一輪單元訓(xùn)練金卷高三物理(B)卷第十三單元 原子物理

一輪單元訓(xùn)練金卷·高三·物理(B)卷第十三單元原子物理注意事項(xiàng)：1、答題前,先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫(xiě)在試題卷和答題卡上,并將準(zhǔn)考證號(hào)條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2、選擇題的作答：每小題選出答案后,用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑,寫(xiě)在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無(wú)效。3、非選擇題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對(duì)應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫(xiě)在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無(wú)效。4、考試結(jié)束后,請(qǐng)將本試題卷和答題卡一并上交。一、(本題共14小題,每小題6分,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1～8題只有一項(xiàng)符合題目要求,第9～14題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分)1、關(guān)于天然放射性,下列說(shuō)法不正確的是()A、所有元素都有可能發(fā)生衰變B、放射性元素的半衰期與外界的溫度無(wú)關(guān)C、放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性D、α、β和γ三種射線(xiàn)中,γ射線(xiàn)的穿透能力最強(qiáng)2.用哪種方法可以減緩放射性元素的衰變速率()A.把該元素放在低溫陰涼處B.把該元素密封在很厚的鉛盒子里C.把該元素同其他的穩(wěn)定元素結(jié)合成化合物D.上述各種方法都無(wú)法減緩放射性元素的衰變速率3、關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律,下列說(shuō)法中正確的是()A、發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),不改變?nèi)肷涔獾念l率,增大入射光強(qiáng)度,則單位時(shí)間內(nèi)從金屬內(nèi)逸出的光電子數(shù)目增多B、光電子的最大初動(dòng)能跟入射光強(qiáng)度成正比C、發(fā)生光電效應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間一般都大于10－7sD、只有入射光的波長(zhǎng)大于該金屬的極限波長(zhǎng),光電效應(yīng)才能發(fā)生4、在盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)中,金箔中的原子核可以看成靜止不動(dòng),下列各圖畫(huà)出的是其中兩個(gè)α粒子經(jīng)歷金箔散射過(guò)程的徑跡,其中正確的是()5.①可能激發(fā)出能量不同的光子只有3種②可能發(fā)出6種不同頻率的光子③可能發(fā)出的光子的最大能量為12.75eV④可能發(fā)出光子的最小能量為0.85eV其中正確的說(shuō)法是()A、①③B、②④C、①④D、②③6、由于放射性元素eq\o\al(237,93)Np的半衰期很短,所以在自然界中一直未被發(fā)現(xiàn),只是在使用人工的方法制造后才被發(fā)現(xiàn)。已知eq\o\al(237,93)Np經(jīng)過(guò)一系列α衰變和β衰變后變成eq\o\al(209,83)Bi,下列選項(xiàng)中正確的是()A、eq\o\al(209,83)Bi的原子核比eq\o\al(237,93)Np的原子核少28個(gè)中子B、eq\o\al(237,93)Np經(jīng)過(guò)衰變變成eq\o\al(209,83)Bi,衰變過(guò)程可以同時(shí)放出α粒子、β粒子和γ粒子C、衰變過(guò)程中共發(fā)生了7次α衰變和4次β衰變D、eq\o\al(237,93)Np的半衰期等于任一個(gè)eq\o\al(237,93)Np原子核發(fā)生衰變的時(shí)間7.一個(gè)德布羅意波長(zhǎng)為λ1的中子和另一個(gè)德布羅意波長(zhǎng)為λ2的氘核同向正碰后結(jié)合成一個(gè)氚核,該氚核的德布羅意波長(zhǎng)為()A、eq\f(λ1λ2,λ1＋λ2)B、eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)C、eq\f(λ1＋λ2,2)D、eq\f(λ1－λ2,2)8、不同色光的光子能量如下表所示：色光紅橙黃綠藍(lán)—靛紫光子能量范圍(eV)1.61～2.002.00～2.072.07～2.142.14～2.532.53～2.762.76～3.10氫原子部分能級(jí)的示意圖如圖所示。大量處于n＝4能級(jí)的氫原子,發(fā)射出的光的譜線(xiàn)在可見(jiàn)光范圍內(nèi),其顏色分別為()A、紅、藍(lán)—靛 B、紅、紫C、橙、綠 D、藍(lán)—靛、紫9.以下關(guān)于玻爾原子理論的說(shuō)法正確的是()A.電子繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑不是任意的B.電子在繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),穩(wěn)定地產(chǎn)生電磁輻射C.電子從量子數(shù)為2的能級(jí)躍遷到量子數(shù)為3的能級(jí)時(shí),要輻射光子D.不同頻率的光照射處于基態(tài)的氫原子時(shí),只有某些頻率的光可以被氫原子吸收10、用如圖甲所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。閉合開(kāi)關(guān)S,用頻率為ν的光照射光電管時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)。圖乙是該光電管發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖像,圖線(xiàn)與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(a,0),與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0,－b),下列說(shuō)法中正確的是()A、普朗克常量為h＝eq\f(b,a)B、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S后,電流表G的示數(shù)不為零C、僅增加照射光的強(qiáng)度,光電子的最大初動(dòng)能將增大D、保持照射光強(qiáng)度不變,僅提高照射光頻率,電流表G的示數(shù)保持不變11.據(jù)媒體報(bào)道,叛逃英國(guó)的俄羅斯前特工利特維年科在倫敦離奇身亡。英國(guó)警方調(diào)查認(rèn)為毒殺利特維年科的是超級(jí)毒藥——放射性元素釙(eq\o\al(210,84)Po)。若元素釙發(fā)生某種衰變,其半衰期是138天,衰變方程為eq\o\al(210,84)Po→eq\o\al(206,82)Pb＋Y＋γ,則下列說(shuō)法正確的是()A、該元素發(fā)生的是β衰變B、Y原子核含有4個(gè)核子C、γ射線(xiàn)是衰變形成的鉛核釋放的D、200g的eq\o\al(210,84)Po經(jīng)276天,已發(fā)生衰變的質(zhì)量為150g12、核反應(yīng)堆是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng),釋放出大量核能.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋aX是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種,X是某種粒子,a是X粒子的個(gè)數(shù),用mU、mBa、mKr分別表示eq\o\al(235,)92U、eq\o\al(141,56)Ba、eq\o\al(92,36)Kr核的質(zhì)量,mX表示X粒子的質(zhì)量,c為真空中的光速,以下說(shuō)法正確的是()A、X為中子,a＝2B、X為中子,a＝3C、上述核反應(yīng)中放出的核能ΔE＝(mU－mBa－mKr－2mX)c2D、上述核反應(yīng)中放出的核能ΔE＝(mU－mBa－mKr－3mX)c213.氦原子被電離出一個(gè)核外電子,形成類(lèi)氫結(jié)構(gòu)的氦離子。已知基態(tài)的氦離子能量為E1＝－54.4eV,氦離子的能級(jí)示意圖如圖所示。在具有下列能量的粒子中,能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是()A.54.4eV(光子)B.50.4eV(光子)C.48.4eV(電子)D.42.8eV(光子)14、人們發(fā)現(xiàn),不同的原子核,其核子的平均質(zhì)量(原子核的質(zhì)量除以核子數(shù))與原子序數(shù)有如圖所示的關(guān)系。下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和核反應(yīng)的說(shuō)法正確的是()A、由圖可知,原子核D和E聚變成原子核F時(shí)會(huì)有質(zhì)量虧損,要吸收能量B、由圖可知,原子核A裂變成原子核B和C時(shí)會(huì)有質(zhì)量虧損,要放出核能C、已知原子核A裂變成原子核B和C時(shí)放出的γ射線(xiàn)能使某金屬板逸出光電子,若增加γ射線(xiàn)強(qiáng)度,則逸出光電子的最大初動(dòng)能增大D、在核反應(yīng)堆的鈾棒之間插入鎘棒是為了控制核反應(yīng)速度二、(本題共2小題,共20分。把答案填在題中的橫線(xiàn)上或按題目要求作答。解答題應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟,只寫(xiě)出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位)15、(12分)如圖所示是研究光電管產(chǎn)生的電流的電路圖,A、K是光電管的兩個(gè)電極,已知該光電管陰極的極限頻率為ν0.現(xiàn)將頻率為ν(大于ν0)的光照射在陰極上,則：(1)________是陰極,陰極材料的逸出功等于________。(2)加在A、K間的正向電壓為U時(shí),到達(dá)陰極的光電子的最大動(dòng)能為_(kāi)___________,將A、K間的正向電壓從零開(kāi)始逐漸增加,電流表的示數(shù)的變化情況是________________。(3)為了阻止光電子到達(dá)陽(yáng)極,在A、K間應(yīng)加U反＝________的反向電壓、(4)下列方法一定能夠增加飽和光電流的是________。A、照射光頻率不變,增加光強(qiáng)B、照射光強(qiáng)度不變,增加光的頻率C、增加A、K電極間的電壓D、減小A、K電極間的電壓16、(14分)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一個(gè)靜止的放射性原子核發(fā)生了一次α衰變。放射出的α粒子(eq\o\al(4,2)He)在與磁場(chǎng)垂直的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),其軌道半徑為R。以m、q分別表示α粒子的質(zhì)量和電荷量。(1)放射性原子核用eq\o\al(A,Z)X表示,新核的元素符號(hào)用Y表示,寫(xiě)出該α衰變的核反應(yīng)方程。(2)α粒子的圓周運(yùn)動(dòng)可以等效成一個(gè)環(huán)形電流,求圓周運(yùn)動(dòng)的周期和環(huán)形電流大小。(3)設(shè)該衰變過(guò)程釋放的核能都轉(zhuǎn)化為α粒子和新核的動(dòng)能,新核的質(zhì)量為M,求衰變過(guò)程的質(zhì)量虧損Δm。一輪單元訓(xùn)練金卷·高三·物理(B)卷第十三單元原子物理答案一、(本題共14小題,每小題6分,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1～8題只有一項(xiàng)符合題目要求,第9～14題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分)1、【答案】A2.【答案】D3、【答案】A4、【答案】C5.【答案】D6、【答案】C【解析】eq\o\al(209,83)Bi的中子數(shù)為209－83＝126,eq\o\al(237,93)Np的中子數(shù)為237－93＝144,eq\o\al(209,83)Bi的原子核比eq\o\al(237,93)Np的原子核少18個(gè)中子,A錯(cuò)誤；eq\o\al(237,93)Np經(jīng)過(guò)一系列α衰變和β衰變后變成eq\o\al(209,83)Bi,可以同時(shí)放出α粒子和γ粒子或者β粒子和γ粒子,不能同時(shí)放出三種粒子,B錯(cuò)誤；衰變過(guò)程中發(fā)生α衰變的次數(shù)為eq\f(237－209,4)＝7次,β衰變的次數(shù)為2×7－(93－83)＝4(次),C正確；半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對(duì)少數(shù)原子核不適用,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7.【答案】A【解析】中子的動(dòng)量p1＝eq\f(h,λ1),氘核的動(dòng)量p2＝eq\f(h,λ2),同向正碰后形成的氚核的動(dòng)量p3＝p2＋p1,所以氚核的德布羅意波長(zhǎng)λ3＝eq\f(h,p3)＝eq\f(λ1λ2,λ1＋λ2),A正確。8、【答案】A【解析】計(jì)算出各種光子能量然后和表格中數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,便可解決本題。氫原子處于第四能級(jí),能夠發(fā)出12.75eV、12.09eV、10.2eV、2.55eV、1.89eV、0.66eV的六種光子,1.89eV和2.55eV屬于可見(jiàn)光,1.89eV的光子為紅光,2.55eV的光子為藍(lán)—靛光。9.【答案】AD【解析】玻爾原子理論的基本假設(shè)之一就是電子運(yùn)行的軌道半徑是量子化的,是不連續(xù)的.假設(shè)之二就是電子在特定軌道上繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),不會(huì)產(chǎn)生電磁輻射,只有在不同軌道間躍遷時(shí)才會(huì)產(chǎn)生電磁輻射,故A正確,B錯(cuò)誤；氫原子在不同軌道上的能級(jí)表達(dá)式為En＝eq\f(1,n2)E1,電子從量子數(shù)為2的能級(jí)躍遷到量子數(shù)為3的能級(jí)時(shí)能量增大,要吸收光子,故C錯(cuò)誤；由于氫原子發(fā)射的光子的能量滿(mǎn)足E＝En－Em,即eq\f(1,n2)E1－eq\f(1,m2)E1＝hν,所以不同頻率的光照射處于基態(tài)的氫原子時(shí),只有某些頻率的光可以被吸收,故D正確。10、【答案】AB【解析】由hν＝W0＋Ek,變形得Ek＝hν－W0,可知圖線(xiàn)的斜率為普朗克常量,即h＝eq\f(b,a),故A錯(cuò)誤；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S后,初動(dòng)能大的光電子,也可能達(dá)到陽(yáng)極,所以電流表G的示數(shù)不為零,故B正確；只有增大入射光的頻率,才能增大光電子的最大初動(dòng)能,與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān),故C錯(cuò)誤；保持照射光強(qiáng)度不變,僅提高照射光頻率,單個(gè)光子的能量增大,而光的強(qiáng)度不變,那么光子數(shù)一定減少,發(fā)出的光電子數(shù)也減少,電流表G的示數(shù)要減小,故D錯(cuò)誤。11.【答案】BCD【解析】根據(jù)衰變反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,放出的粒子Y的質(zhì)量數(shù)為210－206＝4,電荷數(shù)為84－82＝2,即Y為α粒子,Y原子核含有4個(gè)核子,即該元素發(fā)生的是α衰變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確。衰變形成的鉛核處于激發(fā)態(tài),回到基態(tài)時(shí)釋放出γ射線(xiàn),選項(xiàng)C正確.根據(jù)半衰期的意義,經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期后,剩余eq\f(1,4),即200g的eq\o\al(210,84)Po經(jīng)276天,已發(fā)生衰變的質(zhì)量為150g,選項(xiàng)D正確。12、【答案】BC【解析】核反應(yīng)中,質(zhì)量數(shù)守恒,電荷數(shù)守恒,則知eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋aX中X為eq\o\al(1,0)n,a＝3,則A錯(cuò)誤,B正確；由ΔE＝Δmc2可得：ΔE＝(mU＋mX－mBa－mKr－3mX)c2＝(mU－mBa－mKr－2mX)c2,則C正確,D錯(cuò)誤。13.【答案】AC【解析】由玻爾理論可知,基態(tài)的氦離子要實(shí)現(xiàn)躍遷,入射光子的能量(光子能量不可分)應(yīng)該等于氦離子在某激發(fā)態(tài)與基態(tài)的能量差,因此只有能量恰好等于兩能級(jí)差的光子才能被氦離子吸收；而實(shí)物粒子(如電子)只要能量不小于兩能級(jí)差,均可能被吸收。氦離子在圖示的各激發(fā)態(tài)與基態(tài)的能量差為：ΔE1＝E∞－E1＝0－(－54.4eV)＝54.4eV,ΔE2＝E4－E1＝－3.40eV－(－54.4eV)＝51.0eV,故能量為54.4eV的光子、能量為48.4eV的電子可使氦離子從基態(tài)發(fā)生躍遷,A、C正確。14、【答案】BD【解析】原子核D、E聚變成原子核F,放出能量,A錯(cuò)誤；A裂變成B、C,放出能量,B正確；增加入射光強(qiáng)度,光電子的最大初動(dòng)能不變,C錯(cuò)誤；鎘棒能吸收中子,可控制核反應(yīng)速度,D正確。二、(本題共2小題,共20分。把答案填在題中的橫線(xiàn)上或按題目要求作答。解答題應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟,只寫(xiě)出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位)15、(12分)【答案】(1)Khν0(2)hν－h(huán)ν0＋eU逐漸增大,直至保持不變(3)eq\f(hν－h(huán)ν0,e)(4)A【解析】(1)被光照射的金屬將有光電子逸出,故K是陰極,逸出功與極限頻率的關(guān)系為W0＝hν0