1、单元过关检测(十四)原子结构原子核一、选择题(本题共13小题，在每小题给出的四个选项中，第19题只有一项符合题目要求，第1013题有多项符合题目要求)1(2019广东东莞质检)物理学是一门以实验为基础的科学，以下说法正确的是()A光电效应实验表明光具有波动性B电子的发现说明电子是构成物质的最小微粒C居里夫人首先发现了天然放射现象D粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础D光电效应实验表明光具有粒子性，故A错误电子的发现说明原子内部有着复杂的结构，原子是可以再分的，不能说明电子是构成物质的最小微粒，故B错误贝可勒尔首先发现了天然放射现象，故C错误粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础，故D正确
2、2下列核反应方程中，属于衰变的是()ANHeOHBUThHeCHHHenDThPaeBA项属于原子核的人工转变，B项属于衰变，C项属于聚变反应，D项属于衰变3下列说法正确的是()A重核裂变和轻核聚变过程质量守恒B比结合能大的原子核分解成比结合能小的原子核时吸收能量C氡的半衰期为3.8天，若有4个氡原子核，则经过3.8天后就一定只剩下2个氡原子核D衰变中产生的射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的B重核裂变和轻核聚变过程都有质量亏损，都向外界放出核能，故A错误；比结合能大的原子核分解成比结合能小的原子核时，核子的总结合能减小，一定要吸收能量才能完成，故B正确；半衰期是大量放射性元素原
3、子核衰变的统计规律，对少数原子核没有意义，故C错误；衰变中产生的射线实际上是原子核中的一个中子转变成一个质子时形成的，故D错误4(2019江西鹰潭联考)一群处于量子数为n3的激发态的氢原子跃迁到量子数n2的激发态时，向外辐射频率为0的光子，该光子恰好能使某种金属发生光电效应下列说法正确的是()A这群氢原子可以向外辐射2种不同频率的光子B当照射光的频率大于0时，若增大，则此金属的逸出功增大C当照射光的频率大于0时，若光强增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍D当用频率为20的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为h0D一群处于量子数为n3的激发态的氢原子向外辐射的光子频率种数为C3，
4、故A错误；金属外层电子克服原子核的束缚，从材料表面逸出所需的最小能量，称为金属的逸出功由金属本身决定，与入射光的频率无关，故B错误；光电子的最大初动能EkmhW，与光强无关，故C错误；频率为0的光子，恰好能使某种金属发生光电效应，则h0W，用频率为20的单色光照射该金属，所产生的光电子的最大初动能Ekm2h0Wh0，故D正确5(2018广东佛山二模)下列四幅图的有关说法中正确的是()A图甲中的粒子散射实验说明了原子核是由质子与中子组成B图乙中若改用绿光照射，验电器金属箔一定不会张开C图丙一群氢原子处于n4的激发态，最多能辐射6种不同频率的光子D图丁原子核C、B结合成A时会有质量亏损，要释放能量
5、C粒子散射实验说明了原子具有核式结构，故A项错误紫外线照射金属板时能产生光电效应，换用绿光照射金属板可能会产生光电效应，验电器金属箔可能会张开，故B项错误一群氢原子处于n4的激发态，最多能辐射不同频率的光子种数为C6，故C项正确原子核C、B结合成A时，核子平均质量增大，质量增大，要吸收能量，故D项错误6(2019河北衡水模拟)一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个光子已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c.下列说法正确的是()A核反应方程是HnHB聚变反应中的质量亏损mm3m2m1C辐射出的光子的能量E(m3m1m2)cD光子的波长D根据
6、电荷数守恒、质量数守恒知，该核反应方程为：HnH，故A项错误；聚变反应中的质量亏损mm1m2m3，根据爱因斯坦质能方程知，辐射的光子能量Emc2(m1m2m3)c2，故B、C项错误；根据Eh得，波长，故D项正确7在匀强磁场里有一个原来静止的放射性碳14，它所放射的粒子与反冲核的轨迹是两个相切的圆，圆的半径之比为51，如图所示那么碳的衰变方程是()ACHeBeBCeBCCeNDCHBD由于两个轨迹为外切圆，放出的粒子和反冲核的速度方向相反，由左手定则可知，它们必均为正电荷；而衰变过程中两者动量大小相等，方向相反，由于qBv，则R，因半径之比为51，所以它们的电荷量之比为15，由此可知选项D正确8
7、(2019山东青岛二中模拟)用如图甲所示的装置研究光电效应现象闭合开关S，用频率为的光照射光电管时发生了光电效应图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系图象，图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，b)，下列说法中正确的是()A普朗克常量为hB断开开关S后，电流表的示数不为零C仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大D保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表的示数保持不变B根据EkmhW0得，纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功，等于b，当最大初动能为零时，入射光的频率等于截止频率，所以金属的截止频率为0a，普朗克常量为h，故A错误开关S断开后
8、，因光电子有初动能，因此电流表G的示数不为零，故B正确根据光电效应方程可知，最大初动能与入射光频率有关，与光的强度无关，故C错误若保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，则光子数目减少，电流表的示数减小，故D错误9(2019领航高考冲刺卷)如图所示为氢原子的能级图，已知某金属的逸出功为6.44eV，则下列说法正确的是()A处于基态的氢原子可以吸收能量为12.1eV的光子而被激发B用能量为12.5eV的电子轰击处于基态的氢原子，一定不能使氢原子发生能级跃迁C用n4能级跃迁到n1能级辐射的光子照射金属，从金属表面逸出的光电子最大初动能为6.31eVD一群处于n4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生4
9、种谱线C(13.6eV)(12.1eV)1.50eV不等于任何能级差，则处于基态的氢原子吸收能量为12.1eV的光子不能被激发，选项A错误；12.5eV大于1、2和1、3之间的能级差，则用能量为12.5eV的电子轰击处于基态的氢原子，能使氢原子发生能级跃迁，选项B错误；从n4能级跃迁到n1能级辐射的光子能量为(0.85eV)(13.6eV)12.75eV，则用它照射金属，从金属表面逸出的光电子最大初动能为12.75eV6.44eV6.31eV，选项C正确；一群处于n4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生C6种谱线，选项D错误10关于原子核的结合能，下列说法正确的是()A原子核的结合能等于使其完
10、全分解成自由核子所需的最小能量B一重原子核衰变成粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C铯原子核(Cs)的结合能小于铅原子核(Pb)的结合能D比结合能越大，原子核越不稳定ABC根据结合能的定义，A正确；由比结合能曲线可知，轻原子核和重原子核的比结合能较小，中等质量的原子核比结合能较大，故B、C正确；比结合能越大原子核越稳定，D错误11下列说法正确的是()A、三种射线中，射线的穿透能力最强B放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性C卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为HeNOHD质子、中子、粒子的质量分别为m1、m2、m3，那么质子和中子结合成一个粒子，所释放的核能为
11、E(m1m2m3)c2BC、和三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故A错误放射性元素的放射性与核外电子无关，故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性，故B正确卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为HeNOH，故C正确两个质子和两个中子结合成一个粒子，质量亏损m2m12m2m3，由质能方程可知，释放的能量Emc2(2m12m2m3)c2，故D错误12(2019湖北七市州联考)如图所示是氢原子的能级图，大量处于n5激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出10种不同频率的光子其中莱曼系是指氢原子由高能级向n1能级跃迁时释放的光子，则()A10种光子中波长最短的是从n5能级跃迁到n1
12、能级时产生的B10种光子中有4种属于莱曼系C使n5能级的氢原子电离至少要0.85 eV的能量D从n2能级跃迁到基态释放光子的能量等于从n3能级跃迁到n2能级释放光子的能量AB10种光子中波长最短的就是频率(能量)最大的，是从n5能级跃迁到n1能级辐射出的光子，A正确；10种光子中，从激发态跃迁到n1能级辐射出的光子有四种，分别为从n5、4、3、2能级跃迁到n1能级辐射出的光子，它们都属于莱曼系，B正确；使n5能级的氢原子电离至少要0.54 eV的能量，C错误；从n2能级跃迁到基态释放光子的能量为10.20 eV，而从n3能级跃迁到n2能级释放光子的能量为1.89 eV，D错误13(2019湖北
13、八校联考)如图甲所示，在光电效应实验中，某同学用相同频率的单色光，分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管，结果都能发生光电效应图乙为其中一个光电管的遏止电压Uc随入射光频率变化的函数关系图象对于这两个光电管，下列判断正确的是()A因为材料不同逸出功不同，所以遏止电压Uc不同B光电子的最大初动能不同C因为光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，饱和光电流也可能相同D两个光电管的Uc图象的斜率可能不同ABC根据光电效应方程EkhW0和UceEk得，频率相同，逸出功不同，则遏止电压也不同，A正确；根据光电效应方程EkhW0得，频率相同，逸出功不同，则光电子的最大初动能也不同，B正确；虽然
14、光的频率相同，但光的强度不确定所以单位时间内逸出的光电子数可能相同，饱和光电流也可能相同，C正确；由Uc知图线的斜率为，即只与h和e有关，斜率为常数，一定相同，D错误二、非选择题14一个静止的氮核(N)俘获了一个速度为2.3107 m/s的中子生成一个复核A，A又衰变成B、C两个新核，设B、C的速度方向与中子方向相同，B的质量是中子的11倍，速度是106 m/s，B、C在同一磁场中做圆周运动的半径之比RBRC1130.求：(1)C核的速度大小；(2)根据计算判断C核是什么？(3)写出核反应方程解析氮核吸收了一个中子变成复核不稳定，发生衰变，整个过程中，中子、氮核以及两个新核组成一个系统过程前后都不受外界的干扰，所以整个系统在俘获与衰变过程中动量均守恒，利用这一点，可求出C核的速度，然后根据粒子在磁场中的运动情况就可以判断出新核的种类，写出核反应方程氮核俘获中子到衰变成B、C两个新核的过程中动量守恒mnvnmBvBmCvC根据衰变规律，可知C核的质量数为141114解得vC3106 m/s再由带电粒子在洛伦兹力的作用下做圆周运动的知识R可得qBqC7e将式联立，qC2e，而C核的质量数为4，则C核是氦原子核，核反应方程式是NnBHe.答案(1)3106 m/s(2)氦原子核(3)NnBHe