精选+详解高三物理名校试题汇编系列第1期专题17 波粒二象性原子结构和原子核.docx
- 文档编号:11237571
- 上传时间:2023-02-26
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:165.26KB
精选+详解高三物理名校试题汇编系列第1期专题17 波粒二象性原子结构和原子核.docx
《精选+详解高三物理名校试题汇编系列第1期专题17 波粒二象性原子结构和原子核.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《精选+详解高三物理名校试题汇编系列第1期专题17 波粒二象性原子结构和原子核.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
精选+详解高三物理名校试题汇编系列第1期专题17波粒二象性原子结构和原子核
【精选+详解】2012届高三物理名校试题汇编系列(第1期)专题17波粒二象性、原子结构和原子核
一、单项选择题
1.(北京市朝阳区2012届高三上学期期中统考)能揭示原子具有核式结构的实验是()
A.光电效应实验B.伦琴射线的发现
C.α粒子散射实验D.氢原子光谱的发现
1.C解析:
光电效应实验说明光具有粒子性;伦琴射线的发现,逐步的揭开了原子的秘密,为人类深入到原子内部的科学研究,打破了坚冰,开通了航道;卢瑟福依据α粒子散射实验的结果,提出了原子的核式结构;氢原子光谱的发现说明了量子化假说。
本题答案为C。
2.(湖北省武汉市部分学校2012届高三11月联考)2011年是卢瑟福创立原子的核式结构模型l00周年,下列关于原子核的说法正确的是()
A.原子核的能量与原子的能量相似,也是不连续变化的,是量子化的B.原子核的半衰期与原子核所处的环境有关
C.贝克勒尔发现了原子核的放射性现象,并提出了“放射性”这个词用来描述这一现象
D.原子核的结合能越大,原子核越稳定
2.A解析:
原子核的能量也是不连续变化的,是量子化的,选项A正确;半衰期的大小由放射性元素的原子核内部本身的因素决定,跟元素所处的物理状态(如压强、温度)或化学状态(如单质、化合物)无关,选项B错误;“放射性”这个术语是居里夫人提出来的,用它来描述铀的辐射能力,选项C错误;原子核的平均结合能越大,原子核越稳定,而不是原子核的结合能越大,原子核越稳定,选项D错误。
本题答案为A。
3.(浙江省嘉兴一中2012届高三摸底考试)如图是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图,图(b)是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部的伤痕的示意图,请问图(b)中的检查是利用了哪种射线()
A.α射线 B.β射线C.γ射线D.三种射线都可以
3.C解析:
α射线电离能力最强,穿透能力最弱,γ射线与其相反,电离作用最弱,穿透能力最强,要想穿透钢板,只能利用γ射线,本题答案为C。
4.(广西区柳州铁一中2012届高三月考理综卷)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,氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时()
A.氢原子的能量减小,电子的动能增加B.氢原子的能量增加,电子的动能增加
C.氢原子的能量减小,电子的动能减小D.氢原子的能量增加,电子的动能减小
4.A解析:
根据波尔理论,氢原子核外电子在离核越远的轨道上运动时,其能量越大,由能量公式
(E1=-13.6eV)可知,电子从外层轨道(n值较大)跃迁到内层轨道(n值较小)时,要放出一定能量的光子,氢原子的能量减小;氢原子核外电子绕核做圆周运动,其向心力由原子核对电子的库仑力来提供,即
,电子的动能
,由此可知,电子离核越近,r越小时,则电子的动能越大。
本题答案为A。
注意:
玻尔原子模型与卫星模型相似,只是氢原子模型中轨道是量子化的,分析电子的动能和势能时可与卫星模型类比。
5.(江苏省盐城市2012届高三摸底考试)原子核的比结合能与核子数的关系如图所示。
核子组合成原子核时()
A.小质量数的原子核质量亏损最大B.中等质量数的原子核质量亏损最大
C.大质量数的原子核质量亏损最大D.不同质量数的原子核质量亏损相同
5.B解析:
由图中可以看出,最轻核和最重核比结合能较小,对于大多数中等质量的核,比结合能近似地相等,中等质量的核最为稳定,因此,当重核裂变成为中等质量的核,或轻核聚变为质量较大的核时,都将释放出巨大的核能。
本题答案为B。
6.(贵州省遵义四中2012届高三月考理综卷)某原子核
吸收一个中子后,放出一个电子,分裂为两个α粒子。
由此可知()
A.A=7,Z=3B.A=7,Z=4C.A=8,Z=3D.A=8,Z=4
6.A解析:
+
→
+2
,根据质量数守恒和电荷数守恒可得,Z+0=-1+4,A+1=0+8,即Z=3,A=7。
本题答案为A。
7.(山西大学附中2012届高三月考)中微子失踪之谜是一直困扰着科学家的问题。
原来中微子在离开太阳向地球运动的过程中,发生“中微子振荡”,转化为一个μ子和一个τ子,科学家通过对中微子观察和理论分析,终于弄清了中微子失踪之谜,成为“2001年世界十大科技突破”之一。
若中微子在运动中只转化为一个μ子和一个τ子,并已知μ子的运动方向与中微子原来的方向一致,则τ子的运动方向()
A.一定与中微子方向一致B.一定与中微子方向相反
C.可能与中微子方向不在同一直线上D.只能与中微子方向在同一直线上
7.D解析:
根据动量守恒定律,τ子的运动方向只能与中微子方向在同一直线上,不能与中微子方向一致,也可能与中微子方向相反。
本题答案为D。
8.(辽宁省丹东市四校协作体2012届高三摸底理综卷)“朝核危机”引起全球瞩目,其焦点就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆。
重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239(
),这种钚239可由铀239(
)经过n次
衰变而产生,则n为()
A.2B.239C.145D.92
8.A解析:
→n
+
,根据电荷数守恒可得,92=94-n,所以n=2。
本题答案为A。
9.(陕西省长安一中2012届高三质检)如图所示,是氢原子四个能级的示意图。
当氢原子从n=4的能级跃迁到n=3的能级时,辐射出光子a.当氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级时,辐射出光子b。
则以下判断正确的是()
A.光子a的能量大于光子b的能量B.光子a的频率大于光子b的频率
C.光子a的波长大于光子b的波长D.在真空中光子a的传播速度大于光子b的传播速度
9.C解析:
Ea=E4-E3=0.66eV,Eb=E3-E2=1.59eV,Ea<Eb,选项A错误;根据E=hν可得ν=E/h,因为Ea<Eb,所以νa<νb,选项B错误;根据λ=c/ν,νa<νb,可得λa>λb,选项C正确;在真空中光子的传播速度相同,均是3×108m/s,选项D错误。
本题答案为C。
10.(江西省重点中学协作体2012届高三联考)下列说法中错误的是( )
A.卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为
He+
N→
O+
H
B.铀核裂变的核反应是:
U→
Ba+
Kr+2
n
C.质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3,质子和中子结合成一个α粒子,释放的能量是(2m1+2m2-m3)c2
D.原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子;原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ2的光子,已知λ1>λ2,那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收波长为
的光子
10.B解析:
1919年,卢瑟福做了α粒子轰击氮原子核的实验,发现了质子,核反应方程为:
He+
N→
O+
H,选项A说法正确;铀核裂变时,需要中子轰击铀核,所以铀核裂变的核反应是:
U+
n→
Ba+
Kr+3
n,说法B错误;根据爱因斯坦质能关系式可知,选项C说法正确;设波长为λ1的光子能量为E1,波长为λ2的光子能量为E2,原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收的光子能量为E3,波长为λ3,则E1=hc/λ1,E2=hc/λ2,E3=hc/λ3,E3=E2-E1,可推知λ3=
,D说法正确。
本题答案为B。
11.(广西梧州、玉林2011届高三联考理综卷)下列四个方程中,表示α衰变的是()
A.
B.
C.
D.
11.A解析:
原子核的衰变是原子核自发进行的,所以选项CD错误;α衰变过程中有氦核(
)产生,选项A正确,B错误。
本题答案为A。
12.(湖北鄂州市2012届高三摸底考试理综卷)用中子轰击氧原子核的核反应方程式为
,对式中X、a、b判断正确的是()
A.X代表中子,a=17,b=1B.X代表电子,a=17,b=-1
C.X代表正电子,a=17,b=1D.X代表质子,a=17,b=1
12.C解析:
根据质量数守恒和电荷数守恒可得,8+0=7+b,16+1=a+0,即a=17,b=1,质量数为0,电荷数为1的原子核是正电子,即X代表正电子。
本题答案为C。
13.(四川省广元中学2012届高三月考理综卷)“轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式,它是指原子核(称为母核)俘获一个核外电子,使其内部的一个质子变为中子,并放出一个中微子,从而变成一个新核(称为子核)的过程。
中微子的质量远小于质子的质量,且不带电,很难被探测到,人们最早就是通过核的反冲而间接证明中微子的存在的。
一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”,衰变为子核并放出中微子,下面说法正确的是()
A.母核的质量数小于子核的质量数B.母核的电荷数大于子核的电荷数
C.子核的动量与中微子的动量相同D.子核的动能大于中微子的动能
13.B解析:
衰变过程中,母核的一个质子变为中子,其电荷数减少1个,质量数不变,选项A错误,B正确;一个静止的原子核衰变为两个粒子,根据动量守恒定律,这两个粒子的动量大小相等,方向相反,选项C错误;根据Ek=
可知,动量大小相等时,质量大的动能小,所以子核的动能小于中微子的动能,选项D错误。
本题答案为B。
14.(云南省昆明八中2012届高三期中考试)若元素A的半衰期为4天,元素B的半衰期为5天,则相同质量的A和B经过20天后,剩下的质量之比mA∶mB为()
A.30∶31B.31∶30C.1∶2D.2∶1
14.C解析:
设相同质量为m,则mA=m
=
,mB=m
=
,所以mA∶mB=1∶2。
本题答案为C。
15.(陕西省宝鸡中学2012届高三上学期第二次月考)在匀强磁场中有一个静止的氡原子核(
),由于衰变它放出一个粒子,此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相互外切的圆,大圆与小圆的直径之比为42∶1,如图所示,那么氡核的衰变方程应是下列方程中的哪一个()
A.
B.
C.
D.
15.B解析:
氡核的衰变过程满足动量守恒定律,其放出的粒子与反冲核的动量大小相等,方向相反;带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时,洛伦磁力提供向心力,即Bvq=
,所以r=
,当粒子动量大小相同,磁感应强度恒定时,
,根据题意,放出的粒子与反冲核的电荷数之比为42∶1或1∶42,据此可知,选项B正确。
本题答案为B。
二、多项选择题
16.(云南省昆明八中2012届高三期中考试)在物理学发展史上,有一些定律或规律的发现,首先是通过推理论证建立理论,然后再由实验加以验证。
下列叙述内容符合上述情况的是( )
A.牛顿发现了万有引力,经过一段时间后卡文迪许用实验方法测出引力常量的数值,从而验证了万有引力定律
B.爱因斯坦提出了量子理论,后来普朗克用光电效应实验提出了光子说
C.麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波的存在,后来由赫兹用实验证实了电磁波的存在
D.汤姆生提出原子的核式结构学说,后来由卢瑟福用α粒子散射实验给予了验证
16.AC解析:
牛顿在前人研究成果的基础上总结发现了万有引力定律,此后,卡文迪许通过扭摆实验测出了引力常量的数值,选项A正确;普朗克最先引入能量子的概念,为量子理论奠下基石,爱因斯坦用光电效应实验提出了光子假说,为量子理论的发展打开了局面,选项B错误;显然,选项C正确;汤姆生在研究阴极射线时发现电子,电子的发现说明原子是可以再分的,汤姆生进一步提出了原子的枣糕模型或葡萄干面包模型,该模型被卢瑟福用α粒子散射实验给予了否定,卢瑟福提出了原子的核式结构学说,选项D错误。
本题答案为AC。
17.(河南省开封高中2012届高三定位测试)人类对光的本性的认识经历了曲折的过程。
下列关于光的本性的陈述符合科学规律或历史事实的是()
A.牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”在本质上是一样的
B.光的双缝干涉实验显示了光具有波动性
C.麦克斯韦预言了光是一种电磁波
D.光具有波粒二象性
17.BCD解析:
牛顿的“微粒说”认为光是一种物质粒子,是宏观上的粒子;爱因斯坦的光子说认为光子不是宏观概念中的质点,而是微观粒子,它具有能量、动量,但没有静质量,光子总是以光速运动,光子与其他物质相互作用时,可以转化为其他物质形态,在宏观世界中,找不到任何东西具有与光子相同的性质,因此无法为光子建立一个物理模型,来模拟光子的样子,选项A错误;光的干涉和衍射证明光是一种波,选项B正确;麦克斯韦电磁场理论预言了电磁波的存在,并预言光是一种电磁波,选项C正确;光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性,光的干涉、衍射现象说明光具有波动性,所以光是一种波,也是一种粒子,光具有波粒二象性,选项D正确。
本题答案为BCD。
18.(陕西省西工大附中2012届高三适应性测试理综卷)光电效应实验中,下列表述正确的是()
A.光照时间越长光电流越大B.入射光足够强就可以有光电流
C.遏止电压与入射光的频率有关D.入射光频率大于极限频率才能产生光电子
18.CD解析:
当发生光电效应时,光电流与光照强度有关,与光照时间无关,选项A错误;只有当入射光子的频率大于极限频率时,才会发生光电效应,也才会有光电流,选项B错误,D正确;遏止电压与入射光的频率有关,即eUc=hν-W0,其中W0为逸出功,选项C正确。
本题答案为CD。
19.(陕西省西安八校2012届高三上学期期中联考)氢原子的能级图如图所示,处于n=3激发态的大量氢原子向基态跃迁时所放出的光子中,只有一种光子不能使某金属A产生光电效应,则下列说法正确的是()
A.不能使金属A产生光电效应的光子一定是从n=3激发态直接跃迁到基态时放出的
B.不能使金属A产生光电效应的光子一定是从n=3激发态直接跃迁到n=2激发态时放出的
C.若从n=4激发态跃迁到n=3激发态,所放出的光子一定不能使金属A产生光电效应
D.金属A逸出功一定大于1.89eV
19.BCD解析:
大量处于第3能级的氢原子向基态跃迁时,共可辐射出3种频率的光,其中当原子从第3能级向第2能级跃迁时释放的光子能量最小,其大小为E32=E3-E2=1.89eV,因为该光子不能使金属A产生光电效应,所以金属A的逸出功W一定大于1.89eV,选项A错误,BD正确;若从n=4激发态跃迁到n=3激发态,所放出的光子能量为E43=E4-E3=0.66eV<1.89eV<W,所以该光子一定不能使金属A产生光电效应,选项C正确。
本题答案为BCD。
20.(山东省曲阜一中2012届高三摸底考试)在下列四个核反应方程中,x1、x2、x3和x4各代表某种粒子:
;
;
;
以下判断中正确的是()
A.x1是质子B.x2是质子C.x3是质子D.x4是质子
20.BD解析:
根据质量数守恒和电荷数守恒可知,x1是
,x2是
,x3是
,x4是
。
本题答案为BD。
三、填空题
21.(浙江省嘉兴一中2012届高三摸底考试)原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子;原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ2的光子,已知λ1>λ2.原子从a能级状态跃迁到c能级状态时________(填“吸收”或“辐射”)波长为_________的光子.
21.吸收;
解析:
设波长为λ1的光子能量为E1,波长为λ2的光子能量为E2,则E1=hc/λ1,E2=hc/λ2,又λ1>λ2,所以E1<E2,a能级的能量值小于c能级状态时,所以原子从a能级状态跃迁到c能级状态时要吸收一定能量的光子。
设原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收的光子能量为E3,波长为λ3,则E3=hc/λ3,E3=E2-E1,可推知λ3=
。
即原子从a能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为
的光子。
22.(河南省开封高中2012届高三定位测试)氢原子的核外电子从第3能级跃迁到第2能级时,辐射出的光照到某金属上时恰能产生光电效应现象。
那么,很多处于第4能级的氢原子向低能级跃迁时,辐射出各种频率的光,其中有种频率的光可能使这种金属发生光电效应。
22.5种解析:
设第1能级的能量为-E1,根据玻尔理论,第2、3、4能级的能量分别为-
E1、-
E1、-
E1,恰好能使这种金属发生光电效应的光子的能量为E0=-
E1-(-
E1)=
E1;很多处于第4能级的氢原子向低能级跃迁时,共可辐射出6种频率的光,其中有5种频率的光子的能量大于或等于
E1,只有当原子从第4能级向第3能级跃迁时释放的光子能量-
E1-(-
E1)=
E1<
E1。
23.(天津市大港一中2012届高三月考试卷)14C是一种半衰期为5730年的放射性同位素.若考古工作者探测到某古木中14C的含量为原来的
,则该古树死亡的时间距今大约年.
23.11460解析:
设该古树死亡的时间距今大约t年,则
,所以t=11460。
24.(江苏省盐城市2012届高三摸底考试)氢原子的能级如图所示。
原子从能级n=3向n=1跃迁所放出的光子,正好使某种金属材料产生光电效应。
有一群处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属。
求该金属的截止频率和产生光电子最大初动能的最大值。
普朗克常量
,结果保留两位有效数字。
24.解析:
设该金属的截止频率为ν,则E3-E1=hν,解得ν=2.9×1015Hz;
当原子从能级n=4向n=1跃迁所放出的光子照射金属时产生的光电子的最大初动能最大,根据爱因斯坦光电方程
,得
。
25.(山西省大同市2012届高三调研卷)1919年,卢瑟福用a粒子轰击氮核发现了质子。
科学研究表明其核反应过程是:
a粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核,复核发生衰变放出质子,变成氧核。
设a粒子质量为m1,初速度为v0,氮核质量为m2,质子质量为m3,氧核的质量为m4,不考虑相对论效应。
(1)a粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间,复核的速度为多大?
(2)求此核反应过程中释放的核能。
25.解析:
(1)设复核的速度为v,由动量守恒定律得
,所以
。
(2)核反应过程中的质量亏损为Δm=m1+m2-m3-m4,释放的能量为ΔE=Δmc2=(m1+m2-m3-m4)c2
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 精选+详解高三物理名校试题汇编系列第1期专题17 波粒二象性原子结构和原子核 精选 详解 物理 名校 试题 汇编 系列 专题 17 二象性 原子结构 原子核
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)