【备战2012】高考物理最新模拟 专题15 原子结构与原子核

用心 爱心 专心1 备战备战 20122012 年高考物理最新模拟年高考物理最新模拟 专题专题 1515 原子结构与原子核原子结构与原子核 一 单项选择题 1 关于物质的波粒二象性 下列说法中不正确的是 A 不仅光子具有波粒二象性 一切运动的微粒都具有波粒二象性 B 运动的微观粒子与光子一样 当它们通过一个小孔时 都没有特定的运动轨道 C 波动性和粒子性 在宏观现象中是矛盾的 对立的 但在微观高速运动的现象中是 统一的 D 实物粒子的运动有特定的轨道 所以实物不具有波粒二象性 解析 选 D 实物粒子与光子都具有波粒二象性 A B C 正确 3 2012 年广州质检 硅光电池是利用光电效应原理制成的器件 下列表述正确的是 A 硅光电池是把光能转变为电能的一种装置 B 硅光电池中吸收了能量的电子都能逸出 C 逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关 D 任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应 答案 A 4 2012 年绵阳一中模拟 用波长为 2 0 10 7 m 的紫外线照射钨的表面 释放出来 的光电子中最大的动能是 4 7 10 19 J 由此可知 钨的极限频率是 普朗克常量 h 6 63 10 34 J s 光速c 3 0 108 m s 结果取两位有效数字 A 5 5 1034 Hz B 7 9 1014 Hz C 9 8 1014 Hz D 1 2 1015 Hz 解析 选 B 该题考查光电效应方程 由mv2 h W0和W0 h 0可得 1 2 c 0 7 9 1014 Hz B 选项正确 二 不定项选择题 5 在单缝衍射实验中 中央亮纹的光强占整个从单缝射入的光强的 95 以上 假设现 在只让一个光子通过单缝 那么该光子 用心 爱心 专心2 A 一定落在中央亮纹处 B 一定落在亮纹处 C 可能落在暗纹处 D 落在中央亮纹处的可能性最大 答案 CD 7 图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率 的关系图 象 由图象可知 A 该金属的逸出功等于E B 该金属的逸出功等于h 0 C 入射光的频率为 2 0时 产生的光电子的最大初动能为E D 入射光的频率为 0 2 时 产生的光电子的最大初动能为E 2 答案 ABC 8 2012 年南京调研 在光电效应实验中 飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下 得到了三条光电流与电压之间的关系曲线 甲光 乙光 丙光 如图所示 则可判断出 用心 爱心 专心3 A 甲光的频率大于乙光的频率 B 乙光的波长大于丙光的波长 C 乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D 甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能 解析 选 B 由于是同一光电管 因而不论对哪种光 极限频率和金属的逸出功相同 对于甲 乙两种光 反向截止电压相同 因而频率相同 A 项错误 丙光对应的反向截止 电压较大 因而丙光的频率较高 波长较短 对应的光电子的最大初动能较大 故 C D 均错 只有 B 项正确 三 计算题 10 2012 年温州八校联考 普朗克常量h 6 63 10 34 J s 铝的逸出功 W0 6 72 10 19 J 现用波长 200 nm 的光照射铝的表面 结果保留三位有效数字 1 求光电子的最大初动能 2 若射出的一个具有最大初动能的光电子正对一个原来静止的电子运动 求在此运动 过程中两电子电势能增加的最大值 电子所受的重力不计 解析 1 Ek h W0 c Ek 3 23 10 19 J 2 增加的电势能来自系统损失的动能 当两电子的速度相等时电势能最大 由动量 守恒定律得mv0 2mv 损失的动能 Ek mv 2m v2 1 62 10 19 J 1 22 0 1 2 所以 电势能增加的最大值为 1 62 10 19 J 答案 1 3 23 10 19 J 2 1 62 10 19 J 用心 爱心 专心4 课时 36 第二节 原子结构 氢原子光谱 一 单项选择题 3 2012 年赤峰一中模拟 氦氖激光器能产生三种波长的激光 其中两种波长分别为 1 0 6328 m 2 3 39 m 已知波长为 1的激光是氖原子在能级间隔为 E1 1 96 eV 的两个能级之间跃迁产生的 用 E2表示产生波长为 2的激光所对应的 跃迁的能级间隔 则 E2的近似值为 A 10 50 eV B 0 98 eV C 0 53 eV D 0 36 eV 解析 选D 由跃迁公式得 E1 E2 联立可得 E2 E1 0 36 hc 1 hc 2 1 2 eV 选项D 对 4 2012 年天津一中模拟 氢原子部分能级的示意图如图所示 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1 61 2 002 00 2 07 2 14 2 53 2 2 76 3 用心 爱心 专心5 范围 eV 2 07 2 1 4 2 5376 10 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 C 红 紫 D 蓝 靛 紫 解析 选 A 原子发光时光子的能量等于原子能级差 先分别计算各相邻的能级差 再 由小到大排序 结合可见光的光子能量表可知 有两个能量分别为 1 89 eV 和 2 55 eV 的 光子属于可见光 并且属于红光和蓝 靛的范围 故答案为 A 二 不定项选择题 6 如图所示为卢瑟福和他的同事们做 粒子散射实验的装置示意图 荧光屏和显微 镜分别放在图中的A B C D四个位置时 下述对观察到现象的说法中正确的是 A 放在A位置时 相同时间内观察到屏上的闪光次数最多 B 放在B位置时 相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置时稍少些 C 放在C D位置时 屏上观察不到闪光 用心 爱心 专心6 D 放在D位置时 屏上仍能观察到一些闪光 但次数极少 答案 AD 三 计算题 8 如图所示 氢原子从n 2 的某一能级跃迁到n 2 的能级 辐射出能量为 2 55 eV 的光子 问 1 最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量 才能使它辐射上述能量的光子 2 请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图 解析 1 氢原子从n 2 的某一能级跃迁到n 2 的能级 辐射光子的频率应满足 h En E2 2 55 eV En h E2 0 85 eV 所以 n 4 基态氢原子要跃迁到n 4 的能级 应提供的能量为 E E4 E1 12 75 eV 2 辐射跃迁图如答案图所示 答案 1 12 75 eV 2 用心 爱心 专心7 9 2012 年金华十校联考 在研究原子物理时 科学家经常借用宏观模型进行模 拟 在玻尔原子模型中 完全可用卫星绕行星运动来模拟研究电子绕原子核的运动 当然 这时的向心力不是粒子间的万有引力 可忽略不计 而是粒子的静电力 设氢原子中 电 子和原子核的带电荷量大小都是e 1 60 10 19 C 电子在第 1 2 可能轨道 运行时 其运动半径分别为r1 0 53 10 10 m r2 4r1 据此求 1 电子分别在第一 二可能轨道运行时的动能 以 eV 为单位 2 当电子从第一可能轨道跃迁到第二可能轨道时 原子还需吸收 10 2 eV 的光子 那 么电子的电势能增加了多少 静电力常量k 9 0 109 N m2 C2 第三节 核反应 核能 一 单项选择题 1 2012 年唐山一中模拟 氦原子核由两个质子与两个中子组成 这两个质子之间存 在着万有引力 库仑力和核力 则 3 种力从大到小的排列顺序是 A 核力 万有引力 库仑力 用心 爱心 专心8 B 万有引力 库仑力 核力 C 库仑力 核力 万有引力 D 核力 库仑力 万有引力 解析 选 D 核力是强相互作用力 氦原子核内的 2 个质子是靠核力结合在一起的 可 见核力远大于库仑力 微观粒子的质量非常小 万有引力小于库仑力 故 D 选项正确 4 2010 年高考大纲全国卷 原子核 X 与氘核 H 反应生成一个 粒子和一个质 A Z2 1 子 由此可知 A A 2 Z 1 B A 2 Z 2 C A 3 Z 3 D A 3 Z 2 解析 选 D 该核反应的方程式为 X H He H 由质量数和电荷数守恒得 A Z2 14 21 1 A 4 1 2 3 Z 2 1 1 2 故正确答案为 D 5 U 经过一系列 衰变和 衰变 最后变成Pb 衰变方程可写为 2369220882 U Pb n k P 则 2369220882 A n 7 k 4 B n 5 k 0 C n 6 k 4 D n 4 k 7 答案 A 二 不定项选择题 6 2012 年南开附中模拟 下列说法正确的是 A N H C He 是 衰变方程 15 71 112 64 2 用心 爱心 专心9 B H H He 是核聚变反应方程 1 12 13 2 C U Th He 是核裂变反应方程 23892234904 2 D He Al P n 是原子核的人工转变方程 4 2271330151 0 解析 选 BD 核反应类型分四种 核反应的方程特点各有不同 衰变方程的左边只有 一个原子核 右边出现 或 粒子 聚变方程的左边是两个轻核反应 右边是中等原子 核 裂变方程的左边是重核与中子反应 右边是中等原子核 人工核转变方程的左边是氦 核与常见元素的原子核反应 右边也是常见元素的原子核 由此可知 B D 两选项正确 三 计算题 9 太阳的能量来源是轻核的聚变 太阳中存在的主要元素是氢 核聚变反应可以看 做是 4 个氢核结合成 1 个氦核同时放出 2 个正电子 试写出核反应方程 并由表中数据计 算出该聚变反应过程中释放的能量 取 1 u 10 26 kg 1 6 粒子名称质子 p 粒子电子 e中子 n 用心 爱心 专心10 质量 u 1 00734 00150 000551 0087 解析 核反应方程为 4 H He 2e 4 个氢核结合成 1 个氦核时的质量亏损为 1 14 20 1 m 1 0073 4 4 0015 2 0 00055 u 0 0266 u 4 43 10 29 kg 由爱因斯坦质能方程得 聚变反应过程中释放的能量为 E mc2 4 43 10 29 3 108 2 J 4 0 10 12 J 答案 见解析 10 2012 年金丽衢十二校联考 如图所示 有界的匀强磁场磁感应强度为B 0 05 T 磁场方向垂直于纸面向里 MN