高考物理 5年高考真题精选与最新模拟 专题15 原子结构与原子核

【备战2013】高考物理5年高考真题精选与最新模拟专题15原子结构与原子核【2012高考真题精选】（2012•重庆）以下是物理学史上3个著名的核反应方程：x＋37Li―→2y，y＋714N―→x＋817O，y＋49Be―→z＋612C.x、y和z是3种不同的粒子，其中z是()A．α粒子B．质子C．中子D．电子（2011·上海）1．在光电效应实验中，用单色光照时某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的（）（A）频率（B）强度（C）照射时间（D）光子数目（2011·上海）2．下图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则（）（A）甲为紫光的干涉图样（B）乙为紫光的干涉图样（C）丙为红光的干涉图样（D）丁为红光的干涉图样（2011·上海）3．与原子核内部变化有关的现象是（）（A）电离现象（B）光电效应现象（C）天然放射现象（D）α粒子散射现象【考点定位】原子物理（2011·上海）4．根据爱因斯坦的“光子说”可知（）（A）“光子说”本质就是牛顿的“微粒说”（B）光的波长越大，光子的能量越小（C）一束单色光的能量可以连续变化（D）只有光子数很多时，光才具有粒子性（2011·上海）9．某种元素具有多种同位素，反映这些同位素的质量数A与中子数N关系的是图（）（2011·上海）5．在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度，其检测装置由放射源、探测器等构成，如图所示。该装置中探测器接收到的是（）（A）x射线（B）α射线（C）射线（D）γ射线（2012·广东）18.能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一，下列释放核能的反应方程，表述正确的有()A.32411120HHHen是核聚变反应B.32411120HHHen是β衰变C.2351140941920543802UnXeSrn是核裂变反应D．2351140941920543802UnXeSrn是α衰变（2012·山东）38．（8分）【物理—物理3-5】（1）氢原子第n能级的能量为12nEEn，其中1E为基态能量。当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为1；若氢原子由第2能级跃迁到基态，发出光子的频率为2，则12。（2）光滑水平轨道上有三个木块A、B、C，质量分别为3Amm、BCmmm，开始时B、C均静止，A以初速度向右运动，A与B相撞后分开，B又与C发生碰撞并粘在一起，此后A与B间的距离保持不变。求B与C碰撞前B的速度大小。【解析】（1）14根据跃迁公式nmEEh即可解得。19.模块3-5试题（12分）（1）（2012·海南）产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能Ek，下列说法正确的是A．对于同种金属，Ek与照射光的强度无关B．对于同种金属，Ek与照射光的波长成反比C．对于同种金属，Ek与光照射的时间成正比D．对于同种金属，Ek与照射光的频率成线性关系E．对于不同种金属，若照射光频率不变，Ek与金属的逸出功成线性关系（2）（2012·海南）一静止的23892U核经α衰变成为23490Th核，释放出的总动能为4.27MeV。问此衰变后23490Th核的动能为多少MeV(保留1位有效数字)？【答案】0.07MeV（2012·福建）29、[物理-选修3-5]（本题共有两小题，每小题6分，共12分。每小题只有一个选项符合题意）（1）关于近代物理，下列说法正确的是________。（填选项前的字母）A．射线是高速运动的氦原子B.核聚变反应方程表示质子C.从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D.玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氦原子光谱的特征（2）如图，质量为M的小船在静止水面上以速率V0向右匀速行驶，一质量为m的救生员站在船尾，相对小船静止。若救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为______。（填选项前的字母）【2011高考真题精选】（2011·天津）1．下列说法正确的是A．采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C．从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力D．原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量【考点定位】本题考查半衰期，玻尔氢原子模型、能级跃迁，红外线、紫外线的性质及应用，质量亏损。（2011·四川）17．如图为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子A．从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出电磁波的波长长B．从n=5能级跃迁到n=1能级比从n=5能级跃迁到n=4能级辐射出电磁波的速度大C．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的D．从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量【考点定位】本题考查玻尔氢原子模型，能级跃迁，电子云，波长、频率、波速的关系。（2011·北京）20.“约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成。若在结两端加恒定电压U，则它会辐射频率为v的电磁波，且与U成正比，即v=kU。已知比例系数k仅与元电荷e的2倍和普朗克常量h有关。你可能不了解此现象为机理，但仍可运用物理学中常用的方法，在下列选项中，推理判断比例系数k的值可能为A．B．C．2ehD．（2011·北京）13.一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，该氢原子A．放出光子，能量增加B．放出光子，能量减少C．吸收光子，能量增加D．吸收光子，能量增加（2012·江苏）C.[选修3-5](12分)(1)如图所示是某原子的能级图,a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光.在下列该原子光谱的各选项中,谱线从左向右的波长依次增大,则正确的是_______(2)一个中子与某原子核发生核反应,生成一个氘核,其核反应方程式为_____________.该反应放出的能量为Q,则氘核的比结合能为_____________.(3)A、B两种光子的能量之比为2:1,它们都能使某种金属发生光电效应,且所产生的光电子最大初动能分别为EA、EB.求A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出功.（2011·上海）21．Co6027发生一次β衰变后变为Ni核，其衰变方程为_______________；在该衰变过程中还发出频率为ν1、ν2的两个光子，其总能量为_____________________。（2011全国卷1）.已知氢原子的基态能量为E，激发态能量21/nEEn，其中n=2,3…。用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速。能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为A.143hcEB.12hcEC.14hcED.19hcE解析：原子从n=2跃迁到+所以124EhcEE故：14hcE选C（2011海南）.模块3-5试题（12分）（1）（4分）2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站的核泄漏事故。在泄露的污染物中含有131I和137Cs两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射。在下列四个式子中，有两个能分别反映131I和137Cs衰变过程，它们分别是_______和__________（填入正确选项前的字母）。131I和137Cs原子核中的中子数分别是________和_______.A.X1→1371560BanB.X2→1310541XeeC.X3→13756Ba01eD.X4→13154Xe11p解析：由质量数和核电荷数守恒可以得出正确选项BC7882（2）（8分）一质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上，其截面如图所示。图中ab为粗糙的水平面，长度为L；bc为一光滑斜面，斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接。现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动，在斜面上上升的最大高度为h，返回后在到达a点前与物体P相对静止。重力加速度为g。求（i）木块在ab段受到的摩擦力f；（ii）木块最后距a点的距离s。解析：（i）设木块和物体P共同速度为v,两物体从开始到第一次到达共同速度过程由动量和能量守恒得：0(2)mvmmv①22011(2)22mvmmvmghfL②由①②得：20(3)3mvghfL③（ii）木块返回与物体P第二次达到共同速度与第一次相同（动量守恒）全过程能量守恒得：22011(2)(2)22mvmmvfLs④由②③④得：202063vghsLvgh35（2011全国理综）.【物理——选修3-5】（1）在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为0，该金属的逸出功为______。若用波长为（0）单色光做实验，则其截止电压为______。已知电子的电荷量，真空中的光速和布朗克常量分别为e，c和h（2）如图，ABC三个木块的质量均为m。置于光滑的水平面上，BC之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触可不固连，将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把BC紧连，使弹簧不能伸展，以至于BC可视为一个整体，现A以初速0沿BC的连线方向朝B运动，与B相碰并粘合在一起，以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C与A，B分离，已知C离开弹簧后的速度恰为0，求弹簧释放的势能。解析：（1）由极限逸hw和c得0chw逸由爱因斯坦质能方程逸wchEk和UeEk得00ehcU截止（2）设碰后A、B和C的共同速度的大小为v，由动量守恒得03mvmv①设C离开弹簧时，A、B的速度大小为1v，由动量守恒得0123mvmvmv②设弹簧的弹性势能为pE，从细线断开到C与弹簧分开的过程中机械能守恒，有2021221)2(21)3(21mvvmEvmp③由①②③式得弹簧所释放的势能为2031mvEp④1（2011天津）．下列能揭示原子具有核式结构的实验是A．光电效应实验B．伦琴射线的发现C．α粒子散射实验D．氢原子光谱的发现18（201广东）.光电效应实验中，下列表述正确的是A.光照时间越长光电流越大B.入射光足够强就可以有光电流C.遏止电压与入射光的频率有关D.入射光频率大于极限频率才能产生光电子解析：光电流的大小只与到达阳极的光电子个数有关，A错。由hv=W+Ek和Uq=Ek知，CD正确。答案：CD【2010高考真题精选】1．2010·重庆·1９氢原子分能级示意图如题19所示，不同色光的光子能量如下表所示。色光赤橙黄绿蓝—靛紫光子能量范围（eV）1.61~2.002.00~2.072.07~2.142.14~2.532.53~2.762.76~3.10处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为1.红、蓝靛2.黄、绿3.红、紫4.蓝靛、紫2.2010·全国卷Ⅰ·14原子核23892U经放射性衰变①变为原子核23490Th，继而经放射性衰变②变为原子核23491Pa，再经放射性衰变③变为原子核23492U。放射性衰变①、②和③依次为A．α衰变、β衰变和β衰变B．β衰变、β衰变和α衰变C．β衰变、α衰变和β衰变D．α衰变、β衰变和α衰变【答案】A【解析】ThU2349023892①,质量数少4,电荷数少2,说明①为α衰变.PaTh2349123490②,质子数加1,说明②为β衰变,中子转化成质子.UPa2349223491③,质子数加1,说明③为β衰变,中子转化成质子.【考点定位】主要考查根据原子核的衰变反应方程，应用质量数与电荷数的守恒分析解决。2010·全国卷Ⅱ·14原子核AZX与氘核21H反应生成一个α粒子和一个质子。由此可知A．A=2，Z=1B.A=2，Z=2C.A=3，Z=3D.A=3，Z=22010·北京·15太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少。太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近A.1036kgB.1018kgC.1013kgD.109kg【答案】D【解析】根据爱因斯坦的质能方程，916262104.4109104cEmkg，D正确2010·上海物理·1卢瑟福提出了原子的