【物理】2020届一轮复习人教版第十七单元波粒二象性原子结构原子核作业

【物理】2020届一轮复习人教版第十七单元波粒二象性原子结构原子核作业

第十七单元 波粒二象性 原子结构 原子核(A、B卷)‎ A卷——夯基保分练 ‎1．[多选](2018·温州模拟)下列说法正确的是(　　)‎ A．雷达是用微波来测定物体位置的设备 B．核子数越多的原子核结合能越大，原子核越稳定 C．β射线、γ射线都是电磁波，γ射线的穿透能力强 D．在LC振荡电路中，电容器放电过程，电路中电流增大 解析：选AD　雷达采用微波定位，选项A正确；原子核中比结合能越大，原子核越稳定，选项B错误；β射线不是电磁波，是高速电子流，选项C错误；LC振荡电路中，电容器放电过程中，电路中的电流变大，当电荷完全释放瞬间，电路中瞬时电流最大，选项D正确。‎ ‎2．[多选]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 解析：选AB　光电效应说明光具有粒子性，A正确。衍射是波的特点，说明中子具有波动性，B正确。黑体辐射的实验规律说明光具有粒子性，C错误。动能相等的质子和电子，二者质量不同，德布罗意波长不相等，D错误。‎ ‎3．[多选]如图所示，是工业生产中大部分光电控制设备(如夜亮昼熄的路灯)用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成。‎ 当用绿光照射光电管阴极K时，可以发生光电效应，则下列说法中正确的是(　　)‎ A．增大绿光照射强度，光电子最大初动能增大 B．增大绿光照射强度，电路中的光电流增大 C．改用波长比绿光波长大的光照射光电管阴极K时，电路中一定有光电流 D．改用频率比绿光频率大的光照射光电管阴极K时，电路中一定有光电流 解析：选BD　增大绿光照射强度，光电子最大初动能不变，而光电流增大，A错误，B正确；改用频率大的光照射，入射光频率一定大于极限频率，则一定有光电流，D正确；光的波长越大频率越小，则不一定有光电流，C错误。‎ ‎4．下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是(　　)‎ A．γ射线是高速运动的电子流 B．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大 C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变 D. Bi的半衰期是5天，100克Bi经过10天后还剩下50克 解析：选B　γ射线是高速运动的光子流，A错误。氢原子辐射光子后，绕核运动的电子势能减小，动能增大，B正确。太阳辐射能量的主要来源是太阳中的轻核聚变，C错误。由m＝，n＝得m＝＝ g＝25 g，D错误。‎ ‎5．[多选]关于天然放射性，下列说法正确的是(　　)‎ A．所有元素都可能发生衰变 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射性 D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强 解析：选BCD　自然界中仅有某些元素可以自发放射某些射线，而非全部，A错误。放射性元素的半衰期仅由原子核内部决定，B正确。放射性元素的放射性仅与原子核本身有关，与所处状态无关，C正确。α、β、γ三种射线的穿透能力依次增强，D正确。‎ ‎6．[多选]科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：X＋Y→He＋H＋4.9 MeV和H＋H→He＋X＋17.6 MeV。下列表述正确的有(　　)‎ A．X是中子 B．Y的质子数是3，中子数是6‎ C．两个核反应都没有质量亏损 D．氘和氚的核反应是核聚变反应 解析：选AD　由H＋H→He＋X＋17.6 MeV，得X为中子n，A正确。由X＋Y→He＋H＋4.9 MeV，得Y为Li，质子数为3，中子数为3，B错误。两反应中均有能量产生，由质能方程可知，两个核反应都有质量亏损，C错误。氘和氚反应生成α粒子，该反应为核聚变反应，D正确。‎ ‎7．[多选](2018·宁波十校联考)下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是(　　)‎ A．甲图中，探测器测得的射线强度减弱，说明金属板变薄 B．乙图中，处于n＝5能级的大量氢原子跃迁时最多能辐射出10种频率的光 C．丙图中，光束照射光电管阴极产生光电流，滑片P向右移动，光电流一直增大 D．丁图中，放射源放出的三种射线中，其中β射线来自原子核内中子向质子的转变 解析：选BD　图甲中，穿透的射线强度减弱，说明金属板变厚，选项A错误；大量氢原子从n＝5能级向低能级跃迁，可以辐射10种频率的光，所以选项B正确；根据光电效应，产生的光电子最大初动能Ek＝hν－W0，在丙图中，产生的光电子会加速到达阳极，但滑动变阻器向右移动，光电流会增加，但不会无限制增加，选项C错误；β衰变的本质是原子核中中子转化为质子时释放出来的电子，所以选项D正确。‎ ‎8．[多选]氢原子光谱的两条谱线如图所示，图中给出了谱线对应的波长，已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，氢原子能级符合规律En＝－ eV(n是正整数)，则(　　)‎ A．Hα谱线对应光子的能量小于 Hβ谱线对应光子的能量 B．Hα对应光子的能量约10.2 eV C．按玻尔原子模型，与Hα谱线对应的跃迁是从n ＝3能级到n ＝2能级 D．按玻尔原子模型，与Hα谱线对应的跃迁是从n＝3能级到n＝1能级 解析：选AC　光子的能量E＝hν＝h，所以波长大的光子对应的能量小，即Hα谱线对应光子的能量小于Hβ谱线对应光子的能量；Hα对应光子的能量为h＝3.03×10－19 J＝1.89 eV；根据氢原子跃迁规律，应该从n＝3能级跃迁到n＝2能级。正确答案为A、C。‎ ‎9．[多选]在X射线管中，由阴极发射的电子被加速后打到阳极，会产生包括X光在内的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能。已知阳极与阴极之间的电势差为U，普朗克常量为h，电子电荷量为e和光速为c，则可知该X射线管发出的X光的(　　)‎ A．动量最大值为　　　　　 B．最长波长为 C．最小频率为 D．最大频率为 解析：选AD　根据题意，X光子的能量等于电子的动能，即E＝eU，X光的最大光子频率ν＝＝，所以选项C错误，D正确；最短波长为λ＝＝，所以B错误；根据德布罗意波长公式得p＝＝，所以选项A正确。‎ B卷——提能增分练 ‎1．[多选]实物粒子和光都具有波粒二象性。下列事实中突出体现波动性的是(　　)‎ A．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样 B．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹 C．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构 D．光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关 解析：选AC　电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，可以说明电子是一种波，故A正确；β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹，可以说明β射线是一种粒子，故B错误；人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，中子衍射说明中子是一种波，故C正确；光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，说明光是一种粒子，故D错误。‎ ‎2．[多选](2018·浙江4月选考)下列说法正确的是(　　)‎ A．组成原子核的核子越多，原子核越稳定 B.U衰变为Rn经过4次α衰变，2次β衰变 C．在LC振荡电路中，当电流最大时，线圈两端电势差也最大 D．在电子的单缝衍射实验中，狭缝变窄，电子动量的不确定量变大 解析：选BD　组成原子核的核子数不是越多越稳定，最稳定的是核子数处于中等数量的原子，A错误；由质量数守恒知铀U衰变为氡Rn要经过4次α衰变，由电荷数守恒知经过2次β衰变，B正确；LC振荡电路中，电流最大时，电容器放电完毕，线圈两端电势差最小，C错误；根据不确定性关系可知，位置和动量不能同时测定，当狭缝变窄时，位置的不确定量减小了，但动量不确定量却增大了，D正确。‎ ‎3．[多选]如图甲所示为实验小组利用100多个电子通过双缝后的干涉图样，可以看出每一个电子都是一个点；如图乙所示为该小组利用70 000多个电子通过双缝后的干涉图样，为明暗相间的条纹。则对本实验的理解正确的是(　　)‎ A．图甲体现了电子的粒子性 B．图乙体现了电子的粒子性 C．图乙中明条纹是电子到达概率大的地方 D．图乙中暗条纹处仍有电子到达，只不过到达的概率小 解析：选ACD　题图甲中的每一个电子都是一个点，说明少数电子体现粒子性，到达的位置不同，说明单个电子的运动轨迹不确定，A正确；题图乙中明暗相间的条纹说明大量的电子表现为波动性，B错误；明条纹是电子到达概率大的地方，C正确；题图乙中暗条纹处仍有电子到达，只不过到达的概率小，D正确。‎ ‎4．[多选](2018·宁波期中)如图1所示是研究光电效应的电路。某同学利用该装置在不同实验条件下得到了三条光电流I与A、K两极之间的电极UAK的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图2所示。则下列说法正确的是(　　)‎ A．甲光与乙光的频率相同，且甲光的强度比乙光强 B．对比三条图线可知，对某种确定的金属来说，光电流的遏止电压只由入射光的频率决定 C．丙光的频率比甲、乙光的大，所以光子的能量较大，丙光照射到K极到电子从K极射出的时间间隔明显小于甲、乙光相应的时间间隔 D．用强度相同的甲、丙光照射该光电管，则单位时间内逸出的光电子数相等 解析：选AB　由题图2可知，甲、乙两光照射后遏止电压相等，则光电子最大初动能相等，根据光电效应方程Ekm＝hν－W0知，甲、乙两光的频率相等，由于甲光照射产生的饱和光电流较大，则甲光的强度大于乙光，故A正确。对某种确定的金属来说，光电流的遏止电压取决于光电子的最大初动能，取决于入射光的频率，故B正确。丙光照射时遏止电压大，则产生的光电子最大初动能大，根据光电效应方程Ekm＝hν－W0知，丙光的频率大于甲、乙两光，则丙光的光子能量大，光电效应的时间极短，根据题意无法比较光照射到K极到电子从K极射出的时间间隔，故C错误。由于甲、丙两光的频率不同，则照射时产生光电子最大初动能不同，用强度相同的光照射，单位时间内逸出的光电子数不等，故D错误。‎ ‎5．[多选]随着科技的发展，大量的科学实验促进了人们对微观领域的认识，下列说法正确的是(　　)‎ A．德布罗意首先提出了物质波的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想 B．比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固 C．β衰变中产生的β射线是原子核外电子挣脱原子核束缚后形成的 D．一个处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时可能放出三种不同频率的光子 解析：选ABD　德布罗意首先提出了物质波的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想，选项A正确；比结合能是指原子核结合能对其中所有核子的平均值，亦即若把原子核全部拆成自由核子，平均对每个核子所要添加的能量，所以比结合能越大，原子核越牢固，B正确；β衰变中产生的β射线实际上是原子核内的中子变成质子和电子，产生的电子是从核内发出的，并不是核外电子挣脱原子核的束缚而形成的，所以选项C错误；一个氢原子从n＝4能级向低能级跃迁时辐射的形式可能是4→3、3→2、2→1三种，故可能放出三种不同频率的光子，D正确。‎ ‎6．[多选](2018·湖州、丽水联考)下列说法正确的是(　　)‎ A．发生α或β衰变时，原子核从高能级向低能级跃迁时辐射γ光子 B．分别用X射线和绿光照射同一金属表面都能发生光电效应，则用X射线照射时光电子的最大初动能较小 C．宏观物体的物质波波长非常小，极难观察到它的波动性 D．均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播就形成了电磁波 解析：选AC　α、β衰变时，往往使得新核处于高能级状态，在向低能级跃迁时，就会把能量以γ光子辐射出来，选项A正确；X射线的光子能量大于绿光光子，因此照射同一块金属后，X射线照射时光电子的最大初动能要大，选项B错误；根据德布罗意波长λ＝，宏观物体的动量较大，德布罗意波长极短，很难观测到它的波动性，选项C正确；均匀变化的磁场产生稳定的电场，而稳定的电场不能产生磁场，无法形成电磁波，选项D错误。‎ ‎7．[多选]如图为氢原子的能级示意图，假设氢原子从n能级向较低的各能级跃迁的概率均为。则对300个处于n＝4能级的氢原子，下列说法正确的是(　　)‎ A．向低能级跃迁时，向外辐射的光子的能量可以是任意值 B．向低能级跃迁时，向外辐射的光子能量的最大值为12.75 eV C．辐射的光子的总数为550个 D．吸收大于1 eV的光子时不能电离 解析：选BC　向低能级跃迁时，向外辐射的光子的能量一定等于两能级的能量差，A错误；当氢原子由第4能级跃迁到第1能级时，向外辐射的光子能量最大，其值为12.75 eV，B正确；这300个氢原子向低能级跃迁时，分别向第3、2、1能级跃迁100个，第3能级的100个氢原子分别向第2、1能级跃迁50个，第2能级的150个氢原子直接跃迁到第1能级，因此总共向外辐射550个光子，C正确；只要吸收的光子具有的能量大于等于0.85 eV就能使氢原子电离，D错误。‎ ‎8．[多选]一个氘核和一个氚核聚变结合成一个氦核，同时放出一个中子，并释放核能。已知氘核、氚核、氦核、中子的质量分别为m1、m2、m3、m4，真空中的光速为c。下列说法正确的是(　　)‎ A．核反应方程是H＋H→He＋n B．聚变反应中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3－m4‎ C．释放的能量ΔE＝(m3－m4－m1－m2)c2‎ D．太阳辐射的能量主要来自其内部发生的核聚变反应 解析：选ABD　该核反应方程是H＋H→He＋n，质量数、电荷数守恒，故A正确；聚变反应中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3－m4，故B正确；聚变反应中亏损的质量转化为能量以光子的形式放出，故释放的能量为E＝(m1＋m2－m3－m4)c2，故C错误；太阳辐射的能量主要来自其内部发生的核聚变反应，故D正确。‎ ‎9．[多选]一个静止的钴核衰变成一个电子和另外一个新核X，并释放出一定的能量，其核衰变方程为Co→X＋e，该衰变过程中发出波长为λ1和λ2的两个光子，已知真空中的光速为c，普朗克常量为h，则下列说法正确的是(　　)‎ A．新核X的中子数为34‎ B．新核X的中子数为32‎ C．核反应中所对应的质量亏损为Δm＝ D．核反应中所对应的质量亏损为Δm＝ 解析：选BD　根据核衰变时满足质量数和电荷数守恒，新核X的质量数为60，质子数为28，则X的中子数为32，故A错误，B正确；由题意，Δmc2＝h＋h，解得Δm＝，D正确，C错误。‎