2020高考备考物理一轮复习单元训练金卷+第十三单元+++原子物理+B卷+和答案
2020《金版新学案》高三物理一轮复习 第13章 交变电流
2020《金版新学案》高三物理一轮复习 第13章 交变电流电磁场和电磁波单元评估(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)一、选择题1．如右图所示为一理想变压器，在原线圈输入电压不变的条件下，要提高变压器的输入功率，可采用的方法是( )A ．只增加原线圈的匝数B ．只增加副线圈的匝数C ．只减小R 1的电阻D ．断开开关S【解析】 输入功率由输出功率决定，副线圈上的功率P 2＝U 22R.增加副线圈的匝数，U 2增加，P 2增大，B 正确；增加原线圈匝数，U 2减小，P 2减小，A 错；减小R 1的电阻，副线圈上的总电阻R 变小，P 2增大，C 对；断开S ，R 增大，P 2减小，D 错．【答案】 BC2．如图甲所示，一矩形线圈abcd 放置在匀强磁场中，并绕过ab 、cd 中点的轴OO ′以角速度ω逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时(如图乙)为计时起点，并规定当电流自a 流向b 时电流方向为正．则下列四幅图中正确的是( )【解析】 本题考查的知识点是交变电流的产生、交变电流的图象．由图甲、乙可知初始时刻交变电流方向为adcba ，是负值，所以感应电流的表达式为i ＝－I m cos(ωt ＋π/4)，故选项D 正确．【答案】 D3．如图甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO ′以恒定的角速度ω转动，以线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按图乙所示的余弦规律变化，在t ＝π2ω时刻( )A．线圈中的电流最大B．穿过线圈的磁通量为零C．线圈所受的安培力为零D．穿过线圈磁通量的变化率最大【解析】注意线圈转动过程中通过两个特殊位置(平行于磁感线和垂直于磁感线)时的特点；磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率不同；t＝π2ω＝T4，线圈转过90°，本题应选C.【答案】 C4．下图是可调光的台灯电路示意图，哪种(或几种)电路是可取的()【解析】三个电路中用来改变电灯两端电压的分别是电阻、感抗、变压器．效果最好的是C，它是用变压器改变电压；而最不可取的是A，利用串联电阻虽然起到了降压作用，但电阻消耗了一定的电功率．而B电路利用电感的感抗降低电压来调，虽然它占据一定的电功率，但不消耗电能．【答案】BC5．如右图所示是街头变压器给用户供电的示意图．变压器的输入电压是市电网的电压，不会有很大的波动，输出电压通过输电线输送给用户．输电线的电阻用R0表示，变阻器R表示用户用电器的总电阻，当滑动变阻器触头P向下移动时，下列说法不正确的是() A．相当于在增加用电器的数目B．A1表的示数随A2表的示数的增大而增大C．V1表的示数随V2表的示数的增大而增大D．变压器的输入功率增大【解析】当滑动变阻器触头P向下移动时，用电器的总电阻减小，相当于并联的用电器数目增加，同时变压器的输入功率增大，A、D对；电网供电是“用多少供多少”输出电流增大则输入电流增大，B正确；但变压器的输出电压则由输入电压决定，当输入电压和变压器的匝数比一定时，输出电压一定，C错．答案为C.【答案】 C6．如下图所示，MN和PQ为两光滑的电阻不计的水平金属导轨，N、Q接理想变压器，理想变压器的输出端接电阻元件R、电容元件C，导轨上垂直放置一金属棒ab.今在水平导轨部分加一竖直向上的匀强磁场，则下列说法中正确的是(I R、I C均为有效值)()A ．若ab 棒匀速运动，则I R ≠0，I C ＝0B ．若ab 棒匀速运动，则I R ＝0，IC ＝0C ．若ab 棒在某一中心位置两侧做简谐运动，则I R ≠0，I C ≠0D ．若ab 棒做匀加速运动，则I R ≠0，I C ＝0【解析】 ab 匀速切割时产生恒定电动势，原线圈中有稳定恒电流，副线圈不产生电磁感应现象，故副线圈电流为零，A 错B 对；若ab 棒在某一中心位置两侧做简谐运动，原线圈中产生周期性变化的电流，副线圈产生电磁感应现象，副线圈电流不为零，电容器进行充放电，故C 对；当ab 匀加速运动时，产生的电动势均匀增加，原线圈中的电流均匀增加，产生的磁场均匀增强，副线圈中产生稳定的感应电动势，副线圈两端电压不变，因而电容器不会充电．故选项D 也正确．【答案】 BCD7．(2020年大连一模)如右图所示是磁电式电流表的结构图和磁场分布图，若磁极与圆柱间的磁场都是沿半径方向，且磁场有理想的边界，线圈经过有磁场的位置处磁感应强度大小相等．某同学用此种电流表中的线圈和磁体做成发电机使用，让线圈匀速转动，若从图中水平位置开始计时，取起始电流方向为正方向，表示产生的电流随时间变化关系的下列图象中正确的是( )【解析】 由于线圈在磁场中切割磁感线，切割速度方向总是与磁场方向垂直，磁感应强度B 、导线有效长度L 和导线切割速率v 等都不变化，由E ＝BL v ，可知产生的感应电动势大小不变，感应电流大小不变．根据右手定则，电流方向做周期性变化，C 正确．【答案】 C8．一台发电机最大输出功率为4 000 kW ，电压为4 000 V ，经变压器T 1升压后向远方输电．输电线路总电阻R ＝1 kΩ.到目的地经变压器T 2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V 、60 W)．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T 1和T 2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则( )A ．T 1原、副线圈电流分别为103 A 和20 AB ．T 2原、副线圈电压分别为1.8×105 V 和220 VC ．T 1和T 2的变压比分别为1∶50和40∶1D ．有6×104盏灯泡(220 V 、60 W)正常发光【解析】 T 1原线圈的电流为I 1＝P 1U 1＝4 000×1034 000A ＝1×103 A ，输电线上损失的功率为P 损＝I 22R ＝10%P 1，所以I 2＝10%P 1R ＝ 4 000×103×0.11×103A ＝20 A ，选项A 对；T 1的变压比为n 1n 2＝I 2I 1＝20103＝150；T 1上副线圈的电压为U 2＝50U 1＝2×105 V, T 2上原线圈的电压为U 3＝U 2－I 2R ＝2×105 V －20×103 V ＝1.8×105 V ，选项B 对；T 2上原、副线圈的变压比为n 3n 4＝U 3U 4＝1.8×105220＝9×10311，选项C 错；能正常发光的灯泡的盏数为：N ＝90%P 160＝6×104，选项D 对．【答案】 ABD9．如右图所示，在两平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力)，当两板间加上如下图所示的交变电压后，能使电子有可能做往返运动的电压是(如下图)( )【解析】 对A 图象可知，电子先做加速度减小的加速度运动，14T 时刻速度最大，由14T 到12T 做加速度增加的减速运动，12T 时刻速度为零．从12T 到34T 电子反向做加速度减小的加速运动，34T 时刻速度最大，由34T 到T 做加速度增大的减速运动，T 时刻速度为零，回到原位置，即电子能往复运动．同样的方法可得B 、C 也对．【答案】 ABC10．将硬导线中间一段折成半圆形，使其半径为r (m)，让它在磁感应强度为B (T)、方向如右图所示的匀强磁场中绕轴MN 匀速转动，转速为n (r/s)，导线在a 、b 两处通过电刷与外电路连接，外电路接有阻值为R (Ω)的电阻，其余部分的电阻不计，则( )A ．通过电阻R 的电流恒为Bn π2r2RB ．电阻R 两端的电压的最大值为Bn π2r 2C ．半圆导线从图示位置转过180°的过程中，通过电阻R 的电荷量为B πr 2RD ．电阻R 上消耗的电功率为(Bn π2r 2)22R【解析】 因为是线圈转动发生电磁感应，且图示位置磁通量最大，产生正弦式交变电流，故A 项错误；感应电动势的最大值E m ＝BSω＝B ·πr 22·2πn ＝Bn π2r 2，且电路中除电阻R以外其余部分的电阻不计，所以U m ＝E m ＝Bn π2r 2，故B 项正确；由U ＝U m 2和P ＝U 2R 可得：P ＝(Bn π2r 2)22R ，故D 项正确；导线由图示位置转过90°时，可视为通过半圆的磁通量由Φ＝BS ＝B ·πr 22＝B πr 22变为0，即ΔΦ＝B πr 22，由法拉第电磁感应定律可得：E ＝ΔΦΔt ，又I ＝E R，q ＝I Δt ，所以导线由图示位置转过90°时通过电阻R 的电荷量为q ＝I Δt ＝E R Δt ＝ΔΦR ΔtΔt ＝B πr 22R，由于再转90°时电流的方向不变，由对称性可知，半圆导线从图示位置转过180°的过程中，通过电阻R 的电荷量Q ＝2q ＝B πr 2R，故C 项也正确．【答案】 BCD 二、非选择题11．示波器工作时，屏上显示出如下图甲所示的波形，且亮度较弱．要将波形由甲图位置调节到乙图的位置和波形，示波器面板上的旋钮被调节的是________．A ．辉度旋钮B ．聚焦旋钮C ．辅助聚焦旋钮D ．竖直位移旋钮E ．Y 增益旋钮F ．X 增益旋钮G ．水平位移旋钮H ．扫描微调旋钮I ．衰减旋钮J ．扫描范围旋钮K ．同步开关【答案】 A 、D 、E 、F 、G 、K 12．(2020年海南单科)钳型电流表的工作原理如右图所示．当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时，与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏转．由于通过环形铁芯的磁通量与导线中的电流成正比，所以通过偏转角度的大小可以测量导线中的电流．日常所用交流电的频率在中国和英国分别为50 Hz 和60 Hz.现用一钳型电流表在中国测量某一电流，电表读数为10 A ；若用同一电表在英国测量同样大小的电流，则读数将是________A ．若此表在中国的测量值是准确的，且量程为30 A ；为使其在英国的测量值变为准确，应重新将其量程标定为________A.【解析】 当导线中电流的频率由50 Hz 变为60 Hz 时，若导线中电流大小相同，则它在铁芯中产生的磁场的变化率增大为原来的1.2倍，导线中为10 A 电流时示数为12 A ；若电流表指针偏角相同，则磁通量变化率相同，导线中电流应为原来的11.2倍，故频率为50 Hz时，电流的量程为30 A ，而频率为60 Hz 时电流表的量程就成为25 A 了．【答案】 12 2513．交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO ′匀速转动．一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S ＝0.05 m 2，线圈转动的频率为50 Hz ，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B ＝2πT ．为用此发电机所发出交流电带动两个标有“220 V ,11 kW ”的电机正常工作，需在发电机的输出端a 、b 与电机之间接一个理想变压器，电路如下图所示．求：(1)发电机的输出电压为多少？(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少？(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大？ 【解析】 (1)根据E m ＝NBSω＝1 100 2 V得输出电压的有效值为U 1＝E m2＝1 100 V.(2)根据U 1U 2＝n 1n 2得n 1n 2＝51.(3)根据P 入＝P 出＝2.2×104 W 再根据P 入＝U 1I 1，解得I 1＝20 A.【答案】 (1)1 100 V (2)51(3)20 A14．如右图所示矩形线圈abcd 放置在磁感应强度为B 的有界磁场中，磁场只分布在线圈bc 边的左侧．线圈绕bc 轴转动，角速度为ω.将电阻R 、理想交流电流表接在线圈上组成电路，且电路中其他电阻不计，已知ab ＝l 1，bc ＝l 2，求：(1)以abcda 为电流正方向，从图示位置开始计时，画出线圈中电流随时间变化的图象；(2)从图示位置转过14圈的时间内，电阻R 上产生的热量；(3)从图示位置转过14圈的时间内，通过电阻R 上的电荷量；(4)电流表示数．【解析】 (1)线圈开始在中性面位置，根据楞次定律，开始电流为正，再根据磁场边界特点，线圈中电流随时间变化规律如下图：(2)感应电动势最大值 E m ＝Bl 1l 2ω，则I m ＝Bl 1l 2ωR14圈内，电流有效值I ＝Bl 1l 2ω2RQ ＝I 2R ·T 4＝πB 2l 21l 22ω4R .(3)14圈内平均感应电动势 E ＝Bl 1l 214T 平均电流I ＝Bl 1l 214TR通过R 的电荷量q ＝I ·14T ＝Bl 1l 2R.(4)设此交变电流一个周期内的有效值为I ′，则I ′2RT ＝⎝⎛⎭⎫22I m 2R ·T 2解得I ′＝12I m ＝Bl 1l 2ω2R故电路中交流电流表示数为Bl 1l 2ω2R.【答案】 (1)(2)πB 2l 21l 22ω4R (3)Bl 1l 2R (4)Bl 1l 2ω2R。
高三物理第一轮复习单元练习十三 光学和原子物理(附答案)
物理学科第十三单元光学和原子物理一、选择题1.光由一种介质进入另一种不同介质（）A、传播速度发生变化B、频率发生变化C、波长保持不变D、频率和波长都发生变化2.在光电效应中，用一束强度相同的紫光代替黄光照射时（）A、光电子的最大初动能不变B、光电子的最大初动能增大C、光电子的最大初动能减小D、光电流增大3.光从甲介质射入乙介质，由图可知（）A、甲介质是光疏介质，乙是光密介质B、入射角大于折射角C、光在甲介质中的传播速度较小D、若甲为空气，则乙的折射率为6／24.表面有油膜的透明玻璃片，当有阳光照射时，可在玻璃片表面和边缘分别看到彩色图样，这两种现象（）A、都是色散现象B、前者是干涉现象，后者是色散现象C、都是干涉现象D、前者是色散现象，后者是干涉现象5.光在玻璃和空气的界面上发生全反射的条件是（）A、光从玻璃射到分界面上，入射角足够小B、光从玻璃射到分界面上，入射角足够大C、光从空气射到分界面上，入射角足够小D、光从空气射到分界面上，入射角足够大6.一束光从空气射到折射率ｎ＝2的某种玻璃的表面，如图所示，i代表入射角，则下列说法中错误．．的是（）A、当ｉ＞π／4时会发生全反射现象B、无论入射角ｉ是多大，折射角r都不会超过π／4C、欲使折射角ｒ＝π／6，应以ｉ＝π／4的角度入射D、当入射角ｉ＝arctg2时，反射光线跟折射光线恰好垂直7.用强度和频率都相同的两束紫外线分别照射到两种不同金属的表面上，均可发生光电效应，则下列说法中错误的是（）A、两束紫外线光子总能量相同B、从不同的金属表面逸出的光电子的最大初动能相同C、在单位时间内从不同的金属表面逸出的光电子数相同D、从不同的金属表面逸出的光电子的最大初动能不同8.在杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是（）A、若将其中一缝挡住，则屏上条纹不变，只是亮度减半B、若将其中一缝挡住，则屏上无条纹出现C、若将下方的缝挡住，则中央亮度的位置将下移D、分别用红蓝滤光片挡住，屏上观察不到条纹9.一束白光斜射水面而进入水中传播时，关于红光和紫光的说法正确的是（）A、在水中的传播速度红光比紫光大B、红光折射角小，紫光折射角大C、红光波长比紫光波长小D、红光频率比紫光频率变化大10.在α粒子散射实验中，当α粒子最接近原子核时，下列说法中错误．．的是（）①α粒子的电势能最小②α粒子的动能最小③α粒子的动量最小④α粒子受到的斥力最小A、①②B、②③C、③④D、①④11.按照玻尔理论，氢原子从能级A跃迁到能级B时，释放频率为ν1的光子；氢原子从能级B跃迁到C时，吸收频率为ν2的光子，已知ν1＞ν2，则氢原子从能级C跃迁到能级A时，将（）A、吸收频率为ν2－ν1的光子B、吸收频率为ν2＋ν1的光子C、吸收频率为ν1－ν2的光子D、释放频率为ν2＋ν1的光子12.一个原子核经历了2次α衰变，6次β衰变，在这过程中，它的电荷数、质量数、中子数、质子数的变化情况是（）A、电荷数减少4，质量数减少2B、电荷数增加2，质量数减少8C、质量数增加2，中子数减少10D、质子数增加6，中子数减少413.关于α、β、γ射线，下列说法正确的（）A、α、β、γ三种射线是波长不同的电磁波B、按电量由大到小排列的顺序是α、γ、βC、按电离作用由强到弱排列的顺序是α、β、γD、按穿透作用由强到弱排列的顺序是α、β、γ14.关于原子能量和原子核能量的变化，下列说法中正确的是（）A、原子辐射出光子时，原子从低能级跃迁到高能级B、原子电离时，原子能量要减小C、原子核辐射出γ射线时，原子核能量要减小D、核子结合成原子核过程中，要吸收能量15.入射光照射到某金属表面上能发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么（）A、从光照到金属表面到发射出光电子的时间间隔将明显增加B、逸出的光电子的最大初动能将减少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16.下列核反应中，表示核聚变过程的是（）A、ePP0130143015-+→B、nHeHH1423121+→+C、eNC01147146-+→D、HeThU422349023892+→17.设氢核、中子、氘核的质量分别为M1、M2、M3，当核子结合成氘核时，所释放的能量(c 是真空中的光速) （）A、(M1－M2－M3)ｃ2B、（M3－M1－M2）ｃ2C、（M1＋M2＋M3）ｃ2D、（M1＋M2－M3）ｃ218.一个氘核和一个氚核结合成一个氦核的过程中释放出的能量是△E.已知阿伏伽德罗常数为NＡ，则2ｇ氘和3g氚完全结合成氦的过程中释放出的能量为（）A、 2NＡ△EB、NＡ△EC、 5NＡ△ED、 5△E／NＡ二、填空题19.有一小电珠，功率为P，均匀地向周围空间辐射平均波长为λ的光波，则在以小电珠为圆心，r为半径的球面上，每秒通过单位面积的光能为__________，每秒通过面积S的光子数为____________________．(普朗克常量为h，光在真空中的速度为c)20.光在第Ⅰ、第Ⅱ两种介质中传播的速度分别为v 1、v 2，若v 1＞v 2，则光从 介质射向 介质时，无论入射角多大都不会发生全反射．21.用三棱镜做测定玻璃的折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针Ｐ1和Ｐ2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使Ｐ1的像被Ｐ2挡住；接着在眼睛所在的一侧插上两枚大头针Ｐ3、Ｐ4，使Ｐ3挡住P 1、P 2的像，P 4挡住P 3和P 1、P 2的像，在纸上已标明大头针的位置和三棱镜的轮廓(1)在本题的图上画出所需的光路． (2)为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是 和 ，在图上标出它们．(3)计算折射率的公式ｎ＝___ _____． 22.U 23292(原子量为232.0372u)衰变为Th 22890（原子量为228.0287u ）时，释放出一个α粒子(He 42的原子量为4.0026u)，则在衰变过程中释放出的能量为 J ． 23.一个α粒子击中一个硼核(B 115)，生成碳核(C 146)和另一个粒子，在这个核反应中还释放出0.75×106eV 的能量．则这个核反应方程是 ． 24.已知氢原子的基态能量是E 1＝－13.6ｅＶ， 如果氢原子吸收 ｅＶ的能 量，它可由基态跃迁到第二能级． 25.完成下列核反应方程，并说明其反应类型：23592Ｕ＋10ｎ→13954Ｘe ＋9538Ｓr ＋ ，属 反应；22286Ｒｎ→21884Ｐo ＋___________，属 反应．26.用中子轰击铝27，产生钠24.这个核反应方程是 ，钠24是具有放射性的，衰变后变成镁24，这个核反应方程是 ． 一、计算题27.在水平地面上有一点光源S ，被不透明的罩遮住，在罩的正上方开一小孔，一束光经过小孔竖直照到距地面高度为3m 的水平放置的平面镜上，如图所示，若平面镜突然开始绕水平轴O 顺时针转动，在0.1ｓ内转过π／6的角，那么由镜面反射到水平地面上的光斑在这0.1ｓ内沿水平地面移动的平均速度?28.有一折射率为n ，厚度为d 的玻璃平板上方的空气中有一点光源S ，从S 发出的光线SA 以角度θ入射到玻璃板上表面，经玻璃板后从下表面射出，如图所示，若沿此传播的光，从光源到玻璃板上表面的传播时间与在玻璃中传播的时间相等，点光源S 到玻璃上表面的垂直距离L 应是多少?29.为了测定水的折射率，某同学将一个高32cm，底面直径24cm的圆筒内注满水，如图所示，这时从P点恰能看到筒底的A点．把水倒掉后仍放在原处，这时再从P点观察只能看到B点，B点和C点的距离为18cm．由以上数据计算得水的折射率为多少?30.已知一个铍核94Be和一个α粒子结合成一个碳核126Ｃ，并放出5.6MeＶ能量．（1）写出核反应方程；（2）若铍核和α粒子共有130ｇ，刚好完全反应，那么共放出多少焦的能量?阿伏伽德罗常数NＡ＝6.02×1023mol－1)（3）质量亏损共多少千克? 31.秦山核电站的功率为3.0×105kW，如果1g 轴235完全裂变时产生的能量为8.2×1010Ｊ，并且假定所产生的能量都变成了电能，那么每年要消耗多少铀235?(一年按365天计算．)32．供给白炽灯的能量只有5%用来发出可见光，功率为100W的白炽灯，每秒钟发出多少个平均波长为6×10－7ｍ的光子.（普朗克恒量h ＝6.63×10－34J·ｓ，光速ｃ＝3.0×108m／s）第十三单元 光学 原子物理1、A2、B3、C4、B5、B6、A7、B8、D9、A 10、D 11、C 12、B 13、C 14、C 15、C 16、B 17、D 18、B 19、P ／4πr 2；PS λ／4πr 2h ｃ 20、Ⅰ Ⅱ 21、(1)略；(2)入射角ｉ，折射角ｒ 22、8.8×10-1323、42Ｈｅ＋115Ｂ→146Ｃ＋11Ｈ＋γ 24、10.2 25、210ｎ；裂变；42He ；α衰变 26、2713Al ＋10ｎ→2411Na ＋42Ｈe ；2411Na →2412Mg ＋01-ｅ27、303m ／s28、θθ222sin cos -n dn 29、1.33 30、(1)94Be ＋42He →126Ｃ＋10ｎ＋5.6MeV （2）△E ＝5.4×1012Ｊ（3）△ｍ＝6×10－5kg 31、115kg 32、1.5×1019个。
2020学年人教版物理第十三章内能单元复习测试(含答案)
物理第十三章内能单元复习测试一、选择题1、“南国汤沟酒，开坛香十里”这句话说明了（）A．分子是由原子构成的B．分子在不断运动C．分子间有间隙D．分子能保持物质的化学性质2、下列实例中，通过做功方式改变物体内能的是（）A．阳光晒热棉被B．锯木头时锯条变热C．用热水袋取暖D．冷气使房间温度降低3、下列关于热现象说法正确的是（）A. 冰在熔化过程中温度不变，内能不变B. 现代火箭用液态氢作燃料，是因为氢的比热容大C. 高压锅是利用增大锅内气压来降低液体沸点工作的D. 打气筒在打气时，筒壁发热主要是通过做功改变了内能4、烈日炎炎的夏季，白天海滩上的沙子热得烫脚，海水却很凉爽；傍晚，沙子很凉了，但海水却仍然暖暖的．同样的日照条件下，沙子和海水的温度不一样的原因是（）A．沙子的密度比海水的密度大B．沙子的比热容比海水的比热容大C．沙子的比热容比海水的比热容小D．沙子的质量比海水的质量小5．水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，冰的比热容是2.1×103 J/(kg·℃)，则1 kg水与2 kg冰的比热容之比为（）A．1∶1B．1∶2C．2∶1D．无法确定6．一个物体的内能增加了，表明（）A．该物体一定做了功B．该物体一定吸收了热量C．该物体的机械能增加了D．可能是外界对该物体做了功，也可能是该物体吸收了热量7.常消毒、勤洗手、戴口罩、测体温，是防疫新冠肺炎的有效措施。
下列相关解释正确的是（）A. 喷洒消毒液后，湿润的地面一会儿就干燥了，是因为消毒液发生了升华现象B. 天气越热，喷洒过消毒液的地面干燥得越快，说明液体蒸发快慢与温度有关C. 喷洒过消毒液的房间充满消毒液的气味，说明分子间存在引力D. 额温枪是利用超声波测量人的体温8、下图是古人锻造铁器的过程，关于改变物体内能的方式，下列说法中正确的是（）A．加热和锻打属于热传递，淬火属于做功B．加热属于热传递，锻打和淬火属于做功C．加热和淬火属于热传递，锻打属于做功D．加热和淬火属于做功，锻打属于热传递9、小明用煤气灶烧水时,进行了如下思考,正确的是（）A.加热过程中水的比热容变小B.加热过程中水的比热容变大C.壶内水温度升高的过程中内能增大D.水沸腾过程中吸收热量,温度不断升高10、关于同一种物质的比热容c，下列说法正确的是（）A．若吸收的热量增大一倍，则比热容增大一倍B．若质量增大一倍，则比热容减至一半C．若加热前后的温度差增大一倍，则比热容增大一倍D．无论质量多大，比热容都一样11．质量相等、初温相同的铜块和水放出相同的热量后，(c铜＜c水)再把铜块放入水中，它们之间（）A．不发生热传递B．热量由水传给铜C．温度由铜传给水D．热量由铜传给水12、两个相同的烧杯里分别盛有质量和初温均相同的A、B两种液体，用两个相同的酒精灯火焰分别对这两个烧杯同时进行加热(液体均未沸腾)，液体的温度随加热时间变化的图象如图所示，下列说法正确的是（）A．A液体的比热容是B液体的两倍B．B液体的比热容是A液体的两倍C．10 min末A液体比B液体吸收的热量多D．20 min末B液体比A液体温度高二、填空题13、写出下列现象中改变物体内能的方法．(1)给自行车打气时，气筒变热：________；(2)古人用“钻木取火”的方法生火：________；(3)热鸡蛋放冷水中变凉：________；(4)一盆冷水放在太阳下晒热：________；(5)搓手感到手变热：________；(6)冬天往手上呵气，感到手变暖和：________；14．冰在熔化过程中，________热量，温度________(选填“升高”“降低”或“不变”)，内能________(选填“变大”“变小”或“不变”)．15、一种学生饮用奶，在饮用前加热的过程中，温度升高，内能(选填“增大”或“减小”);若其中奶的质量为0.25kg,奶的比热容是4.0x103J/ (kg·℃)，当把它从10°C加热到40°C需要吸收J的热量。
2020届人教版高三物理一轮复习测试专题《原子物理和动量》
2020届人教版高三物理一轮复习测试专题《原子物理和动量》一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)1.一中子与一质量数为A(A＞1)的原子核发生弹性正碰。
若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为( )A．B．C．D．2.下列说法正确的是（）A．核反应U+n→X+Sr +n是核聚变反应，反应过程中会释放能量B．天然放射现象与原子核内部变化有关C．用比值法定义物理量是物理学研究常用的方法。
其中a＝，I＝，B＝都属于比值定义式D．千克，库仑，米属于国际制单位中的基本物理量单位3.右图是核反应堆的示意图，对于核反应堆的认识，下列说法正确的是A．铀棒是核燃料，核心物质是铀238B．石墨起到吸收中子的作用C．镉棒起到使中子减速的作用D．水泥防护层的作用是为了阻隔γ射线，避免放射性危害4.碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有（）A．m/4B．m/8C．m/16D．m/325.下列说法中正确的是( )A．为了解释光电效应规律，爱因斯坦提出了光子说B．在完成a粒子散射实验后，卢瑟福提出了原子的能级结构C．玛丽·居里首先发现了放射现象D．在原子核人工转变的实验中，查德威克发现了质子6.如图所示，在光滑的水平面上放有一物体M，物体上有一光滑的半圆弧轨道，轨道半径为R，最低点为C，两端A，B等高，现让小滑块m从A点静止下滑，在此后的过程中，则（）A．M和m组成的系统机械能守恒，动量守恒B．M和m组成的系统机械能守恒，动量不守恒C．m从A到C的过程中M向左运动，m从C到B的过程中M向右运动D．m从A到B的过程中，M运动的位移为7.质子，中子和氘核的质量分别为m1，m2和m3.当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是（c表示真空中的光速）（）A． (m1+m2-m3)cB． (m1-m2-m3)cC． (m1+m2-m3)c2D．（m1-m2-m3)c28.右端带有1/4光滑圆弧轨道质量为M的小车静置于光滑水平面上，如图所示．一质量为m的小球以速度v0水平冲上小车，关于小球此后的运动情况，以下说法正确的是（）A．小球可能从圆弧轨道上端抛出而不再回到小车B．小球不可能离开小车水平向左做平抛运动C．小球不可能离开小车做自由落体运动D．小球可能离开小车水平向右做平抛运动9.已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.44×1011Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的（）A．波长B．频率C．能量D．动量10.下列关于原子和原子核的说法正确的是（）A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B．玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固11.由核反应产生，且属于电磁波的射线是（）A．阴极射线B． X射线C．α射线D．γ射线12.质量为的物块甲以的速度在光滑水平面上运动，有一轻弹簧固定其上，另一质量也为的物体乙以的速度与甲相向运动，如图所示。
北京海淀区高三物理 第十三章原子和原子核复习总测试
第十三章原子和原子核第一节原子结构1．处于第四能级的氢原子跃迁基态的过程中，可能发出的不同光的种数有( )A．一种B．三种C．四种D．六种2．下列关于光谱的说法正确的是( )A．炽热固体、液体和高压气体发出的光谱是连续光谱B．各种原子的线状谱中的明线和它的吸收光谱中的暗线必定一一对应C．气体发出的光只能产生线状光谱D．甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质的吸收光谱3．在α 粒子散射实验中，当α 粒子最接近金原子核时，α 粒子符合下列的( )A．动能最小B．电势能最小C．α 粒子与金原子核组成的系统能量最小D．所受金原子核的斥力最大4．氢原子从能级A跃迁到能级B吸收频率为v1的光子，从能级A跃迁到能级C释放频率为v2的光子，若v2＞v1，则当它从能级B跃迁到能级C时，将( )A．放出频率为v2－v1的光子B．放出频率为v2＋v1的光子C．吸收频率为v2－v1的光子D．吸收频率为v2＋v1的光子5．欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是( )A．用10.2eV的光子照射B．用11eV的光子照射C．用14eV的光子照射D．用13eV的电子碰撞6．处于基态的氢原子在某单色光照射下，只能发出频率分别为v1、v2、v3的三种光，且v1＜v2＜v3，则该照射光的光子能量为( )A．hv1B．hv2C．hv3D．h(v1＋v2＋v3)7．光的发射和吸收过程是( )A．原子从基态跃迁到激发态要放出光子，放出的光子的能量等于原子在初、末两个能级的能量差B．原子不可能从低能级跃迁到高能级C．原子吸收光子后从低能级向高能级跃迁，放出光子后从高能级向低能级跃迁D．只要原子吸收了光子就一定是从高能级跃迁到了低能级8．氢原子从能量为E1的较高能级跃迁到能量为E2的较低能级，真空中光速为c，则( ) A．吸收的光子的波长为B．吸收的光子的波长为C．辐射的光子的波长为D．辐射的光子的波长为9．已知氦离子He＋能级E n与量子数n的关系和氢原子能级公式类似，处于基态的氦离子He＋的电离能为E＝54.4eV。
2019-2020年高考物理一轮复习 第13章 第2单元 原子结构 原子核练习
2019-2020年高考物理一轮复习第13章第2单元原子结构原子核练习题号12345678910111213答案答案：C5．下列说法正确的是()A．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律B．α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流C．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D．发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关解析：原子核发生衰变时遵守电荷数守恒和质量数守恒，而不是电荷守恒和质量守恒，A错误；三种射线中，α、β射线为高速运动的带电粒子流，而γ射线为光子流，B错误；氢原子从激发态向基态跃迁时，只能辐射与能级差相对应的特定频率的光子，C正确，发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光的频率有关，D错误．答案：C6．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：92235U＋01n→a＋b ＋201n，则a＋b可能是()A. 54140Xe＋3693KrB. 56141Ba＋3692KrC. 56141Ba＋3893SrD. 54140Xe＋3894Sr解析：本题主要考查核反应方程中的质量数和电荷数守恒．题目的核反应方程中左边的质量数为236，电荷数为92；A项代入右边后，质量数为235，电荷数为90，选项A错误；B项代入后，质量数为235，电荷数为92，选项B错误；C项代入后，质量数为236，电荷数为94，选项C错误；D项代入后，质量数为236，电荷数为92，选项D正确．答案：D二、双项选择题7．氢原子能级如图，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是()A．氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nmB．用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2能级C．一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D．用波长为633 nm的光照射，不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级解析：由于n＝3与n＝2间的能量差为－1.51－(－3.4)＝1.89 eV，而n＝1与n＝2间的能量差为－3.4－(－13.6)＝10.2 eV，根据ΔE＝hν＝h cλ可知，氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时辐射的波长λ＝121.6 nm小于656 nm，A错误；同样从n＝1跃迁到n＝2能级需要的光子的波长也恰好为121.6 nm，B错误；一群处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时可能会出现3种可能，因此会放出3种不同频率的光子，C正确；电子发生跃迁时，吸收或放出的能量一定等于这两个能级间的能量差，为一特定值，大于或小于这个特定的值都不能使之发生跃迁．因此D正确．答案：CD8．下列说法正确的是()A．玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立B．可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施C．天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转D．观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同解析：原子的核式结构模型源于卢瑟福的α粒子散射实验，故选项A错误；紫外线可使荧光物质发光，此现象广泛应用于人民币等防伪措施，所以选项B正确；天然放射现象中的γ射线是电磁波，不会在电磁场中偏转，故选项C错误；由多普勒效应可知，观察者与波源靠近或远离时，观察到的波的频率相对于波源会增大或减小，所以选项D正确．答案：BD9．铀核裂变是核电站核能的重要来源，其中一种裂变反应式是92235U＋01n→68144Ba＋3689Kr＋301n.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控制D．铀核的半衰期会受到环境温度的影响解析：由核反应方程知有中子生成，A正确；铀块体积和铀块纯度对链式反应的发生都有重要影响，B错误，核反应堆的铀核链式反应的速度可人工控制，C正确；放射性元素的半衰期由核本身的因素决定，与环境温度无关，D错误．答案：AC10．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．13H＋12H→24He＋01n是核聚变反应B．13H＋12H→24He＋01n是β衰变C. 92235U＋01n→54140Xe＋3894Sr＋201n是核裂变反应D. 92235U＋01n→54140Xe＋3894Sr＋201n是α衰变解析：A、B选项均为核聚变反应；C、D选项均为核裂变反应．正确选项为A、C.答案：AC11．下列说法正确的是()A．对黑体辐射的研究表明：随着温度的升高，辐射强度的最大值向波长较长的方向移动B．电子的衍射图样表明实物粒子也具有波动性C．β射线是原子核外电子高速运动形成的D．氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级和从n＝2能级跃迁到n＝1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的短解析：在黑体辐射中，随着温度的升高，辐射强度的最大值向波长较短的方向移动．故A错误；电子束通过铝箔形成的衍射图样证实了实物粒子的波动性，故B正确；β衰变中产生的β射线实际上是原子核中的中子转变成质子，而放出电子，故C错误；氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级放出的光子能量比从n＝2能级跃迁到n＝1能级大，所以前者跃迁辐射出的光子波长比后者的短，故D正确．答案：BD12．下列说法正确的是()A．汤姆生发现了电子，表明原子具有核式结构B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，若用波长更长的光照射到该金属上一定不能发生光电效应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，原子总能量增加解析：汤姆生发现了电子，表明原子是可以再分的，选项A错误；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变反应，选项B错误；一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，说明该光的波长太长，频率太低，若换用波长更长的光照射到该金属上一定不能发生光电效应，选项C正确；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，电子的轨道半径增大，电场力对其做负功，电子的动能减小，电势能增大，原子总能量增加，选项D正确．答案：CD13．以下说法正确的是()A．卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为24He＋714N→817O＋11HB．铀核裂变的核反应是92235U→56141Ba＋3692Kr＋201nC．质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是：(m1＋m2－m3)c2D．原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长λ2的光子，已知λ1>λ2.那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收波长为的光子解析：卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为24He＋714N→817O＋11H，选项A正确；铀核裂变的核反应需要中子轰击铀核，选项B错误；选项C中，释放的能量应为(2m1－2m2－m3)c2，选项C错误；设原子的a、b、c三能级的能量分别为E1、E2、E3，则E1－E2＝hcλ1，E 3－E 2＝hcλ2，E 3－E 1＝hcλ，可得λ＝λ1λ2λ1－λ2，选项D 正确． 答案：AD三、非选择题14．1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子．科学研究表明其核反应过程是：α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核，复核发生衰变放出质子，变成氧核．设α粒子质量为m 1，初速度为v 0，氮核质量为m 2，质子质量为m 0，氧核的质量为m 3，不考虑相对论效应．(1)写出卢瑟福发现质子的核反应方程．(2)α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间，复核的速度为多大？ (3)求此过程中释放的核能．解析：(1)24He ＋ 714N →11H ＋ 817O.(2)设复核的速度为v ，由动量守恒定律得：m 1v 0＝(m 1＋m 2)v ，解得：v ＝m 1v 0m 1＋m 2.(3)核反应过程中的质量亏损Δm ＝m 1＋m 2－m 0－m 3，反应过程中释放的核能ΔE ＝Δm ·c 2＝(m 1＋m 2－m 0－m 3)c 2.答案：(1)24He ＋ 714N →11H ＋ 817O (2)v ＝m 1v 0m 1＋m 2(3)(m 1＋m 2－m 0－m 3)c 215．一静止的质量为M 的铀核( 92238U )发生α衰变转变成钍核(Th )，放出的α粒子速度为v 0、质量为m.假设铀核发生衰变时，释放的能量全部转化为α粒子和钍核的动能．(1)写出衰变方程；(2)求出衰变过程中释放的核能．解析：(1)根据质量数守恒和电荷数守恒，计算出钍核的电荷数为92－2＝90，质量数为238－4＝234，所以衰变方程为： 92238U → 90234Th ＋24He.(2)设钍核的反冲速度大小为v ，由动量守恒定律得：0＝mv 0－(M －m )v ，可得v ＝mv 0M －m ，ΔE ＝12mv 02＋12(M －m )v 2，可得ΔE ＝Mmv 022（M －m ）.答案：(1) 92238U → 90234Th ＋24He(2)ΔE ＝Mmv 022（M －m ）.。
高考物理一轮复习讲练测(全国通用)13.2原子结构原子核(讲)(原卷版+解析)
第十三章近代物理【网络构建】专题13.2 原子结构原子核【网络构建】考点一原子的核式结构玻尔理论1．α粒子散射实验(1)α粒子散射实验装置(2)α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子穿过金箔后发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被“撞了回来”．2．原子的核式结构模型(1)α粒子散射实验结果分析①核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变．①汤姆孙模型不能解释α粒子的大角度散射．①绝大多数α粒子沿直线穿过金箔，说明原子中绝大部分是空的；少数α粒子发生较大角度偏转，反映了原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷；极少数α粒子甚至被“撞了回来”，反映了个别α粒子正对着质量比α粒子大得多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用．(2)核式结构模型的局限性卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释α粒子散射实验现象，但不能解释原子光谱是特征光谱和原子的稳定性．3．对氢原子能级图的理解(1)能级图如图所示(2)氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式：E n＝1n2E1(n＝1，2，3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV.①氢原子的半径公式：r n＝n2r1(n＝1，2，3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m.(3)能级图中相关量意义的说明．4.两类能级跃迁(1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子． 光子的频率ν＝ΔE h ＝E 高－E 低h.(2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量．①光照(吸收光子)：吸收光子的全部能量，光子的能量必须恰等于能级差hν＝ΔE .①碰撞、加热等：可以吸收实物粒子的部分能量，只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E 外≥ΔE . ①大于电离能的光子被吸收，将原子电离．考点二 氢原子的能量及变化规律氢原子跃迁时电子动能、电势能与原子能量的变化规律1．原子能量变化规律：E n ＝E k n ＋E p n ＝E 1n 2，随n 增大而增大，随n 的减小而减小，其中E 1＝－13.6 eV .2．电子动能变化规律(1)从公式上判断电子绕氢原子核运动时静电力提供向心力即k e 2r 2＝m v 2r ，所以E k ＝ke 22r ，随r 增大而减小．(2)从库仑力做功上判断，当轨道半径增大时，库仑引力做负功，故电子动能减小．反之，当轨道半径减小时，库仑引力做正功，故电子的动能增大． 3．原子的电势能的变化规律(1)通过库仑力做功判断，当轨道半径增大时，库仑引力做负功，原子的电势能增大．反之，当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能减小．(2)利用原子能量公式E n ＝E k n ＋E p n 判断，当轨道半径增大时，原子能量增大，电子动能减小，故原子的电势能增大．反之，当轨道半径减小时，原子能量减小，电子动能增大，故原子的电势能减小．考点三 原子核的衰变、半衰期1．衰变规律及实质 (1)α衰变和β衰变的比较电荷数守恒、质量数守恒2．三种射线的成分和性质 半衰期的公式：N 余＝N 原⎝⎛⎭⎫12t /τ，m 余＝m 原⎝⎛⎭⎫12t /τ.式中N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t 表示衰变时间，τ表示半衰期．考点四 核反应类型与核反应方程1．核反应的四种类型2.核反应方程式的书写(1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础．如质子(11H)、中子(10n)、α粒子(42He)、β粒子(0－1e)、正电子(01e)、氘核(21H)、氚核(31H)等．(2)掌握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向．(3)核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒．考点五核能的计算1．应用质能方程解题的流程图(1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．2．根据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子的比结合能×核子数．3.核能释放的两种途径的理解(1)使较重的核分裂成中等大小的核．(2)较小的核结合成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，都可以释放能量．高频考点一原子的核式结构玻尔理论例1、如图是氢原子的能级示意图．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；从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出光子b.以下判断正确的是()A．在真空中光子a的波长大于光子b的波长B．光子b可使氢原子从基态跃迁到激发态C．光子a可能使处于n＝4能级的氢原子电离D．大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射2种不同谱线【变式训练】如图所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况．下列说法正确的是()A．在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多B．在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光C．卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似D．α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子后产生的反弹高频考点二氢原子的能量及变化规律例2、如图所示为氢原子的能级图，图中a、b、c、d对应氢原子的四次跃迁，已知可见光光子的能量范围为1.61～3.10 eV，关于四次跃迁，下列说法正确的是()A．经历a跃迁，氢原子吸收的光子能量为0.66 eVB．经历b跃迁，氢原子的轨道半径增大，原子核外电子的动能增大C．经历c跃迁，氢原子放出的光子是可见光光子D．经历d跃迁后，再用可见光照射跃迁后的氢原子，可使氢原子发生电离【变式训练】氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，下述说明正确的是()A ．电子旋转半径减小B ．氢原子能量增大C ．氢原子电势能增大D ．核外电子速率增大高频考点三 原子核的衰变、半衰期例3、国产科幻大片《流浪地球》讲述了太阳即将在未来出现“核燃烧”现象，从而导致人类无法生存，决定移民到半人马座比邻星的故事．据科学家论证，太阳向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，当太阳内部达到一定温度时，会发生“核燃烧”，其中“核燃烧”的核反应方程为42He ＋X→84Be ＋ν，方程中X 表示某种粒子，84Be 是不稳定的粒子，其半衰期为T ，则下列说法正确的是( ) A ．X 粒子是42HeB ．若使84Be 的温度降低，其半衰期会减小C ．经过2T ，一定质量的84Be 占开始时的18 D ．“核燃烧”的核反应是裂变反应【变式训练】如图，匀强磁场中的O 点有一静止的原子核234 90Th 发生了某种衰变，衰变方程为234 90Th→A Z Y ＋0－1e ，反应生成的粒子 0－1e 的速度方向垂直于磁场方向．关于该衰变，下列说法正确的是( )A.234 90Th 发生的是α衰变 B.234 90Th 发生的是β衰变 C ．A ＝234，Z ＝91D ．新核A Z Y 和粒子 0－1e 在磁场中的轨迹外切于O 点高频考点四 核反应类型与核反应方程例4、1956年，李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用半衰期为5.27年的6027Co 放射源进行了实验验证，次年李、杨二人获得诺贝尔物理学奖.6027Co 的衰变方程式是：6027Co→A Z Ni ＋ 0－1e ＋νe (其中νe 是反中微子，它的电荷为零，静止质量可认为是零)，衰变前6027Co 核静止，根据云室照片可以看到衰变产物A Z Ni 和 0－1e 不在同一条直线上的事实．根据这些信息可以判断( ) A.A Z Ni 的核子数A 是60，核电荷数Z 是28 B. 此核反应为α衰变C.A Z Ni 与 0－1e 的动量之和不可能等于零 D ．衰变过程动量不守恒【变式训练】下列核反应属于人工转变的是( )A.234 90Th→234 91Pa ＋ 0－1eB.42He ＋94Be→12 6C ＋10nC.235 92U ＋10n→136 54Xe ＋9038Sr ＋1010nD.21H ＋31H→42He ＋10n高频考点五 核能的计算例5、两个氘核以相等的动能E k 对心碰撞发生核聚变，核反应方程为21H ＋21H→32He ＋10n ，其中氘核的质量为m 1，氦核的质量为m 2，中子的质量为m 3.假设核反应释放的核能E 全部转化为动能，下列说法正确的是( )A ．核反应后氮核与中子的动量相同B ．该核反应释放的能量为E ＝(2m 1－m 2－m 3)c 2C ．核反应后氮核的动能为E ＋2E k4D ．核反应后中子的动能为E ＋E k4【变式训练】轻核聚变的一个核反应方程为：21H ＋31H→42He ＋X.若已知21H 的质量为m 1，31H 的质量为m 2，42He 的质量为m 3，X 的质量为m 4，则下列说法中正确的是( )A.21H 和31H 在常温下就能够发生聚变B ．X 是质子C ．这个反应释放的核能为ΔE ＝(m 1＋m 2－m 3－m 4)c 2D ．我国大亚湾核电站是利用轻核的聚变释放的能量来发电的第十三章近代物理【网络构建】专题13.2 原子结构原子核【网络构建】考点一原子的核式结构玻尔理论1．α粒子散射实验(1)α粒子散射实验装置(2)α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子穿过金箔后发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被“撞了回来”．2．原子的核式结构模型(1)α粒子散射实验结果分析①核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变．①汤姆孙模型不能解释α粒子的大角度散射．①绝大多数α粒子沿直线穿过金箔，说明原子中绝大部分是空的；少数α粒子发生较大角度偏转，反映了原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷；极少数α粒子甚至被“撞了回来”，反映了个别α粒子正对着质量比α粒子大得多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用．(2)核式结构模型的局限性卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释α粒子散射实验现象，但不能解释原子光谱是特征光谱和原子的稳定性．3．对氢原子能级图的理解(1)能级图如图所示(2)氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式：E n＝1n2E1(n＝1，2，3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6eV.①氢原子的半径公式：r n＝n2r1(n＝1，2，3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m.(3)能级图中相关量意义的说明．(1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子． 光子的频率ν＝ΔE h ＝E 高－E 低h.(2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量．①光照(吸收光子)：吸收光子的全部能量，光子的能量必须恰等于能级差hν＝ΔE .①碰撞、加热等：可以吸收实物粒子的部分能量，只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E 外≥ΔE .①大于电离能的光子被吸收，将原子电离．考点二 氢原子的能量及变化规律氢原子跃迁时电子动能、电势能与原子能量的变化规律1．原子能量变化规律：E n ＝E k n ＋E p n ＝E 1n 2，随n 增大而增大，随n 的减小而减小，其中E 1＝－13.6 eV.2．电子动能变化规律(1)从公式上判断电子绕氢原子核运动时静电力提供向心力即k e 2r 2＝m v 2r ，所以E k ＝ke 22r ，随r增大而减小．(2)从库仑力做功上判断，当轨道半径增大时，库仑引力做负功，故电子动能减小．反之，当轨道半径减小时，库仑引力做正功，故电子的动能增大． 3．原子的电势能的变化规律(1)通过库仑力做功判断，当轨道半径增大时，库仑引力做负功，原子的电势能增大．反之，当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能减小．(2)利用原子能量公式E n ＝E k n ＋E p n 判断，当轨道半径增大时，原子能量增大，电子动能减小，故原子的电势能增大．反之，当轨道半径减小时，原子能量减小，电子动能增大，故原子的电势能减小．考点三 原子核的衰变、半衰期1．衰变规律及实质 (1)α衰变和β衰变的比较电荷数守恒、质量数守恒2．三种射线的成分和性质 半衰期的公式：N 余＝N 原⎝⎛⎭⎫12t /τ，m 余＝m 原⎝⎛⎭⎫12t /τ.式中N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t 表示衰变时间，τ表示半衰期．考点四 核反应类型与核反应方程1．核反应的四种类型(1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础．如质子(11H)、中子(10n)、α粒子(42He)、β粒子(0－1e)、正电子(01e)、氘核(21H)、氚核(31H)等．(2)掌握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向．(3)核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒．考点五核能的计算1．应用质能方程解题的流程图(1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．2．根据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子的比结合能×核子数．3.核能释放的两种途径的理解(1)使较重的核分裂成中等大小的核．(2)较小的核结合成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，都可以释放能量．高频考点一原子的核式结构玻尔理论例1、如图是氢原子的能级示意图．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；从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出光子b.以下判断正确的是()B．在真空中光子a的波长大于光子b的波长B．光子b可使氢原子从基态跃迁到激发态C．光子a可能使处于n＝4能级的氢原子电离D．大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射2种不同谱线答案:A解析：氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级的能级差小于从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时的能级差，根据E m－E n＝hν知，光子a的能量小于光子b的能量，所以a光的频率小于b光的频率，光子a的波长大于光子b的波长，故A正确；光子b的能量小于基态与任一激发态的能级差，所以不能被基态的原子吸收，故B错误；根据E m－E n＝hν可求光子a的能量小于n＝4能级的电离能，所以不能使处于n＝4能级的氢原子电离，C错误；大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射3种不同谱线，故D错误．【变式训练】如图所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况．下列说法正确的是()A．在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多B．在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光C．卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似D．α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子后产生的反弹答案:C解析：：.放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数应最多，说明大多数射线基本不偏折，可知金箔原子内部很空旷，故A错误；放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少，说明较少射线发生偏折，可知原子内部带正电的体积小，故B错误；选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似，故C正确；α粒子发生散射的主要原因是α粒子受到金原子库仑力作用，且金原子质量较大，从而出现的反弹，故D 错误．高频考点二氢原子的能量及变化规律例2、如图所示为氢原子的能级图，图中a、b、c、d对应氢原子的四次跃迁，已知可见光光子的能量范围为1.61～3.10 eV，关于四次跃迁，下列说法正确的是()A ．经历a 跃迁，氢原子吸收的光子能量为0.66 eVB ．经历b 跃迁，氢原子的轨道半径增大，原子核外电子的动能增大C ．经历c 跃迁，氢原子放出的光子是可见光光子D ．经历d 跃迁后，再用可见光照射跃迁后的氢原子，可使氢原子发生电离 答案: D解析： 经历a 跃迁，氢原子从高能级向低能级跃迁时辐射出的光子的能量为0.66 eV ，选项A 错误；经历b 跃迁，氢原子吸收能量，轨道半径增大，但核外电子的动能会减小，选项B 错误；经历c 跃迁，氢原子辐射出的光子的能量为0.97 eV ，则该光子不是可见光光子，选项C 错误；经历d 跃迁后，跃迁后的氢原子的电离能为1.51 eV ，因此用可见光光子照射可使其电离，选项D 正确。
备考高考物理一轮复习 单元训练金卷 第十三单元 原子物理B卷
顺抚市成风阳光实验学校第十三单元考前须知：1．2．选择题的作答：每题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、 (此题共13小题，每题4分，共52分。
在每题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～13题有多项符合题目要求。
选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 1．如下图是原子物理史上几个著名的，关于这些，以下说法错误的选项是( )A．图1：卢瑟福通过α粒子散射提出了原子的核式结构模型B．图2：放射线在垂直纸面向外的磁场中偏转，可知射线甲带负电C．图3：电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关D．图4：链式反属于核裂变，铀核的一种裂变方式为235 92U＋10n→144 56 Ba＋8936Kr＋310n2．(2021∙I卷)氢原子能级示意图如下图，光子能量在1.63 eV～0 eV的光为可见光。
要使处于基态〔n＝1〕的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少给氢原子提供的能量为( )A．12.09 eV B．10.20 eVC．9 eV D．l eV3．以下说法正确的选项是( )A．光电验中，光电流的大小与入射光的强弱无关B．卢瑟福发现了电子，在原子结构研究方面做出了的奉献C．大量处于n＝3能级的氢原子在自发跃迁时，会发出3种不同频率的光D．由玻尔的原子模型可以推知，氢原子所处的能级越高，其核外电子的动能越大4．如图甲所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图象〔直线与横轴的交点的横坐标为9，与纵轴的交点的纵坐标为0.5〕，如图乙所示是氢原子的能级图，以下说法不正确的选项是( )A ．该金属的极限频率为9×1014Hz B ．根据该图象能求出普朗克常量 C ．该金属的逸出功为0.5 eVD ．用n =3能级的氢原子跃迁到n =2能级时所辐射的光照射该金属能使该金属发生光电效5．如下图，N 为铝板，M 为金属，它们分别和电池两极相连，各电池的极性和电动势在图中标出，铝的逸出功为 eV 。
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(1)能否使静止氢原子发生能级跃迁？(氢原子能级图如图所示)
(2)若上述碰撞中可以使静止氢原子发生电离，则运动氢原子的初动能至少为多少？
A．12.09 eV B．10.20 eV
C．1.89 eVD．1.5l eV
3．下列说法正确的是()
A．光电效应实验中，光电流的大小与入射光的强弱无关
B．卢瑟福发现了电子，在原子结构研究方面做出了卓越的贡献
C．大量处于n＝3能级的氢原子在自发跃迁时，会发出3种不同频率的光
D．由玻尔的原子模型可以推知，氢原子所处的能级越高，其核外电子的动能越大
15．(12分)用质子流轰击固态的重水D2O，当质子和重水中的氘核发生碰撞时，系统损失的动能如果达到核反应所需要的能量，将发生生成 He核的核反应。
(1)写出质子流轰击固态的重水D2O的核反应方程；
(2)当质子具有最小动能E1＝1.4 MeV时，用质子流轰击固态的重水D2O(认为氘核是静止的)刚好可发生核反应；若用氘核轰击普通水的固态冰(认为质子是静止的)时，也能发生同样的核反应，求氘核的最小动能E2。(已知氘核质量等于质子质量的2倍)
8．【答案】BC
【解析】发生光电效应的条件是照射光频率大于截止频率，并不是光足够强就能发生光电效应，故A错误；金属的逸出功W0＝hν，得ν＝ ，故B正确；一定强度的照射光照射某金属发生光电效应时，照射光的频率越高，单个光子的能量值越大，光子的个数越少，单位时间内逸出的光电子数就越少，故C正确；氢原子由低能级向高能级跃迁时，吸收光子的能量等于两能级间能量差，故D错误。
5．【答案】B
【解析】入射光的光子能量小于逸出功，则不能发生光电效应，故①错误；入射光的光子能量大于逸出功，能发生光电效应；电场对光电子加速，故有光电子到达金属网，故②正确；入射光的光子能量大于逸出功，能发生光电效应，根据光电效应方程Ekm＝hν－W0＝3.8 eV，因为所加的电压为反向电压，反向电压为2 V，光电子能到达金属网，故③正确；入射光的光子能量大于逸出功，能发生光电效应，根据光电效应方程Ekm＝hν－W0＝3.8 eV，所加的反向电压为4 V，根据动能定理知，光电子不能到达金属网，故④错误。
4．【答案】C
【解析】根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0＝hν－hν0，可知Ek－ν图象的横轴的截距大小等于截止频率，由图知该金属的截止频率为4.29×1014Hz，故选项A正确；根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0得知该图线的斜率表示普朗克常量h，故选项B正确；当Ek＝hν－W0＝0时，逸出功为W0＝hν0＝6.63×10-34×4.29×1014J=2.84×10-19J≈1.78 eV，故选项C错误；用n＝3能级的氢原子跃迁到n＝2能级时所辐射的光子能量为ΔE＝E3－E2＝1.89eV>1.78 eV，所辐射的光照射该金属能使该金属发生光电效应，故D正确。
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
11．一个氘核( H)与氚核( H)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( H)与氚核( H)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
B．若某金属的逸出功为W0，则该金属的截止频率为
C．保持照射光强度不变，增大照射光频率，在单位时间内逸出的光电子数将减少
D．氢原子由低能级向高能级跃迁时，吸收光子的能量可以稍大于两能级间能量差
9．以下关于玻尔原子理论的说法正确的是()
A．电子绕原子核做圆周运动的轨道半径不是任意的
B．电子在绕原子核做圆周运动时，稳定地产生电磁辐射
9．【答案】AD
【解析】玻尔原子理论的基本假设之一就是电子运行的轨道半径是量子化的，是不连续的．假设之二就是电子在特定轨道上绕原子核做圆周运动时，不会产生电磁辐射，只有在不同轨道间跃迁时才会产生电磁辐射，故A正确，B错误；氢原子在不同轨道上的能级表达式为En＝ E1，电子从量子数为2的能级跃迁到量子数为3的能级时能量增大，要吸收光子，故C错误；由于氢原子发射的光子的能量满足E＝En－Em，即 E1－ E1＝hν，所以不同频率的光照射处于基态的氢原子时，只有某些频率的光可以被吸收，故D正确。
14．(10分)钚的放射性同位素 Pu静止时衰变为铀核 U和α粒子，并放出能量为0.097 MeV的γ光子。已知 Pu、 U、α粒子的质量分别为mPu＝239.052 1 u、mU＝235.043 9 u、mα＝4.002 6 u，1 u相当于931.5 MeV/c2。
(1)写出衰变方程；
(2)若衰变放出光子的动量可忽略，求α粒子的动能。
1．【答案】C
【解析】图1为α粒子散射实验示意图，卢瑟福根据此实验提出了原子的核式结构模型，故A正确；图2为放射源放出的三种射线在磁场中运动的轨迹，根据左手定则可知，射线甲带负电，为β射线，故B正确；根据光电效应方程知：eU＝Ekm＝hν－W0，遏止电压与入射光的频率，及金属的材料有关，与入射光的强弱无关，故C错误；图4为核反应堆示意图即为核裂变，铀核的一种裂变方式为 U＋ n→ Ba＋ Kr＋3 n，故D正确。
单元训练金卷·高三·物理(B)卷
第十三单元
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
12．氢原子的能级图如图所示，可见光的光子能量范围约为1.62～3.11 eV，金属钠的逸出功为2.29 eV，下列说法中正确的是()
A．大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，可发出1种频率的可见光
B．大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，可发出2种频率的可见光
C．大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时发出的光中有1种频率的光能使钠产生光电效应
A．①②③B．②③C．③④D．①②
6．如图所示，氢原子在不同能级间发生a、b、c三种跃迁时，释放光子的频率分别是νa、νb、νc，下列关系式正确的是()
A．νb＝νa＋νcB．νa＝
C．νb＝ D．νc＝
7．首次用实验验证“爱因斯坦质能方程”的核反应方程是 Li＋ H→k He，已知mLi＝7.0160 u，mH＝1.0078 u，mHe＝4.002 6u，则该核反应方程中的k值和质量亏损分别是()
D．用n=3能级的氢原子跃迁到n=2能级时所辐射的光照射该金属能使该金属发生光电效应
5．如图所示，N为铝板，M为金属网，它们分别和电池两极相连，各电池的极性和电动势在图中标出，铝的逸出功为4.2 eV。现分别用能量不同的光子照射铝板(各光子的能量在图上标出)，那么，下列图中有光电子到达金属网的是()
D．大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时发出的光中有2种频率的光能使钠产生光电效应
13．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ν变化的关系图象。对于这两个光电管，下列判断正确的是()
17．(14分)美国物理学家密立根用精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量，这项工作成了爱因斯坦方程式在很小误差范围内的直接实验证据。密立根的实验目的是：测量金属的遏止电压U0与入射光频率v，由此计算普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程式的正确性。如图乙所示，是根据某次实验作出的U0－ν图像，电子的电荷量e＝1.6×10-19C。试根据图像和题目中的已知条件：
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
二、(本题共4小题，共48分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
2．【答案】A
【解析】由题意可知，基态（n＝1）氢原子被激发后，至少被激发到n＝3能级后，跃迁才可能产生能量在1.63 eV～3.10 eV的可见光。故ΔE＝－1.51eV－(－13.60)eV＝12.09 eV。
3．【答案】C
【解析】光电效应实验中，光电流的大小与入射光的强弱有关，饱和光电流的大小只与入射光的强度成正比，故A错误；汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，卢瑟福提出原子的核式结构模型，故B错误；大量处于n＝3能级的氢原子在自发跃迁时，会发出C ＝3种不同频率的光，故C正确；由玻尔的原子模型可以推知，氢原子所处的能级越高，量子数越大，离原子核越远，据k ＝m 可知核外电子速度越小，核外电子的动能越小，故D错误。
6．【答案】A
【解析】因为Em－En＝hν，知Eb＝Ea＋Ec，即hνb＝hνa＋hνc，解得νb＝νa＋νc，故A正确。
7．【答案】C
【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。