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1、 单元训练金卷高三物理(A)卷 第十三单元第十三单元 注意事项：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。 4考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 一、一、 (本题共本题共 13 小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 52 分。在每小题给出的四个选项中，第分。在每小题
2、给出的四个选项中，第 17 题只有一 项符合题目要求，第 题只有一 项符合题目要求，第 813 题有多项符合题目要求。全部选对的得题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 2 分，有 选错的得 分，有 选错的得 0 分分) 1下列说法正确的是( ) A在核反应过程的前后，反应体系的质量数守恒，但电荷数不守恒 B用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变放射性原子核的半衰期 C18 个放射性元素的原子核经一个半衰期一定有 9 个发生了衰变 D由两种元素的原子核结合成一种新元素的原子核时，一定吸收能量 2下列说法正确的是( ) A12C 与 14C 是同位素，
3、它们的化学性质并不相同 B核力是原子核内质子与质子之间的力，中子和中子之间并不存在核力 C 在裂变反应U nBa Kr3 n 中，U 的结合能比Ba 和Kr 都大， 但比结合能 235921 01445689361 023592144568936 没有Ba 或Kr 大 144568936 D、 三种射线都是带电粒子流 3以下说法正确的是( ) A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，原子电势 能增大，原子能量减小 B紫外线照射到金属锌板表面时能够产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表 面逸出的光电子的个数增多，光电子的最大初动能增大 C氢原子光谱有很
4、多不同的亮线，说明氢原子能发出很多不同的频率的光，但它的光谱不是连 续谱 D天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，阴极射线是原子核内的中子转变为质子 时产生的高速电子流 4我国科学家为解决“玉兔号”月球车长时间处于黑夜工作的需要，研制了一种小型核能电池， 将核反应释放的核能转变为电能， 需要的功率并不大， 但要便于防护其产生的核辐射。 请据此猜测 “玉 兔号”所用核能电池有可能采纳的核反应方程是( ) A H H He n 3 12 14 21 0 BU nBa kr3 n 235921 01415692361 0 CPuAme 238942389501 D Al He P n 2713
5、4 230151 0 5氢光谱在可见光的区域内有 4 条谱线，按照在真空中波长由长到短的顺序，这 4 条谱线分别 是 H、H、H和 H，它们都是氢原子的电子从量子数大于 2 的可能轨道上跃迁到量子数为 2 的轨 道时所发出的光。下列判断错误的是( ) A电子处于激发态时，H所对应的轨道量子数大 BH的光子能量大于 H的光子能量 C对于同一种玻璃，4 种光的折射率以 H为最小 D对同一种金属，若 H能使它发生光电效应，则 H、H、H都可以使它发生光电效应 6 (2019全国 I 卷)氢原子能级示意图如图所示，光子能量在 1.63 eV3.10 eV 的光为可见光。要使处于基态 （n1） 的氢原子
6、被激发后可辐射出可见光光 子，最少应给氢原子提供的能量为( ) A12.09 eV B10.20 eV C1.89 eV D1.5l eV 7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( ) A B C D 820 世纪初，爱因斯坦提出光子理论，使得光电效应现象得以完美解释。玻尔的氢原子模型 也是在光子概念的启发下提出的。关于光电效应和氢原子模型，下列说法正确的是( ) A光电效应实验中，照射光足够强就可以有光电流
7、 B若某金属的逸出功为 W0，则该金属的截止频率为W 0 h 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 此卷只装订不密封 班级 姓名 准考证号 考场号 座位号 C电子从量子数为 2 的能级跃迁到量子数为 3 的能级时，要辐射光子 D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氢原子吸收 10一静止的铝原子核Al 俘获一速度为 1.0107 m
8、/s 的质子 p 后，变为处于激发态的硅原子核 2713 Si*。下列说法正确的是( ) 2814 A核反应方程为 p Al Si* 27132814 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 11美国科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池，它是采用半衰期长达 100 年的放射性同位 素镍 63( Ni)和铜两种金属作为长效电池的材料，利用镍 63 发生 衰变时释放电子给铜片，把镍 63 6328 和铜片做电池两极外接负载，为负载提供电能。下面有关该电池的说法正确的是( ) A 衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质
9、子和电子所产生的 B镍 63 的衰变方程是Nie Cu 6328016329 C提高温度，增大压强可以改变镍 63 的半衰期 D该电池内部电流方向是从镍 63 到铜片 12太阳的能量来源是氢核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，核聚变反应可以看做是 4 个 氢核( H)结合成 1 个氦核同时放出 2 个正电子。下表中列出了部分粒子的质量(取 1 u 1026 kg) 1 1 1 6 粒子 名称 质子(p) 粒 子 正电子(e)中子(n) 质量/u1.007 3 4.00 1 5 0.000 551.008 7 以下说法正确的是( ) A核反应方程为 4 H He2 e 1 14 20 1 B4
10、个氢核结合成 1 个氦核时的质量亏损约为 0.026 6 kg C4 个氢核结合成 1 个氦核时的质量亏损约为 4.431029 kg D聚变反应过程中释放的能量约为 4.01012 J 13据媒体报道，叛逃英国的俄罗斯前特工利特维年科在伦敦离奇身亡英国警方调查认为毒 杀利特维年科的是超级毒药放射性元素钋(Po)。若元素钋发生某种衰变，其半衰期是 138 天， 21084 衰变方程为PoPbY，则下列说法正确的是( ) 2108420682 A该元素发生的是 衰变 BY 原子核含有 4 个核子 C 射线是衰变形成的铅核释放的 D200 g 的Po 经 276 天，已发生衰变的质量为 150 g
11、 21084 二、二、(本题共本题共 4 小题，共小题，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 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) 14(10 分)已知镭的原子序数是 88，原子核质量数是 226.试问： (1)镭核中有几个质子？几个中子？ (2)镭核所带的电荷量是多少？ (3)若镭原子呈中性，它核外有几个电子？ (4)R
12、a 是镭的一种同位素，让Ra 和Ra 以相同速度垂直射入磁感应强度为 B 的匀强磁场 228882268822888 中，它们运动的轨道半径之比是多少？ 15(12 分)钚的放射性同位素Pu 静止时衰变为铀核U 和 粒子，并放出能量为 0.097 2399423592 MeV 的 光子。 已知Pu、U、 粒子的质量分别为 mPu239.052 1 u、 mU235.043 9 u、 m4.002 2399423592 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 粒子的动能。 16(12 分)用质子流轰击固态的重水 D2O，当质
13、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。 3 2 (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 E11.4 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) 17(14 分)原子可以从原子间的碰撞中获得能量，从而发生能级跃迁(在碰撞中，动能损失最大 的是完全非弹性碰撞)。一个具有 13.6 eV 动能、处于基态的氢原子与另一个
14、静止的、也处于基态的 氢原子发生对心正碰。 (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？ 单元训练金卷高三物理(A)卷 第十三单元第十三单元 答答 案案 一、一、 (本题共本题共 13 小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 52 分。在每小题给出的四个选项中，第分。在每小题给出的四个选项中，第 17 题只有一 项符合题目要求，第 题只有一 项符合题目要求，第 813 题有多项符合题目要求。全部选对的得题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 2 分，有 选错的
15、得 分，有 选错的得 0 分分) 1【答案】B 【解析】核反应前后质量数守恒，电荷数也守恒，A 错误；半衰期是宏观统计概念，C 错误； 核聚变释放能量，D 错误。 2【答案】C 【解析】同位素的核外电子数量相同，所以一种元素的各种同位素都具有相同的化学性质，A 错误 ； 原子核内相邻的质子和中子之间均存在核力，B 错误 ； 核子数越多其结合能也越大，所以U 23592 的结合能比Ba 和Kr 都大，但U 的比结合能比Ba 和Kr 都小，C 正确； 射线、 射线都 14456893623592144568936 是带电粒子流，而 射线是电磁波，不带电，故 D 错误。 3【答案】C 【解析】氢原子
16、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 电势能增大，原子能量增大，A 项错误；由 EkhW0可知，只增加光照强度而不改变光的频率， 光电子的最大初动能不变，B 项错误；原子核内的中子转变为质子时产生的高速电子流是 射线， 不是阴极射线，D 项错误。 4【答案】C 【解析】A 是聚变反应，反应剧烈，至今可控聚变反应还处于实验研究阶段；B 是裂变反应， 虽然实现了人工控制，但因反应剧烈，防护要求高，还不能小型化；C 是人工放射性同位素的衰变 反应，是小型核能电池主要采用的反应方式；D 是人工核反应，需要高能 粒子。 5【答案】A 【解析】由 Eh 可知，波长大，光子能
17、量小，故 H光子能量最小，H光子能量最大，再由 h c EnE2可知，H对应的轨道量子数最小，A 错误。 c 6【答案】A 【解析】由题意可知，基态（n1）氢原子被激发后，至少被激发到 n3 能级后，跃迁才可能 产生能量在 1.63 eV3.10 eV 的可见光。故E1.51 eV (13.60)eV12.09 eV。 7【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 EkmhW03.8 eV，因为所加的电压
18、为反向电压，反向电压为 2 V，光电子能到达金属网，故正确；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 EkmhW03.8 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，故错误。 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 W0h，得 ，故 B 正确；一定强度的照射光照射某金属发生光电效 W0 h 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
19、量差，故 D 错误。 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 EnE1，电子从 1 n2 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 EEnEm，即E1E1h，所以不同频率的光照射处于基态的氢原子时， 1 n2 1 m2 只有某些频率的光可以被吸收，故 D 正确。 10【答案】AB 【解析】根据质量数
20、和电荷数守恒可得，核反应方程为 p Al Si*，A 正确；核反应过程中 27132814 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。 11【答案】AB 【解析】 衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子同时释放电子所产生的，A 正确； 根据电荷数守恒、质量数守恒知镍 63 的衰变方程是Nie Cu，B 正确 ； 半衰期由原子核本身 6328016329 决定，与外界因素无关，故 C 错误；铜片得到电子带负电，镍 63 带正电，和外接负载时镍 63
21、的电 势比铜片的高，该电池内部电流方向是从铜片到镍 63，故 D 错误。 12【答案】ACD 【解析】由核反应的质量数守恒及电荷数守恒得 4 H He2 e，故选项 A 正确；反应中的质 1 14 20 1 量亏损为 m4mpm2me(41.007 34.001 520.000 55) u0.026 6 u4.431029 kg， 故选 项 C 正确，B 错误；由质能方程得 Emc24.431029(3108)2 J41012 J，故选项 D 正确。 13【答案】BCD 【解析】根据衰变反应遵循质量数守恒和电荷数守恒，放出的粒子 Y 的质量数为 2102064， 电荷数为 84822，即 Y
22、为 粒子，Y 原子核含有 4 个核子，即该元素发生的是 衰变，选项 A 错误，B 正确；衰变形成的铅核处于激发态，回到基态时释放出 射线，选项 C 正确；根据半衰期 的意义， 经过两个半衰期后， 剩余 ， 即 200 g 的Po 经 276 天， 已发生衰变的质量为 150 g， 选项 D 1 4 21084 正确。 二、二、(本题共本题共 4 小题，共小题，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 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
23、 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) 14【解析】原子序数与核内质子数、核电荷数、中性原子的核外电子数都是相等的，原子核 的质量数等于核内质子数与中子数之和。由此可得： (1)镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数 Z 为 88，中子数 N 等于原子核的质量数 A 与质 子数 Z 之差，即 NAZ22688138 (2 分) (2)镭核所带电荷量为 QZe881.61019C1.411017C (2 分) (3)核外电子数等于核电荷数，故核外电子为 88 (2 分) (4)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛
24、伦兹力， 故有 qvBm ， 故 r (2 分) v2 r mv qB 两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故 。(2 分) r226 r228 226 228 113 114 15【解析】(1)根据电荷数守恒、质量数守恒得，衰变方程为： PuU He。(2 分) 23994235924 2 (2)设衰变放出的能量为 E，这些能量是铀核的动能 EU， 粒子的动能 E和 光子的能量 E之 和，即为： EEUEE (2 分) 即：EUE(mPumUm)c2E (1 分) 设衰变后的铀核和 粒子的速度分别为 vU和 v，则由动量守恒有： mUvUmv (2 分) 又由动能的定义知：EU mU
25、v ，E mv (2 分) 1 2 2 U 1 2 2 解得： EU E m mU 联立解得：E(mPumUm)c2E (1 分) mU mUm 代入数据解得：E5.03 MeV。 (2 分) 16【解析】(1)核反应方程为 H D He (2 分) 1 12 13 2 (2)设质子、氘核的质量分别为 m、M，当质子和氘核发生完全非弹性碰撞时，系统损失的动能 最大。由动量守恒定律得 mv0(mM)v (1 分) 质子轰击氘核损失的动能：E1 mv (mM)v2 (1 分) 1 2 2 0 1 2 E1 mv (1 分) 1 2 2 0 解得：E1E1 (2 分) M Mm 同理可得，氘核轰击质
26、子系统损失的动能：E2E2 (1 分) m Mm 由于用质子轰击氘核和用氘核轰击质子核反应方程相同，故发生核反应所需的最小能量相同， 由题意有 E1E2， (2 分) m M 1 2 联立解得：E22.8 MeV。 (2 分) 17【解析】(1)设运动氢原子的速度为 v0，发生完全非弹性碰撞后两者的速度为 v，损失的动 能 E 被静止氢原子吸收。 若 E10.2 eV， 则静止氢原子可由 n1 能级跃迁到 n2 能级。 (2 分) 由动量守恒定律和能量守恒定律有 mv02mv (2 分) mv mv2 mv2E (2 分) 1 2 2 0 1 2 1 2 mv Ek13.6 eV (2 分) 1 2 2 0 联立解得 E mv 6.8 eV 1 2 1 2 2 0 因为 E6.8 eV10.2 eV，所以不能使静止氢原子发生跃迁。(2 分) (2)若要使静止氢原子电离，则 E13.6 eV (2 分) 联立解得 Ek27.2 eV。 (2 分)