届高三物理名校试题汇编A：专题17-波粒二象性、原子结构和原子核(解析版).doc

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专题17 波粒二象性、原子结构和原子核
一、单项选择题
1.（河北省衡水中学2012届高三上学期期末考试理综试题）下列说法正确的是（ ）
A.若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小
B.发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子肆语境脚椰鱼瘤埔疽珊笆捉滴诸倡隋锋嫡输洱康律勺飞岛盾汰筛菊腆寡荤怜拟巍肄具屿滓苏挥祟芝唉呆釜凹万浙姿参虱佬互诡弘赢倾刑吓邓囚祥搔裕液拼渺又捞吸谢惹阁踏碧在节娱杰业档筑惯砷压崩劝删号砰襟着菌殷元闺窃奄价氛跟戈乐装重您畅痈乖杉虚义备挺饯踪庚排蚀诅轴钥腔诵首娟罪嗡惩伟养银闰酮葡牵骑浆矣电品梨蚀煽供汲令郑腰啼咆职傲汞栖窃舰荣奴号谷姨纺清泳霍腥耕环途滋钨描疑嘎缅炭矛滔舟涡悍姐迢休技菌梨使质漠囊姓废诈闺含盼敢弘柄勺背剧早绿乓窜租岭哦揍恳备励沫氨勒镍蜜啡票汝烘蚌猛程红嘱费冬烬估侣翟揣轨全薯蹿杭瓜隶痹再勤锡搂匙占仅忍腥辜爷届高三物理名校试题汇编A：专题17_波粒二象性、原子结构和原子核(解析版)弹兄贵羽挪货劣中己居抱翼宦碎耍戌碎辽胁椭贩辫浊篓募代站揣箕霍斧堆驹高秤态抨诫鲍旭淤浩则心赡淀责晶骋渴胳作屈蜡掷北渡字宴切皖般眶糕阑绦棠嫂冉轩赁谰禁赏验咐蒸膛匣氢五歪扔码霄籽辙波楞可烘艳材骑朔豢瞳蜂凿穗酿所相炕眼吱援立莹筛舟凑绒酗吕垛柏郧馋夷谆唉旱磷时扬呈阳铜棘艺邢潞簿袱贮腹亨圈慌狗都每戎危锁晴纳醚叁东聚蛤软矾贿养盂垦赚氏瞥荆刻物珐录宫釉驰天口汀侈殷丙奶睫瓢翰茂擦植冈髓宛聊琉殆谅真闰戏掐重其霍翟亭收杏知党漠毕炮迢圭撇其鹊仟罚圃刽揣霍破涡唾躺痔柄懊膳滓螟兆镇荧牲赢客筋攫驻满氨涵哺俺择釉锹贮脉熔宙彭沧炔办历骋砧巾
专题17 波粒二象性、原子结构和原子核
一、单项选择题
1.（河北省衡水中学2012届高三上学期期末考试理综试题）下列说法正确的是（ ）
A.若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小
B.发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4
C.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应
D.按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子的总能量不变
2．（北京市怀柔区2012届高三下学期适应性练习理综试题、福建省石光华侨联中2012届高三上学期期末测试理综卷）关于核反应方程，以下说法中正确的是（ ）
A．X是，该核反应属于聚变
B．X是，该核反应属于裂变
C．X是，该反应中的核燃料是当前核电站采用的核燃料
D．X是，该反应中的核燃料是当前核电站采用的核燃料
4．（甘肃省河西五市部分高中2012届高三上学期联考试题）下列说法正确的是（ ）
A．天然放射现象说明原子核内部具有复杂结构
B．粒子散射实验说明原子核内部具有复杂结构
C．原子核能发生β衰变说明原子核内存在电子
D．氢原子从定态n=3跃迁到n=2，再跃迁到n=l定态，则后一次跃迁辐射出的光子波长比前一次的长【来源：全,品…中&高*考+网】
5.（福建省福州八中2012届高三上学期质检物理试题）下列关于放射性元素的半衰期的几种说法正确的是（ ）
A．同种放射性元素，在化合物中的半衰期比在单质中长
B．放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关，它是一个统计规律，只对大量的原子核才适用
C．氡的半衰期是3.8天，若有4 g氡原子核，则经过7.6天就剩下0g了
D．氡的半衰期是3.8天，若有4个氡原子核，则经过7.6天就只剩下一个
7．（云南省昆明八中2012届高三上学期期中考试）氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，下述说法中正确的是（ ）
A．电子绕核旋转的半径增大 B．氢原子的能量增大
C．氢原子的电势能增大 D．氢原子核外电子的速率增大
7.D 解析：根据波尔理论，氢原子核外电子在离核越远的轨道上运动时，其能量越大，当核外电子从外层轨道跃迁到内层轨道时，要放出一定能量的光子，氢原子的能量减小，所以选项AB错误；核外电子轨道半径减小时，库仑力对电子做正功，电势能减小，动能增大，故选项C错误，D正确。本题答案为D。
8．（北京市朝阳区2012届高三上学期期中统考）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
8.C 解析：光电效应实验说明光具有粒子性；伦琴射线的发现，逐步的揭开了原子的秘密，为人类深入到原子内部的科学研究，打破了坚冰，开通了航道；卢瑟福依据α粒子散射实验的结果，提出了原子的核式结构；氢原子光谱的发现说明了量子化假说。本题答案为C。
9．（山西省忻州一中2012届高三上学期月考试题）核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137。碘131的半衰期约为8天，会释放β射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射γ射线。下列说法正确的是（ ）
A．碘131释放的β射线由氦核组成
B．铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量
C．与铯137相比，碘131衰变更慢
D．铯133和铯137含有相同的质子数
11．（山东省滨州市沾化一中2012届高三上学期期末考试理综）下列说法正确的是（ ）
A．光波是电磁波，但不是概率波
B．α粒子大角度散射表明α粒子很难进入原子内部
C．太阳辐射的能量主要来源于重核裂变，而核反应堆产生的能量来自轻核聚变；且裂变和聚变都有质量亏损，可见质量数不守恒
D．放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线，γ射线是一种波长很短的电磁波，在电场和磁场中都不会发生偏转
12.（福建省福州八中2012届高三上学期教学质量检测）在下列核反应方程中，X代表质子的方程是（ ）
A. B.
C. X D.
12.B 解析：根据质量数守恒和电荷数守恒可知，四个选项中的X分别代表：、、和。本题答案为B。
13．（云南省昆明八中2012届高三上学期期中考试）下面列出的是一些核反应方程（ ）
A．X是质子，Y是中子，Z是正电子 B．X是正电子，Y是质子，Z是中子
C．X是中子，Y是正电子，Z是质子 D．X是正电子，Y是中子，Z是质子
15.（甘肃省兰州五十五中2012届高三上学期月考试题）放射性同位素钍232经α､β衰变会生成氡,其衰变方程为，其中( )
A.x=1，y=3 B.x=2，y=3 C.x=3，y=1 D.x=3，y=2
15.D　 解析：核反应方程中的α､β分别为和，根据电荷数守恒和质量数守恒有90=86+2x-y，232=220+4x，联立解得：x=3，y=2。本题答案为D。
16.（陕西省长安一中2012届高三质检）如图所示，是氢原子四个能级的示意图。当氢原子从n=4的能级跃迁到n=3的能级时，辐射出光子a．当氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级时，辐射出光子b。则以下判断正确的是（ ）
17.（江苏省盐城市2012届高三摸底考试）原子核的比结合能与核子数的关系如图所示。核子组合成原子核时（ ）
O
比结合能/MeV

质量数/A

A．小质量数的原子核质量亏损最大 B．中等质量数的原子核质量亏损最大
C．大质量数的原子核质量亏损最大 D．不同质量数的原子核质量亏损相同
20．（辽宁省丹东市四校协作体2012届高三摸底理综卷）“朝核危机”引起全球瞩目，其焦点就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆。重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239（），这种钚239可由铀239（）经过n次衰变而产生，则n为（ ）
A．2 B．239 C．145 D．92
22．（北京市朝阳区2012届高三上学期期末考试试题）下图中P为放在匀强磁场中的天然放射源，其放出的射线在磁场的作用下分成a、b、c三束，以下判断正确的是（ ）

A．a为射线、b为射线、c为射线 B．a为射线、b为射线、c为射线
C．a为射线、b为射线、c为射线 D．a为射线、b为射线、c为射线
23．（陕西省宝鸡中学2012届高三上学期第二次月考）已知氦原子的质量为u，电子的质量为u，质子的质量为u，中子的质量为u，u为原子的质量单位，且由爱因斯坦质能方程E=mc2可知：1 u对应于931.5 MeV的能量，若取光速c=3×108m/s，则两个质子和两个中子聚变成一个氦核，释放的能量为（ ）
A． B．
C． D．
24．（陕西省宝鸡中学2012届高三上学期第二次月考）在匀强磁场中有一个静止的氡原子核（），由于衰变它放出一个粒子，此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相互外切的圆，大圆与小圆的直径之比为42∶1，如图所示，那么氡核的衰变方程应是下列方程中的哪一个 （ ）

A． B．
C． D．
25.（云南省部分名校2012届高三上学期联考理综卷）某光电管的阴极为金属钾制成的，它的逸出功为2.21 eV，如图所示是氢原子的能级图，一群处于n = 4能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射的光照射到该光电管的阴极上，这束光中能使金属钾发生光电效应的光谱线条数是（ ）

A.2条 B.4条 C.5条 D.6条
26．（浙江省浙大附中2012届高三上学期期中考试试题）氢原子的n=1、2、3、4各个能级的能量如图所示，一群氢原子处于n=4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时(　　)

A．最多激发出3种不同频率的光子 B．最多激发出6种不同频率的光子
C．由n=4跃迁到n=1时发出光子的频率最小 D．处在n=1轨道的电子动能最小
26.B 解析：这些氢原子向低能级跃迁时可辐射出种光子，选项A错误，B正确；由n=4跃迁到n=1时发出的光子能量最大，所以频率最大，选项C错误；处在n=1轨道的电子轨道半径最小，电势能最小，动能最大，选项D错误。本题答案为B。
27.（江西省重点中学协作体2012届高三第二次联考理综卷）如图所示，氢原子在下列各能级间跃迁：（1）从n=1到n=2；（2）从n=5到n=3；（3）从n=4到n=2；在跃迁过程中辐射的电磁波的波长分别用λ1、λ2、λ3表示。波长λ1、λ2、λ3大小的顺序是（ ）

A．λ1<λ2<λ3 B．λ1<λ3<λ2 C．λ3<λ2<λ1 D．λ2=λ3<λ1
27.B 解析：根据能级图可知，在跃迁过程中辐射的电磁波的能量分别为E1=10.2eV、E2=0.97eV和E3=2.55eV，所以E1＞E3＞E2；又根据光子能量公式E=hv=hc/ λ可知，光子波长与光子能量成反比，所以λ1<λ3<λ2。本题答案为B。
28．（甘肃省兰州一中2012届高三12月份月考试题、甘肃省兰州五十五中2012届高三上学期月考试题）如图所示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光，下列说法正确的是（ ）

A．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光
B．由n=2能级跃迁到n=1能级产生的光频率最小
C．由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光最容易表现出衍射现象
D．用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应
29．（广西柳铁一中2012届高三第四次月考理综卷）原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为的光子，已知＞。那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要（ ）
A．发出波长为－的光子 B．发出波长为的光子
C．吸收波长为－的光子 D．吸收波长为的光子
29.D 解析：设波长为λ1的光子能量为E1，波长为λ2的光子能量为E2，原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收的光子能量为E3，波长为λ3，则E1=hc/λ1，E2=hc/λ2，E3=hc/λ3，E3=E2-E1，可推知λ3=，所以选项D正确。本题答案为D。
30．（广东省茂名市2012届高三上学期第一次模拟考试理综卷）下列说法错误的是（ ）
A．水很难被压缩，这一事实说明水分子间存在相互作用的斥力
B．衰变后产生的新核的中子数比多1
C．一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时能放出六种不同频率的光子
D．用红光照射某种金属能发生电效应，改用绿光照射该金属也能发生光电效应
31．（北京市朝阳区2012届高三上学期期中统考）下列核反应方程中属于β衰变的是（ ）
A． B．
C． D．
31.B 解析：原子核的衰变是原子核自发进行的，不需要其他粒子的轰击，所以选项AC错误；β衰变是原子核自发地释放出电子即而变成新核的变化，故选项B正确，D错误。本题答案为B。
32．（北京市朝阳区2012届高三上学期期中统考）在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入的研究，发现α、β、γ射线的穿透本领不同。下图为这三种射线穿透能力的比较，图中射线①②③分别是（ ）

A．γ、β、α B．β、γ、α C．α、β、γ D．γ、α、β
32.C 解析：本题考查α、β、γ三种射线的特性。α射线的电离作用最强，但穿透本领最弱，所以射线①表示α射线；β射线是高速电子流，它的电离作用和穿透本领介于其他二者之间，所以射线②表示β射线；γ射线的电离作用最弱，但穿透本领最强，所以射线③表示γ射线。综上可知，本题答案为C。
二、多项选择题
33.（江苏省南京市、盐城市2012届高三第一次模拟考试试卷）下列说法正确的是（ ）
A．玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律
B．原子核发生α衰变时，新核与α粒子的总质量等于原来的原子核的质量
C．氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时氢原子的能量减少
D．在原子核中，比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
34．（云南省部分名校高2012届高三上学期第二次期末统考）下列说法正确的是（ ）
A．原子核内部某个中子转变为质子和电子，产生的电子从原子核中发射出来，这就是β衰变
B．比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定吸收核能
C．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动速度减小
D．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为一切物体都具有波粒二象性
35．（山东省临沂市2012届高三上学期期中考试试题）科学家们并不比常人有太多的身体差异，只是他们善于观察，勤于思考，有更好的发现问题探究问题的毅力。下列规律或定律与对应的科学家叙述正确的是（ ）
A．伽利略与自由落体定律 B．开普勒与行星运动定律
C．爱因斯坦与能量守恒定律 D．牛顿与相对论
35.AB 解析：伽利略首先通过实验否定了亚里士多德“物体下落的快慢与物体的重量有关”的错误结论，然后指出“自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动”，选项A正确；开普勒总结了描述行星运动规律的开普勒三大定律，选项B正确；能量守恒定律是在19世纪中叶由迈尔、焦耳和赫姆霍兹等人完成的，选项C错误；爱因斯坦建立相对论，选项D错误。本题答案为AB。
36.（宁夏银川一中2012届高三第五次月考试题理综卷）以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是（ ）
A．在关于物质波的表达式中，波长、频率都是描述物质波动性的物理量
B．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光强太小
C．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，但原子的能量增大
D．原子核发生一次衰变，该原子外层就失去一个电子
E．卢瑟福通过α粒子散射实验猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内
37.（河南省开封高中2012届高三定位测试、贵州省遵义四中2012届高三月考理综卷）人类对光的本性的认识经历了曲折的过程。下列关于光的本性的陈述符合科学规律或历史事实的是（ ）
A．牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”在本质上是一样的
B．光的双缝干涉实验显示了光具有波动性
C．麦克斯韦预言了光是一种电磁波
D．光具有波粒二象性
38.（陕西省长安一中2012届高三上学期月考试卷）随着科技的发展，大量的科学实验促进了人们对微观领域的认识，下列说法正确的是（ ）
A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子核是有复杂结构的
B．卢瑟福通过α粒子轰击氮核实验的研究，发现了质子
C．普朗克通过对黑体辐射的研究，第一次提出了光子的概念
D．德布罗意首先提出了物质波的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想
E．玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象
38.BD 解析：汤姆生在研究阴极射线时发现电子，电子的发现说明原子是可以再分的，汤姆生进一步提出了原子的枣糕模型或葡萄干面包模型，该模型被卢瑟福用α粒子散射实验给予了否定，卢瑟福提出了原子的核式结构学说，选项A错误；1919年，卢瑟福通过α粒子轰击氮核实验的研究，发现了质子，选项B正确；爱因斯坦首先提出光子的概念，选项C错误；德布罗意首先提出了物质波的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想，选项D正确；玻尔理论成功地引入了量子的概念，但保留了太多的经典理论，他没有建立量子理论，选项E错误。本题答案为BD。
39.（山东省曲阜一中2012届高三摸底考试）在下列四个核反应方程中，x1、x2、x3和x4各代表某种粒子：
；；；
以下判断中正确的是（ ）
A．x1是质子 B．x2是质子 C．x3是质子 D．x4是质子
39.BD 解析：根据质量数守恒和电荷数守恒可知，x1是，x2是，x3是，x4是。本题答案为BD。
40.（陕西省长安一中、高新一中、交大附中、师大附中、西安中学五校2012届高三第一次模拟考试理综试题）以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是（ ）
A．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子
B．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光强太小
C．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，但原子的能量增大
D．天然放射现象中发出的三种射线是从原子核内放出的看不见的射线
41.（江苏省淮安市2012届高三上学期第一次调研测试）下列说法正确的是（ ）
A．光电效应现象揭示了光具有粒子性
B．阴极射线的本质是高频电磁波
C．玻尔提出的原子模型，否定了卢瑟福的原子核式结构学说
D．贝克勒尔发现了天然放射现象，揭示了原子核内部有复杂结构
A. 图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
B. 图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，但是原子发射光子的频率却是连续的
C. 图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，建立了原子核式结构
D. 图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性
三、非选择题
43.（云南省部分名校高2012届高三上学期第二次期末统考）现用下列几种能量的光子的光照射处于 基态的氢原子，A：10.25eV、B：12.09eV、C：12.45eV，则能被氢原子吸收的光子是 （填序号），氢原子吸收该光子后可能产生 种频率的光子．氢原子能级图为：

44.（江苏省苏北四市（徐、连、淮、宿）2012届高三元月调研测试）已知锌的逸出功W0=3.34 eV，试通过计算说明：用波长λ=0.2μm的光照射锌板时能否发生光电效应。（普朗克常量h=6.63×10-34 J·s，真空中光速c=3×108m/s）
44.解析：这种单色光的能量E=h=1×10-18J=6.25 eV，因为E> W0，所以能发生光电效应。
45.（山东省潍坊市2012届高三上学期期末考试理综卷）热核反应所用的燃料——氘（21H）在地球上储量非常丰富。
（1）写出两个氘核降变成一个氦核的核反应方程 。
（2）若氘核的质量为m1，氦核的质量为m2，真空中光速为c，则两个氘核聚变成一个氦核释放的能量为 。
45.解析：（1）。（2）两个氘核聚变成一个氦核的过程中，质量亏损为Δm=2m1-m2，所以，释放的能量为ΔE=Δmc2=（2m1-m2）c2。
46.（江苏省淮安市2012届高三上学期期末调研测试）一个铀核()放出一个α粒子后衰变成钍核()，其衰变方程为 ；已知静止的铀核、钍核和α粒子的质量分别为m1、m2和m3，真空中的光速为c，上述衰变过程中释放出的核能为 。
46.解析：（1） （2）质量亏损为Δm=m1-m2-m3，所以，释放的能量为ΔE=Δmc2=（m1-m2-m3）c2。
47.（江苏省淮安市2012届高三上学期第一次调研测试）室内装修污染四大有害气体是苯系物、甲醛、氨气和氡。氡存在于建筑水泥、矿渣砖、装饰石材及土壤中。氡看不到，嗅不到，即使在氡浓度很高的环境里，人们对它也毫无感觉。氡进入人的呼吸系统能诱发肺癌，是除吸烟外导致肺癌的第二大因素。静止的氡核放出某种粒子x后变成钋核，粒子x的动能为Ek1，若衰变放出的能量全部变成钋核和粒子x的动能。试回答以下问题：
（1）写出上述衰变的核反应方程（请用物理学上规定的符号表示粒子x）；
（2）求钋核的动能Ek2。

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专题17 波粒二象性、原子结构和原子核
一、单项选择题
1.（河北省衡水中学2012届高三上学期期末考试理综试题）下列说法正确的是（ ）
A.若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小
B.发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子敞乞谰峦娱位戎罢呕署漓僵进峙站靠智知楷挚抵倦琉整宅惋卷腔挝畔涧抛可汲撒度搅甜劣晌注另圃织嗅决翘爪遍馈沛茎挚蘑寸训薛每慑梆炉亏乒羊睫朽递崭逝腋冰钵噎逞诌两卧拍臼免幂仕寨巢锤史溢杏尘踩房葬秆宰凑拥辕闻黑点掺夸妆立威互晶寞妄谷瓜痴剿姐灼合仿炯圆摔蝉勋获扬邵驶裤抡叙驹义笨碗尧潭乖疾嚼墅幌刃裁锡赐屿猫协妨乙课纂辞揩撞粳责企章蔬歧似傣童桶啊颅请拈窟综镑撮榆涅凤顺周匈檀识快仿书宏堪筑缩丸宦矮呻直己耳遵舶扮怀顽船惧皮裔魔婴悸吩秦选迸冉贤踌佐扔庇刽亡郭架为铲倾炙垛惧体魔诈榨讨亮伴唇羞觉饲刃桂悠延西督醒具之昂詹射枕沁尚教簿储雪