高考物理试题分项版汇编系列专题14原子结构原子核和波粒二象性含解析0116330
高考物理真题分类汇编-原子结构、原子核、波粒二象性(详解_精校).docx

高中物理学习材料桑水制作2011年高考物理真题分类汇编(详解+精校)原子结构、原子核、波粒二象性1.(2011年高考·上海卷)卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构,正确反映实验结果的示意图是A. B. C. D.1.D 解析:本题考查α粒子散射实验的原理,主要考查学生对该实验的轨迹分析和理解。
由于α粒子轰击金箔时,正对金箔中原子核打上去的一定原路返回,故排除A、C选项;越靠近金原子核的α粒子受力越大,轨迹弯曲程度越大,故D正确。
2.(2011年高考·上海卷)用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应,可能使该金属产生光电效应的措施是()A.改用频率更小的紫外线照射 B.改用X射线照射C.改用强度更大的原紫外线照射 D.延长原紫外线的照射时间2.B 解析:本题考查光电效应现象,要求学生知道光电效应发生的条件。
根据爱因斯坦对光电效应的研究结论可知光子的频率必须大于金属的极限频率,A错;与光照射时间无关,D错;与光强度无关,C错;X射线的频率比紫外线频率较高,故B对。
3.(2011年高考·上海卷)在存放放射性元素时,若把放射性元素①置于大量水中;②密封于铅盒中;③与轻核元素结合成化合物。
则()A.措施①可减缓放射性元素衰变 B.措施②可减缓放射性元素衰变C .措施③可减缓放射性元素衰变D .上述措施均无法减缓放射性元素衰变3.D 解析:本题考查衰变及半衰期,要求学生理解半衰期。
原子核的衰变是核内进行的,故半衰期与元素处于化合态、游离态等任何状态无关,与外界温度、压强等任何环境无关,故不改变元素本身,其半衰期不会发生变化,A 、B 、C 三种措施均无法改变,故D 对。
4.(2011年高考·北京理综卷)表示放射性元素碘131(I 13153)β衰变的方程是A .He Sb I 421275113153+→ B .e Xe I 013114513153-+→ C .n I I 101305313153+→D .H Te I 113012513153+→4.B 解析:A 选项是α衰变,A 错误;B 选项是β衰变,B 正确;C 选项放射的是中子,C 错误;D 选项放射的是质子,D 错误。
高考物理试题分项解析:原子结构原子核和波粒二象性(含解析)

原子结构、原子核和波粒二象性【2018高考真题】1.在核反应方程中,X表示的是A. 质子B. 中子C. 电子D. α粒子【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理(北京卷)【答案】 A【解析】设X为:,根据核反应的质量数守恒:,则:电荷数守恒:,则,即X为:为质子,故选项A正确,BCD错误。
点睛:本题考查了核反应方程式,要根据电荷数守恒、质量数守恒得出X的电荷数和质量数,从而确定X 的种类。
2.用波长为300 nm的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初动能为1.2810-19 J。
已知普朗克常量为6.6310-34 J·s,真空中的光速为3.00108 m·s-1,能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为()A. 11014 HzB. 81014 HzC. 21015 HzD. 81015 Hz【来源】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理(全国II卷)【答案】 B则代入数据可得:,故B正确;故选B点睛:本题比较简单,知道光电效应方程并利用方程求解即可。
3.氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线,都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级发出的光,它们在真空中的波长由长到短,可以判定A. 对应的前后能级之差最小B. 同一介质对的折射率最大C. 同一介质中的传播速度最大D. 用照射某一金属能发生光电效应,则也一定能【来源】2018年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题(天津卷)【答案】 A度最大,BC错误;的波长小于的波长,故的频率大于的频率,若用照射某一金属能发生光电效应,则不一定能,D错误.【点睛】光的波长越大,频率越小,同一介质对其的折射率越小,光子的能量越小.4.国家大科学过程——中国散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功,获得中子束流,可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台,下列核反应中放出的粒子为中子的是A. 俘获一个α粒子,产生并放出一个粒子B. 俘获一个α粒子,产生并放出一个粒子C. 俘获一个质子,产生并放出一个粒子D. 俘获一个质子,产生并放出一个粒子【来源】2018年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题(天津卷)【答案】 B【解析】根据质量数和电荷数守恒可知四个核反应方程分别为、、,,故只有B选项符合题意;【点睛】核反应过程中,质量数与核电荷数守恒,应用质量数与核电荷数守恒即可写出核反应方程式.5.1934年,约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铝核,产生了第一个人工放射性核素X :。
【高考】2020年高考真题和模拟题分项汇编物理:专题14-原子结构、原子核和波粒二象性物理

2020年高考真题和模拟题分项汇编物理:专题14 原子结构、原子核和波粒二象性物理 专题14 原子结构、原子核和波粒二象性 1.(2019·新课标全国Ⅰ卷)氢原子能级示意图如图所示。
光子能量在1.63 eV~3.10 eV 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 .12.09 eVB .10.20 eVC .1.89 eVD .1.5l eV【答案】A【解析】由题意可知,基态(n=1)氢原子被激发后,至少被激发到n=3能级后,跃迁才可能产生能量在1.63e V ~3.10e V 的可见光。
故1.51(13.60)eV 12.09eV E ∆=---=。
故本题选A 。
2.(2019·新课标全国Ⅱ卷)太阳内部核反应的主要模式之一是质子—质子循环,循环的结果可表示为1401214H He+2e+2v →,已知11H 和42He 的质量分别为P 1.0078u m =和 4.0026u m α=,1u=931MeV/c 2,c 为光速。
在4个11H 转变成1个42He 的过程中,释放的能量约为 A .8 MeV B .16 MeV C .26 MeV D .52 MeV【答案】C【解析】由2E mC ∆=∆知()242p e E m m m c α∆=⨯--⋅,2E m c∆∆==6191693110 1.610J 910-⨯⨯⨯⨯27311.710kg 0.910kg --≈⨯⨯,忽略电子质量,则:()24 1.0078 4.0026MeV 26E u u c ≈∆=⨯-⋅,故C 选项符合题意;3.(2019·天津卷)如图为a 、b 、c 三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。
由a 、b 、c 组成的复色光通过三棱镜时,下述光路图中正确的是【答案】C【解析】由光电效应的方程k E hv W =-,动能定理k eU E =,两式联立可得hv W U e e=-,故截止电压越大说明光的频率越大,则有三种光的频率b c a v v v >>,则可知三种光的折射率的关系为b c a n n n >>,因此光穿过三棱镜时b 光偏折最大,c 光次之,a 光最小,故选C ,ABD 错误。
2017-2019年高考真题物理分项汇编_专题14 原子结构、原子核和波粒二象性

专题14 原子结构、原子核和波粒二象性1.(2019·新课标全国Ⅰ卷)氢原子能级示意图如图所示。
光子能量在1.63 eV~3.10 eV 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 .12.09 eVB .10.20 eVC .1.89 eVD .1.5l eV【答案】A【解析】由题意可知,基态(n=1)氢原子被激发后,至少被激发到n=3能级后,跃迁才可能产生能量在1.63eV~3.10eV 的可见光。
故 1.51(13.60)eV 12.09eV E ∆=---=。
故本题选A 。
2.(2019·新课标全国Ⅱ卷)太阳内部核反应的主要模式之一是质子—质子循环,循环的结果可表示为1401214H He+2e+2v →,已知11H 和42He 的质量分别为P 1.0078u m =和 4.0026u m α=,1u=931MeV/c 2,c 为光速。
在4个11H 转变成1个42He 的过程中,释放的能量约为A .8 MeVB .16 MeVC .26 MeVD .52 MeV【答案】C【解析】由2E mC ∆=∆知()242p e E m m m c α∆=⨯--⋅,2Em c∆∆==6191693110 1.610J 910-⨯⨯⨯⨯27311.710kg 0.910kg --≈⨯⨯,忽略电子质量,则:()24 1.0078 4.0026MeV 26E u u c ≈∆=⨯-⋅,故C 选项符合题意;3.(2019·天津卷)如图为a 、b 、c 三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。
由a 、b 、c 组成的复色光通过三棱镜时,下述光路图中正确的是【答案】C【解析】由光电效应的方程k E hv W =-,动能定理k eU E =,两式联立可得hv WU e e=-,故截止电压越大说明光的频率越大,则有三种光的频率b c a v v v >>,则可知三种光的折射率的关系为b c a n n n >>,因此光穿过三棱镜时b 光偏折最大,c 光次之,a 光最小,故选C ,ABD 错误。
高考物理十年(2010-2019)真题分类与解析14---原子结构、原子核和波粒二象性

C 错误;
D、钠的逸出功小,结合 Ekm = hγ −W0 可知,若这两种金属产生的光电子具有相同的
最大初动能,则照射到钠的光频率较小。故 D 错误
故选:AB。
7.(2019•天津卷•T5)如图为 a、b、c 三种光在同一光电效应装置中测的光电流和电压的
关系。由 a、b、c 组成的复色光通过三棱镜时,下述光路图中正确的是
D.4 位
【答案】C
【解析】α
粒子是
4 2
He
,β
粒子是
−01e
,因此发生一次
α
衰变电荷数减少
2,发生一次
β 衰变电荷数增加 1,据题意,电荷数变化为: −2× 2 +1 = −3,所以新元素在元素周期
表中的位置向前移动了 3 位。故选项 C 正确。
【考点定位】α 衰变和 β 衰变、衰变前后质量数和电荷数守恒
次之,a 光最小,故选 C,ABD 错误。
8.(2019•江苏卷•T14)在“焊接”视网膜的眼科手术中,所用激光的波长 λ=6.4×107m,每 个激光脉冲的能量 E=1.5×10-2J.求每个脉冲中的光子数目.(已知普朗克常量 h=6.63×l0-
34J·s,光速 c=3×108m/s.计算结果保留一位有效数字)
Ni
核也打出了质子:
4 2
He+
60 28
Ni
→
62 29
Cu+11H
+
X
;该反应中的
X
是______(选填
“电子”“正电子”或“中子”).此后,对原子核反应的持续研究为核能利用提供了可能.目
前人类获得核能的主要方式是_______(选填“核衰变”“核裂变”或“核聚变”).
三年(2017-2019)高考真题物理分项汇编:专题14 原子结构、原子核和波粒二象性(含解析)

专题14 原子结构、原子核和波粒二象性1.(2019·新课标全国Ⅰ卷)氢原子能级示意图如图所示。
光子能量在1.63 eV~3.10 eV 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 .12.09 eVB .10.20 eVC .1.89 eVD .1.5l eV【答案】A【解析】由题意可知,基态(n=1)氢原子被激发后,至少被激发到n=3能级后,跃迁才可能产生能量在1.63eV~3.10eV 的可见光。
故。
故本题选A 。
2.(2019·新课标全国Ⅱ卷)太阳内部核反应的主要模式之一是质子—质子循环,循环的结果可表示为,已知11H 和42He 的质量分别为P 1.0078u m =和 4.0026u m α=,1u=931MeV/c 2,c 为光速。
在4个11H 转变成1个42He 的过程中,释放的能量约为A .8 MeVB .16 MeVC .26 MeVD .52 MeV【答案】C【解析】由2E mC ∆=∆知,2Em c ∆∆==,忽略电子质量,则:,故C选项符合题意;3.(2019·天津卷)如图为a 、b 、c 三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。
由a 、b 、c 组成的复色光通过三棱镜时,下述光路图中正确的是【答案】C【解析】由光电效应的方程,动能定理k eU E =,两式联立可得,故截止电压越大说明光的频率越大,则有三种光的频率b c a v v v >>,则可知三种光的折射率的关系为b c a n n n >>,因此光穿过三棱镜时b 光偏折最大,c 光次之,a 光最小,故选C ,ABD 错误。
4.(2019·天津卷)我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破,等离子体中心电子温度首次达到1亿度,为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础。
2020-2022年高考物理真题分专题训练 专题14 原子结构、原子核和波粒二象性(教师版含解析)

不能使金属钠产生光电效应,其他两种均可以,故C错误;
D.由于从n=3跃迁到n=4能级需要吸收的光子能量为
所以用0.85eV的光子照射,不能使氢原子跃迁到n=4激发态,故D错误。
故选B。
7、(2022·浙江1月卷·T14)2021年12月15日秦山核电站迎来了安全发电30周年,核电站累计发电约6.9×1011kW·h,相当于减排二氧化碳六亿多吨。为了提高能源利用率,核电站还将利用冷却水给周围居民供热。下列说法正确的是( )
A.原子核X是 B.核反应前后的总质子数不变
C.核反应前后总质量数不同D.中微子 的电荷量与电子的相同
【答案】A
【解析】
AC.根据质量数守恒和电荷数守恒有,X的质量数为7,电荷数为3,可知原子核X是 ,A正确、C错误;
B.由选项A可知,原子核X是 ,则核反应方程为 + → + ,则反应前的总质子数为4,反应后的总质子数为3,B错误;
A.红外线波段的光子B.可见光波段的光子
C.紫外线波段的光子D.X射线波段的光子
【答案】A
【解析】
要使处于n=20的氢原子吸收一个光子后恰好失去一个电子变成氢离子,则需要吸收光子的能量为
则被吸收的光子是红外线波段的光子。
故选A。
3、(2022·山东卷·T1)碘125衰变时产生 射线,医学上利用此特性可治疗某些疾病。碘125的半衰期为60天,若将一定质量的碘125植入患者病灶组织,经过180天剩余碘125的质量为刚植入时的( )
A.X是 B. 可以用作示踪原子
C. 来自原子核外D.经过一个半衰期,10个 将剩下5个
2019年高考真题和模拟题分项汇编物理:专题14 原子结构、原子核和波粒二象性物理(解【汇编】

2019年高考真题和模拟题分项汇编物理:专题14 原子结构、原子核和波粒二象性物理(解析版)专题14 原子结构、原子核和波粒二象性 1.(2019·新课标全国Ⅰ卷)氢原子能级示意图如图所示。
光子能量在1.63 eV~3.10 eV 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 .12.09 eVB .10.20 eVC .1.89 eVD .1.5l eV【答案】A【解析】由题意可知,基态(n=1)氢原子被激发后,至少被激发到n=3能级后,跃迁才可能产生能量在1.63e V ~3.10e V 的可见光。
故1.51(13.60)eV 12.09eV E ∆=---=。
故本题选A 。
2.(2019·新课标全国Ⅱ卷)太阳内部核反应的主要模式之一是质子—质子循环,循环的结果可表示为1401214H He+2e+2v →,已知11H 和42He 的质量分别为P 1.0078u m =和 4.0026u m α=,1u=931MeV/c 2,c 为光速。
在4个11H 转变成1个42He 的过程中,释放的能量约为 A .8 MeV B .16 MeV C .26 MeV D .52 MeV【答案】C【解析】由2E mC ∆=∆知()242p e E m m m c α∆=⨯--⋅,2E m c ∆∆==6191693110 1.610J 910-⨯⨯⨯⨯27311.710kg 0.910kg --≈⨯⨯,忽略电子质量,则:()24 1.0078 4.0026MeV 26E u u c ≈∆=⨯-⋅,故C 选项符合题意;3.(2019·天津卷)如图为a 、b 、c 三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。
由a 、b 、c 组成的复色光通过三棱镜时,下述光路图中正确的是【答案】C【解析】由光电效应的方程k E hv W =-,动能定理k eU E =,两式联立可得hv W U e e=-,故截止电压越大说明光的频率越大,则有三种光的频率b c a v v v >>,则可知三种光的折射率的关系为b c a n n n >>,因此光穿过三棱镜时b 光偏折最大,c 光次之,a 光最小,故选C ,ABD 错误。
专题14 原子结构、原子核和波粒二象性 学生版

d.增加样品测量环境的压强将加速 14C 的衰变
36.(2018·天津卷·T5)氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线
,都是氢原子中
电子从量子数 n>2 的能级跃迁到 n=2 的能级发出的光,它们在真空中的波长由长到短,可
以判定
A. 对应的前后能级之差最小
B. 同一介质对 的折射率最大
7
C. 同一介质中 的传播速度最大 D. 用 照射某一金属能发生光电效应,则 也一定能
,
1u=931MeV/c2,c
为光速。在
4
个
1 1
H
转变成
1
个
4 2
He
的过程中,释放的能量约为
A. 8 MeV
B. 16 MeV
C. 26 MeV
D. 52 MeV
2.(2019•全国Ⅰ卷•T1)氢原子能级示意图如图所示。光子能量在 1.63 eV~3.10 eV 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
经过
10
天后还剩下
50
克
16.(2011·上海卷)卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构,正确反映实验结果的示意
图是
17.(2013·福建卷·T30(1))在卢瑟福 α 粒子散射实验中,金箔中的原子核可以看作静止不动, 下列各图画出的是其中两个 α 粒子经历金箔散射过程的径迹,其中正确的是 。(填选图 下方的字母)
A. 核聚变比核裂变更为安全、清洁 B. 任何两个原子核都可以发生聚变 C. 两个轻核结合成质量较大的核,总质量较聚变前增加 D. 两个轻核结合成质量较大的核,核子的比结合能增加 5.(2019•江苏卷•T13)100 年前,卢瑟福用 α 粒子轰击氮核打出了质子.后来,人们用 α 粒子轰
专题14 原子结构、原子核和波粒二象性-2019年高考真题和模拟题汇编(答案)

专题14 原子结构、原子核和波粒二象性1.(2019·新课标全国Ⅰ卷)氢原子能级示意图如图所示。
光子能量在1.63 eV~3.10 eV 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 .12.09 eVB .10.20 eVC .1.89 eVD .1.5l eV【答案】A【解析】由题意可知,基态(n=1)氢原子被激发后,至少被激发到n=3能级后,跃迁才可能产生能量在1.63eV~3.10eV 的可见光。
故。
故本题选A 。
2.(2019·新课标全国Ⅱ卷)太阳内部核反应的主要模式之一是质子—质子循环,循环的结果可表示为,已知11H 和42He 的质量分别为P 1.0078u m =和 4.0026u m α=,1u=931MeV/c 2,c 为光速。
在4个11H 转变成1个42He 的过程中,释放的能量约为 A .8 MeV B .16 MeV C .26 MeV D .52 MeV【答案】C【解析】由2E mC ∆=∆知,2E m c∆∆==,忽略电子质量,则:,故C 选项符合题意;3.(2019·天津卷)如图为a 、b 、c 三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。
由a 、b 、c 组成的复色光通过三棱镜时,下述光路图中正确的是【答案】C【解析】由光电效应的方程,动能定理k eU E =,两式联立可得,故截止电压越大说明光的频率越大,则有三种光的频率b c a v v v >>,则可知三种光的折射率的关系为b c a n n n >>,因此光穿过三棱镜时b 光偏折最大,c 光次之,a 光最小,故选C ,ABD 错误。
4.(2019·天津卷)我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破,等离子体中心电子温度首次达到1亿度,为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础。
2024年高考物理真题模拟题汇编14原子结构原子核和波粒二象性含解析

专题14 原子结构、原子核和波粒二象性1.(2024·新课标Ⅱ卷)氘核21H 可通过一系列聚变反应释放能量,其总效果可用反应式241112106H 2He 2H+2n+43.15MeV →+表示。
海水中富含氘,已知1kg 海水中含有的氘核约为1.0×1022个,若全都发生聚变反应,其释放的能量与质量为M 的标准煤燃烧时释放的热量相等;已知1 kg 标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107J ,1 MeV= 1.6×10–13J ,则M 约为A .40 kgB .100 kgC .400 kgD .1 000 kg【答案】C【解析】氘核21H 可通过一系列聚变反应释放能量,其总效果可用反应式241112106H 2He 2H+2n+43.15MeV →+则平均每个氘核聚变释放的能量为43.15=MeV 66E ε= 1kg 海水中含有的氘核约为1.0×1022个,可以放出的总能量为0E N ε=由Q mq =可得,要释放的相同的热量,须要燃烧标准煤燃烧的质量400kg E Q m q q==≈ 2.(2024·江苏卷)“测温枪”(学名“红外线辐射测温仪”)具有响应快、非接触和操作便利等优点。
它是依据黑体辐射规律设计出来的,能将接收到的人体热辐射转换成温度显示。
若人体温度上升,则人体热辐射强度I 及其极大值对应的波长λ的变更状况是 A .I 增大,λ增大 B .I 增大,λ减小C .I 减小,λ增大D .I 诚小,λ减小【答案】B【解析】黑体辐射的试验规律如图特点是,随着温度上升,各种波长的辐射强度都有增加,所以人体热辐射的强度I 增大;随着温度的上升,辐射强度的峰值向波长较短的方向移动,所以λ减小。
故选B 。
3.(2024·浙江卷)下列说法正确的是 A .质子的德布罗意波长与其动能成正比B .自然放射的三种射线,穿透实力最强的是α射线C .光电效应试验中的截止频率与入射光的频率有关D .电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性 【答案】D 【解析】A .由公式h p λ==可知质子的德布罗意波长1pλ∝,λ∝,故A 错误;B .自然放射的三种射线,穿透实力最强的是γ射线,故B 错误;C .由k E h W ν=-当0h W ν=,可知截止频率与入射光频率无关,由材料确定,故C 错误; D .电子束穿过铝箱后的衍射图样说明电子具有波动性,故D 正确。
十年高考真题分类汇编2010-2019物理专题14原子结构原子核和波粒二象性Word版含解析

说明电场方向水平向右,那么 a 为电源正极,故 B 正确,ACD 错误。
【考点定位】带电粒子在匀强电场中的偏转、α射线和β射线的本质
【方法技巧】通过类平抛运动计算粒子在竖直方向的位移关系式,根据公式分析该位移与比
荷的关系,再结合图示进行比较判断。
13.(2016·江苏卷)贝克勒尔在 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
4 2
He
,β
粒子是
01e
,因此发生一次α衰变电荷数减少
2,发生一次β
衰变电
荷数增加 1,据题意,电荷数变化为:2 2 1 3 ,所以新元素在元素周期表中的位置向
前移动了 3 位。故选项 C 正确。
【考点定位】α衰变和β 衰变、衰变前后质量数和电荷数守恒
【方法技巧】衰变前后质量数和电荷数守恒,根据发生一次α衰变电荷数减少 2,发生一次β 衰
5
变电荷数增加 1 可以计算出放射性元素电荷数的变化量。 12.(2016·上海卷·T10)研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示。两块平行放置的金属 板 A、B 分别与电源的两极 a、b 连接,放射源发出的射线从其上方小孔向外射出。则
A.a 为电源正极,到达 A 板的为α射线
B.a 为电源正极,到达 A 板的为β射线
【方法技巧】区分几种常见的核反应方程。
14.(2014·上海卷·T3)不.能.用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是
A.原子中心有一个很小的原子核
B.原子核是由质子和中子组成的
C.原子质量几乎全部集中在原子核内
D.原子的正电荷全部集中在原子核内
【答案】B
6
【解析】卢瑟福通过α散射实验,发现绝大多数粒子发生了偏转,少数发发生了大角度的偏
2017-2019年高考真题物理分项汇编专题14 原子结构、原子核和波粒二象性

专题14 原子结构、原子核和波粒二象性1.(2019·新课标全国Ⅰ卷)氢原子能级示意图如图所示。
光子能量在1.63 eV~3.10 eV 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 .12.09 eVB .10.20 eVC .1.89 eVD .1.5l eV【答案】A【解析】由题意可知,基态(n=1)氢原子被激发后,至少被激发到n=3能级后,跃迁才可能产生能量在1.63eV~3.10eV 的可见光。
故 1.51(13.60)eV 12.09eV E ∆=---=。
故本题选A 。
2.(2019·新课标全国Ⅱ卷)太阳内部核反应的主要模式之一是质子—质子循环,循环的结果可表示为1401214H He+2e+2v →,已知11H 和42He 的质量分别为P 1.0078u m =和 4.0026u m α=,1u=931MeV/c 2,c 为光速。
在4个11H 转变成1个42He 的过程中,释放的能量约为A .8 MeVB .16 MeVC .26 MeVD .52 MeV【答案】C【解析】由2E mC ∆=∆知()242p e E m m m c α∆=⨯--⋅,2Em c ∆∆==6191693110 1.610J910-⨯⨯⨯⨯27311.710kg 0.910kg --≈⨯⨯?,忽略电子质量,则:()24 1.0078 4.0026MeV 26E u u c ≈∆=⨯-⋅,故C 选项符合题意;3.(2019·天津卷)如图为a 、b 、c 三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。
由a 、b 、c 组成的复色光通过三棱镜时,下述光路图中正确的是【答案】C【解析】由光电效应的方程k E hv W =-,动能定理k eU E =,两式联立可得hv WU e e=-,故截止电压越大说明光的频率越大,则有三种光的频率b c a v v v >>,则可知三种光的折射率的关系为b c a n n n >>,因此光穿过三棱镜时b 光偏折最大,c 光次之,a 光最小,故选C ,ABD 错误。
2019年高考真题+高考模拟题 专项版解析汇编 物理——专题14 原子结构、原子核和波粒二象性(解析版)

专题14 原子结构、原子核和波粒二象性 1.(2019·新课标全国Ⅰ卷)氢原子能级示意图如图所示。
光子能量在1.63 eV~3.10 eV 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 .12.09 eVB .10.20 eVC .1.89 eVD .1.5l eV【答案】A【解析】由题意可知,基态(n=1)氢原子被激发后,至少被激发到n=3能级后,跃迁才可能产生能量在1.63e V ~3.10e V 的可见光。
故1.51(13.60)eV 12.09eV E ∆=---=。
故本题选A 。
2.(2019·新课标全国Ⅱ卷)太阳内部核反应的主要模式之一是质子—质子循环,循环的结果可表示为1401214H He+2e+2v →,已知11H 和42He 的质量分别为P 1.0078u m =和 4.0026u m α=,1u=931MeV/c 2,c 为光速。
在4个11H 转变成1个42He 的过程中,释放的能量约为 A .8 MeV B .16 MeV C .26 MeV D .52 MeV【答案】C【解析】由2E mC ∆=∆知()242p e E m m m c α∆=⨯--⋅,2E m c ∆∆==6191693110 1.610J 910-⨯⨯⨯⨯27311.710kg 0.910kg --≈⨯⨯,忽略电子质量,则:()24 1.0078 4.0026MeV 26E u u c ≈∆=⨯-⋅,故C 选项符合题意; 3.(2019·天津卷)如图为a 、b 、c 三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。
由a 、b 、c 组成的复色光通过三棱镜时,下述光路图中正确的是【答案】C【解析】由光电效应的方程k E h v W =-,动能定理k eU E =,两式联立可得hv W U e e=-,故截止电压越大说明光的频率越大,则有三种光的频率b c a v v v >>,则可知三种光的折射率的关系为b c a n n n >>,因此光穿过三棱镜时b 光偏折最大,c 光次之,a 光最小,故选C ,ABD 错误。
五年(2019-2023)高考物理真题分项汇编:原子和原子核波粒二象性 (解析版)

原子和原子核波粒二象性一、单选题1(2023·全国·统考高考真题)在下列两个核反应方程中X+147N→Y+178O、Y+73Li→2X,X和Y代表两种不同的原子核,以Z和A分别表示X的电荷数和质量数,则()A.Z=1,A=1B.Z=1,A=2C.Z=2,A=3D.Z=2,A=4【答案】D【详解】设Y电荷数和质量数分别为m和n,根据核反应方程质量数和电荷数守恒可知第一个核反应方程的核电荷数和质量数满足A+14=n+17,Z+7=m+8第二个核反应方程的核电荷数和质量数满足n+7=2A,m+3=2Z联立解得Z=2,A=4故选D。
2(2023·山东·统考高考真题)“梦天号”实验舱携带世界首套可相互比对的冷原子钟组发射升空,对提升我国导航定位、深空探测等技术具有重要意义。
如图所示为某原子钟工作的四能级体系,原子吸收频率为ν0的光子从基态能级I跃迁至激发态能级Ⅱ,然后自发辐射出频率为ν1的光子,跃迁到钟跃迁的上能级2,并在一定条件下可跃迁到钟跃迁的下能级1,实现受激辐射,发出钟激光,最后辐射出频率为ν3的光子回到基态。
该原子钟产生的钟激光的频率ν2为()A.ν0+ν1+ν3B.ν0+ν1-ν3C.ν0-ν1+ν3D.ν0-ν1-ν3【答案】D【详解】原子吸收频率为ν0的光子从基态能级I跃迁至激发态能级Ⅱ时有E-E I=hν0Ⅱ且从激发态能级Ⅱ向下跃迁到基态I的过程有-E I=hν1+hν2+hν3EⅡ联立解得ν2=ν0-ν1-ν3故选D。
3(2023·北京·统考高考真题)在发现新的物理现象后,人们往往试图用不同的理论方法来解释,比如,当发现光在地球附近的重力场中传播时其频率会发生变化这种现象后,科学家分别用两种方法做出了解释。
现象:从地面P点向上发出一束频率为v0的光,射向离地面高为H(远小于地球半径)的Q点处的接收器上,接收器接收到的光的频率为ν。
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专题14原子结构、原子核和波粒二象性一、单选题1.如图所示为氢原子能级示意图的一部分,根据玻尔理论,下列说法中正确的是()A. 从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出电磁波的波长长B. 处于n=4的定态时电子的轨道半径r4比处于n=3的定态时电子的轨道半径r3小C. 从n=4能级跃迁到n=3能级,氢原子的能量减小,电子的动能减小D. 从n=3能级跃迁到n=2能级时辐射的光子可以使逸出功为2.5eV的金属发生光电效应【答案】 A光电效应,A正确D错误;根据玻尔理论,能级越高,半径越大,所以处于n=4的定态时电子的轨道半径4r比处于n=3的定态时电子的轨道半径3r大,B错误;从n=4能级跃迁到n=3能级,氢原子向外发射电子,能量减小,根据222ke mvr r可知,电子越大的半径减小,则电子的动能增大,C错误.2.下列有关光的现象中,不能用光的波动性进行解释的是()A. 光的衍射现象B. 光的偏振现象C. 泊松亮斑D. 光电效应【答案】 D【解析】光的衍射、偏振都是波特有的性质,故能说明光具有波动性(偏振是横波特有的属性),AB不符合题意;泊松亮斑是由于光的衍射形成的,能用光的波动性进行解释,故C不符合题意;光电效应说明光具有粒子性,D符合题意.3.用波长为72.010m -⨯的紫外线照射钨的表面,释放出来的光电子中最大的动能是194.710J -⨯。
由此可知,钨的极限频率是( )。
(普朗克常量346.6310h J s -=⨯⋅,光速83.010/c m s =⨯,结果取两位有效数字)A. 145.510Hz ⨯B. 147.910Hz ⨯C. 149.810Hz ⨯D. 151.210Hz ⨯【答案】 B【解析】据Km E h W υ=-0W h υ=cυλ=可得:0Km E chυλ=-,代入数据得:1407.910Hz υ=⨯故选B 4.如图所示为氢原子能级的示意图,现有大量的氢原子处于n = 4的激发态,当向低能级跃迁时辐射出若干不同颜色的光。
关于这些光下列说法正确的是( )。
A. 最容易发生衍射由n = 4能级跃迁到n = 1能级产生的光子波长最长B. 由n = 2能级跃迁到n = 1能级产生的光子频率最小C. 这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D. 用n = 2 能级跃迁到n = 1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV 的金属铂能发生光电效应【答案】 D【解析】A :由图象根据n m h E E υ=- c λυ=可得:由n = 4能级跃迁到n = 1能级产生的光子频率最高,波长最短,最不容易衍射;故A 错误B :由图象根据n m h E E υ=-可得:由n = 4能级跃迁到n = 3能级产生的光子频率最小;故B 错误C :大量的氢原子处于n = 4的激发态,当向低能级跃迁时辐射出光子种数为244362C ⨯==;故C 错误D :n = 2 能级跃迁到n = 1能级辐射出的光子能量()21 3.413.610.2hE E eV eV υ=-=---=,照射逸出功为6.34eV 的金属铂时,h νW >能发生光电效应;故D 正确点睛:要区分一群原子跃迁时放出的光子种数和一个原子发生跃迁时放出的光子种数。
5.以下关于物理学家对科学的贡献的说法中正确的是A. 波尔的氢原子结构模型成功的解释了氢原子的发光机制B. 爱因斯坦的光电效应方程表明光电子的最大初动能只与入射光的频率有关C. 伽利略测出了重力加速度并指出自由落体运动就是加速度为g 的匀加速直线运动D. 法拉第在一次讲课中无意发现通电导线使下面的小磁针发生偏转的现象.他认为那是因为通电导线周围存在磁场的缘故【答案】 A【解析】A 波尔理论很好地解释了氢原子光谱,波尔的氢原子结构模型成功的解释了氢原子的发光机制,故A 正确;B 爱因斯坦的光电效应方程表明,打出的光电子的初动能与金属的逸出功和入射光的频率均有关,故B 错误;C 伽利略并未测出重力加速度,故C 错误;D 发现通电导线周围存在磁场的科学家是奥斯特,故D 错,故选A6.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,下列说法正确的是( )A. 钙的逸出功大于钾的逸出功B. 钙逸出的电子的最大初动能大于钾逸出的电子的最大初动能C. 比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子.钾逸出的光电子具有较大的波长D. 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动量【答案】 A【解析】根据0=W h ν逸出功可知,钙的截止频率较大,则逸出功大于钾的逸出功,选项A 正确;根据爱因斯坦光电效应方程可知212m mv h W ν=-逸出功可知,钙逸出的电子的最大初动能小于钾逸出的电子的最大初动能,选项B 错误;根据max k hc E λ=可知,比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子.钾逸出的光电子具有较小的波长,选项C 错误;根据P =可知,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小的动量,选项D 错误;故选A.7.如图所示为氢原子的能级示意图,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发出光子,用这些光照射逸出功为2.49eV 的金属钠.下列说法正确的是( )A. 这群氢原子能发出3种不同频率的光,其中从n=3跃迁到n=2所发出的光波长最短B. 这群氢原子能发出6种不同频率的光,其中从n=3跃迁到n=1所发出的光频率最小C. 这群氢原子发出不同频率的光,只有一种频率的光可使金属钠发生光电效应D. 金属钠表面发出的光电子的最大初动能为9.60eV【答案】 DeV=10.2eV,可见,E>2.49eV,能使金属钠的表面发生光电效应.从n=3跃迁到n=1发出的光子频率最高,发出的光子能量为△E=13.60-1.51eV=12.09eV.根据光电效应方程E Km=hv-W0得,最大初动能E km=12.09eV-2.49eV=9.60eV.故C错误,D正确,故选D.点睛:解决本题的关键玻尔理论,以及掌握光电效应方程,并能灵活运用,同时掌握光电效应发生条件.8.下列有关科学家和所涉及到的物理史实中,正确的说法是:()A. 居里夫妇用α粒子轰击铝箔时发现了中子;B. 卢瑟福的利用α粒子散射实验构建了原子的核式结构,同时发现了质子;C. 爱因斯坦提出光子说,成功解释的光电效应,证明光具有粒子性;D. 普朗克建立了量子理论,玻尔解释了各种原子的发光现象。
【答案】 C【解析】查德威克用α粒子轰击铍核时发现了中子,选项A错误;卢瑟福利用α粒子散射实验构建了原子的核式结构理论;同时他用α粒子轰击氮核发现了质子,选项B错误;爱因斯坦提出光子说,成功解释的光电效应,证明光具有粒子性,选项C正确;普朗克建立了量子理论,玻尔解释了氢原子的发光现象,选项D错误;故选C。
9.关于近代物理,下列说法错误的是A. 轻核聚变反应方程234112H H He X +→+中,X 表示中子B. α粒子散射实验现象揭示了原子的核式结构C. 原子核的比结合能越大,该原子核越稳定D. 分别用红光和紫光照射金属钾表面均有光电子逸出,红光照射时,逸出的光电子的最大初动能较大【答案】 D【解析】根据质量数和电荷数守恒,可知X 表示中子,故A 说法正确;卢瑟福根据α粒子散射实验现象的结果提出了原子的核式结构模型,揭示了原子的核式结构,故B 说法正确;原子核的比结合能越大,该原子核越稳定,故C 说法正确;分别用红光和紫光照射金属钾表面均有光电子逸出,红光照射时,由于红光的频率比紫光更小,根据光电效应方程可知逸出的光电子的最大初动能较小,故D 说法错误。
所以选D 。
10.下列说法中正确的是A. 发生a 衰变时,新核与原来的原子核相比,中子数减少了4B. 用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能大C. 由玻尔理论可知,氢原子辐射出一个光子后,其电势能减小,核外电子的动能增大,原子总能量不变D. 比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定放出核能【答案】 D【解析】发生α衰变时,电荷数少2,质量数少4,知中子数少2,A 错误;根据爱因斯坦光电效应方程0km E h W γ=-,入射光的频率越大,光电子的最大初动能也越大;不可见光的频率有比可见光大的,也有比可见光小的,B 错误;由玻尔理论可知,氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,能量减小,轨道半径减小,根据222e v k m r r=知,电子的动能增大,由于能量等于电子动能和电势能的总和,则电势能减小,C 错误;比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时会出现质量亏损,根据爱因斯坦质能方程得知,一定释放核能,D 正确.11.2016年8月16日1时40分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空.中国将成为全球第一个实现卫星和地面之间子通信的国家.在量子世界中,一个物体可以同时处在多个位置,一只猫可以处在“死”和“活的叠加状态上;所有物体都具有“波粒二象性”,既是粒子也是波;两个处于“纠缠态”的粒子即使相距遥远也具有“心电感应”,一个发生变化,另一个会瞬时发生相应改变。
正是由于子具有这些不同于宏观物理世界的奇妙特性,才构成了量子通信安全的基石.在量子保密信中,由于量子的不可分割、不可克隆和测不准的特性,所以一旦存在窃听就必然会被发者察觉并规避.通过阅读以上材料可知:A. 电磁波是量子化的B. 量子不具有波粒二象性C. 可以准确测定量子的位置D. 量子相互独立互不干扰【答案】 A【解析】电磁波是一份份的能量,所以电磁波是量子化的,同时也具有波粒二象性,A正确B错误;微观的粒子与光子都具有波粒二象性,不能准确测定量子的位置,C错误;由题可知,两个处于“纠缠态”的粒子,即使相距遥远也具有“心电感应”,一个发生变化,另一个会瞬时发生相应改变,故D错误.12.氢原子的基态能级E1=-13.6 eV,第n能级E n=,若氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时发出的光能使某金属发生光电效应,则以下跃迁中放出的光也一定能使此金属发生光电效应的是( )A. 从n=2能级跃迁到n=1能级B. 从n=4能级跃迁到n=3能级C. 从n=5能级跃迁到n=3能级D. 从n=6能级跃迁到n=5能级【答案】 A【解析】n=2跃迁到n=1辐射的光子能量大于n=3跃迁到n=2辐射的光子能量,根据光电效应产生的条件知,一定能使该金属发生光电效应.故A正确.从n=4跃迁到n=3,n=5跃迁到n=3,从n=6跃迁到n=5辐射的光子能量均小于n=3跃迁到n=2辐射的光子能量,都不一定能使金属发生光电效应.故BCD错误.故选A.13.如图所示是实验室用来研究光电效应原理的装置图,电表均为理想电表,当入射光的能量等于9 eV时,灵敏电流表检测到有电流流过,当电压表示数等于5.5 V时,灵敏电流表示数刚好等于0。