统考版2023版高考物理一轮复习单元质量评估（十二）波粒二象性原子结构和原子核含答案

这是一份统考版2023版高考物理一轮复习单元质量评估（十二）波粒二象性原子结构和原子核含答案，共8页。试卷主要包含了下列关于原子核的叙述中正确的是，[2022·山西太原模拟]等内容，欢迎下载使用。

1．[2020·天津卷，1]在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识．下列图示的实验中导致发现原子具有核式结构的是( )
2．下列关于原子核的叙述中正确的是( )
A．居里夫人通过α粒子轰击铝原子核，首次发现了中子
B．核反应堆中的“慢化剂”是为了减慢反应速度，防止反应过于剧烈
C．轻核聚变过程中，会有质量亏损，要释放能量
D.原子核的质量越大，比结合能就越小
3．位于广东东莞的国家大科学工程——中国散裂中子源(CSNS)首次打靶成功，获得中子束流．这标志着CSNS主体工程顺利完工，进入试运行阶段．对于有关中子的研究，下面说法正确的是( )
A．中子和其他微观粒子，都具有波粒二象性
B．一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子是裂变反应
C．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子
D．核反应方程 eq \\al(\s\up11(210),\s\d4( 84)) P→ eq \\al(\s\up11( y),\s\d4(82)) X＋ eq \\al(\s\up11(4),\s\d4(2)) He中的y＝206，X的中子个数为128
4．[2021·浙江1月，10]下列说法正确的是( )
A．光的波动性是光子之间相互作用的结果
B．玻尔第一次将“量子”引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念
C．光电效应揭示了光的粒子性，证明了光子除了能量之外还具有动量
D．α射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方，验电器金属箔的张角会变大
5．在研究光电效应规律的实验中，用频率为ν的单色光照射光电管，测得遏止电压为U，则下列说法中正确的是( )
A．若仅增大该单色光的强度，则遏止电压一定大于U
B．若改用频率为2ν的单色光照射，则遏止电压一定大于2U
C．若改用频率为2ν的单色光照射，则饱和光电流一定变为原来的2倍
D．若改用频率为0.5ν的单色光照射，则一定不可能产生光电子
6．2020年12月8日，月表最强“打工人”嫦娥四号迎来从地球出发两周年纪念日．若嫦娥四号上有一块备用的核燃料电池，能在夜里为其提供动力，核燃料为 eq \\al(\s\up11(238),\s\d4( 94)) Pu， eq \\al(\s\up11(238),\s\d4( 94)) Pu核的转化方程为 eq \\al(\s\up11(238),\s\d4( 94)) Pu→ eq \\al(\s\up11(234),\s\d4( m)) X＋ eq \\al(\s\up11(n),\s\d4(2)) Y，已知 eq \\al(\s\up11(238),\s\d4( 94)) Pu核、X核以及Y核的质量分别为mPu、mX、mY，光速为c.则下列说法正确的是( )
A． eq \\al(\s\up11(238),\s\d4( 94)) Pu核比X核多4个中子
B．该过程释放的核能为 eq \f(1,2) (mPu＋mX＋mY)c2
C．该过程为α衰变
D．该过程进行的速度随所处环境的压强和温度的变化而发生改变
7．在光电效应实验中，先后用频率相同但光强不同的两束光照射同一个光电管．若实验a中的光强大于实验b中的光强，实验所得光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线分别以a、b表示，则下列图中可能正确的是( )
8．[2022·山西太原模拟]
如图所示，在研究光电效应的实验中，保持P的位置不变，用单色光a照射阴极K，电流计G的指针不发生偏转；改用另一频率的单色光b照射K，电流计的指针发生偏转，那么 ( )
A．增加a的强度一定能使电流计的指针发生偏转
B.用b照射时通过电流计的电流由d到c
C．只增加b的强度一定能使通过电流计的电流增大
D．a的波长一定小于b的波长
9．下列核反应方程中，X1、X2、X3、X4代表α粒子的有( )
A． eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(1)) H＋ eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(1)) H―→ eq \\al(\s\up11(1),\s\d4(0)) n＋X1
B． eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(1)) H＋ eq \\al(\s\up11(3),\s\d4(1)) H―→ eq \\al(\s\up11(1),\s\d4(0)) n＋X2
C． eq \\al(\s\up11(235),\s\d4( )) 92U＋ eq \\al(\s\up11(1),\s\d4(0)) n―→ eq \\al(\s\up11(144),\s\d4( )) 56Ba＋ eq \\al(\s\up11(89),\s\d4(36)) Kr＋3X3
D． eq \\al(\s\up11(1),\s\d4(0)) n＋ eq \\al(\s\up11(6),\s\d4(3)) Li―→ eq \\al(\s\up11(3),\s\d4(1)) H＋X4
10．[2022·广东佛山顺德区测试]
太阳每年辐射到地球上的能量是地球上获得最大的能源，太阳内部有多种热核反应，其中的一个反应方程是： eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(1)) H＋ eq \\al(\s\up11(3),\s\d4(1)) H→ eq \\al(\s\up11(4),\s\d4(2)) He＋ eq \\al(\s\up11(1),\s\d4(0)) n.若已知 eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(1)) H的质量为m1， eq \\al(\s\up11(3),\s\d4(1)) H的质量为m2， eq \\al(\s\up11(4),\s\d4(2)) He的质量为m3， eq \\al(\s\up11(1),\s\d4(0)) n质量为m4，下列说法中正确的是( )
A． eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(1)) H和 eq \\al(\s\up11(3),\s\d4(1)) H是同种元素的原子核
B． eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(1)) H和 eq \\al(\s\up11(3),\s\d4(1)) H在常温下就能够发生聚变
C．虽然该反应出现质量亏损，但反应前后总质量数不变
D．这个反应释放的核能为ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2
11．图甲为研究光电效应实验的部分装置示意图．实验中用频率为ν的光照射某种金属，其光电流随光电管外电源电压变化的i ­ U图象如图乙．已知普朗克常量为h，电子带的电荷量为e.下列说法中正确的是( )
A．测量电压Uc时，光电管的K极应连接外电源的负极
B．光电子的最大初动能为eUc
C．该金属的逸出功为hν
D．当电压大于Um时，增加光照强度则光电流增大
12．氢原子光谱如图甲所示，图中给出了谱线对应的波长，玻尔的氢原子能级图如图乙所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s.可见光的频率范围约为4.2×1014～7.8×1014 Hz，则( )
A．Hα谱线对应光子的能量小于Hδ谱线对应光子的能量
B．图甲所示Hα、Hβ、Hγ、Hδ四种光均属于可见光范畴
C．Hβ对应光子的能量约为10.2 eV
D．Hα谱线对应的跃迁是从n＝3能级到n＝2能级
13．图甲为氢原子的能级图，大量处于n＝2激发态的氢原子吸收一定频率的光子后跃迁到较高的能级，之后再向低能级跃迁时辐射出10种不同频率的光子．当用这些辐射出的光子去照射如图乙所示光电管阴极K时，发生了光电效应，改变电源的正负极并调节滑动变阻器滑片，发现遏止电压为8 V，则( )
A．该光电管阴极K的逸出功为7.06 eV
B．吸收的光子能量为2.86 eV
C．跃迁过程中辐射出的光子能量是连续的
D．辐射出来的10种光子中只有4种能使该光电管发生光电效应
单元质量评估（十二） 波粒二象性 原子结构和原子核
1．解析：发现原子具有核式结构的是卢瑟福的α粒子轰击金箔发生散射的实验，选项D正确．
答案：D
2．解析：查德威克通过α粒子轰击铍核的实验发现了中子，故A错误；核反应堆中的“慢化剂”是为了减慢中子速度，故B错误；轻核聚变过程中，会有质量亏损，要释放核能，故C正确；原子核质量数越大，原子核结合能越大，但该原子的比结合能不一定越小，故D错误．
答案：C
3．解析：所有微观粒子都具有波粒二象性，故A正确；裂变反应是较重的原子核分裂成较轻原子核的反应，而该反应是较轻的原子核的聚变反应，故B错误；卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，查德威克通过α粒子轰击铍核（ eq \\al(\s\up11(9),\s\d4(4)) Be）获得碳核（ eq \\al(\s\up11(12),\s\d4( 6)) C）的实验发现了中子，故C错误；y＝210－4＝206，X的中子个数为206－82＝124，故D错误．
答案：A
4．解析：在光的双缝干涉实验中，减小光的强度，让光子通过双缝后，光子只能一个接一个地到达光屏，经过足够长时间，仍然发现相同的干涉条纹，这表明光的波动性不是由光子之间的相互作用引起的，A错误；玻尔第一次将“量子”引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，B正确；光电效应揭示了光的粒子性，康普顿效应说明了光子除了具有能量还具有动量，C错误；α射线可以使金属球附近的空气电离，金属球吸引负离子而使验电器金属箔的张角变小，D错误．
答案：B
5．解析：根据光电效应的规律得出：eU＝hν－W0，故若仅增大该单色光的强度，则遏止电压不变，仍为U，故A错误；根据光电效应的规律得出：eU＝hν－W0，若改用频率为2ν的单色光照射，则遏止电压一定大于2U，故B正确；光电效应中，一个光子激发出一个光电子，当照射光的强度变为原来的2倍，单位时间内射向阴极的光子数变为原来的2倍，激发出的光电子数变为原来的2倍，电路中的光电流变为原来的2倍，若改用频率为2ν的单色光照射，饱和光电流不一定变为原来的2倍，故C错误；若改用频率为0.5ν的单色光照射，若0.5ν大于金属的极限频率，则能产生光电效应，可能产生光电子，故D错误．故选B.
答案：B
6．解析：根据质量数守恒与电荷数守恒可知238＝234＋n，94＝m＋2，解得n＝4，m＝92，即转化方程为 eq \\al(\s\up11(238),\s\d4( 94)) Pu→ eq \\al(\s\up11(234),\s\d4( 92)) X＋ eq \\al(\s\up11(4),\s\d4(2)) He，该过程为α衰变，X核与 eq \\al(\s\up11(238),\s\d4( 94)) Pu核相比，质量数减少4，核电荷数减少2，故中子数减少2，选项A错误，C正确；此过程中亏损的质量为Δm＝mPu－mX－mY，释放的能量E＝（mPu－mX－mY）c2，选项B错误；放射性元素的半衰期不受外界环境的影响，即该过程进行的速度与所处环境的压强和温度等均无关，选项D错误．
答案：C
7．解析：光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为遏止电压，对应的光的频率为截止频率，入射光的频率越高，对应的遏止电压Uc越大，由于入射光的频率没有变，故遏止电压相同，即图线与横轴的交点相同．由于a光的光强大于b光的光强，所以a的饱和光电流大于b的饱和光电流．故A项正确、B、C、D项错误．
答案：A
8．解析：用单色光a照射阴极K，电流计G的指针不发生偏转，说明a光的频率小于阴极K的截止频率，增加a的强度也无法使电流计的指针发生偏转，A错误；电子运动方向从d到c，电流方向从c到d，B错误；只增加b的强度可以使光电流增大，使通过电流计的电流增大，C正确；b光能使阴极K发生光电效应，b光的频率大于阴极K的截止频率也就大于a光的频率，b的波长一定小于a的波长，D错误．
答案：C
9．解析：根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，可知选项B中的X2质量数是4，电荷数是2，代表α粒子，B项正确；选项D中的X4质量数是4，电荷数是2，代表α粒子，D项正确；根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，可知选项A中的X1质量数是3，电荷数是2，A项错误；选项C中的X3质量数是1，电荷数是0，代表中子，C项错误．
答案：BD
10．解析： eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(1)) H和 eq \\al(\s\up11(3),\s\d4(1)) H是同种元素的原子核，故A项正确； eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(1)) H和 eq \\al(\s\up11(3),\s\d4(1)) H在极高温度下才能够发生聚变，核聚变又叫热核反应，故B项错误； eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(1)) H＋ eq \\al(\s\up11(3),\s\d4(1)) H→ eq \\al(\s\up11(4),\s\d4(2)) He＋ eq \\al(\s\up11(1),\s\d4(0)) n反应前后总质量数不变，核子平均质量减小，出现质量亏损，故C项正确； eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(1)) H＋ eq \\al(\s\up11(3),\s\d4(1)) H→ eq \\al(\s\up11(4),\s\d4(2)) He＋ eq \\al(\s\up11(1),\s\d4(0)) n的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3－m4反应释放的核能ΔE＝Δmc2＝（m1＋m2－m3－m4）c2，故D项正确．故选ACD.
答案：ACD
11．解析：电压Uc为反向遏止电压，此时光电管的K极应连接外电源的正极，A错误；光电子克服电场力做功，根据能量守恒定律，光电子的最大初动能Ekm＝eUc，B正确；光电效应方程为Ekm＝hν－W0，结合B选项解得金属的逸出功为W0＝hν－eUc，C错误；电压Um对应正向饱和电流，已收集了相应光照强度下的所有的光电子．若增大光照强度，光子数量增加，光电子数量增加，则电路中的光电流增大，D正确．故选BD.
答案：BD
12．解析：根据真空中光速等于波长乘频率可知，波长越长频率越小，根据E＝hν可知频率越小能量越小，故A正确；由可见光的频率范围可知，可见光的波长范围约为380～710 nm，则四种光都属于可见光，故B正确；由E＝hν＝h eq \f(c,λ) 可得Eβ＝2.56 eV，故C错误；根据E＝hν＝h eq \f(c,λ) 可知，Hα谱线对应的光子能量为Hβ对应光子能量的 eq \f(λβ,λα) 倍，约为1.89 eV，结合能级图可知，从n＝3能级跃迁到n＝2能级时辐射的光子能量为[－1.51－（－3.4）]eV＝1.89 eV，故D正确．
答案：ABD
13．解析：从n＝2能级跃迁到较高能级后能辐射出10种不同频率的光子，由C eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(n)) ＝10，解得n＝5，故吸收的光子能量E＝E5－E2＝2.86 eV，故B正确；跃迁过程中所放出的光子最大能量为Emax＝－0.54 eV－（－13.6 eV）＝13.06 eV，由光电效应方程Ek＝hν－W0，Ek＝eU，U＝8 V，可得该光电管阴极K的逸出功W0＝5.06 eV，故A错误；根据玻尔理论可知，跃迁过程中辐射出的光子能量是不连续的，故C错误；由该光电管阴极K的逸出功W0＝5.06 eV，可知辐射出的光子能使其发生光电效应的有氢原子从n＝5能级到基态、从n＝4能级到基态、从n＝3能级到基态、从n＝2能级到基态共4种，故D正确．
答案：BD