2021届高考物理二轮复习专题限时集训：原子物理-Word版含解析.docx

专题限时集训(十八)　原 子 物 理
(限时：45分钟)
一、单项选择题
1．(2022·重庆高考)碘131的半衰期约为8天。若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有(　　)
A.　　　　　　　　　　B.
C. D.
2.争辩光电效应的电路如图甲所示。用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板放射出的光电子被阳极A吸取，在电路中形成光电流。下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象中，正确的是(　　)

甲

A　　　　　B　　　　　C　　　　　D
乙
3．(2022·揭阳质检)铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：U＋n―→a＋b＋2n，则a＋b可能是(　　)
A.Xe＋Kr B.Ba＋Kr
C.Ba＋Sr D.Xe＋Sr
4．(2022·遵义二模)光电效应的试验结论是：对于某种金属(　　)
A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应
B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应
C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小
D．超过极限频率的入射光强度越大，所产生的光电子的最大初动能就越大
5．(2022·广州一模)如图甲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(　　)

A　　　　　B　　　　　C　　　　　D
乙
6．核聚变与核裂变相比几乎不会带来放射性污染等环境问题，而且其原料可直接取自海水中的氘，来源几乎取之不尽，是抱负的猎取能源的方式。EAST装置是中国耗时8年、耗资2亿元人民币自主设计、自主建筑而成的，它成为世界上第一个建成并真正运行的全超导非圆截面核聚变试验装置。已知两个氘核聚变生成一个氦核和一个中子的核反应方程是2H―→He＋n＋3.26 MeV，若有2 g氘全部发生聚变，则释放的能量是(NA为阿伏加德罗常数)(　　)
A．0.5×3.26 MeV　　　　B．3.26 MeV
C．0.5NA×3.26 MeV D．NA×3.26 MeV
二、双项选择题
7．如图所示为氢原子能级的示意图，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。关于这些光下列说法正确的是(　　)

A．最简洁表现出衍射现象的光是由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的
B．频率最小的光是由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的
C．这些氢原子可辐射出6种不同频率的光
D．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应
8．(2022·广东高考)在光电效应试验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应。下列说法正确的是(　　)
A．增大入射光的强度，光电流增大
B．减小入射光的强度，光电效应现象消逝
C．改用频率小于ν的光照射，肯定不发生光电效应
D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大
9．(2021·广东高考)铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应式是U＋n―→Ba＋Kr＋3n。下列说法正确的有(　　)
A．上述裂变反应中伴随着中子放出
B .铀块体积对链式反应的发生无影响
C．铀核的链式反应可人工把握
D．铀核的半衰期会受到环境温度的影响
10．(2022·新民模拟)如图所示是氢原子的能级图，对于一群处于n＝4的氢原子，下列说法中正确的是(　　)

A．这群氢原子能够吸取任意能量的光子后向更高能级跃迁
B．这群氢原子能够发出6种不同频率的光
C．这群氢原子发出的光子中，能量最大为10.2 eV
D．假如发出的光子中有两种能使某金属产生光电效应，其中一种肯定是由n＝3能级跃迁到n＝1能级发出的
11．钍核(90Th)具有放射性，它能放出一个电子衰变成镤核(91Pa)，伴随该过程会放出γ光子，下列说法中正确的是(　　)
A．由于衰变过程中原子核的质量数守恒，所以不会消灭质量亏损
B．γ光子是衰变过程中钍核(90Th)辐射的
C．给钍加热，能转变钍的半衰期
D．原子核的自然 放射现象说明原子核是可分的
12．某半导体激光器放射波长为1.5×10－6 m，功率为5.0×10－3 W的连续激光。已知可见光波长的数量级为10－7 m，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，关于该激光器发出激光的说法正确的是(　　)
A．是紫外线
B．是红外线
C．光子能量约为1.3×10－16 J
D．光子数约为每秒3.8×1016 个
13．(2022·广东高考)能源是社会进展的基础，进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.H＋H―→He＋n是核聚变反应
B.H＋H―→He＋n是β衰变
C.U＋n―→Ba＋Kr＋3n是核裂变反应
D.U＋n―→Xe＋Sr＋2n是α衰变
14．(2022·抚顺模拟)下列说法正确的是(　　)
A．放射性元素的半衰期是针对大量原子核的统计规律
B．α、β、γ射线比较，α射线的电离作用最弱
C．光的波长越短，光子的能量越小，光的波动性越明显
D．原子的全部正电荷和全部质量都集中在原子核里

参考答案
1．解析：选C　经过32天即4个半衰期，碘131的含量变为m′＝＝，C正确。
2．解析：选C　由于光的频率相同，所以对应的反向遏止电压相同，A、B错误；发生光电效应时，在同样的加速电压下，光强度越大，逸出的光电子数目越多，形成的光电流越大，C正确，D错误。
3．解析：选D　核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，通过核反应前后的质量数和电荷数相等不难得出A、B、C错误；D项正确。
4．解析：选A　发生光电效应的条件是入射光的频率大于或等于金属的极限频率，所以无论光强多强，也不论光照时间多长，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应，A正确，B错误；超过极限频率的入射光强度不管多弱，频率肯定，则产生的光电子的最大初动能是不变的，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大C、D错误。
5．解析：选C　由原子跃迁满足的辐射条件知hν＝En－Em，又ν＝可得λ＝，对应图可知，λa<λc<λb，C正确。
6．解析：选C　依据核反应方程可知，两个氘核聚变释放的能量为3.26 MeV，那么2 g氘核(即1 mol氘核)聚变释放的能量为0.5NA×3.26 MeV，C正确。
7．解析：选CD　最简洁发生衍射的应是波长最长而频率最小、能量最低的光波，hν＝hc/λ＝En－Em，对应跃迁中能级差最小的，应为n＝4到n＝3，A、B错误；由C可知处于n＝4能级上的氢原子共可辐射出C＝6种不同频率的光，C正确；依据hν＝E2－E1及发生光电效应的条件hν≥W0可知，D正确。
8．解析：选AD　依据光电效应规律可知，增大入射光的强度，光电流增大，A正确；减小入射光的强度，光电流减小，光电效应现象并不消逝，B错误；改用小于ν的入射光照射，假如入射光的频率仍旧大于光电管阴极材料的极限频率，仍能发生光电效应，C错误；由爱因斯坦光电效应方程可知，增大入射光的频率，光电子的最大初动能增大，D正确。
9．解析：选AC　从铀核裂变方程可以看出，反应中伴随着中子放出，A正确；铀块的体积必需大于临界体积才能发生链式反应，B错误；通过把握中子数可以把握链式反应，C正确；铀核的半衰期与物理、化学状态无关，因此不受环境影响，D错误。
10．解析：选BD　氢原子向更高能级跃迁时只能吸取特定频率的光子，A错误；处于n＝4激发态的大量氢原子跃迁时，最多发出的光子种数为C＝6种，B正确；这群氢原子发出的光子中，由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的光子能量最大，最大能量为12.75 eV，C错误；假如发出的光子中有两种能使某金属产生光电效应，肯定是由n＝4能级跃迁到n＝1能级和n＝3能级跃迁到n＝1能级发出的，D正确。
11．解析：选BD　衰变过程中原子核的质量数守恒，但是会消灭质量亏损，A错误；给钍加热，钍的半衰期不变，C错误。
12．解析：选BD　由于激光波长大于可见光波长，故该激光器发出的是红外线，B正确，A错误；由E＝可得光子能量约为E＝≈1.3×10－19 J，C错误；光子数约为每秒为n＝≈3.8×1016 个，D正确。
13．解析：选AC　H＋H―→He＋n是核聚变反应，而不是β衰变，A正确，B错误；CD中是核裂变反应，C正确，D错误。
14．解析：选AC　半衰期是大量原子核的统计规律，A正确；电离力量最弱的是γ射线，B错误；据λf＝c可知光的波长越短则频率越大，据E＝hν可知光能量越大，光的粒子性越明显，C正确；原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，还有极少电子质量在原子核外，D错误。