2025版新教材高考物理全程一輪總復(fù)習(xí)單元素養(yǎng)評價十六波粒二象性原子結(jié)構(gòu)原子核

單元素養(yǎng)評價(十六)波粒二象性原子結(jié)構(gòu)原子核一、單項選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)1．2024年12月4日，新一代“人造太陽”裝置——中國環(huán)流器二號M裝置(HL-2M)在成都建成并首次實現(xiàn)利用核聚變放電，下列方程中，正確的核聚變反應(yīng)方程是()A．eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H＋eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H→eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))nB．eq\o\al(\s\up1(238),\s\do1(92))U→eq\o\al(\s\up1(234),\s\do1(90))Th＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))HeC．eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n→eq\o\al(\s\up1(144),\s\do1(56))Ba＋eq\o\al(\s\up1(89),\s\do1(36))Kr＋3eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))nD．eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋eq\o\al(\s\up1(27),\s\do1(13))Al→eq\o\al(\s\up1(30),\s\do1(15))P＋2eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n2．[2024·沈陽模擬]由上海航天局聯(lián)合國內(nèi)數(shù)十家科研機構(gòu)研制的月球車，是我國探月工程中的重要部分．月球車進入休眠期時可采納同位素Pu238電池為其保暖供電．Pu238是人工放射性元素，可用eq\o\al(\s\up1(237),\s\do1(93))Np汲取一個中子得到．Pu238衰變時只放出α射線，其半衰期為88年．下列說法正確的是()A．Np237轉(zhuǎn)變成Pu238的核反應(yīng)方程為eq\o\al(\s\up1(237),\s\do1(93))Np＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n→eq\o\al(\s\up1(238),\s\do1(94))Pu＋eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(－1))eB．α衰變時原子核中的一個中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€質(zhì)子和一個電子C．若有4個Pu238原子核，經(jīng)過88年肯定只剩下2個Pu238原子核D．在月球環(huán)境下Pu238的半衰期可能會發(fā)生變更3．下列四幅圖涉及不同的物理學(xué)問，其中說法正確的是()A.圖甲：光電效應(yīng)中，光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比B．圖乙：鈾核裂變中放出新的中子又引起新的裂變，形成鏈式反應(yīng)C．圖丙：氫原子能級是分立的，但原子放射光子的頻率是連續(xù)的D．圖?。罕R瑟福通過α粒子散射試驗，提出原子核勻稱分布在原子內(nèi)的結(jié)構(gòu)模型4．[2024·廣東華南師大附中高三綜合測試]如圖是工業(yè)生產(chǎn)中大部分光電限制設(shè)備(如夜亮?xí)兿ǖ穆窡?用到的光控繼電器的示意圖，它由電源、光電管、放大器、電磁繼電器等組成．則對該裝備，下列說法正確的是()A．a(chǎn)端為電源負極B．流過電磁鐵的電流是溝通電C．電磁鐵的原理是利用電流的磁效應(yīng)D．只要有光照耀光電管，回路中就有電流5．[2024·浙江嘉興質(zhì)檢]1926年首次結(jié)合放射性氡應(yīng)用了示蹤技術(shù)，后來又進行了多領(lǐng)域的生理、病理和藥理探討．氡的放射性同位素最常用的是eq\o\al(\s\up1(222),\s\do1(86))Rn.eq\o\al(\s\up1(222),\s\do1(86))Rn經(jīng)過m次α衰變和n次β衰變后變成穩(wěn)定的eq\o\al(\s\up1(206),\s\do1(82))Pb.則()A．式子中的m＝4，n＝2B．核反應(yīng)方程為eq\o\al(\s\up1(222),\s\do1(86))→eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋eq\o\al(\s\up1(206),\s\do1(82))PbC．eq\o\al(\s\up1(222),\s\do1(86))Rn的比結(jié)合能小于eq\o\al(\s\up1(206),\s\do1(82))Pb的比結(jié)合能D．通過變更溫度等外部條件，可以限制放射性氡的半衰期6.如圖所示為氫原子的能級圖．現(xiàn)有兩束光，a光由圖中躍遷①發(fā)出的光子組成，b光由圖中躍遷②發(fā)出的光子組成，已知a光照耀x金屬時剛好能發(fā)生光電效應(yīng)，則下列說法正確的是()A．x金屬的逸出功為2.86eVB．a(chǎn)光的頻率大于b光的頻率C．氫原子發(fā)生躍遷①后，原子的能量將減小3.4eVD．用b光照耀x金屬，發(fā)出的光電子的最大初動能為10.2eV7．[2024·江西上饒期末]圖甲為某試驗小組探究光電效應(yīng)規(guī)律的試驗裝置，分別運用a、b、c三束單色光在同一光電管中試驗，得到光電流與對應(yīng)電壓之間的關(guān)系圖像如圖乙所示，下列說法正確的是()A．a(chǎn)光頻率最大，c光頻率最小B．a(chǎn)光與c光為同種色光，但a光強度大C．a(chǎn)光波長小于b光波長D．a(chǎn)光與c光照耀同一金屬，逸出光電子的初動能相等二、多項選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分．在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求，全部選對得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)8.某種金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系如圖中直線①所示，已知電子電荷量的肯定值為e，該圖線的斜率為k，縱軸截距為b，下列說法正確的是()A.普朗克常量可表示為ekB．金屬的逸出功可表示為－ebC．用不同金屬做試驗，肯定得到圖線②D．用不同金屬做試驗，可能得到圖線③9．氫原子光譜如圖甲所示，圖中給出了譜線對應(yīng)的波長，玻爾的氫原子能級圖如圖乙所示．已知普朗克常量h＝6.63×1034J·s，可見光的頻率范圍約為4.2×1014～7.8×1014Hz，則()A．Hα譜線對應(yīng)光子的能量小于Hδ譜線對應(yīng)光子的能量B．圖甲所示Hα、Hβ、Hγ、Hδ四種光均屬于可見光范疇C．Hβ對應(yīng)光子的能量約為10.2eVD．Hα譜線對應(yīng)的躍遷是從n＝3能級到n＝2能級10．太陽輻射的總功率約為4×1026W，其輻射的能量來自聚變反應(yīng)．在聚變反應(yīng)中，一個質(zhì)量為1876.1MeV/c2(c為真空中的光速)的氘核(eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H)和一個質(zhì)量為2809.5MeV/c2的氚核(eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H)結(jié)合為一個質(zhì)量為3728.4MeV/c2的氦核(eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He)，并放出一個X粒子，同時釋放大約17.6MeV的能量．下列說法正確的是()A．X粒子是質(zhì)子B．X粒子的質(zhì)量為939.6MeV/c2C．太陽每秒因為輻射損失的質(zhì)量約為4.4×109kgD．太陽每秒因為輻射損失的質(zhì)量約為17.6MeV/c2單元素養(yǎng)評價（十六）1．解析：核聚變反應(yīng)是兩輕核反應(yīng)變成質(zhì)量較大的核．eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H＋eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H→eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n，是輕核聚變，故A正確；eq\o\al(\s\up1(238),\s\do1(92))U→eq\o\al(\s\up1(234),\s\do1(90))Th＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He，此核反應(yīng)屬于α衰變，故B錯誤；eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n→eq\o\al(\s\up1(144),\s\do1(56))Ba＋eq\o\al(\s\up1(89),\s\do1(36))Kr＋3eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n，此反應(yīng)屬于重核裂變，故C錯誤；eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋eq\o\al(\s\up1(27),\s\do1(13))Al→eq\o\al(\s\up1(30),\s\do1(15))P＋2eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n，此反應(yīng)質(zhì)量數(shù)不守恒，是錯誤的核反應(yīng)方程，故D錯誤．答案：A2．解析：Np237轉(zhuǎn)變成Pu238的過程遵守質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，A項正確；α衰變時原子核釋放出由兩個質(zhì)子和兩個中子組成的α粒子，B項錯誤；半衰期是對大量放射性原子核發(fā)生衰變的統(tǒng)計規(guī)律，少量的原子核發(fā)生衰變時，該規(guī)律不成立，C項錯誤；半衰期是原子核本身的性質(zhì)，不受外界環(huán)境的影響，D項錯誤．答案：A3．解析：圖甲的光電效應(yīng)中，由愛因斯坦的光電效應(yīng)方程可知Ek＝hν－W0，說明光電子的最大初動能與入射光的頻率成線性關(guān)系，不成正比，選項A錯誤；圖乙中，鈾核裂變中放出新的中子又引起新的裂變，形成鏈式反應(yīng)，選項B正確；圖丙中，氫原子能級是分立的，原子放射光子的頻率也是不連續(xù)的，選項C錯誤；圖丁中，盧瑟福通過α粒子散射試驗，提出的是原子的核式結(jié)構(gòu)模型，選項D錯誤．答案：B4．解析：電路中要產(chǎn)生明顯的電流，則a端接電源的正極，陰極K放射電子，電路中產(chǎn)生電流，經(jīng)放大器放大后的電流使電磁鐵被磁化，將銜鐵吸住，A錯誤；流過電磁鐵的電流方向不變，不是溝通電，B錯誤；電磁鐵的原理是利用電流的磁效應(yīng)，C正確；依據(jù)光電效應(yīng)的規(guī)律可知，只有當入射光的頻率大于金屬的極限頻率時才能發(fā)生光電效應(yīng)，產(chǎn)生光電流，D錯誤．答案：C5．解析：依據(jù)α衰變規(guī)律和β衰變規(guī)律可得，m＝（222－206）÷4＝4，n＝m×2－（86－82）＝4，選項A錯誤；核反應(yīng)方程為eq\o\al(\s\up1(222),\s\do1(86))Rn→4eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋4eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(－1))e＋eq\o\al(\s\up1(206),\s\do1(82))Pb，選項B錯誤；依據(jù)比結(jié)合能越大原子核越穩(wěn)定可知，衰變生成物的比結(jié)合能較大，則eq\o\al(\s\up1(222),\s\do1(86))Rn的比結(jié)合能小于eq\o\al(\s\up1(206),\s\do1(82))Pb的比結(jié)合能，選項C正確；半衰期與放射性元素所處的外部條件和化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，選項D錯誤．答案：C6．解析：a光子的能量為Ea＝E5－E2＝2.86eV，a光照耀x金屬時剛好能發(fā)生光電效應(yīng)，則x金屬的逸出功為2.86eV，A正確；b光子的能量為Eb＝E2－E1＝10.2eV，a光子的能量值小，則a光的頻率小，B錯誤；氫原子輻射出a光子后，氫原子的能量減小了Ea＝E5－E2＝2.86eV，C錯誤；用b光照耀x金屬，發(fā)出的光電子的最大初動能為Ekm＝Eb－W0＝7.34eV，D錯誤．答案：A7．解析：由題圖乙可知a、c的遏止電壓相同，小于b的遏止電壓，由Uc·e＝Ek＝hν－W0可知，νa＝νc<νb，所以λa＝λc>λb，故A、C錯誤；由νa＝νc知a光與c光為同種色光，但a光比c光飽和電流大，所以a光強度大，故B正確；a、c光照耀同一金屬，逸出光電子的最大初動能相等，但并不是逸出光電子的初動能都相等，故D錯誤．答案：B8．解析：依據(jù)動能定理有：eq\f(1,2)meveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(e))＝eUc，依據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程有：eq\f(1,2)meveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(e))＝hν－W0，可得遏止電壓Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，結(jié)合Uc-ν圖像，斜率即k＝eq\f(h,e)，用不同金屬做試驗，斜率不會發(fā)生變更，可得普朗克常量h＝ek，所用材料的逸出功W0＝－eb，故A、B正確，C、D錯誤．答案：AB9．解析：依據(jù)真空中光速等于波長乘頻率可知，波長越長頻率越小，依據(jù)E＝hν可知頻率越小能量越小，故A正確；由可見光的頻率范圍可知，可見光的波長范圍約為380～710nm，則四種光都屬于可見光，故B正確；由E＝hν＝heq\f(c,λ)可得Eβ＝2.56eV，故C錯誤；依據(jù)E＝hν＝heq\f(c,λ)可知，Hα譜線對應(yīng)的光子能量為Hβ對應(yīng)光子能量的eq\f(λβ,λα)倍，約為1.89eV，結(jié)合能級圖可知，從n＝3能級躍遷到n＝2能級時輻射的光子能量為[－1.51－（－3.4）]eV＝1.89eV，故D正確．答案：ABD10．解析：由題中信息知核反應(yīng)方程為eq\o\al(\s\up