專題11--波粒二象性、原子結(jié)構(gòu)和原子核(選修3-5)-2017年高考題和高考模擬題物理分項(xiàng)版匯編

1、1【2017·天津卷】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)目的重大奉獻(xiàn)。以下核反應(yīng)方程中屬于聚變反應(yīng)的是A BC D【答案】A【考點(diǎn)定位】核反應(yīng)的種類【名師點(diǎn)睛】此題的關(guān)鍵是知道核反應(yīng)的分類，區(qū)別衰變和核反應(yīng)。2【2017·新課標(biāo)卷】大科學(xué)工程“人造太陽”主要是將氘核聚變反應(yīng)釋放的能量用來發(fā)電。氘核聚變反應(yīng)方程是。已知的質(zhì)量為2.013 6 u，的質(zhì)量為3.015 0 u，的質(zhì)量為1.008 7 u，1 u=931 MeV/c2。氘核聚變反應(yīng)中釋放的核能約為A3.7 MeV B3.3 MeV C2.7 MeV D0.9

2、3 MeV【答案】B【解析】根據(jù)質(zhì)能方程，釋放的核能，則，故B正確，ACD 錯(cuò)誤?！究键c(diǎn)定位】質(zhì)能方程【名師點(diǎn)睛】此題考查質(zhì)能方程，注意原子核的質(zhì)量單位不是kg，由質(zhì)能方程求核能時(shí)要細(xì)心。3【2017·江蘇卷】原子核的比結(jié)合能曲線如下列圖，根據(jù)該曲線，以下判斷中正確的有 A核的結(jié)合能約為14 MeVB核比核更穩(wěn)定C兩個(gè)核結(jié)合成核時(shí)釋放能量D核中核子的平均結(jié)合能比核中的大【答案】BC【考點(diǎn)定位】比結(jié)合能 結(jié)合能【名師點(diǎn)睛】此題主要是要理解比結(jié)合能的含義，知道結(jié)合能與比結(jié)合能的區(qū)分與關(guān)系以及在核反應(yīng)過程中由比結(jié)合能小的反應(yīng)生成比結(jié)合能大的要釋放能量4【2017·新課標(biāo)卷】在光電

3、效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，分別用頻率為a、b的單色光a、b照射到同種金屬上，測(cè)得相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub、光電子的最大初動(dòng)能分別為Eka和Ekb。h為普朗克常量。以下說法正確的選項(xiàng)是A假設(shè)a>b，則一定有Ua<UbB假設(shè)a>b，則一定有Eka>EkbC假設(shè)Ua<Ub，則一定有Eka<EkbD假設(shè)a>b，則一定有haEka>hbEkb【答案】BC【解析】由愛因斯坦光電效應(yīng)方程，又由動(dòng)能定理有，當(dāng)時(shí)，A錯(cuò)誤，B正確；假設(shè)，則有，C正確；同種金屬的逸出功不變，則不變，D錯(cuò)誤?！究键c(diǎn)定位】光電效應(yīng)【名師點(diǎn)睛】此題主要考查光電效應(yīng)。發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率

4、大于金屬的極限頻率，光的強(qiáng)弱只影響單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)目；光電子的最大初動(dòng)能和遏止電壓由照射光的頻率和金屬的逸出功決定；逸出功由金屬本身決定，與光的頻率無關(guān)。5【2017·北京卷】2017年年初，我國(guó)研制的“大連光源”極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長(zhǎng)在100 nm1 nm=109 m附近連續(xù)可調(diào)的世界上最強(qiáng)的極紫外激光脈沖。大連光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮重要作用。一個(gè)處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個(gè)分子，但又不會(huì)把分子打碎。據(jù)此判斷，能夠電離一個(gè)分子的能量約為取普朗克常量h=6.6×1034 J

5、3;s，真空光速c=3×108 m/sA1021 J B1018 J C1015 J D1012 J【答案】B【考點(diǎn)定位】光子的能量、電離【名師點(diǎn)睛】根據(jù)題意可知光子的能量足以電離一個(gè)分子，因此該光子的能量應(yīng)比該分子的電離能大，同時(shí)又不能把分子打碎，因此兩者能量具有相同的數(shù)量級(jí)，不能大太多。6【2017·新課標(biāo)卷】一靜止的鈾核放出一個(gè)粒子衰變成釷核，衰變方程為。以下說法正確的選項(xiàng)是A衰變后釷核的動(dòng)能等于粒子的動(dòng)能B衰變后釷核的動(dòng)量大小等于粒子的動(dòng)量大小C鈾核的半衰期等于其放出一個(gè)粒子所經(jīng)歷的時(shí)間D衰變后粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量【答案】B【解析】根據(jù)動(dòng)量守恒定

6、律可知，生成的釷核的動(dòng)量與粒子的動(dòng)量等大反向，選項(xiàng)B正確；根據(jù)可知，衰變后釷核的動(dòng)能小于粒子的動(dòng)能，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；鈾核的半衰期等于一半數(shù)量的鈾核衰變需要的時(shí)間，而放出一個(gè)粒子所經(jīng)歷的時(shí)間是一個(gè)原子核衰變的時(shí)間，故兩者不等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于該反應(yīng)放出能量，由質(zhì)能方程可知，衰變后粒子與釷核的質(zhì)量之和小于衰變前鈾核的質(zhì)量，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選B?！究键c(diǎn)定位】半衰期；動(dòng)量守恒定律；質(zhì)能方程【名師點(diǎn)睛】此題考查了原子核的反沖問題以及對(duì)半衰期的理解；對(duì)于有能量放出的核反應(yīng)，質(zhì)量數(shù)守恒，但是質(zhì)量不守恒；知道動(dòng)量和動(dòng)能的關(guān)系。7【2017·江蘇卷】質(zhì)子和粒子被加速到相同動(dòng)能時(shí)，質(zhì)子的動(dòng)量 選填“大于”、“

7、小于”或“等于”粒子的動(dòng)量，質(zhì)子和粒子的德布羅意波波長(zhǎng)之比為 【答案】小于 2:1【考點(diǎn)定位】物質(zhì)波【名師點(diǎn)睛】考查公式，動(dòng)量與動(dòng)能的關(guān)系以及物質(zhì)的波的波長(zhǎng)和公式，較容易8【2017·北京卷】18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)生了一次衰變。放射出的粒子在與磁場(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分別表示粒子的質(zhì)量和電荷量。1放射性原子核用表示，新核的元素符號(hào)用Y表示，寫出該衰變的核反應(yīng)方程。2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)該衰變過程釋放的核能都轉(zhuǎn)為為粒子和新核的動(dòng)能，新核的質(zhì)量為M，求衰變過程的質(zhì)量虧損

8、m?！敬鸢浮? 2 3【解析】1根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒可知，該衰變的核反應(yīng)方程為2設(shè)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小為v，由洛倫茲力提供向心力有根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的參量關(guān)系有得粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期根據(jù)電流強(qiáng)度定義式，可得環(huán)形電流大小為3由，得設(shè)衰變后新核Y的速度大小為v，核反應(yīng)前后系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有Mvmv=0可得根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程和能量守恒定律有解得說明：假設(shè)利用解答，亦可?！究键c(diǎn)定位】核反應(yīng)方程、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)量守恒定律、愛因斯坦質(zhì)能方程、能量守恒定律【名師點(diǎn)睛】1無論哪種核反應(yīng)方程，都必須遵循質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒。2衰變的生成物是兩種帶電荷量不同的“帶電粒子”，反應(yīng)前后

9、系統(tǒng)動(dòng)量守恒，因此反應(yīng)后的兩產(chǎn)物向相反方向運(yùn)動(dòng)，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，受洛倫茲力作用將各自做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且兩軌跡圓相外切，應(yīng)用洛倫茲力計(jì)算公式和向心力公式即可求解運(yùn)動(dòng)周期，根據(jù)電流強(qiáng)度的定義式可求解電流大小。3核反應(yīng)中釋放的核能應(yīng)利用愛因斯坦質(zhì)能方程求解，在結(jié)合動(dòng)量守恒定律與能量守恒定律即可解得質(zhì)量虧損。1【2017·山西省晉城市高三二?！恳韵聦?duì)原子核及其性質(zhì)的描述正確的選項(xiàng)是A假設(shè)使放射性物體的溫度升高，其半衰期將減小B原子核發(fā)生一次衰變，該原子核外層就失去一個(gè)電子C比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定D粒子散射實(shí)驗(yàn)說明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)【答案】C【解析】半衰期與外界環(huán)境無關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤； 原子核

10、發(fā)生一次衰變，生成的新核盒內(nèi)增加一個(gè)質(zhì)子，減少一個(gè)中子，選項(xiàng)B錯(cuò)誤； 比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，選項(xiàng)C正確；放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選C2【2017·日照市高三下學(xué)期二?！恳韵抡f法正確的選項(xiàng)是A氡的半衰期是38天，所以10個(gè)氡原子核經(jīng)過38天一定還剩5個(gè)B太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核裂變反應(yīng)C核子憑借核力結(jié)合在一起構(gòu)成原子核D溫度越高，放射性元素衰變?cè)娇臁敬鸢浮緾3【2017·廣東省惠州市4月模擬】 氫原子從能級(jí)A躍遷到能級(jí)B，吸收頻率 1的光子，從能級(jí)A躍遷到能級(jí)C釋放頻率 2的光子，假設(shè) 2 1則當(dāng)它從能級(jí)C躍遷到能級(jí)B將A吸收頻率

11、為 2 +1的光子 B吸收頻率為 2 1的光子C放出頻率為2 + 1的光子D放出頻率為 2 1的光子【答案】A【解析】從能級(jí)A躍遷到能級(jí)B，吸收頻率 1的光子，AB的能極差為h1，且能級(jí)B的能量高于能級(jí)A的能量；從能級(jí)A躍遷到能級(jí)C釋放頻率 2的光子，AC的能極差為h2，且能級(jí)A的能量高于能級(jí)C的能量；所以C的能級(jí)低于B的能級(jí)，兩者的能級(jí)差為h1+h2，所以從能級(jí)C躍遷到能級(jí)B時(shí)，吸收光子，有h3=h1+h2，所以3=1+2故A正確?！久麕燑c(diǎn)睛】解決此題的關(guān)鍵知道能級(jí)差與光子頻率的關(guān)系Em-En=h以及知道高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，釋放光子，從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷，吸收光子 4【2017&#

12、183;河南省南陽、信陽等六市高三第二次聯(lián)考】以下說法正確的選項(xiàng)是A在光電效應(yīng)中，光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率成正比B如果一個(gè)氫原子處于n=3的能級(jí)，它自發(fā)躍遷時(shí)最多能發(fā)出3種不同頻率的光C放射性元素發(fā)生一次衰變，原子序數(shù)增加1D核電站是利用輕核的聚變發(fā)電的【答案】C5【2017·安徽省江淮十校第三次聯(lián)考】關(guān)于質(zhì)量虧損和原子核的結(jié)合能以下說法正確的選項(xiàng)是( )A原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子釋放的能量B一重原子核衰變成粒子和另一原子核，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來重核的結(jié)合能C核子結(jié)合成原子核時(shí)會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量虧損，虧損的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為釋放的能量D原子核的平均結(jié)合能越大，則原子

13、核中核子的平均質(zhì)量就越小，在核子結(jié)合成原子核時(shí)平均每個(gè)核子的質(zhì)量虧損就越小【答案】B【解析】根據(jù)結(jié)合能的定義可知，分散的核子組成原子核時(shí)放出的能量叫做原子核結(jié)合能，所以從理論上來說，原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，故A錯(cuò)誤；一重原子核衰變成粒子和另一原子核，該過程中要釋放能量，所以衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來重核的結(jié)合能故B正確；核子結(jié)合成原子核時(shí)會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量虧損，質(zhì)量虧損以能量的形式釋放出來，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；原子核的平均結(jié)合能越大，則原子核中核子的平均質(zhì)量原子核的質(zhì)量除以核子數(shù)就越小，平均每個(gè)核子的質(zhì)量虧損就越多，D錯(cuò)誤；故選B點(diǎn)睛：此題考查了結(jié)合能的知識(shí)，知道當(dāng)核子結(jié)

14、合成原子核時(shí)有質(zhì)量虧損，要釋放一定能量，原子核的平均結(jié)合能越大，表示原子核的核子結(jié)合得越牢固6【2017·四川省涼山州高三第三次診斷】關(guān)于原子核反應(yīng)，以下描述正確的選項(xiàng)是 A溫度升高，放射性元素衰變的半衰期減小B放射性物質(zhì)92238U發(fā)生衰變所釋放的電子來源于核外電子C90232Th經(jīng)過6次衰變、4次 衰變后變成82208PbD用中子轟擊鈾核，產(chǎn)生幾個(gè)中等質(zhì)量原子核的現(xiàn)象屬于核聚變【答案】C【解析】A、放射性元素的半衰期不隨溫度、狀態(tài)及化學(xué)變化而改變，是由原子核內(nèi)部本身決定的，A錯(cuò)誤；B、衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的，B錯(cuò)誤；C、發(fā)生衰變是放出42He，發(fā)

15、生衰變是放出電子01e，設(shè)發(fā)生了x次衰變和y次衰變，則根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒有：，4x+208=232，解得，故衰變過程中共有6次衰變和4次衰變，C正確； D、用中子轟擊鈾核，產(chǎn)生幾個(gè)中等質(zhì)量原子核的現(xiàn)象屬于核裂變，D錯(cuò)誤；故選C。7【2017·鄭州市第三次質(zhì)量預(yù)測(cè)】在人類對(duì)微觀世界進(jìn)行探索的過程中，科學(xué)實(shí)驗(yàn)起到了非常重要的作用。以下說法符合歷史事實(shí)的是A普朗克通過對(duì)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的研究，確定了光的粒子性B湯姆孫通過陰極射線在電、磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了原子內(nèi)部存在電子C貝克勒爾通過對(duì)天然放射現(xiàn)象的研究，發(fā)現(xiàn)了原子中存在原子核D盧瑟福通過a粒子轟擊氮核的實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了在原子核內(nèi)部存在中子

16、【答案】B8【2017·廣東省揭陽市高三二?！?以下說法中正確的選項(xiàng)是A粒子散射實(shí)驗(yàn)是盧瑟福建立原子核式結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù)B根據(jù)玻爾理論，氫原子輻射出一個(gè)光子后，氫原子的電勢(shì)能增大C在光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，入射光的強(qiáng)度增大，光電子的最大初動(dòng)能也增大D83210Bi 的半衰期是5天，12 g83210Bi經(jīng)過15天衰變后剩余的質(zhì)量為15 g【答案】AD【名師點(diǎn)睛】粒子散射實(shí)驗(yàn)提出盧瑟福建立原子核式結(jié)構(gòu)模型；根據(jù)牛頓第二定律，由庫侖力提供向心力可知，輻射出一個(gè)光子后氫原子的電勢(shì)能與核外電子的運(yùn)動(dòng)速度的變化；光電子的最大初動(dòng)能；根據(jù)半衰期的定義，即可求解。9【2017·山西省太原市高

17、三二?！咳鐖D是氫原子的能級(jí)示意圖。當(dāng)氫原子從n=4的能級(jí)躍遷到n=3的能級(jí)時(shí)，輻射出光子a；從n=3的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)，輻射出光子b。以下判斷正確的選項(xiàng)是A在真空中光子a的波長(zhǎng)大于光子b的波長(zhǎng)B光子b可使氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)C光子a可能使處于n=4能級(jí)的氫原子電離D大量處于n=3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多輻射2種不同譜線【答案】A【解析】氫原子從n=4的能級(jí)躍遷到n=3的能級(jí)的能極差小于從n=3的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)的能極差，根據(jù)Em-En=h知，光子a的能量小于光子b的能量，所以a光的頻率小于b光的頻率，光子a的波長(zhǎng)大于光子b的波長(zhǎng)，故A正確；光子b的能量小于基態(tài)與任一激發(fā)態(tài)的能級(jí)差，所以不能被基態(tài)的原子吸收，故B錯(cuò)誤；根據(jù)Em-En=h可求光子a的能量小于n=4能級(jí)的電離能，所以不能使處于n=4能級(jí)的氫原子電離，C錯(cuò)誤；大量處于n=3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多輻射3種不同譜線，故D錯(cuò)誤。10【2017·湖南省永州市高三三?！咳缦铝袌D是玻爾為解釋氫原子光譜畫出的氫原子能級(jí)示意圖。大量處于n3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷放出假設(shè)干頻率的光子，設(shè)普朗克常量為h，以下說法正確的選項(xiàng)是A能產(chǎn)生3種不同頻率的光子B產(chǎn)生的光子的最大頻率為E3-E1hC當(dāng)氫原子從能