高考物理大二轮提能专题复习京津鲁琼新课改专用原子物理学9页Word格式.docx

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①12H＋12H→23He＋X，②12H＋Y→24He＋X，则下列表述正确的是（　　）

A．X是质子

B．Y是氚核

C．X与Y是同位素

D．①②两个核反应都属于裂变反应

选B　根据质量数守恒、电荷数守恒可知X是中子，故A错误；

对第二个核反应方程，根据质量数守恒、电荷数守恒可知Y是氚核，故B正确；

X是中子，Y是氚核，X与Y不是同位素，故C错误；

①②两个核反应都属于聚变反应，故D错误。

3．中国科学家吴宜灿获得2018年欧洲聚变核能创新奖，获奖理由：

开发了一种新的基于CAD的粒子传输软件，用于核设计和辐射安全计算。

下列关于聚变的说法中，正确的是（　　）

A．同样质量的物质裂变时释放的能量比同样质量的物质聚变时释放的能量大很多

B．裂变过程有质量亏损，聚变过程质量有所增加

C．核反应堆产生的能量来自轻核聚变

D．聚变反应一定比裂变反应每个核子释放的平均能量大

选D　同样质量的物质聚变时释放的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大很多，故A错误；

重核的裂变和轻核的聚变都会放出核能，根据爱因斯坦的质能方程E＝mc2，一定都有质量亏损，故B错误；

核反应堆产生的能量来自重核裂变，故C错误；

在一次聚变反应中释放的能量不一定比裂变反应多，但平均每个核子释放的能量一定大，故D正确。

4．（2019·

天津联考）2018年8月23日，位于广东东莞的国家大科学工程——中国散裂中子源（CSNS）投入正式运行，这一设施将为诸多领域的基础研究和高新技术开发提供强有力的研究平台。

对于有关中子的研究，下面说法正确的是（　　）

A．在原子核中，中子和质子依靠库仑力聚合在一起

B．在β衰变中，一个中子转变为一个质子和一个电子

C．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子

D．一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子是裂变反应

选B　在原子核中，中子和质子依靠核力聚合在一起，故A项错误；

β衰变的过程中，一个中子转变成了一个质子和电子，故B正确；

卢瑟福通过α粒子散射，解释了原子核和核外电子的分布，故C选项错误；

D项所述核反应是聚变反应，不是裂变反应，故D错误。

5．[多选]（2019·

珠海联考）下列说法正确的是（　　）

A．α粒子散射实验说明原子内部具有核式结构

B．在12H＋13H→24He＋x中，x表示质子

C．重核的裂变和轻核的聚变都是质量亏损放出核能的过程

D．一个氢原子从n＝1能级跃迁到n＝2能级，必需吸收光子

选AC　卢瑟福的α粒子散射实验说明原子的核式结构模型，故A正确；

根据质量数与电荷数守恒，可知x的质量数是1，电荷数是0，表示中子，故B错误；

重核的裂变和轻核的聚变都存在质量亏损，从而放出核能，故C正确；

根据跃迁公式，可知一个氢原子从n＝1能级跃迁到n＝2能级，必须吸收能量，可能是吸收光子，也可能是电子与其他的电子发生碰撞而吸收能量，故D错误。

6.在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示，则可判断出（　　）

A．甲光的频率大于乙光的频率

B．乙光的波长大于丙光的波长

C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率

D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能

选B　由于是同一光电管，因而不论对哪种光，截止频率和金属的逸出功相同，对于甲、乙两种光，遏止电压相同，因而频率相同，A、C错误；

丙光对应的遏止电压较大，因而丙光的频率较高，波长较短，对应的光电子的最大初动能较大，故D项错，B项正确。

7．现代科学的发展极大地促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、原子核的叙述正确的是（　　）

A．卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构

B．轻核聚变反应方程有：

12H＋13H→24He＋01n

C．天然放射现象表明原子核内部有电子

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长

选B　卢瑟福α粒子散射实验提出原子核式结构，天然放射现象说明原子核内部具有复杂的结构，故A错误；

轻核聚变反应是较小的核反应生成较大的核的过程，再由质量数与电荷数守恒可知，B正确；

天然放射线中放出的β粒子是原子核中的一个中子转变了一个质子和一个电子而来的，故C错误；

跃迁时辐射的能量等于两能级差，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，前者跃迁辐射光子的能量大，频率大，则波长比后者的短，故D错误。

8．（2019·

长沙一模）放射性元素92238U的衰变途径有多种可能，其中一种途径为92238U

Th

Pa，下列关于该种衰变途径的说法正确的是（　　）

A．衰变式中的x＝234，y＝235

B.92238U→90xTh衰变的实质是核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子

C．90xTh→91yPa衰变的实质是核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子

D．衰变过程中电荷数和质量数守恒，但能量不守恒

选C　由质量数、电荷数守恒可得：

x＝238－4＝234，y＝x＝234，故A错误；

92238U→90xTh衰变的实质是产生了α粒子，故B错误；

90xTh→91yPa衰变的实质是核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子，故C正确；

衰变过程中电荷数与质量数守恒，能量也守恒，故D错误。

9．（2019·

河南名校大联考）电影《流浪地球》火爆19年春节假期，成为大家热议的话题。

影片中提到太阳大约在几十亿年后，会逐渐进入红巨星时期，核心温度逐渐升高，当升至某一温度时，太阳内部的氦元素开始聚变成碳，即氦闪。

氦闪的核反应方程为324He→126C，已知126C和24He的质量分别为mC＝12.0000u和mHe＝4.0026u，1u＝931MeV/c2，c为光速。

则太阳在发生氦闪过程中释放的能量约为（　　）

A．5MeV　　　　　　B．7MeV

C．10MeVD．14MeV

选B　由ΔE＝Δmc2知ΔE＝（3mHe－mC）·

c2，Δm＝3mHe－mC＝0.0078u，则：

ΔE＝0.0078×

931MeV≈7MeV，故B选项符合题意。

10.氢原子的能级如图所示，一个处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是（　　）

A．氢原子可能发出3种不同频率的光

B．已知钾的逸出功为2.22eV，则氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子可以从金属钾的表面打出光电子

C．氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级释放的光子能量最小

D．氢原子由n＝3能级跃迁到n＝1能级时，产生的光子频率最高，波长最短

选D　一个处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁，最多可辐射出两种频率的光子，即n＝3能级→n＝2能级，n＝2能级→n＝1能级，选项A错误；

氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子能量为E32＝－1.51eV－（－3.40eV）＝1.89eV<

2.22eV，则氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子不能从金属钾的表面打出光电子，选项B错误；

氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，能级差最小，释放的光子能量最小，选项C错误；

氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝1的能级时，能级差最大，辐射出的光的频率最高，波长最短，故D正确。

11．如图1所示为研究光电效应的实验装置示意图，在电极K、A之间加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在K、A之间就形成了使光电子减速的电场。

现用不同频率的光源照射阴极K，调节滑动变阻器改变反向电压的值，当电流表示数恰好为零时，记下所加反向电压U的值和对应照射光的频率，作出反向电压U随入射光频率ν变化的图线如图2所示。

下列说法正确的是（　　）

A．该金属的截止频率为4.25×

1014Hz

B．该金属的截止频率为5.5×

C．该图线的斜率表示普朗克常量

D．该金属的逸出功为0.52eV

选A　从图像上可以看出，当遏止电压为零时，此时刚好发生光电效应，即该金属的截止频率为4.25×

1014Hz，故A对B错；

因为图像是关于Uν的图像，所以图像的斜率代表的是

，故C错；

根据eU＝hν－W，当U＝0时hν＝W，再结合图像可知该金属的逸出功为1.7eV，故D错。

12.（2019·

衡阳联考）在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出某种粒子，结果得到一张两个相切圆1和2的径迹照片，如图所示。

已知两个相切圆半径分别为r1、r2。

A．原子核可能发生α衰变，也可能发生β衰变

B．径迹2可能是衰变后新核的径迹

C．若衰变方程是92238U→90234Th＋24He，则衰变后新核和射出的粒子的动能之比为117∶2

D．若衰变方程是92238U→90234Th＋24He，则r1∶r2＝1∶45

选D　原子核衰变过程系统动量守恒，由动量守恒定律可知，衰变生成的新核和粒子的动量方向相反，速度方向相反，由左手定则可知，若生成的新核和粒子电性相反则在磁场中的轨迹为内切圆，若电性相同则在磁场中的轨迹为外切圆，所以由图像可知新核与粒子电性相同，故A错误；

核反应过程系统动量守恒，原子核原来静止，初动量为零，由动量守恒定律可知，原子核衰变生成的新核和粒子的动量p大小相等，方向相反，在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：

qvB＝m

，解得：

r＝

，由于p、B相同，则电荷量q越大，轨道半径越小，由于新核的电荷量大，所以新核的半径小于粒子的轨道半径，所以r2为粒子的运动轨迹，故B错误；

由动能与动量的关系Ek＝

，可知动能之比等于质量的反比，即为2∶117，故C错误；

由B项分析知，r1∶r2＝2∶90＝1∶45，故D正确。

13．[多选]关于近代物理，下列说法正确的是（　　）

A．放射性元素的半衰期与压强有关，压强越高，半衰期越大

B．光电效应中，光电子的最大初动能与照射光光子能量成正比

C．比结合能是结合能与核子数之比，比结合能越大，原子核越稳定

D．一个处于n＝6的激发态的氢原子向低能级跃迁时最多能辐射出5种不同频率的光

选CD　放射性元素的半衰期与外部的物理条件以及所处的化学状态均无关，选项A错误；

根据爱因斯坦光电效应方程Ekm＝hν－W，光电效应中，光电子的最大初动能Ekm随照射光光子能量hν的增大而增大，但不是成正比关系，选项B错误；

比结合能是结合能与核子数之比，比结合能越大，原子核分解核子需要的能量越大，原子核越稳定，选项C正确；

一个处于n＝6的激发态的氢原子向低能级跃迁时最多能辐射出5种不同频率的光，选项D正确。

14．（2019·

唐山模拟）用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示，实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，图线与横轴交点的横坐标为5.15×

1014Hz。

已知普朗克常量h＝6.63×

10－34J·

s。

下列说法中正确的是（　　）

A．欲测遏止电压，应选择电源左端为正极

B．当电源左端为正极时，滑动变阻器的滑片向右滑动，电流表的示数持续增大

C．增大照射光的强度，产生的光电子的最大初动能一定增大

D．如果实验中入射光的频率ν＝7.00×

1014Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek＝1.2×

10－19J

选D　遏止电压产生的电场对电子起阻碍作用，则电源右端为正极，故A错误；

当电源左端为正极时，将滑动变阻器的滑片从图示位置向右滑动的过程中，电压增大，光电流增大，当电流达到饱和值时，电流不再增大，即电流表读数的变化是先增大，后不变，故选项B错误；

光电子的最大初动能与入射光的频率和金属的逸出功有关，与入射光的强度无关，故选项C错误；

根据图像可知，铷的截止频率νc＝5.15×

1014Hz，根据hνc＝W0，可求出该金属的逸出功大小W0＝6.63×

10－34×

5.15×

1014J＝3.41×

10－19J，根据光电效应方程Ekm＝hν－W0，当入射光的频率为ν＝7.00×

1014Hz时，最大初动能为：

Ekm＝6.63×

7.0×

1014J－3.41×

10－19J＝1.2×

10－19J，故选项D正确。

15．[多选]如图为英国物理学家查德威克发现中子的实验示意图，利用钋（84210Po）衰变放出的α粒子轰击铍（49Be）时产生了未知射线。

查德威克曾用这种射线分别轰击氢原子（11H）和氮原子（714N），结果打出了一些氢核和氮核。

他测量了被打出的氢核和氮核的速度，并认为速度最大的氢核和氮核是由未知射线中的粒子分别与它们发生弹性正碰的结果。

设氢核的最大速度为vH，氮核的最大速度为vN，氢核和氮核在未被打出前可认为是静止的。

查德威克运用能量和动量的知识推算了这种未知粒子的质量。

设氢原子的质量为m，以下说法正确的是（　　）

A．钋的衰变方程为84210Po→82208Pb＋24He

B．图中粒子A是中子

C．未知粒子的质量为

m

D．未知粒子的质量为

选BC　根据质量数和电荷数守恒可知，钋的衰变方程是错误的，选项A错误；

根据题意可知，图中不可见粒子A是中子，选项B正确；

氢原子的质量为m，则氮核的质量为14m，设未知射线粒子的质量为m0，碰前速度为v0，则由动量守恒和能量守恒可知：

m0v0＝m0v1＋mvH；

m0v02＝

m0v12＋

mvH2，联立解得：

vH＝

；

同理未知射线与氮核碰撞时，氮核的速度：

vN＝

由两式可得：

m0＝

m，故选项C正确，D错误。