2020年高考物理二轮复习：11 波粒二象性　原子结构与原子核

试卷更新日期：2020-05-12 类型：二轮复习

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一、单选题

1. 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、1.51eV

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2. 烟雾探测器使用了一种半衰期为432年的放射性元素镅 ${}_{95}^{241}A m$ 来探测烟雾。当正常空气分子穿过探测器时，镅 ${}_{95}^{241}A m$ 衰变所释放的射线会将它们电离，从而产生电流。一旦有烟雾进入探测腔内，烟雾中的微粒会吸附部分射线，导致电流减小，从而触发警报。则（）

A、镅 ${}_{95}^{241}A m$ 放出的是X射线 B、镅 ${}_{95}^{241}A m$ 放出的是γ射线 C、1mg的镅 ${}_{95}^{241}A m$ 经864年将有0.75mg发生衰变 D、发生火灾时，烟雾探测器中的镅 ${}_{95}^{241}A m$ 因温度升高而半衰期变短

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3. 如图是核子平均质量与原子序数Z的关系图象，下列说法中错误的是（）

A、卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型 B、天然放射性元素在衰变过程中核电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中不偏转的是γ射线 C、图中原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量 D、图中原子核A裂变成原子核B和C要放出核能

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4. 如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34ev，那么对氢原子在能量跃迁过程中发射或吸收光子的特征，认识正确的是（）

A、用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应 B、一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出4种不同频率的光 C、用能量为10.3eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 D、一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eV

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5. 在超导托卡马克实验装置中，质量为 $m_{1}$ 的 $_{1}^{2} H$ 与质量为 $m_{2}$ 的 $_{1}^{3} H$ 发生核聚变反应，放出质量为 $m_{3}$ 的 $_{0}^{1} n$ ，并生成质量为 $m_{4}$ 的新核。若已知真空中的光速为 $c$ ，则下列说法正确的是（）

A、新核的中子数为2，且该新核是 $_{2}^{3} He$ 的同位素 B、该过程属于 $α$ 衰变 C、该反应释放的核能为 $(m_{3} + m_{4} - m_{1} - m_{2}) c^{2}$ D、核反应前后系统动量不守恒

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6. 如图所示为氢原子能级的示意图，下列有关说法正确的是（）

A、处于基态的氢原子吸收10.5eV的光子后能跃迁至，n＝2能级 B、大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出3种不同频率的光 C、若用从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光，照射该金属时一定能发生光电效应 D、用n＝4能级跃迁到n＝1能级辐射出的光，照射逸出功为6.34 eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为6.41eV

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7. 钴－60放射性的应用非常广泛，几乎遍及各行各业。在农业上，常用于辐射育种、刺激增产、辐射防治虫害和食品辐射保藏与保鲜等；在医学上，常用于癌和肿瘤的放射治疗。一个钴60原子核（ ${}_{27}^{60}$ Co）放出一个β粒子后衰变成一个镍核（ ${}_{28}^{60}$ Ni），并伴随产生了γ射线。已知钴60的半衰期为5.27年，该反应中钴核、β粒子、镍核的质量分别为m₁、m₂、m₃。下列说法正确的是（）

A、核反应中释放的能量为（m₂+m₃－m₁）c² B、核反应中释放出的γ射线的穿透本领比β粒子强 C、若有16个钴60原子核，经过5.27年后只剩下8个钴60原子核 D、β粒子是钴原子核外的电子电离形成的

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8. 利用碘131( ${}_{53}^{131}I$ )治疗是临床上常用的一种治疗甲亢的方法，它是通过含有β射线的碘被甲状腺吸收，来破环甲状腺组织，使甲状腺合成和分泌甲状腺激素水平减少来达到治愈甲亢的目的。已知碘131发生β衰变的半衰期为8天，则以下说法正确的是（）

A、碘131的衰变方程为 ${}_{53}^{131}I \to {}_{52}^{131}X e + {}_{1}^{0}e$ B、碘131的衰变方程为 ${}_{53}^{131}I \to {}_{54}^{131}X e + {}_{- 1}^{0}e$ C、32 g碘131样品经16天后，大约有8g样品发生了β衰变 D、升高温度可能会缩短碘131的半衰期

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9. 为了做好疫情防控工作，小区物业利用红外测温仪对出入人员进行体温检测。红外测温仪的原理是：被测物体辐射的光线只有红外线可被捕捉，并转变成电信号。图为氢原子能级示意图，已知红外线单个光子能量的最大值为1.62eV，要使氢原子辐射出的光子可被红外测温仪捕捉，最少应给处于 $n = 2$ 激发态的氢原子提供的能量为（）

A、10.20eV B、2.89eV C、2.55eV D、1.89eV

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10. 已知 ${}_{88}^{226}R a$ 、 ${}_{86}^{222}R n$ 、 ${}_{2}^{4}H e$ 的静止质量分别是226.0254u、222.0175u、4.0026u，u为原子质量单位，且1u相当于931.5MeV。当 ${}_{88}^{226}R a$ 发生α衰变时，下列说法正确的是（）

A、 ${}_{88}^{226}R a$ 的质量等于组成它的核子的质量之和 B、 ${}_{88}^{226}R a$ 发生一次α衰变释放的核能为4.93695MeV C、因 ${}_{88}^{226}R a$ 的比结合能比 ${}_{86}^{222}R n$ 小，所以 ${}_{88}^{226}R a$ 比 ${}_{86}^{222}R n$ 更稳定 D、一个静止的 ${}_{88}^{226}R a$ 发生一次α衰变，产生的 ${}_{86}^{222}R n$ 和 ${}_{2}^{4}H e$ 的速度之比约为111：2

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11. 如图所示为氢原子的能级图，用光子能量为 $12.09 eV$ 的单色光照射大量处于基态的氢原子，激发后的氢原子可以辐射出几种不同频率的光，则下列说法正确的是（）

A、氢原子最多辐射两种频率的光 B、氢原子最多辐射四种频率的光 C、从 $n = 3$ 能级跃迁到 $n = 2$ 能级的氢原子辐射的光波长最短 D、从 $n = 3$ 能级跃迁到 $n = 1$ 能级的氢原子辐射的光波长最短

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12. 已知²³⁴ Th的半衰期为24天.4g²³⁴ Th经过72天还剩下（）

A、0 B、0.5g C、1g D、1.5g

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13. 在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出某种粒子，结果得到一张两个相切圆1和2的径迹照片如图所示，已知两个相切圆半径分别r₁、r₂ ，则下列说法正确的是 $($ $)$

A、原子核可能发生 $α$ 衰变，也可能发生 $β$ 衰变 B、径迹2可能是衰变后新核的径迹 C、若衰变方程是 ${}_{92}^{238}U \to {}_{90}^{234}T H + {}_{2}^{4}H e$ ，则衰变后新核和射出的粒子的动能之比为117：2 D、若衰变方程是 ${}_{92}^{238}U \to {}_{90}^{234}T H + {}_{2}^{4}H e$ ，则r₁：r₂＝1：45

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14. 目前，在居家装修中，经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如有些含有铀、钍的花岗岩等岩石都会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出 $α 、 β 、 γ$ 射线，这些起射线会导致细胞发生癌变及呼吸道方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是（）

A、铀核( ${}_{92}^{238}U$ )衰变为铅核( ${}_{2}^{4}$ )的过程中，要经过8次 $α$ 衰变和10次 $β$ 衰变 B、 $γ$ 射线一般伴随着 $α$ 或 $β$ 射线产生，在这三种射线中， $γ$ 射线的穿透能力最强，电离能力最弱 C、已知氡的半衰期为3.8天，若取1g氡放在天平上左盘上，砝码放于右盘，左右两边恰好平衡，则7.6天后，需取走0.75g砝码天平才能再次平衡 D、 $β$ 射线是由原子核外的电子电离后形成的高速电子流

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15. 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、卢瑟福提出的原子核式结构模型，可以解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征

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二、多选题

16. 静止在匀强磁场中的原子核X发生α衰变后变成新原子核Y．已知核X的质量数为A，电荷数为Z，核X、核Y和α粒子的质量分别为m_X、m_Y和m_α ， α粒子在磁场中运动的半径为R．则（）

A、衰变方程可表示为 ${}_{Z}^{A}X \to {}_{Z - 2}^{A - 4}Y + {}_{2}^{4}H e$ B、核Y的结合能为（m_x-m_y-m_α）c² C、核Y在磁场中运动的半径为 $\frac{2 R}{Z - 2}$ D、核Y的动能为 $E_{KY} = \frac{m_{Y} (m_{X} - m_{Y} - m_{α}) c^{2}}{m_{Y} + m_{α}}$

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17. 已知金属铯的逸出功为1.88eV，氢原子能级图如图所示，下列说法正确的是（）

A、大量处于n＝4能级的氢原子跃迁到基态的过程中最多可释放出6种频率的光子 B、氢原子从n＝2能级跃迁到基态过程中辐射出光子的动量为5.44×10^-27kg·m/s C、氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级过程中辐射出的光子不能使金属铯发生光电效应 D、大量处于n＝2能级的氢原子跃迁到基态过程中发出的光照射金属铯，产生的光电子的最大初动能为8.32eV

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18. 如图是氢原子的能级示意图。当氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级时，辐射出光子a；从n=2能级跃迁到n=1能级时，辐射出光子b。以下判断正确的是（）

A、光子b可能使处于基态的氢原子电离 B、n=4能级比n=2能级氢原子的电子动能小 C、一个处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时最多可辐射10种不同的谱线 D、若与a同频率的光可以使某金属发生光电效应，那么与b同频率的光也可以使该金属发生光电效应

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19. 据国内媒体报道，中国南海“充电宝”的构想即将实现，大陆第一座海上浮动核电站即将建设完成。据专家透露，中国计划建造20个海上浮动核电站，主要用于海水淡化、资源开发以及为护航潜艇和南海各地区供电。此类核电站采用的是“核裂变”技术, ${}_{92}^{235}U$ 受中子轰击时会发生裂变，产生 ${}_{56}^{144}B a$ 和 ${}_{36}^{99}K r$ ，同时放出能量，已知每个铀核裂变时释放的能量约为200 MeV，阿伏加德罗常数取N_A＝6.0×10²³mol^－¹。则下列说法中正确的是（）

A、核反应方程为： ${}_{92}^{235}U$ ® ${}_{56}^{144}B a$ + ${}_{36}^{99}K r$ +2 ${}_{0}^{1}n$ B、 ${}_{56}^{144}B a$ 的结合能比 ${}_{92}^{235}U$ 的结合能大 C、只有铀块的体积不小于临界体积时才能发生链式反应 D、若有 1mol的铀发生核反应，且核裂变释放的能量一半转化为电能，则产生的电能约为 9.6×10¹²J

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三、综合题

20. 钚的放射性同位素 $_{94}^{239} Pu$ 静止时衰变为铀核激发态 $_{92}^{235} U$ 和 $α$ 粒子，而铀核激发态 $_{92}^{235} U$ 立即衰变为铀核 $_{92}^{235} U$ ，并放出能量为0.097MeV的 $γ$ 光子。已知： $_{94}^{239} Pu$ 、 $_{92}^{235} U$ 和 $α$ 粒子的质量分别为 $m_{Pu} = 239.0521 u$ 、 $m_{U} = 235.0439 u$ 和 $m_{α} = 4.0026 u$ ， $1 u = 931.5 MeV$ ，衰变放出的光子的动量可忽略。

(1)、写出衰变方程；

(2)、将衰变产生的 $_{92}^{235} U$ 和 $α$ 粒子垂直射入磁感应强度为B的同一匀强磁场，求 $_{92}^{235} U$ 和 $α$ 粒子圆周运动的半径之比；

(3)、求 $α$ 粒子的动能（结论保留4位有效数字）。

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2020年高考物理二轮复习：11 波粒二象性 原子结构与原子核

一、单选题

二、多选题

三、综合题

2020年高考物理二轮复习：11 波粒二象性　原子结构与原子核