專題11-波粒二象性、原子結(jié)構(gòu)和原子核(選修3-5)-2017年高考題和高考模擬題物理分項版匯編(解析版)(共11頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上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)威機構(gòu)認證，這是我國對國際熱核聚變項目的重大貢獻。下列核反應方程中屬于聚變反應的是A BC D【答案】A【考點定位】核反應的種類【名師點睛】本題的關鍵是知道核反應的分類，區(qū)別衰變和核反應。2【2017·新課標卷】大科學工程“人造太陽”主要是將氘核聚變反應釋放的能量用來發(fā)電。氘核聚變反應方程是。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。氘核聚變反應中釋放的核能約為A3.7 MeV B3.3 MeV

2、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 錯誤?！究键c定位】質(zhì)能方程【名師點睛】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)能方程求核能時要細心。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）兩個核結(jié)合成核時釋放能量（D）核中核子的平均結(jié)合能比核中的大【答案】BC【考點定位】比結(jié)合能 結(jié)合能【名師點睛】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)分與關系以及在核反應過程中由比結(jié)合能小的反應生成比結(jié)合能大的要釋放能

3、量4【2017·新課標卷】在光電效應實驗中，分別用頻率為a、b的單色光a、b照射到同種金屬上，測得相應的遏止電壓分別為Ua和Ub、光電子的最大初動能分別為Eka和Ekb。h為普朗克常量。下列說法正確的是A若a>b，則一定有Ua<UbB若a>b，則一定有Eka>EkbC若Ua<Ub，則一定有Eka<EkbD若a>b，則一定有haEka>hbEkb【答案】BC【解析】由愛因斯坦光電效應方程，又由動能定理有，當時，A錯誤，B正確；若，則有，C正確；同種金屬的逸出功不變，則不變，D錯誤。【考點定位】光電效應【名師點睛】本題主要考查光電效應。發(fā)生

4、光電效應的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，光的強弱只影響單位時間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)目；光電子的最大初動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。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)、霧霾治理等領域的研究中發(fā)揮重要作用。一個處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個分子，但又不會把分子打碎。據(jù)此判斷，能夠電離一個分子的能量約為（取普朗克常量h=6.

5、6×1034 J·s，真空光速c=3×108 m/s）A1021 J B1018 J C1015 J D1012 J【答案】B【考點定位】光子的能量、電離【名師點睛】根據(jù)題意可知光子的能量足以電離一個分子，因此該光子的能量應比該分子的電離能大，同時又不能把分子打碎，因此兩者能量具有相同的數(shù)量級，不能大太多。6【2017·新課標卷】一靜止的鈾核放出一個粒子衰變成釷核，衰變方程為。下列說法正確的是A衰變后釷核的動能等于粒子的動能B衰變后釷核的動量大小等于粒子的動量大小C鈾核的半衰期等于其放出一個粒子所經(jīng)歷的時間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

6、【答案】B【解析】根據(jù)動量守恒定律可知，生成的釷核的動量與粒子的動量等大反向，選項B正確；根據(jù)可知，衰變后釷核的動能小于粒子的動能，選項A錯誤；鈾核的半衰期等于一半數(shù)量的鈾核衰變需要的時間，而放出一個粒子所經(jīng)歷的時間是一個原子核衰變的時間，故兩者不等，選項C錯誤；由于該反應放出能量，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D錯誤；故選B。【考點定位】半衰期；動量守恒定律；質(zhì)能方程【名師點睛】此題考查了原子核的反沖問題以及對半衰期的理解；對于有能量放出的核反應，質(zhì)量數(shù)守恒，但是質(zhì)量不守恒；知道動量和動能的關系。7【2017·江蘇卷】質(zhì)子（）和粒子（）被加速到

7、相同動能時，質(zhì)子的動量 （選填“大于”、“小于”或“等于”）粒子的動量，質(zhì)子和粒子的德布羅意波波長之比為 【答案】小于 2:1【考點定位】物質(zhì)波【名師點睛】考查公式，動量與動能的關系以及物質(zhì)的波的波長和公式，較容易8【2017·北京卷】（18分）在磁感應強度為B的勻強磁場中，一個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)做圓周運動，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，新核的元素符號用Y表示，寫出該衰變的核反應方程。（2）粒子的圓周運動可以等效成一個環(huán)形電流，求圓周運動的周期和環(huán)形電流大小。（3）設該衰變過程釋放的核

8、能都轉(zhuǎn)為為粒子和新核的動能，新核的質(zhì)量為M，求衰變過程的質(zhì)量虧損m。【答案】（1） （2） （3）【解析】（1）根據(jù)核反應中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒可知，該衰變的核反應方程為（2）設粒子在磁場中做圓周運動的速度大小為v，由洛倫茲力提供向心力有根據(jù)圓周運動的參量關系有得粒子在磁場中運動的周期根據(jù)電流強度定義式，可得環(huán)形電流大小為（3）由，得設衰變后新核Y的速度大小為v，核反應前后系統(tǒng)動量守恒，有Mvmv=0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?！究键c定位】核反應方程、帶電粒子在勻強磁場中的運動、動量守恒定律、愛因斯坦質(zhì)能方程、能量守恒定律【名師點睛】（1）無論哪種核反應方

9、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”，反應前后系統(tǒng)動量守恒，因此反應后的兩產(chǎn)物向相反方向運動，在勻強磁場中，受洛倫茲力作用將各自做勻速圓周運動，且兩軌跡圓相外切，應用洛倫茲力計算公式和向心力公式即可求解運動周期，根據(jù)電流強度的定義式可求解電流大小。（3）核反應中釋放的核能應利用愛因斯坦質(zhì)能方程求解，在結(jié)合動量守恒定律與能量守恒定律即可解得質(zhì)量虧損。1【2017·山西省晉城市高三二?！肯铝袑υ雍思捌湫再|(zhì)的描述正確的是A若使放射性物體的溫度升高，其半衰期將減小B原子核發(fā)生一次衰變，該原子核外層就失去一個電子C比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定D粒

10、子散射實驗說明原子核具有復雜結(jié)構(gòu)【答案】C【解析】半衰期與外界環(huán)境無關，選項A錯誤； 原子核發(fā)生一次衰變，生成的新核盒內(nèi)增加一個質(zhì)子，減少一個中子，選項B錯誤； 比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，選項C正確；放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說明原子核具有復雜結(jié)構(gòu)，選項D錯誤；故選C2【2017·日照市高三下學期二模】下列說法正確的是A氡的半衰期是38天，所以10個氡原子核經(jīng)過38天一定還剩5個B太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核裂變反應C核子憑借核力結(jié)合在一起構(gòu)成原子核D溫度越高，放射性元素衰變越快【答案】C3【2017·廣東省惠州市4月模擬】 氫原子從能級A躍遷到能級B，吸收頻率 1的光子，從

11、能級A躍遷到能級C釋放頻率 2的光子，若 2 1則當它從能級C躍遷到能級B將A吸收頻率為 2 +1的光子 B吸收頻率為 2 1的光子C放出頻率為2 + 1的光子D放出頻率為 2 1的光子【答案】A【解析】從能級A躍遷到能級B，吸收頻率 1的光子，AB的能極差為h1，且能級B的能量高于能級A的能量；從能級A躍遷到能級C釋放頻率 2的光子，AC的能極差為h2，且能級A的能量高于能級C的能量；所以C的能級低于B的能級，兩者的能級差為h1+h2，所以從能級C躍遷到能級B時，吸收光子，有h3=h1+h2，所以3=1+2故A正確?！久麕燑c睛】解決本題的關鍵知道能級差與光子頻率的關系Em-En=h以及知道高

12、能級向低能級躍遷，釋放光子，從低能級向高能級躍遷，吸收光子 4【2017·河南省南陽、信陽等六市高三第二次聯(lián)考】下列說法正確的是A在光電效應中，光電子的最大初動能與入射光頻率成正比B如果一個氫原子處于n=3的能級，它自發(fā)躍遷時最多能發(fā)出3種不同頻率的光C放射性元素發(fā)生一次衰變，原子序數(shù)增加1D核電站是利用輕核的聚變發(fā)電的【答案】C5【2017·安徽省江淮十校第三次聯(lián)考】關于質(zhì)量虧損和原子核的結(jié)合能以下說法正確的是( )A原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子釋放的能量B一重原子核衰變成粒子和另一原子核，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來重核的結(jié)合能C核子結(jié)合成原子

13、核時會出現(xiàn)質(zhì)量虧損，虧損的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為釋放的能量D原子核的平均結(jié)合能越大，則原子核中核子的平均質(zhì)量就越小，在核子結(jié)合成原子核時平均每個核子的質(zhì)量虧損就越小【答案】B【解析】根據(jù)結(jié)合能的定義可知，分散的核子組成原子核時放出的能量叫做原子核結(jié)合能，所以從理論上來說，原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，故A錯誤；一重原子核衰變成粒子和另一原子核，該過程中要釋放能量，所以衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來重核的結(jié)合能故B正確；核子結(jié)合成原子核時會出現(xiàn)質(zhì)量虧損，質(zhì)量虧損以能量的形式釋放出來，選項C錯誤；原子核的平均結(jié)合能越大，則原子核中核子的平均質(zhì)量（原子核的質(zhì)量除以核子數(shù)）就越小，平均

14、每個核子的質(zhì)量虧損就越多，D錯誤；故選B點睛：本題考查了結(jié)合能的知識，知道當核子結(jié)合成原子核時有質(zhì)量虧損，要釋放一定能量，原子核的平均結(jié)合能越大，表示原子核的核子結(jié)合得越牢固6【2017·四川省涼山州高三第三次診斷】關于原子核反應，下列描述正確的是（ ）A溫度升高，放射性元素衰變的半衰期減小B放射性物質(zhì)92238U發(fā)生衰變所釋放的電子來源于核外電子C90232Th經(jīng)過6次衰變、4次 衰變后變成82208PbD用中子轟擊鈾核，產(chǎn)生幾個中等質(zhì)量原子核的現(xiàn)象屬于核聚變【答案】C【解析】A、放射性元素的半衰期不隨溫度、狀態(tài)及化學變化而改變，是由原子核內(nèi)部本身決定的，A錯誤；B、衰變所釋放的電

15、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錯誤；C、發(fā)生衰變是放出42He，發(fā)生衰變是放出電子01e，設發(fā)生了x次衰變和y次衰變，則根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒有：，4x+208=232，解得，故衰變過程中共有6次衰變和4次衰變，C正確； D、用中子轟擊鈾核，產(chǎn)生幾個中等質(zhì)量原子核的現(xiàn)象屬于核裂變，D錯誤；故選C。7【2017·鄭州市第三次質(zhì)量預測】在人類對微觀世界進行探索的過程中，科學實驗起到了非常重要的作用。下列說法符合歷史事實的是A普朗克通過對光電效應實驗的研究，確定了光的粒子性B湯姆孫通過陰極射線在電、磁場中偏轉(zhuǎn)的實驗，發(fā)現(xiàn)了原子內(nèi)部存在電子C貝克勒爾通過對天然放射現(xiàn)象的研究，

16、發(fā)現(xiàn)了原子中存在原子核D盧瑟福通過a粒子轟擊氮核的實驗，證實了在原子核內(nèi)部存在中子【答案】B8【2017·廣東省揭陽市高三二?！?下列說法中正確的是A粒子散射實驗是盧瑟福建立原子核式結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù)B根據(jù)玻爾理論，氫原子輻射出一個光子后，氫原子的電勢能增大C在光電效應的實驗中，入射光的強度增大，光電子的最大初動能也增大D83210Bi 的半衰期是5天，12 g83210Bi經(jīng)過15天衰變后剩余的質(zhì)量為15 g【答案】AD【名師點睛】粒子散射實驗提出盧瑟福建立原子核式結(jié)構(gòu)模型；根據(jù)牛頓第二定律，由庫侖力提供向心力可知，輻射出一個光子后氫原子的電勢能與核外電子的運動速度的變化；光電子的

17、最大初動能；根據(jù)半衰期的定義，即可求解。9【2017·山西省太原市高三二?！咳鐖D是氫原子的能級示意圖。當氫原子從n=4的能級躍遷到n=3的能級時，輻射出光子a；從n=3的能級躍遷到n=2的能級時，輻射出光子b。以下判斷正確的是A在真空中光子a的波長大于光子b的波長B光子b可使氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)C光子a可能使處于n=4能級的氫原子電離D大量處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時最多輻射2種不同譜線【答案】A【解析】氫原子從n=4的能級躍遷到n=3的能級的能極差小于從n=3的能級躍遷到n=2的能級時的能極差，根據(jù)Em-En=h知，光子a的能量小于光子b的能量，所以a光的頻率小于b光的頻率，光子a的波長大于光子b的波長，故A正確；光子b的能量小于基態(tài)與任一激發(fā)態(tài)的能級差，所以不能被基態(tài)的原子吸收，故B錯誤；根據(jù)Em-En=h可求光子a的能量小于n=4能級的電離能，所以不能使處于n=4能級的氫原子電離，C錯誤；大量處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時最多輻射3種不同譜線，故D錯誤。10【2017·湖南省永州市高三三?！咳鐖D所示是玻爾為解釋氫原子光譜畫出的氫原子能級示意圖。大量處于n3能級的氫原子向低能級躍遷放出若干頻率的光子，設普朗克常量為h，下列說法正確的是A能產(chǎn)生3種不同頻率的光子B產(chǎn)生的光子的最大頻率為E3-E1hC