（江蘇專用版）高考物理總復(fù)習(xí) 第十一章 第3講 原子結(jié)構(gòu)和原子核練習(xí)（含解析）-人教版高三物理試題

第3講原子結(jié)構(gòu)和原子核一、選擇題1.(多選)(2019運(yùn)河中學(xué)月考)下列說(shuō)法正確的是()A.比結(jié)合能小的原子核結(jié)合成比結(jié)合能大的原子核時(shí)一定釋放核能B.一定強(qiáng)度的入射光照射某金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),入射光的頻率越高,單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多C.根據(jù)玻爾理論可知,氫原子輻射出一個(gè)光子后,氫原子的電勢(shì)能減小,核外電子的運(yùn)動(dòng)速度增大D.β射線的速度接近光速,一張普通白紙就可以擋住答案AC比結(jié)合能小的原子核結(jié)合成比結(jié)合能大的原子核時(shí)有質(zhì)量虧損,所以釋放核能,A項(xiàng)正確;一定強(qiáng)度的入射光照射某金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),入射光的頻率越高,單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少,B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)玻爾理論可知,氫原子輻射出一個(gè)光子后,電子與原子核距離變小,電場(chǎng)力做正功,氫原子的電勢(shì)能減小,核外電子的運(yùn)動(dòng)速度增大,C項(xiàng)正確;一張普通白紙可以擋住α射線,但擋不住β射線,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(2017天津理綜)我國(guó)自主研發(fā)制造的國(guó)際熱核聚變核心部件在國(guó)際上率先通過(guò)權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證,這是我國(guó)對(duì)國(guó)際熱核聚變項(xiàng)目的重大貢獻(xiàn)。下列核反應(yīng)方程中屬于聚變反應(yīng)的是()A.12H+13H→24He+01n BC.24He+1327Al→1530P+01n D.92答案A12H+13H→24He+01n是核聚變反應(yīng)方程,A項(xiàng)正確;

714N+24He→817O+11H是原子核的人工轉(zhuǎn)變反應(yīng)方程,B項(xiàng)錯(cuò)誤;23.(2018課標(biāo)Ⅲ,14,6分)1934年,約里奧·居里夫婦用α粒子轟擊鋁核

1327Al,產(chǎn)生了第一個(gè)人工放射性核素X:αA.15和28 B.15和30 C.16和30 D.17和31答案Bα粒子為

24He,n為中子,根據(jù)核反應(yīng)過(guò)程中滿足的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,核反應(yīng)方程為

24He4.(多選)(2018鹽城三模)如圖所示是氫原子的能級(jí)圖。下列判斷正確的是()A.E1>E2 B.E1<E2 C.E2=12E1 D.E2=14答案BD根據(jù)玻爾理論,原子能級(jí)E1是最低能級(jí),A錯(cuò)誤,B正確:能級(jí)關(guān)系為En=1n2E5.(多選)(2018揚(yáng)州中學(xué)模擬)科學(xué)家使用核反應(yīng)獲取氚,再利用氘和氚的核反應(yīng)獲得能量,核反應(yīng)方程分別為:X+Y→

24He+13H+4.9MeV和

A.X是中子 B.Y的質(zhì)子數(shù)是3,中子數(shù)是6C.兩個(gè)核反應(yīng)都沒(méi)有質(zhì)量虧損 D.氘和氚的核反應(yīng)是核聚變反應(yīng)答案AD根據(jù)核反應(yīng)方程:12H+13H→24He+X,X的質(zhì)量數(shù):m1=2+3-4=1,核電荷數(shù):z1=1+1-2=0,所以X是中子,故A項(xiàng)正確;根據(jù)核反應(yīng)方程:X+Y→26.下列說(shuō)法正確的是()A.92238U衰變?yōu)锽.β射線與γ射線一樣都是電磁波,但β射線的穿透本領(lǐng)遠(yuǎn)比γ射線弱C.放射性元素的半衰期與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件有關(guān)D.天然放射現(xiàn)象使人類首次認(rèn)識(shí)到原子核可分答案D92238U衰變?yōu)?.(多選)(2017揚(yáng)州調(diào)研)核電池又叫“放射性同位素電池”,一個(gè)硬幣大小的核電池可以讓手機(jī)不充電使用5000年。將某種放射性元素制成核電池,帶到火星上去工作,已知火星上的溫度、壓強(qiáng)等環(huán)境因素與地球有很大差別,下列說(shuō)法正確的有()A.該放射性元素到火星上之后,半衰期發(fā)生變化B.該放射性元素到火星上之后,半衰期不變C.若該放射性元素的半衰期為T年,經(jīng)過(guò)2T年,該放射性元素還剩余12.5%D.若該放射性元素的半衰期為T年,經(jīng)過(guò)3T年,該放射性元素還剩余12.5%答案BD原子核的衰變是由原子核內(nèi)部因素決定的,與外界環(huán)境無(wú)關(guān),因此半衰期不發(fā)生變化,故A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;該元素還剩余12.5%=18,根據(jù)m=12n8.(多選)(2017浙江11月選考)下列說(shuō)法正確的是()A.核聚變反應(yīng)方程可能為

12H+13HB.鈾核裂變的核反應(yīng)方程可能為

92235U+01n→54C.發(fā)生β衰變時(shí)原子核放出電子,說(shuō)明電子是原子核的組成部分D.中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核,若該過(guò)程質(zhì)量虧損為Δm,則氘核的結(jié)合能為Δmc2答案BDA項(xiàng)中的核聚變反應(yīng)方程應(yīng)為

12H+13H二、非選擇題9.(2018蘇州調(diào)研)(1)下列說(shuō)法正確的是()A.電子的衍射圖樣表明電子具有波動(dòng)性B.氫原子從某激發(fā)態(tài)躍遷至基態(tài)要吸收特定頻率的光子C.在光電效應(yīng)現(xiàn)象中,金屬的逸出功能隨入射光的頻率增大而增大D.在光電效應(yīng)現(xiàn)象中,光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度有關(guān)(2)氘核與氚核發(fā)生熱核聚變反應(yīng)的方程式為

12H+13H→

34He+X,式中粒子X(jué)是,已知

1答案(1)A(2)0解析(1)衍射和干涉都是波特有的性質(zhì),A正確;氫原子從某激發(fā)態(tài)躍遷至基態(tài)要輻射特定頻率的光子,B錯(cuò)誤;金屬的逸出功W0與入射光的頻率無(wú)關(guān),只與金屬的極限頻率有關(guān),即W0=hνc,C錯(cuò)誤;光電子的最大初動(dòng)能Emax=hν-W0,即與入射光的頻率有關(guān),與入射光的強(qiáng)度無(wú)必然關(guān)系,D錯(cuò)誤。(2)根據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒,可知X應(yīng)為

01n;根據(jù)ΔE=Δm·c2,可知該反應(yīng)釋放的總能量為ΔE=(2.0141u+3.0161u-4.0026u-1.0087u)×931.5MeV/u=17.6MeV,因?yàn)楣灿?個(gè)核子,則每個(gè)核子釋放出的能量為10.(2018蘇北四市一模)(1)(多選)下列說(shuō)法正確的有()A.比結(jié)合能大的原子核分解成比結(jié)合能小的原子核時(shí)要吸收能量B.用紫光照射某金屬表面時(shí)發(fā)生光電效應(yīng),改用紅光照射時(shí)也一定能發(fā)生光電效應(yīng)C.黑體輻射的強(qiáng)度隨溫度的升高而變大,且最大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)D.改變壓強(qiáng)、溫度可改變放射性元素的半衰期(2)如圖所示為氫原子的能級(jí)圖,萊曼線系是氫原子從n=2,3,4,5…激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)輻射的光譜線系,輻射出光子的最小頻率為;若該光子被某種金屬吸收后,逸出的光電子最大初動(dòng)能為Ek,則該金屬的逸出功為。

已知普朗克常量為h,氫原子處于基態(tài)時(shí)的能級(jí)為E1。答案(1)AC(2)-3E14?解析(1)比結(jié)合能小的原子核分解成比結(jié)合能大的原子核時(shí)要放出能量,比結(jié)合能大的原子核分解成比結(jié)合能小的原子核時(shí)要吸收能量,A正確;用紫光照射某金屬表面時(shí)發(fā)生光電效應(yīng),紅光的頻率小于紫光,改用紅光照射時(shí)不一定能發(fā)生光電效應(yīng),B錯(cuò)誤,放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部自身的因素決定的,與其所處的外部環(huán)境沒(méi)有關(guān)系,D錯(cuò)誤。(2)萊曼線系中,從n=2激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)輻射出光子的頻率小,根據(jù)E2-E1=hν,解得ν=-3E14?;若該光子被某種金屬吸收后,逸出的光電子最大初動(dòng)能為Ek,根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hν-W,可得逸出功W=hν-Ek=-11.(2018揚(yáng)州調(diào)研)(1)(多選)關(guān)于核反應(yīng)方程,下列說(shuō)法正確的是()A.13H+12HB.鈾核裂變的核反應(yīng)為:92235U→56141BaC.在衰變方程

94D.盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子的核反應(yīng)方程為:24H+714N(2)可見光中某綠光的光子能量是2.5eV,若用它照射逸出功是2.2eV的某種金屬,產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為eV;如圖所示為氫原子能級(jí)的示意圖,若用該綠光照射處于n=2能級(jí)的氫原子,(選填“能”或“不能”)使氫原子躍遷。

答案(1)AD(2)0.3不能解析(1)13H+12H→24He+01n是輕核的聚變,A正確;鈾核裂變的核反應(yīng)方程為

92235U+01n→56141Ba(2)根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程可知,產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為2.5eV-2.2eV=0.3eV;若用該綠光照射處于n=2能級(jí)的氫原子,由于該綠光光子的能量不等于能級(jí)差En-E2(n為大于2的正整數(shù)),因此氫原子不能吸收該光子而發(fā)生躍遷。12.(2018蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)研)(1)(多選)關(guān)于下列四幅圖的說(shuō)法,正確的是。

A.圖甲中放射源放出的三種射線是由同一種元素的原子核釋放的B.圖乙中用紫外光燈照射與驗(yàn)電器相連的鋅板,鋅板和驗(yàn)電器均帶正電C.圖丙為黑體輻射規(guī)律,普朗克提出能量子概念成功解釋了這個(gè)規(guī)律D.圖丁中電子束通過(guò)鋁箔后的衍射圖樣說(shuō)明電子具有粒子性(2)我國(guó)自行研制的一種大型激光器,能發(fā)出頻率為ν、功率為P的高純度和高亮度激光,當(dāng)該激光垂直照射到某純黑物體表面時(shí)能被完全吸收。已知真空中光速為c,普朗克常量為h,則該激光發(fā)出的光子的動(dòng)量為,純黑物體受到該激光的壓力為。

(3)氡存在于建筑水泥、裝飾石材及土壤中,是除吸煙外導(dǎo)致肺癌的重大因素,靜止的氡核

86222Rn放出一個(gè)粒子X(jué)后變成釙核①寫出上述衰變的核反應(yīng)方程;

②粒子X(jué)的動(dòng)能為。(保留兩位有效數(shù)字)

答案(1)BC(2)?νcPc(3)86222Rn解析(1)由左手定則可知,放射源放出的三種射線分別帶正電、不帶電、帶負(fù)電,故不一定是由同一種元素的原子核釋放的,A錯(cuò)誤;圖乙中用紫外光燈照射與驗(yàn)電器相連的鋅板,由于發(fā)生光電效應(yīng)釋放電子而使鋅板和驗(yàn)電器均帶正電,B正確;圖丙為黑體輻射規(guī)律,普朗克提出能量子概念成功解釋了這個(gè)規(guī)律,C正確;