單元評(píng)估檢測(cè)(十一)(第十二章)(45分鐘100分)一、選擇題(本題共12小題,每小題6分,共72分。1～8題為單選題,9～12題為多選題)1.下列說法正確的是 ()A.太陽(yáng)輻射的能量主要來自太陽(yáng)內(nèi)部的核裂變反應(yīng)B.貝克勒爾通過對(duì)天然放射現(xiàn)象的研究,發(fā)現(xiàn)了原子中存在原子核C.一束光照射到某金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng),可能是因?yàn)樵撌獾牟ㄩL(zhǎng)太長(zhǎng)D.氫原子從較低能級(jí)躍遷到較高能級(jí)時(shí),核外電子的動(dòng)能增大,電勢(shì)能減小【解析】選C。太陽(yáng)輻射的能量主要來自太陽(yáng)內(nèi)部的核聚變反應(yīng),故A項(xiàng)錯(cuò)誤;貝克勒爾通過對(duì)天然放射現(xiàn)象的研究,發(fā)現(xiàn)了原子核內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu),故B項(xiàng)錯(cuò)誤;一束光照射到某金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng),可能是因?yàn)樵撌忸l率太小,即波長(zhǎng)太長(zhǎng),故C項(xiàng)正確;氫原子從較低能級(jí)躍遷到較高能級(jí)時(shí),軌道半徑增大,原子能量增大,根據(jù)ke2r2=mv2r知,電子動(dòng)能減小,【加固訓(xùn)練】下列說法中正確的是 ()A.在康普頓效應(yīng)中,當(dāng)入射光子與晶體中的電子碰撞時(shí),把一部分能量轉(zhuǎn)移給電子,因此光子散射后波長(zhǎng)變短B.結(jié)合能越大,原子核中核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定C.若要使處于能級(jí)n=3的氫原子電離,可以采用兩種方法:一是用能量為E3的電子撞擊氫原子,二是用能量為E3的光子照射氫原子D.由于核力的作用范圍是有限的以及核力的飽和性,不可能無節(jié)制地增大原子核而仍能使其穩(wěn)定【解析】選D。在康普頓效應(yīng)中,當(dāng)入射光子與晶體中的電子碰撞時(shí),把一部分能量轉(zhuǎn)移給電子,動(dòng)量減小,根據(jù)λ=hp知,光子散射后波長(zhǎng)變長(zhǎng),故A項(xiàng)錯(cuò)誤;比結(jié)合能越大,原子核中核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;電子是有質(zhì)量的,撞擊氫原子是發(fā)生彈性碰撞,由于電子和氫原子質(zhì)量不同,故電子不能把E3的能量完全傳遞給氫原子,因此不能使氫原子完全電離,而光子的能量可以完全被氫原子吸收,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;由于核力的作用范圍是有限的以及核力的飽和性,不可能無節(jié)制地增大原子核而仍能使其穩(wěn)定,故D2.(2018·上饒模擬)當(dāng)前房地產(chǎn)很火爆,在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖,大理石等材料,這些巖石都不同程度地含有放射性元素,如有些含有鈾、釷的花崗巖會(huì)釋放出放射性氣體氡,氡會(huì)發(fā)生放射性衰變,放出α、β、γ射線,已知氡的半衰期為3.8天,則下列說法正確的是 ()A.發(fā)生α衰變時(shí),生成的核與原來的核相比,中子數(shù)少4B.發(fā)生β衰變時(shí),釋放出電子,說明原子核內(nèi)有電子存在C.γ射線一般伴隨著α或β射線產(chǎn)生,其中γ射線的穿透能力最弱,電離能力卻最強(qiáng)D.若只有4mg氡核,經(jīng)7.6天一定只剩下1mg氡核【解析】選D。根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知:發(fā)生α衰變放出

24He,導(dǎo)致質(zhì)子數(shù)減小2個(gè),質(zhì)量數(shù)減小4,故中子數(shù)減小2,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;發(fā)生β衰變的過程是:一個(gè)中子變?yōu)橘|(zhì)子同時(shí)放出一個(gè)電子,并非原子核內(nèi)有電子存在,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)α、β、γ三種射線特點(diǎn)可知,γ射線穿透能力最強(qiáng),電離能力最弱,α射線電離能力最強(qiáng),穿透能力最弱,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;半衰期是對(duì)大量原子核的衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對(duì)于單個(gè)是不成立的,故3.(2017·天津高考)我國(guó)自主研發(fā)制造的國(guó)際熱核聚變核心部件在國(guó)際上率先通過權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證,這是我國(guó)對(duì)國(guó)際熱核聚變項(xiàng)目的重大貢獻(xiàn)。下列核反應(yīng)方程中屬于聚變反應(yīng)的是 ()A.12H+13H→B.714N+24HeC.24He+1327Al→D.92235U+01n→56【解析】選A。因?yàn)?/p>

12H+13H→24He+01n是一個(gè)氘核與一個(gè)氚核結(jié)合成一個(gè)氦核,同時(shí)放出一個(gè)中子,屬于聚變反應(yīng),因此A正確;714N+24He→817O+11H是盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng),他用α;24He+1327Al→1530P+01n是小居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔時(shí)發(fā)現(xiàn)了放射性磷30,屬于人工核反應(yīng),故C錯(cuò)誤;922354.K介子衰變的方程為K→π+π0,如圖所示,其中K介子和π介子帶負(fù)的基元電荷,π0介子不帶電。一個(gè)K介子沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,其軌跡為圓弧AP,衰變后產(chǎn)生的π介子的軌跡為圓弧PB,兩軌跡在P點(diǎn)相切,它們的半徑RK-與Rπ-之比為2∶1。π0介子的軌跡未畫出。由此可知π介子的動(dòng)量大小與A.1∶1 B.1∶2C.1∶3 D.1∶6【解析】選C。K介子與π介子均做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,有eBv=mv2R,故p=mv=eBR,因而pK?:pπ=2:1,根據(jù)動(dòng)量守恒定律:pK?=pπ0則pπ0=3pπ5.(2018·石家莊模擬)如圖所示是氫原子的能級(jí)圖,a、b、c為原子躍遷所發(fā)出的三種頻率的光。用這三種頻率的光分別照射同種金屬,都發(fā)生了光電效應(yīng),則關(guān)于這種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的最大初動(dòng)能Ek隨入射光頻率ν變化的圖象,以及這三種頻率的光產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能的大小關(guān)系,下列四個(gè)圖象中描繪正確的是 ()【解題指導(dǎo)】解答本題應(yīng)注意以下兩個(gè)方面:(1)根據(jù)玻爾理論分析氫原子發(fā)出的三種光的頻率關(guān)系;(2)根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得到最大初動(dòng)能與光子頻率之間的關(guān)系?！窘馕觥窟xA。這群氫原子能發(fā)出三種頻率不同的光,根據(jù)玻爾理論ΔE=EmEn(m>n)得知,從n=3躍遷到n=1所發(fā)出的光能量最大,由E=hν得知,頻率最高,而從n=3躍遷到n=2所發(fā)出的光能量最小,頻率最小,所以:νb>νc>νa;根據(jù)光電效應(yīng)方程,電子的最大初動(dòng)能:Ekm=hνhν0,其中ν0為該金屬的截止頻率,所以:Ekb>Ekc>Eka。比較四個(gè)圖象可知,故A項(xiàng)正確,B、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤?！炯庸逃?xùn)練】圖甲為氫原子的能級(jí)圖,圖乙為某金屬在光的照射下,發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖象。若氫原子從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)放出的光子剛好使該金屬發(fā)生光電效應(yīng),普朗克常數(shù)h=6.63×1034J·s,1eV=1.6×1019J,則下列說法正確的是 ()A.由乙圖知普朗克常量h=EB.乙圖中E=hν0=1.89eVC.乙圖中ν0為該金屬的極限頻率ν0=5.4×1014HzD.用氫原子從n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)釋放的光子去照射該金屬,打出光電子的最大初動(dòng)能為10.2eV【解析】選B。由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hνhν0知,結(jié)合圖象可知,圖線的斜率k=h=Eν0,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;縱軸截距的大小等于逸出功,即E=hν0,氫原子從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)放出的光子剛好使該金屬發(fā)生光電效應(yīng),則逸出功W1.51eV(3.40)eV=1.89eV,則E=hν0=1.89eV,故B項(xiàng)正確;金屬的極限頻率ν0=W0h=1.89×1.6×10-196.6.μ子與氫原子核(質(zhì)子)構(gòu)成的原子稱為μ氫原子,它在原子核物理的研究中有重要作用,如圖為μ氫原子的能級(jí)圖。假定用動(dòng)能為E的電子束“照射”容器中大量處于n=1能級(jí)的μ氫原子,μ氫原子吸收能量后,最多能發(fā)出6種不同頻率的光,則關(guān)于E的取值正確的是 ()A.E=158.1eVB.E>158.1eVC.2371.5eV<E<2428.4eVD.只能等于2371.5eV【解析】選C。μ子吸收能量后從n=1能級(jí)躍遷到較高m能級(jí),然后從m能級(jí)向較低能級(jí)躍遷,若從m能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí),如果直接躍遷到基態(tài)n=1能級(jí),則輻射的能量最大,否則躍遷到其他較低的激發(fā)態(tài)時(shí)μ子仍不穩(wěn)定,將繼續(xù)向基態(tài)和更低的激發(fā)態(tài)躍遷,即1、2、3…m任意兩個(gè)軌道之間都可以產(chǎn)生一種頻率的輻射光,故總共可以產(chǎn)生的輻射光子的種類N=Cn2=6,解得:n=4,即μ子吸收能量后先從n=1能級(jí)躍遷到n=4能級(jí),然后從n=4能級(jí)向低能級(jí)躍遷,輻射光子的按能量從小到大的順序排列為4能級(jí)到3能級(jí),能級(jí)3到能級(jí)2,能級(jí)4到能級(jí)2,能級(jí)2到能級(jí)1,能級(jí)3到能級(jí)1,能級(jí)4到能級(jí)1。所以能量ΔE=E4E(2529.6)eV=2371.5eV,ΔE′=E5E1=101.2(2529.6)eV=2428.4eV,則E的取值范圍2371.5eV<E<2428.4eV,由上可知,故C項(xiàng)正確,A、B、D項(xiàng)錯(cuò)誤。7.(2018·桂林模擬)某次用中子轟擊

92235U+01n→Y+54126Xe+1001n,92235U、01n、Y、54126Xe的質(zhì)量分別為m()A.該反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為m19m2m3m4B.該反應(yīng)過程中釋放的能量為12(m19m2m3m4)cC.該核反應(yīng)屬于聚變D.Y原子核中含有36個(gè)中子【解析】選A。該核反應(yīng)方程中的質(zhì)量虧損Δm=m19m2m3m4,故A項(xiàng)正確;反應(yīng)的過程中釋放的能量:E=(m19m2m3m4)c2,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;該反應(yīng)是重核的裂變,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒,Y的質(zhì)量數(shù):m=235+112610=100,根據(jù)電荷數(shù)守恒得Y的電荷數(shù):z=9254=38,中子數(shù):n=10038=62,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。8.一對(duì)正、負(fù)電子可形成一種壽命比較短的稱為“電子偶素”的新粒子。電子偶素中的正電子與負(fù)電子都以速率v繞它們連線的中點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)。假定玻爾關(guān)于氫原子的理論可用于電子偶素,電子的質(zhì)量m、速率v和正、負(fù)電子間的距離r的乘積也滿足量子化條件,即mvnrn=nh2π,式中n稱為量子數(shù),可取整數(shù)值1、2、3、…,h為普朗克常量。已知靜電力常量為k,電子質(zhì)量為m、電荷量為e,當(dāng)它們之間的距離為r時(shí),電子偶素的電勢(shì)能Ep=ke2rA.π2k2eC.π2k2e【解題指導(dǎo)】解答本題應(yīng)注意以下兩個(gè)方面:(1)正負(fù)電子的庫(kù)侖力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律列出向心力表達(dá)式,從而求出電子的動(dòng)能;(2)“電子偶素”的能量包括系統(tǒng)的電勢(shì)能和電子的動(dòng)能。【解析】選C。設(shè)n=1時(shí)電子運(yùn)轉(zhuǎn)軌道半徑為r1,此時(shí)正負(fù)電子間庫(kù)侖力F=ke24r12,此庫(kù)侖力作為向心力F=mv12r1,由題中量子化理論可知,n=1時(shí),2mv1r1=h2π,聯(lián)立上式可得v1=πke2h,由題意可知,系統(tǒng)的電勢(shì)能Ep=ke22r1,每個(gè)電子動(dòng)能Ek=12mv12,9.(2018·賀州模擬)如圖所示為α粒子散射實(shí)驗(yàn)中α粒子穿過某一金屬核附近時(shí)的示意圖,a、b、c三點(diǎn)分別位于兩個(gè)等勢(shì)面上,則以下說法正確的是 ()A.α粒子受到的電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功B.α粒子的電勢(shì)能先減小后增大C.α粒子在a、c處的速率相同D.α粒子在b處的速率比在c處的速率小【解析】選C、D。由曲線運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)可知,α粒子在運(yùn)動(dòng)的過程中受到的庫(kù)侖力是斥力,由a到b,庫(kù)侖力做負(fù)功,電勢(shì)能增大,動(dòng)能減小,由b到c,庫(kù)侖力做正功,電勢(shì)能減小,動(dòng)能增大,故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤;粒子由a到b的過程動(dòng)能減小,a處的動(dòng)能大于b處的動(dòng)能,a處的速率大于b處的速率。a與c位于同一個(gè)等勢(shì)面上,則兩處的電勢(shì)能相等,所以粒子的動(dòng)能也相等,速率相等,即a點(diǎn)與c點(diǎn)的速率相等,故C項(xiàng)正確;由b到c,庫(kù)侖力做正功,根據(jù)動(dòng)能定理知,動(dòng)能增大,則b點(diǎn)的速率小于c點(diǎn)的速率,故D項(xiàng)正確。10.(2017·海南高考)三束單色光1、2和3的波長(zhǎng)分別為λ1、λ2和λ3(λ1>λ2>λ3)。分別用這三束光照射同一種金屬。已知用光束2照射時(shí),恰能產(chǎn)生光電子。下列說法正確的是 ()A.用光束1照射時(shí),不能產(chǎn)生光電子B.用光束3照射時(shí),不能產(chǎn)生光電子C.用光束2照射時(shí),光越強(qiáng),單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)目越多D.用光束2照射時(shí),光越強(qiáng),產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能越大【解析】選A、C。依據(jù)波長(zhǎng)與頻率的關(guān)系:λ=cν,因λ1>λ2>λ3,那么ν1<ν2<ν3;由于用光束2照射時(shí),恰能產(chǎn)生光電子,因此用光束1照射時(shí),不能產(chǎn)生光電子,而光束3照射時(shí),一定能產(chǎn)生光電子,故A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;用光束2照射時(shí),光越強(qiáng),單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)目越多,而由光電效應(yīng)方程:Ekm=hνW0可知,光電子的最大初動(dòng)能與光的強(qiáng)弱無關(guān),故C項(xiàng)正確,D11.(2018·許昌模擬)如圖為氫原子的能級(jí)示意圖,大量氫原子從量子數(shù)為n的能級(jí)向較低能級(jí)躍進(jìn)時(shí)輻射光子,并用這些光照射逸出功為4.54eV的金屬鎢,其中只有兩種頻率的光a、b能使金屬鎢發(fā)生光電效應(yīng),a光的頻率較高,則()A.氫原子從n=3的能級(jí)向低能級(jí)躍遷B.氫原子從n=4的能級(jí)向低能級(jí)躍遷C.用a光照射放射性元素P0,其半衰期變小D.金屬鎢逸出光電子的最大初動(dòng)能為7.55eV【解析】選A、D。要使金屬鎢發(fā)生光電效應(yīng),則照射光子的能量須大于4.54eV,結(jié)合能級(jí)圖可知,氫原子從n=3的能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí),由能級(jí)31,21輻射光子的能量均大于4.54eV,因此,選項(xiàng)A正確;元素的半衰期與外界條件無關(guān),只取決于核本身,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)光電方程hν=W+Ek得,Ek=hνW=E3E1W=(1.51)(13.6)4.54eV=7.55eV,選項(xiàng)D正確?！炯庸逃?xùn)練】(2018·咸陽(yáng)模擬)已知類氫結(jié)構(gòu)氦離子(He+)的能級(jí)圖如圖所示,根據(jù)能級(jí)躍遷理論可知 ()A.氦離子(He+)處于n=1能級(jí)時(shí),能吸收45eV的能量躍遷到n=2能級(jí)B.大量處在n=3能級(jí)的氦離子(He+)向低能級(jí)躍遷,只能發(fā)出2種不同頻率的光子C.氦離子(He+)從n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)比從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)輻射出光子的波長(zhǎng)大D.若氦離子(He+)從n=2能級(jí)躍遷到基態(tài),釋放的光子能使某金屬板發(fā)生光電效應(yīng),則從n=4能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)釋放的光子一定也能使該金屬板發(fā)生光電效應(yīng)【解析】選C。吸收的光子能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差,才能發(fā)生躍遷,從n=1躍遷到n=2,吸收的光子能量為40.8eV,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;大量處在n=3能級(jí)的氦離子(He+)向低能級(jí)躍遷,能發(fā)出3種不同頻率的光子,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;由圖可知,n=4和n=3的能級(jí)差小于n=3和n=2的能級(jí)差,則從n=4躍遷到n=3能級(jí)釋放的光子能量小于從n=3躍遷到n=2能級(jí)輻射的光子能量,所以從n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)比從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)輻射出光子的頻率低,波長(zhǎng)大,故C項(xiàng)正確;從n=2能級(jí)躍遷到基態(tài)釋放的光子能量為13.6(54.4)eV=40.8eV,若能使某金屬板發(fā)生光電效應(yīng),從n=4能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)釋放的光子能量3.4(13.6)eV=10.2eV<40.8eV,不一定能使該板發(fā)生光電效應(yīng),故D項(xiàng)錯(cuò)誤。12.C

614能自發(fā)地進(jìn)行β衰變,A.C

614經(jīng)β衰變后變成B.614C經(jīng)β衰變后變成C.614C發(fā)生β衰變時(shí)D.614C發(fā)生β衰變時(shí)【解析】選B、D。發(fā)生β衰變時(shí),原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子,電子釋放出來,所以每發(fā)射一個(gè)β粒子,一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子,依據(jù)質(zhì)量數(shù)與質(zhì)子數(shù)守恒,則有

614C→714N+-10e,故B二、非選擇題(本題共2小題,共28分。需寫出規(guī)范的解題步驟)13.(10分)(2017·江蘇高考)質(zhì)子(11H)和α粒子(24He)被加速到相同動(dòng)能時(shí),質(zhì)子的動(dòng)量(選填“大于”“小于”或“等于”)α粒子的動(dòng)量,質(zhì)子和α【解析】根據(jù)p=2mEk,因?yàn)棣亮Ｗ淤|(zhì)量大于質(zhì)子質(zhì)量,所以質(zhì)子動(dòng)量小于α粒子動(dòng)量;根據(jù)λ=hp,且pH∶pα=1∶2