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单元评估检测(十一)(第十二章) 波粒二象性 原子结构 原子核(45分钟100分)一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分。16题为单选题,710题为多选题)1.下列说法中正确的是()A.衰变说明原子核里有电子B.某原子核经过一次衰变和两次衰变后,核内中子数减少4个C.放射性物质的温度升高,其半衰期将缩短D.是核裂变反应方程【解析】选B。原子核里虽然没有电子,但是核内的中子可以转化成质子和电子,产生的电子从核内发射出来,这就是衰变,故A错误;某原子核经过一次衰变,电荷数减小2,质量数减小4,再经过两次衰变后,质量数不变,电荷数要增加2,所以整个过程,质量数减小4,电荷数不变,所以核内中子数减少4个,故B正确;半衰期的长短是由原子核内部本身的因素决定的,与原子所处的物理、化学状态无关,放射性物质的温度升高,其半衰期将不变,故C错误;是衰变,故D错误。2.关于粒子散射实验的结果,下列说法正确的是()A.证明了质子的存在B.证明了原子核是由质子和中子组成的C.证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里D.说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动【解析】选C。粒子散射实验说明占原子质量绝大部分的带正电的那部分物质集中在很小的空间范围内,故C正确,A、D错误;卢瑟福发现了质子,查德威克发现了中子,故B错误。3.在光电效应实验中,先后用频率相同但光强不同的两束光照射同一个光电管。若实验a中的光强大于实验b中的光强,实验所得光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线分别以a、b表示,则下列图中可能正确的是()导学号42722654【解析】选A。光电流恰为零时光电管两端所加的电压为截止电压,对应的光的频率为截止频率,入射光的频率越高,对应的截止电压U截越大,由于入射光的频率没有变,故截止电压相同,即两图线与横轴的交点相同。由于a的光强大于b的光强,所以a的饱和电流大于b的饱和电流,故A符合要求,故A正确,B、C、D错误。4.某激光器能发射波长为的激光,发射功率为P,c表示光速,h表示普朗克常量,则激光器每分钟发射的光子数为()A.B.C.D.【解析】选C。每个光子的能量E=h=h,激光器在每分钟内发出的能量W=60P,故激光器每分钟发射的光子数为n=。5.英国物理学家卢瑟福用粒子轰击金箔,发现了粒子的散射实验。下列图中,O表示金原子核的位置,则能正确表示该实验中经过金原子核附近的粒子的运动轨迹的是图中的()【解析】选B。在粒子的散射现象中粒子所受原子核的作用力是斥力,故斥力指向轨迹的内侧,显然A中下方粒子受力指向轨迹的外侧,故A错误;在粒子的散射现象中绝大多数的粒子都照直穿过薄金箔,偏转很小,但有少数粒子发生角度很大的偏转,个别的粒子偏转角大于90,极少数的粒子偏转角大于150,甚至个别粒子沿原方向弹回。原因是在粒子的散射现象中粒子所受原子核的作用力是斥力,故越靠近原子核的粒子受到的斥力越大,轨迹的偏转角越大,故B正确,C、D错误。6.(2017烟台模拟)利用氦3(23He)和氘进行的聚变反应安全无污染,容易控制。月球上有大量的氦3,每个航天大国都将获取氦3作为开发月球的重要目标之一。已知两个氘核聚变生成一个氦3和一个中子的核反应方程是212HHe+01n +3.26MeV,若有2g氘全部发生聚变,则释放的能量是(NA为阿伏加德罗常数)()导学号42722655A.0.53.26MeVB.3.26MeVC.0.5NA3.26MeVD.NA3.26MeV【解析】选C。2g氘共有NA个氘核,每2个氘核反应就放出3.26MeV能量,2g氘全部发生聚变,释放的能量为0.5NA3.26MeV,所以C项正确。7.以下关于天然放射现象,叙述正确的是()A.若使某放射性物质的温度升高,其半衰期将变短B.衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的C.射线是原子核衰变产生的,它有很强的电离作用D.射线是原子核产生的,它是能量很大的光子流【解析】选C、D。半衰期与元素的物理状态无关,若使某放射性物质的温度升高,半衰期不变,故A错误;衰变所释放的电子是从原子核内释放出的,故B错误;射线是原子核衰变产生的,是氦的原子核,它有很强的电离作用,穿透能力很弱,故C正确;射线是原子核发生或衰变时产生的,它是能量很大的光子流,故D正确。8.如图所示为一真空光电管的应用电路,其阴极金属材料的极限频率为4.51014Hz,则以下判断正确的是导学号42722656()A.发生光电效应时,电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率B.发生光电效应时,电路中光电流的饱和值取决于入射光的强度C.用=0.5m的光照射光电管时,电路中有光电流产生D.光照射时间越长,电路中的光电流越大【解析】选B、C。在光电管中若发生了光电效应,单位时间内发射光电子的数目只与入射光的强度有关,光电流的饱和值只与单位时间内发射光电子的数目有关。据此可判断A、D错误,B正确;波长=0.5m的光子的频率=Hz=61014Hz4.51014Hz,可发生光电效应,故选项C正确。9.(2017长沙模拟)氦原子被电离出一个核外电子,形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为E1=-54.4eV,氦离子的能级示意图如图所示。在具有下列能量的光子中,能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是()A.54.4 eVB.51.0 eVC.43.2 eVD.40.8 eV【解析】选A、B、D。基态的氦离子吸收54.4 eV,能量为0,刚好电离,能发生跃迁,故A正确;基态的氦离子吸收51.0 eV,能量为-54.4 eV+51.0 eV=-3.4 eV,能被吸收发生跃迁,跃迁到n=4的激发态,故B正确;基态的氦离子吸收43.2 eV,能量为-54.4 eV+43.2 eV=-11.2 eV,不能被吸收跃迁,故C错误;基态的氦离子吸收40.8 eV,能量为-54.4 eV+40.8 eV=-13.6 eV,能被吸收跃迁到n=2的激发态,故D正确。10.如图为氢原子的能级示意图,锌的逸出功是3.34eV,那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是()导学号42722657A.一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时,能放出3种不同频率的光B.一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时,发出的光照射锌板,锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75 eVC.用能量为10.3 eV的光子照射,可使处于基态的氢原子跃迁到激发态D.用能量为14.0 eV的光子照射,可使处于基态的氢原子电离【解析】选A、B、D。一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时,根据可知,能放出3种不同频率的光,故A正确;氢原子从n=3能级向基态跃迁时发出的光子的能量最大为E大=-1.51eV+13.6eV=12.09 eV,因锌的逸出功是3.34eV,锌板表面所发出的光电子的最大初动能为Ekm=12.09eV-3.34 eV=8.75 eV,故B正确;用能量为10.3 eV的光子照射,小于12.09 eV,不可使处于基态的氢原子跃迁到激发态,要正好等于12.09 eV,才能跃迁,故C错误;由于14.0 eV大于13.6 eV,因此用此光子照射,可使处于基态的氢原子电离,故D正确。二、计算题(本题共2小题,共40分。需写出规范的解题步骤)11.(20分)已知氘核质量为2.0136u,中子质量为1.0087u,氦核的质量为3.0150u。导学号42722658(1)写出两个氘核聚变成氦核的反应方程。(2)计算上述核反应中释放的核能。(3)若两氘核以相等的动能E做对心碰撞即可发生上述核反应,且释放的核能(设为)全部转化为机械能,中子的质量设为m。求:反应中生成的氦核和中子的动能各是多少?(用本小题中的物理符号表示结果)【解析】(1)应用质量数守恒和核电荷数守恒不难写出核反应方程为: (2)由题给条件可求出质量亏损为:m=2.0136u2-(3.0150+1.0087)u=0.0035u所以释放的核能为E=mc2=931.50.0035MeV=3.26MeV。(3)由动量守恒及能量守恒定律有:0=3mv-mvn2E+E=Ek+EknEk=(3m)v伪2Ekn=mvn2联立式得:Ek=(2E+E),Ekn=(2E+E)。答案:(1)12HHHe+01n(2)3.26 MeV(3)(2E+E)(2E+E)12.(20分)核电池又叫“放射性同位素电池”,这是利用放射性同位素在衰变过程中连续释放的核能转变为电能制造而成的。某核电池由放射性同位素Pu制成,已知Pu衰变为铀核(符号U)和粒子,其半衰期为88年,若该电池在第一个88年内的平均功率为10 W,其发电效率为10%,光速c=3108m/s,一年约为3.21

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