2015年高考真题分类汇编15专题15波粒二象性原子结构和原子核(选修3-5)

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1.【2015·上海·10】用很弱的光做单缝衍射实验,改变曝光时间,在胶片上出现的图像如图所示,该实验表明A.光的本质是波B.光的本质是粒子C.光的能量在胶片上分布不均匀D.光到达胶片上不同位置的概率相同2.【2015·天津·1】物理学重视逻辑,崇尚理性,其理论总是建立在对事实观察的基础上,下列说法正确的是A.天然放射现象说明原子核内部是有结构的B.电子的发现使人认识到原子具有核式结构C.粒子散射实验的重要发现是电荷时量子化的D.密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的3.【2015·江苏·12C(1)】波粒二象性时微观世界的基本特征,以下说法正确的有_______。A.光电效应现象揭示了光的粒子性B.热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C.黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D.动能相等的质子和电子,它们的德布罗意波也相等4.【2015·北京·14】下列核反应方程中,属于衰变的是()A.1441717281NHeOHB.238234492902UThHeC.23411120HHHenD.234234090911ThPae5.【2015·广东·18】科学家使用核反应获取氚,再利用氘和氚核反应获得能量,核反应方程分别为:X+Y→He42+H31+4.9MeV和H21+H31→He42+X+17.6MeV,下列表述正确的有A.X是中子B.Y的质子数是3,中子数是6C.两个核反应都没有质量亏损D.氘和氚的核反应是核聚变反应6.【2015·上海·1】X射线A.不是电磁波B.具有反射和折射的特性C.只能在介质中传播D.不能发生干涉和衍射7.【2015·上海·5】铀核可以发生衰变和裂变,铀核的A.衰变和裂变都能自发发生B.衰变和裂变都不能自发发生C.衰变能自发发生而裂变不能自发发生D.衰变不能自发发生而裂变能自发发生8.【2015·上海·6】23290Th经过一系列衰变和衰变后变成20882Pb,则20882Pb比23290Th少A.16个中子,8个质子B.8个中子,16个质子C.24个中子,8个质子D.8个中子,24个质子9.【2015·上海·7】在粒子散射实验中,电子对粒子运动的影响可以忽略,这是因为与粒子相比,电子A.电量太小B.速度太小C.体积太小D.质量太小10.【2015·上海·11】某光源发出的光由不同波长的光组成,不同波长的光的强度如图所示,表中给出了一些材料的极限波长,用该光源发出的光照射表中材料A.仅钠能产生光电子B.仅钠、铜能产生光电子C.仅铜、铂能产生光电子D.都能产生光电子11.【2015·福建·30(1)】下列有关原子结构和原子核的认识,其中正确的是。A.射线是高速运动的电子流B.氢原子辐射光子后,其绕核运动的电子动能增大C.太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D.Bi21083的半衰期是5天,100克Bi21083经过10天后还剩下50克12.【2015·山东·39(1)】14C发生放射性衰变为14N,半衰期约为5700年。已知植物存活其间,其体内14C与12C的比例不变;生命活动结束后,14C的比例持续减少。现通过测量得知,某古木样品中14C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_____。(双选,填正确答案标号)A.该古木的年代距今约为5700年B.12C、13C、14C具有相同的中子数C.14C衰变为14N的过程中放出β射线D.增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变13.【2015·全国新课标Ⅱ·35(1)】实物粒子和光都具有波粒二象性,下列事实中突出体现波动性的是。(填正确答案标号,选对1个给2分,选对2个得4分,选对3个得5分,每选错1个扣3分,最低得分0分)A.电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样B.β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C.人们利慢中子衍射来研究晶体的结构D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构E.光电效应实验中,光电子的最大初动能与入射光的频率有关,与入射光的强度无关14.【2015·江苏·12C(2)】核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电,U23592是常用的核燃料。U23592受一个中子轰击后裂变成Ba14456和Kr8936两部分,并产生_____个中子。要使链式反应发生,裂变物质的体积要_________(选填“大于”或者“小于”)它的临界体积。15.【2015·海南·17(1)】氢原子基态的能量为113.6EeV。大量氢原子处于某一激发态。由这些氢原子可能发出的所有光子中,频率最大的光子能量为0.961E,频率最小的光子的能量为eV(保留2位有效数字),这些光子可具有种不同的频率。16.【2015·全国新课标Ⅰ·35(1)】在某次光电效应实验中,得到的遏制电压0u与入射光的频率的关系如图所示,若该直线的斜率和截距分别为k和b,电子电荷量的绝对值为e,则普朗克常量可表示为,所用材料的逸出功可表示为。参考答案1.C【解析】用很弱的光做单缝衍射实验,改变曝光时间在胶片出现的图样,说明光有波粒二象性,故A、B错误;说明光到达胶片上的不同位置的概率是不一样的,也就说明了光的能量在胶片上分而不均匀,故C正确,D错误。【学科网考点定位】波粒二象性【名师点睛】本题考查光的波粒二象性,意在考查考生对教材内容的掌握情况。只要能简要运用教材相关知识点分析一些现象就行,属于容易题。2.A【解析】卢瑟福的粒子散射实使人们认识到原子的核式结构,电子的发现使人们认识到原子并不是自然界中的最小粒子,是有结构的,所以选项BC错误;天然放射性现象使人们认识到原子核是由更小的核子组成,选项A正确;密立根油滴实验测定了元电荷的大小,D错误。考点:近代物理学史【名师点睛】物理学史和物理科学研究方法是高考试卷的必考内容,熟记物理学的重要发现以及相应的科学家,还有就是在重要规律、定律发现过程中物理学家们所用到的科学研究方法是正确解答这类试题的关键,在识记上可以采用分板块如力、电磁、原子物理等方式进行强化记忆。同时,了解定律、规律发现时的历史背景也有助于记忆。3.AB【解析】光电效应说明光的粒子性,所以A正确;热中子在晶体上产生衍射图样,即运动的实物粒子具有波的特性,即说明中子具有波动性,所以B正确;黑体辐射的实验规律说明电磁辐射具有量子化,即黑体辐射是不连续的、一份一份的,所以黑体辐射用光的粒子性解释,即C错误;根据的德布罗意波长公式ph,kmEp22,又质子的质量大于电子的质量,所以动能相等的质子和电子,质子的德布罗意波较短,所以D错误。【学科网考点】光的效应、黑体辐射、物质波【方法技巧】本题主要是识记,光电效应黑体辐射以及物质波等,理解光的波粒二象性。4.B【解析】A选项是人工核转变,用人工方法42He核轰击147N产生质子;选项A错误。B、衰变是原子核自发放射粒子的核反应,选项B正确;C、两个轻核结合成中核的反应为轻核聚变反应,选项C错误;D为衰变。故选B。【考点定位】四类核反应方程的特点。【规律总结】衰变规律:4422AAZZXYHe,011AAZZXYe;人工核转变(三大发现):1441717281NHeOH,941214260BeHeCn,274301132150AlHePn;轻核聚变:23411120HHHen;重核裂变:2351141921920563603UnBaKrn。5.AD【解析】由H21+H31→He42+X+17.6MeV,根据反应前后质量数、电荷数守恒可知,X的质量数为1,电荷数为0,因此X是中子,故选项A正确;再由X+Y→He42+H31+4.9MeV,根据反应前后质量数、电荷数守恒可知,Y的质量数为6,电荷数为3,即其质子数为3,中子数也为3,故选项B错误;由于两个反应中都释放了能量,因此根据爱因斯坦质能方程可知,两个反应中都存在质量亏损,故选项C错误;根据核聚变反应的定义可知,氘和氚反应生成了一个核He42,故选项D正确。【考点定位】对爱因斯坦质能方程、核聚变反应概念的理解,及核反应方程中质量数、电荷数守恒的应用。6.B【解析】X射线是波长极短的电磁波,故A错误;X射线是波长极短的电磁波,电磁波具有反射与折射的特性,B正确;X射线可以在真空中传播,故C错误;X射线是波长极短的电磁波,能发生干涉和衍射作用,故D错误。【学科网考点定位】电磁波谱【名师点睛】本题考查电磁波谱中X射线的相关知识,比较容易,意在考查考生对物理基础知识的掌握情况。电磁波谱中有无线电波、红外线、可见波、紫外线、X射线等,它们都和可见光一样属于电磁波,具有波的特性,即具有反射、折射、干涉和衍射等特性,电磁波的传播不需要介质,即能在真空中传播,这一点不同于机械波。7.C【解析】铀是天然放射性元素,所以铀核的衰变是能自发发生,而铀核的裂变是人工实现的,是用中子轰击铀核实现的,所以铀核的裂变,不能自发发生,故A、B、D错误,C正确。【学科网考点定位】衰变;裂变【名师点睛】本题考查衰变和裂变的区别,意在考查考生对教材内容的掌握情况,特别是重要物理概念或现象的区别与联系。求解本题,知道衰变和裂变的区别,前者是天然的,是自发发生的,后者本质上还是一种人工实现的,不能自发发生;衰变和裂变是两种不同的核反应过程。8.A【解析】Pb20882比Pb23290质子数少(90-82)=8个,核子数少(232-208)=24个,所以中子数少(24-8)=16个,故A正确;B、C、D错误。【学科网考点定位】核反应方程【名师点睛】本题考查衰变过程遵循的规律和原子核的结构及书写方式,意在考查考生的识记能力和简单的分析推理能力。求解本题的关键在于,知道在核反应方程过程中,电荷数和质量数守恒,知道质子和中子统称核子。9.D【解析】在α粒子散射实验中,由于电子的质量太小,电子的质量只有α粒子的73001,它对α粒子速度的大小和方向的影响就像灰尘对枪弹的影响,完全可以忽略。故D正确,A、B、C错误。【学科网考点定位】α粒子散射实验【名师点睛】本题考查α粒子散射实验,涉及电子的特征,意在考查考生的识记能力。卢瑟福α粒子散射实验,说明原子是核式结构的。10.D【解析】根据爱因斯坦光电效应方程可知,只有光源的波长小于某金属的极限波长,就有光电子逸出,该光源发出的光的波长有小于100nm,小于钠、铜、铂三个的极限波长,都能产生光电子,故D正确,A、B、C错误。【学科网考点定位】光电效应【名师点睛】本题考查爱因斯坦光电效应方程,重点是考查发生光电效应的条件:光的频率大于截止频率,光的波长小于极限波长。根据爱因斯坦光电效应方程,还可以计算逸出功,光电子逸出时的最大动能,甚至还可以结合图象进行一些分析判断和简单计算。11.B【解析】试题分析:射线是光子流,所以A错误;氢原子辐射光子后,从高轨道跃迁到低轨道,其绕核运动的电子速度增大,动能增大,故B正确;太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的轻核聚变,所以C错误;半衰期是大量的统计规律,少数原子核不适应,所以D错误。【学科网考点】原子结构和原子核【方法技巧】本题主要考察原子结构与原子核,掌握三种射线的本质,理解跃迁理论、半衰期等概念12.AC【解析】因古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一,则可知经过的时间为一个半衰期,即该古木的年代距今约为5700年,选项a正确;12C、13C、14C具有相同的质子数,由于质量数不同,故中子数不同,选项b错误;根据核反应方程可知,14C衰变为14N的过程中放出电子,即发出β射线,选项c正确;外界环境不影响放射性元素的半衰期,选项d错误;故选ac.【学科网考点定位】半衰期;核反应方程.【规律总结】掌握半衰期的概念及影响半衰期的因素,记住同位素的特点及β衰变的本质.13.ACD【解析】电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样,可以说明电子是一种波,故A正确;β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹,可以说明β射线是一种粒子,故B错误;人们利慢中子衍射来研究晶体的结构,中子衍射说明中子是一种波,故C正确;人们利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