物理高考新素養(yǎng)總復(fù)習教科版講義第十二章原子結(jié)構(gòu)和原子核波粒二象性章末質(zhì)量檢測（十二）Word版含答案

章末質(zhì)量檢測(十二)(時間：50分鐘)一、選擇題(本題共13小題。1～8題為單項選擇題，9～13題為多項選擇題)1.下列說法正確的是()A.實物的運動有特定的軌道，所以實物不具有波粒二象性B.康普頓效應(yīng)說明光子既有能量又有動量C.光是高速運動的微觀粒子，單個光子不具有波粒二象性D.宏觀物體的物質(zhì)波波長非常小，極易觀察到它的波動解析由德布羅意理論知，宏觀物體的德布羅意波的波長太小，實際很難觀察到波動性，但仍具有波粒二象性，選項A、D錯誤；康普頓效應(yīng)說明光子除了具有能量之外還有動量，選項B正確；波粒二象性是光子的特性，單個光子也具有波粒二象性，選項C錯誤。答案B2.下列與α粒子相關(guān)的說法中正確的是()A.天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的α射線速度與光速相當，貫穿能力很強B.eq\o\al(238,92)U(鈾238)核放出一個α粒子后就變?yōu)閑q\o\al(234,90)Th(釷234)C.高速α粒子轟擊氮核可從氮核中打出中子，核反應(yīng)方程為eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(17,7)N→eq\o\al(16,8)O＋eq\o\al(1,0)nD.丹麥物理學(xué)家玻爾進行了α粒子散射實驗并首先提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型解析天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的α射線的速度約為光速的eq\f(1,10)，穿透能力不強，A錯誤；根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，eq\o\al(238,92)U(鈾238)核放出一個α粒子后就變?yōu)閑q\o\al(234,90)Th(釷234)，B正確；高速α粒子轟擊氮核可從氮核中打出質(zhì)子，核反應(yīng)方程為eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H，C錯誤；盧瑟福進行了α粒子散射實驗并首先提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，D錯誤。答案B3.如圖1所示為氫原子的能級結(jié)構(gòu)示意圖，一群氫原子處于n＝3的激發(fā)態(tài)，在向較低能級躍遷的過程中向外輻射出光子，用這些光子照射逸出功為2.49eV的金屬鈉。下列說法中正確的是()圖1A.這群氫原子能輻射出三種不同頻率的光，其中從n＝3能級躍遷到n＝2能級所發(fā)出的光波長最短B.這群氫原子在輻射光子的過程中電子繞核運動的動能減小，電勢能增大C.能發(fā)生光電效應(yīng)的光有三種D.金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動能是9.60eV解析這群氫原子向低能級躍遷有三種可能，從n＝3到n＝2放出光子波長最長，A錯誤；因向低能級躍遷電場力做正功，電勢能減小，動能增大，B錯誤；能使鈉發(fā)生光電效應(yīng)只有兩種，能量為12.09eV和10.20eV，C錯誤；最大初動能Ek＝12.09eV－2.49eV＝9.60eV，D正確。答案D4.根據(jù)所給圖片結(jié)合課本相關(guān)知識，下列說法正確的是()圖2A.圖甲是電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣，證明電子具有粒子性B.圖乙是利用不同氣體制成的五顏六色的霓虹燈，原因是各種氣體原子的能級不同，躍遷時發(fā)射光子的能量不同，光子的頻率不同C.圖丙是工業(yè)上使用的用射線檢測金屬板厚度的裝置，在α、β、γ三種射線中，最有可能使用的射線是β射線D.圖丁是原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)A的關(guān)系圖像，由圖可知中等大小的核的比結(jié)合能最大，即(核反應(yīng)中)平均每個核子的質(zhì)量虧損最小解析題圖甲是電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣，證明電子具有波動性，選項A錯誤；題圖乙是利用不同氣體制成的五顏六色的霓虹燈，原因是各種氣體原子的能級不同，躍遷時發(fā)射光子的能量不同，光子的頻率不同，選項B正確；題圖丙是工業(yè)上使用的用射線檢測金屬板厚度的裝置，在α、β、γ三種射線中，由于γ射線穿透能力最強，最有可能使用的射線是γ射線，選項C錯誤；題圖丁是原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)A的關(guān)系圖像，可知中等大小的核的比結(jié)合能最大，即在核子結(jié)合成原子核時平均每個核子釋放的能量最大，平均每個核子的質(zhì)量虧損最大，選項D錯誤。答案B5.關(guān)于核反應(yīng)方程eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋X＋ΔE(ΔE為釋放的核能，X為新生成的粒子)，已知eq\o\al(234,90)Th的半衰期為1.2min，則下列說法正確的是()A.此反應(yīng)為β衰變B.eq\o\al(234,91)Pa核和eq\o\al(234,90)Th核具有相同的質(zhì)量C.eq\o\al(234,91)Pa不具有放射性D.64g的eq\o\al(234,90)Th經(jīng)過6min還有1geq\o\al(234,90)Th尚未衰變解析根據(jù)核反應(yīng)方程質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可判斷出X為eq\o\al(0,－1)e，所以此反應(yīng)為β衰變，A正確；eq\o\al(234,91)Pa核與eq\o\al(234,90)Th核質(zhì)量并不同，B錯誤；根據(jù)化學(xué)元素周期表及化學(xué)知識知，eq\o\al(234,91)Pa為放射性元素，C錯誤；利用半衰期公式m余＝(eq\f(1,2))eq\f(t,τ)m原，解得m余＝2g，則D錯誤。答案A6.如圖3是光電管的原理圖。已知當有波長為λ0的光照到陰極K上時，電路中有光電流，則()圖3A.若增加電路中電源電壓，電路中光電流一定增大B.若將電源極性反接，電路中一定沒有光電流產(chǎn)生C.若換用波長為λ1(λ1>λ0)的光照射陰極K時，電路中一定沒有光電流D.若換用波長為λ2(λ2<λ0)的光照射陰極K時，電路中一定有光電流解析若光電流已經(jīng)達到飽和，增加電路中電源電壓，電路中光電流也不再增大，選項A錯誤；將電源極性反接，若加在光電管上的電壓小于遏止電壓，電路中仍然有光電流產(chǎn)生，選項B錯誤；換用波長為λ1(λ1>λ0)的光照射陰極K時，即便光子的能量小，但若波長小于極限波長，仍然有光電流產(chǎn)生，選項C錯誤，D正確。答案D7.某金屬在光的照射下產(chǎn)生光電效應(yīng)，其遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系圖像如圖4所示。則由圖像可知()圖4A.入射光頻率越大，該金屬的逸出功越大B.入射光的頻率越大，則遏止電壓越大C.由圖可求出普朗克常量h＝eq\f(U,ν0)D.光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比解析金屬的逸出功只與金屬本身有關(guān)，與入射光的頻率無關(guān)，選項A錯誤；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，由動能定理，eUc＝Ek，聯(lián)立解得Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，由此可知，入射光的頻率越大，則遏止電壓越大，選項B正確；將遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系式Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，對照題給的遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系圖像，可知圖像斜率為eq\f(U,ν0)＝eq\f(h,e)，得出普朗克常量h＝eeq\f(U,ν0)，選項C錯誤；由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，可知光電子的最大初動能與入射光的頻率成線性增大關(guān)系，但不是成正比關(guān)系，選項D錯誤。答案B8.如圖5所示為氫原子能級圖，氫原子中的電子從n＝4能級躍遷到n＝1能級可產(chǎn)生a光；從n＝3能級躍遷到n＝1能級可產(chǎn)生b光，a光和b光的波長分別為λa和λb，a、b兩光照射逸出功為4.5eV的金屬鎢表面均可產(chǎn)生光電效應(yīng)，遏止電壓分別為Ua和Ub，則()圖5A.λa>λbB.Ua<UbC.a光的光子能量為12.55eVD.b光照射金屬鎢產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ekb＝7.59eV解析氫原子中的電子從n＝4能級躍遷到n＝1能級產(chǎn)生a光，a光的光子能量hνa＝Ea＝E4－E1＝12.75eV，氫原子中的電子從n＝3能級躍遷到n＝1能級產(chǎn)生b光，b光的光子能量hνb＝Eb＝E3－E1＝12.09eV，a光的光子能量高，則a光的頻率大，波長小，即λa<λb，選項A、C錯誤；由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0和Ek＝eUc可知，頻率越大，對應(yīng)遏止電壓Uc越大，即Ua>Ub，選項B錯誤；Ekb＝hνb－W0＝7.59eV，選項D正確。答案D9.以下說法正確的是()A.根據(jù)玻爾原子理論可知，氫原子輻射光子后，電子的動能減小B.核反應(yīng)堆中，通過改變鎘棒插入的深度，可以控制核反應(yīng)的速度C.一個原子核在一次衰變中可放出α、β和γ三種射線D.比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定解析根據(jù)玻爾的原子理論，氫原子輻射光子后，電子躍遷到離核較近的軌道上，電子的動能增大，選項A錯誤；根據(jù)鏈式反應(yīng)可知，改變鎘棒插入的深度，可以控制核反應(yīng)的速度，選項B正確；衰變類型有α衰變和β衰變，在一次衰變中可同時放出α射線和γ射線，也可以同時放出β射線和γ射線，不可能同時放出α、β和γ三種射線，選項C錯誤；比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，選項D正確。答案BD10.如圖6為氫原子的能級示意圖，鋅的逸出功是3.34eV，那么對氫原子在能級躍遷過程中發(fā)射或吸收光子的特征認識正確的是()圖6A.一群處于n＝3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，能放出3種不同頻率的光B.一群處于n＝3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，發(fā)出的光照射鋅板，鋅板表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為8.75eVC.用能量為10.3eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)D.用能量為14.0eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子電離解析從n＝3可躍遷到n＝1和n＝2，從n＝2可躍遷到n＝1，A正確；從氫原子高能級向基態(tài)躍遷時發(fā)射的光子能量至少為10.2eV，大于鋅的逸出功3.34eV，最大初動能為(13.6－1.51－3.34)eV＝8.75eV，B正確；光子能量為10.3eV，不等于任意兩能級差，不能使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)，能量為14.0eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子電離，C錯誤，D正確。答案ABD11.一靜止的原子核eq\o\al(238,92)U發(fā)生了某種衰變，衰變方程為eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋X，其中X是未知粒子，下列說法正確的是()A.eq\o\al(238,92)U發(fā)生的是α衰變B.eq\o\al(238,92)U發(fā)生的是β衰變C.衰變后新核eq\o\al(234,90)Th和粒子X的動能相等D.衰變后新核eq\o\al(234,90)Th和粒子X的動量大小相等解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，未知粒子X的質(zhì)量數(shù)為4，電荷數(shù)為2，即未知粒子X是eq\o\al(4,2)He，因此發(fā)生的是α衰變，選項A正確，B錯誤；衰變前后動量守恒，即：0＝pTh－pX，即pTh＝pX，選項D正確；根據(jù)動量與動能的關(guān)系p＝eq\r(2mEk)，由于eq\o\al(234,90)Th和X的質(zhì)量數(shù)不同，因此衰變后新核eq\o\al(234,90)Th和粒子X的動能不同，選項C錯誤。答案AD12.如圖7所示為用某金屬研究光電效應(yīng)規(guī)律得到的光電流隨電壓變化關(guān)系的圖像，用單色光1和單色光2分別照射該金屬時，逸出的光電子的最大初動能分別為Ek1和Ek2，普朗克常量為h，則下列說法正確的是()圖7A.Ek1＜Ek2B.單色光1的頻率比單色光2的頻率高C.增大單色光1的強度，其遏止電壓會增大D.單色光1和單色光2的頻率之差為eq\f(Ek1－Ek2,h)解析由于Ek1＝e|Uc1|，Ek2＝e|Uc2|，所以Ek1<Ek2，選項A正確；由Ek＝hν－W0可知，單色光1的頻率比單色光2的頻率低，選項B錯誤；只增大照射光的強度，光電子的最大初動能不變，因此遏止電壓不變，選項C錯誤；Ek1＝hν1－W0，Ek2＝hν2－W0，得ν1－ν2＝eq\f(Ek1－Ek2,h)，選項D正確。答案AD13.一個靜止的放射性原子核處于勻強磁場中，由于發(fā)生了衰變而在磁場中形成如圖8所示的兩個圓形徑跡，兩圓半徑之比為1∶16，下列判斷正確的是()圖8A.該原子核發(fā)生了α衰變B.反沖原子核在小圓上逆時針運動C.原來靜止的核，其原子序數(shù)為15D.放射性的粒子與反沖核運動周期相同解析衰變后產(chǎn)生的新核——即反沖核及放射的帶電粒子在勻強磁場中均做勻速圓周運動，軌道半徑r＝eq\f(mv,qB)，因反沖核與放射的粒子動量守恒，而反沖核電荷量較大，所以其半徑較小，并且反沖核帶正電荷，由左手定則可以判定反沖核在小圓上做逆時針運動，在大圓上運動的放射粒子在衰變處由動量守恒可知其向上運動，且順時針旋轉(zhuǎn)，由左手定則可以判定一定帶負電荷。因此，這個衰變?yōu)棣滤プ?，放出的粒子為電子，衰變方程為eq\o\al(M,Q)A→eq\o\al(M′,Q′)B＋eq\o\al(0,－1)e，選項A錯誤，選項B正確；由兩圓的半徑之比為1∶16可知，B核的核電荷數(shù)為16。原來的放射性原子核的核電荷數(shù)為15，其原子序數(shù)為15。即A為P(磷)核，B為S(硫)核，選項C正確；由周期公式T＝eq\f(2πm,qB)可知，因電子與反沖核的比荷不同，它們在勻強磁場中做勻速圓周運動的周期不相同，反沖核的周期較大，選項D錯誤。答案BC二、非選擇題14.(2017·北京理綜)在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，一個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