【大师珍藏】高考物理一轮单元训练金卷：第十三单元 原子物理（B卷）含答案

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1、一 轮 单 元 训 练 金 卷 高 三 物 理 (B)卷第 十 三 单 元 原 子 物 理注 意 事 项 ：1 答 题 前 ， 先 将 自 己 的 姓 名 、 准 考 证 号 填 写 在 试 题 卷 和 答 题 卡 上 ， 并 将 准 考 证 号 条 形 码 粘贴 在 答 题 卡 上 的 指 定 位 置 。2 选 择 题 的 作 答 ： 每 小 题 选 出 答 案 后 ， 用 2B 铅 笔 把 答 题 卡 上 对 应 题 目 的 答 案 标 号 涂 黑 ，写 在 试 题 卷 、 草 稿 纸 和 答 题 卡 上 的 非 答 题 区 域 均 无 效 。3 非 选 择 题 的 作 答 ： 用 签 字

2、 笔 直 接 答 在 答 题 卡 上 对 应 的 答 题 区 域 内 。 写 在 试 题 卷 、 草 稿 纸和 答 题 卡 上 的 非 答 题 区 域 均 无 效 。4 考 试 结 束 后 ， 请 将 本 试 题 卷 和 答 题 卡 一 并 上 交 。一、 (本题共 14 小题，每小题 6 分，在每小题给出的四个选项中，第 18 题只有一项符合题目要求，第 914 题有多项符合题目要求。全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得0 分)1关于天然放射性，下列说法不正确的是( )A所有元素都有可能发生衰变B放射性元素的半衰期与外界的温度无关C放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放

3、射性D、 和 三种射线中， 射线的穿透能力最强2. 用哪种方法可以减缓放射性元素的衰变速率( )A. 把该元素放在低温阴凉处B. 把该元素密封在很厚的铅盒子里C. 把该元素同其他的稳定元素结合成化合物D. 上述各种方法都无法减缓放射性元素的衰变速率3关于光电效应的规律，下列说法中正确的是( )A发生光电效应时，不改变入射光的频率，增大入射光强度，则单位时间内从金属内逸出的光电子数目增多B光电子的最大初动能跟入射光强度成正比C发生光电效应的反应时间一般都大于 107 sD只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能发生4在卢瑟福 粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看成静止不动，下列各图画出

4、的是其中两个 粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是( )5. 一 群 氢 原 子 由 n 1 的 状 态 激 发 到 n 4 的 状 态 ， 在 它 回 到 n 1 的 状 态 的 过 程 中 ， 有 以 下 说 法 ：可能激发出能量不同的光子只有 3 种 可能发出 6 种不同频率的光子可能发出的光子的最大能量为 12.75 eV 可能发出光子的最小能量为 0.85 eV其中正确的说法是( )A B C D6由于放射性元素 Np 的半衰期很短，所以在自然界中一直未被发现，只是在使用人工的2379方法制造后才被发现。已知 Np 经过一系列 衰变和 衰变后变成 Bi，下列选项中正确的是( )2

5、379 20983A Bi 的原子核比 Np 的原子核少 28 个中子20983 2379B Np 经过衰变变成 Bi，衰变过程可以同时放出 粒子、 粒子和 粒子2379 20983C衰变过程中共发生了 7 次 衰变和 4 次 衰变D Np 的半衰期等于任一个 Np 原子核发生衰变的时间2379 23797. 一个德布罗意波长为 1 的中子和另一个德布罗意波长为 2 的氘核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波长为( )A B C D121 2 121 2 1 22 1 228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)1.612.002.002.072.

6、072.142.142.532.532.762.763.10氢原子部分能级的示意图如图所示。大量处于 n4 能级的氢原子，发射出的光的谱线在可见光范围内，其颜色分别为( )A红、蓝靛 B红、紫C橙、绿 D蓝靛、紫9. 以下关于玻尔原子理论的说法正确的是( )A. 电子绕原子核做圆周运动的轨道半径不是任意的B. 电子在绕原子核做圆周运动时，稳定地产生电磁辐射C. 电子从量子数为 2 的能级跃迁到量子数为 3 的能级时，要辐射光子D. 不同频率的光照射处于基态的氢原子时，只有某些频率的光可以被氢原子吸收10用如图甲所示的装置研究光电效应现象。闭合开关 S，用频率为 的光照射光电管时发生了光电效应。

7、图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能 Ek 与入射光频率 的关系图像，图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，b )，下列说法中正确的是( )A普朗克常量为 hbaB断开开关 S 后，电流表 G 的示数不为零C仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大D保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表 G 的示数保持不变11. 据媒体报道，叛逃英国的俄罗斯前特工利特维年科在伦敦离奇身亡。英国警方调查认为毒杀利特维年科的是超级毒药放射性元素钋( Po)。若元素钋发生某种衰变，其半衰期是 138 天，21084衰变方程为 Po Pb Y，则下列说法正确的是 ( )2108

8、4 20682A该元素发生的是 衰变BY 原子核含有 4 个核子C 射线是衰变形成的铅核释放的D200 g 的 Po 经 276 天，已发生衰变的质量为 150 g2108412核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能.U n Ba Kra X 是反应堆中发生的许多核反应中的一种，X 是某种粒子，a 是 X 粒子23592 10 14156 9236的个数，用 mU、m Ba、m Kr 分别表示 92U、 Ba、 Kr 核的质量，m X 表示 X 粒子的质量，c 为235 14156 9236真空中的光速，以下说法正确的是( )AX 为中子，a2BX 为中子，a3C上述核反应中放

9、出的核能 E(m Um Bam Kr2m X)c2D上述核反应中放出的核能 E( mUm Bam Kr3m X)c213. 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 E154.4 eV，氦离子的能级示意图如图所示。在具有下列能量的粒子中，能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是( )A. 54.4 eV(光子) B. 50.4 eV(光子)C. 48.4 eV(电子) D. 42.8 eV(光子)14人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量(原子核的质量除以核子数) 与原子序数有如图所示的关系。下列关于原子结构和核反应的说法正确的是( )A由图可知，原子核 D 和 E

10、聚变成原子核 F 时会有质量亏损，要吸收能量B由图可知，原子核 A 裂变成原子核 B 和 C 时会有质量亏损，要放出核能C已知原子核 A 裂变成原子核 B 和 C 时放出的 射线能使某金属板逸出光电子，若增加 射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大D在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度二、(本题共 2 小题，共 20 分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 15(12 分) 如图所示是研究光电管产生的电流的电路图，A、K 是光电管的两个电极，已知该光电管阴

11、极的极限频率为 0.现将频率为 (大于 0)的光照射在阴极上，则：(1)_是阴极，阴极材料的逸出功等于_。(2)加在 A、K 间的正向电压为 U 时，到达阴极的光电子的最大动能为_，将 A、K 间的正向电压从零开始逐渐增加，电流表的示数的变化情况是_。(3)为了阻止光电子到达阳极，在 A、K 间应加 U 反 _ 的反向电压(4)下列方法一定能够增加饱和光电流的是_。A照射光频率不变，增加光强B照射光强度不变，增加光的频率C增加 A、K 电极间的电压D减小 A、K 电极间的电压16(14 分) 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次 衰变。放射出的 粒子( He)在与

12、磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为 R。以 m、q 分别表示 粒子42的质量和电荷量。(1)放射性原子核用 X 表示，新核的元素符号用 Y 表示，写出该 衰变的核反应方程。AZ(2)粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小。(3)设该衰变过程释放的核能都转化为 粒子和新核的动能，新核的质量为 M，求衰变过程的质量亏损 m。一 轮 单 元 训 练 金 卷 高 三 物 理 (B)卷第 十 三 单 元 原 子 物 理 答 案一、 (本题共 14 小题，每小题 6 分，在每小题给出的四个选项中，第 18 题只有一项符合题目要求，第 914 题有多项符合题目要求。全部选

13、对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得0 分)1 【答案】A2.【答案】D3 【答案】A4 【答案】C5.【答案】D6 【答案】C【解析】 Bi 的中子数为 20983126， Np 的中子数为 23793144， Bi 的原子核20983 2379 20983比 Np 的原子核少 18 个中子， A 错误； Np 经过一系列 衰变和 衰变后变成 Bi，可以同2379 2379 20983时放出 粒子和 粒子或者 粒子和 粒子，不能同时放出三种粒子，B 错误；衰变过程中发生 衰变的次数为 7 次， 衰变的次数为 27(93 83)4(次)，C 正确；半衰期是大量原子237 2094

14、核衰变的统计规律，对少数原子核不适用，选项 D 错误。7.【答案】A【解析】中子的动量 p1 ，氘核的动量 p2 ，同向正碰后形成的氚核的动量 p3p 2p 1，h1 h2所以氚核的德布罗意波长 3 ，A 正确。hp3 121 28 【答案】A【解析】计算出各种光子能量然后和表格中数据进行对比，便可解决本题。氢原子处于第四能级，能够发出 12.75 eV、12.09 eV、10.2 eV、2.55 eV、1.89 eV、0.66 eV 的六种光子，1.89 eV 和2.55 eV 属于可见光，1.89 eV 的光子为红光，2.55 eV 的光子为蓝靛光。9.【答案】AD【解析】玻尔原子理论的基

15、本假设之一就是电子运行的轨道半径是量子化的，是不连续的.假设之二就是电子在特定轨道上绕原子核做圆周运动时，不会产生电磁辐射，只有在不同轨道间跃迁时才会产生电磁辐射，故 A 正确， B 错误；氢原子在不同轨道上的能级表达式为 En E1，电子从量1n2子数为 2 的能级跃迁到量子数为 3 的能级时能量增大，要吸收光子，故 C 错误；由于氢原子发射的光子的能量满足 EE nE m，即 E1 E1h，所以不同频率的光照射处于基态的氢原子时，只1n2 1m2有某些频率的光可以被吸收，故 D 正确。10 【答案】AB【解析】由 hW 0E k，变形得 EkhW 0，可知图线的斜率为普朗克常量，即 h ，

16、故 Aba错误；断开开关 S 后，初动能大的光电子，也可能达到阳极，所以电流表 G 的示数不为零，故 B 正确；只有增大入射光的频率，才能增大光电子的最大初动能，与光的强度无关，故 C 错误；保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，单个光子的能量增大，而光的强度不变，那么光子数一定减少，发出的光电子数也减少，电流表 G 的示数要减小，故 D 错误。11.【答案】BCD【解析】根据衰变反应遵循质量数守恒和电荷数守恒，放出的粒子 Y 的质量数为2102064，电荷数为 84822，即 Y 为 粒子，Y 原子核含有 4 个核子，即该元素发生的是衰变，选项 A 错误，B 正确。衰变形成的铅核处于激发态，

17、回到基态时释放出 射线，选项 C 正确.根据半衰期的意义，经过两个半衰期后，剩余 ，即 200 g 的 Po 经 276 天，已发生衰变的质14 21084量为 150 g，选项 D 正确。12 【答案】BC【解析】核反应中，质量数守恒，电荷数守恒，则知 U n Ba KraX 中 X 为23592 10 14156 9236n，a3，则 A 错误，B 正确；由 Emc 2 可得： E( mUm Xm Bam Kr3m X)10c2( mUm Bam Kr2m X)c2，则 C 正确，D 错误。13.【答案】AC【解析】由玻尔理论可知，基态的氦离子要实现跃迁，入射光子的能量(光子能量不可分)

18、应该等于氦离子在某激发态与基态的能量差，因此只有能量恰好等于两能级差的光子才能被氦离子吸收；而实物粒子(如电子)只要能量不小于两能级差，均可能被吸收。氦离子在图示的各激发态与基态的能量差为：E 1E E 10( 54.4 eV)54.4 eV， E2E 4 E13.40 eV(54.4 eV)51.0 eV， E3 E3 E1 6.0 eV ( 54.4 eV) 48.4 eV， E4 E2 E1 13.6 eV ( 54.4 eV) 40.8 eV。故能量为 54.4 eV 的光子、能量为 48.4 eV 的电子可使氦离子从基态发生跃迁，A、C 正确。14 【答案】BD【解析】原子核 D、E

19、 聚变成原子核 F，放出能量，A 错误； A 裂变成 B、C ，放出能量，B 正确；增加入射光强度，光电子的最大初动能不变，C 错误；镉棒能吸收中子，可控制核反应速度，D 正确。二、(本题共 2 小题，共 20 分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 15(12 分) 【答案】(1)K h 0 (2)h h0eU 逐渐增大，直至保持不变 (3) (4)Ah h0e【解析】(1)被光照射的金属将有光电子逸出，故 K 是阴极，逸出功与极限频率的关系为W0h 0。(2)根据

20、光电效应方程可知，逸出的光电子的最大初动能为 hh 0，经过电场加速获得的能量为 eU，所以到达阳极的光电子的最大动能为 hh 0eU，随着电压增加，单位时间内到达阳极的光电子数量将逐渐增多，但当从阴极逸出的所有光电子都到-达阳极时，再增大电压，也不可能使单位时间内到达阳极的光电子数量增多所以，电流表的示数先是逐渐增大，直到保持不变。(3)从阴极逸出的光电子在到达阳极的过程中将被减速，被电场消耗的动能为 eU 反 ，如果hh 0eU 反 ，就将没有光电子能够到达阳极，所以 U 反 。h h0e(4)要增加单位时间内从阴极逸出的光电子的数量，就需要增加照射光单位时间内入射光子的个数，所以只有 A 正确。16(14 分) 【解析】(1) X Y He。AZ A 4Z 2 42(2)设 粒子的速度大小为 v，由 qvBm ，T ，得v2R 2Rv粒子在磁场中运动周期 T2mqB环形电流大小 I 。qT q2B2m(3)由 qvBm ，得 vv2R qBRm设衰变后新核 Y 的速度大小为 v，系统动量守恒Mvmv0v mvM qBRM由 mc2 Mv2 mv212 12得 m 。(M m)(qBR)22mMc2