三年高考2016-2018高考物理試題分項(xiàng)版解析專題13原子結(jié)構(gòu)原子核和波粒二象性含解析.doc

專題13 原子結(jié)構(gòu)、原子核和波粒二象性【2018高考真題】1在核反應(yīng)方程中，X表示的是A. 質(zhì)子 B. 中子 C. 電子 D. 粒子【來源】2018年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理（北京卷）【答案】 A【解析】設(shè)X為：，根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)守恒：，則：電荷數(shù)守恒：，則，即X為：為質(zhì)子，故選項(xiàng)A正確，BCD錯(cuò)誤。點(diǎn)睛：本題考查了核反應(yīng)方程式，要根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒得出X的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，從而確定X的種類。 2用波長為300 nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動(dòng)能為1.2810-19 J。已知普朗克常量為6.6310-34 Js，真空中的光速為3.00108 ms-1，能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為（ ）A. 11014 HzB. 81014 HzC. 21015 HzD. 81015 Hz【來源】2018年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試物理（全國II卷）【答案】 B則代入數(shù)據(jù)可得： ，故B正確；故選B點(diǎn)睛：本題比較簡單，知道光電效應(yīng)方程并利用方程求解即可。3氫原子光譜在可見光區(qū)域內(nèi)有四條譜線，都是氫原子中電子從量子數(shù)n2的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)發(fā)出的光，它們在真空中的波長由長到短，可以判定A. 對(duì)應(yīng)的前后能級(jí)之差最小B. 同一介質(zhì)對(duì)的折射率最大C. 同一介質(zhì)中的傳播速度最大D. 用照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則也一定能【來源】2018年全國普通高等學(xué)校招生同一考試?yán)砜凭C合物理試題（天津卷）【答案】 A度最大，BC錯(cuò)誤；的波長小于的波長，故的頻率大于的頻率，若用照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則不一定能，D錯(cuò)誤【點(diǎn)睛】光的波長越大，頻率越小，同一介質(zhì)對(duì)其的折射率越小，光子的能量越小4國家大科學(xué)過程中國散裂中子源（CSNS）于2017年8月28日首次打靶成功，獲得中子束流，可以為諸多領(lǐng)域的研究和工業(yè)應(yīng)用提供先進(jìn)的研究平臺(tái)，下列核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是A. 俘獲一個(gè)粒子，產(chǎn)生并放出一個(gè)粒子B. 俘獲一個(gè)粒子，產(chǎn)生并放出一個(gè)粒子C. 俘獲一個(gè)質(zhì)子，產(chǎn)生并放出一個(gè)粒子D. 俘獲一個(gè)質(zhì)子，產(chǎn)生并放出一個(gè)粒子【來源】2018年全國普通高等學(xué)校招生同一考試?yán)砜凭C合物理試題（天津卷）【答案】 B【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知四個(gè)核反應(yīng)方程分別為、，故只有B選項(xiàng)符合題意；【點(diǎn)睛】核反應(yīng)過程中，質(zhì)量數(shù)與核電荷數(shù)守恒，應(yīng)用質(zhì)量數(shù)與核電荷數(shù)守恒即可寫出核反應(yīng)方程式51934年，約里奧-居里夫婦用粒子轟擊鋁核，產(chǎn)生了第一個(gè)人工放射性核素X：。X的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為A. 15和28 B. 15和30 C. 16和30 D. 17和31【來源】2018年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理（全國III卷）【答案】 B【解析】試題分析 本題考查核反應(yīng)方程遵循的規(guī)律及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。解析 根據(jù)核反應(yīng)遵循的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，X的電荷數(shù)為2+13=15，質(zhì)量數(shù)為4+27-1=30，根據(jù)原子核的電荷數(shù)等于原子序數(shù)，可知X的原子序數(shù)為15，質(zhì)量數(shù)為30，選項(xiàng)B正確。點(diǎn)睛 此題與2014年高考上海試題和2013年高考重慶試題類似，都是給出核反應(yīng)方程，要求利用核反應(yīng)同時(shí)遵循的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒解答。【2017高考真題】1【2017天津卷】我國自主研發(fā)制造的國際熱核聚變核心部件在國際上率先通過權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證，這是我國對(duì)國際熱核聚變項(xiàng)目的重大貢獻(xiàn)。下列核反應(yīng)方程中屬于聚變反應(yīng)的是A BC D【答案】A【考點(diǎn)定位】核反應(yīng)的種類【名師點(diǎn)睛】本題的關(guān)鍵是知道核反應(yīng)的分類，區(qū)別衰變和核反應(yīng)。2【2017新課標(biāo)卷】大科學(xué)工程“人造太陽”主要是將氘核聚變反應(yīng)釋放的能量用來發(fā)電。氘核聚變反應(yīng)方程是。已知的質(zhì)量為2.013 6 u，的質(zhì)量為3.015 0 u，的質(zhì)量為1.008 7 u，1 u=931 MeV/c2。氘核聚變反應(yīng)中釋放的核能約為A3.7 MeV B3.3 MeV C2.7 MeV D0.93 MeV【答案】B【解析】根據(jù)質(zhì)能方程，釋放的核能，則，故B正確，ACD 錯(cuò)誤?！究键c(diǎn)定位】質(zhì)能方程【名師點(diǎn)睛】本題考查質(zhì)能方程，注意原子核的質(zhì)量單位不是kg，由質(zhì)能方程求核能時(shí)要細(xì)心。3【2017江蘇卷】原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示，根據(jù)該曲線，下列判斷中正確的有 （A）核的結(jié)合能約為14 MeV（B）核比核更穩(wěn)定（C）兩個(gè)核結(jié)合成核時(shí)釋放能量（D）核中核子的平均結(jié)合能比核中的大【答案】BC【考點(diǎn)定位】比結(jié)合能 結(jié)合能【名師點(diǎn)睛】本題主要是要理解比結(jié)合能的含義，知道結(jié)合能與比結(jié)合能的區(qū)分與關(guān)系以及在核反應(yīng)過程中由比結(jié)合能小的反應(yīng)生成比結(jié)合能大的要釋放能量4【2017新課標(biāo)卷】在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，分別用頻率為a、b的單色光a、b照射到同種金屬上，測得相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub、光電子的最大初動(dòng)能分別為Eka和Ekb。h為普朗克常量。下列說法正確的是A若ab，則一定有Uab，則一定有EkaEkbC若UaUb，則一定有Ekab，則一定有haEkahbEkb【答案】BC【考點(diǎn)定位】光電效應(yīng)【名師點(diǎn)睛】本題主要考查光電效應(yīng)。發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，光的強(qiáng)弱只影響單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)目；光電子的最大初動(dòng)能和遏止電壓由照射光的頻率和金屬的逸出功決定；逸出功由金屬本身決定，與光的頻率無關(guān)。5【2017北京卷】2017年年初，我國研制的“大連光源”極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長在100 nm（1 nm=109 m）附近連續(xù)可調(diào)的世界上最強(qiáng)的極紫外激光脈沖。大連光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮重要作用。一個(gè)處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個(gè)分子，但又不會(huì)把分子打碎。據(jù)此判斷，能夠電離一個(gè)分子的能量約為（取普朗克常量h=6.61034 Js，真空光速c=3108 m/s）A1021 J B1018 J C1015 J D1012 J【答案】B【解析】一個(gè)處于極紫外波段的光子的能量約為，由題意可知，光子的能量應(yīng)比電離一個(gè)分子的能量稍大，因此數(shù)量級(jí)應(yīng)相同，故選B?！究键c(diǎn)定位】光子的能量、電離【名師點(diǎn)睛】根據(jù)題意可知光子的能量足以電離一個(gè)分子，因此該光子的能量應(yīng)比該分子的電離能大，同時(shí)又不能把分子打碎，因此兩者能量具有相同的數(shù)量級(jí)，不能大太多。6【2017新課標(biāo)卷】一靜止的鈾核放出一個(gè)粒子衰變成釷核，衰變方程為。下列說法正確的是A衰變后釷核的動(dòng)能等于粒子的動(dòng)能B衰變后釷核的動(dòng)量大小等于粒子的動(dòng)量大小C鈾核的半衰期等于其放出一個(gè)粒子所經(jīng)歷的時(shí)間D衰變后粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量【答案】B【解析】根據(jù)動(dòng)量守恒定律可知，生成的釷核的動(dòng)量與粒子的動(dòng)量等大反向，選項(xiàng)B正確；根據(jù)可知，衰變后釷核的動(dòng)能小于粒子的動(dòng)能，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；鈾核的半衰期等于一半數(shù)量的鈾核衰變需要的時(shí)間，而放出一個(gè)粒子所經(jīng)歷的時(shí)間是一個(gè)原子核衰變的時(shí)間，故兩者不等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于該反應(yīng)放出能量，由質(zhì)能方程可知，衰變后粒子與釷核的質(zhì)量之和小于衰變前鈾核的質(zhì)量，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選B?！究键c(diǎn)定位】半衰期；動(dòng)量守恒定律；質(zhì)能方程【名師點(diǎn)睛】此題考查了原子核的反沖問題以及對(duì)半衰期的理解；對(duì)于有能量放出的核反應(yīng)，質(zhì)量數(shù)守恒，但是質(zhì)量不守恒；知道動(dòng)量和動(dòng)能的關(guān)系。7【2017江蘇卷】質(zhì)子（）和粒子（）被加速到相同動(dòng)能時(shí)，質(zhì)子的動(dòng)量 （選填“大于”、“小于”或“等于”）粒子的動(dòng)量，質(zhì)子和粒子的德布羅意波波長之比為 【答案】小于 2:1【解析】動(dòng)量與動(dòng)能的關(guān)系：，又質(zhì)子的質(zhì)量小于粒子的質(zhì)量所以質(zhì)子的動(dòng)量小于粒子的動(dòng)量，且；根據(jù)，可得質(zhì)子和粒子的德布羅意波波長之比為2:1【考點(diǎn)定位】物質(zhì)波【名師點(diǎn)睛】考查公式，動(dòng)量與動(dòng)能的關(guān)系以及物質(zhì)的波的波長和公式，較容易8【2017北京卷】（18分）在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，一個(gè)靜止的放射性原子核發(fā)生了一次衰變。放射出的粒子（）在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑為R。以m、q分別表示粒子的質(zhì)量和電荷量。 （1）放射性原子核用表示，新核的元素符號(hào)用Y表示，寫出該衰變的核反應(yīng)方程。（2）粒子的圓周運(yùn)動(dòng)可以等效成一個(gè)環(huán)形電流，求圓周運(yùn)動(dòng)的周期和環(huán)形電流大小。（3）設(shè)該衰變過程釋放的核能都轉(zhuǎn)為為粒子和新核的動(dòng)能，新核的質(zhì)量為M，求衰變過程的質(zhì)量虧損m?！敬鸢浮浚?） （2） （3）【解析】（1）根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒可知，該衰變的核反應(yīng)方程為（2）設(shè)粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小為v，由洛倫茲力提供向心力有可得根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程和能量守恒定律有解得說明：若利用解答，亦可。【考點(diǎn)定位】核反應(yīng)方程、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)量守恒定律、愛因斯坦質(zhì)能方程、能量守恒定律【名師點(diǎn)睛】（1）無論哪種核反應(yīng)方程，都必須遵循質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒。（2）衰變的生成物是兩種帶電荷量不同的“帶電粒子”，反應(yīng)前后系統(tǒng)動(dòng)量守恒，因此反應(yīng)后的兩產(chǎn)物向相反方向運(yùn)動(dòng)，在勻強(qiáng)磁場中，受洛倫茲力作用將各自做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且兩軌跡圓相外切，應(yīng)用洛倫茲力計(jì)算公式和向心力公式即可求解運(yùn)動(dòng)周期，根據(jù)電流強(qiáng)度的定義式可求解電流大小。（3）核反應(yīng)中釋放的核能應(yīng)利用愛因斯坦質(zhì)能方程求解，在結(jié)合動(dòng)量守恒定律與能量守恒定律即可解得質(zhì)量虧損?！?016高考真題】1【2016天津卷】物理學(xué)家通過對(duì)實(shí)驗(yàn)的深入觀察和研究，獲得正確的科學(xué)認(rèn)知，推動(dòng)物理學(xué)的發(fā)展。下列說法符合事實(shí)的是A赫茲通過一系列實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了麥克斯韋關(guān)于光的電磁理論B查德威克用粒子轟擊獲得反沖核，發(fā)現(xiàn)了中子C貝克勒爾發(fā)現(xiàn)的天然放射性現(xiàn)象，說明原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu)D盧瑟福通過對(duì)陰極射線的研究，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型【答案】AC【考點(diǎn)定位】物理學(xué)史【名師點(diǎn)睛】此題是對(duì)近代物理學(xué)史的考查；都是課本上涉及的物理學(xué)家的名字及其偉大貢獻(xiàn)，只要多看書、多積累即可很容易得分；對(duì)物理學(xué)史的考查歷來都是考試的熱點(diǎn)問題，必須要熟練掌握。2【2016上海卷】盧瑟福通過對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，提出了原子內(nèi)部存在A電子 B中子 C質(zhì)子 D原子核【答案】D【解析】盧瑟福在粒子散射實(shí)驗(yàn)中觀察到絕大多數(shù)粒子穿過金箔后幾乎不改變運(yùn)動(dòng)方向，只有極少數(shù)的粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn)，說明在原子的中央存在一個(gè)體積很小的帶正電的物質(zhì)，將其稱為原子核。故選項(xiàng)D正確?！究键c(diǎn)定位】原子核式結(jié)構(gòu)模型 【方法技巧】本題需要熟悉粒子散射實(shí)驗(yàn)和原子核式結(jié)構(gòu)模型。3【2016上海卷】放射性元素A經(jīng)過2次衰變和1次衰變后生成一新元素B，則元素B在元素周期表中的位置較元素A的位置向前移動(dòng)了A1位 B2位 C3位 D4位【答案】C【考點(diǎn)定位】衰變和衰變、衰變前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒【方法技巧】衰變前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，根據(jù)發(fā)生一次衰變電荷數(shù)減少2，發(fā)生一次衰變電荷數(shù)增加1可以計(jì)算出放射性元素電荷數(shù)的變化量。4【2016北京卷】處于n=3能級(jí)的大量氫原子，向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射光的頻率有A1種B2種C3種D4種【答案】C【解析】因?yàn)槭谴罅刻幱趎=3能級(jí)的氫原子，所以根據(jù)可得輻射光的頻率可能有3種，故C正確。【考點(diǎn)定位】考查了氫原子躍遷【方法技巧】解決本題的關(guān)鍵知道能級(jí)間躍遷輻射或吸收光子的能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差，知道數(shù)學(xué)組合公式的應(yīng)用，另外需要注意題中給的是“大量”氫原子還是一個(gè)氫原子。5【2016上海卷】研究放射性元素射線性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。兩塊平行放置的金屬板A、B分別與電源的兩極a、b連接，放射源發(fā)出的射線從其上方小孔向外射出。則Aa為電源正極，到達(dá)A板的為射線Ba為電源正極，到達(dá)A板的為射線Ca為電源負(fù)極，到達(dá)A板的為射線Da為電源負(fù)極，到達(dá)A板的為射線【答案】B【考點(diǎn)定位】帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)、射線和射線的本質(zhì)【方法技巧】通過類平拋運(yùn)動(dòng)計(jì)算粒子在豎直方向的位移關(guān)系式，根據(jù)公式分析該位移與比荷的關(guān)系，再結(jié)合圖示進(jìn)行比較判斷。6【2016江蘇卷】貝克勒爾在120年前首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，如今原子核的放射性在眾多領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用下列屬于放射性衰變的是 ABC D【答案】A【解析】A為衰變方程，B為重核裂變，C輕核聚變，D原子核的人工轉(zhuǎn)換，所以A正確【考點(diǎn)定位】核反應(yīng)方程【方法技巧】區(qū)分幾種常見的核反應(yīng)方程。7【2016海南卷】下列說法正確的是A愛因斯坦在光的粒子性的基礎(chǔ)上，建立了光電效應(yīng)方程B康普頓效應(yīng)表明光子只具有能量，不具有動(dòng)量C玻爾的原子理論成功地解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律D盧瑟福根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型E德布羅意指出微觀粒子的動(dòng)量越大，其對(duì)應(yīng)的波長就越長【答案】ACD【解析】愛因斯坦提出了光子假說，建立了光電效應(yīng)方程，故選項(xiàng)A正確；康普頓效應(yīng)表明光不僅具有能量，還具有動(dòng)量，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；玻爾的原子理論成功地解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，故選項(xiàng)C正確；盧瑟福根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，故選項(xiàng)D正確；微觀粒子的德布羅意波長為，其中p為微觀粒子的動(dòng)量，故動(dòng)量越大，則對(duì)應(yīng)的波長就越短，選項(xiàng)E錯(cuò)誤?！究键c(diǎn)定位】光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)、波爾的原子理論、核式結(jié)構(gòu)模型、德布羅意波【名師點(diǎn)睛】本題考查了光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)、波爾的原子理論、核式結(jié)構(gòu)模型、德布羅意波等基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)，難度不大，關(guān)鍵要熟悉教材。8【2016全國新課標(biāo)卷】現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用某一頻率的光入射時(shí)，有光電流產(chǎn)生。下列說法正確的是A保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變大B入射光的頻率變高，飽和光電流變大C入射光的頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能變大D保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生E遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強(qiáng)無關(guān)【答案】ACE【解析】根據(jù)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論：保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變大，故A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得：入射光的頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能變大，故C正確；遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強(qiáng)無關(guān)，保持入射光的光強(qiáng)不變，若低于遏止頻率，則沒有光電流產(chǎn)生，故D錯(cuò)誤，E正確。【考點(diǎn)定位】光電效應(yīng) 【名師點(diǎn)睛】本題主要考查光電效應(yīng)。發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，光的強(qiáng)弱只影響單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)目；本題涉及的光電效應(yīng)知識(shí)較多，很多結(jié)論都是識(shí)記的，注意把握現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)，明確其間的聯(lián)系與區(qū)別；平時(shí)積累物理知識(shí)。9【2016全國新課標(biāo)卷】一靜止的鋁原子核俘獲一速度為m/s的質(zhì)子p后，變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核，下列說法正確的是A核反應(yīng)方程為B核反應(yīng)方程過程中系統(tǒng)動(dòng)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E硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為m/s，方向與質(zhì)子初速度方向一致【答案】ABE【考點(diǎn)定位】考查了動(dòng)量守恒、能量