高考物理大二轮复习 专题五 原子结构与原子核5精练（含解析）-人教版高三全册物理试题.doc

原子结构与原子核(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)选择题(17题为单项选择题，814题为多项选择题)1(2018·天津卷·1)国家大科学工程中国散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台。下列核反应中放出的粒子为中子的是()A.N俘获一个粒子，产生O并放出一个粒子B.Al俘获一个粒子，产生P并放出一个粒子C.B俘获一个质子，产生Be并放出一个粒子D.Li俘获一个质子，产生He并放出一个粒子解析：根据质量数守恒、电荷数守恒，各选项核反应方程如下：A错：NHeOHB对：AlHePnC错：BHBeHeD错：LiHHeHe答案：B2下列说法正确的是()A.Ra衰变为Rn要经过1次衰变和1次衰变B.UnBaKr3n此方程是核裂变方程C.HeBeCX此方程中X是质子D.HHnY此方程中Y是质子解析：设经过x次衰变、y次衰变，则由2262224x,882xy86，解得x1，y0，故A错误；裂变是质量较重的核裂变为质量中等的核，则UnBaKr3n是核裂变方程，故B正确；根据质量数和电荷数守恒知：X为n，即为中子，故C错误；根据质量数和电荷数守恒知：Y为He，即为氦核，故D错误。答案：B3(2018·湖北黄冈二模)关于光的波粒二象性的说法中，正确的是()A一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子B光子与光电子是同样的一种粒子，光波与机械波是同样的一种波C光的波长越短，其波动性越显著；波长越长，其粒子性越显著D光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性解析：光既有波动性，又有粒于性，个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性，不能说有的光是波，有的光是粒子，故A错误；光子是电磁波，而光电子的本质是电子，它们不是同样的一种粒子，光波与机械波也不是同样的一种波，故B错误；光的波长越长，光的波动性越显著，波长越短，光的粒子性越显著，故C错误；干涉与衍射是波特有的现象，所以光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，而光电效应说明光具有粒子性，故D正确。答案：D4下列说法中正确的是()A无论入射光的频率多么低，只要该入射光照射金属的时间足够长，也能产生光电效应B一群处于n4能级的氢原子的核外电子，在由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近的轨道的过程中，最多放出4种不同频率的光子C铀原子核内的某一核子与其他核子间都有核力作用D质子、中子、粒子的质量分别为m1、m2、m3，两个质子和两个中子结合成一个粒子，释放的能量是(2m12m2m3)c2解析：根据光电效应方程：EkmhW0，可知只有当入射光的频率大于极限频率时，才能发生光电效应，与入射的时间无关，选项A错误；一群处于n4能级的氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，最多可释放6种不同频率的光子，选项B错误；核力只存在于相邻的核子之间，所以核内的某一核子与其他核子间不一定有核力作用，选项C错误；质子、中子、粒子的质量分别为m1、m2、m3，两个质子和两个中子结合成一个粒子，释放的能量是(2m12m2m3)c2，选项D正确。答案：D5下列说法中正确的是()A电子的衍射现象说明实物粒子也具有粒子性B裂变物质体积小于临界体积时，链式反应不能进行C原子核内部一个质子转化成一个中子时，会同时释放出一个电子D.U的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短解析：电子是实物粒子，其衍射现象说明实物粒子具有波动性，故A错误；要发生链式反应要求反应物的体积达到临界体积，故B正确；原子核内部的一个中子转化成一个质子时，同时释放一个电子，故C错误；半衰期与物理性质、化学性质无关，故D错误。答案：B6.H的质量是3.016 050 u，质子的质量是1.007 277 u，中子的质量是1.008 665 u。1 u相当于931.5 MeV的能量，则下列说法正确的是()A一个质子和两个中子结合为氚核时，吸收的能量为7.97 MeVB一个质子和两个中子结合为氚核时，释放的能量为7.97 MeVC氚核的结合能为2.66 MeVD氚核的比结合能为7.97 MeV解析：一个质子和两个中子结合成氚核的核反应方程式是H2nH，反应前反应物的总质量为mP2mn1.007 277 u2×1.008 665 u3.024 607 u ，反应后氚核的质量为m13.016 050 u，则此核反应过程中质量亏损为m3.024 607 u3.016 050 u0.008 557 u，因反应前的总质量大于反应后的总质量，故此核反应为释放能量的反应，释放的能量为Em×931.5 MeV0.008 557×931.5 MeV7.97 MeV，选项A错误，B正确；氚核的结合能为E7.97 MeV，它的比结合能为2.66 MeV，选项C、D错误。答案：B7.如图所示为氢原子的能级图，现有一群处于n3能级的激发态的氢原子，则下列说法正确的是()A能发出6种不同频率的光子B波长最长的光是氢原子从n3能级跃迁到n1能级产生的C发出的光子的最小能量为12.09 eVD处于该能级的氢原子至少需吸收1.51 eV能量的光子才能电离解析：一群处于n3能级的激发态的氢原子能发出C3种不同频率的光子，A错误；由辐射条件知氢原子由n3能级跃迁到n1能级辐射出的光子频率最大，波长最小，B错误；发出的光子的最小能量为E3E21.89 eV，C错误；n3能级对应的氢原子能量是1.51 eV，所以处于该能级的氢原子至少需吸收1.51 eV能量的光子才能电离，故D正确。答案：D8.如图所示为卢瑟福的粒子散射实验的经典再现，用放射性元素发出的粒子轰击金箔，用显微镜观测在环形荧光屏上所产生的亮点，关于该实验的实验目的及实验装置的设计思想，有下列说法，你认为正确的是()A卢瑟福的实验目的是验证汤姆孙原子模型的正确性，进一步探究原子的结构与组成，试图有新的发现与突破B之所以设计成环形荧光屏，是因为卢瑟福在实验前认为粒子可能穿过金箔，也可能穿不过而反弹回来C整个装置封闭在玻璃罩内，且抽成真空，是为了避免粒子与气体分子碰撞而偏离了原来的运动方向D采用金箔的原因是金的化学性质稳定，避免粒子与金箔发生化学反应解析：汤姆孙提出了枣糕式原子模型，卢瑟福为了验证汤姆孙原子模型的正确性，进一步探究原子的结构与组成，设计了该实验，A正确；卢瑟福在实验前认为粒子可能穿过金箔，也可能穿不过而反弹回来，所以将荧光屏设计成环形，B正确；将装置放置在接近真空的环境中，是因为粒子的电离能力较强，在空气中运动的距离短，C错误；采用金箔的原因是因为金的质量大，延展性好，故D错误。答案：AB9下列说法中正确的是()A光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量B原子核结合能越大，原子核越稳定C核泄漏事故污染物Cs137能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为CsBax，可以判断x为电子D一个氢原子处在n4的能级，当它跃迁到较低能级时，最多可发出3种频率的光子解析：光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量，故A正确；原子核比结合能越大，原子核越稳定，故B错误；根据电荷数守恒、质量数守恒知，x的电荷数为1，质量数为0，可知x为电子，故C正确；一个氢原子处在n4的能级，由较高能级跃迁到较低能级时，最多可以发出43,32，和21三种频率的光子，故D正确。答案：ACD10下列叙述中正确的是()A碘131的半衰期大约为8天，三个月后，碘131就只剩下约为原来的B光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光子具有能量，后者表明光子除具有能量之外还具有动量C铀235裂变的方程可能为UCsRb10nD处于基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激发态，再向低能级跃迁时辐射光子的频率一定不大于入射光子的频率解析：衰变后剩余的原子核数NN0，碘131经过3个月衰变后剩余的原子核约为原来的，A项正确；光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性，且光电效应说明光子具有能量，康普顿效应说明光子具有动量，B项正确；铀235裂变需要高速运动的中子撞击，反应方程的左边要有中子，C项错误；因为吸收光子的能量与氢原子跃迁的两个能级差相等，所以当氢原子自发地从高能级向低能级跃迁时，辐射光子的能量只能等于或小于吸收光子的能量，因此，辐射光子的频率只能等于或小于吸收光的频率，D项正确。答案：ABD11太阳内部发生的核反应主要是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，氢核的聚变反应可以看作是4个氢核(H)结合成1个氦核(He)。下表中列出了部分粒子的质量(1 u相当于931.5 MeV的能量)，以下说法中正确的是()粒子名称质子p粒子电子e中子n质量/u1.007 34.001 50.000 551.008 7A.核反应方程式为4HHe2eB核反应方程式为4HHe2eC4个氢核结合成1个氦核(He)时的质量亏损约为0.026 6 uD4个氢核聚变反应过程中释放的能量约为24.8 MeV解析：根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可判断A正确，B错误；反应过程中的质量亏损m4mpm2me0.026 6 u，故该反应过程中释放的能量Em×931.5 MeV24.8 MeV，故选项C、D正确。答案：ACD12.如图所示为氢原子的能级图，若用能量为12.75 eV的光子去照射大量处于基态的氢原子，则()A有的氢原子能从基态跃迁到n3的激发态上去B氢原子从基态跃迁到n4的激发态上去C氢原子最多能发射3种波长不同的光D氢原子最多能发射6种波长不同的光解析：由氢原子的能级图得到n4的激发态与基态的能级差为EE4E10.85 eV(13.6 eV)12.75 eV，所以用能量为12.75 eV的光子去照射大量处于基态的氢原子，氢原子能从基态跃迁到n4的激发态上去，不能从基态跃迁到n3的激发态上去，故A错误，B正确；氢原子吸收光子的能量跃迁到n4的激发态后，向低能级跃迁时，任意两个能级之间发生一次跃迁，共发射C6种波长不同的光，故C错误，D正确。答案：BD13受日本福岛核泄漏的影响，中国内地部分地区在空气中相继检测出极微量人工核素碘131、铯137等。已知碘131(即I)的半衰期为8天，则下列有关福岛核泄露问题的说法正确的是()A核反应堆发生的是轻核聚变反应B20个放射性核素碘131(即I)，经过8天后，未衰变的个数不一定是10个C4月份以后，随着气温升高、风力增强，碘131(即I)的半衰期会逐渐减小D碘131(即I)衰变放出的射线是原子核受激产生的解析：核反应堆发生的是重核裂变反应，选项A错误；因半衰期是大量原子核的统计意义，对少量原子核不适用，故20个放射性核素碘131(即I)，经过8天后，未衰变的个数不一定是10个，选项B正确；半衰期与外部因素无关，选项C错误；碘131(即I)衰变放出的射线是原子核受激产生的，选项D正确。答案：BD14(2018·江西南昌二模)用甲、乙两种单色光照射同一金属做光电效应实验，发现光电流与电压的关系如图所示。已知普朗克常量为h，被照射金属的逸出功为W0，遏止电压为Uc，电子的电荷量为e，则下列说法正确的是()A甲光的强度大于乙光的强度B甲光的频率大于乙光的频率C甲光照射时产生的光电子初动能均为eUD乙光的频率为解析：根据光的强度越强，则光电子数目越多，对应的光电流越大，即可判定甲光的强度较大，故A正确；根据eUcEkhW0，由于Uc相同，因此两种光的频率相等，故B错误；由图可知，遏止电压为Uc，可知甲光照射时产生的光电子的最大初动能为eUc，而不是均为eUc，故C错误；由光电效应方程mveUchW0，得乙光的频率：，故D正确。答案：AD