eV-(-13.6 eV)=12.09 eV,用12.09 eV的光子照射,根据玻尔理论,可以使处于基态的氢原子被激发,选项B正确;氢原子从高能级跃迁到低能级时辐射出光子,选项C错误;从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子的能量E=E2-E1=-3.4 eV-(-13.6) eV=10.2 eV,大于金属铂的逸出功6.34 eV,根据金属发生光电效应的条件(入射光光子的能量大于金属的逸出功)知,可以发生光电效应,选项D错误.7.C卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子核式结构模型,A项错误;爱因斯坦通过对光电效应的研究,揭示了光具有粒子性,B项错误;玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律,C项正确;德布罗意波长公式λ=,可知微观粒子动量越大,其对应的波长越短,D项错误.8.C有些元素的原子核不稳定,可以自发地衰变,但不是所有元素都可能发生衰变,A错误;太阳辐射的能量来自太阳内部的核聚变反应,B错误;γ射线的实质是一种电磁波,所以可利用γ射线对某些金属棒进行探伤检测,C正确;β射线为原子核内的中子转化为质子时生成的电子,D错误.9.γ:解析:放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时,往往以γ光子的形式释放能量,即伴随γ辐射.根据半衰期的定义,经过t=T1·T2时间后剩下的放射性元素的质量相同,则=,故m A:m B=:10.(1U Th He(2)5.49 MeV(3)0.09 MeV解析:(1)核衰变反应方程U Th He(2)亏损的质量Δm=m U-(m Th+mα)=0.005 9 u释放的核能ΔE=Δmc2=0.005 9×931 MeV=5.49 MeV(3)核反应过程中系统动量守恒,钍核和α粒子的动量大小相等、方向相反,即p Th+(-pα)=0即p Th=pα又E kTh=,E kα=由题意知,E kTh+E kα=ΔE所以钍核获得的动能E kTh=ΔE=×5.49 MeV=0.09 MeV.B级1.C大如太阳、地球等这些宏观的运动物体也具有波动性,这种波是物质波,故A说法正确;光子与物质微粒发生相互作用时,不仅遵循能量守恒,还遵循动量守恒,故B说法正确;光子是光的组成部分,而光电子是电子,故二者不相同,故C说法错误;根据核力的特点可知,核力是一种强相互作用力,热核反应中库仑力做功与核力做功相比能忽略,故D说法正确.2.A玻尔理论很好地解释了氢原子的光谱,选项A正确;汤姆孙发现了电子,提出了原子具有“西瓜模型”结构,选项B 错误;卢瑟福根据α粒子散射实验的现象,提出了原子核式结构模型,选项C错误;贝可勒尔发现了天然放射现象,卢瑟福提出了原子的核式结构模型,选项D错误.3.A若所加的电压使光电子能到达阳极,则电流表中有电流流过,且可能处于饱和电流,当滑片向B端移动时,电流表读数有可能不变;当滑片向A端移动时,所加电压减小,则光电流可能减小,也可能不变,故A正确,B错误.若用红外线照射阴极K,因红外线频率小于可见光的,但是不一定不能发生光电效应,电流表中不一定没有电流通过,故C错误.若用一束强度相同的紫外线照射阴极K,紫外线的频率大于黄光的频率,则光子数目减小,电流表读数减小,故D错误.4.A对图象分析,根据类平抛运动规律,对放射出的粒子1有v1t=b,t2=4b,对反冲核2有v2t=a,t2=2a,又根据动量守恒定律可得m1v1=m2v2,联立解得q1=2q2,A正确.5.C由爱因斯坦光电效应方程E k=hν-W可知,E k-ν图线是一条直线,且斜率表示普朗克常量(即h),普照朗克常量与金属的性质、与光电子的最大初动能、入射光的频率无关,故图线斜率相等,选项A、B错误;由表中所列的截止频率和逸出功数据可知,钠的逸出功小于钨的逸出功,则E k2<E k1,如用钨做实验,当入射光的频率ν<νc时,不可能会有光电子逸出,选项C正确,D错误.6.A大量氢原子从n=3能级向低能级跃迁,可辐射出三种光,其光子能量分别为1.89 eV(从n=3能级跃迁到n=2能级)、12.09 eV(从n=3能级跃迁到n=1能级)、10.2 eV(从n=2能级跃迁到n=1能级),其中光子能量为12.09 eV和10.2 eV的光照射逸出功为4.54 eV的金属钨,可以发生光电效应,选项A正确,B错误;放射性元素的半衰期由其原子核内部自身因素决定,与原子所处的化学状态和外部条件无关,选项C错误;a光的频率较高,能量较大,则a光的能量为12.09 eV,根据爱因斯坦光电效应方程,用a光照射金属钨,金属钨逸出光电子的最大初动能为E k=12.09 eV-4.54 eV=7.55 eV,选项D错误.7.C由动量守恒定律知,反冲核和α粒子的动量大小相等,则E k=∝,它们的动能之比为4:218,因此衰变释放的总能量是·Eα,由质能方程得该反应中的质量亏损是·.8.BD据题意,岩石中现含有的铀是形成初期时的,即有半数铀发生衰变,由图象知=时,时间约为45亿年,其半衰期也是地球的大致年龄,故B正确,A错误;90亿年时有的铀衰变为铅,故铀、铅原子数之比为1:3,所以D正确,C错误.9.(1)200.4 MeV(2)5.13×1026 MeV 2 791.8 t(3)24 t解析:(1)该裂变反应的质量亏损为Δm=(235.043 9+1.008 7-140.913 9-91.897 3-3×1.008 7)u= 0.215 3 u一个铀235原子核裂变后释放的能量为ΔE=0.215 3×931 MeV≈200.4 MeV.(2)1 kg铀235中含原子核的个数为N=N A=×6.02×1023≈2.56×1024则1 kg铀235原子核发生裂变时释放的总能量ΔE N=NΔE=2.56×1024×200.4 MeV≈5.13×1026 MeV设q为煤的热值,m为煤的质量,有ΔE N=qm,所以m==kg≈2 791.8 t.(3)核电站一年的发电量E=Pt,需要的核能为E核==,设所用铀矿石质量为M,则铀235的含量为0.04M,对应的原子核数,因=N AΔE,则M==g≈2.4×107 g=24 t.10.(1)2×1030 kg(2)4.2×10-12 J(3)1百亿年解析:(1)要估算太阳的质量M,研究绕太阳运动的任一颗行星的公转均可,现取地球为研究对象.设T为地球绕日心运动的周期,则由万有引力定律和牛顿第二定律可知,G=m r地球表面处的重力加速度g=G得M=m代入数值,得M=2×1030 kg.(2)根据质量亏损和质能公式,该核反应每发生一次释放的核能为ΔE=(4m p+2m e-mα)c2代入数值,得ΔE=4.2×10-12 J.(3)根据题给假设,在太阳继续保持在主序星阶段的时间内,发生题中所述的核聚变反应的次数为N=×10%因此,太阳总共辐射出的能量为E=N·ΔE设太阳辐射是各向同性的,则每秒内太阳向外放出的辐射能为ε=4πr2w所以太阳继续保持在主星序的时间为t=由以上各式解得t=代入数据,并以年为单位,可得t=3.29×1017 s=1×1010年=1百亿年.。
