2023届高考一轮复习 专题九 原子物理 夯基固本时时练2（含解析）

1、【配套新教材】专题九 原子物理2023届高考物理一轮复习夯基固本时时练1.某核电站获得核能的核反应方程为，已知铀核的质量为，钡核的质量为，氪核的质量为，中子的质量为，下列说法正确的是( )A.该核电站通过核聚变获得核能B.铀核的质子数为235C.在上述核反应方程中，D.一个铀核发生上述核反应，释放的能量为2.卢瑟福指导他的助手进行的粒子散射实验所用仪器的示意图如图所示.放射源发射的粒子打在金箔上，通过显微镜观察散射的粒子.实验发现，绝大多数粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来方向前进，但少数粒子发生了大角度偏转，极少数的角度甚至大于90.于是，卢瑟福大胆猜想( )A.原子核内存在中子B.原子核内存在

2、质子C.电子围绕原子核运动D.原子内部有体积很小、质量很大的核3.物理学家密立根利用如图甲所示的电路研究金属钾的遏止电压与入射光频率的关系，其图象如图乙所示。已知电子的电荷量大小为e，下列说法正确的是( )A.若仅增大入射光的光强，则光电子的最大初动能增大B.若增大入射光的频率，则光电子的最大初动能保持不变C.由图象可知，金属钾的截止频率为D.由图象可求出普朗克常量为4.如图所示为氢原子能级的示意图，下列有关说法正确的是( )A.处于基态的氢原子吸收10.5 eV的光子后能跃迁至能级B.大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出3种不同频率的光C.若用氢原子从能级跃迁到能级辐射出的光，照

3、射某金属时恰好发生光电效应，则用从能级跃迁到能级辐射出的光，照射该金属时也一定能发生光电效应D.用氢原子从能级跃迁到能级辐射出的光，照射逸出功为6.34 eV的金属铂时逸出的光电子的最大初动能为6.41 eV5.图为三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。由组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是( )A.B.C.D.6.大量的氢原子处于能级，该能级的氢原子向低能级跃迁时能向外辐射不同频率的光子，从能级跃迁到能级时辐射的光子频率为。若某种金属的极限频率略大于，下列说法中正确的是( )A.从能级跃迁到能级时辐射光子的波长最长B.氢原子跃迁时，向外辐射的光子中有4种能使该金属发生

4、光电效应现象C.用辐射出的光子照射该金属时，光子的频率越大，该金属的逸出功越大D.当该金属发生光电效应时，入射光的强度越大，光电子的最大初动能越大7.2020年3月31日，由于太阳光不能照射到太阳能电池板上，“玉兔二号”月球车开始进入第十六个月夜休眠期。在之后的半个月内，月球车采用同位素电池为其保暖供电。Pu238是人工放射性元素，可用吸收一个中子得到。Pu238衰变时只放出射线，其半衰期为88年，则( )A.Np237吸收中子后放出电子生成Pu238B.Pu238经一次衰变会有两个质子转变为两个中子C.Pu238经一次衰变形成的新核含有144个中子D.Pu238在月球环境下半衰期会发生变化8

5、.大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应方程是。已知的质量为2.0136 u，的质量为3.0150 u，的质量为1.0087 u，。氘核聚变反应中释放的核能约为( )A.3.7 MeVB.3.3 MeVC.2.7 MeVD.0.93 MeV9.核能是满足能源供应、保障国家安全的重要支柱之一。核能发电在技术成熟性、经济性、可持续性等方面具有很大的优势。随着技术的发展，尤其是第四代核能系统技术逐渐成熟和应用，核能有望超出仅仅提供电力的角色。下列关于核力与核能的说法正确的是( )A.核力是强相互作用的一种表现，任意两个核子之间都存在核力作用B.原子核中所有核子单独

6、存在时的质量总和等于该原子核的总质量C.原子核的平均结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定D.核泄漏会产生对人体有害的辐射，某核反应方程式为，则可以判断X为粒子10.自然界存在的放射性元素的原子核并非只发生一次衰变就达到稳定状态，而是要发生一系列连续的衰变，最终达到稳定状态。某些原子核的衰变情况如图所示（N表示中子数，Z表示质子数），则下列说法正确的是( )A.由到的衰变是衰变B.已知的半衰期是T，则8个原子核经过时间后还剩2个C.从到共发生5次衰变和2次衰变D.图中原子核发生的衰变和衰变分别只能产生射线和射线11.下列说法正确的是( )A.卢瑟福通过粒子散射实验证实了在原子核

7、内部存在质子B.铀核（）衰变为铅核（）的过程中，要经过8次衰变和5次衰变C.铀核（）衰变成粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定小于铀核的结合能D.按照爱因斯坦的理论，在光电效应中，金属中的电子吸收一个光子获得的能量是，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功，剩下的表现为逸出后电子的初动能12.用频率为的单色光照射阴极K时，能发生光电效应，改变光电管两端的电压，测得电流随电压变化的图像如图所示，为遏止电压.已知电子的电荷量为e，普朗克常量为h，则阴极K的极限频率为( )A.B.C.D.答案以及解析1.答案：C解析：根据核反应方程可知，该核电站通过铀核裂变反应获得核能，选项A错误；铀核的质子数

8、为92，核子数（质子数和中子数之和）为235，选项B错误；根据核反应遵循的质量数守恒和电荷数守恒，可知在核反应方程中，选项C正确；一个铀核发生题述核反应，质量亏损，根据质能方程，释放的核能为，选项D错误。2.答案：D解析：猜想原子内部很空旷，才能让绝大多数粒子通行无阻；猜想与粒子作用的原子部分的质量很大且体积很小，才能让粒子发生了大角度偏转，极少数的角度甚至大于90，综上分析即原子内部有体积很小、质量很大的核，A、B、C错误，D正确.3.答案：D解析：由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，与入射光的强度无关，AB错误；由光电子的最大初动能，可知当时，结合图象可

9、知金属钾的截止频率为，C错误；由以上整理得，又题给图线的斜率大小为，即，解得，D正确。4.答案：D解析：能级和能级的能量差为，则吸收的光子能量为10.2 eV时，氢原子才能由基态跃迁到能级，A错误；大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，最多向外辐射的光子种类为种，B错误；由氢原子的能级图可知，从能级跃迁到能级辐射出的光子能量大于从能级跃迁到能级辐射出的光子能量，而发生光电效应现象的条件是入射光光子的能量大于金属的逸出功，C错误；氢原子从能级跃迁到能级辐射出的光子的能量为，用该光照射逸出功为6.34 eV的金属铂时，根据爱因斯坦光电效应方程可知逸出的光电子的最大初动能为，D正确。5.答案：C解析：

10、由题述“同一光电效应装置”可知金属的逸出功相同，再由图像中遏止电压关系得知三种光的频率，则三种光在三棱镜中的折射率，据此可判断通过棱镜后光的折射情况，C选项正确，A、B、D项均错误。6.答案：B解析：根据知，从能级跃迁到能级时辐射出光子的频率最大，根据知，频率最大，波长最短，选项A错误；大量的氢原子处于能级，跃迁时，向外辐射的光子有6种，但由于该金属的极限频率略大于，所以从能级跃迁到能级时辐射出的光子以及从能级跃迁到能级时辐射出的光子都不能使该金属发生光电效应现象，即只有4种能使该金属发生光电效应现象，选项B正确；金属的逸出功由金属本身决定，与入射光的频率无关，选项C错误；根据爱因斯坦光电效应

11、方程知，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，选项D错误。7.答案：A解析：由题意可知Np237吸收一个中子以后得到Pu238，则其核反应方程为，因此会放出一个电子，A正确；Pu238经过一次衰变放出一个粒子，不会有质子转变为中子，B错误；Pu238经过一次衰变后，新核的质量数为234，电荷数为92，因此新核含有的中子数为，C错误；半衰期与环境的温度、压强等条件无关，因此Pu238在月球环境下的半衰期不会发生变化，D错误。8.答案：B解析：根据质能方程，释放的核能，则，故B正确，A、C、D错误。9.答案：C解析：核力是强相互作用的一种表现，是短程力，原子核中只有相邻核子之间才存在核力的作用，A

12、错误；原子核中所有核子单独存在时的质量总和总大于该原子核的总质量，B错误；原子核的平均结合能越大；表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，C正确；核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，则可知X的质量数为零，电荷数为，因此X为，即粒子，D错误。10.答案：C解析：衰变为的过程中，放出负电子，则该衰变是衰变，选项A错误；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核的衰变不适用，选项B错误；衰变为的过程中，质量数减少20，由原子核衰变时质量数守恒可知，该过程中共发生了5次衰变，又由原子核衰变时电荷数守恒有，得，则该过程中共发生了2次衰变，选项C正确；发生衰变和衰变时，往往伴随射线产生，选项D错误。11.答案：D解析：卢瑟福通过粒子散射实验得出了原子的核式结构理论，并没有发现原子核内部存在质子，选项A