XX鸭高考物理大一轮复习第十三章波粒二象性原子结构原子核本章综合能力提升练

PAGE第十三章波粒二象性原子结构原子核本章综合能力提升练(限时：45分钟)一、单项选择题1.关于玻尔的原子模型理论，下列说法正确的是()A.原子可以处于连续的能量状态中B.原子的能量状态可能是连续的C.原子的核外电子在确定轨道上运动时，要向外辐射能量D.原子的核外电子在确定轨道上运动时，不向外辐射能量答案D2.以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中不正确的有()A.每个核子只跟邻近的核子发生核力作用B.太阳内部发生的核反应是热核反应C.原子的核式结构模型是由汤姆孙在α粒子散射实验基础上提出的D.关于原子核内部的信息，最早来自天然放射现象答案C解析核力为短程力，只能跟邻近的核子产生核力的作用，故A正确；太阳内部发生的是热核反应，故B正确；原子的核式结构模型是由卢瑟福在α粒子散射实验基础上提出的，故C错误；关于原子核内部的信息，最早来自于天然放射现象，故D正确.3.下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是()A.γ射线是高速运动的电子流B.氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C.太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D.eq\o\al(210,83)Bi的半衰期是5天，100克eq\o\al(210,83)Bi经过10天后还剩下50克答案B解析4.以下说法中不正确的是()A.不管是阴极射线还是β射线，本质上都是电子B.根据玻尔的观点，电子若从高能级向低能级跃迁定会放出光子C.放射性同位素的半衰期跟原子所处的化学状态和外部条件有关D.利用γ射线来测金属的厚度，是利用γ射线具有很强的贯穿能力答案C解析阴极射线是核外电子电离后飞出的，β射线是由核内中子转化为质子时放出的电子流，即本质上都是电子，A选项正确；根据玻尔理论，电子从高能级向低能级跃迁过程中，会放出光子，光子的能量就等于能级之差，B选项正确；半衰期由核内部自身的因素决定，与其他一切的外部条件无关，C选项错误；三种射线中，γ射线的贯穿能力最强，可用来测金属厚度，D选项正确.5.曾任美国总统的老布什曾让医生们虚惊了一场，那是在访日宴会上突然昏厥，美国政府急忙地将他送回国，医生用123I进行诊断，通过体外跟踪，迅速查出了病因.123I的特性是()A.半衰期长，能迅速从体内清除 B.半衰期长，并缓慢从体内清除C.半衰期短，能迅速从体内清除 D.半衰期短，并缓慢从体内清除答案C解析利用放射性同位素123I放出的γ射线，穿透本领比α、β射线强.123I的半衰期较短，可以迅速从体内消失，不至于因长时间辐射而对身体造成伤害.故C对.二、多项选择题6.(2019届温州市模拟)下列物理现象正确的是()A.电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性B.链式反应属于重核的聚变C.能量越大的光子波长越长D.核力是强相互作用答案AD7.(2017·浙江4月选考·14)下列说法正确的是()A.β、γ射线都是电磁波B.原子核中所有核子单独存在时质量总和大于该原子核的总质量C.在LC振荡电路中，电容器刚放电时，电容器极板上电荷量最多，回路电流最小D.处于n＝4激发态的氢原子共能辐射出4种不同频率的光子答案BC解析8.(2015·浙江10月选考·14改编)氢原子从n＝6跃迁到n＝2能级时辐射出频率为ν1的光子，从n＝5跃迁到n＝2能级时辐射出频率为ν2的光子.下列说法正确的是()A.频率为ν1的光子的能量较大B.频率为ν1的光子的动量较大C.做双缝干涉实验时，频率为ν1的光产生的条纹间距较大D.用同一种金属做光电效应实验时，若均可发生光电效应，频率为ν1的光产生的光电子的最大初动能较大答案ABD解析氢原子从高能级跃迁到低能级时会辐射出光子，有hν＝Em－En，故可知频率为ν1的光子的能量较大，ν1＞ν2，故A正确；由λ＝eq\f(h,p)，λ＝eq\f(c,ν)得光子的动量p＝eq\f(hν,c)，频率为ν1的光子的动量较大，故B正确；在双缝干涉实验中，屏上相邻的亮条纹(或暗条纹)之间距离Δx与波长、双缝间距d及屏到双缝距离l的关系为Δx＝eq\f(l,d)λ＝eq\f(lc,dν)，频率为ν1的光产生的条纹间距较小，故C错误；用同种金属做光电效应实验时，Ek＝hν－W0，频率为ν1的光产生的光电子的最大初动能较大，故D正确.9.能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一，下列释放核能的反应方程，表述正确的有()A.eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n是核聚变反应B.eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n是β衰变C.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n是核裂变反应D.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(140,54)Xe＋eq\o\al(94,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n是α衰变答案AC解析10.如图1所示为光电管工作原理图，当有波长(均指真空中的波长，下同)为λ的光照射阴极K时，电路中有光电流，则()图1A.换用波长为λ1(λ1＞λ)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流B.换用波长为λ2(λ2＜λ)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流C.增加电路中电源电压，电路中的光电流一定增大D.将电路中电源的极性反接，电路中可能有光电流答案BD解析波长为λ1(λ1＞λ)的光的频率有可能大于阴极K的极限频率，电路中可能有光电流，A错误；波长为λ2(λ2＜λ)的光的频率一定大于阴极K的极限频率，电路中一定有光电流，B正确；增加电路中电源电压，达到饱和电流时，电路中的光电流不再增大，C错误；将电路中电源的极性反接，加的是反向电压，此反向电压可能低于遏止电压，D正确.11.甲、乙两种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光频率间的关系分别如图2中的a、b所示.下列判断正确的是()图2A.图线a与b不一定平行B.图线a与b的斜率是定值，与入射光和金属材料均无关C.乙金属的极限频率大于甲金属的极限频率D.甲、乙两种金属发生光电效应时，若光电子的最大初动能相同，甲金属的入射光频率大答案BC解析根据光电效应方程Ek＝hν－W0＝hν－hνc知，图线的斜率表示普朗克常量，因此图线a与b一定平行，且图线斜率是固定值，与入射光和金属材料皆无关，故A错误，B正确；横轴截距表示最大初动能为零时的入射光频率，此时的频率等于金属的极限频率，由题图可知乙金属的极限频率大于甲金属的极限频率，故C正确；当ν＝0时，此时图线与纵轴的截距的绝对值就是逸出功的数值，乙金属的逸出功大于甲金属的逸出功，由光电效应方程Ek＝hν－W0知，甲、乙两种金属发生光电效应时，若光电子的最大初动能相同，则甲金属的入射光频率小，故D错误.12.如图3所示，μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ氢原子.它在原子核物理的研究中有重要作用.图为μ氢原子的能级示意图，假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n＝2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光，且频率依次增大，则()图3A.μ氢原子吸收光子后处于n＝5能级B.μ氢原子吸收光子后处于n＝4能级C.E等于h(ν6－ν4)D.E等于h(ν5－ν2)答案BC解析由n＝Ceq\o\al(2,m)＝6，解得：m＝4，即μ氢原子吸收能量后先从n＝2能级跃迁到n＝4能级，然后从n＝4能级向低能级跃迁，故A错误，B正确.辐射光子按能量从小到大的顺序排列为能级4到能级3，能级3到能级2，能级4到能级2，能级2到能级1，能级3到能级1，能级4到能级1.所以能量E与hν3相等，也等于h(ν1＋ν2)，也等于h(ν6－ν4)，故C正确，D错误.13.氢原子能级图如图4所示，a、b、c分别表示原子在不同能级之间的三种跃迁途径，设a、b、c在跃迁过程中，放出光子的能量和波长分别是Ea、Eb、Ec和λa、λb、λc，若a光恰能使某金属发生光电效应，则()图4A.λa＝λb＋λcB.eq\f(1,λb)＝eq\f(1,λa)＋eq\f(1,λc)C.Eb＝Ea＋EcD.c光也能使该金属发生光电效应答案BC解析由Em－En＝hν，知Eb＝Ea＋Ec，又由ν＝eq\f(c,λ)，所以heq\f(c,λb)＝heq\f(c,λa)＋heq\f(c,λc)，则eq\f(1,λb)＝eq\f(1,λa)＋eq\f(1,λc)，故A错误，B、C正确.a光的能量大于c光的能量，故a光的频率大于c光的频率，因a光恰能使某金属发生光电效应，即a光频率等于金属的截止频率，所以c光频率小于金属的截止频率，故c光不能使该金属发生光电效应，D错误.14.图5中四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是()图5A.图甲：用紫外线照射金属锌板表面时会发生光电效应，当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B.图乙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型C.图丙：氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，会释放出一定频率的光子D.图丁：原来有10个氡222，经过一个半衰期的时间，一定还剩余5个答案BC解析根据Ek＝hν－W0，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，故A错误；卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，故B正确；氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，能量减小，向外辐射光子，故C正确；半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，对少数的原子核不适用，故D错误.15.科学家通过对月壤样品进行实验分析，估计月壤中氦3的资源总量可达100～500万吨，若能实现商业化运用，月壤中的氦3可供地球能源需求达数万年.利用氦3的核反应方程为：eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X.则下列说法中正确的是()A.上式中X应为质子B.目前地球上的核电站正是利用氦3作为核燃料，因此迫切需要开发月壤的氦3C.反应前eq\o\al(3,2)He与eq\o\al(2,1)H的质量之和等于反应后eq\o\al(4,2)He与X的质量之和D.反应前eq\o\al(3,2)He与eq\o\al(2,1)H的质量之和大于反应后eq\o\al(4,2)He与X的质量之和答案AD解析根据核反应过程中质量数和电荷数守恒，利用氦3的核反应方程为eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,1)H，即X为质子，选项A正确；目前的核电站主要采用了铀235的核裂变，而核聚变仍处于实验阶段，选项B错误；由于核聚变过程中存在质量亏损，故反应前eq\o\al(3,2)He与eq\o\al(2,1)H的质量之和大于反应后eq\o\al(4,2)He与X的质量之和，选项C错误，D正确.16.如图6所示为氢原子的能级图.氢原子从n＝5能级跃迁到n＝3能级时辐射出a光子，从n＝4能级跃迁到n＝2能级时辐射出b光子.下列说法正确的是()图6A.a光子的能量比b光子的能量大B.若a、b两种光在同一种均匀介质中传播，则a光的传播速度比b光的传播速度大C.若b光能使某种金属发生光电效应，则a光一定能使该金属发生光电效应D.若用同一双缝干涉装置进行实验，用a光照射双缝得到相邻亮条纹的间距比用b光照射双缝得到的相邻亮条纹的间距大答案BD解析据题意，氢原子从n＝5能级跃迁到n＝3能级释放的光子能量为ΔEa＝0.97eV＝hνa，氢原子从n＝4能级跃迁到n＝2能级释放的光子能量为ΔEb＝2.55eV＝hνb，则知b光光子的能量大，频率也大，在同一种均匀介质中，频率越大的光传播速度越慢，A错误，B正确.如果b光能使某种金属发生光电效应，则a光不一定能使其发生光电效应，C错误.a光频率较小，则a光波长较长，所以在做双缝干涉实验时，用a光照射双缝时得到的干涉条纹较宽，D正确.17.在家居装饰中常用到花岗岩、大理石等天然石材，这些岩石都含有不同程度的放射性元素.下列说法中正确的是()A.放射性元素eq\o\al(238,92)U发生α衰变的方程是：eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)HeB.α衰变中，α粒子获得的能量越大，其德布罗意波的波长越短C.β衰变中产生的电子来源于原子核的内部，故半衰期会受元素化学状态的影响D.若某一原子核衰变辐