2020届高三高考物理一轮复习《原子物理》专题强化

1、2020届高三高考物理一轮复习原子物理专题强化原子物理1 .如图所示为氢原子的能级图，一群氢原子处于n = 4的激发态，在向低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为1.90 eV的金属葩，下列说法正确的是（）A.这群氢原子能发出 6种频率不同的光，其中从n=4跃迁到n= 3所发出的光波EfeV 长最短 书B.这群氢原子能发出 3种频率不同的光，其中从n=4跃迁到n=1所发出的光频-4J.R5-1.51T 一训C.金属艳表面所逸出的光电子的初动能最大值为12.75 eVD.金属艳表面所逸出的光电子的初动能最大值为10.85 eV2.根据玻尔理论，氢原子的能级公式为巳（n为能级,A为基

2、态能量），一个氢原子5 / 6中的电子从n = 4的能级直接跃迁到基态，在此过程中（A.15A氢原子辐射一个能量为彳6的光子B.15A氢原子辐射一个能量为-布的光子C.氢原子辐射一系列频率的光子，其中频率最大的光子能量为15A16D.氢原子辐射一系列频率的光子，其中频率最大的光子能量为一15A163.卜列说法正确的是（）A.光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量B.比结合能越大，原子核越不稳定C.4.用如图甲所示的装置研究光电效应现象。闭合开关S,用频率为v的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变放射性元素的半衰期D.原子核的质量大于组成它的核

3、子的质量之和，这个现象叫做质量亏损该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能E与入射光频率 Y的关系图象，图线与横轴的交点坐标为（a, 0）,与纵轴的交点坐标为（0 , - b）,下列说法中正确的是（）A.普朗克常量为h=aB.断开开关S后，电流表G的示数不为零C.仅增加照射光的强度,光电子的最大初动能将增大光电管ftTil卜甲乙D.保持照射光强度不变,仅提高照射光频率，电流表G的示数保持不变5.卜列说法正确的是（A.B.结合能越大，原子中核子结合得越牢固，原子核越稳定放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关C.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短D.各种气

4、体原子的能级不同，跃迁时发射光子的能量（频率）不同，因此利用不同的气体可以制成五颜六色的霓虹灯6.下列说法中正确的是 （）A.光电效应说明光具有粒子性的，它是爱因斯坦首先发现并加以理论解释的B. 235U的半衰期约为7亿年，随着地球环境的变化，半衰期可能变短C.卢瑟福通过对“粒子散射实验的研究，揭示了原子核的结构D.据波尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的动能增大7 .下列说法正确的是（）155Cst 157Ba+x ,可以判断 为质子A. 2320Th衰变成208 Pt要经过4次a衰变和2次3衰变8 .核泄漏事故污染物 CS137能够产生对人体有害的辐射，其核反

5、应方程式为C.玻尔理论的假设是原子能量的量子化和轨道量子化D.康普顿效应说明光具有粒子性，电子的衍射实验说明实物粒子只具有粒子性8.静止在匀强电场中的碳 14原子核，某时刻放射的某种粒子与反冲核的初速度方向均与电场方向垂直，且经过相等的时间后形成的轨迹如图所示 （a、b表示长度）。那么碳14的核反应方程可能是（）A. 1：C. 4He 1：BeB. 16CT；e 十：BeC. 16CT ；e+17ND. 16CT；H+15Be9.用a、b两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现当以下说法正确的是（）A.增大a光的强度，验电器的指针偏角一定减小B. a光照射金属板时验电器的金属小球带负电C. a

6、光在真空中的波长小于 b光在真空中的波长a光照射时验电器的指针偏转，b光照射时指针未偏转,D.若a光是氢原子从n= 4的能级向n=1的能级跃迁时产生的，则b光可能是氢原子从n=5的能级向n=2的能级跃迁时产生的10.如图所示为氢原子的能级图，当氢原子从n=4能级跃迁到n = 2能级时，辐射出光子 a；当氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时，辐射出光子 b,则下列说法中正确的是（）A.光子a的能量大于光子b的能量.而丫- QB.光子a的波长小于光子b的波长”的31-1.51C. b光比a光更容易发生衍射现象2工4D.在同种介质中，a光子的传播速度大于 b光子的传播速度11 .按照玻尔原子理论，氢

7、原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量 (选填“越大”或“越小”)。已知氢原子的基态能量为 Ei(Ei0),电子质量为mi基态氢原子中的电子吸收一频率为Y的光子被电离后，电子速度大小为(普朗克常量为h)。12 .小明用金属锄为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示.已知普朗克常量h = 6.63xi0(选填“阴极”或“阳极”)；34(1)图甲中电极A为光电管的功 W=J ;(3)如果实验中入射光的频率(2)实验中测得锄的遏止电压UC与入射光频率Y之间的关系如图乙所示，则锄的截止频率vc=Hz,逸出y =7.00X1014Hz,则产生的光电子的最大初动能E =13 .如图所示是

8、研究光电管产生的电流的电路图，A、K是光电管的两个电极，已知该光电极的极限频率为 Y 0。现将频率为Y (大于Y 0)的光照射在阴极上，则：(1)是阴极，阴极材料的逸出功等于 。(2)加在A K间的正向电压为 U时，到达阴极的光电子的最大动能为 ,将A、的正向电压从零开始逐渐增加，电流表的示数的变化情况是 。(3)为了阻止光电子到达阳极，在A、K间应加Us=的反向电压。(4)下列方法一定能够增加饱和光电流的是 A.照射光频率不变，增加光强B.照射光强度不变，增加光的频率C.增加A K电极间的电压D.减小A K电极间的电压14.为确定爱因斯坦的质能方程AE=Am(2的正确性，设计了如下实验：用动

9、能为 E = 0.60 MeV的质子轰击静止的锂核3Li ,生成两个 以粒子，测得两个 以粒子的动能之和为 E=19.9 MeV,已知质子、&粒子、锂粒子的质量分别取 m= 1.007 3 u、mi = 4.001 5 u、mLi = 7.016 0 u，求:(1)写出核反应方程；(2)通过计算说明 AE=Am(2正确。(1 u相当于931.5 MeV)2020届高三高考物理一轮复习原子物理专题强化答案1 .【答案】D【解析】从n = 4跃迁到n= 3所发出的光的频率最小，波长最长，选项A错误；这群氢原子能发出第 c2=6种频率的光子，从n=4跃迁到n=1所发出的光的频率最高，选项 B

10、错误；光电子的最大初动能对应入射光子的频率最高 时，最大入射光能量对应的入射光子的频率最高，即AE=巳Ei=0.85 eV (13.60 eV) =12.75 eV ,由光电效应方程知 Ek= A E- W= 10.85 eV ,选项 C错误，D正确。2 .【答案】B【解析】根据玻尔理论，一个氢原子中的电子从n=4的能级直接跃迁到基态，辐射一个光子的能量为AE=曰EA A15A , 一一=42r 7=一彳6",选项B正确，A C、D错反。3 .【答案】A【解析】光子像其他粒子一样，不但具有粒子性，而且也有波动性，则不但具有能量，也具有动量，故A正确；比结合能越大的原子核越稳定， B错

11、误；放射性元素的半衰期与外界因素没有任何关系，只和本身性质有关，C错误；原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损，故D错误。4 .【答案】B【解析】由h v =W+ Ek,变形得E=hv W,可知图线的斜率为普朗克常量，即h=b,故A错误；断开开关 S后，a初动能大的光电子，也可能达到阳极，所以电流表G的示数不为零，故 B正确；只有增大入射光的频率，才能增大光电子的最大初动能，与光的强度无关，故 C错误；保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，单个光子的能量增 大，而光的强度不变，那么光子数一定减少，发出的光电子数也减少，电流表G的示数要减小，故 D错误。5 .【答案】D【解

12、析】原子核的半衰期由核内部自身因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关，故选项A错误；比结合能越大，原子中核子结合得越牢固，原子核越稳定，与原子核的合能无关，故选项B错误；一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，说明入射光的频率小于金属的极限频率，即光子的能量太小，该束光的波长太长，故选项C错误；根据玻尔理论，各种气体原子的能级不同，跃迁时发射光子的能量(频率)不同，因此利用不同的气体可以 制成五颜六色的霓虹灯，故选项D正确。6 .【答案】D【解析】光电效应说明光具有粒子性，不是波动性的，光电效应是由赫兹发现的，不是爱因斯坦首先发现，故选项A错误；半衰期不会随地球环境的变化而变化，故选项

13、B错误；卢瑟福通过对 粒子散射实验的研究，揭示了原子的核式结构，故选项C错误；据波尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后， 原子能量减小，轨道半径减小，根据-知，核外电子的动能增大，原子能量等于动能和电势能之和，则电势能减小，故选项D正确。7 .【答案】C【解析】因为 衰变时质量数不变，所以 衰变的次数6,在衰变的过程中电荷数总共少6X =1 ,贝惊变,故选项A错误；核反应方程式为137137,可以根据质量数和电荷数守恒判断为粒子,故选项B错误；玻尔理论的假设是提出了轨道量子化和能量量子化,电子的衍射说明实物粒子具有波动性，故选项D错误。8.【答案】A故选项C正确；康普顿效应说明光具有粒子性,1.

14、22a1t【解析】设时间为t,则一1=2, V1t1. 22a2ti-= 4 >V2t- qE ,一q1而a=m,故有mv;q2一 口 一，,: =1 ：,又因为动重寸恒 mv1=mv2,故q1 ：中 mv27 / 6=1 ：,故只有A正确。9 .【答案】CD【解析】增大a光的强度，从金属板中打出的光电子数增多，验电器带电荷量增大，指针偏角一定增大，A错误；a光照射到金属板时发生光电效应现象，从金属板中打出电子，金属板带正电，因此，验电器的金属小球带正电，B错误；发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，因此a光的频率大于b光的频率，a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长，C

15、正确；氢原子从 n=4的能级向n=1的能级跃迁时产生的光子能量大于氢原子 从n= 5的能级向n= 2的能级跃迁时产生的光子能量，D正确。10 .【答案】Dn= 3的能级跃迁到n= 1的能级时的能级差，根【解析】氢原子从 n= 4的能级跃迁到n= 2的能级的能级差小于从据日一5=hv ,知光子a的能量小于光子 b的能量，故A错误；光子a的频率小于光子 b的频率，所以b的频率大,波长小，所以a光更容易发生衍射，故 B、C错误；光子a的频率小，则折射率小，根据 v=(知，光子a在介质中的传播速度大于光子 b在介质中的传播速度，故 D正确。11 .【答案】越大2 (hv +E)【解析】电子离原子核越远

16、电势能越大，原子能量也就越大；根据动能定理有,1 2h v +E1 = 2mv,所以电离后电子速度为2 (h 丫 +E1)O12 .【答案】(1)阳极().1 X1014(5.12 .1 )X 1014均视为正确3. 1 X10 19(3.393. 3) X 10 -9均视为正确x 10 19均视为正确19(3)1.3 X10(1.21 1.)【解析】(1)在光电效应中，电子向 A极运动，故电极 A为光电管的阳极。(2)由题图可知，锄的截止频率vc 为.1 xi014Hz,逸出功 W= hv 0=6.63 X 10 34x .1 X 1014 J = 3.1 X10 19 Jo(3)当入射光的

17、频率为 y =7.00 X1014Hz时，由R=hv hvc得，光电子的最大初动能为6 = 6.63 X 10 34x (7.00 .1 ) X 10 14 J=1.3 x 10 19 J。13 .【答案】(1)K hv 0 (2)hvhvo+eU 逐渐增大，直至保持不变(3) h二h 0 (4)Ae【解析】(1)被光照射的金属将有光电子逸出，故K是阴极，逸出功与极限频率的关系为W= hv。(2)根据光电效应方程可知，逸出的光电子的最大初动能为hv hv0,经过电场加速获得的能量为eU所以到达阳极的光电子的最大动能为hv -hiv 0+eU,随着电压增加，单位时间内到达阳极的光电子数量将逐渐增多，但当从阴极逸出的所有光电子都到达阳极时，再增大电压，也不可能使单位时间内到达阳极的光电子数量增多。所以，电流表的示数先是逐渐增大，直到保持不变。从阴极逸出的光电子在到达阳极的过程中将被减速，被电场消耗的动能为eU反，如果hv hv0=eU反，就将没有光电子能够到达阳极，所以匹=”一“0。e(4)要增