《单元滚动检测卷》高中物理（人教版）精练：第十二章 波粒二象性 原子结构与原子核（含答案）
文档属性
| 名称 | 《单元滚动检测卷》高中物理（人教版）精练：第十二章 波粒二象性 原子结构与原子核（含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 183.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2017-06-07 07:50:27 | ||
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文档简介
单元滚动检测十二 波粒二象性 原子结构与原子核
考生注意：
1．本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共4页．
2．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上．
3．本次考试时间90分钟，满分100分．
4．请在密封线内作答，保持试卷清洁完整．
第Ⅰ卷(选择题，共64分)
一、选择题(本题共16小题，每小题4分，共64分．在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一个选项正确，第9～16题有多项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分)
1．入射光照到某金属表面发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则下列说法中正确的是( )
A．从光照射到金属表面上到金属发射出光电子之间的时间间隔将明显增加
B．逸出的光电子的最大初动能减小
C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少
D．有可能不发生光电效应
2．如图1所示为康普顿效应示意图，光子与一个静止的电子发生碰撞，图中标出了碰撞后电子的运动方向．设碰前光子频率为ν，碰后为ν′，则关于光子碰后的运动方向和频率的说法中正确的是( )
图1
A．可能沿图中①方向
B．可能沿图中②方向
C．ν＝ν′
D．ν<ν′
3．利用光电管研究光电效应实验如图2所示，用频率为ν的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则( )
图2
A．用紫外线照射，电流表不一定有电流通过
B．用红光照射，电流表一定无电流通过
C．用频率为ν的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头移到A端时，电流表中一定无电流通过
D．用频率为ν的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头向B端滑动时，电流表示数可能不变
4．现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa＞λb＞λc.用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应．若分别用a光束和c光束照射该金属，则可以判定( )
A．a光束照射时，不能发生光电效应
B．c光束照射时，不能发生光电效应
C．a光束照射时，释放出的光电子数目最多
D．c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小
5．研究光电效应的电路如图3所示．用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流．下列关于光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象中，正确的是( )
图3
6.如图4所示，当开关K断开时，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60V时，电流表读数不为零；当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数为零．由此可知阴极材料的逸出功为( )
图4
A．1.9eV
B．0.6eV
C．2.5eV
D．3.1eV
7．放射性元素(86Rn)经α衰变成为钋(84Po)，半衰期约为3.8天；但勘测表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素86Rn的矿石，其原因是( )
A．目前地壳中的86Rn主要来自于其他放射性元素的衰变
B．在地球形成的初期，地壳中元素86Rn的含量足够高
C．当衰变产物84Po积累到一定量以后，21884Po的增加会减慢86Rn的衰变进程
D.86Rn主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期
8．红宝石激光器的工作物质红宝石是含有铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中铬离子产生激光．铬离子的能级图中，E1是基态，E2是亚稳态，E3是激发态，若以脉冲氙灯发出的波长为λ1的氯光照射晶体，处于基态的铬离子受到激发而跃迁到E3而后自发地跃迁到E2，释放出波长为λ2的光子，处于亚稳态E2的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光，这种激光的波长为( )
A.
B.
C.
D.
9．按照玻尔原子理论，下列表述正确的是( )
A．核外电子运动轨道半径可取任意值
B．氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量越大C．电子跃迁时，辐射或吸收光子的能量由能级的能量差决定，即hν＝|Em－En|
D．氢原子从激发态向基态跃迁的过程，可能辐射能量，也可能吸收能量
10．关于不确定性关系ΔxΔp≥有以下几种理解，其中正确的是( )
A．微观粒子的动量不可确定
B．微观粒子的位置坐标不可确定
C．微观粒子的动量和位置不可能同时确定
D．不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于其他宏观粒子
11．以下是有关近代物理学的若干叙述，其中正确的有( )
A．紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B．每个核子只跟邻近的核子发生核力作用
C．原子核式结构模型是由汤姆孙在α粒子散射实验基础上提出的
D．太阳内部发生的核反应是热核反应
12．下列说法正确的是( )
A．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说
B．若使用某种频率的光不能使某金属发生光电效应，则需增大入射光光照强度才行
C．结合能越大，原子核结构一定越稳定
D．用一束绿光照射某金属，能发生光电效应，若换成紫光来照射该金属，也一定能发生光电效应
13．下列说法正确的是( )
A.90Th经过6次α衰变和4次β衰变后成为稳定的原子核82Pb
B．在核反应堆中，为使快中子减速，在铀棒周围要放“慢化剂”，常用的慢化剂有石墨、重水和普通水
C．当用蓝色光照射某金属表面时有光电子逸出，则改用红光照射也一定会有光电子逸出
D．将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变该放射性元素的半衰期
14．下列说法正确的是( )
A．用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变
B．X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的
C．发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
D．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变长
15．下列说法正确的是( )
A．卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型
B．β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的C．爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说
D．对于任何一种金属都存在一个极限频率，入射光的频率必须大于等于这个极限频率，才能产生光电效应
16．如图5所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则( )
图5
A．若换用波长为λ1(λ1＞λ0)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流
B．若换用波长为λ2(λ2＜λ0)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流
C．保持入射光的波长不变，增大光强，光电流一定增大
D．增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大
第Ⅱ卷(非选择题，共36分)
二、非选择题(共36分)
17．(12分)(1)贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于放射性衰变的是( )
A.C→N＋e
B.U＋n→I＋Y＋2n
C.H＋H→He＋n
D.He＋Al→P＋n
(2)已知光速为c，普朗克常量为h，则频率为ν的光子的动量为________，用该频率的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去，则光子在反射前后动量改变量的大小为________．
(3)在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为________．若用波长为λ(λ<λ0)的单色光做该实验，则其遏止电压为________．已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h.
18．(12分)已知镭的原子序数是88，原子核的质量数是226，问：
(1)镭核中有几个质子？几个中子？
(2)镭核所带电荷量是多少？
(3)若镭原子呈电中性，它核外有几个电子？
(4)88Ra是镭的一种同位素，让88Ra和88Ra核以相同速度垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，它们运动的轨迹半径之比是多少？
19．(12分)一个静止的铀核92U(原子质量为232.0372u)放出一个α粒子(原子质量为4.0026u)后衰变成钍核90Th(原子质量为228.0287u)．(已知：原子质量单位1u＝1.67×10－27kg,1u相当于931.5MeV的能量)
(1)写出核衰变反应方程；
(2)算出该核衰变反应中释放出的核能；
(3)假设反应中释放出的核能全部转化为钍核和α粒子的动能，则钍核获得的动能有多大？
答案精析
1．C
2．B 3．D
4．A
5．C
6．A
7．A
8．A
9．BC
10．CD
11．BD
12．AD
13．AB
14．AD
15．ACD
16．BC
17．(1)A (2) (3) ·
解析 (1)A属于β衰变，B属于裂变，C是聚变，D是原子核的人工转变，故选A项．
(2)光子的动量p＝mc＝c＝
选光被镜面反射回去的方向为正方向，则p1＝－
p2＝，动量的变化量Δp＝p2－p1＝.
(3)由逸出功定义有W0＝
由光电效应方程有＝W0＋Ek＝＋Ek
又由动能定理有－eU＝0－Ek
则＝＋eU，U＝(－)＝·
18．(1)88 138 (2)1.41×10－17C (3)88
(4)113∶114
解析 (1)因为原子序数与核内质子数、核电荷数、中性原子的核外电子数都是相等的，原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和．由此可得：
镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数为88，中子数N等于原子核的质量数A与质子数Z之差，即
N＝A－Z＝226－88＝138.
(2)镭核所带电荷量
Q＝Ze＝88×1.6×10－19C≈1.41×10－17C.
(3)镭原子呈电中性，则核外电子数等于质子数，故核外电子数为88.
(4)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力，故有Bqv＝m，两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故＝＝.
19．(1)92U→90Th＋He (2)5.5MeV
(3)0.095MeV
解析 (1)核衰变反应方程为：92U→90Th＋He.
(2)ΔE＝Δmc2＝(232.0372u－228.0287u－4.0026u)×931.5MeV/u≈5.5MeV.
(3)根据动量守恒定律：m钍v钍＝mαvα，
则＝＝＝＝＝
故Ek钍＝＝≈0.095MeV.
考生注意：
1．本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共4页．
2．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上．
3．本次考试时间90分钟，满分100分．
4．请在密封线内作答，保持试卷清洁完整．
第Ⅰ卷(选择题，共64分)
一、选择题(本题共16小题，每小题4分，共64分．在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一个选项正确，第9～16题有多项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分)
1．入射光照到某金属表面发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则下列说法中正确的是( )
A．从光照射到金属表面上到金属发射出光电子之间的时间间隔将明显增加
B．逸出的光电子的最大初动能减小
C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少
D．有可能不发生光电效应
2．如图1所示为康普顿效应示意图，光子与一个静止的电子发生碰撞，图中标出了碰撞后电子的运动方向．设碰前光子频率为ν，碰后为ν′，则关于光子碰后的运动方向和频率的说法中正确的是( )
图1
A．可能沿图中①方向
B．可能沿图中②方向
C．ν＝ν′
D．ν<ν′
3．利用光电管研究光电效应实验如图2所示，用频率为ν的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则( )
图2
A．用紫外线照射，电流表不一定有电流通过
B．用红光照射，电流表一定无电流通过
C．用频率为ν的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头移到A端时，电流表中一定无电流通过
D．用频率为ν的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头向B端滑动时，电流表示数可能不变
4．现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa＞λb＞λc.用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应．若分别用a光束和c光束照射该金属，则可以判定( )
A．a光束照射时，不能发生光电效应
B．c光束照射时，不能发生光电效应
C．a光束照射时，释放出的光电子数目最多
D．c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小
5．研究光电效应的电路如图3所示．用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流．下列关于光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象中，正确的是( )
图3
6.如图4所示，当开关K断开时，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60V时，电流表读数不为零；当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数为零．由此可知阴极材料的逸出功为( )
图4
A．1.9eV
B．0.6eV
C．2.5eV
D．3.1eV
7．放射性元素(86Rn)经α衰变成为钋(84Po)，半衰期约为3.8天；但勘测表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素86Rn的矿石，其原因是( )
A．目前地壳中的86Rn主要来自于其他放射性元素的衰变
B．在地球形成的初期，地壳中元素86Rn的含量足够高
C．当衰变产物84Po积累到一定量以后，21884Po的增加会减慢86Rn的衰变进程
D.86Rn主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期
8．红宝石激光器的工作物质红宝石是含有铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中铬离子产生激光．铬离子的能级图中，E1是基态，E2是亚稳态，E3是激发态，若以脉冲氙灯发出的波长为λ1的氯光照射晶体，处于基态的铬离子受到激发而跃迁到E3而后自发地跃迁到E2，释放出波长为λ2的光子，处于亚稳态E2的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光，这种激光的波长为( )
A.
B.
C.
D.
9．按照玻尔原子理论，下列表述正确的是( )
A．核外电子运动轨道半径可取任意值
B．氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量越大C．电子跃迁时，辐射或吸收光子的能量由能级的能量差决定，即hν＝|Em－En|
D．氢原子从激发态向基态跃迁的过程，可能辐射能量，也可能吸收能量
10．关于不确定性关系ΔxΔp≥有以下几种理解，其中正确的是( )
A．微观粒子的动量不可确定
B．微观粒子的位置坐标不可确定
C．微观粒子的动量和位置不可能同时确定
D．不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于其他宏观粒子
11．以下是有关近代物理学的若干叙述，其中正确的有( )
A．紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B．每个核子只跟邻近的核子发生核力作用
C．原子核式结构模型是由汤姆孙在α粒子散射实验基础上提出的
D．太阳内部发生的核反应是热核反应
12．下列说法正确的是( )
A．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说
B．若使用某种频率的光不能使某金属发生光电效应，则需增大入射光光照强度才行
C．结合能越大，原子核结构一定越稳定
D．用一束绿光照射某金属，能发生光电效应，若换成紫光来照射该金属，也一定能发生光电效应
13．下列说法正确的是( )
A.90Th经过6次α衰变和4次β衰变后成为稳定的原子核82Pb
B．在核反应堆中，为使快中子减速，在铀棒周围要放“慢化剂”，常用的慢化剂有石墨、重水和普通水
C．当用蓝色光照射某金属表面时有光电子逸出，则改用红光照射也一定会有光电子逸出
D．将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变该放射性元素的半衰期
14．下列说法正确的是( )
A．用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变
B．X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的
C．发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
D．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变长
15．下列说法正确的是( )
A．卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型
B．β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的C．爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说
D．对于任何一种金属都存在一个极限频率，入射光的频率必须大于等于这个极限频率，才能产生光电效应
16．如图5所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则( )
图5
A．若换用波长为λ1(λ1＞λ0)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流
B．若换用波长为λ2(λ2＜λ0)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流
C．保持入射光的波长不变，增大光强，光电流一定增大
D．增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大
第Ⅱ卷(非选择题，共36分)
二、非选择题(共36分)
17．(12分)(1)贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于放射性衰变的是( )
A.C→N＋e
B.U＋n→I＋Y＋2n
C.H＋H→He＋n
D.He＋Al→P＋n
(2)已知光速为c，普朗克常量为h，则频率为ν的光子的动量为________，用该频率的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去，则光子在反射前后动量改变量的大小为________．
(3)在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为________．若用波长为λ(λ<λ0)的单色光做该实验，则其遏止电压为________．已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h.
18．(12分)已知镭的原子序数是88，原子核的质量数是226，问：
(1)镭核中有几个质子？几个中子？
(2)镭核所带电荷量是多少？
(3)若镭原子呈电中性，它核外有几个电子？
(4)88Ra是镭的一种同位素，让88Ra和88Ra核以相同速度垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，它们运动的轨迹半径之比是多少？
19．(12分)一个静止的铀核92U(原子质量为232.0372u)放出一个α粒子(原子质量为4.0026u)后衰变成钍核90Th(原子质量为228.0287u)．(已知：原子质量单位1u＝1.67×10－27kg,1u相当于931.5MeV的能量)
(1)写出核衰变反应方程；
(2)算出该核衰变反应中释放出的核能；
(3)假设反应中释放出的核能全部转化为钍核和α粒子的动能，则钍核获得的动能有多大？
答案精析
1．C
2．B 3．D
4．A
5．C
6．A
7．A
8．A
9．BC
10．CD
11．BD
12．AD
13．AB
14．AD
15．ACD
16．BC
17．(1)A (2) (3) ·
解析 (1)A属于β衰变，B属于裂变，C是聚变，D是原子核的人工转变，故选A项．
(2)光子的动量p＝mc＝c＝
选光被镜面反射回去的方向为正方向，则p1＝－
p2＝，动量的变化量Δp＝p2－p1＝.
(3)由逸出功定义有W0＝
由光电效应方程有＝W0＋Ek＝＋Ek
又由动能定理有－eU＝0－Ek
则＝＋eU，U＝(－)＝·
18．(1)88 138 (2)1.41×10－17C (3)88
(4)113∶114
解析 (1)因为原子序数与核内质子数、核电荷数、中性原子的核外电子数都是相等的，原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和．由此可得：
镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数为88，中子数N等于原子核的质量数A与质子数Z之差，即
N＝A－Z＝226－88＝138.
(2)镭核所带电荷量
Q＝Ze＝88×1.6×10－19C≈1.41×10－17C.
(3)镭原子呈电中性，则核外电子数等于质子数，故核外电子数为88.
(4)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力，故有Bqv＝m，两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故＝＝.
19．(1)92U→90Th＋He (2)5.5MeV
(3)0.095MeV
解析 (1)核衰变反应方程为：92U→90Th＋He.
(2)ΔE＝Δmc2＝(232.0372u－228.0287u－4.0026u)×931.5MeV/u≈5.5MeV.
(3)根据动量守恒定律：m钍v钍＝mαvα，
则＝＝＝＝＝
故Ek钍＝＝≈0.095MeV.