（全国通用）2023高考物理一轮复习单元滚动检测卷第十二章波粒二象性原子结构与原子核

PAGEPAGE1单元滚动检测十二波粒二象性原子结构与原子核考生注意：1．本试卷分第一卷(选择题)和第二卷(非选择题)两局部，共4页．2．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上．3．本次考试时间90分钟，总分值100分．4．请在密封线内作答，保持试卷清洁完整．第一卷(选择题，共64分)一、选择题(此题共16小题，每题4分，共64分．在每题给出的四个选项中，第1～8题只有一个选项正确，第9～16题有多项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分)1．入射光照到某金属外表发生光电效应，假设入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么以下说法中正确的选项是()A．从光照射到金属外表上到金属发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B．逸出的光电子的最大初动能减小C．单位时间内从金属外表逸出的光电子数目将减少D．有可能不发生光电效应2．如图1所示为康普顿效应示意图，光子与一个静止的电子发生碰撞，图中标出了碰撞后电子的运动方向．设碰前光子频率为ν，碰后为ν′，那么关于光子碰后的运动方向和频率的说法中正确的选项是()图1A．可能沿图中①方向 B．可能沿图中②方向C．ν＝ν′ D．ν<ν′3．利用光电管研究光电效应实验如图2所示，用频率为ν的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，那么()图2A．用紫外线照射，电流表不一定有电流通过B．用红光照射，电流表一定无电流通过C．用频率为ν的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头移到A端时，电流表中一定无电流通过D．用频率为ν的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头向B端滑动时，电流表示数可能不变4．现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa＞λb＞λc.用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应．假设分别用a光束和c光束照射该金属，那么可以判定()A．a光束照射时，不能发生光电效应B．c光束照射时，不能发生光电效应C．a光束照射时，释放出的光电子数目最多D．c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小5．研究光电效应的电路如图3所示．用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流．以下关于光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象中，正确的选项是()图36.如图4所示，当开关K断开时，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P，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0.60V时，电流表读数不为零；当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数为零．由此可知阴极材料的逸出功为()图4A．1.9eV B．0.6eVC．2.5eV D．3.1eV7．放射性元素(eq\o\al(222,)86Rn)经α衰变成为钋(eq\o\al(218,)84Po)，半衰期约为3.8天；但勘测说明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素eq\o\al(222,)86Rn的矿石，其原因是()A．目前地壳中的eq\o\al(222,)86Rn主要来自于其他放射性元素的衰变B．在地球形成的初期，地壳中元素eq\o\al(222,)86Rn的含量足够高C．当衰变产物eq\o\al(218,)84Po积累到一定量以后，21884Po的增加会减慢eq\o\al(222,)86Rn的衰变进程D.eq\o\al(222,)86Rn主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期8．红宝石激光器的工作物质红宝石是含有铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中铬离子产生激光．铬离子的能级图中，E1是基态，E2是亚稳态，E3是激发态，假设以脉冲氙灯发出的波长为λ1的氯光照射晶体，处于基态的铬离子受到激发而跃迁到E3而后自发地跃迁到E2，释放出波长为λ2的光子，处于亚稳态E2的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光，这种激光的波长为()A.eq\f(λ1λ2,λ2－λ1) B.eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)C.eq\f(λ1－λ2,λ1λ2) D.eq\f(λ2－λ1,λ1λ2)9．按照玻尔原子理论，以下表述正确的选项是()A．核外电子运动轨道半径可取任意值B．氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量越大C．电子跃迁时，辐射或吸收光子的能量由能级的能量差决定，即hν＝|Em－En|D．氢原子从激发态向基态跃迁的过程，可能辐射能量，也可能吸收能量10．关于不确定性关系ΔxΔp≥eq\f(h,4π)有以下几种理解，其中正确的选项是()A．微观粒子的动量不可确定B．微观粒子的位置坐标不可确定C．微观粒子的动量和位置不可能同时确定D．不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于其他宏观粒子11．以下是有关近代物理学的假设干表达，其中正确的有()A．紫外线照射到金属锌板外表时能产生光电效应，那么当增大紫外线的照射强度时，从锌板外表逸出的光电子的最大初动能也随之增大B．每个核子只跟邻近的核子发生核力作用C．原子核式结构模型是由汤姆孙在α粒子散射实验根底上提出的D．太阳内部发生的核反响是热核反响12．以下说法正确的选项是()A．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说B．假设使用某种频率的光不能使某金属发生光电效应，那么需增大入射光光照强度才行C．结合能越大，原子核结构一定越稳定D．用一束绿光照射某金属，能发生光电效应，假设换成紫光来照射该金属，也一定能发生光电效应13．以下说法正确的选项是()A.eq\o\al(232,)90Th经过6次α衰变和4次β衰变后成为稳定的原子核eq\o\al(208,)82PbB．在核反响堆中，为使快中子减速，在铀棒周围要放“慢化剂〞，常用的慢化剂有石墨、重水和普通水C．当用蓝色光照射某金属外表时有光电子逸出，那么改用红光照射也一定会有光电子逸出D．将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变该放射性元素的半衰期14．以下说法正确的选项是()A．用光照射某种金属，有光电子从金属外表逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，那么逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变B．X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的C．发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一局部动量转移给电子，因此光子散射后波长变长15．以下说法正确的选项是()A．卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型B．β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的C．爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说D．对于任何一种金属都存在一个极限频率，入射光的频率必须大于等于这个极限频率，才能产生光电效应16．如图5所示是光电管的原理图，当有波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，那么()图5A．假设换用波长为λ1(λ1＞λ0)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流B．假设换用波长为λ2(λ2＜λ0)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流C．保持入射光的波长不变，增大光强，光电流一定增大D．增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大第二卷(非选择题，共36分)二、非选择题(共36分)17．(12分)(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．以下属于放射性衰变的是()A.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)eB.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,53)I＋eq\o\al(95,39)Y＋2eq\o\al(1,0)nC.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nD.eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n(2)光速为c，普朗克常量为h，那么频率为ν的光子的动量为________，用该频率的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去，那么光子在反射前后动量改变量的大小为________．(3)在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为________．假设用波长为λ(λ<λ0)的单色光做该实验，那么其遏止电压为________．电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h.18．(12分)镭的原子序数是88，原子核的质量数是226，问：(1)镭核中有几个质子？几个中子？(2)镭核所带电荷量是多少？(3)假设镭原子呈电中性，它核外有几个电子？(4)eq\o\al(228,)88Ra是镭的一种同位素，让eq\o\al(226,)88Ra和eq\o\al(228,)88Ra核以相同速度垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，它们运动的轨迹半径之比是多少？19．(12分)一个静止的铀核eq\o\al(232,)92U(原子质量为232.0372u)放出一个α粒子(原子质量为4.0026u)后衰变成钍核eq\o\al(228,)90Th(原子质量为228.0287u)．(：原子质量单位1u＝1.67×10－27kg,1u相当于931.5MeV的能量)(1)写出核衰变反响方程；(2)算出该核衰变反响中释放出的核能；(3)假设反响中释放出的核能全部转化为钍核和α粒子的动能，那么钍核获得的动能有多大？

答案精析1．C[光电效应瞬时(10－9s)发生，与光强无关，A错误．光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，入射光的频率越大，最大初动能越大，B错误．光电子数目多少与入射光的强度有关，光强减弱，单位时间内从金属外表逸出的光电子数目减少，C正确．能否发生光电效应，只取决于入射光的频率是否大于极限频率，与光强无关，D错误．]2．B[因为碰撞后动量守恒，所以碰后电子的方向斜向下，那么光子的方向斜向上，沿②方向．碰后光子将局部能量转移给电子，那么光子能量减小，频率减小，故B正确，A、C、D错误．]3．D[因紫外线的频率比可见光的频率高，所以用紫外线照射时，电流表中一定有电流通过，A错误；因不知阴极K的截止频率，所以用红光照射时，有可能发生光电效应，所以B错误；即使UAK＝0，电流表中也有电流，所以C错误；当滑动触头向B端滑动时，UAK增大，阳极A吸收光电子的能力增强，光电流会增大，当所有光电子都到达阳极A时，电流到达最大，即饱和电流．假设在滑动前，电流已经到达饱和电流，那么即使增大UAK，光电流也不会增大，所以D正确．]4．A[由a、b、c三束单色光的波长关系λa＞λb＞λc得其频率关系为νa＜νb＜νc，b光束恰能使金属发生光电效应，c光束频率比b高，a光束频率比b低，故c光束能使金属发生光电效应，a光束不能使金属发生光电效应，A正确，B、C错误．由光电效应方程hν＝W0＋Ek，知c光束频率最高，其照射金属释放出的光电子的最大初动能最大，故D错误．]5．C[根据光电效应的结论可知，当入射光的频率一定时，最大初动能相同，根据eUc＝eq\f(1,2)mv2，故频率一定的光照射K极时，遏止电压是一定的；光的强度越大，那么单位时间射出的光电子的数量越多，那么光电流越大，故C正确．]6．A[由题意知光电子的最大初动能为Ek＝eUc＝0.60eV，所以根据光电效应方程Ek＝hν－W0可得W0＝hν－Ek＝(2.5－0.60)eV＝1.9eV.]7．A[元素半衰期的长短由原子核自身因素决定，与原子所处的物理、化学状态以及周围环境、温度无关，C、D错误；即使元素氡的含量足够高，经过漫长的地质年代，地壳中也几乎没有氡了，一定是来自于其他放射性元素的衰变，故A正确，B错误．]8．A[E3－E1＝eq\f(hc,λ1)，E3－E2＝eq\f(hc,λ2)，E2－E1＝eq\f(hc,λ)，根据E3－E1＝(E3－E2)＋(E2－E1)可得eq\f(hc,λ1)－eq\f(hc,λ2)＝eq\f(hc,λ)，那么λ＝eq\f(λ1λ2,λ2－λ1).]9．BC[根据玻尔理论，核外电子运动的轨道半径是确定的值，而不是任意值，A错误；氢原子中的电子离原子核越远，能级越高，能量越大，B正确；由跃迁规律可知C正确；氢原子从激发态向基态跃迁的过程中，应辐射能量，D错误．]10．CD11．BD[根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0可知，最大初动能与光的照射强度无关，与光的频率有关，A错误．核子之间的核力是短程力，每个核子只跟邻近的核子发生核力作用，B正确．原子核式结构模型是由卢瑟福在α粒子散射实验根底上提出的，C错误．太阳内部发生的核反响是聚变反响属于热核反响，D正确．]12．AD[普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说，A正确．只有当入射光的频率不小于金属的极限频率时，才会发生光电效应，B错误．比结合能(平均结合能)越大，原子核结构一定越稳定，C错误．由于紫光的频率大于绿光的频率，故绿光照射某金属能发生光电效应，假设换成紫光来照射该金属，也一定能发生光电效应，D正确．]13．AB[发生α衰变是放出eq\o\al(4,2)He，发生β衰变是放出电子0－1e，设发生了x次α衰变和y次β衰变，那么根据质量数和电荷数守恒有：2x－y＋82＝90,4x＋208＝232，解得x＝6，y＝4，故衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变，A正确；在核反响堆中，为使快中子减速，在铀棒周围要放“慢化剂〞，常用的慢化剂有石墨、重水和普通水，故B正确；发生光电效应的条件是入射光的频率大于等于金属的极限频率，红光的频率小于蓝光，不一定有光电效应现象，故C错误；放射性元素的半衰期只由自身性质决定，与外界无关，故D错误．]14．AD[根据光电效应方程可知，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，A正确．电子的衍射说明粒子的波动性，证实了物质波的存在，B错误．根据光电效应方程Ekm＝hν－W0，可知光电子的最大初动能与入射光的频率有关，是线性关系，不是成正比，C错误．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一局部动量转移给电子，那么动量减小，根据λ＝eq\f(h,p)，知波长增大，D正确．]15．ACD[卢瑟福通过α粒子散射建立了原子核式结构模型，A正确．β衰变中产生的β射线实际上是原子核中的中子转变成质子而发出的电子，B错误．爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说，C正确．对于任意一种金属都存在一个极限频率，入射光的频率必须大于等于这个极限频率，才能产生光电效应．D正确．]16．BC[由题设条件，不能知道光电管阴极材料极限波长确实切值，只能知道其极限波长λ极≥λ0，换用的波长λ1虽比λ0大，但因为λ极大小不确定，因而无法确定是否发生光电效应，故A错误．但假设λ2＜λ0，那么一定能发生光电效应，故B正确．增大光强，单位时间内产生的光电子数增多，光电流增大，故C正确．光电管两端电压在原来情况下光电流是否到达最大(饱和)题设条件并不清楚，因而增大电压，光电流是否增大也不能确定，故D错误．]17．(1)A(2)eq\f(hν,c)eq\f(2hν,c)(3)eq\f(hc,λ0)eq\f(hc,e)·eq\f(λ0－λ,λλ0)解析(1)A属于β衰变，B属于裂变，C是聚变，D是原子核的人工转变，应选A项．(2)光子的动量p＝mc＝eq\f(hν,c2)c＝eq\f(hν,c)选光被镜面反射回去的方向为正方向，那么p1＝－eq\f(hν,c)p2＝eq\f(hν,c)，动量的变化量Δp＝p2－p1＝eq\f(2hν,c).(3)由逸出功定义有W0＝eq\f(hc,λ0)由光电效应方程有eq\f(hc,λ)＝W0＋Ek＝eq\f(hc,λ0)＋Ek又由动能定理有－eU＝0－Ek那么eq\f(hc,λ)＝eq\f(hc,λ0)＋eU，U＝eq\f(hc,e)(eq\f(1,λ)－eq\f(1,λ0))＝eq\f(hc,e)·eq\f(λ0－λ,λλ0)18．(1)88138(2)1.41×10－17C(3)