广东省2012高考物理二轮复习 专题11 原子物理课堂综合演练

用心 爱心 专心1 原子物理原子物理 1 下列关于原子和原子核的说法正确的是 A 衰变现象说明电子是原子核的组成部分 B 玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化 C 放射性元素的半衰期随温度的升高而变短 D 比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固 解析 衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的 A 错误 玻尔 的基本假设是轨道 速度 能量都是量子化的 B 正确 半衰期由原子核的内部因素决定 跟元素的化学状态 温度 压强等因素无关 C 错误 比结合能越大 表示原子核中核子 结合得越牢固 原子核越稳定 D 错误 答案 B 2 2011 浙江高考 关于天然放射现象 下列说法正确的是 A 射线是由氦原子核衰变产生 B 射线是由原子核外电子电离产生 C 射线是由原子核外的内层电子跃迁产生 D 通过化学反应不能改变物质的放射性 解析 射线是原子核同时放出两个质子和两个中子产生的 选项 A 错 射线是 原子核内中子转化为质子和电子而放出的 选项 B 错 射线是衰变后的原子核从高能 级向低能级跃迁产生的 选项 C 错 放射性是原子核的固有属性 选项 D 正确 答案 D 3 2011 北京高考 表示放射性元素碘 131 I 衰变的方程是 131 53 A I Sb He B I Xe e213153131540 1 C I I n D I Te H013152130531 1 解析 衰变是由原子核自发地释放一个 粒子 即电子 产生新核的过程 衰变过 程遵循质量数与电荷数守恒 B 项正确 答案 B 4 双选 2011 福建高考 爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地 解释光电效应的规律而获得 1921 年诺贝尔物理学奖 某种金属逸出光电 子的最大初动能Ekm与入射光频率 的关系如图 11 7 所示 其中 0为极限频率 从图 中可以确定的是 图 11 7 A 逸出功与 有关 B Ekm与入射光强度无关 用心 爱心 专心2 C 当 0时 会逸出光电子 D 图中直线的斜率与普朗克常量有关 解析 金属的逸出功与入射光无关 A 错 光电子的最大初动能与入射光的强度无关 B 对 当入射光的频率小于极限频率 不能发生光电效应现象 C 错 由光电效应方程可知 图像的斜率与普朗克常量有关 D 对 答案 BD 5 氢原子部分能级的示意图如图 11 8 所示 不同色光的光子能量如下表所示 色光红橙黄绿蓝 靛紫 光子能量 范围 eV 1 61 2 0 0 2 00 2 0 7 2 07 2 1 4 2 14 2 5 3 2 53 2 7 6 2 76 3 1 0 处于某激发态的氢原子 发射的光的谱线在可见光范围内仅有 2 条 其颜色分别为 A 红 蓝 靛 B 黄 绿 图 11 8 C 红 紫 D 蓝 靛 紫 解析 本题意在考查考生对氢原子能级的理解 并能正确结合电磁波谱解决氢原子跃 迁的能级问题 由七种色光的光子的不同能量可知 可见光光子的能量范围在 1 61 3 10 eV 故可能是由第 4 能级向第 2 能级跃迁过程中所辐射的光子 E1 0 85 eV 3 40 eV 2 55 eV 即蓝 靛光 也可能是氢原子由第 3 能级向第 2 能级跃迁过程中所辐射的 光子 E2 1 51 eV 3 40 eV 1 89 eV 即红光 正确选项为 A 答案 A 一 选择题 本题共 7 个小题 每小题 8 分 共 56 分 每小题只有一个或两个选项符 合题意 其中双选已标明 请将正确选项前的字母填在题后的括号内 1 三个原子核 X Y Z X 核放出两个正电子后变为 Y 核 Y 核与质子发生核反应后生 成 Z 核并放出一个氦 He 则下面说法正确的是 4 2 A X 核比 Y 核多一个质子 B X 核比 Z 核少一个中子 C X 核的质量数比 Z 核质量数大 3 用心 爱心 专心3 D X 核与 Z 核的总电荷是 Y 核电荷的 4 倍 解析 由上述过程列出核反应方程得 X 2 e nm 2Y Y H He n m0 1nm 21 14 2 Z 即 X 核比 Y 核多两个质子 选项 A 错误 X 核的中子数是 n m Z 核的中子数 n 3m 3 n m 选项 B 错误 由上面两个核反应方程可知 X 核的质量数 n 比 Z 核质量数 n 3 大 3 选项 C 正确 X 核与 Z 核的总电荷数 2m 3 若等于 Y 核电荷数 m 2 的 4 倍 解得 m不是整数 所以选项 D 错误 答案 C 2 双选 关于核衰变和核反应的类型 下列表述正确的有 A U Th He 是 衰变 23892234904 2 B N He O H 是 衰变 14 74 217 81 1 C H H He n 是轻核聚变 2 13 14 21 0 D Se Kr 2e 是重核裂变 823482360 1 解析 衰变是放射出氦核的天然放射现象 衰变是放射出电子的天然放射现象 C 项是轻核的聚变 D 项是 衰变 答案 AC 3 双选 有关放射性知识 下列说法中正确的是 A 衰变是原子核内的中子转化成质子和电子从而放出电子的过程 B 射线一般伴随着 或 射线产生 这三种射线中 射线电离能力最强 C 由核反应方程U Th He 可知核反应前后质量守恒 核电荷数守恒 23892234904 2 D 氡的半衰期为 3 8 天 若取 4 千克氡原子核 经 7 6 天后就一定剩下 1 千克氡原子 核 解析 射线的穿透能力最强 电离能力最弱 故选项 B 错误 选项 C 应该为质量数 守恒 半衰期是针对大量原子核而言的 故选项 D 正确 答案 AD 4 下列说法正确的是 A 爱因斯坦提出了光子学说 成功解释了光电效应现象 B 核反应方程U U He 属于裂变 23892234904 2 C 衰变中产生的 射线是原子核外电子挣脱原子核束缚后形成的 D 升高放射性物质的温度 可缩短其半衰期 解析 核反应方程U U He 属于衰变 故选项 B 错误 衰变产生的 射 23892234904 2 线是原子核内的中子转化成质子和电子从而放出电子形成的 故选项 C 错误 物理或化学 性质的改变不影响其半衰期 故选项 D 错误 答案 A 用心 爱心 专心4 5 已知金属钙的逸出功为 2 7 eV 氢原子的能级图如图 1 所示 一群氢原子处于量子数n 4 能级状态 则 A 使某个该种氢原子电离至少需要 13 6 eV 的能量 图 1 B 使某个该种氢原子电离至少需要 0 85 eV 的能量 C 只有 1 种频率的辐射光子能使钙发生光电效应 D 有 4 种频率的辐射光子能使钙发生光电效应 解析 使该种氢原子电离至少需要 0 85 eV 的能量 A 错 B 对 由于E4 E22 7 eV E3 E1 2 7 eV E2 E1 2 7 eV 故 C D 错 答案 B 6 双选 下列说法中正确的是 A 粒子散射实验证明原子内是 实体 的 B 氢原子的发射光谱是线状谱 C 镉棒在裂变反应堆中起减速中子的作用 D 轻核的聚变和重核的裂变都可以放出核能 解析 粒子散射实验表明大多数 粒子不发生偏转 由此证明原子内是十分 空 旷 的 A 错 氢原子的发射光谱是线状谱 B 对 镉棒在反应堆中吸收中子作控制棒 反 应堆中用石墨 重水或普通水作减速剂 减缓中子速度 C 错 轻核的聚变和重核的裂变 都存在质量亏损 故都可以放出核能 D 对 答案 BD 7 科学家发现在月球上含有丰富的 He 氦 3 它是一种高效 清洁 安全的核聚变 3 2 燃料 其核聚变方程为 He He 2 H He 关于 He 聚变下列表述正确的是 3 23 21 14 23 2 A 聚变反应不会释放能量 B 聚变反应产生了新的原子核 C 聚变反应没有质量亏损 D 目前核电站都采用 He 聚变反应发电 3 2 解析 聚变反应存在质量亏损 释放核能 A C 错误 聚变反应产生了质子 B 正确 目前核电站都采用重核铀核裂变 D 错误 答案 B 二 非选择题 本题共 4 小题 共 44 分 8 8 分 如图 2 所示 一静电计与锌板相连 在A处用一 弧光灯照射锌板 关灯后 指针保持一定偏角 1 现有一带负电的金属小球与锌板接触 则静电计指针偏 角将 填 增大 减小 或 不变 图 2 2 使静电计指针回到零 再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板 静电计指针无偏 用心 爱心 专心5 转 那么 若改用强度更大的红外线照射锌板 可观察到静电计指针 填 有 或 无 偏转 解析 1 锌板在紫外线照射下 发生光电效应现象 有光电子飞出 锌板带正电 将 一带负电的金属小球与锌板接触 将锌板上的正电荷中和一部分 锌板所带正电荷减少 则静电计指针偏角将变小 注意 静电计与锌板带同种电荷 2 要发生光电效应现象 照射光的频率必须高于这种金属的极限频率 而与照射光的 强度无关 用黄光照射 静电计指针无偏转 即不能发生光电效应现象 当改用强度更大 的红外线照射时 因为红外线的频率比黄光低 所以用红外线照射更不能发生光电效应现 象 静电计指针无偏转 答案 1 减小 2 无 9 12 分 1 2011 四川高考 氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为 1 从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为 2 已知普朗克常量为h 若氢原子从 能级k跃迁到能级m 则 A 吸收光子的能量为h 1 h 2 B 辐射光子的能量为h 1 h 2 C 吸收光子的能量为h 2 h 1 D 辐射光子的能量为h 2 h 1 2 2011 江苏高考 按照玻尔原子理论 氢原子中的电子离原子核越远 氢原子的能 量 选填 越大 或 越小 已知氢原子的基态能量为 E1 E1 0 电子质量为 m 基态氢原子中的电子吸收一频率为 的光子被电离后 电子速度大小为 普朗 克常量为 h 解析 1 由跃迁假设及题意可知 h 1 Em En h 2 Ek En 红光频率 1小于紫 光频率 2 所以能级k能量大于能级m能量 所以从能级k到能级m需要辐射光子 A C 项错 h 3 Ek Em 解三式得 h 3 h 2 h 1 D 项正确 2 电子离原子核越远电势能越大 氢原子能量也就越大 根据动能定理有 h E1 mv2 所以电离后电子速度为 1 2 2 h E1 m 答案 1 D 2 越大 2 h E1 m 10 10 分 已知氢原子处在第一 第二激发态的能级分别为 3 40 eV 和 1 51 eV 金属钠的截止频率为 5 53 1014 Hz 普朗克常量h 6 63 10 34 J s 请通过计算判断 氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板 能否发生光电效应 解析 氢原子放出的光子能量E E3 E2 代入数据得E 1 89 eV 用心 爱心 专心6 金属钠的逸出功W0 h c 代入数据得W0 2 3 eV 因为E W0 所以不能发生光电效应 答案 不能 11 14 分 一静止的氡核 Rn 发生 衰变 放出一个速度为v0 质量为m的 22286 粒子和一个质量为M的反冲核钋 Po 若氡核发生衰变时 释放的能量全部转化为 粒子 和钋核的动能 1 写出衰变方程 2 求出反冲核的速度 计算结果不得使用原子量表示 3 求出这一衰