2019年高考物理總復習 第十三章 第3講 原子結(jié)構(gòu) 原子核 新人教版選修3-5.doc

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2019年高考物理總復習 第十三章 第3講 原子結(jié)構(gòu) 原子核 新人教版選修3-5 1．一個氫原子從n＝3能級躍遷到n＝2能級，該氫原子 (　　)． A．放出光子，能量增加 B．放出光子，能量減少 C．吸收光子，能量增加 D．吸收光子，能量減少 解析　氫原子從高能級向低能級躍遷時，放出光子，能量減少，故選項B正確，選項A、C、D錯誤． 答案　B 2．在軋制鋼板時需要動態(tài)地監(jiān)測鋼板厚度，其檢測裝置由放射源、探測器等構(gòu)成，如圖1所示．該裝置中探測器接收到的是(　　)． 圖1 A．X射線 B．α射線 C．β射線 D．γ射線 解析　放射源發(fā)出的只有α、β、γ三種射線，故選項A錯誤．在α、β、γ三種射線中，只有γ射線能穿透鋼板，故選項B、C錯誤，D正確． 答案　D 3．居室裝修中經(jīng)常用到的花崗巖都不同程度地含有放射性元素(含鈾、釷等)，會釋放出α、β、γ射線，這些射線會導致細胞發(fā)生癌變及呼吸道疾?。鶕?jù)有關(guān)放射性知識判斷下列說法中正確的是(　　)． A．α射線是發(fā)生α衰變時產(chǎn)生的，生成核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了4個 B．β射線是發(fā)生β衰變時產(chǎn)生的，生成核與原來的原子核相比，質(zhì)量數(shù)減少了1個 C．γ射線是發(fā)生γ衰變時產(chǎn)生的，生成核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了1個 D．在α、β、γ三種射線中，γ射線的穿透能力最強、電離能力最弱 解析　α射線是發(fā)生α衰變時產(chǎn)生的，生成核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了2個，A錯；β射線是發(fā)生β衰變時產(chǎn)生的，生成核與原來的原子核相比，質(zhì)量數(shù)不變，中子數(shù)減少了1個，B錯；γ射線是伴隨著α、β衰變產(chǎn)生的，穿透能力最強，電離能力最弱，C錯，D正確． 答案　D 4．氫原子的核外電子由離原子核較遠的軌道躍遷到離核較近的軌道上時，下列說法中正確的是(　　) A．氫原子的能量增加 B．氫原子的能量減少 C．氫原子要吸收一定頻率的光子 D．氫原子要放出一定頻率的光子 解析 氫原子的核外電子離原子核越遠，氫原子的能量(包括動能和勢能)越大．當氫原子的核外電子由離原子核較遠的軌道躍遷到離核較近的軌道上時，原子的能量減少，氫原子要放出一定頻率的光子．顯然，選項B、D正確． 答案 BD 5．氘核、氚核、中子、氦核的質(zhì)量分別是m1、m2、m3和m4，如果氘核和氚核結(jié)合生成氦核，則下列說法中正確的是(　　)． A．核反應方程式為H＋H→He＋n B．這是一個裂變反應 C．核反應過程中的質(zhì)量虧損Δm＝m1＋m2－m3 D．核反應過程中釋放的核能ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2 解析　由氘核和氚核的結(jié)合以及電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒可知選項A正確；該核反應為聚變反應，選項B錯誤；核反應過程中的質(zhì)量虧損為Δm＝m1＋m2－m3－m4，選項C錯誤；由愛因斯坦質(zhì)能方程可知核反應過程中釋放的核能ΔE＝Δmc2，可知選項D正確． 答案　AD 6．在花崗巖、大理石等裝飾材料中，都不同程度地含有放射性元素，下列有關(guān)放射性元素的說法中正確的是(　　)． A．β射線與γ射線一樣都是電磁波，但穿透本領(lǐng)遠比γ射線弱 B．氡的半衰期為3.8天，4個氡原子核經(jīng)過7.6天后就一定只剩下1個氡原子核 C.U衰變成Pb要經(jīng)過6次β衰變和8次α衰變 D．放射性元素發(fā)生β衰變時所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時產(chǎn)生的 解析　β射線是電子流，γ射線才是電磁波，選項A錯；半衰期的意義只有對大量原子核才成立，選項B錯；U衰變成Pb，質(zhì)量數(shù)減少了32，因此發(fā)生了＝8次α衰變，α衰變8次則核電荷數(shù)要減少16，實際核電荷數(shù)減少10，因此發(fā)生了16－10＝6次β衰變，C正確；β 衰變時所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時產(chǎn)生的，D正確． 答案　CD 7．氦3與氘的核聚變發(fā)電不產(chǎn)生溫室氣體，不產(chǎn)生放射性物質(zhì)，是一種十分清潔、安全和環(huán)保的能源，開發(fā)月壤中蘊藏豐富的氦3資源，對人類社會今后的可持續(xù)發(fā)展具有深遠意義．該核反應可表示為He＋H→Li＋X(X表示某種粒子)，若He、H和Li的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，則下列選項正確的是 (　　)． A．X為中子 B．這種核反應在月球上可自發(fā)進行 C．高速的X粒子可以用來工業(yè)探傷 D．該反應釋放的核能ΔE<(m1＋m2－m3)c2 解析　由電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可得X為n，A正確；輕核聚變又稱熱核反應，必須在高溫下進行，不能在月球上自發(fā)進行，B錯誤；能夠用來工業(yè)探傷的是γ射線，并非高速中子流，C錯誤；由質(zhì)能方程可知，該反應釋放的核能ΔE＝(m1＋m2－m3－mn)c2<(m1＋m2－m3)c2，D正確． 答案　AD 8．如圖2所示，在氫原子能級圖中，氫原子從各個較高能級躍遷至同一較低能級時，會發(fā)出一系列光譜線，形成譜線系，分別稱為賴曼線系，巴耳末線系，帕邢線系等．在同一譜線系中，下列說法正確的是(　　)． 圖2 A．每一躍遷都會釋放出一個電子，使原子變?yōu)榱Ｗ? B．各種躍遷都會釋放出不同能量的光子 C．各條譜線具有相同的頻率 D．躍遷后原子的能級是相同的 解析　由hν＝Em－En可得，各種不同能級的氫原子從高能級躍遷至低能級，會釋放不同能量(不同頻率)的光子，A、C錯誤，B正確；躍遷后原子的能級相同，D正確． 答案　BD 9．以下是有關(guān)近代物理內(nèi)容的若干敘述，其中正確的是(　　)． A．原子核發(fā)生一次β衰變，該原子外層就失去一個電子 B．一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應，可能是因為這束光的光強太小 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，電子的動能減少，原子的能量也減少 D．天然放射現(xiàn)象中發(fā)出的三種射線是從原子核內(nèi)放出的看不見的射線 解析　原子核發(fā)生一次β衰變，該原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)增加1，原子外層電子數(shù)不變，選項A錯誤；一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應，是因為這束光的頻率太低，選項B錯誤；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，電子的動能減少，但原子的能量增加，選項C錯誤；天然放射現(xiàn)象中發(fā)出的三種射線是從原子核內(nèi)放出的看不見的射線，選項D正確． 答案　D 9．如圖3為氫原子能級的示意圖，現(xiàn)有大量的氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，當向低能級躍遷時輻射出若干不同頻率的光．關(guān)于這些光，下列說法正確的是(　　) 圖3 A．最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的光是由n＝4能級躍遷到n＝1能級產(chǎn)生的 B．頻率最小的光是由n＝2能級躍遷到n＝1能級產(chǎn)生的 C．這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光 D．用n＝2能級躍遷到n＝1能級輻射出的光照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應 解析 最容易發(fā)生衍射的應是波長最長而頻率最小、能量最低的光波，hν＝h＝En－Em，對應躍遷中能級差最小的應為n＝4能級到n＝3能級，故A、B錯誤．由C可知n＝4能級上的氫原子共可輻射出C＝6種不同頻率的光，故C錯誤．根據(jù)hν＝E2－E1及發(fā)生光電效應的條件hν≥W0可知D正確． 答案 D 11．(1)下列描繪兩種溫度下黑體輻射強度與波長關(guān)系的圖中，符合黑體輻射實驗規(guī)律的是(　　)． (2)按照玻爾原子理論，氫原子中的電子離原子核越遠，氫原子的能量________(選填“越大”或“越小”)．已知氫原子的基態(tài)能量為E1(E1<0)，電子質(zhì)量為m，基態(tài)氫原子中的電子吸收一頻率為ν的光子被電離后，電子速度大小為________(普朗克常量為h)． (3)有些核反應過程是吸收能量的．例如，在X＋14 7N―→17 8 O＋11H中，核反應吸收的能量Q＝[(mO＋mH)－(mx＋mN)]c2.在該核反應方程中，X表示什么粒子？X粒子以動能Ek轟擊靜止的14 7N核，若Ek＝Q，則該核反應能否發(fā)生？請簡要說明理由． 解析　(1)根據(jù)黑體輻射的實驗規(guī)律：隨著溫度的升高，各波長的輻射強度都增加，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，可知正確答案為A. (2)根據(jù)玻爾理論可知，氫原子中的電子離核越遠，氫原子的能量越大，由mv2＝hν＋E1可得v＝ . (3)根據(jù)核反應中的質(zhì)量數(shù)守恒及電荷數(shù)守恒可知X粒子為He(α粒子)．不能發(fā)生，因為不能同時滿足能量守恒和動量守恒的要求． 答案　(1)A　(2)越大　　(3)He　不能發(fā)生　因為不能同時滿足能量守恒和動量守恒的要求． 12．(1)產(chǎn)生光電效應時，關(guān)于逸出光電子的最大初動能Ek，下列說法正確的是________． A．對于同種金屬，Ek與照射光的強度無關(guān) B．對于同種金屬，Ek與照射光的波長成反比 C．對于同種金屬，Ek與光照射的時間成正比 D．對于同種金屬，Ek與照射光的頻率成線性關(guān)系 E．對于不同種金屬，若照射光頻率不變，Ek與金屬的逸出功成線性關(guān)系 (2)一靜止的U核經(jīng)α衰變成為Th核，釋放出的總動能為4.27 MeV.問此衰變后Th核的動能為多少MeV(保留一位有效數(shù)字)? 解析　(1)由Ek＝hν－W0知Ek與照射光的強度及照射時間無關(guān)，與ν成線性關(guān)系，故選項A、D正確，C錯誤．由Ek＝－W0可知Ek與λ不成反比，故選項B錯誤．在hν不變的情況下，Ek與W0成線性關(guān)系，故選項E正確． (2)據(jù)題意知：此α衰變的衰變方程為： U→Th＋He， 根據(jù)動量守恒定律得： mαvα＝mThvTh， ① 式中，mα和mTh分別為α粒子和Th核的質(zhì)量，vα和vTh分別為α粒子和Th核的速度的大小，由題設(shè)條件知： mαv＋mThv＝Ek， ② ＝， ③ 式中Ek＝4.27 MeV是α粒子與Th核的總動能． 由①②③式得： mThv＝Ek， ④ 代入數(shù)據(jù)得，衰變后Th核的動能： mThv＝0.07 MeV.⑤ 答案　(1)ADE　(2)0.07 MeV