高考物理二輪復習小題狂做專練二十七波粒二象性原子結構與原子核2

27 波粒二象性、原子結構與原子核一、選擇題1【浙江仿真模擬】2018年3月14日，英國劍橋大學著名物理學家斯蒂芬·威廉·霍金逝世，享年76歲，引發(fā)全球各界悼念。在物理學發(fā)展的歷程中，許多物理學家的科學研究推動了人類文明的進程，為物理學的建立，作出了巨大的貢獻。在對以下幾位物理學家所做的科學貢獻的敘述中，正確的是( )A卡文迪許將行星與太陽、地球與月球、地球與地面物體之間的引力規(guī)律推廣到宇宙中的一切物體，得出萬有引力定律，并測出了引力常量G的數(shù)值B根據(jù)玻爾理論，原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時將釋放出核能C布拉凱特利用云室照片發(fā)現(xiàn)，粒子擊中氮原子形成復核，復核不穩(wěn)定，會放出一個質子D愛因斯坦的光子說認為，只要增加光照時間，使電子多吸收幾個光子，所有電子最終都能躍出金屬表面成為光電子2【江蘇調研聯(lián)考】(多選)2017年8月28日，位于東莞市大朗鎮(zhèn)的中國散裂中子源（CSNO)首次打靶成功，獲得中子束流，標志著三裂中子源主體工程完工，并投入試運行。散裂中子源就是一個用中子來了解微觀世界的工具，如一臺“超級顯微鏡”，可以研究DNA、結品材料、聚合物等物質的微觀結構。下列關于中子的說法正確的是( )A盧瑟福預言了中子的存在，査德威克通過實驗發(fā)現(xiàn)了中子B散裂中子源中產生的強中子束流可以利用電場使之慢化C若散裂中子源中的中子束流經慢化后的速度相同，電子顯微鏡中的電子流速度相同，此時電子的物質波波長比中子的物質波波長短D原子核中的中子與其他核子間無庫侖力，但有核力，存助于維系原子核的穩(wěn)定3【大連模擬】以下有關近代物理內容的若干敘述，其中正確的是( )A原子核發(fā)生一次衰變，該原子外層就失去一個電子B天然放射現(xiàn)象中發(fā)出的三種射線本質都是電磁波C對不同的金屬，若照射光頻率不變，光電子的最大初動能與金屬的逸出功成線性關系D按玻爾理論，大量的氫原子從第4能級向低能級躍遷時會發(fā)出4種不同頻率的光子4【嘉興教學測試】太陽內部不斷進行著各種核聚變反應，其中一種為，氘核的質量為m1，氚核的質量為m2，氯核的質量為m3，中子的質量為m4，核反應中發(fā)射一種光子，該光子照射到逸出功為W0的金屬上打出的最大初動能的光電子速度為v，已知光電子的質量為m，光速為c，普朗克常量為h，則下列說法錯誤的是( )A聚變反應釋放的核能為(m1m2m3m4)c2B光子來源于原子核外電子的能級躍遷C光電子的德布羅意波長為D光子的頻率為5【西藏月考】在光電效應試驗中，分別用頻率為a、vb的單色光a和b照射到同種金屬上，測得相應的遏止電壓分別為Ua和Ub、光電子的最大初動能分別為Eka和Ekb。h為普朗克常量。下列說法正確的是( )A若vavb，則一定有UaUbB若vavb，則一定有Eka EkbC若UaUb，則一定有EkaEkbD若vavb，則一定有hvaEkahvbEkb6【杭州模擬】氫原子光譜如甲圖所示，圖中給出了譜線對應的波長，已知普朗克常量h6.63×10-34J·s，玻爾的氫原子能級圖如乙圖所示，則下列說法錯誤的是( )AH譜線對應光子的能量小于H譜線對應光子的能量B甲圖所示的四種光均屬于可見光范疇CH對應光子的能量約為10.2 eVDH譜線對應的躍遷是從n3能級到n2能級7【天津月考】(多選)如圖為氫原子能級的示意圖，現(xiàn)有大量的氫原子處于n4的激發(fā)態(tài)，當向低能級躍遷時輻射出若干不同頻率的示意圖。關于這些光，下列說法正確的是( )A能容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的光是由n4能級躍遷到n1能級產生的B頻率最小的光是由n2能級躍遷到n1能級產生的C這些氫原子總共可輻射出6種不同頻率的光D用n2能級躍遷到n1能級輻射出的光照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應8【西安模擬】(多選)下列說法中正確的是( )A衰變成要經過6次衰變和4次衰變B湯姆孫的粒子散射實驗揭示了原子具有核式結構C衰變中產生的射線實際上是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的D質能方程反映出能量與質量是統(tǒng)一的9【湖北十二校調研聯(lián)考】下列說法正確的是( )A某種放射性元素的半衰期為T，則這種元素的12個原子核在經過2T時間后，這些原子核一定還有3個沒有發(fā)生衰變B根據(jù)愛因斯坦的光電效應方程EkhW，若頻率分別為1和2(1<2)的光均能使某種金屬發(fā)生光電效應，則頻率為1的光照射該金屬時產生的光電子的初動能一定比頻率為2的光照射該金屬時產生的光電子的初動能更大C氫原子由高能級向低能級躍遷時，從n4能級躍遷到n2能級所放出的光子恰能使某種金屬發(fā)生光電效應，則處在n4能級的一大群氫原子躍遷時所放出的光子中有4種光子能使該金屬發(fā)生光電效應D放射性元素發(fā)生衰變時，放射性元素的原子放出核外電子，形成高速電子流即 射線。10【南昌模擬】如圖1所示是研究光電效應的電路圖。某同學利用該裝置在不同實驗條件下得到了三條光電流I與A、K兩極之間的電壓UAK的關系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖2所示。則下列說法正確的是()A甲光照射光電管發(fā)出光電子的初動能一定小于丙光照射光電管發(fā)出光電子的初動能B單位時間內甲光照射光電管發(fā)出的光電子比乙光照射時發(fā)出的少C用強度相同的甲、丙光照射該光電管，則單位時間內逸出的光電子數(shù)相等D對于不同種金屬，若照射光頻率不變，則逸出光電子的最大初動能與金屬的逸出功為線性關系11【濰坊高考預測】下列的若干敘述中，不正確的是( )A核泄漏事故污染物Cs137能夠產生對人體有害的輻射，其核反應方程式為，可以判斷x為粒子B對于同種金屬產生光電效應時，逸出光電子的最大初動能與照射光的頻率成線性關系C一塊純凈的放射性元素礦石，經過一個半衰期以后，它的總質量剩下一半D按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，電子的動能減小，原子的能量增大了12【石家莊模擬】下列說法正確的是( )A在所有核反應中，都遵從“質量數(shù)守恒，核電荷數(shù)守恒”的規(guī)律B原子核的結合能是組成原子核的所有核子的能量總和C在天然放射現(xiàn)象中放出的射線就是電子流，該電子是原子的內層電子受激后輻射出來的D鐳226衰變?yōu)殡?22的半衰期為1620年，也就是說，100個鐳226核經過1620年后一定還剩下50個鐳226沒有發(fā)生衰變答案與解析1【解析】牛頓將行星與太陽、地球與月球、地球與地面物體之間的引力規(guī)律推廣到宇宙中的一切物體，得出萬有引力定律，A錯誤；根據(jù)玻爾理論，原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時將釋放出光能，不是核能，B錯誤；布拉凱特利用云室照片發(fā)現(xiàn)，粒子擊中氮原子形成復核，復核不穩(wěn)定，會放出一個質子，C正確；根據(jù)愛因斯坦的光子說，只要入射光的頻率小于截止頻率，即使增加光照時間也不可能發(fā)生光電效應，故D錯誤?！敬鸢浮緾2【解析】盧瑟福預言了中子的存在，査德威克通過實驗發(fā)現(xiàn)了中子，故A正確；中子不帶電，則散裂中子源中產生的強中子束流不可以利用電場使之慢化，故B錯誤；根據(jù)德波羅意波波長表達式，若散裂中子源中的中子束流經慢化后的速度與電子顯微鏡中的電子流速度相同，因中子的質量大于電子的質量，則中子的動量大于電子的動量，則此時電子的物質波波長比中子的物質波波長長，故C錯誤；中子不帶電，則原子核中的中子與其他核子間無庫侖力，但有核力，有助于維系原子核的穩(wěn)定，故D正確?！敬鸢浮緼D3【解析】衰變的實質是原子核內的一個中子轉變?yōu)橐粋€質子和一個電子，電子釋放出來，故A錯誤；、三種射線分別是氦核、電子、電磁波，故B錯誤；根據(jù)愛因斯坦光電效應方程Ekm=h-W0，對于不同種金屬，若照射光頻率不變，Ek與金屬的逸出功成線性關系，故C正確；處于n=4能級的激發(fā)態(tài)氫原子向低能級躍遷時，能產生種不同頻率的光，故D錯誤?！敬鸢浮緾4【解析】由愛因斯坦質能方程可知，聚變反應釋放的核能為(m1+m2m3m4)c2，故A正確；光子來源于聚變反應釋放的能量，故B錯誤；由公式，故C正確；由愛愛因斯坦光電效應方程可知，即 ，解得：，故D正確?！敬鸢浮緽5【解析】根據(jù)光電效應方程Ekm=hv-W0知，vavb，逸出功相同，則Eka >Ekb，又Ekm=eUc，則UaUb，故A、B錯誤；根據(jù)Ekm=eUc知，若UaUb，則一定有EkaEkb，故C正確；逸出功W0=hv-Ekm，由于金屬的逸出功相同，則有：hva-Eka=hvb-Ekb，故D錯誤?！敬鸢浮緾6【解析】H波長大于H波長，故H頻率較小，H譜線對應光子的能量小于H譜線對應光子的能量，故A正確；可見光的波長范圍在780380nm左右，則選項B正確；H譜線對應光子的能量，故C錯誤；H譜線對應光子的能量為：E=3.03×10-19J=1.89eV，從n =3能級到n =2能級釋放的光子能量為(-1.51)-(-3.4)=1.89eV，則H譜線對應的躍遷是從n =3能級到n =2能級，故D正確?！敬鸢浮緾7【解析】由n=4能級躍遷到n=1能級產生的光子頻率最大，波長最短，不容易發(fā)生衍射，故A錯誤；輻射出光子的能量是躍遷兩軌道能級之差，所以由n=4能級躍遷到n=3能級產生的光子頻率最小，故B錯誤；大量的氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài)，可能發(fā)出光子頻率的種數(shù)，故C正確；n=2能級躍遷到n=1能級輻射出的光子能量E=13.6-3.40eV=10.2eV，大于逸出功，能發(fā)生光電效應，故D正確。【答案】CD8【解析】衰變釋放出，衰變釋放，由變成共釋放8個質子，減小24個質量數(shù)，故，滿足題中要求，故A正確；盧瑟福用粒子的散射實驗證明了原子核式結構，選項B錯誤；衰變是原子核自發(fā)地放射出粒子或獲得一個軌道電子而發(fā)生的轉變，其實質是原子核中的一個中子轉化成一個質子，同時產生一個電子，這個電子以射線的形式釋放出去，故C錯誤；質能方程告訴我們能量與質量之間的統(tǒng)一關系，但質量并不能直接轉化成能量，故D正確。【答案】AD9【解析】原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間就是該放射性元素的半衰期，是大量原子核衰變的統(tǒng)計結果，對少量的放射性元素的原子核，無法確定，故A錯誤；根據(jù)愛因斯坦的光電效應方程Ek=h-W，若頻率分別為1和2（1<2）的光均能使某種金屬發(fā)生光電效應，則頻率為1的光照射該金屬時產生的光電子的最大初動能一定比頻率為2的光照射該金屬時產生的光電子的最大初動能更小，故B錯誤；氫原子由高能級向低能級躍遷時，從n=4能級躍遷到n=2能級所放出的光子恰能使某種金屬發(fā)生光電效應，從n=4能級躍遷到n=3能級所放出的光子不能使某種金屬發(fā)生光電效應，從n=3能級躍遷到n=2能級所放出的光子不能使某種金屬發(fā)生光電效應，其余躍遷時所放出的光子都能使某種金屬發(fā)生光電效應，即則處在n=4能級的一大群氫原子躍遷時所放出的光子中有4種光子能使該金屬發(fā)生光電效應故C正確；射線的本質是原子核內部一個中子變成一個質子和電子產生的，故D錯誤?！敬鸢浮緾10【解析】當光照射到K極時，如果入射光的頻率足夠大(大于K極金屬的極限頻率)，就會從K極發(fā)出光電子。當反向電壓增加到某一值時，電流表A中電流就會變?yōu)榱?，此時，式中vc表示光電子的最大初速度，e為電子的電荷量，Uc為遏止電壓，丙光對應的遏止電壓較大，可知丙光產生光電子的最大初動能較大；據(jù)愛因斯坦光電效應方程，丙光的頻率較大；但丙光照射光電管發(fā)出光電子的初動能不一定比甲光照射光電管發(fā)出光電子的初動能大，故A項錯誤；對于甲、乙兩束頻率相同的光來說，單位時間內甲光照射光電管發(fā)出的光電子比乙光照射時發(fā)出的多，故B項錯誤；光強相同是單位時間內照射到光電管單位面積上的光子的總能量相等，由于丙光的光子頻率較高，每個光子的能量較大，所以單位時間內照射到光電管單位面積上的光子數(shù)就較少，單位時間內發(fā)出的光電子數(shù)就較少，故C項錯誤；對于不同金屬，若照射光頻率不變，根據(jù)愛因斯坦光電效應方程，知逸出光電子的最大初動能Ek與金屬的逸出功為線性關系，故D項正確?！敬鸢浮緿11【解析】核反應方程式為，可以根據(jù)質量數(shù)和電荷數(shù)守恒判斷x為粒子，故A說法正確；根據(jù)Ekm=hv-W0，對于同種金屬產生光電效應時，逸出光電子的最大初動能與照射光的頻率成線性關系，故B說法正確；一塊純凈的放射性元素礦石，經過一個半衰期以后，只是這種放射性元素原子核的質量剩下一半，但還有生成的新核的質量，所以剩下礦石質量肯定大于原來的一半，故C說法錯誤；按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，吸收光子，原子的能量增大了，由庫侖力提供向心力得電子的速率，所以動能減小，故D說法正確?！敬鸢浮緾12【解析】在所有核反應中，都遵從“質量數(shù)守恒，核電荷數(shù)守恒”的規(guī)律，選項A正確；原子核的結合能是核反應前后有質量虧損，以能量的形式釋放出來，B錯誤；衰變中生成的電子是一個中子轉化為一個質子同時生成一個電子，C錯誤；半衰期是統(tǒng)計規(guī)律，對少量原子核來講是沒有意義的，D錯誤。【答案】A