高考物理一轮复习 专题十六 波粒二象性 原子物理习题课件.ppt

一 单项选择题1 2014江苏单科 12c 1 已知钙和钾的截止频率分别为7 73 1014hz和5 44 1014hz 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 a组自主命题 江苏卷题组 五年高考 答案a由光电效应方程ekm h w h h 0钙的截止频率大 因此钙中逸出的光电子的最大初动能小 因动量p 故动量小 由 可知波长较大 则频率较小 选项a正确 2 2017江苏单科 12c 1 原子核的比结合能曲线如图所示 根据该曲线 下列判断正确的有 ahe核的结合能约为14mevbhe核比li核更稳定c 两个h核结合成he核时释放能量du核中核子的平均结合能比kr核中的大 二 多项选择题 答案bc本题考查原子核的相关知识 由图像可知he的比结合能约为7mev 其结合能应为28mev 故a错误 比结合能较大的核较稳定 故b正确 比结合能较小的核结合成比结合能较大的核时释放能量 故c正确 比结合能就是平均结合能 故由图可知d错误 知识归纳对比结合能的理解 比结合能较小的核结合成比结合能大些的核为轻核聚变 比结合能较小的重核 分裂成几个比结合能较大的中等质量的核 为重核裂变 上述两类核反应均放出核能 比结合能越大的核越稳定 3 2015江苏单科 12c 1 波粒二象性是微观世界的基本特征 以下说法正确的有 a 光电效应现象揭示了光的粒子性b 热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性c 黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释d 动能相等的质子和电子 它们的德布罗意波长也相等 答案ab黑体辐射的实验规律可用光的粒子性解释 c错误 由 p 得 动能相等的质子和电子质量相差很多 所以德布罗意波长不相等 d错误 4 2017江苏单科 12c 2 质子h 和 粒子he 被加速到相同动能时 质子的动量 选填 大于 小于 或 等于 粒子的动量 质子和 粒子的德布罗意波波长之比为 三 非选择题 答案小于2 1 解析由动量与动能的关系p 可知 ek相同时 质量小的动量也较小 故质子的动量小于 粒子的动量 德布罗意波长 而p 故 则 h 2 1 5 2015江苏单科 12c 2 核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电u是核电站常用的核燃料u受一个中子轰击后裂变成ba和kr两部分 并产生个中子 要使链式反应发生 裂变物质的体积要 选填 大于 或 小于 它的临界体积 答案3大于 解析由unbakr n可知 会产生3个中子 要使裂变持续进行 链式反应 裂变物质的体积需大于它的临界体积 6 2013江苏单科 12c 2 根据玻尔原子结构理论 氦离子 he 的能级图如图所示 电子处在n 3轨道上比处在n 5轨道上离氦核的距离 选填 近 或 远 当大量he 处在n 4的激发态时 由于跃迁所发射的谱线有条 答案近6 解析量子数小的轨道半径小 因此n 3的轨道比n 5的轨道离核近 能级跃迁发射的谱线条数为 6条 7 2016江苏单科 12c 1 3 1 贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象 如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用 下列属于放射性衰变的是 acnebuniy nchhhendhealpn 3 几种金属的逸出功w0见下表 用一束可见光照射上述金属的表面 请通过计算说明哪些能发生光电效应 已知该可见光的波长范围为4 0 10 7 7 6 10 7m 普朗克常量h 6 63 10 34j s 答案 1 a 3 见解析 解析 1 a是 衰变 b是核裂变 c是核聚变 d是原子核的人工转变 所以a符合题意 3 光子的能量e 取 4 0 10 7m 则e 5 0 10 19j根据e w0判断 钠 钾 铷能发生光电效应 8 2015江苏单科 12c 3 取质子的质量mp 1 6726 10 27kg 中子的质量mn 1 6749 10 27kg 粒子的质量m 6 6467 10 27kg 光速c 3 0 108m s 请计算 粒子的结合能 计算结果保留两位有效数字 答案4 3 10 12j 解析组成 粒子的核子与 粒子的质量差为 m 2mp 2mn m 结合能 e mc2代入数据得 e 4 3 10 12j 考点一波粒二象性一 单项选择题1 2017北京理综 18 6分 2017年年初 我国研制的 大连光源 极紫外自由电子激光装置 发出了波长在100nm 1nm 10 9m 附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲 大连光源因其光子的能量大 密度高 可在能源利用 光刻技术 雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用 一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子 但又不会把分子打碎 据此判断 能够电离一个分子的能量约为 取普朗克常量h 6 6 10 34j s 真空光速c 3 108m s a 10 21jb 10 18jc 10 15jd 10 12j b组统一命题 省 区 市 卷题组 答案b本题考查光子能量 由题意知 电离一个分子的能量等于照射分子的光子能量 e h h 2 10 18j 故选项b正确 审题指导题目信息提取此题为新科技背景下的信息题 从题中提取有用信息 成为解答此题的关键 从题中应提取到如下有用信息 照射并使分子电离的激光波长为 100nm 10 7m 照射不会把分子打碎 说明光子能量几乎全部用来使分子电离 所以只要计算激光脉冲光子能量即可 2 2017上海单科 2 3分 光子的能量与其 a 频率成正比b 波长成正比c 速度成正比d 速度平方成正比 答案a由e h c 得e h h 可见光子的能量与其频率成正比 与其波长成反比 a正确 b错误 由于任意能量的光子在真空中传播的速度都是相同的 故c d皆错误 易错点拨关于光子的能量光子的能量不能理解为动能 不能由动能的定义式ek mv2来处理光子能量的问题 谨记爱因斯坦的光子说 质能方程是关键 3 2016天津理综 2 6分 如图是a b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样 则 a 在同种均匀介质中 a光的传播速度比b光的大b 从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大c 照射在同一金属板上发生光电效应时 a光的饱和电流大d 若两光均由氢原子能级跃迁产生 产生a光的能级能量差大 答案d由a b两光的干涉图样结合 x 知 a b na nb 由n 知va vb a项错误 sinc 故ca cb 选项b错误 发生光电效应时 饱和电流与入射光的强度有关 c项错误 由能级跃迁h em en 由于a光的光子能量大 因此产生a光的能级能量差大 选项d正确 4 2015天津理综 2 6分 中国古人对许多自然现象有深刻认识 唐人张志和在 玄真子 涛之灵 中写道 雨色映日而为虹 从物理学角度看 虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的 如图是彩虹成因的简化示意图 其中a b是两种不同频率的单色光 则两光 a 在同种玻璃中传播 a光的传播速度一定大于b光b 以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后 b光侧移量大c 分别照射同一光电管 若b光能引起光电效应 a光也一定能d 以相同的入射角从水中射入空气 在空气中只能看到一种光时 一定是a光 答案c根据光路图可知 a光的折射率大于b光的折射率 由n 可知 在同种玻璃中 a光的传播速度应小于b光 a项错误 以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后 由于a光的折射率大 偏折程度大 a光侧移量大 b项错误 折射率大的a光频率也高 所以分别照射同一光电管 若b光能引起光电效应 a光也一定能 c项正确 由于b光的折射率小 b光从光密介质射向光疏介质发生全反射的临界角大 当a b光以相同的入射角从水中射入空气时 若在空气中只能看到一种光 说明该光未发生全反射 所以一定是b光 d项错误 5 2017课标 19 6分 在光电效应实验中 分别用频率为 a b的单色光a b照射到同种金属上 测得相应的遏止电压分别为ua和ub 光电子的最大初动能分别为eka和ekb h为普朗克常量 下列说法正确的是 a 若 a b 则一定有ua b 则一定有eka ekbc 若ua b 则一定有h a eka h b ekb 二 多项选择题 答案bc本题考查对光电效应方程h w0 ek的理解 光照射到同种金属上 同种金属的逸出功相同 若 a b 据h w0 ek 得eka ekb 则b项正确 由h w0 ek eu 可知当 a b时ua ub 则a项错误 若ua ub说明eka ekb 则c项正确 由h ek w0 而同一种金属w0相同 则d项错误 关键点评对光子能量 逸出功及最大初动能的理解 照射到同一种金属上 说明逸出功相等 遏止电压和最大初动能关系为 eu ek 光电效应方程 h w0 ek 6 2016课标 35 1 5分 现用某一光电管进行光电效应实验 当用某一频率的光入射时 有光电流产生 下列说法正确的是 a 保持入射光的频率不变 入射光的光强变大 饱和光电流变大b 入射光的频率变高 饱和光电流变大c 入射光的频率变高 光电子的最大初动能变大d 保持入射光的光强不变 不断减小入射光的频率 始终有光电流产生e 遏止电压的大小与入射光的频率有关 与入射光的光强无关 答案ace保持入射光的频率不变 入射光的光强变大 单位时间内逸出的光电子个数增加 则饱和光电流变大 故a正确 饱和光电流的大小与入射光的频率无直接关系 故b错 由ek h w 可知c正确 当入射光的频率小于金属的极限频率时 光电效应不能发生 故d错 由eu mv2 h w得eu h w 可见 遏止电压u随 的增大而增大 与入射光的光强无关 故e正确 7 2015课标 35 1 5分 实物粒子和光都具有波粒二象性 下列事实中突出体现波动性的是 a 电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样b 射线在云室中穿过会留下清晰的径迹c 人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构d 人们利用电子显微镜观测物质的微观结构e 光电效应实验中 光电子的最大初动能与入射光的频率有关 与入射光的强度无关 答案acd电子束通过双缝产生干涉图样 体现的是波动性 a正确 射线在云室中留下清晰的径迹 不能体现波动性 b错误 衍射体现的是波动性 c正确 电子显微镜利用了电子束波长短的特性 d正确 光电效应体现的是光的粒子性 e错误 1 2017课标 15 6分 一静止的铀核放出一个 粒子衰变成钍核 衰变方程为uthhe 下列说法正确的是 a 衰变后钍核的动能等于 粒子的动能b 衰变后钍核的动量大小等于 粒子的动量大小c 铀核的半衰期等于其放出一个 粒子所经历的时间d 衰变后 粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量 考点二原子与原子核一 单项选择题 答案b本题考查天然放射现象 半衰期 动量守恒 静止的原子核在衰变前后动量守恒 由动量守恒定律得0 m1v1 m2v2 可知m1v1 m2v2 故衰变后钍核的动量大小等于 粒子的动量大小 选项b正确 而动能ek 由于钍核的质量 m1 大于 粒子的质量 m2 故其动能不等 选项a错误 铀核的半衰期是大量的铀核半数发生衰变所用的时间 而不是放出一个 粒子所经历的时间 选项c错误 原子核衰变前后质量数守恒 衰变时放出核能 质量亏损 选项d错误 关联知识原子核衰变前后动量守恒 质量数和电荷数守恒 动能和动量与质量的关系 半衰期的定义及其含义 2 2017天津理综 1 6分 我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证 这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献 下列核反应方程中属于聚变反应的是 a hhhenbnheohchealpndunbakr n 答案a本题考查核反应类型 选项a是质量小的核结合成质量较大的核 属于核聚变 选项b是卢瑟福发现质子的人工转变方程 选项c是约里奥 居里夫妇发现人工放射性同位素的人工转变方程 选项d是铀核在中子轰击下分裂为中等质量的核的过程 属于核裂变 易混点拨轻核聚变与人工转变从本质过程来看 轻核聚变是质量较小的原子核在高温下或在高压下接近到核力能发生作用的范围时 在核力作用下结合为质量较大的原子核 同时放出能量 人工转变是在高速粒子的轰击下使靶核发生转变 同时被击出某种粒子 此过程中通常要吸收能量 从方程形式来看 二者相近 不易区分 可通过典型人工转变方程的记忆来解决 几种典型人工转变是发现质子 中子 放射性同位素与正电子的核反应 3 2016北京理综 13 6分 处于n 3能级的大量氢原子 向低能级跃迁时 辐射光的频率有 a 1种b 2种c 3种d 4种 答案c处于能级为n的大量氢原子向低能级跃迁能辐射光的种类为 所以处于n 3能级的大量氢原子向低能级跃迁 辐射光的频率有 3种 故c项正确 4 2016浙江自选 14 1 4分 以下说法正确的是 a 氢原子的能量是量子化的b 在核反应过程中 质子数守恒c 半衰期越大 原子核衰变越快d 如果一个系统不受外力 系统的总动量一定为零 答案a根据玻尔原子理论 氢原子的能量是量子化的 a项正确 核反应中电荷数守恒 质量数守恒 质子数不一定守恒 b项错误 半衰期是指大量原子核衰变时 有半数原子核发生衰变所用的时间 半衰期越大 原子核衰变越慢 c项错误 系统不受外力或所受合外力为零 系统总动量保持不变 d项错误 5 2015天津理综 1 6分 物理学重视逻辑 崇尚理性 其理论总是建立在对事实观察的基础上 下列说法正确的是 a 天然放射现象说明原子核内部是有结构的b 电子的发现使人们认识到原子具有核式结构c 粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的d 密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的 答案a 粒子散射实验的重要发现使人们认识到原子具有核式结构 b c项错误 密立根的油滴实验测出了电子的电荷量 d项错误 6 2015浙江自选 14 1 4分 以下说法正确的是 a 所有原子核中的质子数和中子数都相等b 在核反应中 质量数守恒 电荷数守恒c 氢原子从高能级向低能级跃迁时能辐射出 射线d 只要光照射金属电极的时间足够长 就能发生光电效应 答案b质量数守恒 电荷数守恒是核反应中两大基本规律 b正确 7 2015北京理综 14 6分 下列核反应方程中 属于 衰变的是 a nheohbuthhechhhendthpae 答案ba项属于原子核的人工转变 b项属于 衰变 c项属于聚变反应 d项属于 衰变 8 2015福建理综 30 1 6分 下列有关原子结构和原子核的认识 其中正确的是 a 射线是高速运动的电子流b 氢原子辐射光子后 其绕核运动的电子动能增大c 太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变d bi的半衰期是5天 100克bi经过10天后还剩下50克 答案b 射线是光子流 选项a错误 氢原子辐射光子后能量减小 轨道半径减小 其绕核运动的电子动能增大 总能量减小 选项b正确 太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的氢核聚变 选项c错误 由m n 2得m g 25g 选项d错误 9 2015重庆理综 1 6分 图中曲线a b c d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹 气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里 以下判断可能正确的是 a a b为 粒子的径迹b a b为 粒子的径迹c c d为 粒子的径迹d c d为 粒子的径迹 答案d 粒子不带电 不会发生偏转 故b错 由左手定则可判定 a b粒子带正电 c d粒子带负电 又知 粒子带正电 粒子带负电 故a c均错 d正确 10 2014重庆理综 1 6分 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 答案c设剩余质量为m剩 则由m剩 m 得m剩 m c正确 11 2016课标 35 1 5分 一静止的铝原子核al俘获一速度为1 0 107m s的质子p后 变为处于激发态的硅原子核si 下列说法正确的是 a 核反应方程为palsi 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e 硅原子核速度的数量级为105m s 方向与质子初速度的方向一致答案abe质子p即h 核反应方程为palsi a项正确 核反应过程遵循动量守恒定律 b项正确 核反应过程中系统能量守恒 c项错误 在核反应中质量数守恒 但会发生质量亏损 所以d项错误 设质子的质量为m 则si 的质量为28m 由动量守恒定律有mv0 28mv 得v m s 3 6 105m s 方向与质子的初速度方向相同 故e项正确 二 多项选择题 12 2016天津理综 6 6分 物理学家通过对实验的深入观察和研究 获得正确的科学认知 推动物理学的发展 下列说法符合事实的是 a 赫兹通过一系列实验 证实了麦克斯韦关于光的电磁理论b 查德威克用 粒子轰击n获得反冲核o 发现了中子c 贝克勒尔发现的天然放射性现象 说明原子核有复杂结构d 卢瑟福通过对阴极射线的研究 提出了原子核式结构模型 答案ac1886年 德国科学家赫兹做了 赫兹的电火花 等一系列实验 证实了麦克斯韦关于光的电磁理论 a项正确 查德威克用 粒子轰击be获得反冲核c 发现了中子 b项错误 贝克勒尔发现天然放射性现象 原子序数大于或等于83的原子核在自然界中自发地发生衰变 说明原子核有复杂结构 c项正确 卢瑟福通过 粒子散射现象 提出了原子核式结构模型 d项错 13 2016课标 35 1 5分 在下列描述核过程的方程中 属于 衰变的是 属于 衰变的是 属于裂变的是 属于聚变的是 填正确答案标号 acnebpsecuthhednheoheunxesr nfhhhen 三 非选择题 答案cabef 解析天然放射性元素自发地放出 粒子 即氦核he 的衰变属于 衰变 放出 粒子的衰变属于 衰变 重核分裂成几个中等质量原子核的现象为核裂变 轻原子核聚合成较重原子核的反应为核聚变 14 2017北京理综 23 18分 在磁感应强度为b的匀强磁场中 一个静止的放射性原子核发生了一次 衰变 放射出的 粒子he 在与磁场垂直的平面内做圆周运动 其轨道半径为r 以m q分别表示 粒子的质量和电荷量 1 放射性原子核用x表示 新核的元素符号用y表示 写出该 衰变的核反应方程 2 粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流 求圆周运动的周期和环形电流大小 3 设该衰变过程释放的核能都转化为 粒子和新核的动能 新核的质量为m 求衰变过程的质量亏损 m 答案见解析 方法技巧衰变中的动量和能量守恒在 衰变过程中 静止的原子核放射 粒子 新核与 粒子的总动量保持不变 为零 而衰变释放的能量与质量亏损之间必然遵循质能方程 e mc2 15 2016浙江自选 14 2 6分 金属钠的逸出功为2 29ev 波长为420nm的紫光照射在金属钠表面产生光电效应 普朗克常量h 6 63 10 34j s 1ev 1 6 10 19j c 3 0 108m s 求 入射光子的能量 光电子的最大初动能 答案 2 96ev 0 67ev 解析 入射光子的能量e 4 74 10 19j 2 96ev 由光电效应方程得ek e w 0 67ev 评析本题考查光电效应的基础内容 光电效应方程的基本应用 难度较易 1 2013重庆理综 2 6分 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una b n 则a b可能是 axekrbbakrcbasrdxesr 一 单项选择题 c组教师专用题组 答案d根据核反应中的质量数守恒可知 a b的质量数应为235 1 2 234 质子数应为92 a项中的质量数为140 93 233 b项中质量数是141 92 233 c项中质量数为141 93 234 质子数为56 38 94 d项中质量数为140 94 234 质子数为54 38 92 综上可知 答案为d 2 2013天津理综 1 6分 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 射线 射线 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 答案c原子核发生衰变时有质量亏损 质量不守恒 选项a错 射线是光子流 不是带电粒子流 选项b错 氢原子从激发态向基态跃迁 辐射的光子能量h em en 即只能辐射特定频率的光子 c项正确 光电效应的光电子动能ek h w0 只与入射光频率有关 而与入射光强度无关 d项错误 3 2013课标 35 1 5分 关于原子核的结合能 下列说法正确的是 a 原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量b 一重原子核衰变成 粒子和另一原子核 衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能c 铯原子核cs 的结合能小于铅原子核pb 的结合能d 比结合能越大 原子核越不稳定e 自由核子组成原子核时 其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能 二 多项选择题 答案abc由原子核的结合能定义可知 原子核分解成自由核子时所需的最小能量为原子核的结合能 选项a正确 重原子核的核子平均质量大于轻原子核的平均质量 因此原子核衰变产物的结合能之和一定大于衰变前的结合能 选项b正确 铯原子核的核子数少 因此其结合能小 选项c正确 比结合能越大的原子核越稳定 选项d错误 自由核子组成原子核时 其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能 选项e错误 4 2014天津理综 6 6分 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 答案bd玻尔对氢原子光谱的研究完善了核式结构模型 选项a错误 紫外线有荧光效应 故b选项正确 天然放射现象中的 射线不带电 在电场或磁场中不发生偏转 选项c错误 观察者与波源互相远离 由多普勒效应可知接收到的频率变小 故选项d正确 5 2015广东理综 18 6分 科学家使用核反应获取氚 再利用氘和氚的核反应获得能量 核反应方程分别为 x y h 4 9mev和hhhe x 17 6mev 下列表述正确的有 a x是中子b y的质子数是3 中子数是6c 两个核反应都没有质量亏损d 氘和氚的核反应是核聚变反应 答案ad设x y的电荷数分别为z z 质量数分别为a a 由质量数守恒和电荷数守恒有 a a 4 3 2 3 a 4 z z 2 1 1 1 2 z 可得a 1 a 6 z 0 z 3 故x是中子 y是li a正确 由li知y的质子数 中子数都是3 故b错误 两个核反应中都释放了能量 故都有质量亏损 c错误 氘和氚的核反应中质量较小的核结合成了质量较大的核 故d正确 6 2013课标 35 1 6分 一质子束入射到静止靶核al上 产生如下核反应 pal x n式中p代表质子 n代表中子 x代表核反应产生的新核 由反应式可知 新核x的质子数为 中子数为 三 非选择题 答案1413 解析p代表质子 符号为h n代表中子 符号为n 根据核反应中的双守恒可知halsin 则新核x的质子数为14 中子数为27 14 13 1 2017江苏四市一模 下列说法正确的是 a 光电效应中 从金属中逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比b 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c 核裂变与核聚变反应中均存在质量亏损 会释放出较多的核能du的半衰期随着环境的不断变化 半衰期可能变短 一 单项选择题 每题2分 共6分 答案c由ek h w可见 ek与 不是正比关系 故a错 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b错 裂变和聚变反应中均释放核能 由 e mc2可知c正确 半衰期只决定于原子核本身 与环境无关 故d错 三年模拟 a组2015 2017年高考模拟 基础题组 时间 20分钟分值 30分 2 2016江苏南通一模 12c 1 下列说法中正确的是 a 玻尔通过对氢原子光谱的研究建立了原子的核式结构模型b 核力存在于原子核内任意两个核子之间c 天然放射现象的发现使人类认识到原子具有复杂的结构d 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 答案d汤姆孙通过 粒子散射实验的研究建立了原子的核式结构模型 a错 核力为短程力 只存在于相邻的核子之间 b错 天然放射现象反映了原子核具有复杂的结构 c错 d项叙述符合普朗克对黑体辐射的研究结果 正确 3 2016江苏南京 盐城一模 12c 1 如图所示 某原子的三个能级的能量分别为e1 e2和e3 a b c为原子跃迁所发出的三种波长的光 下列判断正确的是 a e1 e2 e3b e3 e2 e2 e1 c b光的波长最长d c光的频率最高 答案de1为基态能量 其值最小 故a错 由能级图可以看出 e3 e2 e2 e1 b错 由h em en可知 c光频率最高 a光的波长最长 故c错 d对 4 2017江苏三市二模 下列说法中正确的是 a 电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性b 衰变是原子核内部一个质子转化成一个中子的过程c 裂变物质的体积小于临界体积时 链式反应不能进行d 235u的半衰期约为7亿年 随地球环境的变化 半衰期可能变短 二 多项选择题 每题6分 共24分 答案ac衍射现象是波特有的现象 故a正确 衰变是原子核内部一个中子转化成一个质子和一个电子的过程 故b错 链式反应的条件是裂变物质的体积大于临界体积 故c正确 半衰期决定于原子核本身 与外部环境无关 故d错 5 2017江苏师大附中阶段检测 下列四幅图分别对应四种说法 其中正确的是 a 根据 射线的特点可知 射线1是 射线 射线2是 射线 射线3是 射线b 氢原子辐射出一个光子后 电势能减少 总能量增加c 天然放射性元素的半衰期由原子核自身的因素决定 跟所处的化学状态和外部条件无关d 用绿光照射k时 电流表指针发生了偏转 若改用紫光照射 电流表的示数一定增大 答案ac 射线穿透能力最差 不能穿透一张纸 射线穿透能力最强 射线次之 故a正确 氢原子辐射出一个光子后 从高能级跃迁到低能级 电势能减少 动能增加 总能量减少 故b错 半衰期决定于原子核本身 c正确 电流表的示数与照射光的强弱有关 与照射光的频率无关 故d错 6 2017江苏新海月考 12c 1 下列说法中正确的有 a 普朗克在研究黑体热辐射时提出了能量子假说b 衰变的实质是原子核内部的一个中子转化成质子c 在核反应堆中 为使快中子减速 在铀棒周围要放置镉棒d 比结合能越大 原子核中核子结合得越牢固 答案ad 衰变的实质是原子核内部的一个中子转化成一个质子和一个电子 故b错 镉棒是吸收中子的 使快中子减速使用的主要是重水或石墨 故c错 a d项所述均正确 7 2016江苏苏锡常镇一模 12c 1 下列说法中正确的是 a 电子的衍射图样证实了实物粒子具有波动性b 为了解释黑体辐射的规律 普朗克提出了能量量子化的观点c 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将放出光子d 光电效应现象中存在极限频率 导致含有光电管的电路存在饱和电流 答案ab衍射是波特有的现象 故a正确 b项叙述正确 电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时需吸收能量 c错 极限频率是能否产生光电效应的临界频率 与饱和电流的存在性无关 d错 1 2017江苏新海月考 10分 1 加拿大萨德伯里中微子观测站揭示了中微子失踪的原因 即观测到的中微子数目比理论值少是因为部分中微子在运动过程中转化为一个 子和一个 子 该研究过程中牛顿运动定律 选填 依然适用 或 不能适用 若发现 子和中微子的运动方向相反 则 子的运动方向与中微子的运动方向 选填 相同 相反 或 无法确定 2 一铜板暴露在波长为 的紫外线中 观测到有电子从铜板表面逸出 在铜板所在空间加一方向垂直于板面 大小为e的匀强电场时 电子能运动到与板面的最大距离为d的位置 已知真空中的光速为c 普朗克常量为h 电子的电荷量为e 求 入射光光子的能量 铜板的极限频率 非选择题 共65分 b组2015 2017年高考模拟 综合题组 时间 60分钟分值 65分 解析 1 牛顿运动定律的适用范围是宏观物体低速运动 不适用于微观粒子高速运动 微观粒子在相互作用过程中遵循动量守恒定律 子和中微子的运动方向相反 子与中微子的运动方向相同 2 入射光光子的能量e0 由功能关系可知光电子的最大初动能ekm eed设铜板的极限频率为 0 则e0 h 0 ekm解得 0 答案 1 不能适用相同 2 2 2017江苏高考模拟卷二 10分 1 如图甲所示为研究发生光电效应时通过光电管上的电流随电压变化的电路 用频率为 的单色光照射阴极k时 能发生光电效应 改变光电管两端的电压 测得电流随电压变化的图像如图乙所示 已知电子的带电荷量为 e 真空中的光速为c 普朗克常量为h 从阴极k逸出光电子的最大初动能ek 阴极k的极限频率 0 若用上述单色光照射一群处于基态的氢原子 恰能使氢原子跃迁到n 4的激发态 氢原子处于 基态时的能量e1 已知氢原子n能级上的能量en与基态的能量e1满足en 2 某元素a在发生 衰变生成b元素的同时 能放出频率为 的光子 设有一个静止的原子核a 质量为m0 衰变时在 粒子的速度方向上放出一个光子 已知放出 粒子的质量为m 速度为v 光子的速度为c 静质量为0 光子的动量为 则 元素a发生 衰变的核反应方程式 如果元素a的半衰期为10天 在对160g元素a的单质加热40天后 还剩下元素a的单质g 静止的原子核a衰变后生成的b元素的速度v 答案 1 euc h 2 abhe10 见解析 解析 1 uc为遏止电压 由动能定理 ek euc 结合光电效应方程有 h euc h 0则 0 根据玻尔的原子理论有 h e4 e1 e4 解得 e1 h 2 由质量数守恒和电荷数守恒有 abhe由衰变规律可得元素a剩下的质量m m0 160g 10g 由动量守恒定律有 0 mbv m v 结合 解得 v 负号表示v与v 方向相反 3 2017苏北三市三模 10分 1 下列各图像与实际不相符的是 2 已知氢原子基态能级e1 激发态能级en n 2 3 普朗克常量为h 光速为c 则氢原子从n 4 向n 2跃迁时发出光的波长为 若此光恰好使某金属产生光电效应 一群处于n 4能级的氢原子发出的光中 共有种频率的光能使该金属产生光电效应 3 一静止的铀核u发生 衰变后变为钍核th 放出的 粒子速度为0 1c c是光在真空中的速度 不考虑相对论效应 试写出该衰变的核反应方程 求钍核的速度大小 答案 1 ab 2 4 3 见解析 解析 1 温度升高时 黑体辐射强度的最大值向波长短的一侧偏移 故a错 由左手定则判断可知 粒子向右偏转 粒子向左偏转 故b错 c d正确 2 e4 e2 h 即 h 解得 e4 e1 e4 e2 e3 e1 e4 e2 e2 e1 e4 e2 故共4种 3 uthhe 设钍核的质量为m 反冲速度为v 由动量守恒定律 0 m 0 1c mv其中 v c 4 2017江苏六市二模 10分 2017年1月 我国 墨子号 量子科学实验卫星正式进入应用研究 在量子理论中 有共同来源的两个微观粒子 不论它们相距多远 它们总是相关的 一个粒子的行为会立即影响到另一个粒子的状态 这就是所谓的量子纠缠 1 关于量子理论 下列说法中正确的有 a 玻尔氢原子理论 第一次提出了能量量子化的概念b 爱因斯坦研究光电效应提出光子说 光子说属于量子理论的范畴c 量子理论中 实物粒子具有波粒二象性d 微观粒子在受力情况和初速度确定的前提下 可以确定它此后运动状态和位置 2 设一对静止的正 负电子湮灭后产生两个光子a和b 已知电子质量为m 真空中光速为c 普朗克常量为h 则光子a的频率是 若测得光子a的波长为 则光子b的动量大小为 3 原子核的能量也是量子化的 钍核th 的能级图如图所示ac发生 衰变产生钍核 钍核处于n 3的能级 写出ac发生 衰变的方程 发生上述衰变时 探测器能接收到 射线谱线有几条 求波长最长的 光子的能量e 解析 1 能量量子化概念首先由普朗克提出 a错 d选项违反了不确定性关系 选b c 2 由质能方程得 e mc2 2mc2又因为 e 2h 所以 b光子动量p a b光子频率相等 波长也相等 3 acthe 在三个能级间跃迁有3条谱线 波长最长对应能级差最小 e e2 e1 0 0721mev 答案 1 bc 2 3 见解析 5 2016江苏苏锡常镇三模 12c 1 2 10分 1 下列符合物理历史事实的有 a 卢瑟福的 粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构b 德布罗意认为电子也有波动性 且电子的波长与它的动量成反比c 贝可勒尔发现天然放射现象 揭开了原子可再分的序幕d 结合能越大 原子核越稳定 2 光电效应是光具有粒子性的有力证据 如图所示 是测定最大初动能和阴极材料的逸出功的实验装置 当开关s断开时 用光子能量为3 11ev的一束光照射阴极k 发现电流表读数不为零 合上开关 调节滑动变阻器 发现当电压表读数小于1 21v时 电流表读数不为零 当电压表读数大于或等于1 21v时 电流表读数为零 从上述实验数据可知 此时光电子的最大初动能为ev 该阴极材料的逸出功为ev 解析 1 卢瑟福的 粒子散射实验建立了原子的核式结构模型 故a错 德布罗意认为电子也具有波动性 波长 故b正确 贝可勒尔发现天然放射现象 揭示了原子核有复杂的结构 故c错 比结合能越大原子核越稳定 而结合能大的原子核比结合能不一定大 故d错 2 由mv2 euc可知 光电子的最大初动能为1 21ev 由mv2 h w 得w 3 11ev 1 21ev 1 90ev 答案 1 b 2 1 211 90 6 2016苏北三市三模 12c 1 2 10分 1 下列说法正确的是 a 光电效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象b 天然放射现象说明原子具有复杂的结构c 一个氘核的质量小于一个质子和一个中子的质量和d 已知钴60的半衰期为5 27年 则任一个钴60原子核都将在5 27年内发生衰变 2 如图所示为氢原子的能级图 n为量子数 若氢原子由n 3能级跃迁到n 2能级的过程释放出的光子恰好能使某种金属发生光电效应 则一群处于n 4能级的氢原子在向基态跃迁时 产生的光子中有种频率的光子能使该金属发生光电效应 其中光电子的最大初动能ek ev 解析 1 光电效应是光照射到金属上时有电子逸出的现象 故a错 天然放射现象说明原子核具有复杂的结构 故b错 一个质子和一个中子结合成氘核时放出能量 由质能方程可知 对应存在质量亏损 故c正确 衰变规律为大量原子核表现出来的统计规律 对少量原子核并不成立 故d错 2 如图所示 除了从n 4能级跃迁到n 3能级的辐射光不能使该金属发生光电效应外 其他均可以 故共有5种 从n 4能级跃迁到n 1能级的辐射光照到该金属上 产生的光电子的最大初动能最大 由光电效应方程有 ek e4 e1 e3 e2 0 85ev 13 6ev 1 51ev 3 4ev 10 86ev 答案 1 c 2 510 86 7 2015江苏南京 盐城二模 12c 2 5分 用如图甲所示的装置研究光电效应现象 当用光子能量为5ev的光照射到光电管上时 测得电流表的示数随电压变化的图像如图乙所示 则光电子的最大初动能为j 金属的逸出功为j 解析由i u图像可知 遏止电压uc 2v 则光电子的最大初动能ek euc 1 6 10 19 2j 3 2 10 19j 由光电效应方程可得金属的逸出功w h ek 5 1 6 10 19j 3 2 10 19j 4 8 10 19j 答案3 2 10 194 8 10 19 1 2017江苏四市一联 12c 2 3 2 氢原子各定态能量为en e1为基态氢原子能量 现有大量氢原子处于n 4激发态 这些氢原子可以发出种不同频率的光子 其中频率最大的光子能量为频率最小的光子能量的倍 可保留分数 3 静止的锂核li俘获一个速度为8 106m s的中子 发生核反应后产生了两个新粒子 其中一个粒子为氦核he 它的速度大小是3 5 106m s 方向与反应前的中子速度方向相同 试写出核反应方程 并求反应后产生的另一个粒子的速度大小 非选择题 答案 2 6 3 见解析 c组2015 2017年高考模拟 创新题组 解析 2 由 6可见 可以发出6种不同频率的光子 3 核反应方程为linheh由动量守恒定律得 mnvn mhevhe mhv