统考版2024高考物理二轮专题复习专题强化训练12波粒二象性原子结构和原子核

专题强化训练12波粒二象性原子结构和原子核选择题(1～8题为单项选择题，9～11题为多项选择题)1．[2024·山东省泰安市期末考试]依据α粒子散射试验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．如图所示为α粒子散射图景，图中实线表示α粒子的运动轨迹，则关于α粒子散射试验，下列说法正确的是()A．依据α粒子散射试验可以估算原子大小B．图中的α粒子反弹是因为α粒子与金原子核发生了干脆碰撞C．绝大多数α粒子沿原方向接着前进说明白带正电的原子核占据原子的空间很小D．图中大角度偏转的α粒子的电势能先减小后增大2．[2024·北京石景山一模]图1是α、β、γ三种射线穿透实力的示意图．图2是某轧钢厂的热轧机上安装的射线测厚仪装置示意图，让射线穿过钢板，探测器探测到的射线强度与钢板的厚度有关，将射线强度的信号输入计算机，可对钢板的厚度进行自动限制．射线测厚仪所利用的射线最适合的是()A．α射线B．β射线C．γ射线D．三种射线都可以3．[2024·河南省TOP20名校调研]放射性元素的半衰期长短差别很大，短的远小于一秒，长的可达数百亿年．铀238的半衰期是45亿年，约等于地球的年龄，也就是说，地球形成时的铀238现在还剩下一半没有衰变．假设有一块铀238矿石含有1kg的铀238，发生衰变的铀238均变成了铅206，则经过90亿年后，此矿石中含有的铅206的质量约为()A．0.25kgB．0.649kgC．0.433kgD．0.216kg4．华为手机麒麟9000型芯片是5nm制作工艺，光刻机是芯片制造的核心设备之一．光刻机通过一系列的光源能量，将光束透射过画着线路图的掩膜，用透镜将线路图成比例缩小后映射到涂有化学层的硅片上，受到光线照耀的部分，可以被冲洗掉，在硅片上就得到了掩膜上的电路图．芯片的制作过程须要用较大能量光子的光照耀，应选用的光源是()A．波长长的光源B．频率大的光源C．强度小的光源D．强度大的光源5．[2024·全国乙卷]一点光源以113W的功率向四周全部方向匀整地辐射波长约为6×10－7m的光，在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3×1014个．普朗克常量为h＝6.63×10－34J·s.R约为()A．1×102mB．3×102mC．6×102mD．9×102m6．[2024·江苏冲刺卷]中国的火星探测车用放射性材料PuO2作为燃料．PuO2中的Pu元素是eq\o\al(238,eq\a\vs4\al(94))Pu，已知eq\o\al(238,eq\a\vs4\al(94))Pu发生衰变的核反应方程为eq\o\al(238,eq\a\vs4\al(94))Pu→eq\o\al(234,eq\a\vs4\al(92))U＋mX，eq\o\al(238,eq\a\vs4\al(94))Pu的半衰期为87.7年．下列说法正确的是()A．衰变过程确定释放能量B．方程中m＝2，X是eq\o\al(1,1)HC．10000个eq\o\al(238,eq\a\vs4\al(94))Pu原子核经过87.7年后还有5000个未衰变D．放出的射线是高速氦核流，它的贯穿实力很强7．[2024·广东卷]目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大的氢原子．氢原子第n能级的能量为En＝eq\f(E1,n2)，其中E1＝－13.6eV.如图是按能量排列的电磁波谱，要使n＝20的氢原子吸取一个光子后，恰好失去一个电子变成氢离子，被吸取的光子是()A．红外线波段的光子B．可见光波段的光子C．紫外线波段的光子D．X射线波段的光子8．[2024·八省(市)学业质量评价联考]我国“华龙一号”核电工程接受了世界最高平安要求和最新技术标准．关于核反应堆，下列说法正确的是()A．华龙一号核反应堆是利用可控的核聚变释放核能的B．eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n是核反应堆的一种典型核反应方程C．中等质量的原子核的比结合能最小，所以核裂变和核聚变都能释放核能D．将限制棒插入铀棒之间深一些，可多吸取铀核，链式反应速度会慢一些9．[2024·广东押题卷]核电站中核反应堆的核反应方程式eq\o\al(235,eq\a\vs4\al(92))U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,eq\a\vs4\al(56))Ba＋eq\o\al(92,eq\a\vs4\al(36))Kr＋3eq\o\al(1,0)n＋201MeV(201MeV为本核式反应释放的核能)，以下说法正确的是()A．这个反应属于重核裂变B．反应条件是eq\o\al(235,eq\a\vs4\al(92))U核要达到临界体积C．由这个反应可知比结合能为201MeVD．这个方程式可写为eq\o\al(235,eq\a\vs4\al(92))U→eq\o\al(141,eq\a\vs4\al(56))Ba＋eq\o\al(92,eq\a\vs4\al(36))Kr＋2eq\o\al(1,0)n10．[2024·浙江Z20名校联考]玻尔氢原子模型胜利说明白氢原子光谱的试验规律，氢原子能级图如图所示，(电子电荷量e＝1.60×10－19C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)()A．氢原子从高能级跃迁到基态时，会辐射γ射线B．用波长为325nm的光照耀，可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级C．当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出频率为6.2×1014Hz的光子D．氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时辐射的光去照耀逸出功为2.25eV的钾表面，产生的光电子的最大初动能为0.3eV11．[2024·浙江阶段练习]在甲、乙两次不同的光电效应试验中，得到的Uc­v图象如图所示，其中Uc为反向遏止电压，v为入射光频率，已知电子电荷量为e，则下列推断正确的是()A．两图线的斜率相同，说明两次试验的光强度相同B．两次试验相比，甲试验中金属的逸出功较小C．用同一入射光做试验(均发生光电效应)，甲试验中的光电子最大初动能较大D.两图线反向延长线与纵坐标交点的确定值就是各自金属对应的逸出功专题强化训练12波粒二象性原子结构和原子核1．解析：依据α粒子散射试验可以估算原子核的大小，A错误；图中的α粒子反弹是因为α粒子与金原子核之间的库仑斥力作用，并没有发生碰撞，B错误；绝大多数α粒子沿原方向接着前进说明白带正电的原子核占据原子的空间很小，C正确；图中大角度偏转的α粒子，库仑斥力先做负功后做正功，故电势能先增大后减小，D错误．答案：C2．解析：由α、β、γ三种射线的特点和题图1可知，γ射线穿透实力最强，电离实力最弱，α射线电离实力最强，穿透实力最弱，射线测厚仪所利用的射线最适合的是γ射线，A、B、D错误，C正确．答案：C3．解析：经过两个半衰期，1kg铀238有eq\f(3,4)发生了衰变，又由于发生衰变的铀238均变成了铅206，所以矿石中含有铅的质量为m＝1×eq\f(3,4)×eq\f(206,238)kg≈0.649kg，B正确．答案：B4．解析：由光子的能量公式E＝hν可知，频率越大的光子能量越大，光子的能量与光子的强度无关，而依据公式ν＝eq\f(c,λ)可得，波长越长，光子的频率越小，A、C、D错误，B正确．答案：B5．解析：一个光子的能量ε＝hν＝heq\f(c,λ)，每秒放出光子总数N＝eq\f(P,ε)＝eq\f(Pλ,hc)，离点光源R处每秒垂直通过每平方米的光子数n＝eq\f(N,4πR2)＝eq\f(Pλ,4πR2hc)，则R＝eq\r(\f(Pλ,4πnhc))≈3×102m，B正确．答案：B6．解析：衰变过程有质量亏损，则确定释放能量，选项A正确；依据核反应的质量数和电荷数守恒可知，方程中的X质量数为4，电荷数为2，是eq\o\al(4,2)He，则m＝1，选项B错误；半衰期是统计规律，对少数原子核衰变不适用，选项C错误；放出的射线是高速氦核流，它的电离实力强，但是贯穿实力很弱，选项D错误．答案：A7．解析：n＝20的氢原子能量为E20＝eq\f(E1,202)＝－0.034eV，该氢原子的电离能为0.034eV.吸取一个光子，恰好失去一个电子变成氢离子，由题图所示按能量排列的电磁波谱可知，被吸取的光子是红外线波段的光子，A项正确．答案：A8．解析：华龙一号核反应堆是利用可控的核裂变释放核能的，A错误；eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n是核反应堆的一种典型核反应方程，B正确；中等质量的原子核的比结合能最大，最稳定，不易发生核反应．所以核裂变和核聚变都是变成中等大小的核而释放核能，C错误；将限制棒插入铀棒之间深一些，可多吸取中子，链式反应速度会慢一些，D错误．答案：B9．解析：这个反应属于重核裂变，故A正确；中子由于速度大，假如eq\o\al(235,eq\a\vs4\al(92))U体积太小中子穿过不留在里面，故反应条件是eq\o\al(235,eq\a\vs4\al(92))U核要达到临界体积，故B正确；201MeV是该反应所释放的能量，而比结合能是把原子核拆分成单个核子须要吸取的能量或核子结合成原子核所释放的能量，两者意义不同，故C错误；eq\o\al(235,eq\a\vs4\al(92))U→eq\o\al(141,eq\a\vs4\al(56))Ba＋eq\o\al(92,eq\a\vs4\al(36))Kr＋2eq\o\al(1,0)n的写法是错误的，因为箭头左侧的eq\o\al(235,eq\a\vs4\al(92))U是不会自发发生核反应的，也不符合重核裂变的物理含义，故D错误．答案：AB10．解析：γ射线是原子核受激发后产生的，与氢原子跃迁无关，A错误；依据氢原子的能级图和能级跃迁规律，当氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级时，释放的能量为ΔE＝[－3.4－（－13.6）]×1.6×10－19J，辐射光的波λ＝eq\f(hc,ΔE)＝eq\f(6.63×10－34×3×108,[－3.4－（－13.6）]×1.6×10－19)nm＝122nm，依据发生跃迁时只能吸取或辐射确定频率的光子，可知，波长为325nm的光照耀，不能使氢原子发生跃迁，B错误；依据E4－E2＝hν，当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出频率为ν＝eq\f(E4－E2,h)＝eq\f(（3.4－0.85）×1.6×10－19,6.63×10－34)Hz≈6.2×1014Hz，C正确；依据光电效应方程，产生的光电子的最大初动能为Ekm＝hν－W0＝2.55eV－2.25eV＝0.3eV，D正确．答案：CD11．解析：依据爱因斯坦光电效应