高考一輪單元卷-物理13單元 原子物理 B卷 教師版

1、此卷只裝訂不密封班級 姓名 準(zhǔn)考證號 考場號 座位號 單元訓(xùn)練金卷高三物理(B)卷13單元 原子物理 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14小題，每小題6分，在每小題給出的四個選項(xiàng)中，第18題只有一項(xiàng)符合題目要求，第914題有多項(xiàng)

2、符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)1關(guān)于天然放射性，下列說法不正確的是()A所有元素都有可能發(fā)生衰變B放射性元素的半衰期與外界的溫度無關(guān)C放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性D、和三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)【答案】A2. 用哪種方法可以減緩放射性元素的衰變速率()A. 把該元素放在低溫陰涼處B. 把該元素密封在很厚的鉛盒子里C. 把該元素同其他的穩(wěn)定元素結(jié)合成化合物D. 上述各種方法都無法減緩放射性元素的衰變速率【答案】D3關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律，下列說法中正確的是()A發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，不改變?nèi)肷涔獾念l率，增大入射光強(qiáng)度，則單位時(shí)間內(nèi)從金屬內(nèi)逸出的光電

3、子數(shù)目增多B光電子的最大初動能跟入射光強(qiáng)度成正比C發(fā)生光電效應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間一般都大于107 sD只有入射光的波長大于該金屬的極限波長，光電效應(yīng)才能發(fā)生【答案】A4在盧瑟福粒子散射實(shí)驗(yàn)中，金箔中的原子核可以看成靜止不動，下列各圖畫出的是其中兩個粒子經(jīng)歷金箔散射過程的徑跡，其中正確的是()【答案】C5. 一群氫原子由n1的狀態(tài)激發(fā)到n4的狀態(tài)，在它回到n1的狀態(tài)的過程中，有以下說法：可能激發(fā)出能量不同的光子只有3種 可能發(fā)出6種不同頻率的光子可能發(fā)出的光子的最大能量為12.75 eV 可能發(fā)出光子的最小能量為0.85 eV其中正確的說法是()A B C D【答案】D6由于放射性元素eq oal(23

4、7, 93)Np的半衰期很短，所以在自然界中一直未被發(fā)現(xiàn)，只是在使用人工的方法制造后才被發(fā)現(xiàn)。已知eq oal(237, 93)Np經(jīng)過一系列衰變和衰變后變成eq oal(209, 83)Bi，下列選項(xiàng)中正確的是()Aeq oal(209, 83)Bi的原子核比eq oal(237, 93)Np的原子核少28個中子Beq oal(237, 93)Np經(jīng)過衰變變成eq oal(209, 83)Bi，衰變過程可以同時(shí)放出粒子、粒子和粒子C衰變過程中共發(fā)生了7次衰變和4次衰變Deq oal(237, 93)Np的半衰期等于任一個eq oal(237, 93)Np原子核發(fā)生衰變的時(shí)間【答案】C【解析】

5、eq oal(209, 83)Bi的中子數(shù)為20983126，eq oal(237, 93)Np的中子數(shù)為23793144，eq oal(209, 83)Bi的原子核比eq oal(237, 93)Np的原子核少18個中子，A錯誤；eq oal(237, 93)Np經(jīng)過一系列衰變和衰變后變成eq oal(209, 83)Bi，可以同時(shí)放出粒子和粒子或者粒子和粒子，不能同時(shí)放出三種粒子，B錯誤；衰變過程中發(fā)生衰變的次數(shù)為eq f(237209,4)7次，衰變的次數(shù)為27(9383)4(次)，C正確；半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對少數(shù)原子核不適用，選項(xiàng)D錯誤。7. 一個德布羅意波長為1的中子

6、和另一個德布羅意波長為2的氘核同向正碰后結(jié)合成一個氚核，該氚核的德布羅意波長為()Aeq f(12,12)Beq f(12,12)Ceq f(12,2)Deq f(12,2)【答案】A【解析】中子的動量p1eq f(h,1)，氘核的動量p2eq f(h,2)，同向正碰后形成的氚核的動量p3p2p1，所以氚核的德布羅意波長3eq f(h,p3)eq f(12,12)，A正確。8不同色光的光子能量如下表所示：色光紅橙黃綠藍(lán)靛紫光子能量范圍(eV)1.612.002.002.072.072.142.142.532.532.762.763.10氫原子部分能級的示意圖如圖所示。大量處于n4能級的氫原子，

7、發(fā)射出的光的譜線在可見光范圍內(nèi)，其顏色分別為()A紅、藍(lán)靛B紅、紫C橙、綠 D藍(lán)靛、紫【答案】A【解析】計(jì)算出各種光子能量然后和表格中數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，便可解決本題。氫原子處于第四能級，能夠發(fā)出12.75 eV、12.09 eV、10.2 eV、2.55 eV、1.89 eV、0.66 eV的六種光子，1.89 eV和2.55 eV屬于可見光，1.89 eV的光子為紅光，2.55 eV的光子為藍(lán)靛光。9. 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

8、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【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Eneq f(1,n2)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EEnEm，即eq f(1,n2)E1eq f(1,m2)E1h，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

9、收，故D正確。10用如圖甲所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。閉合開關(guān)S，用頻率為的光照射光電管時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)。圖乙是該光電管發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的最大初動能Ek與入射光頻率 的關(guān)系圖像，圖線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(a,0)，與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0，b)，下列說法中正確的是()A普朗克常量為heq f(b,a)B斷開開關(guān)S后，電流表G的示數(shù)不為零C僅增加照射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動能將增大D保持照射光強(qiáng)度不變，僅提高照射光頻率，電流表G的示數(shù)保持不變【答案】AB【解析】由hW0Ek，變形得EkhW0，可知圖線的斜率為普朗克常量，即heq f(b,a)，故A錯誤；斷開開關(guān)S后，初動能大的光電子，也可能達(dá)

10、到陽極，所以電流表G的示數(shù)不為零，故B正確；只有增大入射光的頻率，才能增大光電子的最大初動能，與光的強(qiáng)度無關(guān)，故C錯誤；保持照射光強(qiáng)度不變，僅提高照射光頻率，單個光子的能量增大，而光的強(qiáng)度不變，那么光子數(shù)一定減少，發(fā)出的光電子數(shù)也減少，電流表G的示數(shù)要減小，故D錯誤。11. 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(eq oal(210, 84)Po)。若元素釙發(fā)生某種衰變，其半衰期是138天，衰變方程為eq oal(210, 84)Poeq oal(206, 82)PbY，則下列說法正確的是()A該元素發(fā)生的是衰變BY

11、原子核含有4個核子C射線是衰變形成的鉛核釋放的D200 g的eq oal(210, 84)Po經(jīng)276天，已發(fā)生衰變的質(zhì)量為150 g【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2102064，電荷數(shù)為84822，即Y為粒子，Y原子核含有4個核子，即該元素發(fā)生的是衰變，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eq f(1,4)，即200 g的eq oal(210, 84)Po經(jīng)276天，已發(fā)生衰變的質(zhì)量為150 g，選項(xiàng)D正確。12核反應(yīng)堆是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng)，釋放

12、出大量核能.eq oal(235, 92)Ueq oal(1,0)neq oal(141, 56)Baeq oal(92,36)KraX是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種，X是某種粒子，a是X粒子的個數(shù)，用mU、mBa、mKr分別表示eq oal(235, )92U、eq oal(141, 56)Ba、eq oal(92,36)Kr核的質(zhì)量，mX表示X粒子的質(zhì)量，c為真空中的光速，以下說法正確的是()AX為中子，a2BX為中子，a3C上述核反應(yīng)中放出的核能E(mUmBamKr2mX)c2D上述核反應(yīng)中放出的核能E(mUmBamKr3mX)c2【答案】BC【解析】核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒

13、，則知eq oal(235, 92)Ueq oal(1,0)neq oal(141, 56)Baeq oal(92,36)KraX中X為eq oal(1,0)n，a3，則A錯誤，B正確；由Emc2可得：E(mUmXmBamKr3mX)c2(mUmBamKr2mX)c2，則C正確，D錯誤。13. 氦原子被電離出一個核外電子，形成類氫結(jié)構(gòu)的氦離子。已知基態(tài)的氦離子能量為E154.4 eV，氦離子的能級示意圖如圖所示。在具有下列能量的粒子中，能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是()A. 54.4 eV(光子) B. 50.4 eV(光子)C. 48.4 eV(電子) D. 42.8 eV(光子)【答案】

14、AC【解析】由玻爾理論可知，基態(tài)的氦離子要實(shí)現(xiàn)躍遷，入射光子的能量(光子能量不可分)應(yīng)該等于氦離子在某激發(fā)態(tài)與基態(tài)的能量差，因此只有能量恰好等于兩能級差的光子才能被氦離子吸收；而實(shí)物粒子(如電子)只要能量不小于兩能級差，均可能被吸收。氦離子在圖示的各激發(fā)態(tài)與基態(tài)的能量差為：E1EE10(54.4 eV)54.4 eV，E2E4E13.40 eV(54.4 eV)51.0 eV，E3E3E16.0 eV(54.4 eV)48.4 eV，E4E2E113.6 eV(54.4 eV)40.8 eV。故能量為54.4 eV的光子、能量為48.4 eV的電子可使氦離子從基態(tài)發(fā)生躍遷，A、C正確。14人們

15、發(fā)現(xiàn)，不同的原子核，其核子的平均質(zhì)量(原子核的質(zhì)量除以核子數(shù))與原子序數(shù)有如圖所示的關(guān)系。下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和核反應(yīng)的說法正確的是()A由圖可知，原子核D和E聚變成原子核F時(shí)會有質(zhì)量虧損，要吸收能量B由圖可知，原子核A裂變成原子核B和C時(shí)會有質(zhì)量虧損，要放出核能C已知原子核A裂變成原子核B和C時(shí)放出的射線能使某金屬板逸出光電子，若增加射線強(qiáng)度，則逸出光電子的最大初動能增大D在核反應(yīng)堆的鈾棒之間插入鎘棒是為了控制核反應(yīng)速度【答案】BD【解析】原子核D、E聚變成原子核F，放出能量，A錯誤；A裂變成B、C，放出能量，B正確；增加入射光強(qiáng)度，光電子的最大初動能不變，C錯誤；鎘棒能吸收中子，可控制核反應(yīng)速

16、度，D正確。二、(本題共2小題，共20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) 15(12分)如圖所示是研究光電管產(chǎn)生的電流的電路圖，A、K是光電管的兩個電極，已知該光電管陰極的極限頻率為0.現(xiàn)將頻率為(大于0)的光照射在陰極上，則：(1)_是陰極，陰極材料的逸出功等于_。(2)加在A、K間的正向電壓為U時(shí)，到達(dá)陰極的光電子的最大動能為_，將A、K間的正向電壓從零開始逐漸增加，電流表的示數(shù)的變化情況是_。(3)為了阻止光電子到達(dá)陽極，在A、K間應(yīng)加 U反_的反向電壓(4

17、)下列方法一定能夠增加飽和光電流的是_。A照射光頻率不變，增加光強(qiáng)B照射光強(qiáng)度不變，增加光的頻率C增加A、K電極間的電壓D減小A、K電極間的電壓【答案】(1)Kh0(2)hh0eU逐漸增大，直至保持不變(3)eq f(hh0,e)(4)A【解析】(1)被光照射的金屬將有光電子逸出，故K是陰極，逸出功與極限頻率的關(guān)系為W0h0。(2)根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，逸出的光電子的最大初動能為hh0，經(jīng)過電場加速獲得的能量為eU，所以到達(dá)陽極的光電子的最大動能為hh0eU，隨著電壓增加，單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)陽極的光電子數(shù)量將逐漸增多，但當(dāng)從陰極逸出的所有光電子都到達(dá)陽極時(shí)，再增大電壓，也不可能使單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)陽極

18、的光電子數(shù)量增多所以，電流表的示數(shù)先是逐漸增大，直到保持不變。(3)從陰極逸出的光電子在到達(dá)陽極的過程中將被減速，被電場消耗的動能為eU反，如果hh0eU反，就將沒有光電子能夠到達(dá)陽極，所以U反eq f(hh0,e)。(4)要增加單位時(shí)間內(nèi)從陰極逸出的光電子的數(shù)量，就需要增加照射光單位時(shí)間內(nèi)入射光子的個數(shù)，所以只有A正確。16(14分)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)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(eq oal(4,2)He)在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運(yùn)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eq oal(A,Z)X表示，新核的元素符號用Y表示，寫出該衰變的核反應(yīng)方程。(2)粒子的圓周運(yùn)動可以等效成一個環(huán)形電流，求圓周運(yùn)動的周期和環(huán)形電流大小。(3)設(shè)該衰變過程釋放的核能都轉(zhuǎn)化為粒子和新核的動能，新核的質(zhì)量