高考物理大一轮复习 第十二章 原子与原子核《原子与原子核》专项练习课件

原子与原子核专项练习,易错排查练,1.关于光电效应的理解,下列说法正确的是( ) A.发生光电效应时,从金属中射出的光电子的动能一定满足Ek=h-W0 B.当入射光的频率大于金属的截止频率时,金属中所有自由电子均可以吸收光子,成为光电子 C.在发生光电效应时,所有光电子在离开金属时需要克服金属表面的吸引所做的功都等于逸出功 D.在发生光电效应时,不是所有吸收光子的自由电子都能从金属表面射出成为光电子,D,解析:光电效应是发生在金属表面的现象,选项B错误;逸出功是电子克服金属表面的吸引所做功的最小值,因此Ek=h-W0求得的是最大初动能,选项A,C错误;在发生光电效应时,一些自由电子吸收光子后,由于运动方向等多方面原因克服金属表面吸引做功较多,不能射出成为光电子,选项D正确.,易错总结:(1)光电效应是发生在金属表面的一种现象,同时对于某一个光电子的速度、动能是不确定的,爱因斯坦光电效应方程只能计算最大值; (2)逸出功不能理解为克服金属表面引力所做的功,而是做功的最小值.,2.(2016江西十校联考)不同频率的紫外光分别照射钨和锌的表面而发生光电效应,可得到光电子的最大初动能Ek随入射光频率变化的Ek-图像.已知钨的逸出功是3.28 eV,锌的逸出功是3.34 eV,若将二者的图线画在同一个坐标中,以实线表示钨、虚线表示锌,则下图中能正确反映这一过程的是( ),A,易错总结:抓住光电效应方程Ek=h-W0进行图像的研究,Ek-中斜率为普朗克常量h,横轴截距为金属的截止频率.,解析:由光电效应方程知,对金属钨有Ek=h-3.28 eV,对金属锌有Ek=h-3.34 eV,所以图像的斜率相同,图线应平行.又有W0=hc,则图线与横轴的截距越大,金属的截止频率越大,则选项A正确.,3.(2016湖北六校联考)(多选)下列四幅图涉及不同的物理知识,其中说法正确的是( ) 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,所以原子发射光子的频率是不连续的 C.图(丙):卢瑟福通过分析粒子散射实验结果,提出了原子的核式结构模型 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,ABC,易错总结:物理学史是容易忽视的问题,近几年在高考中常有涉及,注重平时学习中的积累,把物理成果和物理学家连线记忆,效果更好.,解析:图(甲)是普朗克的黑体辐射图像,普朗克成为量子力学的奠基人之一,选项A正确;玻尔理论成功地解决核式结构遇到的困难,即氢光谱、原子的稳定性问题,成功的关键是引入了量子理论即轨道量子化,选项B正确;卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子核式结构模型,选项C正确;图(丁)是电子的衍射图样,说明了电子具有波动性,证明了物质波的存在,选项D错误.,4. (2016河北张家口模拟)(多选)人们发现,不同的原子核,其核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)与原子序数有如图所示的关系.下列关于原子结构和核反应的说法正确的是( ) A.由图可知,原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损,要吸收能量 B.由图可知,原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损,要放出核能 C.已知原子核A裂变成原子核B和C时放出的射线能使某金属板逸出光电子,若增加射线强度,则逸出光电子的最大初动能增大 D.在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度,BD,易错总结:核反应中能量的释放和吸收判断,主要是通过核子的平均质量关系,看质量增加还是质量亏损.或者通过平均结合能看,即平均结合能增大,核反应要释放能量;平均结合能减小,则核反应要吸收能量.,解析:根据质能方程,质量减小,释放核能,质量增加,吸收能量,原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损,所以要释放能量,选项A错误;原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损,要放出能量,选项B正确;根据光电效应方程Ek=h-W0,增加射线强度,则逸出光电子的最大初动能不变,选项C错误;为了控制核反应速度常常在核反应堆的铀棒之间插入镉棒,选项D正确.,5. (2016山东泰安模拟)(多选)如图所示为氢原子的能级结构示意图,一群氢原子处于n=3的激发态,在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子,用这些光子照射逸出功为2.49 eV的金属钠,下列说法正确的是( ) A.这群氢原子能辐射出三种不同频率的光,其中从n=3能级跃迁到n=2能级所发出的光波长最长 B.这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减小,电势能 增大 C.能发生光电效应的光有三种 D.金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是9.60 eV,AD,易错总结:一群氢原子跃迁时辐射出的光子的种类为 ,能否发生光电效应要比较光子的能量与逸出功的关系.,6.如图(甲)所示为氢原子的能级图,图(乙)为氢原子的光谱.已知谱线a是氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光,则谱线b可能是氢原子( ) A.从n=3的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光 B.从n=5的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光 C.从n=4的能级跃迁到n=3的能级时的辐射光 D.从n=1的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光,B,易错总结:能级跃迁时,能级间的能量差等于释放光子的能量,即h=Em-En,在n相同的情况下,m越大,放出光子频率越高;在m相同的情况下,n越大,放出光子频率越低;在m-n相同的情况下,m,n越大放出光子的频率越小.,解析:由图(乙)看出b谱线对应的光的频率大于a谱线对应的光的频率,而a谱线是氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级时的辐射光,所以b谱线对应的能级差应大于n=4与n=2间的能级差,选项B正确.,7.(2016山东济宁检测)当两个中子和两个质子结合成一个粒子时,放出28.30 MeV的能量,当三个粒子结合成一个碳核时,放出7.26 MeV的能量,则当6个中子和6个质子结合成一个碳核时,释放的能量为( ) A.21.04 MeV B.35.56 MeV C.92.16 MeV D.77.64 MeV,C,解析:设中子的质量为mn,质子的质量为mp,粒子的质量为m,碳原子核的质量为mC. 根据质能方程 E1=28.30 MeV=2(mn+mp)-mc2 E2=7.26 MeV=3m-mCc2 E3=6mn+6mp-mCc2 联立各式得E3=92.16 MeV.,易错总结:本题的易错点是没有正确理解结合能的概念而直接将题目中两个数据相减,错选答案A,或直接将题目中两个数据加起来,错选答案B.,热点强化练,热点一 光电效应与光子说 1.(2016山东济南质检)用如图所示的光电管研究光电效应的实验中,用某种频率的单色光a照射光电管阴极K,电流计G的指针发生偏转.而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时,电流计G的指针不发生偏转,那么( ) A.a光的波长一定大于b光的波长 B.只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大 C.增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转 D.用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到c,B,解析:用某种频率的单色光a照射光电管阴极K,电流计G的指针发生偏转,可知a光频率大于金属的截止频率.用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时,电流计G的指针不发生偏转,可知b光的频率小于金属的截止频率,所以a光的频率一定大于b光的频率,则a光的波长小于b光的波长,选项A错误;增加a光的强度,则单位时间内发出的光电子数目增多,通过电流计的电流增大,故选项B正确;增加b光的强度,仍然不能发生光电效应,电流计指针不偏转,选项C错误;电流的方向与负电荷定向移动的方向相反,用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由c到d,选项D错误.,2. (2016广州二模)(多选)如图所示是光控继电器的示意图,K是光电管的阴极.下列说法正确的是( ) A.图中a端应是电源的正极 B.只要有光照射K,衔铁就被电磁铁吸引 C.只要照射K的光强度足够大,衔铁就被电磁铁吸引 D.只有照射K的光频率足够大,衔铁才被电磁铁吸引,AD,解析:电路中要产生电流,则a端接电源的正极,使逸出的光电子在光电管中加速,放大器的作用是将光电管中产生的电流放大后,使铁芯磁化,将衔铁吸住,选项A正确;只有照射K的光频率足够大,才能产生光电效应,衔铁才被电磁铁吸引,选项B错误,D正确;能否发生光电效应与入射光的强度无关,由金属的逸出功和入射光的频率决定,选项C错误.,3.(2016云南玉溪模拟)(多选)在如图1所示的光电管的实验中(电源正负极可以对调),用同一光电管得到了三条可见光的光电流与电压之间的关系曲线图2中的甲光、乙光、丙光.下列说法中正确的有( ) A.只要电流表中有电流通过,光电管中就发生了光电效应 B.同一光电管对不同颜色的单色光有各自不同的截止频率 C.图1中电流表G的电流方向可以是a流向b、也可以是b流向a D.图2中由于甲光和乙光有共同的Uc2,可以确定甲光和乙光是同一种 色光,AD,热点二 氢原子光谱与能级 4. (2016山东菏泽二模)(多选)如图为氢原子的能级示意图,锌的逸出功是3.34 eV,那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是( ) A.用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应 B.一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时,能放出3种不同频率的光子 C.一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时,发出的光照射锌板,锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75 eV D.用能量为10.3 eV的光子照射,可使处于基态的氢原子跃迁到激发态,BC,解析:氢原子从高能级向基态跃迁时辐射的光子能量等于能级差,只要能级差大于锌板逸出功3.34 eV(比如从n=2跃迁到基态时,辐射出的光子能量就大于3.34 eV),就可以使锌板发生光电效应,选项A错误;一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时,存在n=3n=2,n=3n=1,n=2 n=1三条路径,辐射出三种不同能量即不同频率的光子,选项B正确;逸出光电子的最大初动能Ek=h-W0=E3-E1-W0=8.75 eV,选项C正确;用能量为10.3 eV的光子照射,由于该光子能量不等于任意两个氢原子的能极差,而且小于从基态到电离所需的能量,所以基态的氢原子不能吸收该光子跃迁,选项D错误.,5.(2016浙江宁波模拟)(多选)按照氢原子的能级图可以确定(普朗克常量h=6.6310-34 Js,光速c=3.0108 m/s,1 eV=1.610-19 J)( ) A.用波长为600 nm的光照射,可使氢原子电离 B.用10.2 eV的光子可以激发处于基态的氢原子 C.用能量为11.0 eV的光子照射,可使氢原子激发 D.用能量为11.0 eV的外来电子碰撞,可以激发处于基态的氢原子,BD,热点三 核反应与核能,AC,BC,热点四 物理现象与物理学史 8.(2016深圳质检)(多选)关于下列四幅图的说法正确的是( ) A.(甲)图中A处能观察到大量的闪光点,B处能看到较多的闪光点,C处观察不到闪光点 B.(乙)图中用弧光灯照射原来就带电的锌板时,发现验电器的张角变大,说明锌板原来带正电 C.(丙)图中处于基态的氢原子能吸收动能为10.4 eV的电子的能量而发生跃迁 D.(丁)图中1为射线,它的电离作用很强,可消除静电,BCD,解析:(甲)图中粒子经过散射后,有少数发生大角度偏转,在C处观察到很少的粒子,选项A错误;(乙)图中为光电效应演示实验,锌板带正电,当发生光电效应后,电子从锌板表面飞出,锌板带正电荷数量增多,验电器的张角增大,选项B正确;(丙)图为氢原子能级图,电子碰撞处于基态的氢原子,氢原子吸收10.2 eV能量,电子剩余0.2 eV动能,选项C正确;(丁)图为射线在磁场中偏转,1射线向左偏,带正电,为粒子,它的电离作用很强,可消除静电,选项D正确.,解析: 卢瑟福通过粒子散射实验建立了原子核式结构模型,选项A正确;宏观物体的物质波波长非常小,而波长越小,越难以观察到它的波动性,选项B错误;衰变中产生的射线实际上是原子核中的中子转变成质子,而放出电子,选项C错误;爱因斯坦在对光电效应的研究中,提出了光子说,选项D正确.,【备用题组】,1.(2016江西新余检测)(多选)下列说法正确的是( ) A.卢瑟福通过粒子散射实验建立了