（浙江選考）2023屆高三物理一輪復(fù)習(xí)第13章波粒二象性原子結(jié)構(gòu)原子核章末檢測(cè)

PAGEPAGE2習(xí)第13章波粒二象性原子結(jié)構(gòu)原子核(時(shí)間：60分鐘總分值：100分)一、選擇題(此題共13小題，每題5分，共65分．每題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中至少有一個(gè)是符合題目要求的，全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分．)1．關(guān)于光的本性，以下說法中正確的選項(xiàng)是()A．光電效應(yīng)反映光的粒子性B．光電子的最大初動(dòng)能和照射光的頻率成正比C．光子的能量與光的頻率成正比D．光在空間傳播時(shí)，是不連續(xù)的，是一份一份的，每一份光叫做一個(gè)光子ACD[光電效應(yīng)反映光的粒子性，故A正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0可知，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成一次函數(shù)關(guān)系，不是正比關(guān)系，故B錯(cuò)誤；根據(jù)E＝hν，可知：光子的能量與光的頻率成正比，故C正確；由愛因斯坦的光子說：光在空間傳播時(shí)，是不連續(xù)的，是一份一份的，每一份光叫做一個(gè)光子，故D正確．]2．(2022·富陽選考模擬)根據(jù)玻爾理論，以下說法正確的選項(xiàng)是()A．電子繞核運(yùn)動(dòng)有加速度，就要向外輻射電磁波B．處于定態(tài)的原子，其電子做變速運(yùn)動(dòng)，但它并不向外輻射能量C．原子內(nèi)電子的可能軌道是不連續(xù)的D．原子能級(jí)躍遷時(shí)，輻射或吸收光子的能量取決于兩個(gè)軌道的能量差BCD[根據(jù)玻爾理論，電子繞核運(yùn)動(dòng)有加速度，但并不向外輻射能量，也不會(huì)向外輻射電磁波，應(yīng)選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；玻爾理論中的第二條假設(shè)，就是電子繞核運(yùn)動(dòng)可能的軌道半徑是量子化的，不連續(xù)的，選項(xiàng)C正確；原子在發(fā)生能級(jí)躍遷時(shí)，要放出或吸收一定頻率的光子，光子能量取決于兩個(gè)軌道的能量差，應(yīng)選項(xiàng)D正確．]3．以下光的波粒二象性的說法中，正確的選項(xiàng)是()A．有的光是波，有的光是粒子B．光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，其波動(dòng)性越顯著；波長(zhǎng)越短，其粒子性越顯著C．光的粒子性說明每個(gè)光子就像極小的小球體一樣D．光波不同于宏觀概念中的那種連續(xù)的波，它是說明大量光子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一種概率波BD[光既是波又是粒子，故A錯(cuò)誤；光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，其波動(dòng)性越顯著，波長(zhǎng)越短，其粒子性越顯著，選項(xiàng)B正確；光具有波動(dòng)性，但不是經(jīng)典理論中的波，光具有粒子性，也不是傳統(tǒng)概念中的粒子，光與物質(zhì)作用時(shí)，即發(fā)生能量交換時(shí)，不是連續(xù)進(jìn)行的，而是“一份一份〞進(jìn)行的，表現(xiàn)出粒子性，光在空間的分布規(guī)律符合波動(dòng)規(guī)律，表現(xiàn)出波動(dòng)性，應(yīng)選項(xiàng)C錯(cuò)誤；光的波粒二象性學(xué)說是建立在麥克斯韋的光的電磁說和愛因斯坦的光子說的根底上，由光子說中提出的光子能量的計(jì)算公式E＝hν可知，反映粒子的特征的E與反映波動(dòng)特征的ν相聯(lián)系，進(jìn)一步分析可知，當(dāng)光子的能量比擬小即頻率ν較小，波長(zhǎng)λ較大，波動(dòng)性明顯，粒子性不明顯，反之，當(dāng)光子的能量比擬大，頻率ν較大，波長(zhǎng)λ較小，粒子性明顯，波動(dòng)性不明顯，應(yīng)選項(xiàng)D正確．]4．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，以下表述正確的選項(xiàng)是()A．光照時(shí)間越長(zhǎng)光電流越大B．入射光足夠強(qiáng)就可以有光電流C．遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)D．入射光頻率大于極限頻率才能產(chǎn)生光電子CD[在光電效應(yīng)中，假設(shè)照射光的頻率小于極限頻率，無論光照時(shí)間多長(zhǎng)，光照強(qiáng)度多大，都無光電流，當(dāng)照射光的頻率大于極限頻率時(shí)，立刻有光電子產(chǎn)生，故A、B錯(cuò)誤，D正確．由－eU＝0－Ek，Ek＝hν－W，可知U＝(hν－W)/e，即遏止電壓與入射光頻率ν有關(guān)，C正確．]5．以下說法正確的選項(xiàng)是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：81370439】A．根據(jù)天然放射現(xiàn)象，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)B．一個(gè)氫原子從n＝3的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)，該氫原子吸收光子，能量增加C．鈾(eq\o\al(238,92)U)經(jīng)過屢次α、β衰變形成穩(wěn)定的鉛(eq\o\al(206,82)Pb)的過程中，有6個(gè)中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子D．機(jī)場(chǎng)、車站等地進(jìn)行平安檢查時(shí)，能輕而易舉地窺見箱內(nèi)物品，利用了γ射線較強(qiáng)的穿透能力C[盧瑟福提出原子的核式結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)依據(jù)是α粒子散射實(shí)驗(yàn)，A錯(cuò)誤；氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)，氫原子要放出光子，能量減小，B錯(cuò)誤；機(jī)場(chǎng)、車站等地進(jìn)行平安檢查，利用的是X射線的穿透本領(lǐng)，D錯(cuò)誤．]6．氫原子從能級(jí)m躍遷到能級(jí)n時(shí)輻射紅光的頻率為ν1，從能級(jí)n躍遷到能級(jí)k時(shí)吸收紫光的頻率為ν2，普朗克常量為h，假設(shè)氫原子從能極k躍遷到能級(jí)m，那么()A．吸收光子的能量為hν1＋hν2B．輻射光子的能量為hν1＋hν2C．吸收光子的能量為hν2－h(huán)ν1D．輻射光子的能量為hν2－h(huán)ν1D[由題意可知：Em－En＝hν1，Ek－En＝hν2.因?yàn)樽瞎獾念l率大于紅光的頻率，所以ν2＞ν1，即k能級(jí)的能量大于m能級(jí)的能量，氫原子從能級(jí)k躍遷到能級(jí)m時(shí)向外輻射能量，其值為Ek－Em＝hν2－h(huán)ν1，故只有D項(xiàng)正確．]7.(多項(xiàng)選擇)如圖1所示給出了氫原子的6種可能的躍遷，那么它們發(fā)出的光()圖1A．a(chǎn)的波長(zhǎng)最長(zhǎng)B．d的波長(zhǎng)最長(zhǎng)C．f的光子比d的光子能量大D．a(chǎn)的頻率最小ACD[由玻爾理論知，原子躍遷時(shí)，heq\f(c,λ)＝ΔE，從能級(jí)圖知ΔEa最小，a的波長(zhǎng)最長(zhǎng)，頻率最小，那么B錯(cuò)誤，A、D正確；hνd＝ΔEd＝(eq\f(1,32)－eq\f(1,22))E1＝－eq\f(5,36)E1，hνf＝ΔEf＝(eq\f(1,22)－eq\f(1,12))E1＝－eq\f(3,4)E1，因此，f的光子的能量比d的光子的能量大，C正確．]8．以下是有關(guān)近代物理內(nèi)容的假設(shè)干表達(dá)，其中正確的選項(xiàng)是()A．太陽內(nèi)部發(fā)生的核反響是熱核反響B(tài)．一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，可能是因?yàn)檫@束光的光強(qiáng)太小C．按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，電子的動(dòng)能減小，但原子的能量增大D．原子核發(fā)生一次β衰變，該原子外層就失去一個(gè)電子AC[太陽內(nèi)部發(fā)生的核反響是熱核反響，A正確；一束光照射到金屬外表不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因?yàn)楣獾念l率小于金屬的截止頻率，與光強(qiáng)無關(guān)，B錯(cuò)誤；按照玻爾理論，C正確；原子核發(fā)生一次β衰變，是核內(nèi)一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子時(shí)，放出一個(gè)電子，D錯(cuò)誤．]9．太陽內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生著4個(gè)質(zhì)子(eq\o\al(1,1)H)聚變?yōu)?個(gè)氦核(eq\o\al(4,2)He)的熱核反響，核反響方程是4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋2X，這個(gè)核反響釋放出大量核能．質(zhì)子、氦核、X的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，真空中的光速為c.以下說法中正確的選項(xiàng)是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：81370440】A．方程中的X表示中子(eq\o\al(1,0)n)B．方程中的X表示電子(eq\o\al(0,－1)e)C．這個(gè)核反響中質(zhì)量虧損Δm＝4m1－m2D．這個(gè)核反響中釋放的核能ΔE＝(4m1－m2－2m3)c2D[由核質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒可推斷出X為eq\o\al(0,＋1)e，A、B錯(cuò)；質(zhì)量虧損為Δm＝4m1－m2－2m3，釋放的核能為ΔE＝Δmc2＝(4m1－m2－2m3)c2，C錯(cuò)，D對(duì)．]10．放射性元素eq\o\al(234,90)Th的衰變方程為eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋X，以下表述正確的選項(xiàng)是()A．X是由Th原子釋放的核外電子B．該衰變是β衰變C．加壓或加溫不能改變其衰變的快慢D．Th發(fā)生衰變時(shí)原子核要吸收能量BC[根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒知，X的電荷數(shù)為－1，質(zhì)量數(shù)為0，那么X為電子，該衰變?yōu)棣滤プ儯滤プ兊谋举|(zhì)是其中的一個(gè)中子變成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，故A錯(cuò)誤，B正確；衰變的快慢與溫度壓強(qiáng)無關(guān)，由原子核內(nèi)部因素決定，故C正確；衰變時(shí)原子核會(huì)放出熱量．故D錯(cuò)誤．]11．(2022·奉化市聯(lián)考)如圖2所示為氫原子能級(jí)圖，A、B、C分別表示電子三種不同能級(jí)躍遷時(shí)放出的光子，其中()圖2A．頻率最大的是B B．波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是CC．頻率最大的是A D．波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是BAB[根據(jù)hν＝ΔE和c＝λν可知，ΔE大，頻率就大，波長(zhǎng)就小，選項(xiàng)A、B正確．]12．如下的說法中，正確的選項(xiàng)是()A.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n是輕核聚變反響B(tài)．β衰變說明了原子核中有電子C．光電效應(yīng)說明了光具有粒子性D．γ射線可用來消除靜電AC[eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n是輕核聚變反響，太陽輻射能量來自于輕核的聚變，故A正確；β衰變是中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子而放出的電子，故B錯(cuò)誤；光電效應(yīng)說明了光具有粒子性，故C正確；γ射線是高能光子，即高能電磁波，它是不帶電的，所以γ射線的電離作用很弱，故D錯(cuò)誤．]13．用a、b兩種不同頻率的光分別照射同一金屬板，發(fā)現(xiàn)當(dāng)a光照射時(shí)驗(yàn)電器的指針偏轉(zhuǎn)，b光照射時(shí)指針未偏轉(zhuǎn)，以下說法正確的選項(xiàng)是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：81370441】圖3A．增大a光的強(qiáng)度，驗(yàn)電器的指針偏角一定減小B．a(chǎn)光照射金屬板時(shí)驗(yàn)電器的金屬小球帶負(fù)電C．a(chǎn)光在真空中的波長(zhǎng)小于b光在真空中的波長(zhǎng)D．假設(shè)a光是氫原子從n＝4的能級(jí)向n＝1的能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，那么b光可能是氫原子從n＝5的能級(jí)向n＝2的能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的CD[增大a光的強(qiáng)度，從金屬板中打出的光電子數(shù)增多，驗(yàn)電器帶電荷量增大，指針偏角一定增大，A錯(cuò)誤．a(chǎn)光照射到金屬板時(shí)發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，從金屬板中打出電子，金屬板帶正電，因此，驗(yàn)電器的金屬小球帶正電，B錯(cuò)誤．發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，因此a光的頻率大于b光的頻率，a光在真空中的波長(zhǎng)小于b光在真空中的波長(zhǎng)，C正確．氫原子從n＝4的能級(jí)向n＝1的能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的光子能量大于氫原子從n＝5的能級(jí)向n＝2的能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的光子能量，D正確．]二、非選擇題(此題共4小題，共35分)14．(6分)核電站利用原子核鏈?zhǔn)椒错懛懦龅木薮竽芰窟M(jìn)行發(fā)電，eq\o\al(235,92)U是核電站常用的核燃料.eq\o\al(235,92)U受一個(gè)中子轟擊后裂變成eq\o\al(144,56)Ba和eq\o\al(89,36)Kr兩局部，并產(chǎn)生________個(gè)中子．要使鏈?zhǔn)椒错懓l(fā)生，裂變物質(zhì)的體積要________(選填“大于〞或“小于〞)它的臨界體積．【解析】由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n，可見產(chǎn)生了3個(gè)中子，鏈?zhǔn)椒错懙囊粋€(gè)條件是鈾燃料的體積必須大于或等于臨界體積．【答案】3大于15．(10分)(2022·臺(tái)州市聯(lián)考)現(xiàn)有五個(gè)核反響：A.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nB.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→X＋eq\o\al(94,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)nC.eq\o\al(24,11)Na→eq\o\al(24,12)Mg＋eq\o\al(0,－1)eD.eq\o\al(220,88)Ra→eq\o\al(216,86)Rn＋eq\o\al(4,2)HeE.eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(9,4)Be→eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(12,6)C(1)________是發(fā)現(xiàn)中子的核反響方程，________是研究原子彈和氫彈的根本核反響方程．(2)求B項(xiàng)中X的質(zhì)量數(shù)和中子數(shù)．(3)判斷以上五個(gè)核反響的反響類型．【解析】(1)E是查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反響方程，A是氫彈的核反響方程，B是原子彈的核反響方程．(2)由電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可以判定X的質(zhì)量數(shù)為140，電荷數(shù)為54，所以中子數(shù)為140－54＝86.(3)衰變是原子核自發(fā)地放出α粒子或β粒子的反響，C是β衰變，D是α衰變，E是人工控制的原子核的變化，屬人工轉(zhuǎn)變，裂變是重核吸收中子后分裂成幾個(gè)中等質(zhì)量的核的反響，B是裂變，聚變是幾個(gè)輕核結(jié)合成較大質(zhì)量的核的反響，A是聚變．【答案】(1)EB、A(2)質(zhì)量數(shù)為140，中子數(shù)為86(3)見解析16．(9分)三個(gè)α粒子結(jié)合成一個(gè)碳eq\o\al(12,6)C，碳原子的質(zhì)量為12.0000u，氦原子質(zhì)量為4.0026u.(1)寫出核反響方程；(2)這個(gè)核反響放出的能量是多少焦？(3)這個(gè)能量合多少M(fèi)eV?【導(dǎo)學(xué)號(hào)：81370442】【解析】(1)3eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋ΔE.(2)Δm＝3×4.0026u－12.0000u＝0.0078u，Δm＝0.0078×1.66×10－27kg＝12.948×10－30kg，ΔE＝Δmc2＝1.165×10－12J.(3)ΔE＝eq\f(1.165×10－12,1.6×10－19)eV＝7.29×106eV＝7.29MeV.【答案】(1)3eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋ΔE(2)1.165×10－12J(3)7.29MeV17．(10分)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)原來靜止的原子核，由于放出一個(gè)α粒子，結(jié)果得到一張兩個(gè)相切圓的徑跡照片(如圖4所示)，今測(cè)得兩個(gè)相切圓半徑之比r1∶r2＝44∶1.求：圖4(1)這個(gè)原子核原來所含的質(zhì)子數(shù)是多少？(2)圖中哪一個(gè)圓是α粒子的徑跡？(說明理由)【解析】(1)設(shè)衰變后α粒子的電荷