原子物理高考真题专题汇编带答案解析

高考帮第第页专题十六原子物理考点1光电效应、波粒二象性高考帮·揭秘热点考向[2019北京,19,6分]光电管是一种利用光照射产生电流的装置,当入射光照在管中金属板上时,可能形成光电流.表中给出了6次实验的结果.

由表中数据得出的论断中不正确的是 ()

A.两组实验采用了不同频率的入射光

B.两组实验所用的金属板材质不同

C.若入射光子的能量为5.0eV,逸出光电子的最大动能为1.9eV

D.若入射光子的能量为5.0eV,相对光强越强,光电流越大组次入射光子的能量/eV相对光强光电流大小/mA逸出光电子的最大动能/eV1234.04.04.0弱中强2943600.90.90.94566.06.06.0弱中强2740552.92.92.9拓展变式1.[2017全国Ⅲ,19,6分,多选]在光电效应实验中,分别用频率为νa、νb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νa>νb,则一定有Ua<UbB.若νa>νb,则一定有Eka>EkbC.若Ua<Ub,则一定有Eka<EkbD.若νa>νb,则一定有hνa-Eka>hνb-Ekb2.[2018全国Ⅱ,17,6分]用波长为300nm的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10-19J.已知普朗克常量为6.63×10-34J·s,真空中的光速为3.00×108m·s-1.能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为 ()A.1×1014HzB.8×1014HzC.2×1015Hz D.8×1015Hz3.[多选]关于光的波粒二象性,下列理解正确的是 ()A.光子静止时有粒子性,光子传播时有波动性B.光是一种宏观粒子,但它按波的方式传播C.光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可以用波动规律来描述D.大量光子出现的时候表现出波动性,个别光子出现的时候表现出粒子性E.不仅光具有波粒二象性,微观粒子也具有波粒二象性4.用图甲所示的电路研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的颜色(频率)等物理量间的关系,电流计G测得的光电流I随光电管两端电压U的变化如图乙所示,则()A.通过电流计G的电流方向由d到cB.电压U增大,光电流I一定增大C.用同频率的光照射K极,光电子的最大初动能与光的强弱无关D.光电管两端电压U为零时一定不发生光电效应考点2原子结构、氢原子光谱、原子核高考帮·揭秘热点考向1.[2020浙江1月选考,14,2分,多选]由玻尔原子模型求得氢原子能级如图所示,已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间,则 ()A.氢原子从高能级向低能级跃迁时可能辐射出γ射线B.氢原子从n=3的能级向n=2的能级跃迁时会辐射出红外线C.处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线并发生电离D.大量氢原子从n=4能级向低能级跃迁时可辐射出2种频率的可见光2.[2020全国Ⅰ,19,6分,多选]下列核反应方程中,X1、X2、X3、X4代表α粒子的有 ()A.12H+12H→01n+X1B.C.92235U+01n→56144Ba+3689Kr+3X3 拓展变式1.[2019全国Ⅰ,14,6分]氢原子能级示意图如图所示.光子能量在1.63eV~3.10eV的光为可见光.要使处于基态(n=1)的氢原子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 ()A.12.09eVB.10.20eVC.1.89eV D.1.51eV2.[2018江苏,12C(1),4分]已知A和B两种放射性元素的半衰期分别为T和2T,则相同质量的A和B经过2T后,剩有的A和B质量之比为 ()A.1∶4B.1∶2C.2∶1D.4∶13.用中子轰击

92235U原子核产生裂变反应,其可能的裂变方程为

92235U+01n→Y+3689Kr+301n,

92235U、01n、Y、3689Kr的质量分别为m1、m2A.92B.若升高

92235U的温度,C.裂变时释放的能量为(m1-2m2-m3-m4)c2D.924.[2020湖南衡阳八中月考,多选]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(ZAX)发生了一次α衰变.放射出的α粒子(24He)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α粒子的质量和电荷量,生成的新核用Y表示.若原子核衰变时释放的核能全部转化为新核和粒子的动能,下列说法正确的是A.图甲、乙、丙、丁表示发生衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中的运动轨迹,其中正确的是图丙B.新核Y在磁场中做圆周运动的半径为RY=2ZC.α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,且电流大小为I=BD.若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能,则衰变过程中的质量亏损为Δm=A答案专题十六原子物理考点1光电效应、波粒二象性B由于光子的能量E=hν,又入射光子的能量不同,故入射光子的频率不同,A项正确;由爱因斯坦光电效应方程得hν=W0+Ek,可求出两组实验的逸出功均为3.1eV,故两组实验所用的金属板材质相同,B项错误;由hν=W0+Ek,逸出功W0=3.1eV可知,若入射光子能量为5.0eV,则逸出光电子的最大动能为1.9eV,C项正确;相对光强越强,单位时间内射出的光子数越多,单位时间内逸出的光电子数越多,形成的光电流越大,D项正确.1.BC由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0可知,若νa>νb,则Eka>Ekb,遏止电压能够反映最大初动能的大小,Ue=Ek,则Ua>Ub,故选项A错误,选项B正确;若Ua<Ub,则Eka<Ekb,故选项C正确;W0=hν-Ek,由于金属的逸出功由金属材料本身决定,故选项D错误.2.B根据爱因斯坦光电效应方程可得W0=hν-Ek=hνc,又ν=cλ,代入数据解得νc≈8×1014Hz,B正确3.CDE光子不可能静止,故A错误.光是一种微观粒子,是一种概率波.故B错误,C正确.大量光子显波动性,个别光子显粒子性,故D正确.根据德布罗意波的理论,一切微粒子都具有波粒二象性,故E正确.4.C电流方向与逃逸出来的光电子运动方向相反,所以通过电流计G的电流方向由c到d,故A错误;在光照条件不变的情况下,随着所加电压U增大,光电流先增大,后趋于饱和值不变,故B错误;用同频率的光照射K极,根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0可知,光电子的最大初动能与光的频率有关,与光的强弱无关,故C正确;光电管两端电压U为零时,光电效应也会发生,故D错误.考点2原子结构、氢原子光谱、原子核1.CD氢原子从高能级向低能级跃迁时只能辐射出紫外线、可见光和红外线,而γ射线是原子核辐射的,选项A错误;氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时辐射出可见光,不会辐射出红外线,选项B错误;由于紫外线光子能量大于处于n=3能级氢原子的电离能1.51eV,所以处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线并发生电离,选项C正确;大量氢原子从n=4能级向低能级跃迁时可以辐射出6种不同频率的光子,其中只有从n=4能级跃迁到n=2能级和从n=3能级跃迁到n=2能级时辐射的光子能量在可见光光子能量范围内,所以可辐射出2种频率的可见光,选项D正确.2.BD根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒,可知选项B中的X2质量数是4,电荷数是2,代表α粒子,B项正确;选项D中的X4质量数是4,电荷数是2,代表α粒子,D项正确;根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒,可知选项A中的X1质量数是3,电荷数是2,A项错误;选项C中的X3质量数是1,电荷数是0,代表中子,C项错误.1.A因为可见光光子的能量范围是1.63eV~3.10eV,所以氢原子至少要被激发到n=3能级,要给氢原子提供的能量最少为E=(-1.51+13.60)eV=12.09eV,即选项A正确.2.B由半衰期含义可知,A经过两个半衰期剩余的质量为原来的14,B经过一个半衰期,剩余的质量为原来的12,所以剩余的A、B质量比为1∶3.C92235U原子核中电荷数为92,质量数为235,则中子数为235-92=143,选项A错误;放射性元素的半衰期与温度、压强等因素无关,是由原子核内部因素决定的,选项B错误;根据爱因斯坦质能方程知,裂变时释放的能量ΔE=Δmc2=(m1-2m2-m3-m4)c2,选项C正确;由

924.BCD衰变后产生的α粒子与新核Y运动方向相反,两者运动轨迹圆应外切,由动量守恒定律可知,α粒子与新核动量大小相等,由圆周运动的半径公式r=mvqB可知,α粒子轨迹半径大,由左手定则可知α粒子与新核Y做圆周运动