《状元之路》2020届高考物理(全国通用)二轮复习钻石卷高考专题训练：原子物理-Word版含解析.docx

高考专题训练原子物理(选修35)时间：40分钟 分值：100分1(多选题)(2021河北保定期末)下列说法正确的是()A汤姆生发觉了电子，表明原子具有核式结构B太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应C一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是由于该束光的波长太短D将放射性元素掺杂到其他稳定元素中，并上升其温度，增加压强，它的半衰期也会相应发生转变E两个质量较轻的原子核聚变成一个中等质量的原子核必定释放核能解析汤姆生发觉了电子，不能表明原子具有核式结构，选项A错误；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应，选项B正确；一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是由于该束光的波长太长，选项C错误；将放射性元素掺杂到其他稳定元素中，并上升其温度，增加压强，它的半衰期不变，选项D错误；两个质量较轻的原子核聚变成一个中等质量的原子核必定释放核能，选项E正确答案BE2(2021江苏省质检)热辐射是指全部物体在确定的温度下都要向外辐射电磁波的现象辐射强度指垂直于电磁波方向的单位面积在单位时间内所接收到的辐射能量在争辩同一物体于不同温度下向外辐射的电磁波的波长与其辐射强度的关系时，得到如图所示的图线：图中横轴表示电磁波的波长，纵轴M表示物体在不同温度下辐射电磁波的强度，则由M图线可知，同一物体在不同温度下，将：()A向外辐射相同波长的电磁波的辐射强度相同B向外辐射的电磁波的波长范围是相同的C向外辐射的最大辐射强度随温度上升而减小D向外辐射的最大辐射强度的电磁波的波长随温度上升向短波方向偏移解析由M图线可知，同一物体在不同温度下，向外辐射相同波长的电磁波的辐射强度随温度的上升而增大，选项A错误；向外辐射的电磁波的波长范围是不相同的，选项B错误向外辐射的最大辐射强度随温度上升而增大，向外辐射的最大辐射强度的电磁波的波长向短波方向偏移，选项C错误，D正确答案D3一个氢原子从n3能级跃迁到n2能级，该氢原子()A放出光子，能量增加 B放出光子，能量削减C吸取光子，能量增加 D吸取光子，能量削减解析本题考查玻尔原子模型中跃迁假设，意在考查同学的理解力气氢原子从高能级向低能级跃迁时，将以辐射光子的形式向外放出能量，故B正确答案B4(多选题)(2021河南名校质检)已知金属钙的逸出功为2.7 eV，氢原子的能级图如图所示一群氢原子处于量子数n4能级状态，则()A氢原子可能辐射6种频率的光子B氢原子可能辐射5种频率的光子C有3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由于一群氢原子能产生的光谱线种类为6种，而在这6种中，从4、3、2跃迁到1的发光能量都大于已知金属钙的逸出功2.7 eV，都能使钙发生光电效应，而辐射的其他光子的能量都小于金属钙的逸出功2.7 eV，都不能使钙发生光电效应，因此只有3种A、C正确答案AC5(多选题)(2021江苏苏南四校联考)下列说法正确的是()A比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时确定释放核能B确定强度的入射光照射某金属发生光电效应时，入射光的频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多C依据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大D射线的速度接近光速，一般一张白纸就可拦住解析比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时确定释放核能，选项A正确；确定强度的入射光照射某金属发生光电效应时，入射光的强度越高，单位时间内逸出的光电子数就越多，而入射光的频率越高，则逸出的光电子的初动能越大，选项B错误；依据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大，选项C正确；射线的速度接近光速，一般一张白纸可拦住射线，不能拦住射线，选项D错误答案AC6(多选题)(2021甘肃省五市联考)关于核电站和核辐射，下列说法中正确的是()A核反应堆发生的是轻核聚变反应B核反应堆发生的是重核裂变反应C放射性同位素的半衰期长短是由核内部本身打算，与外部条件无关D放射性同位素的半衰期长短与地震、风力等外部环境有关解析核反应堆发生的是重核裂变反应，选项A错误，B正确；放射性同位素的半衰期长短是由核内部本身打算，与外部条件无关，选项C正确，D错误答案BC7(2021天星调研卷)核能作为一种新能源在现代社会中已不行缺少，我国在完善核电平安基础上将加大核电站建设核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因，提高患癌症的风险已知钚的一种同位素Pu的半衰期为24 100年，其衰变方程为PuXHe，下列有关说法正确的是()AX原子核中含有92个中子B100个Pu经过24 100年后确定还剩余50个C由于衰变时释放巨大能量，依据Emc2，衰变过程总质量增加D衰变发出的放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透力气解析依据核反应方程遵循的规律，X原子核中含有92个质子，235个核子，143个中子，选项A错误半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，100个Pu经过24 100年后不愿定还剩余50个，选项B错误；由于衰变时释放巨大能量，衰变过程总质量不变，放出粒子的质量和生成新核的质量之和小于衰变前核的质量，选项C错误；衰变发出的放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透力气，选项D正确答案D8子与氢原子核(质子)构成的原子称为氢原子(hydrogen muon atom)，它在原子核物理的争辩中有重要作用图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，氢原子吸取光子后，发出频率为1、2、3、4、5和6的光，且频率依次增大，则E等于()Ah(31) Bh(56)Ch3 Dh4答案C9(多选题)(2021甘肃嘉峪关检测)对聚变反应HHHen，下列说法中正确的是()A.H和H是两种不同元素的原子核B.H和H是氢的两种同位素的原子核C这个反应过程中有质量亏损D这个反应既是核反应，又是化学反应解析H和H是氢元素的两种不同的同位素的原子核，选项A错误，B正确；聚变反应HHHen有质量亏损，释放核能，这个反应是核反应，不是化学反应，选项C正确，D错误答案BC10(多选题)(2021广东省十校联考)右图是某金属在光的照射下，光电子最大初动能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EB该金属的逸出功等于h0C入射光的频率为20时，产生的光电子的最大初动能为2ED入射光的频率为0时，产生的光电子的最大初动能为E解析依据爱因斯坦光电效应方程，结合题给光电子最大初动能Ek与入射光频率的关系图象，该金属的逸出功等于E，等于h0，选项A、B正确入射光的频率为20时，产生的光电子的最大初动能为E，入射光的频率为0时，不能产生光电效应，选项C、D错误答案AB11(2021江苏省连云港市期末)一个静止的氮核N俘获一个速度为2.3107 m/s的中子生成一个复核A，A又衰变成B、C两个新核设B、C的速度方向与中子速度方向相同，B的质量是中子的11倍，B的速度是106 m/s，B、C两原子核的电荷数之比为52.求：(1)C为何种粒子？(2)C核的速度大小解析(1)静止的氮核N俘获一个速度为2.3107 m/s的中子生成一个复核A，复核A质量数为15，B的质量数是11，则C核的质量数是4.依据B、C两原子核的电荷数之比为52可知C核的电荷数为2，所以C为粒子(氦原子核He)；(2)设中子质量为m，B的质量为11m，C的质量为4m.由动量守恒定律，mv11mvB4mvC，解得vC3106 m/s.答案(1)粒子(氦原子核He)(2)3106 m/s12钚的放射性同位素Pu静止时衰变为铀核激发态U*和粒子，而铀核激发态U*马上衰变为铀核U，并放出能量为0.097 MeV的光子已知：Pu、U和粒子的质量分别为mPu239.052 1 u、mU235.043 9 u和m4.002 6 u.1 u931.5 MeV/c2(1)写出衰变方程；(2)已知衰变放出的光子的动量可忽视，求粒子的动能解析(1)衰变方程为PuU*，U*U.或合起来有PuU.(2)上述衰变过程的质量亏损为mmPumUm，放出的能量为Emc2，这能量转化为铀核U的动能EU、粒子的动能E和光子的能量E之和，即EEUEE，故EUE(mPumUm)c2E.设衰变后的铀核和粒子的速度分别为vU和v，则由动量守恒有mUvUmv，又由动能的定义知EUmUv，Emv，所以，解得E，代入题给数据得E5.034 MeV.答案(1)PuU(2)5.034 MeV13如图所示，在直角坐标系虚线以下区域内有磁感应强度为B、方向垂直纸面对里的匀强磁场，虚线平行于x轴，虚线与x轴相距为h.某一时刻静止于坐标原点的原子核X发生衰变，粒子沿x轴方向射入磁场，射出磁场时与x轴正方向的夹角为120.已知粒子质量为m，电荷量为 2，剩余核的质量为M.设衰变过程中释放的核能全部转化为粒子和剩余核的动能，求原子核X的质量解析设X衰变时放出的粒子的速度为v，在磁场中做匀速圆周运动的半径为r，则由几何关系可得rrsin30h由牛顿其次定律得2eBvm由两式解得v设衰变后新核的速率为v，由动量守恒定律得mvMv0由解得v衰变过程中释放的能量为EmvMv2由爱因斯坦质能方程得质量亏损m故原子核X的质量为mXmMm(mM)答案(mM)