高考物理考前冲刺（23）原子物理选择题猜押练 (含详解)

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高考物理冲破高分瓶颈考前必破破（23）原子物理选择题猜押练（解析版）【真题引领】1.（2019·全国卷I·T14）氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63 eV～3.10 eV的光为可见光。要使处于基态(n=1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子,最少应给氢原子提供的能量为              (　　)　　　　　　A.12.09 eV  B.10.20 eV     C.1.89 eV  D.1.51 eV【答案】A解析：处于基态(n=1)的氢原子被激发,至少被激发到n=3能级后,跃迁才可能产生能量在1.63 eV～3.10 eV的可见光,则最少应给氢原子提供的能量为ΔE=-1.51 eV-(-13.60) eV=12.09 eV,故选项A正确。2.(2019·全国卷Ⅱ ·T15)太阳内部核反应的主要模式之一是质子-质子循环,循环的结果可表示为HHe+e+2ν,已知H和He的质量分别为mp=1.007 8 u和mα=4.002 6 u,1 u=931 MeV/c2,c为光速。在4个H转变成1个He的过程中,释放的能量约为              (　　)　　　 　　　　　　 A.8 MeV B.16 MeV C.26 MeV D.52 MeV【答案】C解析：根据质能方程ΔE=Δm·c2,得ΔE=(4mp-mα-2me)·c2,因核反应前后质量亏损约为Δm=(1.007 8×4-4.002 6)u=0.028 6 u,故释放的能量约为ΔE=931 MeV/c2×Δm=26.6 MeV,C正确,A、B、D错误。3.(2019·天津高考 ·T6)我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破,等离子体中心电子温度首次达到1亿度,为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础。下列关于聚变的说法正确的是(　　)   A.核聚变比核裂变更为安全、清洁B.任何两个原子核都可以发生聚变C.两个轻核结合成质量较大的核,总质量较聚变前增加D.两个轻核结合成质量较大的核,核子的比结合能增加【答案】A、D解析：核聚变反应所产生的放射性废料较少,处理起来比较简单,而核裂变反应所产生的放射性废料较多,处理起来比较困难,所以核聚变比核裂变更为安全、清洁,因此A正确;发生核聚变需要在高温高压下进行,自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素—氘与氚的聚变,并不是任意的两个原子核都能发生核聚变,质量数很大的核就不能发生核聚变, B错误;两个轻核结合成质量较大的核,总质量减少,即存在质量亏损,C错误;两个轻核结合成质量较大的核,释放能量,核子的比结合能增加,原子核更稳定,D正确。故选A、D。4.（2019·北京高考·T19）光电管是一种利用光照射产生电流的装置,当入射光照在管中金属板上时,可能形成光电流。表中给出了6次实验的结果。组次入射光子的能量/eV相对光强光电流大小/mA逸出光电子的最大动能/eV第一组1234.04.04.0弱中强2943600.90.90.9第二组4566.06.06.0弱中强2740552.92.92.9由表中数据得出的论断中不正确的是 (　　)A.两组实验采用了不同频率的入射光B.两组实验所用的金属板材质不同C.若入射光子的能量为5.0 eV,逸出光电子的最大动能为1.9 eVD.若入射光子的能量为5.0 eV,相对光强越强,光电流越大【答案】B解析：由光电效应可知电子最大初动能Ekm和入射光频率ν以及逸出功W0的关系满足Ekm=hν-W0①,题中数据表添加一项逸出功后,如表所示,根据表格可知,不同频率光入射逸出功相同,由此可以判断是同一种金属材料,选项B错误,符合题中错误选项要求;入射光子能量不同,所以频率不同,选项A正确;根据①式可知若入射光子能量为5.0 eV,则逸出电子最大动能为1.9 eV;只要能够发生光电效应,相对光强越强,光电流越大,选项C、D正确。组次入射光子的能量/eV相对光强光电流大小/mA逸出光电子的最大动能/eV逸出功W/eV第一组1234.04.04.0弱中强2943600.90.90.93.1 eV3.1 eV3.1 eV第二组4566.06.06.0弱中强2740552.92.92.93.1 eV3.1 eV3.1 eV【高考猜押】5．如图所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况。下列说法中正确的是A．在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多B．在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光C．卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似D．α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金箔原子后产生的反弹【答案】C解析　α粒子散射实验现象：绝大多数α粒子沿原方向前进，少数α粒子有大角度散射，所以A处观察到的粒子数多，B处观察到的粒子数少，所以选项A、B错误。α粒子发生散射的主要原因是受到原子核库仑斥力的作用，所以选项D错误，C正确。6．(多选)氢原子能级图如图所示，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm。以下判断正确的是A．氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nmB．用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级C．一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D．用波长为633 nm的光照射，不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级【答案】CD解析　能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，辐射的光子频率越大，波长越小，A错误；由Em－En＝hν可知，B错误，D正确；根据C＝3可知，辐射的光子频率最多3种，C正确。7．(多选)14 C发生放射性衰变成为14 N，半衰期约5 700年。己知植物存活期间，其体内14 N与12 C的比例不变；生命活动结束后，14 C的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中14 C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是A．该古木的年代距今约5 700年B．12 C、13 C、14 C具有相同的中子数C．14 C衰变为14 N的过程中放出β射线D．增加样品测量环境的压强将加速14 C的衰变【答案】AC解析　剩余的14 C占，表明经过了一个半衰期，A正确；12C、13 C、14 C的质子数相同，质量数不同，中子数不同，B错误；14 C变为14 N，质量数未变，放出的是电子流，即β射线，C正确；半衰期不受外界环境影响，D错误。8．如图所示，当开关K断开时，用光子能量为2.5 eV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0.6 V时，电流表读数仍不为零。当电压表读数大于或等于0.6 V时，电流表读数为零。由此可知阴极材料的逸出功为A．1.9 eV　　　　　　 　B．0.6 eVC．2.5 eV              D．3.1 eV【答案】　A解析　由题意知光电子的最大初动能为Ek＝eUc＝0.6 eV所以根据光电效应方程Ek＝hν－W0可得W0＝hν－Ek＝(2.5－0.6) eV＝1.9 eV。9．(多选)如图所示，是某金属在光的照射下，光电子最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象，由图象可知A．该金属的逸出功等于EB．该金属的逸出功等于hνcC．入射光的频率为νc时，产生的光电子的最大初动能为ED．入射光的频率为2νc时，产生的光电子的最大初动能为2E【答案】AB解析　题中图象反映了光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系，根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0知，当入射光的频率恰为该金属的截止频率νc时，光电子的最大初动能Ek＝0，此时有hνc＝W0，即该金属的逸出功为E，当入射光的频率为2νc时，得Ek＝2hνc－hνc＝hνc。故选项A、B正确，选项C、D错误。10．(多选)人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)与原子序数有如图所示的关系。下列关于原子结构和核反应的说法正确的是A．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要吸收能量B．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能C．已知原子核A裂变成原子核B和C时放出的γ射线能使某金属板逸出光电子，若增加γ射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大D．在核反应堆的铀捧之间插入镉棒是为了控制核反应速度【答案】BD解析　原子核D和E的核子平均质量大，结合成原子核F时存在质量亏损，要释放能量，A错误；原子核A的核子平均质量大，裂变成原子核B和C时质量亏损，要放出核能，B正确；入射光使某金属发生光电效应，光电子的最大初动能由入射光的频率决定，与其强度无关。C错误；镉棒可以吸收中子，在反应堆中能控制核反应速度。D正确。11．原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源，当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量。这几种反应的总效果可以表示为6 H→k He＋d H＋2 n＋43.15 MeV，则A．k＝1，d＝4       B．k＝2，d＝2C．k＝1，d＝6       D．k＝2，d＝3【答案】B解析　根据核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒知，解得，B对。12．(多选)太阳内部发生的核反应主要是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，氢核的聚变反应可以看做是4个氢核( H)结合成1个氦核(He)。下表中列出了部分粒子的质量(1 u相当于931.5 MeV的能量)，以下说法中正确的是粒子名称质子pα粒子电子e中子n质量/u1.007 34.001 50.000 551.008 7A.  核反应方程式为4H―→He＋2eB．核反应方程式为4H―→He＋2eC．4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为0.026 6 uD．聚变反应方程中释放的能量约为24.8 MeV【答案】ACD解析　根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒关系可判断A正确，B错误；根据质能方程可知D正确。