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2022步步高中物理一轮word题库第十二章 波粒二象性 原子结构和原子核·章末质量检测（十二）.doc
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章末质量检测(十二)
(时间：40分钟)
选择题(本题共14小题。1～8题为单项选择题，9～14题为多项选择题)
1.(2017·上海单科)在同位素氢、氘、氚的核内具有相同的(　　)
A.核子数 B.电子数 C.中子数 D.质子数
解析　本题考查对同位素的认识。同位素是指在原子核中的质子数相同而中子数不同的元素，故氢、氘、氚的核内具有相同的质子数，选项D正确。
答案　D
2.入射光照到某金属表面发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则(　　)
A.从光照射到金属表面上到金属发射出光电子之间的时间间隔将明显增加
B.逸出的光电子的最大初动能减小
C.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少
D.有可能不发生光电效应
解析　光电效应瞬时(10－9 s)发生，与光的强度无关，A错误；能否发生光电效应只决定于入射光的频率是否大于极限频率，与光的强度无关，D错误；光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，入射光的频率越大，最大初动能越大，B错误，光电效应现象中，单位时间发出的光电子数目多少与入射光的强度有关，可理解为一个光子能打出一个光电子，光的强度减弱，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目减少，C正确。
答案　C
3.(2017·上海单科)光子的能量与其(　　)
A.频率成正比 B.波长成正比
C.速度成正比 D.速度平方成正比
解析　由E＝hν、c＝λν得E＝hν＝hcλ，可见光子的能量与其频率成正比、与其波长成反比，选项A正确，B错误；由于任意能量的光子在真空中传播的速度都是相同的，故选项C、D错误。
答案　A
4.(2019·名师原创预测)2018年8月23日，国家重大科技基础设施中国散裂中子源项目通过国家验收，投入正式运行，并将对国内外各领域的用户开放。有关中子的研究，下列说法正确的是(　　)
A.卢瑟福发现中子的核反应方程为94Be＋42He→12 6C＋10n
B.中子和其他微观粒子一样，都具有波粒二象性
C.核反应方程210 84Po→ y82X＋42He中的y＝206，X中中子个数为128
D.235 92U在中子轰击下生成9438Sr和140 54Xe的过程中，原子核中核子的平均质量变大
解析　卢瑟福通过分析α粒子散射实验的结果，提出了原子的核式结构模型，查德威克通过α粒子轰击铍核获得碳核的实验发现了中子，A错误；所有粒子都具有波粒二象性，B正确；y＝210－4＝206，X中中子数为206－82＝124，C错误；裂变反应释放能量，根据质能方程可知，核反应过程中存在质量亏损，原子核中核子的平均质量变小，D错误。
答案　B
5.如图1所示为氢原子的能级结构示意图，一群氢原子处于n＝3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，用这些光子照射逸出功为2.49 eV的金属钠。下列说法中正确的是 (　　)

图1
A.这群氢原子能辐射出三种不同频率的光，其中从n＝3能级跃迁到n＝2能级所发出的光波长最短
B.这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减小，电势能增大
C.能发生光电效应的光有三种
D.金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是9.60 eV
解析　这群氢原子向低能级跃迁有三种可能，从n＝3到n＝2放出光子波长最长，A错误；氢原子辐射光子的过程中，能量减小，轨道半径减小，根据ke2r2＝mv2r知，电子动能增大，B错误；能使钠发生光电效应只有两种，能量为12.09 eV和10.20 eV，C错误；最大初动能Ek＝12.09 eV－2.49 eV＝9.60 eV，D正确。
答案　D
6.根据所给图片结合课本相关知识，下列说法正确的是(　　)


图2
A.图2甲是电子束穿过铝箔后的衍射图样，证明电子具有粒子性
B.图乙是利用不同气体制成的五颜六色的霓虹灯，原因是各种气体原子的能级不同，跃迁时发射光子的能量不同，光子的频率不同
C.图丙是工业上使用的用射线检测金属板厚度的装置，在α、β、γ三种射线中，最有可能使用的射线是β射线
D.图丁是原子核的比结合能与质量数A的关系图象，由图可知中等大小的核的比结合能最大，即(核反应中)平均每个核子的质量亏损最小
解析　题图甲是电子束穿过铝箔后的衍射图样，证明电子具有波动性，选项A错误；题图乙是利用不同气体制成的五颜六色的霓虹灯，原因是各种气体原子的能级不同，跃迁时发射光子的能量不同，光子的频率不同，选项B正确；题图丙是工业上使用的用射线检测金属板厚度的装置，在α、β、γ三种射线中，由于γ射线穿透能力最强，最有可能使用的射线是γ射线，选项C错误；题图丁是原子核的比结合能与质量数A的关系图象，可知中等大小的核的比结合能最大，即在核子结合成原子核时平均每个核子释放的能量最大，平均每个核子的质量亏损最大，选项D错误。
答案　B
7.(2020·陕西省咸阳市第一次模拟)首次用实验验证“爱因斯坦质能方程”的核反应方程是73Li＋11H→k42He，已知mLi＝7.016 0 u，mH＝1.007 8 u，mHe＝4.002 6 u，则该核反应方程中的k值和质量亏损分别是(　　)
A.1和4.021 2 u B.1和2.005 6 u
C.2和0.018 6 u D.2和1.997 0 u
解析　根据核反应前后质量数守恒和电荷数守恒可得：
7＋1＝4k，3＋1＝2k，可得k＝2
m前＝mLi＋mH＝7.016 0 u＋1.007 8 u＝8.023 8 u，反应后的总质量m后＝2mHe＝2×4.002 6 u＝8.005 2 u，反应前后质量亏损为Δm＝m前－m后＝8.023 8 u－8.005 2 u＝0.018 6 u，故A、B、D错误，C正确。
答案　C
8.(2019·四川省成都市调研)氢原子能级图如图3所示，当氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm，下列判断正确的是(　　)

图3
A.氢原子从n＝2的能级跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nm
B.当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出的光子不能使逸出功为2.25 eV的钾发生光电效应
C.一个处于n＝4的能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生6种谱线
D.用能量为1.0 eV的光子照射处于n＝4能级的氢原子，可以使氢原子电离
解析　氢原子从n＝2的能级跃迁到n＝1的能级时，辐射光的能量大于氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时辐射光的能量，根据E＝hcλ可知，氢原子从n＝2的能级跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长一定小于656 nm，故A错误；从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时辐射出的光子能量为2.55 eV，大于金属钾的逸出功，能使钾发生光电效应，故B错误；一个处于n＝4的能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线，故C错误；当处于n＝4能级的氢原予吸收的能量大于或等于0.85 eV时，将会被电离，故D正确。
答案　D
9.关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的是(　　)
A.238 92U―→234 90Th＋42He是α衰变
B.14 7N＋42He―→17 8O＋11H是β衰变
C.21H＋31H―→42He＋10n是轻核聚变
D.8234Se―→8236Kr＋2　0－1e是重核裂变
答案　AC
10.(2016·全国Ⅲ卷·35(1)改编)一静止的铝原子核2713Al俘获一速度为1.0×107 m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核2814Si。下列说法正确的是(　　)
A.核反应方程为p＋2713Al→2814Si
B.核反应过程中系统动量守恒
C.核反应过程中系统能量不守恒
D.核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和
解析　根据质量数和电荷数守恒可得，核反应方程为p＋2713Al→2814Si，A正确；核反应过程中释放的核力远远大于外力，故系统动量守恒，B正确；核反应过程中系统能量守恒，C错误；由于反应过程中，要释放大量的能量，伴随着质量亏损，所以生成物的质量小于反应物的质量之和，D错误。
答案　AB
11.(2019·河北省承德市联校期末)一个氘核(21H)与氚核(31H)反应生成一个新核同时放出一个中子，并释放能量。下列说法正确的是(　　)
A.该核反应为裂变反应
B.该新核的中子数为2
C.氘核(21H)与氚核(31H)是两种不同元素的原子核
D.若该核反应释放的核能为ΔE，真空中光速为c，则反应过程中的质量亏损为ΔEc2
解析　一个氘核(21H)与氚核(31H)反应生成一个新核同时放出一个中子，根据电荷数守恒、质量数守恒知，新核的电荷数为2，质量数为4，则新核的中子数为2，属于轻核的聚变，故A错误，B正确；氘核(21H)与氚核(31H)都只有一个质子，属于同一种元素的两种同位素，故C错误；若该核反应释放的核能为ΔE，真空中光速为c，根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2可知，反应过程中的质量亏损为ΔEc2，故D正确。
答案　BD
12.(2019·湖南省长沙市模拟)如图4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ν变化的关系图象。对于这两个光电管，下列判断正确的是(　　)

图4
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－ν图象的斜率可能不同
解析　根据光电效应方程Ekm＝hν－W0和eUc＝Ekm，得，单色光的频率相同，金属的逸出功不同，则光电子的最大初动能不同，遏止电压也不同，A、B正确；虽然光的频率相同，但光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，而饱和光电流也可能相同，C正确；因为Uc＝hνe－W0e，知Uc－ν图线的斜率为he，即只与h和e有关，为常数，D错误。
答案　ABC
13.(2019·天津市南开中学月考)由于放射性元素237 93Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现。已知237 93Np经过一系列α衰变和β衰变后变成209 83Bi，下列论断中正确的是(　　)
A.衰变过程中原子核的质量和电荷量守恒
B.209 83Bi的原子核比237 93Np的原子核少18个中子
C.衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变
D.经过两个半衰期后，含有237 93Np的矿石的质量将变为原来的四分之一
解析　衰变过程中原子核的质量数和电荷数守恒，质量会有亏损，故A错误；
209 83Bi的中子数为209－83＝126，237 93Np的中子数为237－93＝144，故209 83Bi的中子数比237 93Np的中子数少144－126＝18，故B正确；237 93Np经过一系列α衰变和β衰变后变成209 83Bi，设α衰变次数为m，β衰变次数为n，则4m＝237－209，2m－n＝93－83，解得m＝7，n＝4，故C正确；经过两个半衰期后，矿石中237 93Np的质量将变为原来的14，故D错误。
答案　BC
14.现有两动能均为E0＝0.35 MeV的21H在一条直线上相向运动，两个21H发生对撞后能发生核反应，得到32He和新粒子，且在核反应过程中释放的能量完全转化为32He和新粒子的动能。已知21H的质量为2.014 1 u，32He的质量为3.016 0 u，新粒子的质量为1.008 7 u，核反应时质量亏损1 u释放的核能约为931 MeV(如果涉及计算，结果保留整数)。则下列说法正确的是(　　)
A.核反应方程为21H＋21H→32He＋10n
B.核反应前后不满足能量守恒定律
C.新粒子的动能约为3 MeV
D.32He的动能约为4 MeV
解析　由核反应过程中的质量数和电荷数守恒可知21H＋21H→32He＋10n，则新粒子为中子10n，所以A正确；核反应过程中质量亏损，释放能量，亏损的质量转变为能量，仍然满足能量守恒定律，B错误；由题意可知ΔE＝(2.014 1 u×2－3.016 0 u－1.008 7 u)×931 MeV/u＝3.3 MeV，根据核反应中系统的能量守恒有EkHe＋Ekn＝2E0＋ΔE，根据核反应中系统的动量守恒有pHe－pn＝0，由Ek＝p22m，可知EkHeEkn＝mnmHe，解得EkHe＝mnmn＋mHe(2E0＋ΔE)＝1 MeV，Ekn＝mHemn＋mHe(2E0＋ΔE)＝3 MeV，所以C正确，D错误。
答案　AC