《備考2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 單元訓(xùn)練金卷 第十三單元 原子物理A卷》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《備考2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 單元訓(xùn)練金卷 第十三單元 原子物理A卷（6頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第十三單元 注意事項(xiàng)： 1．答題前，先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在試題卷和答題卡上，并將準(zhǔn)考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。 2．選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑，寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。 3．非選擇題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。 4．考試結(jié)束后，請將本試題卷和答題卡一并上交。 一、 (本題共13小題，每小題4分，共52分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，第1～7題只有一項(xiàng)符合題目要求，第8～13題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得4分，選對

2、但不全的得2分，有選錯的得0分) 1．下列說法正確的是(　　) A．在核反應(yīng)過程的前后，反應(yīng)體系的質(zhì)量數(shù)守恒，但電荷數(shù)不守恒 B．用加溫、加壓或改變其化學(xué)狀態(tài)的方法都不能改變放射性原子核的半衰期 C．18個放射性元素的原子核經(jīng)一個半衰期一定有9個發(fā)生了衰變 D．由兩種元素的原子核結(jié)合成一種新元素的原子核時(shí)，一定吸收能量 2．下列說法正確的是(　　) A．12C與14C是同位素，它們的化學(xué)性質(zhì)并不相同 B．核力是原子核內(nèi)質(zhì)子與質(zhì)子之間的力，中子和中子之間并不存在核力 C．在裂變反應(yīng)U＋n→Ba＋Kr＋3n中，U的結(jié)合能比Ba和Kr都大，但比結(jié)合能沒有Ba或Kr大 D．α、β、

3、γ三種射線都是帶電粒子流 3．以下說法正確的是(　　) A．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(shí)，電子的動能減小，原子電勢能增大，原子能量減小 B．紫外線照射到金屬鋅板表面時(shí)能夠產(chǎn)生光電效應(yīng)，則當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時(shí)，從鋅板表面逸出的光電子的個數(shù)增多，光電子的最大初動能增大 C．氫原子光譜有很多不同的亮線，說明氫原子能發(fā)出很多不同的頻率的光，但它的光譜不是連續(xù)譜 D．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，陰極射線是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的高速電子流 4．我國科學(xué)家為解決“玉兔號”月球車長時(shí)間處于黑夜工作的需要，研制了一種小型核能電池，將核反應(yīng)釋放

4、的核能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽枰墓β什⒉淮?，但要便于防護(hù)其產(chǎn)生的核輻射。請據(jù)此猜測“玉兔號”所用核能電池有可能采納的核反應(yīng)方程是(　　) A．H＋H→He＋n B．U＋n→Ba＋kr＋3n C．Pu→Am＋e D．Al＋He→P＋n 5．氫光譜在可見光的區(qū)域內(nèi)有4條譜線，按照在真空中波長由長到短的順序，這4條譜線分別是Hα、Hβ、Hγ和Hδ，它們都是氫原子的電子從量子數(shù)大于2的可能軌道上躍遷到量子數(shù)為2的軌道時(shí)所發(fā)出的光。下列判斷錯誤的是(　　) A．電子處于激發(fā)態(tài)時(shí)，Hα所對應(yīng)的軌道量子數(shù)大 B．Hγ的光子能量大于Hβ的光子能量 C．對于同一種玻璃，4種光的折射率以Hα為最小 D．

5、對同一種金屬，若Hα能使它發(fā)生光電效應(yīng)，則Hβ、Hγ、Hδ都可以使它發(fā)生光電效應(yīng) 6．(2019?全國I卷)氫原子能級示意圖如圖所示，光子能量在1.63 eV～3.10 eV的光為可見光。要使處于基態(tài)（n＝1）的氫原子被激發(fā)后可輻射出可見光光子，最少應(yīng)給氫原子提供的能量為(　　) A．12.09 eV B．10.20 eV C．1.89 eV D．1.5l eV 7．如圖所示，N為鋁板，M為金屬網(wǎng)，它們分別和電池兩極相連，各電池的極性和電動勢在圖中標(biāo)出，鋁的逸出功為4.2 eV?，F(xiàn)分別用能量不

6、同的光子照射鋁板(各光子的能量在圖上標(biāo)出)，那么，下列圖中有光電子到達(dá)金屬網(wǎng)的是(　　) A．①②③ B．②③ C．③④ D．①② 8．20世紀(jì)初，愛因斯坦提出光子理論，使得光電效應(yīng)現(xiàn)象得以完美解釋。玻爾的氫原子模型也是在光子概念的啟發(fā)下提出的。關(guān)于光電效應(yīng)和氫原子模型，下列說法正確的是(　　) A．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，照射光足夠強(qiáng)就可以有光電流 B．若某金屬的逸出功為W0，則該金屬的截止頻率為 C．保持照射光強(qiáng)度不變，增大照射光頻率，在單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)將減少 D．氫原子由低能級向高能級躍遷時(shí)，吸收光子的能量可以稍大于兩能級間能量差 9

7、．以下關(guān)于玻爾原子理論的說法正確的是(　　) A．電子繞原子核做圓周運(yùn)動的軌道半徑不是任意的 B．電子在繞原子核做圓周運(yùn)動時(shí)，穩(wěn)定地產(chǎn)生電磁輻射 C．電子從量子數(shù)為2的能級躍遷到量子數(shù)為3的能級時(shí)，要輻射光子 D．不同頻率的光照射處于基態(tài)的氫原子時(shí)，只有某些頻率的光可以被氫原子吸收 10．一靜止的鋁原子核Al俘獲一速度為1.0×107 m/s的質(zhì)子p后，變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核Si*。下列說法正確的是(　　) A．核反應(yīng)方程為p＋Al→Si* B．核反應(yīng)過程中系統(tǒng)動量守恒 C．核反應(yīng)過程中系統(tǒng)能量不守恒 D．核反應(yīng)前后核子數(shù)相等，所以生成物的質(zhì)量等于反應(yīng)物的質(zhì)量之和 11．

8、美國科研人員正在研制一種新型鎳銅長效電池，它是采用半衰期長達(dá)100年的放射性同位素鎳63(Ni)和銅兩種金屬作為長效電池的材料，利用鎳63發(fā)生β衰變時(shí)釋放電子給銅片，把鎳63和銅片做電池兩極外接負(fù)載，為負(fù)載提供電能。下面有關(guān)該電池的說法正確的是(　　) A．β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的 B．鎳63的衰變方程是Ni→e＋Cu C．提高溫度，增大壓強(qiáng)可以改變鎳63的半衰期 D．該電池內(nèi)部電流方向是從鎳63到銅片 12．太陽的能量來源是氫核的聚變，太陽中存在的主要元素是氫，核聚變反應(yīng)可以看做是4個氫核(H)結(jié)合成1個氦核同時(shí)放出2個正電子。下表中列出了部分粒子

9、的質(zhì)量(取1 u＝×10－26 kg) 粒子名稱 質(zhì)子(p) α粒子 正電子(e) 中子(n) 質(zhì)量/u 1.007 3 4.001 5 0.000 55 1.008 7 以下說法正確的是(　　) A．核反應(yīng)方程為4H→He＋2e B．4個氫核結(jié)合成1個氦核時(shí)的質(zhì)量虧損約為0.026 6 kg C．4個氫核結(jié)合成1個氦核時(shí)的質(zhì)量虧損約為4.43×10－29 kg D．聚變反應(yīng)過程中釋放的能量約為4.0×10－12 J 13．據(jù)媒體報(bào)道，叛逃英國的俄羅斯前特工利特維年科在倫敦離奇身亡．英國警方調(diào)查認(rèn)為毒殺利特維年科的是超級毒藥——放射性元素釙(Po)。若元素釙發(fā)生

10、某種衰變，其半衰期是138天，衰變方程為Po→Pb＋Y＋γ，則下列說法正確的是(　　) A．該元素發(fā)生的是β衰變 B．Y原子核含有4個核子 C．γ射線是衰變形成的鉛核釋放的 D．200 g的Po經(jīng)276天，已發(fā)生衰變的質(zhì)量為150 g 二、(本題共4小題，共48分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 14．(10分)已知鐳的原子序數(shù)是88，原子核質(zhì)量數(shù)是226.試問： (1)鐳核中有幾個質(zhì)子？幾個中子？ (2)鐳核所帶的電荷量是多少？ (3)若鐳原子

11、呈中性，它核外有幾個電子？ (4)Ra是鐳的一種同位素，讓Ra和Ra以相同速度垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，它們運(yùn)動的軌道半徑之比是多少？ 15．(12分)钚的放射性同位素Pu靜止時(shí)衰變?yōu)殁櫤薝和α粒子，并放出能量為0.097 MeV的γ光子。已知Pu、U、α粒子的質(zhì)量分別為mPu＝239.052 1 u、mU＝235.043 9 u、mα＝4.002 6 u，1 u相當(dāng)于931.5 MeV/c2。 (1)寫出衰變方程； (2)若衰變放出光子的動量可忽略，求α粒子的動能。 16．(12分)用質(zhì)子流轟擊固態(tài)的重水D2O，當(dāng)質(zhì)子和

12、重水中的氘核發(fā)生碰撞時(shí)，系統(tǒng)損失的動能如果達(dá)到核反應(yīng)所需要的能量，將發(fā)生生成He核的核反應(yīng)。 (1)寫出質(zhì)子流轟擊固態(tài)的重水D2O的核反應(yīng)方程； (2)當(dāng)質(zhì)子具有最小動能E1＝1.4 MeV時(shí)，用質(zhì)子流轟擊固態(tài)的重水D2O(認(rèn)為氘核是靜止的)剛好可發(fā)生核反應(yīng)；若用氘核轟擊普通水的固態(tài)冰(認(rèn)為質(zhì)子是靜止的)時(shí)，也能發(fā)生同樣的核反應(yīng)，求氘核的最小動能E2。(已知氘核質(zhì)量等于質(zhì)子質(zhì)量的2倍) 17．(14分)原子可以從原子間的碰撞中獲得能量，從而發(fā)生能級躍遷(在碰撞中，動能損失最大的是完全非彈性碰撞)。一個具有13.6 eV動能、處于基態(tài)的氫原子與另一個靜止

13、的、也處于基態(tài)的氫原子發(fā)生對心正碰。 (1)能否使靜止氫原子發(fā)生能級躍遷？(氫原子能級圖如圖所示) (2)若上述碰撞中可以使靜止氫原子發(fā)生電離，則運(yùn)動氫原子的初動能至少為多少？ 3 單元訓(xùn)練金卷·高三·物理(A)卷 第十三單元 答 案 一、 (本題共13小題，每小題4分，共52分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，第1～7題只有一項(xiàng)符合題目要求，第8～13題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分) 1．【答

14、案】B 【解析】核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)也守恒，A錯誤；半衰期是宏觀統(tǒng)計(jì)概念，C錯誤；核聚變釋放能量，D錯誤。 2．【答案】C 【解析】同位素的核外電子數(shù)量相同，所以一種元素的各種同位素都具有相同的化學(xué)性質(zhì)，A錯誤；原子核內(nèi)相鄰的質(zhì)子和中子之間均存在核力，B錯誤；核子數(shù)越多其結(jié)合能也越大，所以U的結(jié)合能比Ba和Kr都大，但U的比結(jié)合能比Ba和Kr都小，C正確；α射線、β射線都是帶電粒子流，而γ射線是電磁波，不帶電，故D錯誤。 3．【答案】C 【解析】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(shí)，電子的動能減小，原子電勢能增大，原子能量增大，A項(xiàng)錯誤；由Ek＝hν－W0可知

15、，只增加光照強(qiáng)度而不改變光的頻率，光電子的最大初動能不變，B項(xiàng)錯誤；原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的高速電子流是β射線，不是陰極射線，D項(xiàng)錯誤。 4．【答案】C 【解析】A是聚變反應(yīng)，反應(yīng)劇烈，至今可控聚變反應(yīng)還處于實(shí)驗(yàn)研究階段；B是裂變反應(yīng)，雖然實(shí)現(xiàn)了人工控制，但因反應(yīng)劇烈，防護(hù)要求高，還不能小型化；C是人工放射性同位素的衰變反應(yīng)，是小型核能電池主要采用的反應(yīng)方式；D是人工核反應(yīng)，需要高能α粒子。 5．【答案】A 【解析】由E＝h可知，波長大，光子能量小，故Hα光子能量最小，Hδ光子能量最大，再由h＝En－E2可知，Hα對應(yīng)的軌道量子數(shù)最小，A錯誤。 6．【答案】A 【解析】由題

16、意可知，基態(tài)（n＝1）氫原子被激發(fā)后，至少被激發(fā)到n＝3能級后，躍遷才可能產(chǎn)生能量在1.63 eV～3.10 eV的可見光。故ΔE＝－1.51 eV －(－13.60)eV＝12.09 eV。 7．【答案】B 【解析】入射光的光子能量小于逸出功，則不能發(fā)生光電效應(yīng)，故①錯誤；入射光的光子能量大于逸出功，能發(fā)生光電效應(yīng)；電場對光電子加速，故有光電子到達(dá)金屬網(wǎng)，故②正確；入射光的光子能量大于逸出功，能發(fā)生光電效應(yīng)，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0＝3.8 eV，因?yàn)樗拥碾妷簽榉聪螂妷?，反向電壓? V，光電子能到達(dá)金屬網(wǎng)，故③正確；入射光的光子能量大于逸出功，能發(fā)生光電效應(yīng)，根據(jù)光電效應(yīng)方

17、程Ekm＝hν－W0＝3.8 eV，所加的反向電壓為4 V，根據(jù)動能定理知，光電子不能到達(dá)金屬網(wǎng)，故④錯誤。 8．【答案】BC 【解析】發(fā)生光電效應(yīng)的條件是照射光頻率大于截止頻率，并不是光足夠強(qiáng)就能發(fā)生光電效應(yīng)，故A錯誤；金屬的逸出功W0＝hν，得ν＝，故B正確；一定強(qiáng)度的照射光照射某金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，照射光的頻率越高，單個光子的能量值越大，光子的個數(shù)越少，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少，故C正確；氫原子由低能級向高能級躍遷時(shí)，吸收光子的能量等于兩能級間能量差，故D錯誤。 9．【答案】AD 【解析】玻爾原子理論的基本假設(shè)之一就是電子運(yùn)行的軌道半徑是量子化的，是不連續(xù)的．假設(shè)之二就是電

18、子在特定軌道上繞原子核做圓周運(yùn)動時(shí)，不會產(chǎn)生電磁輻射，只有在不同軌道間躍遷時(shí)才會產(chǎn)生電磁輻射，故A正確，B錯誤；氫原子在不同軌道上的能級表達(dá)式為En＝E1，電子從量子數(shù)為2的能級躍遷到量子數(shù)為3的能級時(shí)能量增大，要吸收光子，故C錯誤；由于氫原子發(fā)射的光子的能量滿足E＝En－Em，即E1－E1＝hν，所以不同頻率的光照射處于基態(tài)的氫原子時(shí)，只有某些頻率的光可以被吸收，故D正確。 10．【答案】AB 【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得，核反應(yīng)方程為p＋Al→Si*，A正確；核反應(yīng)過程中釋放的核力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力，故系統(tǒng)動量守恒，B正確；核反應(yīng)過程中系統(tǒng)能量守恒，C錯誤；由于反應(yīng)過程中，要釋放大量的

19、能量，伴隨著質(zhì)量虧損，所以生成物的質(zhì)量小于反應(yīng)物的質(zhì)量之和，D錯誤。 11．【答案】AB 【解析】β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子同時(shí)釋放電子所產(chǎn)生的，A正確；根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒知鎳63的衰變方程是Ni→e＋Cu，B正確；半衰期由原子核本身決定，與外界因素?zé)o關(guān)，故C錯誤；銅片得到電子帶負(fù)電，鎳63帶正電，和外接負(fù)載時(shí)鎳63的電勢比銅片的高，該電池內(nèi)部電流方向是從銅片到鎳63，故D錯誤。 12．【答案】ACD 【解析】由核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)守恒及電荷數(shù)守恒得4H→He＋2e，故選項(xiàng)A正確；反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為Δm＝4mp－mα－2me＝(4×1.007 3－4.001 5－2

20、×0.000 55) u＝0.026 6 u＝4.43×10－29 kg，故選項(xiàng)C正確，B錯誤；由質(zhì)能方程得ΔE＝Δmc2＝4.43×10－29×(3×108)2 J≈4×10－12 J，故選項(xiàng)D正確。 13．【答案】BCD 【解析】根據(jù)衰變反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，放出的粒子Y的質(zhì)量數(shù)為210－206＝4，電荷數(shù)為84－82＝2，即Y為α粒子，Y原子核含有4個核子，即該元素發(fā)生的是α衰變，選項(xiàng)A錯誤，B正確；衰變形成的鉛核處于激發(fā)態(tài)，回到基態(tài)時(shí)釋放出γ射線，選項(xiàng)C正確；根據(jù)半衰期的意義，經(jīng)過兩個半衰期后，剩余，即200 g的Po經(jīng)276天，已發(fā)生衰變的質(zhì)量為150 g，選項(xiàng)D正確。

21、 二、(本題共4小題，共48分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 14．【解析】原子序數(shù)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)、中性原子的核外電子數(shù)都是相等的，原子核的質(zhì)量數(shù)等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和。由此可得： (1)鐳核中的質(zhì)子數(shù)等于其原子序數(shù)，故質(zhì)子數(shù)Z為88，中子數(shù)N等于原子核的質(zhì)量數(shù)A與質(zhì)子數(shù)Z之差，即 N＝A－Z＝226－88＝138 (2分) (2)鐳核所帶電荷量為 Q＝Ze＝88×1.6×10－19C≈1.41×10－17C (2分) (3)核外電子

22、數(shù)等于核電荷數(shù)，故核外電子為88 (2分) (4)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動的向心力為洛倫茲力，故有qvB＝m，故r＝ (2分) 兩種同位素具有相同的核電荷數(shù)，但質(zhì)量數(shù)不同，故 ＝＝。(2分) 15．【解析】(1)根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒得，衰變方程為： Pu→U＋He＋γ。(2分) (2)設(shè)衰變放出的能量為ΔE，這些能量是鈾核的動能EU，α粒子的動能Eα和γ光子的能量Eγ之和，即為： ΔE＝EU＋Eα＋Eγ (2分) 即：EU＋Eα＝(mPu－mU－mα)c2－Eγ (1分) 設(shè)衰變后的鈾核和α粒子的速度分別為vU和vα，則由動量守恒有： mUvU＝mαv

23、α (2分) 又由動能的定義知：EU＝mUv，Eα＝mαv (2分) 解得：＝ 聯(lián)立解得：Eα＝[(mPu－mU－mα)c2－Eγ] (1分) 代入數(shù)據(jù)解得：Eα≈5.03 MeV。 (2分) 16．【解析】(1)核反應(yīng)方程為H＋D→He (2分) (2)設(shè)質(zhì)子、氘核的質(zhì)量分別為m、M，當(dāng)質(zhì)子和氘核發(fā)生完全非彈性碰撞時(shí)，系統(tǒng)損失的動能最大。由動量守恒定律得mv0＝(m＋M)v (1分) 質(zhì)子轟擊氘核損失的動能：ΔE1＝mv－(m＋M)v2 (1分) E1＝mv (1分) 解得：ΔE1＝E1 (2分) 同理可得，氘核轟擊質(zhì)子系統(tǒng)損失的動能：ΔE2＝E2 (

24、1分) 由于用質(zhì)子轟擊氘核和用氘核轟擊質(zhì)子核反應(yīng)方程相同，故發(fā)生核反應(yīng)所需的最小能量相同，由題意有 ΔE1＝ΔE2，＝ (2分) 聯(lián)立解得：E2＝2.8 MeV。 (2分) 17．【解析】(1)設(shè)運(yùn)動氫原子的速度為v0，發(fā)生完全非彈性碰撞后兩者的速度為v，損失的動能ΔE被靜止氫原子吸收。若ΔE＝10.2 eV，則靜止氫原子可由n＝1能級躍遷到n＝2能級。 (2分) 由動量守恒定律和能量守恒定律有mv0＝2mv (2分) mv＝mv2＋mv2＋ΔE (2分) mv＝Ek＝13.6 eV (2分) 聯(lián)立解得ΔE＝×mv＝6.8 eV 因?yàn)棣＝6.8 eV<10.2 eV，所以不能使靜止氫原子發(fā)生躍遷。(2分) (2)若要使靜止氫原子電離，則ΔE≥13.6 eV (2分) 聯(lián)立解得Ek≥27.2 eV。 (2分) 1