2021物理滬科版新課程一輪復(fù)習(xí)單元評估檢測（十三）波粒二象性原子結(jié)構(gòu)原子核含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2021高考物理滬科版新課程一輪復(fù)習(xí)單元評估檢測（十三）波粒二象性原子結(jié)構(gòu)原子核含解析溫馨提示:此套題為Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標(biāo)滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀看比例,答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。單元評估檢測（十三）(第十五章)（45分鐘100分）一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分，1～5題為單選題，6～8題為多選題)1.如圖所示,當(dāng)弧光燈發(fā)出的光經(jīng)一狹縫后,在鋅板上形成明暗相間的條紋,同時與鋅板相連的驗(yàn)電器鋁箔有張角，則該實(shí)驗(yàn) (）A。只能證明光具有波動性B.只能證明光具有粒子性C.只能證明光能夠發(fā)生衍射D。證明光具有波粒二象性【解析】選D.弧光燈發(fā)出的光經(jīng)一狹縫后,在鋅板上形成明暗相間的條紋,這是光的衍射，證明了光具有波動性；驗(yàn)電器鋁箔有張角,說明鋅板發(fā)生了光電效應(yīng),則證明了光具有粒子性,所以該實(shí)驗(yàn)證明了光具有波粒二象性,選項(xiàng)D正確,A、B、C錯誤。2.中國承諾到2020年碳排放量下降40%～45%。為了實(shí)現(xiàn)負(fù)責(zé)任大國的承諾,我國將新建核電站項(xiàng)目。目前關(guān)于核電站獲取核能的基本核反應(yīng)方程可能是（）A.92235U+0B.1124NaC.714ND.92238U【解析】選A。重核的裂變是指質(zhì)量數(shù)較大的原子核分裂成兩個中等質(zhì)量的原子核,A是裂變反應(yīng)，選項(xiàng)A正確；B為β衰變,C是發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的反應(yīng)，D是α衰變，都不是核電站獲取核能的基本核反應(yīng)方程，選項(xiàng)B、C、D錯誤?！炯庸逃?xùn)練】下列核反應(yīng)方程及其表述中錯誤的是 ()A.1124Na→1224Mg+B.24He+1327Al→C.13H+12H→24D.92235U+01n→3692【解析】選C。1124Na→1224Mg+-10e是原子核的β衰變，選項(xiàng)A→1530P+01n是原子核的人工轉(zhuǎn)變，選項(xiàng)B正確;13H+12H→24He+01n是輕核聚變方程，選項(xiàng)C錯誤;922353。下列描繪三種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與波長關(guān)系的圖中,符合黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律的是 (）【解析】選B。黑體輻射以電磁輻射的形式向外輻射能量,溫度越高,輻射越強(qiáng)越大，選項(xiàng)A、D錯誤；黑體輻射的波長分布情況也隨溫度而變，如溫度較低時,主要以不可見的紅外光進(jìn)行輻射,在500℃以至更高的溫度時,則順次發(fā)射可見光以至紫外輻射，即溫度越高,輻射的電磁波的波長越短，選項(xiàng)C錯誤,B正確。4.（2019·西安模擬)現(xiàn)用電子顯微鏡觀測某生物大分子的結(jié)構(gòu)。為滿足測量要求，將顯微鏡工作時電子的德布羅意波長設(shè)定為dn,其中n〉1。已知普朗克常量h、電子質(zhì)量m和電子電荷量e,電子的初速度不計(jì),則顯微鏡工作時電子的加速電壓應(yīng)為A。n2h2meC。d2h22【解析】選D。物質(zhì)波的波長λ=hmv，則有dn=hmv，解得v=nhmd,由動能定理可得Ue=12mv2，解得U=n2h22me5.（2019·黃岡模擬)如圖為氫原子的能級示意圖,大量處于激發(fā)態(tài)(n=4）的氫原子，當(dāng)向低能級躍遷過程中輻射出N種不同頻率的光子,用這些光子照射逸出功為2.29eV的金屬鈉，下列說法正確的是 (）A.N=5B。其中從n=4躍遷到n=3所發(fā)出的光子頻率最高C。N種頻率的光子中，共有4種光子能使金屬鈉發(fā)生光電效應(yīng)D。金屬鈉表面逸出的光電子最大初動能為11.31eV【解析】選C。大量氫原子向低能級躍遷時能輻射光子的頻率種類數(shù)N=Cn2=n(n-1)2，得N=6種，選項(xiàng)A錯誤；光子的頻率由能級差決定,其中從n=4躍遷到n=1能級差最大，所發(fā)出的光子頻率最高,選項(xiàng)B錯誤;由能級差可確定出6種光子的能量為:0.66eV、1.89eV、2。55eV、10。2eV、12.09eV、12.75eV,有4種光子能使金屬鈉發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)C正確；金屬鈉表面逸出的光電子最大初動能為12.75【加固訓(xùn)練】(2019·運(yùn)城模擬）如圖所示為氫原子的能級圖,用某種頻率的光照射大量處于基態(tài)的氫原子,受到激發(fā)后的氫原子只輻射出三種不同頻率的光a、b、c，頻率νa>νb>νc，讓這三種光照射逸出功為10。2eV的某金屬表面，則 ()A.照射氫原子的光子能量為12。75eVB。從n=3能級躍遷到n=2能級輻射出的光頻率為νaC。逸出的光電子的最大初動能為1.89eVD.光a、b、c均能使金屬發(fā)生光電效應(yīng)【解析】選C。根據(jù)公式Cn2=3，可知n=3，因此受到激發(fā)后的氫原子處于第n=3能級。根據(jù)氫原子由n=3躍遷到n=1產(chǎn)生的光子能量與從n=1躍遷到n=3所吸收的光子能量相等可知,照射氫原子的光子能量為:ΔE31=E3-E1=—1。51（-13.6eV)=12。09eV，選項(xiàng)A錯誤；頻率大小關(guān)系為νa〉νb〉νc,從n=3躍遷到n=2輻射出的能量最小,即其對應(yīng)的光頻率為νc，選項(xiàng)B錯誤;氫原子由n=2向n=1能級躍遷時輻射的光子能量為ΔE21=E2—E1=10。2eV，而由n=3躍遷到n=1產(chǎn)生的光的能量12。09eV,依據(jù)光電效應(yīng)方程,逸出的光電子的最大初動能為12.09eV—10。2eV=1。89eV,選項(xiàng)C正確;氫原子由n=3躍遷到n=2能級時,輻射的光子能量為ΔE32=E3-E2=1.89eV,所以不能使逸出功為10.2eV的金屬發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)D錯誤.6。放射性元素

baX的衰變反應(yīng)是

baX→dcY+N，A。若此衰變?yōu)棣滤プ?，則b=d+1B.若此衰變?yōu)棣了プ?則a=c+4C。射線N是從Y核中放出的D.若放射性元素

baX經(jīng)過6h還剩下18沒有衰變,則它的半衰期為【解析】選B、D。核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒,若此衰變?yōu)棣滤プ?，則b=d-1，選項(xiàng)A錯誤;若此衰變?yōu)棣了プ?則a=c+4，選項(xiàng)B正確;若N為α或β射線,則其是從

baX核中放出的,選項(xiàng)C錯誤;baX經(jīng)過6h還剩下18沒有衰變，則它的半衰期是27.科幻大片《流浪地球》影片中的行星發(fā)動機(jī)為“聚變發(fā)動機(jī)”，通過燃燒石頭獲得能量,其燃燒石頭指的是石頭里的

1428Si原子核聚變生成

2656Fe原子核。原子核的比結(jié)合能(即平均結(jié)合能)曲線如圖所示（）A.12H核比

B.24He核的結(jié)合能約為28C.1428Si核的比結(jié)合能比

D.1428Si核聚變生成

【解析】選B、D.比結(jié)合能越大,核越穩(wěn)定,24He核比

12H核的比結(jié)合能大，所以

24He核更穩(wěn)定,選項(xiàng)A錯誤;根據(jù)圖象知

24He核的比結(jié)合能約為7MeV，所以結(jié)合能ΔE=7×4MeV=28MeV，選項(xiàng)B正確；根據(jù)圖象得,2656Fe核比

1428Si核的比結(jié)合能大,選項(xiàng)C錯誤；輕核聚變成重核會放出能量【總結(jié)提升】結(jié)合能與比結(jié)合能的比較結(jié)合能是核子結(jié)合成原子核放出的能量或原子核拆散成核子吸收的能量，而比結(jié)合能是核子結(jié)合成原子核時每個核子平均放出的能量或原子核拆散成核子時每個核子平均吸收的能量,結(jié)合能大的原子核,比結(jié)合能不一定大；結(jié)合能小的原子核,比結(jié)合能不一定小。8.美國物理學(xué)家密立根利用圖甲所示的電路研究金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系,描繪出圖乙中的圖象,由此算出普朗克常量h。電子電荷量用e表示,下列說法正確的是 （)世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號A.入射光的頻率增大，為了測遏止電壓，則滑動變阻器的滑片P應(yīng)向M端移動B.由Uc—ν圖象可知，這種金屬的截止頻率為νcC.增大入射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動能也增大D.由Uc-ν圖象可求普朗克常量表達(dá)式為h=U【解析】選B、D.入射光的頻率增大,光電子的最大初動能增大,則遏止電壓增大,測遏止電壓時，應(yīng)使滑動變阻器的滑片Р向N端移動,選項(xiàng)A錯誤；當(dāng)遏止電壓為零時,ν=νc，根據(jù)Ekm=hν—W0=eUc，解得Uc=hνe—hνce，則h=U1eν1-νc，選項(xiàng)B、D正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程二、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題,共15分)9。（6分）當(dāng)前，發(fā)電站溫室氣體排放問題引起了越來越多的關(guān)注，相比煤炭等傳統(tǒng)能源，核電能夠大幅降低二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和粉塵等物質(zhì)的排放，已成為世界快速發(fā)展的電力工業(yè)。經(jīng)廣大科技工作者的不懈努力，我國的核電技術(shù)已進(jìn)入世界的先進(jìn)行列，世界各地現(xiàn)在正在興建的核電反應(yīng)堆達(dá)到57座，我國以20座名列第一.核電站的最核心部分是核反應(yīng)堆，核反應(yīng)堆中的燃料

92235U產(chǎn)生裂變,在短時間內(nèi)釋放出大量的核能可供人類利用。核反應(yīng)堆中的鎘棒起__________________的作用，核反應(yīng)方程應(yīng)為

92235U++36141Ba+301n,其質(zhì)量分別為mU=390.313×10-27kg，mn=1.6749×10-27234。0016×10-27kg,mKr=152。604×10-27kg,核反應(yīng)中釋放的能量為ΔE=____________J。

【解析】核反應(yīng)堆中的鎘棒起控制反應(yīng)速度的作用。根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，知未知粒子為中子,即

01n。根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程得，釋放的核能ΔE=（mU—mKr—mBa-2mn)c2=(390.313—152.604-234。0016—2×1.6749）×101016J=3.2184×10-11J.答案:控制反應(yīng)速度0110.(9分)(2019·吉林模擬）用金屬銣為陰極的光電管觀測光電效應(yīng)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s。(1）圖甲中電極A為光電管的____________(填“陰極”或“陽極");

（2)要觀察飽和電流，電源正負(fù)極的情況是_______________;要觀察遏止電壓，電源正負(fù)極的情況是_______________.(均選填“左正右負(fù)”或“左負(fù)右正"）

（3）實(shí)驗(yàn)中測得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關(guān)系如圖乙所示，則銣的截止頻率νc=____________Hz,逸出功W0=____________J(保留3位有效數(shù)字）;

（4)如果實(shí)驗(yàn)中入射光的頻率ν=7。00×1014Hz,則產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek=____________J（保留3位有效數(shù)字）。

【解析】（1）由光電管的結(jié)構(gòu)可知A板為正極,即為陽極。(2）觀察飽和電流,加正向電壓，光電子加速,則電源正負(fù)極的情況是左正右負(fù)；要觀察遏止電壓,加反向電壓,光電子減速,則電源正負(fù)極的情況是左負(fù)右正；(3)由Ekm=hν—W0和eUc=Ekm得：eUc=hν—W0,因此當(dāng)遏止電壓為零時，hνc=W0,根據(jù)圖象可知,銣的截止頻率νc=5.15×1014Hz;根據(jù)hνc=W0，則可求出該金屬的逸出功大小W0=6.63×10-34×5.15×1014J=3.41×10—19J;（4)Ek=hν—W0=6.63×10-34×7.0×1014J—3。41×10-19J=1。23×10-19J。答案：（1)陽極(2）左正右負(fù)左負(fù)右正（3）5.15(5.12～5.18均可）×10143。41（3.39~3.43均可)×10-19(4)1。23(1。21～1.25均可)×10-19三、計(jì)算題(本題共2小題，共37分,需寫出規(guī)范的解題步驟)11。（15分）中國在“人造太陽"方面的研究取得了較大的成就，“人造太陽”被評為2018年中國10大科技之一。其原理是一個質(zhì)量mD=3.3436×10—27kg的氘核(12H)與一個質(zhì)量mT=5。0085×10—27kg的氚核(13H)發(fā)生核聚變,結(jié)合后生成了一個質(zhì)量大小為m=6。6467×10—27kg的新核，同時放出一個質(zhì)量mn=1。6750×10—27kg的中子(01n）,并釋放出大小為E的能量。（光的速度（1）寫出“人造太陽"輕核聚變的方程式；(2)求該聚變釋放的能量E?！窘忸}指導(dǎo)】解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)與質(zhì)子數(shù)守恒，書寫核反應(yīng)方程；（2)由愛因斯坦質(zhì)能方程求出釋放的核能.【解析】（1)輕核聚變的方程式：

12H+13H(2）輕核聚變中質(zhì)量虧損為：Δm=mD+mT—mα—mn=3.3436×10-27kg+5。0085×10—27kg-6。6467×10-27kg—1.6750×10-27kg=0。0304×10-27kg輕核聚變中釋放的能量為:E=Δmc2由兩式可得：E=0.0304×10-27×（3×108)2J≈2。74×10—12J答案：（1)12H+13H（2)2.74×10—12J12.(22分）如圖甲為氫原子的能級圖，設(shè)一群處于n=4能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，頻率最大的光照射光電管陰極K。陰極K在極短時間內(nèi)吸收頻率最大的光子后逸出光電子,實(shí)驗(yàn)測得其反向遏止電壓為10。92V（如圖乙所示）。求:（1)一群處于n=4能級氫原子向基態(tài)躍遷時能發(fā)出多少種頻率不同的光子?其中頻率最大的光子能量為多大？（2)陰極K逸出的光電子的最大初動能為多大?（3)陰極K的逸