高考總復(fù)習(xí)物理（人教版）練習(xí)單元質(zhì)量檢測(cè)12

單元質(zhì)量檢測(cè)(十二)原子結(jié)構(gòu)原子核教師用書(shū)獨(dú)具一、選擇題(每小題6分，共60分，1～6題為單選題，7～10題為多選題)1．某金屬在一束黃光的照射下，正好有電子逸出，則下列說(shuō)法正確的是()A．增大光強(qiáng)，不改變光的頻率，光電子的最大初動(dòng)能不變B．用一束強(qiáng)度更大的紅光代替黃光，金屬仍能發(fā)生光電效應(yīng)C．用強(qiáng)度相同的紫光代替黃光，光電流的強(qiáng)度將增大D．用強(qiáng)度較弱的紫光代替黃光，金屬有可能不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)解析：選A黃光正好發(fā)生光電效應(yīng)，則紅光照射時(shí)不能發(fā)生光電效應(yīng)，紫光照射可以發(fā)生光電效應(yīng)．由hν＝W0＋Ek可知，光電子的最大初動(dòng)能與光強(qiáng)無(wú)關(guān)，故A選項(xiàng)正確．光強(qiáng)相同時(shí)，即N1hν1＝N2hν2，頻率越大，光子數(shù)越小，產(chǎn)生的光電子也越少，光電流的強(qiáng)度越小，故選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤．2．(2018·湖南十三校聯(lián)考)如圖所示為光電管工作原理圖，閉合開(kāi)關(guān)，當(dāng)有波長(zhǎng)(均指真空中的波長(zhǎng)，下同)為λ的光照射陰極K時(shí)，電路中有光電流，則()A．換用波長(zhǎng)為λ1(λ1＞λ)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定沒(méi)有光電流B．換用波長(zhǎng)為λ2(λ2＜λ)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定有光電流C．增大電路中電源兩端電壓，電路中的光電流一定增大D．將電路中電源的極性反接，電路中一定沒(méi)有光電流解析：選B因?yàn)棣?＞λ，則ν1＜ν，所以用波長(zhǎng)為λ1的光照射陰極K，不一定發(fā)生光電效應(yīng)，A錯(cuò)誤；因?yàn)棣?＜λ，則ν2＞ν，所以用波長(zhǎng)為λ2的光照射陰極K，一定發(fā)生光電效應(yīng)，B正確；飽和光電流的大小與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，與電壓無(wú)關(guān)，所以只增大電路中電源兩端的電壓，光電流不一定增大，C錯(cuò)誤；將電路中的電源反接，若電壓小于遏止電壓，仍然會(huì)有光電流產(chǎn)生，D錯(cuò)誤．3．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)里有一個(gè)原來(lái)靜止的放射性碳14，它所放射的粒子與反沖核的軌跡是兩個(gè)相切的圓，圓的半徑為5∶1，如圖所示．那么碳的衰變方程是()A．eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(10,4)Be B．eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,1)e＋eq\o\al(14,5)BC．eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(14,7)N D．eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(12,5)B解析：選D由于兩個(gè)軌跡為外切圓，放出的粒子和反沖核的速度方向相反，由左手定則可知，它們必均為正電荷；而衰變過(guò)程中兩者動(dòng)量大小相等，方向相反，由于qBv＝eq\f(mv2,R)，則R＝eq\f(mv,qB)，因半徑之比為5∶1，所以它們的電荷量之比為1∶5，由此可知選項(xiàng)D正確．4．(2018·江西師大附中、臨川一中聯(lián)考)已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1，激發(fā)態(tài)能量為En＝eq\f(E1,n2)，其中n＝2,3,4，….1885年，巴耳末對(duì)當(dāng)時(shí)已知的在可見(jiàn)光區(qū)的四條譜線做了分析，發(fā)現(xiàn)這些譜線的波長(zhǎng)能夠用一個(gè)公式表示，這個(gè)公式寫(xiě)作eq\f(1,λ)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))，其中n＝3,4,5，….式中R叫里德伯常量，這個(gè)公式稱(chēng)為巴耳末公式．用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，則里德伯常量R可以表示為()A．－eq\f(E1,hc) B．eq\f(E1,2hc)C．－eq\f(E1,2hc) D．eq\f(E1,hc)解析：選A從n＝3能級(jí)向n＝2能級(jí)躍遷輻射出的光子的能量為E3－E2＝eq\f(hc,λ)，而eq\f(1,λ)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,33)))，E2＝eq\f(1,4)E1，E3＝eq\f(1,9)E1，四式聯(lián)立解得R＝－eq\f(E1,hc)，A正確．5．核能作為一種新能源在現(xiàn)代社會(huì)中已不可缺少，我國(guó)在完善核電安全基礎(chǔ)上將加大核電站建設(shè)．核泄漏中的钚(Pu)是一種具有放射性的超鈾元素，它可破壞細(xì)胞基因，提高罹患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)．已知钚的一種同位素eq\o\al(239,94)Pu的半衰期為24100年，其衰變方程為eq\o\al(239,94)Pu→X＋eq\o\al(4,2)He＋γ，下列說(shuō)法中正確的是()A．X原子核中含有92個(gè)中子B．100個(gè)eq\o\al(239,94)Pu經(jīng)過(guò)24100年后一定還剩余50個(gè)C．由于衰變時(shí)釋放巨大能量，根據(jù)E＝mc2，衰變過(guò)程總質(zhì)量增加D．衰變發(fā)出的γ射線是波長(zhǎng)很短的光子，具有很強(qiáng)的穿透能力解析：選D根據(jù)核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得，X原子核中含有92個(gè)質(zhì)子，235個(gè)核子，則中子數(shù)為235－92＝143(個(gè))，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；半衰期是大量原子核衰變時(shí)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，100個(gè)eq\o\al(239,94)Pu經(jīng)過(guò)24100年后不一定還剩余50個(gè)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于衰變時(shí)釋放巨大能量，衰變過(guò)程總質(zhì)量減少，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；衰變發(fā)出的γ射線是波長(zhǎng)很短的光子，具有很強(qiáng)的穿透能力，選項(xiàng)D正確．6．氫原子部分能級(jí)的示意圖如圖所示，不同色光的光子能量如下表所示．色光紅橙黃光子能量范圍(eV)1.61～2.002.00～2.072.07～2.14色光綠藍(lán)—靛紫光子能量范圍(eV)2.14～2.532.53～2.762.76～3.10處于某激發(fā)態(tài)的氫原子、發(fā)射的光的譜線在可見(jiàn)光范圍內(nèi)僅有兩條，其顏色分別為()A．紅、藍(lán)—靛 B．黃、綠C．紅、紫 D．藍(lán)—靛、紫解析：選A本題意在考查考生對(duì)氫原子能級(jí)的理解，并能正確結(jié)合電磁波譜解決氫原子躍遷的能級(jí)問(wèn)題．由七種色光的光子的不同能量可知，可見(jiàn)光光子的能量范圍在1.61～3.10eV，故可能是由第4能級(jí)向第2能級(jí)躍遷過(guò)程中所輻射的光子，E1＝－0.85－(－3.40)＝2.55eV，即藍(lán)—靛光；也可能是氫原子由第3能級(jí)向第2能級(jí)躍遷過(guò)程中所輻射的光子，E2＝－1.51－(－3.40)＝1.89eV，即紅光．7．(2018·湖北八校聯(lián)考)如圖甲所示，在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用相同頻率的單色光，分別照射陰極材料為鋅和銅的兩個(gè)不同的光電管，結(jié)果都能發(fā)生光電效應(yīng)．圖乙為其中一個(gè)光電管的遏止電壓Uc隨入射光頻率ν變化的函數(shù)關(guān)系圖象．對(duì)于這兩個(gè)光電管，下列判斷正確的是()A．因?yàn)椴牧喜煌莩龉Σ煌?，所以遏止電壓Uc不同B．光電子的最大初動(dòng)能不同C．因?yàn)楣鈴?qiáng)不確定，所以單位時(shí)間逸出的光電子數(shù)可能相同，飽和光電流也可能相同D．兩個(gè)光電管的Uc－ν圖象的斜率可能不同解析：選ABC根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0和Uce＝Ek得，頻率相同，逸出功不同，則遏止電壓也不同，A正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0得，頻率相同，逸出功不同，則光電子的最大初動(dòng)能也不同，B正確；雖然光的頻率相同，但光的強(qiáng)度不確定．所以單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)可能相同，飽和光電流也可能相同，C正確；由Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)知圖線的斜率為eq\f(h,e)，即只與h和e有關(guān)，斜率為常數(shù)，一定相同，D錯(cuò)誤．8．(2018·湖北恩施一中月考)用如圖所示的裝置演示光電效應(yīng)現(xiàn)象．當(dāng)用某種頻率的光照射到光電管上時(shí)，電流表G的讀數(shù)為I.若改用更高頻率的光照射，此時(shí)()A．將電池的極性反轉(zhuǎn)，則光電管中沒(méi)有光電子產(chǎn)生B．將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，則有電流流過(guò)電流表GC．將變阻器的觸點(diǎn)c向b移動(dòng)，光電子到達(dá)陽(yáng)極時(shí)的速度可能變小D．只要電源的電動(dòng)勢(shì)足夠大，將變阻器的觸點(diǎn)c向a端移動(dòng)，電流表G的讀數(shù)必將變大解析：選BC電流表有示數(shù)說(shuō)明發(fā)生了光電效應(yīng)，有光電子產(chǎn)生，光電管左側(cè)是正極，右側(cè)是負(fù)極，電場(chǎng)強(qiáng)度方向向右，產(chǎn)生的光電子受向左的電場(chǎng)力，逸出后做加速運(yùn)動(dòng)，將電池的極性反轉(zhuǎn)，光電子逸出后做減速運(yùn)動(dòng)，也可能到達(dá)正極，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，產(chǎn)生的光電子勻速運(yùn)動(dòng)到左側(cè)，有電流流過(guò)電流表G，選項(xiàng)B正確；將變阻器的觸點(diǎn)c向b移動(dòng)，光電管兩端電壓減小，光電子到達(dá)陽(yáng)極時(shí)的速度可能變小，選項(xiàng)C正確；當(dāng)光強(qiáng)一定，光電流達(dá)到飽和時(shí)，即使再增大光電管兩端的電壓，光電流也不會(huì)增大，故即使電源的電動(dòng)勢(shì)足夠大，將變阻器的觸點(diǎn)c向a移動(dòng)，電流表G的讀數(shù)不一定變大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．9．(2017·浙江杭州期末)在家居裝飾中常用到花崗巖、大理石等天然石材，這些巖石都含有不同程度的放射性元素．下列說(shuō)法中正確的是()A．放射性元素eq\o\al(238,92)U發(fā)生α衰變的方程是eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)HeB．α衰變中，α粒子獲得的能量越大，其德布羅意波長(zhǎng)越短C．β衰變中產(chǎn)生的電子來(lái)源于原子核的內(nèi)部，故半衰期會(huì)受元素化學(xué)狀態(tài)的影響D．若某一原子核衰變輻射出一個(gè)頻率為ν的γ光子，該過(guò)程的質(zhì)量虧損為Δm，則hν＞Δmc2解析：選AB衰變過(guò)程中遵循電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，A正確；α衰變中，α粒子獲得的能量越大，其動(dòng)量就越大，由p＝eq\f(h,λ)得λ＝eq\f(h,p)，動(dòng)量大的粒子德布羅意波長(zhǎng)就短，B正確；β衰變中產(chǎn)生的電子來(lái)源于原子核的內(nèi)部，半衰期不受元素化學(xué)狀態(tài)的影響，C錯(cuò)誤；若某一原子核衰變輻射出一個(gè)頻率為ν的γ光子，該過(guò)程的質(zhì)量虧損為Δm，由于衰變后生成的粒子一般會(huì)有動(dòng)能，所以hν＜Δmc2，D錯(cuò)誤．10．(2017·湖南株洲一模)核電站中采用反應(yīng)堆使重核裂變，將釋放出的巨大能量轉(zhuǎn)換成電能．反應(yīng)堆中一種可能的核反應(yīng)方程式是eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(143,60)Nd＋eq\o\al(90,40)Zr＋x＋y，設(shè)U核質(zhì)量為m1，中子質(zhì)量為m2，Nd核質(zhì)量為m3，Zr核質(zhì)量為m4，x質(zhì)量為m5，y質(zhì)量為m6，那么，在所給的核反應(yīng)中()A．x可能是2eq\o\al(1,1)H，y可能是10eq\o\al(0,－1)eB．x可能是3eq\o\al(1,0)n，y可能是8eq\o\al(0,－1)eC．釋放的核能為(m1＋m2－m3－m4－m5－m6)c2D．釋放的核能為(m3＋m4＋m5＋m6＋m1－m2)c2解析：選BC若x是2eq\o\al(1,1)H，y是10eq\o\al(0,－1)e，則質(zhì)量數(shù)不守恒，若x是3eq\o\al(1,0)n，y是eq\a\vs4\al(8\o\al(0,－1)e)，則滿足質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，故A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)質(zhì)能方程可知重核裂變過(guò)程中釋放能量，發(fā)生質(zhì)量虧損，即反應(yīng)前的質(zhì)量大于反應(yīng)后的質(zhì)量，故C正確，D錯(cuò)誤．二、非選擇題(本題共2小題，共40分)11．(20分)一個(gè)靜止的氮核(eq\o\al(14,7)N)俘獲了一個(gè)速度為2．3×107m/s的中子生成一個(gè)復(fù)核A，A又衰變成B、C兩個(gè)新核，設(shè)B、C的速度方向與中子方向相同，B的質(zhì)量是中子的11倍，速度是106m/s，B、C在同一磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比RB∶RC＝11∶(1)C核的速度大??；(2)根據(jù)計(jì)算判斷C核是什么？(3)寫(xiě)出核反應(yīng)方程．解析：氮核吸收了一個(gè)中子變成復(fù)核不穩(wěn)定，發(fā)生衰變，整個(gè)過(guò)程中，中子、氮核以及兩個(gè)新核組成一個(gè)系統(tǒng)過(guò)程前后都不受外界的干擾，所以整個(gè)系統(tǒng)在俘獲與衰變過(guò)程中動(dòng)量均守恒，利用這一點(diǎn)，可求出C核的速度，然后根據(jù)粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況就可以判斷出新核的種類(lèi)，寫(xiě)出核反應(yīng)方程．氮核俘獲中子到衰變成B、C兩個(gè)新核的過(guò)程中動(dòng)量守恒mnvn＝mBvB＋mCvC ①根據(jù)衰變規(guī)律，可知C核的質(zhì)量數(shù)為14＋1－11＝4解得vC＝3×106再由帶電粒子在洛倫茲力的作用下做圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)R＝eq\f(mv,Bq)可得eq\f(qB,qC)＝eq\f(mBvBRC,mCvCRB)＝eq\f(11×106×30,4×3×106×11)＝eq\f(5,2) ②qB＋qC＝7e ③將②③式聯(lián)立，qC＝2e，而C核的質(zhì)量數(shù)為4，則C核是氦原子核，核反應(yīng)方程式是eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(11,5)B＋eq\o\al(4,2)He.答案：(1)3×106m/s((3)eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(11,5)B＋eq\o\al(4,2)He12．(20分)如圖甲所示是研究光電效應(yīng)規(guī)律的光電管．用波長(zhǎng)λ＝0.50μm的綠光照射陰極K，實(shí)驗(yàn)測(cè)得流過(guò)?表的電流I與AK之間的電勢(shì)差UAK滿足如圖乙所示規(guī)律，取h＝6．63×10－34J·s.結(jié)合圖象，求：(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)每秒鐘陰極發(fā)射的光電子數(shù)和光電子飛出陰極K時(shí)