一轮单元训练金卷高三物理(B)卷第十三单元 原子物理

一轮单元训练金卷·高三·物理(B)卷第十三单元原子物理注意事项：1、答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2、选择题的作答：每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3、非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4、考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。一、(本题共14小题,每小题6分,在每小题给出的四个选项中,第1～8题只有一项符合题目要求,第9～14题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1、关于天然放射性,下列说法不正确的是()A、所有元素都有可能发生衰变B、放射性元素的半衰期与外界的温度无关C、放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D、α、β和γ三种射线中,γ射线的穿透能力最强2.用哪种方法可以减缓放射性元素的衰变速率()A.把该元素放在低温阴凉处B.把该元素密封在很厚的铅盒子里C.把该元素同其他的稳定元素结合成化合物D.上述各种方法都无法减缓放射性元素的衰变速率3、关于光电效应的规律,下列说法中正确的是()A、发生光电效应时,不改变入射光的频率,增大入射光强度,则单位时间内从金属内逸出的光电子数目增多B、光电子的最大初动能跟入射光强度成正比C、发生光电效应的反应时间一般都大于10－7sD、只有入射光的波长大于该金属的极限波长,光电效应才能发生4、在卢瑟福α粒子散射实验中,金箔中的原子核可以看成静止不动,下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹,其中正确的是()5.①可能激发出能量不同的光子只有3种②可能发出6种不同频率的光子③可能发出的光子的最大能量为12.75eV④可能发出光子的最小能量为0.85eV其中正确的说法是()A、①③B、②④C、①④D、②③6、由于放射性元素eq\o\al(237,93)Np的半衰期很短,所以在自然界中一直未被发现,只是在使用人工的方法制造后才被发现。已知eq\o\al(237,93)Np经过一系列α衰变和β衰变后变成eq\o\al(209,83)Bi,下列选项中正确的是()A、eq\o\al(209,83)Bi的原子核比eq\o\al(237,93)Np的原子核少28个中子B、eq\o\al(237,93)Np经过衰变变成eq\o\al(209,83)Bi,衰变过程可以同时放出α粒子、β粒子和γ粒子C、衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变D、eq\o\al(237,93)Np的半衰期等于任一个eq\o\al(237,93)Np原子核发生衰变的时间7.一个德布罗意波长为λ1的中子和另一个德布罗意波长为λ2的氘核同向正碰后结合成一个氚核,该氚核的德布罗意波长为()A、eq\f(λ1λ2,λ1＋λ2)B、eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)C、eq\f(λ1＋λ2,2)D、eq\f(λ1－λ2,2)8、不同色光的光子能量如下表所示：色光红橙黄绿蓝—靛紫光子能量范围(eV)1.61～2.002.00～2.072.07～2.142.14～2.532.53～2.762.76～3.10氢原子部分能级的示意图如图所示。大量处于n＝4能级的氢原子,发射出的光的谱线在可见光范围内,其颜色分别为()A、红、蓝—靛 B、红、紫C、橙、绿 D、蓝—靛、紫9.以下关于玻尔原子理论的说法正确的是()A.电子绕原子核做圆周运动的轨道半径不是任意的B.电子在绕原子核做圆周运动时,稳定地产生电磁辐射C.电子从量子数为2的能级跃迁到量子数为3的能级时,要辐射光子D.不同频率的光照射处于基态的氢原子时,只有某些频率的光可以被氢原子吸收10、用如图甲所示的装置研究光电效应现象。闭合开关S,用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像,图线与横轴的交点坐标为(a,0),与纵轴的交点坐标为(0,－b),下列说法中正确的是()A、普朗克常量为h＝eq\f(b,a)B、断开开关S后,电流表G的示数不为零C、仅增加照射光的强度,光电子的最大初动能将增大D、保持照射光强度不变,仅提高照射光频率,电流表G的示数保持不变11.据媒体报道,叛逃英国的俄罗斯前特工利特维年科在伦敦离奇身亡。英国警方调查认为毒杀利特维年科的是超级毒药——放射性元素钋(eq\o\al(210,84)Po)。若元素钋发生某种衰变,其半衰期是138天,衰变方程为eq\o\al(210,84)Po→eq\o\al(206,82)Pb＋Y＋γ,则下列说法正确的是()A、该元素发生的是β衰变B、Y原子核含有4个核子C、γ射线是衰变形成的铅核释放的D、200g的eq\o\al(210,84)Po经276天,已发生衰变的质量为150g12、核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应,释放出大量核能.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种,X是某种粒子,a是X粒子的个数,用mU、mBa、mKr分别表示eq\o\al(235,)92U、eq\o\al(141,56)Ba、eq\o\al(92,36)Kr核的质量,mX表示X粒子的质量,c为真空中的光速,以下说法正确的是()A、X为中子,a＝2B、X为中子,a＝3C、上述核反应中放出的核能ΔE＝(mU－mBa－mKr－2mX)c2D、上述核反应中放出的核能ΔE＝(mU－mBa－mKr－3mX)c213.氦原子被电离出一个核外电子,形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为E1＝－54.4eV,氦离子的能级示意图如图所示。在具有下列能量的粒子中,能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是()A.54.4eV(光子)B.50.4eV(光子)C.48.4eV(电子)D.42.8eV(光子)14、人们发现,不同的原子核,其核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)与原子序数有如图所示的关系。下列关于原子结构和核反应的说法正确的是()A、由图可知,原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损,要吸收能量B、由图可知,原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损,要放出核能C、已知原子核A裂变成原子核B和C时放出的γ射线能使某金属板逸出光电子,若增加γ射线强度,则逸出光电子的最大初动能增大D、在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度二、(本题共2小题,共20分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)15、(12分)如图所示是研究光电管产生的电流的电路图,A、K是光电管的两个电极,已知该光电管阴极的极限频率为ν0.现将频率为ν(大于ν0)的光照射在阴极上,则：(1)________是阴极,阴极材料的逸出功等于________。(2)加在A、K间的正向电压为U时,到达阴极的光电子的最大动能为____________,将A、K间的正向电压从零开始逐渐增加,电流表的示数的变化情况是________________。(3)为了阻止光电子到达阳极,在A、K间应加U反＝________的反向电压、(4)下列方法一定能够增加饱和光电流的是________。A、照射光频率不变,增加光强B、照射光强度不变,增加光的频率C、增加A、K电极间的电压D、减小A、K电极间的电压16、(14分)在磁感应强度为B的匀强磁场中,一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变。放射出的α粒子(eq\o\al(4,2)He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动,其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量。(1)放射性原子核用eq\o\al(A,Z)X表示,新核的元素符号用Y表示,写出该α衰变的核反应方程。(2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,求圆周运动的周期和环形电流大小。(3)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能,新核的质量为M,求衰变过程的质量亏损Δm。一轮单元训练金卷·高三·物理(B)卷第十三单元原子物理答案一、(本题共14小题,每小题6分,在每小题给出的四个选项中,第1～8题只有一项符合题目要求,第9～14题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1、【答案】A2.【答案】D3、【答案】A4、【答案】C5.【答案】D6、【答案】C【解析】eq\o\al(209,83)Bi的中子数为209－83＝126,eq\o\al(237,93)Np的中子数为237－93＝144,eq\o\al(209,83)Bi的原子核比eq\o\al(237,93)Np的原子核少18个中子,A错误；eq\o\al(237,93)Np经过一系列α衰变和β衰变后变成eq\o\al(209,83)Bi,可以同时放出α粒子和γ粒子或者β粒子和γ粒子,不能同时放出三种粒子,B错误；衰变过程中发生α衰变的次数为eq\f(237－209,4)＝7次,β衰变的次数为2×7－(93－83)＝4(次),C正确；半衰期是大量原子核衰变的统计规律,对少数原子核不适用,选项D错误。7.【答案】A【解析】中子的动量p1＝eq\f(h,λ1),氘核的动量p2＝eq\f(h,λ2),同向正碰后形成的氚核的动量p3＝p2＋p1,所以氚核的德布罗意波长λ3＝eq\f(h,p3)＝eq\f(λ1λ2,λ1＋λ2),A正确。8、【答案】A【解析】计算出各种光子能量然后和表格中数据进行对比,便可解决本题。氢原子处于第四能级,能够发出12.75eV、12.09eV、10.2eV、2.55eV、1.89eV、0.66eV的六种光子,1.89eV和2.55eV属于可见光,1.89eV的光子为红光,2.55eV的光子为蓝—靛光。9.【答案】AD【解析】玻尔原子理论的基本假设之一就是电子运行的轨道半径是量子化的,是不连续的.假设之二就是电子在特定轨道上绕原子核做圆周运动时,不会产生电磁辐射,只有在不同轨道间跃迁时才会产生电磁辐射,故A正确,B错误；氢原子在不同轨道上的能级表达式为En＝eq\f(1,n2)E1,电子从量子数为2的能级跃迁到量子数为3的能级时能量增大,要吸收光子,故C错误；由于氢原子发射的光子的能量满足E＝En－Em,即eq\f(1,n2)E1－eq\f(1,m2)E1＝hν,所以不同频率的光照射处于基态的氢原子时,只有某些频率的光可以被吸收,故D正确。10、【答案】AB【解析】由hν＝W0＋Ek,变形得Ek＝hν－W0,可知图线的斜率为普朗克常量,即h＝eq\f(b,a),故A错误；断开开关S后,初动能大的光电子,也可能达到阳极,所以电流表G的示数不为零,故B正确；只有增大入射光的频率,才能增大光电子的最大初动能,与光的强度无关,故C错误；保持照射光强度不变,仅提高照射光频率,单个光子的能量增大,而光的强度不变,那么光子数一定减少,发出的光电子数也减少,电流表G的示数要减小,故D错误。11.【答案】BCD【解析】根据衰变反应遵循质量数守恒和电荷数守恒,放出的粒子Y的质量数为210－206＝4,电荷数为84－82＝2,即Y为α粒子,Y原子核含有4个核子,即该元素发生的是α衰变,选项A错误,B正确。衰变形成的铅核处于激发态,回到基态时释放出γ射线,选项C正确.根据半衰期的意义,经过两个半衰期后,剩余eq\f(1,4),即200g的eq\o\al(210,84)Po经276天,已发生衰变的质量为150g,选项D正确。12、【答案】BC【解析】核反应中,质量数守恒,电荷数守恒,则知eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋aX中X为eq\o\al(1,0)n,a＝3,则A错误,B正确；由ΔE＝Δmc2可得：ΔE＝(mU＋mX－mBa－mKr－3mX)c2＝(mU－mBa－mKr－2mX)c2,则C正确,D错误。13.【答案】AC【解析】由玻尔理论可知,基态的氦离子要实现跃迁,入射光子的能量(光子能量不可分)应该等于氦离子在某激发态与基态的能量差,因此只有能量恰好等于两能级差的光子才能被氦离子吸收；而实物粒子(如电子)只要能量不小于两能级差,均可能被吸收。氦离子在图示的各激发态与基态的能量差为：ΔE1＝E∞－E1＝0－(－54.4eV)＝54.4eV,ΔE2＝E4－E1＝－3.40eV－(－54.4eV)＝51.0eV,故能量为54.4eV的光子、能量为48.4eV的电子可使氦离子从基态发生跃迁,A、C正确。14、【答案】BD【解析】原子核D、E聚变成原子核F,放出能量,A错误；A裂变成B、C,放出能量,B正确；增加入射光强度,光电子的最大初动能不变,C错误；镉棒能吸收中子,可控制核反应速度,D正确。二、(本题共2小题,共20分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)15、(12分)【答案】(1)Khν0(2)hν－hν0＋eU逐渐增大,直至保持不变(3)eq\f(hν－hν0,e)(4)A【解析】(1)被光照射的金属将有光电子逸出,故K是阴极,逸出功与极限频率的关系为W0＝hν0