《2020高考物理單元卷 第16章原子結(jié)構(gòu) 原子核 章末綜合檢測(cè)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020高考物理單元卷 第16章原子結(jié)構(gòu) 原子核 章末綜合檢測(cè)（12頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、16章末綜合檢測(cè) 一、選擇題(本題共8小題，每小題4分，共32分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有錯(cuò)選的得0分) 1．(2020年廣東卷)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的He(氦3)．它是一種高效、清潔、安全的核聚變?nèi)剂?，其參與的一種核聚變反應(yīng)的方程式為He＋He―→2H＋He.關(guān)于He聚變下列表述正確的是 (　　) A．聚變反應(yīng)不會(huì)釋放能量 B．聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核 C．聚變反應(yīng)沒有質(zhì)量虧損 D．目前核電站都采用He聚變反應(yīng)發(fā)電 解析：輕核聚變而生成質(zhì)量較大(中等)的新核．故B正確． 答案：B

2、2．(2020年宜昌模擬)如圖1甲是α、β、γ三種射線穿透能力的示意圖，圖乙是工業(yè)上利用射線的穿透性來(lái)檢查金屬內(nèi)部的傷痕的示意圖，請(qǐng)問(wèn)圖乙中的檢查是利用了哪種射線 (　　) 圖1 A．α射線　　　　　　 B．β射線 C．γ射線 D．三種射線都可以 解析：由圖甲可知α射線和β射線都不能穿透鋼板，γ射線的穿透力最強(qiáng)，可用來(lái)檢查金屬內(nèi)部的傷痕，答案為C. 答案：C 圖2 3．靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的某放射性元素的原子核，當(dāng)它放出一個(gè)α粒子后，其速度方向與磁場(chǎng)方向垂直，測(cè)得α粒子和反沖核軌道半徑之比為44∶1，如圖2所示(圖中直徑?jīng)]有按比例畫)，則

3、 (　　) A．α粒子和反沖核的動(dòng)量大小相等，方向相反 B．原來(lái)放射性元素的原子核電荷數(shù)是90 C．反沖核的核電荷數(shù)是88 D．α粒子和反沖核的速度之比為1∶88 解析：粒子之間相互作用的過(guò)程中遵循動(dòng)量守恒定律，由于原來(lái)的原子核是靜止的，初動(dòng)量為零，則末動(dòng)量也為零，即：α粒子和反沖核的動(dòng)量大小相等，方向相反，所以A正確． 由于釋放的α粒子和反沖核，在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)且在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以由牛頓第二定律得： qvB＝m，得R＝. 若原來(lái)放射性元素的核電荷數(shù)為Q，則對(duì)α粒子： R1＝. 對(duì)反沖核：R2＝. 由于p1＝p2，所以有：＝. 解得：Q

4、＝90. 它們的速度大小與質(zhì)量成反比．所以B、C正確，D錯(cuò)誤． 答案：ABC 4．(2020年全國(guó)卷)氦氖激光器能產(chǎn)生三種波長(zhǎng)的激光，其中兩種波長(zhǎng)分別為λ1＝0.6328 μm，λ2＝3.39 μm.已知波長(zhǎng)為λ1的激光是氖原子在能級(jí)間隔為ΔE1＝1.96 eV的兩個(gè)能級(jí)之間躍遷產(chǎn)生的．用ΔE2表示產(chǎn)生波長(zhǎng)為λ2的激光所對(duì)應(yīng)的躍遷的能級(jí)間隔，則ΔE2的近似值為 (　　) A．10.50 eV B．0.98 eV C．0.53 eV D．0.36 eV 解析：由躍遷公式得ΔE1＝，ΔE2＝，聯(lián)立可得ΔE2＝.ΔE1＝0.36 eV，選項(xiàng)D對(duì)． 圖3 答

5、案：D 5．用于火災(zāi)報(bào)警的離子煙霧傳感器如圖3所示，在網(wǎng)罩Ⅰ內(nèi)有電極Ⅱ和Ⅲ，a、b端接電源，Ⅳ是一小塊放射性同位素镅241，它能放射出一種很容易使氣體電離的粒子．平時(shí)，镅放射出的粒子使兩個(gè)電極間的空氣電離，在a、b間形成較強(qiáng)的電流．發(fā)生火災(zāi)時(shí)，煙霧進(jìn)入網(wǎng)罩內(nèi)，煙塵顆粒吸收空氣中的離子和镅發(fā)出的粒子，導(dǎo)致電流發(fā)生變化，電路檢測(cè)到這種變化從而發(fā)生警報(bào)．下列有關(guān)這種報(bào)警器的說(shuō)法正確的是 (　　) A．镅241發(fā)出的是α粒子，有煙霧時(shí)電流增強(qiáng) B．镅241發(fā)出的是α粒子，有煙霧時(shí)電流減弱 C．镅241發(fā)出的是β粒子，有煙霧時(shí)電流增強(qiáng) D．镅241發(fā)出的是β粒子，有煙霧時(shí)電流減弱 解析：三

6、種射線中α射線的電離本領(lǐng)最強(qiáng)，當(dāng)有煙塵時(shí)，由于煙塵吸收空氣中的離子和α粒子，所以電流會(huì)減弱．故B正確． 答案：B 6．(2020年上海卷)光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：對(duì)于某種金屬 (　　) A．無(wú)論光強(qiáng)多強(qiáng)，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng) B．無(wú)論光的頻率多低，只要光照時(shí)間足夠長(zhǎng)就能產(chǎn)生光電效應(yīng) C．超過(guò)極限頻率的入射光強(qiáng)度越弱，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越小 D．超過(guò)極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越大 解析：根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律可知A正確，B、C錯(cuò)誤．根據(jù)光電效應(yīng)方程mv＝hν－W，頻率ν越高，初動(dòng)能就越大，D正確． 答案：AD 7．裂變反應(yīng)是

7、目前核能利用中常見的反應(yīng)．以原子核為燃料的反應(yīng)堆中，當(dāng)俘獲一個(gè)慢中子后發(fā)生的裂變反應(yīng)可以有多種方式，其中一種可表示為： U　＋　n　→　Xe?。r＋3X 235．0432　1.0087　138.9178　93.9154 反應(yīng)方程下方的數(shù)字是中子及有關(guān)原子核的靜止質(zhì)量(以原子質(zhì)量單位 u 為單位，取1 u 的質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量為9.3×102 MeV，此裂變反應(yīng)中 (　　) A．釋放出的能量是30×102 MeV，X是中子 B．釋放出的能量是30 MeV，X是質(zhì)子 C．釋放出的能量是1.8×102 MeV，X是中子 D．釋放出的能量是1.8×102 MeV，X是質(zhì)子 解析：據(jù)核

8、反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可判斷X是中子．Δm＝(235.0432＋1.0087－138.9178－93.9154－3×1.0087) u＝0.1926 u，可見該反應(yīng)釋放能量，釋放的能量ΔE＝0.1926×9.3×102 MeV＝1.8×102 MeV.故C正確． 答案：C 圖4 8．如圖4所示，是利用放射線自動(dòng)控制鋁板厚度的裝置．假如放射源能放射出α、β、γ三種射線，而根據(jù)設(shè)計(jì)，該生產(chǎn)線壓制的是3 mm厚的鋁板，那么這三種射線中的哪種射線對(duì)控制厚度起主要作用？當(dāng)探測(cè)接收器單位時(shí)間內(nèi)接收到的放射性粒子的個(gè)數(shù)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，將會(huì)通過(guò)自動(dòng)裝置將M、N兩個(gè)軋錕間的距離調(diào)大還是調(diào)小 (　

9、　) A．α射線；大 B．β射線；大 C．γ射線；小 D．γ射線；大 解析：α射線不能穿過(guò)3 mm厚的鋁板，γ射線又很容易穿過(guò)3 mm厚的鋁板，基本不受鋁板厚度的影響．而β射線剛好能穿透幾毫米厚的鋁板，因此厚度的微小變化會(huì)使穿過(guò)鋁板的β射線的強(qiáng)度發(fā)生較明顯變化．即β射線對(duì)控制厚度起主要作用．若超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值，說(shuō)明鋁板太薄了，應(yīng)該將兩個(gè)軋輥間的距離調(diào)節(jié)得大些．故B正確． 答案：B 二、實(shí)驗(yàn)題(本題包括2小題，共10分) 9．(2020年福建卷)隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展，大量的科學(xué)發(fā)現(xiàn)促進(jìn)了人們對(duì)原子、原子核的認(rèn)識(shí)，下列有關(guān)原子、原子核的敘述正確的是________．(填選項(xiàng)

10、前的編號(hào)) ①盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明原子核內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu) ②天然放射現(xiàn)象表明原子核內(nèi)部有電子 ③輕核聚變反應(yīng)方程有：H＋H―→He＋n ④氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)和從n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)，前者躍遷輻射出的光子波長(zhǎng)比后者的長(zhǎng) 解析：盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明的是原子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)而不是原子核內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，故①錯(cuò)；天然放射現(xiàn)象說(shuō)明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，而不是內(nèi)部有電子，故②錯(cuò)；氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)放出的光子能量大于從n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)放出的光子能量，故前者波長(zhǎng)小于后者，即④錯(cuò)．由核反應(yīng)規(guī)律可知③正確． 答案：③ 10．(2020年天津海濱新區(qū)重點(diǎn)學(xué)

11、校聯(lián)考)氣墊導(dǎo)軌工作時(shí)能夠通過(guò)噴出的氣體使滑塊懸浮從而基本消除掉摩擦力的影響，因此成為重要的實(shí)驗(yàn)器材，氣墊導(dǎo)軌和光電門、數(shù)字毫秒計(jì)配合使用能完成許多實(shí)驗(yàn)． 現(xiàn)提供以下實(shí)驗(yàn)器材：(名稱、圖象、編號(hào)如圖5所示) 圖5 利用以上實(shí)驗(yàn)器材還可以完成“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，為完成此實(shí)驗(yàn)，某同學(xué)將實(shí)驗(yàn)原理設(shè)定為：m1v0＝(m1＋m2)v ①針對(duì)此原理，我們應(yīng)選擇的器材編號(hào)為：__________； ②在我們所選的器材中：__________器材對(duì)應(yīng)原理中的m1(填寫器材編號(hào))． 解析：①題給原理是動(dòng)量守恒，故應(yīng)選擇器材為ABC. ②由題意知B對(duì)應(yīng)原理中的m1. 答案：①ABC　②

12、B 三、計(jì)算題(本題包括7小題，共58分．解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 11．(2020年山東臨沂)1934年約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊靜止的Al，發(fā)現(xiàn)了放射性磷P和另一種粒子，并因這一偉大發(fā)現(xiàn)而獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)． (1)寫出這個(gè)過(guò)程的核反應(yīng)方程式． (2)若該種粒子以初速度v0與一個(gè)靜止的12C核發(fā)生碰撞，但沒有發(fā)生核反應(yīng)，該粒子碰后的速度大小為v1，運(yùn)動(dòng)方向與原運(yùn)動(dòng)方向相反，求碰撞后12C核的速度． 解析：(1)核反應(yīng)方程式為：He＋Al―→P＋n (2)設(shè)該種粒子的質(zhì)量為m，則12

13、C核的質(zhì)量為12m.由動(dòng)量守恒定律可得：mv0＝m(－v1)＋12mv2 解得：v2＝ 則碰撞后該種粒子運(yùn)動(dòng)方向與原粒子運(yùn)動(dòng)方向相同． 答案：(1)He＋Al―→P＋n (2)　與原粒子運(yùn)動(dòng)方向相同 圖6 12．(2020年寧夏卷)某同學(xué)利用如圖6所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．圖中兩擺擺長(zhǎng)相同，懸掛于同一高度，A、B兩擺球均很小，質(zhì)量之比為1∶2.當(dāng)兩擺均處于自由靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，其側(cè)面剛好接觸．向右上方拉動(dòng)B球使其擺線伸直并與豎直方向成45°角，然后將其由靜止釋放．結(jié)果觀察到兩擺球粘在一起擺動(dòng)，且最大擺角為30°.若本實(shí)驗(yàn)允許的最大誤差為±4%，此實(shí)驗(yàn)是否成功地驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律？

14、 解析：設(shè)擺球A、B的質(zhì)量分別為mA、mB，擺長(zhǎng)為l，B球的初始高度h1，碰撞前B球的速度為vB.在不考慮擺線質(zhì)量的情況下，根據(jù)題意及機(jī)械能守恒定律得h1＝l(1－cos45°)① mBv＝mBgh1② 設(shè)碰撞前、后兩擺球的總動(dòng)量的大小分別為p1、p2，有 p1＝mBvB③ 聯(lián)立①②③式得p1＝mB④ 同理可得p2＝(mB＋mB)⑤ 聯(lián)立④⑤式得＝⑥ 代入已知條件得()2＝1.03⑦ 由此可以推出||≤4%⑧ 所以，此實(shí)驗(yàn)在規(guī)定的范圍內(nèi)驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律． 答案：是 圖7 13．(2020年全國(guó)卷)如圖7所示，一質(zhì)量為M的物塊靜止在桌面邊緣，桌面離水平地面的高度為h

15、.一質(zhì)量為m的子彈以水平速度v0射入物塊后，以水平速度v0/2射出．重力加速度為g.求： (1)此過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能； (2)此后物塊落地點(diǎn)離桌面邊緣的水平距離． 解析：(1)設(shè)子彈穿過(guò)物塊后物塊的速度為v，由動(dòng)量守恒得mv0＝m＋Mv① 解得v＝v0② 系統(tǒng)的機(jī)械能損失為 ΔE＝mv－[m()2＋Mv2]③ 由②③式得ΔE＝(3－)mv.④ (2)設(shè)物塊下落到地面所需時(shí)間為t，落地點(diǎn)距桌面邊緣的水平距離為s，則h＝gt2⑤ s＝vt⑥ 由②⑤⑥式得s＝. 答案：(1)(3－)mv　(2) 14．已知?dú)湓踊鶓B(tài)的電子軌道半徑r1＝0.53×10－10 m，基態(tài)的能級(jí)

16、值為E1＝－13.6 eV. (1)求電子在n＝1的軌道上運(yùn)動(dòng)形成的等效電流． (2)有一群氫原子處于量子數(shù)n＝3的激發(fā)態(tài)，畫出能級(jí)圖，在圖上用箭頭標(biāo)明這些氫原子能發(fā)出哪幾條光譜線． (3)計(jì)算這幾條光譜線中最長(zhǎng)的波長(zhǎng)． 解析：(1)電子繞核運(yùn)動(dòng)具有周期性，設(shè)運(yùn)轉(zhuǎn)周期為T，由牛頓第二定律和庫(kù)侖定律有：k＝m2r1① 又軌道上任一處，每一周期通過(guò)該處的電荷量為e，由電流的定義式得所求等效電流I＝② 聯(lián)立①②式得 I＝ ＝× A ＝1.05×10－3 A 圖8 (2)由于這群氫原子的自發(fā)躍遷輻射，會(huì)得到三條光譜線，如右圖8所示． (3)三條光譜線中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光子能量最

17、小，發(fā)生躍遷的兩個(gè)能級(jí)的能量差最小，根據(jù)氫原子能級(jí)的分布規(guī)律可知，氫原子一定是從n＝3的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí) 設(shè)波長(zhǎng)為λ，由h＝E3－E2，得 λ＝ ＝m ＝6.58×10－7m 答案：(1)1.05×10－3A　(2)如圖8所示　(3)6.58×10－7m 15．2020年，我國(guó)自行設(shè)計(jì)并研制的“人造太陽(yáng)”——托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行獲得重大進(jìn)展，這標(biāo)志著我國(guó)已經(jīng)邁入可控?zé)岷朔磻?yīng)領(lǐng)域先進(jìn)國(guó)家行列．該反應(yīng)所進(jìn)行的聚變過(guò)程是H＋H→He＋n，反應(yīng)原料氘(H)富存于海水中，而氚(H)是放射性元素，自然界中不存在，但可以通過(guò)中子轟擊鋰核(Li)的人工核轉(zhuǎn)變得到．則： (1)請(qǐng)把下列用中子

18、轟擊鋰核(Li)產(chǎn)生一個(gè)氚核(H)和一個(gè)新核的人工核轉(zhuǎn)變方程填寫完整； Li＋________→________＋H. (2)在(1)中，每生產(chǎn)1 g的氚同時(shí)有多少個(gè)Li核實(shí)現(xiàn)了核轉(zhuǎn)變？(阿伏加德羅常數(shù)NA取6.0×1023mol－1) (3)一個(gè)氘核和一個(gè)氚核發(fā)生核聚變時(shí)，平均每個(gè)核子釋放的能量為5.6×10－13 J，求該核聚變過(guò)程中的質(zhì)量虧損． 解析：(1)Li＋n→He＋H (2)因?yàn)? g氚為 mol，根據(jù)核反應(yīng)方程，實(shí)現(xiàn)核轉(zhuǎn)變的Li也為 mol，所以有2.0×1023個(gè)Li實(shí)現(xiàn)了核轉(zhuǎn)變． (3)根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2. 核聚變反應(yīng)中有5個(gè)核子參加了反應(yīng)，所

19、以質(zhì)量虧損為Δm＝3.1×10－29 kg. 答案：(1)n；He　(2)2.0×1023個(gè)　(3)3.1×10－29kg 16．1930年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)釙放出的射線貫穿能力極強(qiáng)，它甚至能穿透幾厘米厚的鉛板，1932年，英國(guó)年輕物理學(xué)家查德威克用這種未知射線分別轟擊氫原子和氮原子，結(jié)果打出一些氫核和氮核，測(cè)量出被打出的氫核和氮核的速度，并由此推算出這種粒子的質(zhì)量．若未知射線均與靜止的氫核和氮核正碰，測(cè)出被打出的氫核最大速度為vH＝3.3×107m/s，被打出的氮核的最大速度vN＝4.5×106m/s，假定正碰時(shí)無(wú)機(jī)械能損失，設(shè)未知射線中粒子質(zhì)量為m，初速為v，質(zhì)子的質(zhì)量為m′. (1)推導(dǎo)被

20、打出的氫核和氮核的速度表達(dá)式； (2)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，推算出未知射線中粒子的質(zhì)量m與質(zhì)子的質(zhì)量m′之比．(已知氮核質(zhì)量為氫核質(zhì)量的14倍，結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 解析：(1)碰撞過(guò)程滿足動(dòng)量守恒且機(jī)械能守恒，與氫核碰撞時(shí)有mv＝mv1＋mHvH，mv2＝mv＋mHv，解之得vH＝v，同理可得vN＝v. (2)由上面可得＝，代入數(shù)據(jù)得＝＝1.05. 答案：(1)vH＝v　vN＝v　(2)＝1.05 圖9 17．(2020山東聊城模擬)(1)原子處于基態(tài)時(shí)最穩(wěn)定，處于較高能級(jí)時(shí)會(huì)自發(fā)地向低能級(jí)躍遷．如圖9所示為氫原子的能級(jí)圖．現(xiàn)讓一束單色光照射到大量處于基態(tài)(量子數(shù)n＝1)的氫原子上

21、，被激發(fā)的氫原子能自發(fā)地發(fā)出3種不同頻率的色光，則照射氫原子的單色光的光子能量為多少eV？用這種光照射逸出功為4.54 eV的金屬表面時(shí)，逸出的光電子的最大初動(dòng)能是多少eV? (2)靜止的Li核俘獲一個(gè)速度v1＝7.7×104 m/s的中子而發(fā)生核反應(yīng)，生成兩個(gè)新核．已知生成物中He的速度v2＝2.0×104 m/s，其方向與反應(yīng)前中子速度方向相同． ①寫出上述反應(yīng)方程． ②求另一生成物的速度． 解析：(1)由C＝3可知n＝3，故照射光的光子能量為E3－E1＝12.09 eV 由EK＝hν－W知EK＝(12.09－4.54) eV＝7.55 eV. (2)①核反應(yīng)方程式為L(zhǎng)i＋n→H＋He. ②設(shè)中子、氦核、新核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3， 它們的速度分別為v1、v2、v3， 根據(jù)動(dòng)量守恒有：m1v1＝m2v2＋m3v3 v3＝＝－1×103 m/s 負(fù)號(hào)說(shuō)明新核運(yùn)動(dòng)方向與氦核相反． 答案：(1)12.09　7.55　(2)①Li＋n→H＋He ②1×103 m/s　運(yùn)動(dòng)方向與氦核相反