2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題沖刺 專題復(fù)習(xí)篇九 光電效應(yīng) 原子結(jié)構(gòu)和原子核練習(xí)(含解析)
《2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題沖刺 專題復(fù)習(xí)篇九 光電效應(yīng) 原子結(jié)構(gòu)和原子核練習(xí)(含解析)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題沖刺 專題復(fù)習(xí)篇九 光電效應(yīng) 原子結(jié)構(gòu)和原子核練習(xí)(含解析)(18頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、光電效應(yīng)原子結(jié)構(gòu)和原子核要點(diǎn)提煉1.玻爾理論的基本內(nèi)容能級假設(shè):氫原子能級En(n1,2,3,),n為量子數(shù)。躍遷假設(shè):hEmEn(mn)。軌道量子化假設(shè):氫原子的電子軌道半徑rnn2r1(n1,2,3,),n為量子數(shù)。2定態(tài)間的躍遷滿足能級差(1)從低能級(n小)高能級(n大)吸收能量,hEn大En小。(2)從高能級(n大)低能級(n小)放出能量,hEn大En小。3氫原子電離電離態(tài):n,E0?;鶓B(tài)電離態(tài):E吸0E10(13.6 eV)13.6 eV。n2電離態(tài):E吸0E20(3.4 eV)3.4 eV。如吸收能量足夠大,克服電離能后,獲得自由的電子還具有動能。4光電效應(yīng)兩條對應(yīng)關(guān)系(1)光越
2、強(qiáng)(一定頻率)光子數(shù)目越多發(fā)射光電子越多飽和光電流越大。(2)光子頻率越高光子能量越大光電子的最大初動能越大。5光電效應(yīng)定量分析時應(yīng)抓住三個關(guān)系式(1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程:EkhW0。(2)最大初動能與遏止電壓的關(guān)系:EkeUc。(3)逸出功與極限頻率的關(guān)系:W0hc。6核反應(yīng)方程的書寫(1)核反應(yīng)過程一般不可逆,所以核反應(yīng)方程中用“”表示方向而不能用等號代替。(2)核反應(yīng)方程遵循質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒,但核反應(yīng)前后的總質(zhì)量一般會發(fā)生變化(質(zhì)量虧損)且釋放出核能。(3)核反應(yīng)的生成物一定要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),不能只依據(jù)兩個守恒規(guī)律憑空杜撰出生成物來寫核反應(yīng)方程。7核衰變問題(1)核衰變規(guī)律:N余N
3、原,m余m原 (t表示衰變時間,表示半衰期),半衰期長短由核內(nèi)部自身的因素決定,與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān);是對大量原子核的行為做出的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對少數(shù)原子核不適用。(2)衰變和衰變次數(shù)的確定方法方法一:由于衰變不改變質(zhì)量數(shù),故可以先由質(zhì)量數(shù)改變確定衰變的次數(shù),再根據(jù)電荷數(shù)守恒確定衰變的次數(shù)。方法二:設(shè)衰變次數(shù)為x,衰變次數(shù)為y,根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒列方程組求解。8核能的計(jì)算方法(1)根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程,用核反應(yīng)虧損的質(zhì)量乘以真空中光速c的平方,即Emc2(J)。(2)根據(jù)1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5兆電子伏(MeV)能量,用核反應(yīng)的質(zhì)量虧損的原子質(zhì)量單位數(shù)乘以931.5 M
4、eV,即Em931.5(MeV)。(3)如果核反應(yīng)時釋放的核能是以動能形式呈現(xiàn)的,則核反應(yīng)過程中系統(tǒng)動能的增量即為釋放的核能。高考考向1光電效應(yīng)能級躍遷命題角度1 光電效應(yīng)例1(2019哈爾濱三中二模)(多選)圖甲是研究光電效應(yīng)的電路圖,圖乙是用a、b、c光照射光電管得到的IU圖線,Uc1、Uc2表示遏止電壓,下列說法正確的是()A在光照條件不變的情況下,隨著所加電壓的增大,光電流一直會增加Ba、c光的頻率相等C光電子的能量只與入射光的強(qiáng)弱有關(guān),而與入射光的頻率無關(guān)Da光的波長大于b光的波長解析在光照條件不變的情況下,隨著所加電壓的增大,光電流會先增加后不變,A錯誤;當(dāng)光電流為零時,光電管兩端
5、加的電壓為遏止電壓,根據(jù)eUchW0,入射光的頻率越高,對應(yīng)的遏止電壓Uc越大,a、c兩光的遏止電壓相等,且小于b光的遏止電壓,所以a、c兩光的頻率相等且小于b光的頻率,根據(jù),可知a光的波長大于b光的波長,B、D正確;光電子的能量只與入射光的頻率有關(guān),而與入射光的強(qiáng)弱無關(guān),C錯誤。答案BD 光電效應(yīng)的四類圖象分析備課記錄: 1(2019北京高考)光電管是一種利用光照射產(chǎn)生電流的裝置,當(dāng)入射光照在管中金屬板上時,可能形成光電流。表中給出了6次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。由表中數(shù)據(jù)得出的論斷中不正確的是()A兩組實(shí)驗(yàn)采用了不同頻率的入射光B兩組實(shí)驗(yàn)所用的金屬板材質(zhì)不同C若入射光子的能量為5.0 eV,逸出光電子的
6、最大動能為1.9 eVD若入射光子的能量為5.0 eV,相對光強(qiáng)越強(qiáng),光電流越大答案B解析光子的能量Eh,兩組實(shí)驗(yàn)中入射光子的能量不同,故入射光的頻率不同,A正確;由愛因斯坦的光電效應(yīng)方程hWEk,可求出兩組實(shí)驗(yàn)中金屬板的逸出功W均為3.1 eV,故兩組實(shí)驗(yàn)所用的金屬板材質(zhì)相同,B錯誤;由hWEk,W3.1 eV知,當(dāng)h5.0 eV時,Ek1.9 eV,C正確;相對光強(qiáng)越強(qiáng),單位時間內(nèi)射出的光子數(shù)越多,單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)越多,形成的光電流越大,D正確。命題角度2 氫原子能級躍遷例2(2019河南省鄭州市三模)如圖所示為氫原子能級的示意圖,下列有關(guān)說法正確的是()A處于基態(tài)的氫原子吸收10
7、.5 eV的光子后能躍遷至n2能級B大量處于n4能級的氫原子向低能級躍遷時,最多可輻射出3種不同頻率的光C若用從n3能級躍遷到n2能級輻射出的光,照射某金屬時恰好發(fā)生光電效應(yīng),則用從n4能級躍遷到n3能級輻射出的光,照射該金屬時一定能發(fā)生光電效應(yīng)D用n4能級躍遷到n1能級輻射出的光,照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑產(chǎn)生的光電子的最大初動能為6.41 eV解析處于基態(tài)的氫原子吸收10.2 eV的光子后能躍遷至n2能級,不能吸收10.5 eV的光子,A錯誤;大量處于n4能級的氫原子,最多可以輻射出C6種不同頻率的光,B錯誤;從n3能級躍遷到n2能級輻射出的光的能量值大于從n4能級躍遷到n3能級輻
8、射出的光的能量值,用從n3能級躍遷到n2能級輻射出的光,照射某金屬時恰好發(fā)生光電效應(yīng),則用從n4能級躍遷到n3能級輻射出的光,照射該金屬時一定不能發(fā)生光電效應(yīng),C錯誤;處于n4能級的氫原子躍遷到n1能級產(chǎn)生的輻射光的光子能量為EE4E10.85 eV(13.6 eV)12.75 eV,根據(jù)光電效應(yīng)方程,照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑產(chǎn)生的光電子的最大初動能為EkmEW12.75 eV6.34 eV6.41 eV,D正確。答案D 能級躍遷問題的四點(diǎn)注意(1)一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時,最多可輻射出NC種不同頻率的光。(2)一個氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時,最多可輻射出(n1)種不同
9、頻率的光。(3)如果氫原子的躍遷是吸收實(shí)物粒子的動能發(fā)生的,只要其動能大于等于兩能級間的能量差即可。(4)氫原子在兩定態(tài)間躍遷時,入射光子的能量必須等于兩定態(tài)的能量差才會被吸收。備課記錄: 21(2019全國卷) 氫原子能級示意圖如圖所示。光子能量在1.63 eV3.10 eV的光為可見光。要使處于基態(tài)(n1)的氫原子被激發(fā)后可輻射出可見光光子,最少應(yīng)給氫原子提供的能量為()A12.09 eVB10.20 eVC1.89 eVD1.51 eV答案A解析可見光光子的能量范圍為1.63 eV3.10 eV,則氫原子能級差應(yīng)該在此范圍內(nèi),可簡單推算如下:2、1能級差為10.20 eV,此值大于可見光
10、光子的能量;3、2能級差為1.89 eV,此值屬于可見光光子的能量,符合題意。氫原子處于基態(tài),要使氫原子達(dá)到第3能級,需提供的能量為1.51 eV(13.60 eV)12.09 eV,此值也是提供給氫原子的最少能量,A正確。22(2019湖北省武漢市檢測)已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1,激發(fā)態(tài)能量En,其中n2,3,。若氫原子從n3的能級躍遷到n2的能級放出光子的頻率為,能使氫原子從基態(tài)電離的光子的最小頻率為()A. B4 C. D9答案C解析由題意可知:h;能使氫原子從基態(tài)電離的光子的最小頻率滿足0E1h,解得,故選C。高考考向2衰變、核反應(yīng)與核能的計(jì)算例3(2019全國卷)太陽內(nèi)部核反應(yīng)的主要
11、模式之一是質(zhì)子質(zhì)子循環(huán),循環(huán)的結(jié)果可表示為4HHe2e2已知H和He的質(zhì)量分別為mp1.0078 u和m4.0026 u,1 u931 MeV/c2,c為光速。在4個H轉(zhuǎn)變成1個He的過程中,釋放的能量約為()A8 MeV B16 MeVC26 MeV D52 MeV解析因電子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于質(zhì)子的質(zhì)量,計(jì)算中可忽略不計(jì)。質(zhì)量虧損m4mpm,由質(zhì)能方程得Emc2(41.00784.0026)931 MeV26.6 MeV,C正確。答案C 核能的理解與計(jì)算(1)比結(jié)合能越大,原子核結(jié)合得越牢固。(2)核能的計(jì)算方法根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程,用核反應(yīng)的質(zhì)量虧損的千克數(shù)乘以真空中光速c的平方,即Emc2(J
12、)。根據(jù)1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5兆電子伏(MeV)能量,用核反應(yīng)的質(zhì)量虧損的原子質(zhì)量單位數(shù)乘以931.5 MeV,即Em931.5(MeV)。如果核反應(yīng)時釋放的核能是以動能形式呈現(xiàn),則核反應(yīng)過程中系統(tǒng)動能的增量即為釋放的核能。根據(jù)平均結(jié)合能計(jì)算核能,原子核的結(jié)合能平均結(jié)合能核子數(shù)。備課記錄: 31(2019長春質(zhì)量監(jiān)測)(多選)2017年1月9日,大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)工程獲得國家自然科學(xué)一等獎。大多數(shù)原子核發(fā)生核反應(yīng)的過程中都伴著中微子的產(chǎn)生,例如核裂變、核聚變、衰變等。下列關(guān)于核反應(yīng)的說法正確的是()A.Th衰變?yōu)镽n,經(jīng)過3次衰變,2次衰變B.HHHen是衰變方程,ThPae
13、是衰變方程C.UnBaKr3n是核裂變方程,也是氫彈的核反應(yīng)方程D高速運(yùn)動的粒子轟擊氮核可從氮核中打出質(zhì)子,其核反應(yīng)方程為HeNOH答案AD解析Th衰變?yōu)镽n,由核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知,該反應(yīng)經(jīng)過3次衰變,2次衰變,故A正確;HHHen是核聚變方程,ThPae是衰變方程,故B錯誤;UnBaKr3n是核裂變方程,不是氫彈的核反應(yīng)方程,故C錯誤;高速運(yùn)動的粒子轟擊氮核可從氮核中打出質(zhì)子,其核反應(yīng)方程為HeNOH,故D正確。32(2019天津高考)(多選)我國核聚變反應(yīng)研究大科學(xué)裝置“人造太陽”2018年獲得重大突破,等離子體中心電子溫度首次達(dá)到1億攝氏度,為人類開發(fā)利用核聚變能源奠定了
14、重要的技術(shù)基礎(chǔ)。下列關(guān)于聚變的說法正確的是()A核聚變比核裂變更為安全、清潔B任何兩個原子核都可以發(fā)生聚變C兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核,總質(zhì)量較聚變前增加D兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核,核子的比結(jié)合能增加答案AD解析核聚變沒有放射性污染,比核裂變更為安全、清潔,A正確;只有原子序數(shù)較小的“輕”核才能發(fā)生聚變,B錯誤;兩個輕核聚變成質(zhì)量較大的原子核,核子的比結(jié)合能增加,總質(zhì)量減小,C錯誤,D正確。閱卷現(xiàn)場對結(jié)合能與比結(jié)合能理解不清楚出錯例4(2017江蘇高考)(6分)(多選)原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示。根據(jù)該曲線,下列判斷正確的有()A.He核的結(jié)合能約為14 MeVB.He核比Li核更穩(wěn)定C兩
15、個H核結(jié)合成He核時釋放能量D.U核中核子的平均結(jié)合能比Kr核中的大正解本題考查原子核的相關(guān)知識。由圖象可知,He的比結(jié)合能約為7 MeV,其結(jié)合能約為28 MeV,故A錯誤。比結(jié)合能較大的核較穩(wěn)定,故B正確。比結(jié)合能較小的核結(jié)合成比結(jié)合能較大的核時釋放能量,故C正確。比結(jié)合能就是平均結(jié)合能,故由圖可知D錯誤。答案BC(6分)錯解He的比結(jié)合能約為7 MeV,下標(biāo)是2,故其結(jié)合能是14 MeV,故A正確。結(jié)合能較大的核更穩(wěn)定,由題圖可知Li的比結(jié)合能約為5 MeV,5 MeV315 MeV14 MeV,故B錯誤。根據(jù)核聚變時,兩個輕核結(jié)合成一個較重的核時釋放能量知,兩個H結(jié)合成He時也釋放能量
16、,故C正確。由題圖可知,U的比結(jié)合能約為7 MeV,上標(biāo)是235,故平均結(jié)合能是 MeV;Kr的比結(jié)合能大于8 MeV,上標(biāo)是89,其平均結(jié)合能大于 MeV,大于 MeV,故D錯誤。答案AC(扣6分)本題所列的錯解,是典型的概念不清導(dǎo)致出錯。答案的選項(xiàng)中僥幸碰對一個,但是由于多選的答案中只要有一個選項(xiàng)錯誤,則該題得分為0分。清楚、準(zhǔn)確理解原子核與核能部分的概念,以及選擇題不理解的選項(xiàng)不亂選,是這類問題能得到較高分?jǐn)?shù)的保證。對此,必須明確表示原子核的符號中,左上角標(biāo)的數(shù)字表示的是核的質(zhì)量數(shù),等于核內(nèi)的核子數(shù),即核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和;左下角標(biāo)的數(shù)字表示的是核的電荷數(shù),大小等于核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)。此外
17、還必須清楚理解結(jié)合能與比結(jié)合能兩個基本概念。原子核的結(jié)合能在大小上等于該原子核的比結(jié)合能與該原子核的核子數(shù)的乘積。比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定。比結(jié)合能較小的原子核裂變?yōu)楸冉Y(jié)合能較大的原子核,或者比結(jié)合能較小的原子核聚變?yōu)楸冉Y(jié)合能較大的原子核,都會釋放能量。專題作業(yè)1(2019貴州省貴陽市二模)已知用頻率為的單色光照射某金屬表面時,逸出的光電子的最大初動能為E,則要使此金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率應(yīng)為()A B CEh DEh答案A解析用頻率為的光照射某種金屬時會發(fā)生光電效應(yīng),且光電子最大初動能為E,根據(jù)光電效應(yīng)方程有EhW0,而W0h0,則該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率為0,故選A。2. (201
18、9山東省泰安市模擬)人們平時所用的鐘表,精度高的每年大約會有1分鐘的誤差,這對日常生活是沒有影響的,但在要求很高的生產(chǎn)、科研中就需要更準(zhǔn)確的計(jì)時工具。原子鐘是利用原子吸收或釋放能量時發(fā)出的電磁波來計(jì)時的,精度可以達(dá)到每2000萬年誤差1秒。某種原子鐘利用氫原子從高能級向低能級躍遷發(fā)出的電磁波來計(jì)時。一群處于n3能級的氫原子向低能級躍遷,已知普朗克常量h6.631034 Js,電子的電荷量e1.61019 C,輻射出的電磁波的最小頻率約為()A4.61015 Hz B4.61014 HzC2.41015 Hz D2.91016 Hz答案B解析一群氫原子處于n3的激發(fā)態(tài)向低能級躍遷,則輻射出光子的
19、最小能量為Emin(1.51 eV)(3.4 eV)1.89 eV,得最小頻率為min Hz4.61014 Hz,故選B。3(2019福建省泉州市二模)(多選)下列說法中正確的是()A目前核電站都是利用重核裂變釋放的核能發(fā)電的B原子核發(fā)生一次衰變,質(zhì)子數(shù)減少了一個C某頻率的入射光照射金屬鈉,逸出的所有光電子的初動能都相等D氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),核外電子動能減小,原子能量增大答案AD解析目前的核電站是利用重核裂變釋放的核能發(fā)電的,A正確;衰變的本質(zhì)是核內(nèi)的一個中子轉(zhuǎn)化成了一個質(zhì)子和一個電子,所以發(fā)生一次衰變,質(zhì)子數(shù)增加了一個,B錯誤;某頻率的入射光照射金屬鈉,根據(jù)光電效應(yīng)方程可知EkhW0,
20、最大初動能相同,但不是所有光電子都是以最大初動能逸出,所以不是所有光電子的初動能都相等,C錯誤;氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),吸收能量,總能量增大,軌道半徑變大,根據(jù)庫侖力提供向心力得km,則有v ,所以軌道半徑變大,速度減小,動能減小,D正確。4(2019山東省濟(jì)南市三模)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn),當(dāng)用某一頻率的光照射時,有光電流產(chǎn)生。下列說法正確的是()A保持入射光的頻率不變,入射光的光強(qiáng)變大,飽和光電流變大B入射光的頻率變高,飽和光電流一定變大C入射光的頻率變高,光強(qiáng)不變,光電子的最大初動能不變D保持入射光的光強(qiáng)不變,不斷減小入射光的頻率,始終有光電流產(chǎn)生答案A解析根據(jù)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)得出
21、的結(jié)論知,保持入射光的頻率不變,入射光的強(qiáng)度變大,飽和電流變大,A正確;根據(jù)光電效應(yīng)方程EkhW0知,照射光的頻率變高,光電子的最大初動能變大,飽和光電流不一定變大,B錯誤,C錯誤;保持入射光的光強(qiáng)不變,不斷減小入射光的頻率,當(dāng)入射光的頻率小于金屬的截止頻率時,則不會發(fā)生光電效應(yīng),便不會有光電流產(chǎn)生,D錯誤。5(2019遼寧省大連市二模)用一束綠光和一束藍(lán)光照射某種金屬的表面,均發(fā)生了光電效應(yīng)。下列說法正確的是()A藍(lán)光照射金屬時,逸出的光電子最大初動能更大B藍(lán)光照射金屬時,單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)更多C增加光照強(qiáng)度,逸出的光電子最大初動能增大D如果換作紅光照射,一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)答案
22、A解析因?yàn)樗{(lán)光頻率更高,根據(jù)光電效應(yīng)方程EkhW0,所以藍(lán)光照射時,光電子最大初動能更大,A正確;單位時間逸出的光電子數(shù)與光強(qiáng)有關(guān),由于不知道光的強(qiáng)度,所以無法確定光電子數(shù)目的多少,B錯誤;根據(jù)EkhW0,可知光電子的最大初動能與光強(qiáng)無關(guān),C錯誤;因?yàn)榧t光的頻率比綠光的還小,無法確定是否會發(fā)生光電效應(yīng),D錯誤。6(2019北京市東城區(qū)二模)研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律的電路如圖所示。加正向電壓時,圖中光電管的A極接電源正極,K極接電源負(fù)極;加反向電壓時,反之。當(dāng)有光照射K極時,下列說法正確的是()AK極中有無光電子射出與入射光頻率無關(guān)B光電子的最大初動能與入射光頻率有關(guān)C只有光電管加正向電壓時,才會
23、有光電流D光電管加的正向電壓越大,光電流強(qiáng)度一定越大答案B解析K極中有無光電子射出與入射光頻率有關(guān),只有當(dāng)入射光的頻率大于K極金屬的極限頻率時才有光電子射出,A錯誤;根據(jù)光電效應(yīng)方程EkhW0,可知光電子的最大初動能與入射光頻率有關(guān),B正確;光電管加反向電壓時,只要反向電壓小于遏止電壓,就會有光電流產(chǎn)生,C錯誤;在未達(dá)到飽和光電流之前,光電管加的正向電壓越大,光電流強(qiáng)度一定越大,達(dá)到飽和光電流后,光電流的大小與正向電壓無關(guān),D錯誤。7(2019福建省廈門市二模)日本福島核事故是世界上最大的核事故之一,2019年2月13日日本宣布福島核電站核殘?jiān)状伪弧坝|及”,其中部分殘留的放射性物質(zhì)半衰期可長
24、達(dá)1570萬年,下列有關(guān)說法正確的是()A.U衰變成Pb的核反應(yīng)方程為UPb7He4eB.U的比結(jié)合能大于Pb的比結(jié)合能C天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的射線的速度與光速相當(dāng),穿透能力很強(qiáng)D將由放射性元素組成的化合物進(jìn)行高溫分解,不會改變放射性元素的半衰期答案D解析衰變前后電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)應(yīng)守恒,故A錯誤;原子核的衰變要放出大量的能量,所以生成的新核比結(jié)合能更大,故U的比結(jié)合能小于Pb的比結(jié)合能,B錯誤;天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的射線的速度約為光速的,穿透能力很弱,C錯誤;放射性元素的半衰期只與元素本身有關(guān),與其所處的化學(xué)狀態(tài)及外界環(huán)境無關(guān),故將由放射性元素組成的化合物進(jìn)行高溫分解,不會改變放射性元素的半衰期,D
25、正確。8(2019福建省寧德市檢測)近日從中科院獲悉,我國第四代反應(yīng)堆核能系統(tǒng)釷基熔鹽堆能源系統(tǒng)(TMSR)研究已獲重要突破。該系統(tǒng)是以釷作為核燃料,釷核Th俘獲一個中子后經(jīng)過兩次衰變可得到核燃料鈾233。鈾核U的一種典型裂變產(chǎn)物是氪和鋇,同時釋放出巨大能量。下列說法正確的是()A釷核Th有90個中子,142個質(zhì)子B釷核俘獲一個中子的反應(yīng)方程是ThnUC產(chǎn)生U的反應(yīng)方程是ThU2eD生成的氪和鋇的比結(jié)合能比鈾233大答案D解析釷核Th有90個質(zhì)子,23290142個中子,A錯誤;釷核俘獲一個中子后經(jīng)過兩次衰變得到鈾233,其反應(yīng)方程是ThnU2e,B、C錯誤;鈾233裂變放出巨大的能量,所以生
26、成的氪和鋇的比結(jié)合能更大,D正確。9(2019河北省唐山一中檢測)用如圖所示的裝置演示光電效應(yīng)現(xiàn)象。當(dāng)用某種頻率的光照射到光電管上時,電流表G的讀數(shù)為i。則下列說法正確的是()A若將電池的正負(fù)極性反轉(zhuǎn),則電流表示數(shù)一定變?yōu)?B若將開關(guān)S斷開,也一定會有電流流過電流表GC若將變阻器的滑片由c點(diǎn)向b端略微移動一些,則這一過程中電流表示數(shù)一定會減小一些D若換用頻率更高的光照射到光電管上,電流表G的讀數(shù)一定比原來大答案B解析將電池的正負(fù)極性反轉(zhuǎn),所加電壓為反向電壓,但由于光電子射出時有一定動能,所以仍可能有電子通過光電管,形成電流,A錯誤;因?yàn)榘l(fā)生了光電效應(yīng),即使斷開開關(guān),也會有光電子到達(dá)陽極,并且電
27、流表、滑動變阻器等組成閉合回路,仍能形成電流,B正確;變阻器的滑片由c點(diǎn)向b端略微移動一些,正向電壓減小,但可能移動后電流仍飽和,則移動過程中電流表示數(shù)不變,C錯誤;換用頻率更高的光照射到光電管上,由于光強(qiáng)大小未知,所以電流表讀數(shù)無法確定,D錯誤。10(2019陜西省西安市三檢)下列說法正確的是()A鈾核裂變的核反應(yīng)方程是UBaKr2nB根據(jù)愛因斯坦的“光子說”可知,光的波長越短能量越大C玻爾根據(jù)光的波粒二象性,大膽提出假設(shè),認(rèn)為實(shí)物粒子也具有波動性D一個基態(tài)的氫原子吸收光子躍遷到n3激發(fā)態(tài)后,最多輻射出三種頻率的光子答案B解析鈾核裂變有多種形式,其中一種的核反應(yīng)方程是UnBaKr3n,A錯誤
28、;根據(jù)愛因斯坦的“光子說”可知,光的波長越短能量越大,B正確;1924年,德布羅意大膽地把光的波粒二象性推廣到實(shí)物粒子,如電子、質(zhì)子等,他提出實(shí)物粒子也具有波動性,C錯誤;一群基態(tài)的氫原子吸收光子躍遷到n3激發(fā)態(tài)后,最多發(fā)射出三種頻率的光子,而一個基態(tài)的氫原子吸收光子躍遷到n3激發(fā)態(tài)后,最多輻射出2種頻率的光子,D錯誤。11(2019山東省泰安市二模)一靜止的鈉核發(fā)生衰變,衰變方程為NaMgY,假設(shè)釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為Mg和Y的動能,下列說法正確的是()A.Mg中的A為24,Mg與Na的中子數(shù)相同B衰變后Mg的動量大小大于Y的動量大小C衰變后Mg的動能小于Y的動能D鈉核的比結(jié)合能大于鎂核的比結(jié)
29、合能答案C解析原子核的衰變滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,由電荷數(shù)守恒可判斷Y應(yīng)為電子,鈉核發(fā)生的是衰變,由質(zhì)量數(shù)守恒可知A24,其中Mg的中子數(shù)為241212,Na的中子數(shù)為13,A錯誤;一靜止的鈉核放出一個電子衰變成鎂核,根據(jù)系統(tǒng)動量守恒知衰變后鎂核的動量大小等于電子的動量大小,動量與動能的關(guān)系式為Ek,鎂核的質(zhì)量遠(yuǎn)大于電子的質(zhì)量,所以衰變后鎂核的動能小于電子的動能,B錯誤,C正確;衰變過程釋放能量,可知鎂核的比結(jié)合能大于鈉核的比結(jié)合能,D錯誤。12(2019云南省昆明市模擬)2019年4月1日,在中國核能可持續(xù)發(fā)展論壇上,生態(tài)環(huán)境部介紹2019年會有核電項(xiàng)目陸續(xù)開工建設(shè)。某核電站獲得核能的核
30、反應(yīng)方程為UnBaKrxn,已知鈾核U的質(zhì)量為m1,鋇核Ba的質(zhì)量為m2,氪核Kr的質(zhì)量為m3,中子n的質(zhì)量為m4,下列說法中正確的是()A該核電站通過核聚變獲得核能B鈾核U的質(zhì)子數(shù)為235C在上述核反應(yīng)方程中x3D一個鈾核U發(fā)生上述核反應(yīng),釋放的能量為(m1m2m3m4)c2答案C解析從核反應(yīng)方程可知,該核電站通過核裂變獲得核能,A錯誤;鈾核U的質(zhì)子數(shù)為92,B錯誤;由質(zhì)量數(shù)守恒得235114489x,解得x3,C正確;一個鈾核U發(fā)生上述核反應(yīng),由質(zhì)能方程可得:Emc2(m1m4m2m33m4)c2(m1m2m32m4)c2,D錯誤。13. (2019山東省臨沂市二模)利用氫原子能級躍遷時輻
31、射出來的電磁波去控制校準(zhǔn)石英鐘,可以制成氫原子鐘。如圖所示為氫原子的能級圖()A當(dāng)氫原子處于不同能級時,核外電子在各處出現(xiàn)的概率是一樣的B氫原子從n4能級躍遷到n3能級比從n2能級躍遷到n1能級輻射出的電磁波的波長長C當(dāng)用能量為11 eV的電子撞擊處于基態(tài)的氫原子時,氫原子一定不能躍遷到激發(fā)態(tài)D從n4能級躍遷到n2能級時釋放的光子可以使逸出功為2.75 eV的金屬發(fā)生光電效應(yīng)答案B解析處于不同能級時,核外電子在各處出現(xiàn)的概率不同,A錯誤;從n4能級躍遷到n3能級比從n2能級躍遷到n1能級輻射出的光子能量小,則輻射的光子頻率小,所以輻射的電磁波的波長長,B正確;當(dāng)用能量為11 eV的電子撞擊處于
32、基態(tài)的氫原子時,氫原子可以吸收其中的10.2 eV的能量,躍遷到n2的激發(fā)態(tài),C錯誤;從n4能級躍遷到n2能級時釋放的光子的能量為EE4E20.85 eV3.4 eV2.55 eV2.75 eV,所以不能使逸出功為2.75 eV的金屬發(fā)生光電效應(yīng),D錯誤。14(2019河南省洛陽市三檢)精確的研究表明,不同的原子核,其核子的平均質(zhì)量(原子核的質(zhì)量除以核子數(shù))與原子序數(shù)Z有如圖所示的關(guān)系。根據(jù)該圖所提供的信息及原子核的聚變、裂變有關(guān)知識,下列說法中正確的是()A從圖中可以看出,F(xiàn)e原子核中核子的平均質(zhì)量最大B原子序數(shù)較大的重核A分裂成原子序數(shù)小一些的核B和C,質(zhì)量會增加C原子序數(shù)很小的輕核D和E
33、結(jié)合成一個原子序數(shù)大些的F核,能釋放核能D原子序數(shù)較大的重核裂變成原子序數(shù)小一些的核B和C,需要吸收能量答案C解析從圖中可以看出,F(xiàn)e原子核中核子的平均質(zhì)量最小,A錯誤;由圖象可知,A的核子平均質(zhì)量大于B與C核子的平均質(zhì)量,原子核A分裂成原子核B和C時質(zhì)量減小,B錯誤;原子序數(shù)很小的輕核D和E結(jié)合成一個原子序數(shù)大些的F核會有質(zhì)量虧損,能釋放核能,C正確;原子序數(shù)較大的重核裂變成原子序數(shù)小一些的核B和C,質(zhì)量減小,故放出能量,D錯誤。15(2019山東省日照市模擬)一靜止在勻強(qiáng)磁場中的原子核nX,發(fā)生一次衰變,放出的粒子和新核都在磁場中做勻速圓周運(yùn)動,運(yùn)動徑跡如圖所示。下列判斷正確的是()A原子
34、核發(fā)生了衰變B新核在磁場中的運(yùn)動徑跡是圖中的2C運(yùn)動徑跡1、2的半徑之比為1(n1)D放出的粒子和新核的質(zhì)量數(shù)之比為1(m1)答案C解析發(fā)生衰變的過程動量守恒,所以末態(tài)兩粒子動量等大反向,運(yùn)動方向相反,而軌跡形成了內(nèi)切圓,新形成的原子核一定帶正電,根據(jù)左手定則可以判斷出發(fā)生的是衰變,根據(jù)洛倫茲力提供向心力可知r,由于新核電荷量大于電子,所以新核軌跡半徑小,是軌跡1,A、B錯誤;因?yàn)榘l(fā)生的是衰變,所以衰變后新核電荷量為(n1),而軌跡半徑比為電荷量的反比,即為1(n1),C正確;放出的是電子,質(zhì)量數(shù)是0,所以質(zhì)量數(shù)之比為0m,D錯誤。16(2019江西省南昌市二模)太陽因核聚變釋放出巨大的能量,
35、其質(zhì)量不斷減少。太陽光從太陽射到月球表面的時間約500 s,月球表面每平米每秒鐘接收到太陽輻射的能量約為1.4103 J,根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程,太陽每秒鐘減少的質(zhì)量最接近()A4109 kg B41012 kgC41018 kg D41024 kg答案A解析由題可知,太陽每秒鐘輻射的能量為E4r21.4103 J,其中r5003108 m,由愛因斯坦質(zhì)能方程可知,m,代入數(shù)據(jù)解得m4.4109 kg,故選A。17(2019江蘇高考)在“焊接”視網(wǎng)膜的眼科手術(shù)中,所用激光的波長6.4107 m,每個激光脈沖的能量E1.5102 J。求每個脈沖中的光子數(shù)目。(已知普朗克常量h6.631034 Js,光速c3108 m/s。計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)答案51016解析光子能量,光子數(shù)目n,聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得n51016。 - 18 -
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