2019版高考物理大一轮复习第十三章波粒二象性原子结构原子核单元滚动检测卷

1、第十三章 波粒二象性 原子结构 原子核单元滚动检测卷考生注意：1.本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分，共4页.2.答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上.3.本次考试时间90分钟，满分100分.第卷一、选择题(本题共4小题，每小题2分，共8分.每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)1.下列说法中正确的是()A.放射性元素发生一次衰变，原子序数减小1B.一群氢原子从n5的激发态跃迁到基态时，有可能辐射出10种不同频率的光子C.卢瑟福通过粒子散射实验说明了原子核内部是有结构的D.原子核衰变时电荷数和质量

2、都守恒答案B解析放射性元素发生一次衰变，原子序数增加1，故A错误；一群氢原子从n5的激发态跃迁到基态时，有可能辐射出10种不同频率的光子，故B正确；粒子散射实验说明了原子的核式结构，C错误；原子核衰变时电荷数和质量数守恒，质量不守恒，D错误.2.一群氢原子处于同一较高的激发态，它们向较低激发态或基态跃迁的过程中()A.可能吸收一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条暗线B.可能发出一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条亮线C.只吸收频率一定的光子，形成光谱中的一条暗线D.只发出频率一定的光子，形成光谱中的一条亮线答案B解析处于较高能级的电子可以向较低的能级跃迁，能量减小，原子要发出光子，由于

3、放出光子的能量满足hEmEn，处于较高能级的电子可以向较低的激发态跃迁，激发态不稳定可能继续向较低能级跃迁，所以原子要发出一系列频率的光子.故A、C、D错误，B正确.3.1966年，在地球的上空完成了用动力学方法测质量的实验.实验时，用双子星号宇宙飞船m1去接触正在轨道上运行的火箭组m2(后者的发动机已熄火).接触以后，开动双子星号飞船的推进器，使飞船和火箭组共同加速.推进器的平均推力F895 N，推进器开动时间t7 s，测出飞船和火箭组的速度变化v0.91 m/s.已知双子星号飞船的质量m13 400 kg.由以上实验数据可计算出火箭组的质量m2为()A.3 400 kg B.3 485 k

4、gC.6 265 kg D.6 885 kg答案B解析根据动量定理Ft(m1m2)v，可得m23 485 kg，B正确.4.现有三个核反应NaMgeUnBaKr3nHHHen下列说法正确的是()A.是裂变，是衰变，是聚变B.是聚变，是裂变，是衰变C.是衰变，是裂变，是聚变D.是衰变，是聚变，是裂变答案C二、选择题(本题共13小题，每小题3分，共39分.每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有错选的得0分)5.按照玻尔的理论，氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值，它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能.当一个氢原子从n4能级向低

5、能级跃迁时，下列说法正确的是()A.氢原子系统的电势能增加，电子的动能增加B.氢原子系统的电势能减小，电子的动能增加C.氢原子可能辐射6种不同波长的光D.氢原子可能辐射3种不同波长的光答案BD6.如图1所示，甲木块的质量为m1，以速度v沿光滑水平地面向前运动，正前方有一静止的、质量为m2的乙木块，乙上连有一轻质弹簧.甲木块与弹簧接触后()图1A.甲木块的动量守恒B.乙木块的动量守恒C.甲、乙两木块所组成的系统动量守恒D.甲、乙两木块所组成的系统动能减少答案CD解析甲木块与弹簧接触后，由于弹簧弹力的作用，甲、乙的动量都要发生变化，但对于甲、乙所组成的系统，因所受合力的冲量为零，故动量守恒，故A、

6、B错误，C正确；甲、乙两木块所组成系统的动能，一部分转化为弹簧的弹性势能，故系统动能减少，故D正确.7.下列说法正确的是()A.德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短B.射线是频率极高的电磁波，其在云室中穿过会留下清晰的径迹C.根据玻尔原子模型，氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能将增大D.太阳辐射能量的主要来源与核电站发生的核反应一样，都是重核裂变答案AC解析依据德布罗意波长公式可知，微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短，故A正确；射线是频率极高的电磁波，但其电离本领最弱，在云室中穿过不会留下清晰的径迹，故B错误；根据玻尔原子模型，氢原子辐射光子后，电子从能量较高的定态轨道跃

7、迁到能量较低的定态轨道，电子绕核运动的动能增大，故C正确；太阳辐射能量的主要来源是轻核聚变，故D错误.8.(2017嘉兴一中等五校联考)波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有()A.光电效应现象揭示了光的粒子性B.热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C.黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D.动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等答案AB9.如图2所示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.由图象可知下列说法正确的是()图2A.该金属的逸出功等于EB.该金属的逸出功等于hcC.入射光的频率为2c时，产生的光电子的最大初动能为ED.入

8、射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为答案ABC解析根据EkhW0得，该金属的截止频率等于c；纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功，所以逸出功等于E，且Ehc，故A、B正确；当入射光的频率为2c时，代入方程可知产生的光电子的最大初动能为Ek2hchcE，故C正确；当入射光的频率为时，小于极限频率，不能发生光电效应，故D错误.10.氢原子的能级图如图3所示，一群氢原子处于n3的激发态，这群氢原子辐射出的光子的能量可能是()图3A.13.6 eV B.12.09 eVC.10.2 eV D.1.89 eV答案BCD解析一群氢原子处于n3的激发态可能发生的跃迁有32,31,21，根据公式hEmEn可

9、得，若32，放出的光子能量为1.89 eV，若31，放出的光子能量为12.09 eV，若21，放出的光子能量为10.2 eV，故A错误，B、C、D正确.11.(2017台州市9月选考)在匀强磁场中有一个静止放置的放射性元素的原子核X，某时刻沿垂直磁场方向放射出一个粒子后新核和粒子的运动轨迹如图4所示.已知两个圆轨迹的半径之比为911，其中一个的运动方向如图所示，则可知()图4A.a是新核的轨迹B.磁场方向垂直于纸面向里C.该放射性元素进行的是衰变D.该放射性元素原子核的核电荷数为90答案CD12.(2017“七彩阳光”联考)子与氢原子核(质子)构成的原子称为氢原子，它在原子核物理的研究中有重要

10、作用.图5为氢原子的能级示意图.假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n2能级的氢原子，氢原子吸收光子后，发出频率为f1、f2和f3的光，且频率依次增大，则E等于()图5A.h(f2f1) B.h(f3f2)C.hf3 D.hf1答案BD解析氢原子吸收能量后从n2能级跃迁到较高m能级，然后从m能级向较低能级跃迁，总共可以产生的辐射光子的种类为3种，可知m3.辐射的光子按能量(频率)从小到大的顺序排列为能级3到能级2，能级2到能级1，能级3到能级1，所以能量E与hf1相等，也等于h(f3f2)，故A、C错误，B、D正确.13.(2017温州市9月选考)图6所示四幅图涉及不同的物理知识，其中说

11、法正确的是()图6A.图甲：B处能观察到大量的亮点，A处能看到较少的亮点B.图乙：用弧光灯照射锌板时，验电器的箔片带正电而张开C.图丙：射线2的贯穿本领很强，射线1的电离作用很强D.图丁：一个处于n3能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可放出3种频率不同的光子答案BC14.(2017金华市9月十校联考)如图7甲是研究光电效应的电路图，将三束不同的可见光a、b、c分别从窗口射向阴极K，得到对应三条光电流与电压的关系图线a、b、c，如图乙所示.下列结论正确的是()图7A.三束光分别照射K极时，射出光电子的最大初动能分别为Eka、Ekb、Ekc，其中Eka最大，Ekc最小B.分别利用这三束光做双缝干涉实

12、验时(其他条件相同)，b光产生的条纹间距最大C.分别让这三束光射入同一透明的玻璃介质，b光在该介质中传播速度最小D.将分别发出a、b这两种光的灯泡以同样方式分别安装在范围足够大的水池底部同一位置，在水面上有被照亮的圆面，b光所对应的圆比a光所对应的圆小答案CD15.图8所示四幅图涉及不同的物理知识，下列说法正确的是()图8A.图甲：a、b两种光通过玻璃砖的折射情况，可知a、b光通过同一双缝干涉实验装置时，a光相邻干涉条纹间距小于b光相邻干涉条纹间距B.图乙：各种电磁波都是横波，电磁波和机械波都能产生反射、折射、干涉、衍射等现象以及多普勒效应C.图丙： 一群氢原子跃迁时，发出波长为1、2、3的三

13、条谱线，它们的关系是123D.图丁：图示中强黄光和弱黄光曲线交于U轴同一点，说明发生光电效应时最大初动能与光的强度无关答案ABD解析题图丙中一群氢原子跃迁时，发出波长为1、2、3的三条谱线，它们的关系是hhh，故C错误.16.(2017金华市9月十校联考)如图9所示，下列说法正确的是()图9A.图甲是氡衰变图，由图可知：氡的半衰期为3.8天.若取8个氡原子核，经7.6天后就一定剩下2个氡原子核了B.图乙是利用射线进行铝板厚度测量的装置，为了能够准确测量铝板的厚度，探测射线应该用射线，探测器探测到的射线越强说明厚度越薄C.图丙是电子束穿过铝箔后的衍射图样，有力地说明了德布罗意波的存在，证明了实物

14、粒子也具有波动性D.图丁是康普顿利用光子去碰撞电子发生散射的实验模型，碰撞后的光子的频率比原来光子的频率小答案CD17.(2017“七彩阳光”联考)2006年美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器，通过Ca(钙48)轰击Cf(锎249)发生核反应，成功合成了质量数为297的第118号元素，这是迄今为止门捷列夫元素周期表中原子序数最大的元素.实验表明，该元素的原子核先放出3个相同的质量不为零的粒子X，再连续经过3次衰变后，变成质量数为282的第112号元素的原子核.则()A.上述过程中的粒子X是电子B.118号元素的核内含有179个中子C.在衰变过程中，起主要作用的是强相互作用D.在合成第118号元

15、素的核反应过程中，质量数守恒，所以质量不变答案BC解析因为在衰变的过程中质量数守恒，电荷数守恒.根据电荷数守恒定律可得，118321120，所以X粒子的电荷量为零，再根据质量数守恒，297432823，所以X粒子的质量数为1，所以X粒子为中子，A错误；118号元素的核内含有中子数297118179个，B正确；衰变是原子核内的质子和中子结合成粒子的过程，故起主要作用的是强相互作用，C正确；在合成第118号元素的核反应过程中，质量数守恒，质量会亏损，D错误.第卷三、非选择题(本题共5小题，共53分)18.(6分)(2017宁波市9月联考)(1)验证“碰撞中的动量守恒”的实验装置示意图如图10所示，

16、其中1是入射小球，2是被碰小球.为完成该实验，要求下列条件中必须满足的是_.图10A.m1m2B.轨道应是光滑的C.两小球的半径要相同D.每次小球1都要从同一高度由静止滚下(2)另一位同学设计了如图11所示实验.质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点，质量为mB的钢球B放在离地面高度为H的平台边缘N点(O点在N点正上方)，悬线在A球释放前伸直，且悬线与竖直线的夹角为，O点到A球球心的距离为L；A球释放后摆动到最低点时恰与B球正碰，碰撞后，A球把轻质指示针OC推到与竖直线夹角为处，B球落到地面上，地面上铺一张盖有复写纸的白纸D，保持角度不变，多次重复上述实验，白纸上记录到多个B球的落点，确定平均落点

17、到平台的水平距离s，得出的表达式为_.(利用图中的物理量给出).图11答案(1)ACD (2)mAmAmB19.(10分)某些建筑材料可产生放射性气体氡，氡可以发生或衰变，如果人长期生活在氡浓度过高的环境中，那么，氡经过人的呼吸道沉积在肺部，并放出大量的射线，从而危害人体健康，原来静止的氡核(Rn)发生一次衰变生成新核钋(Po)，并放出一个能量为E00.09 MeV的光子.已知放出的粒子动能为E5.55 MeV；忽略放出光子的动量，但考虑其能量；1 u931.5 MeV/c2.(1)写出衰变的核反应方程；(2)衰变过程中总的质量亏损为多少？(保留三位有效数字)答案(1)RnPoHe (2)6.

18、16103 u解析(1)衰变方程为：RnPoHe(2)忽略放出光子的动量，根据动量守恒定律，0ppPo，即新核钋(Po)的动量与粒子的动量大小相等，又Ek，可求出新核钋(Po)的动能为EPoE，由题意，质量亏损对应的能量以光子的能量和新核、粒子动能形式出现，衰变时释放出的总能量为EEEPoE0mc2故衰变过程中总的质量亏损m，代入数据，解得m6.16103 u.20.(12分)某研究所正在研究一种电磁刹车装置.如图12所示，实验小车质量m2 kg，底部有一个匝数n100匝、边长a0.1 m的正方形线圈，线圈总电阻r1 .在实验中，小车(形状可简化为上述正方形线圈)从轨道起点由静止出发，进入右边

19、的匀强磁场区域ABCD，BC长d0.20 m，磁感应强度B1 T，磁场方向竖直向上，整个运动过程中不计小车所受的摩擦及空气阻力，小车在轨道连接处运动时无能量损失.求：(g10 m/s2)图12(1)当实验小车从h1.25 m高度无初速度释放，小车前端刚进入AB边界时产生感应电动势的大小；(2)在第(1)问，小车进入磁场后做减速运动，当小车末端到达AB边界时速度刚好减为零，求此过程中线圈产生的热量；(3)再次改变小车释放的高度，使得小车尾端刚好能到达CD处，求此高度h.答案见解析解析(1)根据动能定理有mghmv2根据法拉第电磁感应定律有EnBav代入数据可得E50 V(2)根据动能定理，在整个

20、运动过程中，有WGW安0又WGmgh则QW安25 J(3)对于线圈进出磁场过程，设当小车前端刚到达AB时的速度为v，由动量定理有nBiatmv小车尾端刚好能到达CD处，在这一段时间内微元积累得nBqamv小车由静止释放到前端刚到达AB的过程，根据机械能守恒有mghmv2又qn2 C，代入数据得h5 m.21.(12分)(2017丽水、衢州、湖州9月联考)课外兴趣小组设计了一套利用电磁阻尼测速的装置.如图13所示，MP、NQ为两根水平固定的足够长的光滑金属导轨，用一定值电阻将导轨左端MN相连，边界ef右边加有竖直向下的匀强磁场，两根完全相同的金属棒ab、cd垂直导轨放置，与导轨接触良好.利用弹射

21、装置将ab棒以初速度v0弹出，并与静止于导轨上的cd棒发生碰撞，碰撞以后两金属棒粘合在一起，接触良好.两金属棒一起进入磁场滑行x距离后静止.已知，导轨间距为L0.5 m，电阻的阻值为R4.0 ，磁感应强度为B0.4 T，两金属棒的质量均为m0.05 kg，阻值均为r2.0 .求：图13(1)若ab棒的初速度v04 m/s，求两金属棒刚进入磁场时，流过电阻R的电流大小和方向；(2)在(1)问中，两金属棒进入磁场到停止运动，电阻R产生的焦耳热Q；(3)ab棒的初速度v0与两金属棒在磁场中滑行的距离x的函数关系式.答案(1)0.08 A方向由MN(2)0.16 J (3)v00.16x解析(1)对金属棒ab、cd的碰撞过程，由动量守恒定律得，mv02mv共，EBLv共，I，r并r，解得：I0.08 A，由右手定则知方向由MN.(2)根据能量守恒，Q总Ek2mv共20.2 J由焦耳定律可知QRQ总0.16 J.(3)由动量定理，安t2mv共，由动量守恒得mv02mv共又有：F安BL，BLx，可得：v00.16x.22.(13分)(2017“超级全能生”8月联考)如图14所示，间距为l0.5 m的两条平行金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成.倾角为37的倾斜导轨处在磁感应强度大小为B12 T，方向垂直导轨平面向下的匀强磁场区域中