2019届高三物理一轮复习单元评估检测(十一)波粒二象性原子结构原子核

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2019年高考高三物理波粒二象性、原子结构、原子核单元总结与测知识点分析(含解析)

2019年高考高三物理波粒二象性、原子结构、原子核单元总结与测知识网络学习重点和难点1、光电效应现象的基本规律。

在光电效应中（1）对光的强度的理解，（2）发生光电效应时光电流的强度为什么跟光电子的最大初动能无关，只与入射光的强度成正比，此处是难点之一；2、玻尔模型中能级的跃迁及计算。

在玻尔原子模型中能级的跃迁问题以及量子化的提出也是难点之一；3、原子核的衰变问题以及核能的产生与计算是本部分重点。

核能的计算与动量和能量的结合既是重点又是难点，要处理好。

知识要点知识梳理知识点一——光的本性1、光电效应（1）产生条件：入射光频率大于被照射金属的极限频率（2）入射光频率决定每个光子的能量决定光子逸出后最大初动能（3）入射光强度决定每秒逸出的光子数决定光电流的大小（4）爱因斯坦光电效应方程2、光的波粒二象性光既有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性，这就是光的本性。

（1）大量光子的传播规律体现波动性；个别光子的行为体现为粒子性。

（2）频率越低，波长越长的光，波动性越显著；频率越高，波长越短的波，粒子性越显著。

（3）可以把光的波动性看作是表明大量光子运动规律的一种概率波。

知识点二——原子核式结构1、α粒子散射α粒子散射实验结果：α粒子穿过金箔后，绝大多数沿原方向前进，少数发生较大角度偏转，极少数偏转角大于90°，有的甚至被弹回。

2、核式结构模型原子中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核，带负电的电子在核外空间绕核旋转。

原子半径大约为10-10m，核半径大约为10-15～10-14 m。

知识点三——氢原子跃迁对氢原子跃迁的理解：1、原子跃迁的条件原子从低能级向高能级或从高能级向低能级跃迁时吸收或放出恰好等于发生跃迁时的两能级间的能级差的光子；当光子的能量大于或等于13.6eV时，也可以被氢原子吸收，使氢原子电离；当氢原子吸收的光子能量大于13.6eV时，氢原子电离后，电子具有一定的动能；原子还可吸收实物粒子的能量而被激发，由于实物粒子的动能可全部或部分地被氢原子吸收，所以只要实物粒子的能量大于或等于两能级的差值，均可使原子发生能级跃迁。

(江苏专版)2019版高考物理一轮复习精选提分综合练单元检测十三动量波粒二象性原子结构与原子核

单元检测十三动量波粒二象性原子结构与原子核考生注意：1．本试卷共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，满分100分．4．请在密封线内作答，保持试卷清洁完整．一、选择题(本题共6小题，每小题4分，共计24分．每小题至少有一个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分)1．(2018·泰州中学模拟)下列说法中正确的是( )A．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最大初动能大B．查德威克发现中子的核反应是：94Be＋42He→12 6C＋10nC．β衰变说明了β粒子(电子)是原子核的组成部分D．“探究碰撞中的不变量”的实验中得到的结论是碰撞前后两个物体mv的矢量和保持不变2．(2018·徐州三中月考)下列说法正确的是( )A．太阳辐射的能量来自太阳内部的热核反应B．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C．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，同时电子的动能减小，电势能增加D．将放射性元素掺杂到其它稳定元素中，并降低其温度，它的半衰期不发生改变3．(2018·虹桥中学调研)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．天然放射性现象说明原子核具有复杂的结构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4．图1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( )图1A．a、b为β粒子的径迹B．a、b为γ粒子的径迹C．c、d为α粒子的径迹D．c、d为β粒子的径迹5．(2018·常熟市模拟)下列说法中正确的是( )A．某放射性原子核经两次α衰变和一次β衰变，核内质子数减少3个B．玻尔理论可以成功解释氢原子的光谱现象C．氢原子的核外电子从半径较大的轨道跃迁到半径较小的轨道时，原子的能量增大D．放射性元素发生β衰变，新核的化学性质不变6．(2017·淮安市高三年级信息卷试题)下列说法中正确的是( )A．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都在增加，同时辐射强度的极大值向波长较短的方向移动B．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变短C．放射性元素原子核的半衰期长短与原子所处的化学状态和外部条件有关D．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的二、非选择题(本题共12小题，共计76分)7．(4分)(2018·高邮市段考)如图2所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，(直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5)．由图可知普朗克常量为________J·s(保留两位有效数字)．图28．(4分)(2018·泰州中学调研)研究发现，在核辐射形成的污染中影响最大的是铯137(137 55Cs)，可广泛散布到几百公里之外，且半衰期大约是30年左右．请写出铯137发生β衰变的核反应方程(新核可用X表示)：______________________.如果在该反应过程中释放的核能为E，光速为c，则其质量亏损为________．9．(4分)(2018·南通市如东县质量检测)如图3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产生光电效应，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产生光电效应，其中光电子的最大初动能E k＝________ eV.图310．(4分)(2017·南通市高三第一次调研测试)核电站所需的能量是由铀核裂变提供的，裂变过程中利用__________(选填“石墨”或“镉棒”)吸收一定数量的中子，控制反应堆的反应速度．核反应堆产物发生β衰变产生反电子中微子(符号νe)，又观察到反电子中微子(不带电，质量数为零)诱发的反应：νe＋p→n＋x，其中x代表________________(选填“电子”或“正电子”)．11．(4分)(2017·南京市、盐城市高三第二次模拟考试)用频率为ν的光照射光电管阴极时，产生的光电流随阳极与阴极间所加电压的变化规律如图4所示，U c为遏止电压．已知电子电荷量为－e，普朗克常量为h，则光电子的最大初动能为________，该光电管发生光电效应的极限频率为________．图412．(6分)(2017·扬州市高三上学期期末检测)某金属在光的照射下发生光电效应，光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系如图5所示，试求：图5(1)普朗克常量h(用图中字母表示)；(2)入射光的频率为3νc时，产生的光电子的最大初动能．13．(8分)(2018·南通市如东县质量检测)如图6甲所示，A、B两物体与水平面间的动摩擦因数相同，A的质量为3 kg，A以一定的初速度向右滑动，与B发生碰撞，碰前的A速度变化如图乙中图线Ⅰ所示，碰后A、B的速度变化分别如图线Ⅱ、Ⅲ所示，g取10 m/s2，求：图6(1)A与地面间的动摩擦因数；(2)判断A、B间发生的是弹性碰撞还是非弹性碰撞．14.(8分)(2018·淮安市、宿迁市学业质量检测)如图7，滑块A、B的质量分别为m A和m B，由轻质弹簧相连，置于光滑水平面上，把两滑块拉近，使弹簧处于压缩状态并用一轻绳绑紧，两滑块一起以恒定的速率v0向右滑动．若轻绳突然断开，弹簧第一次恢复到原长时滑块A的动量为p，方向向左，求在弹簧第一次恢复到原长时：图7(1)滑块B的动量p B大小和方向；(2)若m A＝m B＝m，滑块B的速度大小v.15．(8分)(2018·海安中学段考)质量为2 kg的物体B静止在光滑水平面上，一质量为1 kg 的物体A以2.0 m/s的水平速度和B发生正碰，碰撞后A以0.2 m/s的速度反弹，求碰撞过程中系统损失的机械能．16．(9分)(2017·南京市、盐城市高三第二次模拟)如图8所示，木块A和半径为r＝0.5 m 的四分之一光滑圆轨道B静置于光滑水平面上，A、B质量m A＝m B＝2.0 kg.现让A以v0＝6 m/s 的速度水平向右运动，之后与墙壁碰撞，碰撞时间为t＝0.2 s，碰后速度大小变为v1＝4 m/s.取重力加速度g＝10 m/s2.求：图8(1)A与墙壁碰撞过程中，墙壁对木块平均作用力的大小；(2)A滑上圆轨道B后到达最大高度时的共同速度大小．17.(9分)(2017·苏北四市高三上学期期末)如图9所示，光滑水平面上质量为1 kg的小球A 以2.0 m/s的速度与同向运动的速度为1.0 m/s、质量为2 kg的大小相同的小球B发生正碰，碰撞后小球B以1.5 m/s的速度运动．求：图9(1)碰后A球的速度；(2)碰撞过程中A、B系统损失的机械能．18．(8分)(2018·南通市调研)一静止的钚核发生衰变后放出一个α粒子变成铀核．已知钚核质量为m1，α粒子质量为m2，铀核质量为m3，光在真空中的传播速度为c.(1)如果放出的α粒子的速度大小为v，求铀核的速度大小v′.(2)求此衰变过程中释放的总能量．答案精析1．BD [光电子的最大初动能与入射光的频率有关，随着入射光频率增大而增大，用不可见光照射金属不一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的最大初动能大，比如红外线照射金属比用红光照射同种金属产生的光电子的最大初动能小，故A 错误；查德威克发现中子的核反应为用α粒子轰击铍核，产生126C 和中子，故B 正确；β衰变中产生的β粒子是原子核中的中子转变为质子时产生的，故C 错误；“探究碰撞中的不变量”的实验中得到的结论是碰撞前后两个物体mv 的矢量和保持不变，故D 正确．]2．AD [太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应，又称热核反应，故A 正确；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长，故B 错误；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，同时电子的动能增加，电势能减小，故C 错误；半衰期是元素本身的性质，与它所处的物理、化学环境无关，故D 正确．] 3．BC [光电效应是光照射金属，电子吸收能量后飞出金属表面的现象，故A 错误；天然放射性现象中的射线来自原子核，可知天然放射性现象说明原子核有复杂结构，故B 正确；一个质子和一个中子结合成氘核，向外辐射能量，有质量亏损，知一个质子和一个中子的总质量大于一个氘核的质量，故C 正确；大量的原子核经过一个半衰期有半数发生衰变，不是经过一个半衰期任何一个原子核都发生衰变，故D 错误．]4．D [γ粒子是不带电的光子，在磁场中不偏转，选项B 错误；α粒子为氦核带正电，由左手定则知向上偏转，选项C 错误；β粒子是带负电的电子，应向下偏转，选项D 正确，A 错误．]5．AB [某放射性原子核经两次α衰变和一次β衰变，核内质子数减少3个，选项A 正确；玻尔理论可以成功解释氢原子的光谱现象，但是不能解释其它原子光谱现象，选项B 正确；氢原子的核外电子从半径较大的轨道跃迁到半径较小的轨道时，释放出光子，原子的能量减小，选项C 错误；放射性元素发生β衰变，新核的原子序数要变化，化学性质改变，选项D 错误．]6．AD [黑体辐射的强度按波长的分布只与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，A 正确；康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，根据λ＝h p，知波长变长，故B 错误；放射性元素原子核的半衰期长短与原子所处的化学状态和外部条件无关，只和自身因素有关，C 错误；β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的，D 正确．] 7．6.5×10－34解析根据光电效应方程得，E k ＝h ν－W 0，当入射光的频率为5.5×1014Hz 时，最大初动能为0.5 eV.当入射光的频率为4.27×1014Hz 时，光电子的最大初动能为0. 则h ×5.5×1014－W 0＝0.5×1.6×10－19，h ×4.27×1014－W 0＝0联立解得h ＝6.5×10－34J·s.8．137 55Cs→137 56X＋ 0－1eE c 2解析根据核反应中电荷数守恒、质量数守恒得到： 137 55Cs→137 56X＋ 0－1e 根据质能方程E ＝Δmc 2，解得：Δm ＝Ec2 9．5 10.86解析因为氢原子由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产生光电效应，即逸出功W 0＝E 3－E 2＝1.89 eV.从n ＝4跃迁到n ＝1、2，从n ＝3跃迁到n ＝1、2，从n ＝2跃迁到n ＝1辐射的光子能量大于等于逸出功，则有5种频率的光子能使该金属产生光电效应．从n ＝4跃迁到n ＝1辐射的光子能量最大，为12.75 eV ，根据光电效应方程得，光电子的最大初动能E k ＝h ν－W 0＝12.75 eV －1.89 eV ＝10.86 eV. 10．镉棒正电子 11．eU c ν－eU ch解析由动能定理可知，光电子的最大初动能E k ＝eU c . 根据光电效应方程，E k ＝h ν－h νc 所以νc ＝ν－eU ch. 12．(1)Eνc(2)2E解析 (1)由光电效应方程E k ＝h ν－W 0，结合图象可知金属的逸出功W 0＝E ，极限频率为νc ，所以h νc －W 0＝0，解得h ＝Eνc.(2)由光电效应方程E k ＝h ν－W 0，则E km ＝h ×3νc －W 0＝2E . 13．(1)0.1 (2)见解析解析 (1)由题图可知，A 的初速度为：v 0＝3 m/s ，碰撞前的速度为：v 1＝2 m/s ，时间为：t ＝1 s ，由动量定理得：－F f t ＝mv 1－mv 0，代入数据解得：F f ＝3 N ，A 与地面间的动摩擦因数：μ＝F f F N ＝F f m A g ＝33×10＝0.1(2)由题图可知，碰撞后A 的速度为：v A ＝1 m/s ，B 的速度为：v B ＝3 m/s ，碰撞过程系统动量守恒，以A 的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：m A v 1＝m A v A ＋m B v B ，代入数据解得：m B ＝1 kg ，碰撞前后系统的机械能差：ΔE ＝12m A v 12－12m A v A 2－12m B v B 2代入数据解得：ΔE ＝0 J ，则碰撞为弹性碰撞． 14．(1)p ＋(m A ＋m B )v 0，方向向右 (2)pm＋2v 0 解析 (1)以向右为正方向，由动量守恒定律知： (m A ＋m B )v 0＝－p ＋p B解得：p B ＝p ＋(m A ＋m B )v 0，方向向右(2)若滑块A 、B 的质量相等，由动量守恒有： 2mv 0＝－p ＋mv 解得：v ＝p m＋2v 0 15．0.77 J解析取碰撞前物体A 的速度方向为正方向，两物体碰撞过程系统的动量守恒，由动量守恒定律得：m A v 0＝－m A v A ＋m B v B得v B ＝m A (v 0＋v A )m B ＝1×(2＋0.2)2m/s ＝1.1 m/s 由能量守恒定律得：系统损失的机械能 ΔE ＝12m A v 02－(12m A v A 2＋12m B v B 2代入数据解得ΔE ＝0.77 J 16．(1)100 N (2)2 m/s解析 (1)A 与墙壁碰撞过程，规定水平向左为正，对A 由动量定理有Ft ＝m A v 1－m A (－v 0) 解得F ＝100 N(2)A 从返回到滑上圆轨道到最大高度的过程，对A 、B 组成的系统，水平方向动量守恒：m A v 1＝(m A ＋m B )v 2解得v 2＝2 m/s17．(1)1.0 m/s ，方向与原方向相同 (2)0.25 J解析 (1)碰撞过程，以A 的初速度方向为正，由动量守恒定律得：m A v A ＋m B v B ＝m A v A ′＋m B v B ′，代入数据解得： v A ′＝1.0 m/s ，方向与原方向相同(2)碰撞过程中A 、B 系统损失的机械能为：E 损＝12m A v A 2＋12m B v B 2－12m A v A ′2－12m B v B ′2代入数据解得E 损＝0.25 J 18．(1)m 2m 3v (2)(m 1－m 2－m 3)c 2解析 (1)根据动量守恒定律0＝m 2v －m 3v ′ 解得v ′＝m 2m 3v(2)质量亏损Δm ＝m 1－m 2－m 3释放的总能量ΔE ＝Δmc 2＝(m 1－m 2－m 3)c 2。

【物理】2019届一轮复习人教版波粒二象性原子结构与原子核学案

知识网络近代物理⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧ 原子结构⎩⎪⎨⎪⎧ 氢原子光谱能级光电效应⎩⎪⎨⎪⎧现象规律光电效应方程原子核⎩⎪⎨⎪⎧放射性衰变裂变聚变人工核反应考情分析1．主要题型：选择、填空、计算 2．命题特点针对玻尔理论、光电效应、核反应方程、能量、能级跃迁等知识点进行考查． 3．思想方法常用方法：模型法、类比法、控制变量法等．考点一光电效应、光子说核心知识1．光电效应的规律(1)任何一种金属，都有一种极限频率，只有当入射光的频率大于或等于极限频率时才会发生光电效应． (2)光电子的最大初动能E m ＝12mv 2m 跟入射光的强度无关，只随入射光的频率的增大而增大．(3)从光开始照射到释放出光电子，整个过程所需时间小于10－9 s.(4)产生光电效应时，单位时间内逸出的电子数与光的强度有关，光的强度越大，单位时间内逸出的电子数越多．2．光电效应中的两条对应关系(1)光照强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大．(2)光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大． 3．光电效应方程：E m ＝hν－W 0.4．用图象表示光电效应方程(1)极限频率：图线与ν轴交点的横坐标ν0.(2)逸出功：图线与E 轴交点的纵坐标的绝对值W 0＝E 0. (3)普朗克常量：图线的斜率＝h ＝E 0ν0.规律方法解决光电效应类问题应注意的三个方面(1)决定光电子初动能大小的是入射光的频率，决定光电流大小的是入射光光强的大小． (2)由光电效应发射出的光电子由一极到达另一极，是电路中产生光电流的条件． (3)明确加在光电管两极间的电压对光电子起到了加速作用还是减速作用．典例分析【例1】 (多选)(2017年广州二模)如图所示是光控继电器的示意图，是光电管的阴极．下列说法正确的是( )A ．图中a 端应是电源的正极B ．只要有光照射，衔铁就被电磁铁吸引C ．只要照射的光强度足够大，衔铁就被电磁铁吸引D ．只有照射的光频率足够大，衔铁才被电磁铁吸引【答案】AD【例2】(多选)用图甲同一实验装置研究光电效应现象，分别用A、B、C三束光照射光电管阴极，得到光电管两端电压与相应的光电流的关系如图乙所示，其中A、C两束光照射时对应的遏止电压相同，均为U c1，根据你所的相关理论判断下列论述正确的是()A．B光束光子的动量最大B．A、C两束光的波长相同，要比B的波长长C．三个光束中B光束照射时单位时间内产生的光电子数量最多D．三个光束中A光束照射时光电管发出的光电子最大初动能最大E．若B光是氢原子由第2能级向基态跃迁时产生的，则A光一定不是氢原子由高能级跃迁到基态产生的【答案】ABE【解析】光子的动量p＝hλ，由乙图可知B光束的遏止电压最大，由eU c＝hν－W0可知，B光束的频率最大，波长最短，所以B光束光子的动量最大，A选项正确；A、C两束光为同频率、同波长的光，由乙图可知，A、C两束光的波长比B光束的波长要长，B选项正确；由乙图可知，A光的饱和光电流最大，A 光束中单位时间内产生的光电子数最多，C选项错误；三束光中，B光的频率最大，所以B光束照射光电管发出的光电子最大初动能最大，D选项错误；如果B光是氢原子由第2能级向基态跃迁时产生的，B光束的频率大于A、C光束，所以A光一定不是氢原子由高能级向基态跃迁时产生的，E选项正确．【例3】．(多选)(2017年哈尔滨模拟)某种金属在光的照射下发生光电效应，其遏止电压U c与入射光频率ν的关系图象如图所示，则由图象可知()A．任何频率的入射光都能发生光电效应B．该金属的逸出功等于hν0C．入射光的频率发生变化时，遏止电压不变D．若已知电子电荷量e，就可以求出普朗克常量h【答案】BD【例4】(多选)(2017年益阳四月调研)用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点的横坐标为4.27，与纵轴的交点的纵坐标为0.5)，图乙是氢原子的能级图，下列说法正确的是()A．该金属的极限频率为4.27×1014 HB．根据该图线能求出普朗克常量C．该金属的逸出功为0.5 eVD ．用n ＝3能级的氢原子跃迁到n ＝2能级时所辐射的光照射该金属能使该金属发生光电效应E ．用频率ν＝5.5×1014 H 的光照射该金属时，该金属发出的光电子去激发处于n ＝2能级的氢原子，可能使氢原子跃迁到n ＝3能级【答案】ABD3．(多选)用绿光照射一光电管，能产生光电效应．现在用如图所示的电路测遏止电压，则( )A ．改用红光照射，遏止电压会增大B ．改用紫光照射，遏止电压会增大C ．延长绿光照射时间，遏止电压会增大D ．增加绿光照射强度，遏止电压不变【答案】BD【解析】根据光电效应方程E m ＝hν－W 0和eU c ＝E m ，得：U c ＝hνe －W 0e ，当入射光的频率大于极限频率时，遏止电压与入射光的频率成线性关系，与光的强度无关，故A 、C 错误，B 、D 正确．【例5】}(2017年河南六市调研)用频率均为ν但强度不同的甲、乙两束光做光电效应实验，发现光电流与电压的关系如图所示，由图可知，________(选填“甲”或“乙”)光的强度大，已知普朗克常量为h ，被照射金属的逸出功为W 0，则光电子的最大初动能为________．【答案】甲 hν－W 0规律总结求解光电效应问题的五个决定关系(1)逸出功W 0一定时，入射光的频率决定着能否产生光电效应以及光电子的最大初动能． (2)入射光的频率一定时，入射光的强度决定着单位时间内发射出来的光电子数． (3)爱因斯坦光电效应方程E ＝hν－W 0.(4)光电子的最大初动能E 可以利用光电管用实验的方法测得，即E ＝eU c ，其中U c 是遏止电压． (5)光电效应方程中的W 0为逸出功，它与极限频率νc 的关系是W 0＝hνc .考点二氢原子能级与原子跃迁核心知识玻尔理论的基本内容能级假设：氢原子E n ＝E 1n 2，n 为量子数．跃迁假设：hν＝E 末－E 初．轨道量子化假设：氢原子r n ＝n 2r 1，n 为量子数．规律方法解决氢原子能级跃迁问题的四点技巧(1)原子跃迁时，所吸收或释放的光子能量只能等于两能级之间的能量差． (2)原子电离时，所吸收的能量可以大于或等于某一能级能量的绝对值．(3)一群原子和一个原子不同，一群原子的核外电子向基态跃迁时发射光子的种类N ＝C 2n ＝nn －12. (4)计算能级能量时应注意：因一般取无穷远处为零电势参考面，故各能级的能量值均为负值；能量单位1 eV ＝1.6×10－19J.典例分析【例1】(多选)(2017年湖北名校模拟)根据玻尔理论，以下说法正确的是()A．只要电子绕核运动有加速度，就要向外辐射电磁波B．处于定态的原子，其电子做变速运动，但它并不向外辐射能量C．原子内电子的可能轨道是不连续的D．原子能级跃迁时，辐射或吸收光子的能量取决于两个轨道的能量差E．处于激发态的原子，只要吸收任意频率的光子就能从低能级跃迁到高能级【答案】BCD【例2】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频率的光．关于这些光下列说法正确的是()A．最容易表现出衍射现象的光是由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的B．频率最小的光是由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的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6.34 eV的金属铂能发生光电效应【分析】根据能级公式确定辐射光的波长和频率，利用发生干涉、衍射、光电效应的条件进行逐级判断．【答案】 D【例3】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】根据玻尔理论，电子离原子核越远，原子所处的能级就越高，另外，处于n ＝4能级的原子向基态跃迁时，会产生C 24＝6种谱线．【例4】用频率为ν0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为ν1、ν2、ν3的三条谱线，且ν3>ν2>ν1，则( )A ．ν0<ν1B ．ν3＝ν2＋ν1C ．ν0＝ν1＋ν2＋ν3 D.1ν1＝1ν2＋1ν3【答案】B【解析】因为仅发射出3种频率的光子，且ν3>ν2>ν1，所以hν3＝E 3－E 1，hν2＝E 2－E 1，hν1＝E 3－E 2，故hν3＝hν2＋hν1，即ν3＝ν2＋ν1，B 正确，C 、D 错误．入射光子hν0＝hν3，所以ν0>ν1，A 错误．【例5】．已知氢原子的基态能量为E 1，激发态能量E n ＝E 1n 2，其中n ＝2,3,4，….用h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为( )A ．－4hc 3E 1B ．－2hc E 1C ．－4hc E 1D ．－9hcE 1【答案】C【解析】依题意可知第一激发态的能量为E 2＝E 1/22，要将其电离，需要的能量至少为ΔE ＝0－E 2＝hν，根据波长、频率与波速的关系c ＝νλ，联立解得最大波长λ＝－4hcE 1，C 正确．【例6】．一个运动的处于基态的氢原子与另一个静止的处于基态的氢原子发生完全非弹性碰撞时，可使这两个氢原子发生相同的能级跃迁，则运动的氢原子碰撞前的最小动能是多少？已知氢原子的电离能E ＝13.6 eV .【答案】 40.8 eV规律总结处理氢原子能级跃迁问题，应注意的问题(1)氢原子能量：氢原子在各个不同的能量状态对应不同的电子轨道，电子绕核做圆周运动的动能和系统的电势能之和即为原子的能量，即E n ＝E n ＋E p n .电子绕核做圆周运动由库仑力提供向心力，有 e 2r 2n ＝m v 2n r n.电子的动能E n ＝12mv 2n ＝ke 22r n.系统的电势能变化根据库仑力做功来判断：靠近核，库仑力对电子做正功，系统电势能减小；远离核，库仑力对电子做负功，系统电势能增大．(2)氢原子在跃迁时辐射或吸收光子的频率或波长的计算：首先由能级的高低或轨道半径的大小确定是吸收还是放出光子，然后由玻尔理论E m －E n ＝hν或E m －E n ＝h cλ，求频率ν或波长λ.(3)辐射的光谱条数：一个氢原子核外只有一个电子，在一次跃迁时只能辐射或吸收一个光子，因而只能辐射或吸收某一特定频率的光谱．一个氢原子处于量子数为n 的激发态时，可辐射的光谱条数为N ＝n －1；而一群氢原子处于量子数为n 的激发态时，由于向各个低能级跃迁的可能性均存在，因此可辐射的光谱条数为N ＝n n －12.(4)吸收能量的选择性用光子激发引起原子跃迁跟用电子碰撞引起原子跃迁不同，若是在光子的激发下引起原子的跃迁，则要求光子的能量必须等于原子的某两个能级的能量差，能量不等于两能级的能量差的光子不能被原子吸收而使其发生跃迁；若是在电子的碰撞下引起原子的跃迁，则要求电子的能量必须大于或等于原子的某两个能级的能量差，大于该能量差的剩余部分保留为电子的动能．若要使氢原子电离，只要光子能量大于或等于电离能即可，大于电离能的部分，成为逸出电子的初动能．考向点三核反应、核能核心知识规律方法核能的计算方法(1)根据爱因斯坦质能方程，用核反应的质量亏损的千克数乘以真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2(J)；(2)根据1原子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏(MeV)能量，用核反应的质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV，即ΔE＝Δm×931.5(MeV)；(3)如果核反应时释放的核能是以动能形式呈现，则核反应过程中系统动能的增量即为释放的核能．典例分析【例1】(2016年高考·课标全国卷Ⅱ)在下列描述核反应过程的方程中，属于α衰变的是________，属于β衰变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是________．(填正确【答案】标号)A.14 6C→14 7N＋ 0－1eB.3215P→3216S＋ 0－1eC.238 92U→234 90Th＋42HeD.14 7N＋42He→17 8O＋11HE.235 92U＋10n→140 54Xe＋9438Sr＋210nF.31H＋21H→42He＋10n【答案】C AB E F【例2】 (多选)关于核反应方程234 90Th→234 91Pa ＋X ＋ΔE (ΔE 为释放出的核能，X 为新生成粒子)，已知234 90Th的半衰期为T ，则下列说法正确的是( )A.234 91Pa 没有放射性B.234 91Pa 比234 90Th 少1个中子，X 粒子是从原子核中射出的，此核反应为β衰变C ．N 0个234 90Th 经2T 时间因发生上述核反应而放出的核能为34N 0ΔE (N 0数值很大) D.234 90Th 的比结合能为ΔE 234E.234 90Th 的化合物的半衰期等于T【答案】 BCE【解析】电荷数大于83的都有放射性，A 错误；X 粒子是β粒子，它是由中子衰变成一个质子和电子，所以此核反应为β衰变，B 正确；有半数原子核发生衰变的时间为半衰期，N 0个234 90Th 经2T 时间有34N 0个234 90Th 发生了衰变，故放出的核能为34N 0ΔE ，C 正确；根据比结合能的定义可知D 错误；半衰期只与原子核有关，与元素所处状态无关，E 正确．【例3】．(多选)(2017年枣庄二中模拟) 家利用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为X ＋Y→42He ＋31H ＋4.9 MeV 和21H ＋31H→42He ＋X ＋17.6 MeV.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 ．两个核反应都没有出现质量亏损D ．氘和氚的核反应是核聚变反应【答案】AD【解析】根据核反应方程：21H ＋31H→42H ＋X ，X 的质量数：m 1＝2＋3－4＝1，核电荷数： 1＝1＋1－2＝0，所以X 是中子，故A 正确；根据核反应方程：X ＋Y→42He ＋31H ，X 是中子，所以Y 的质量数：m 2＝4＋3－1＝6，核电荷数： 2＝2＋1－0＝3，所以Y 的质子数是3，中子数是3，故B 错误；根据两个核反应方程可知，都有大量的能量释放出来，所以一定都有质量亏损，故C 错误；氘和氚的核反应过程中是质量比较小的核生成质量比较大的新核，所以是核聚变反应，故D 正确．【例4】．一静止的铝原子核2713Al 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2814Si .下列说法正确的是( )A ．核反应方程为p ＋2713Al→2814Si 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105 m/s，方向与质子初速度的方向一致【答案】ABE例5．(多选)(2017年湖北六校调考)北京时间2011年3月11日13时46分，在日本本州岛附近海域发生里氏9.0级强烈地震，地震和海啸引发福岛第一核电站放射性物质泄漏，其中放射性物质碘131的衰变方程为131 53I→131 54Xe＋Y.根据有关放射性知识，下列说法正确的是()A．Y粒子为β粒子B．若131 53I的半衰期大约是8天，取4个碘原子核，经16天就只剩下1个碘原子核了C．生成的131 54Xe处于激发态，放射γ射线，γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强D.131 53I中有53个质子和131个核子E．如果放射性物质碘131处于化合态，也不会对放射性产生影响【答案】ADE【解析】A.131 53I→131 54Xe＋Y，根据衰变过程中质量数和电荷数守恒，Y粒子为β粒子，故A正确；B.半衰期是一个统计规律，只对大量的原子核才适用，对少数原子核是不适用的，所以，若取4个碘原子核，经16天剩下几个碘原子核无法预测，故B错误；C.生成的131 54Xe处于激发态，还会放射γ射线，γ射线的穿透能力最强，γ射线是高能光子，即高能电磁波，它是不带电的，所以γ射线的电离作用很弱，故C错误；D.131 53I中有53个质子，131表示质量数即核子数，故D正确；E.半衰期是放射性元素的基本性质，由放射性元素本身决定，与外部环境和所处状态无关，故E正确．【例6】．(2017年湖北八校联考)铀核裂变的一种方式是：235U＋10n→143 60Nd＋9040r＋310n＋8X，该反应的质量亏损是0.2u,1u相当于931.5MeV的能量． 92①核反应方程中的X是________．②该反应放出的能量是________J．(结果保留3位有效数字)【答案】①0－1e②2.98×10－11规律总结衰变及核反应方程的书写和核能的计算(1)原子核的衰变①衰变实质：α衰变是原子核中的2个质子和2个中子结合成一个氦核并射出；β衰变是原子核中的中子转化为一个质子和一个电子，再将电子射出；γ衰变伴随着α衰变或β衰变同时发生，不改变原子核的质量数与电荷数，以光子形式释放出衰变过程中产生的能量．②衰变的快慢由原子核内部因素决定，跟原子所处的物理、化状态无关；半衰期是统计规律，对个别、少数原子无意义．(2)核反应方程的书写①核反应过程一般不可逆，所以核反应方程中用“→”表示方向而不能用等号代替．②核反应方程遵循质量数、电荷数守恒，但核反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)且释放出核能．③核反应的生成物一定要以实验为基础，不能只依据两个守恒规律凭空杜撰出生成物来写核反应方程．(3)核能的计算方法①根据爱因斯坦质能方程，用核反应的质量亏损的千克数乘以真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2(J)．②根据1原子质量单位u相当于931.5兆电子伏MeV能量，用核反应的质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV，即ΔE＝Δm×931.5MeV.③如果核反应时释放的核能是以动能形式呈现，则核反应过程中系统动能的增量即为释放的核能.。

2019届高考物理一轮复习作业+检测：第十二章波粒二象性原子结构和原子核课时作业42

课时作业42[双基过关练]1．(多选)夏天，小明同学把自行车轮胎上的气门芯拔出的时候，会觉得从轮胎里喷出的气体凉，如果把轮胎里的气体视为理想气体，则关于气体喷出的过程，下列说法正确的是( )A．气体的内能减少B．气体的内能不变C．气体来不及与外界发生热交换，对外做功，温度降低D．气体膨胀时，热量散得太快，使气体温度降低了E．气体分子的平均动能减小解析：本题主要考查热学基础知识，意在考查考生的理解能力和分析能力．气体喷出时，来不及与外界交换热量，发生绝热膨胀，Q＝0，对外做功，热力学第一定律的表达式为W＝ΔE，内能减少，温度降低，温度是分子平均动能的标志，则A、C、E正确．答案：ACE2．(多选)下列说法中正确的是( )A．尽管技术不断进步，但热机的效率仍不能达到100%，而制冷机却可以使温度降到热力学零度B．雨水没有透过布雨伞是液体表面张力的作用导致的C．气体温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关D．空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气压强的比值E．悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，布朗运动越不明显解析：本题考查分子动理论和热力学定律，意在考查考生对分子动理论和热力学定律有关知识的理解和辨析能力．热力学零度只能接近而不能达到，A错误；雨水没有透过布雨伞是液体表面张力的作用导致的，B正确；由热力学第一定律ΔU＝Q＋W知，温度每升高1 K，内能增加，但既可能是吸收热量，也可能是对气体做功使气体的内能增加，C正确；空气的相对湿度是指空气中所含水蒸气的压强与同温度下的饱和蒸汽压的比值，故D错误；微粒越大，某一瞬间撞击它的分子数越多，受力越容易平衡，布朗运动越不显著，E正确．答案：BCE3．(多选)下列有关热现象的叙述中正确的是( )A．布朗运动是液体分子的运动，它说明了液体分子在永不停息地做无规则运动B．物体的温度越高，分子运动速率越大C．不违背能量守恒定律的实验构想也不一定能够实现D．晶体和非晶体在适当条件下是可以相互转化的E．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0×105 J，若空气向外界放出1.5×105 J 的热量，则空气内能增加5×104 J解析：本题主要考查分子动理论、热力学定律等，意在考查考生对相关概念、规律的理解能力．布朗运动是液体中固体颗粒的运动，不是液体分子的运动，A错误；物体的温度越高，分子运动的平均速率越大，B错误；热力学第二定律表明第二类永动机虽不违背能量守恒定律，但仍不能实现，选项C正确；晶体和非晶体在适当条件下是可以相互转化的，D正确；根据热力学第一定律可知选项E正确．答案：CDE4．(多选)如图所示，汽缸和活塞均绝热，汽缸内部有一个导热性能良好的固定隔板，封闭着两部分气体A和B，活塞处于平衡状态．现通过电热丝对气体A加热一段时间，后来活塞达到新的平衡状态．气体的分子势能不计，忽略活塞与汽缸壁间的摩擦，大气压强保持不变．下列判断正确的是( )A．气体A吸热，内能增加B．气体B吸热，对外做功，内能不变C．气体A的分子的平均动能增大D．气体A和气体B中每个分子的动能都增大E．气体B中的分子在单位时间内对器壁单位面积碰撞的次数减少解析：气体A做等容变化，故W＝0，根据ΔU＝W＋Q可知，气体A吸收热量，则其内能增加，温度升高，气体A的分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大，选项A、C正确，D错误；因为中间是导热隔板，所以气体B吸收热量，温度升高，内能增加，因为压强不变，故体积变大，气体对外做功，选项B错误；气体B的压强不变，但是温度升高，体积增大，所以气体B中的分子在单位时间内对器壁单位面积碰撞的次数减少，选项E正确．答案：ACE5．(多选)如图所示，一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，在这一过程中，下列说法正确的是( )A．气体的体积变小B．气体的温度降低C．气体从外界吸收热量D．气体的内能增大E．单位时间内碰撞到单位面积容器壁的分子数减少解析：从状态a到状态b，气体的压强不变，气体的温度升高，则气体的体积增大，选项A、B错误；一定质量的理想气体的内能只与温度有关，气体的温度升高，故气体的内能增大，选项D正确；气体的体积增大，对外做功，W<0，气体的内能变大，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，故气体一定从外界吸热，选项C正确；因为气体的温度升高，分子平均动能增大，而压强不变，所以单位时间内碰撞到单位面积容器壁的分子数减少，选项E正确．答案：CDE6.气体温度计结构如图所示．玻璃测温泡A内充有理想气体，通过细玻璃管B和水银压强计相连．开始时A处于冰水混合物中，左管C中水银面在O点处，右管D中水银面高出O 点h1＝14 cm.后将A放入待测恒温槽中，上下移动D，使C中水银面仍在O点处，测得D中水银面高出O点h2＝44 cm.(已知外界大气压为标准大气压，标准大气压相当于76 cmHg)(1)恒温槽的温度为________℃；(2)此过程A内气体内能________(填“增大”或“减小”)，气体不对外做功，气体将________(填“吸热”或“放热”)．解析：(1)测温泡内气体进行等容变化．p1＝p0＋h1＝76＋14＝90 cmHg，T1＝273 Kp2＝p0＋h2＝76＋44＝120 cmHg图象如图所示．已知该气体在状态A时的体积为1×10再到状态C的过程中，气体与外界传递的热量．两状态体积相等，则有．(2018·山西长治二中等五校联考)如图所示，一绝热汽缸倒立竖在两水平台面上，缸内一光滑活塞密封了一定质量的理想气体；在活塞下挂有一物块，活塞与物块的总重量m2.活塞静止时，缸内气体温度＝1.0×105 Pa，缸内有一个电热丝，电热丝的电阻值恒为r＝1 Ω，闭合开关20 s．如图所示，一根两端开口、横截面积为S＝2 cm．管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长＝7 ℃，外界大气压取0.1 kg的砝码，保持气体的温度。

18届高三物理一轮复习单元评估检测(十一)波粒二象性原子结构原子核

单元评估检测(十一)(第十二章)波粒二象性原子结构原子核(45分钟100分)一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分。

1～6题为单选题,7～10题为多选题)1.下列说法中正确的是( )A.β衰变说明原子核里有电子B.某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后,核内中子数减少4个C.放射性物质的温度升高,其半衰期将缩短D.是核裂变反应方程【解析】选B。

原子核里虽然没有电子,但是核内的中子可以转化成质子和电子,产生的电子从核内发射出来,这就是β衰变,故A错误;某原子核经过一次α衰变,电荷数减小2,质量数减小4,再经过两次β衰变后,质量数不变,电荷数要增加2,所以整个过程,质量数减小4,电荷数不变,所以核内中子数减少4个,故B正确;半衰期的长短是由原子核内部本身的因素决定的,与原子所处的物理、化学状态无关,放射性物质的温度升高,其半衰期将不变,故C错误；是α衰变,故D错误。

2.关于α粒子散射实验的结果,下列说法正确的是( )A.证明了质子的存在B.证明了原子核是由质子和中子组成的C.证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里D.说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动【解析】选C。

α粒子散射实验说明占原子质量绝大部分的带正电的那部分物质集中在很小的空间范围内,故C正确,A、D错误;卢瑟福发现了质子,查德威克发现了中子,故B错误。

3.在光电效应实验中,先后用频率相同但光强不同的两束光照射同一个光电管。

若实验a中的光强大于实验b中的光强,实验所得光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线分别以a、b表示,则下列图中可能正确的是( )导学号42722654【解析】选A。

光电流恰为零时光电管两端所加的电压为截止电压,对应的光的频率为截止频率,入射光的频率越高,对应的截止电压U截越大,由于入射光的频率没有变,故截止电压相同,即两图线与横轴的交点相同。

由于a的光强大于b的光强,所以a的饱和电流大于b的饱和电流,故A符合要求,故A正确,B、C、D 错误。

2019年高三物理专项波粒二象性、原子结构和原子核

2019年高三物理专项波粒二象性、原子结构和原子核【一】单项选择题1、〔广东省汕头四中2018—2018学年度高三级第二次月考试卷〕以下表达中，符合历史事实的是A、卢瑟福通过对阴极射线的研究发现了电子B、法拉第发现了电磁感应现象C、贝克勒尔通过对天然放射现象的研究发现了原子的核式结构D、牛顿总结出了万有引力定律并测出了万有引力常量2、〔广东省罗定市2018届高三下学期三校5月联考〕以下有关物理学的史实中，正确的选项是（）A、伽利略认为力是维持物体运动的原因B、奥斯特最早发现了电磁感应现象C、爱因斯坦提出光子假设并建立了光电效应方程D、卢瑟福的α粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的2.C解析：伽利略认为力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因；法拉第发现了电磁感应现象，奥斯特发现了电流的磁效应；卢瑟福的α粒子散射实验证明了原子具有核式结构模型。

此题答案为C。

3、〔广东省湛江二中2018届高三上学期第一次月考理综试题〕以下说法中正确的选项是A、放射性元素发生一次β衰变，原子序数减少1B、氢原子由N＝3向N＝1的能级跃迁时，只能辐射2种频率的光子C、在光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光强无关，只随入射光的频率增大而增大D、23592U的半衰期约为7亿年，随着地球环境的不断变化，半衰期可以变短3.C解析：β衰变时，原子核放出一个电子，同时转化成新核，形如eYX01b1aba-++→，可见，原子序数增加1，选项A错误；氢原子由N＝3向N＝1的能级跃迁时，能辐射N＝323=C种频率的光子，选项B错误；根据光电效应方程EK＝Hν－W0可知，选项C正确；放射性元素的半衰期由原子核内部的本身因素决定，与原子所处的物理状态或化学状态无关，选项D错误。

此题答案为C。

4.〔甘肃省兰州一中2018届高三上学期期中考试理综试题〕下面列出的是两个核反应方程式，X1和X2各代表某种粒子。

①错误！未找到引用源。

2019版高考物理一轮复习第十二章波粒二象性原子结构与原子核章末综合测试.docx

第十二章波粒二象性原子结构与原子核章末综合测试（十二）（时间：45分钟分数：100分）一、选择题（本题共10小题，每小题6分.在每小题给出的四个选项中，第1〜5题只有一项符合题目要求，第6〜10题有多项符合题目要求.全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1.下列说法中正确的是（）A.光是一种概率波，物质波也是概率波B.麦克斯韦首次通过实验证实了电磁波的存在C.某单色光从一种介质进入到另一种介质，其频率和波长都将改变D.紫光照射某金属时有电子向外发射，红光照射该金属时也一定有电子向外发射解析：A麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹首次通过实验证实了电磁波的存在，故B错误；单色光从一种介质进入到另一种介质时，其频率是不变的，但由于光速不同，所以波长会改变，C错误；由于紫光的频率大于红光，则根据爱因斯坦的光电效应方程可知，红光照射该金属时不一定有电子向外发射，故D错误.2.根据爱因斯坦的光子说，光子能量F等于（力为普朗克常量，c为真空屮的光速，久为光在真空中的波长）（）A.h—c, hC. h 入D.―解析：B根据爱因斯坦的光子说，光子能量E=hv,根据光的传播速度和频率的关系c=久/得£=力■午，B正确.3.（2017 •河南信阳息县一中段考）下列对题中四幅图的分析，其中正确的是E/eV ■0—0.54—0.85 —1.51-3.4 n_ 00-13.6A. 从图①可知，光电效应实验中方光的频率比日光的大B. 从图②可知，能量为5 eV 的光子不能被处于n=2能级的氢原子吸收C. 从图③可知，随着放射性物质质量的不断减少，其半衰期不断增大D. 从图④可知，a 粒子散射实验表明原子核由中子和质子组成解析：A e& = h 佩,从图①可知，仏〉弘，故几> A 正确；5 eV>3. 4 eV,所以能量为5 eV 的光子能被处于/7=2能级的蛍原子吸收并发生电离，B 错误；半衰期与物质质量无关，故C 错误；a 粒子散射实验不能得出原子核由质子和中子组成，故D 错误；故选A.4. 如图，天然放射源铀发出的一束射线经过匀强电场时分裂成1、2、3三种射线，下列说法正确的是（）A. 三种射线都是带电粒子流B. 射线1实质是高速的质子流C. 射线3是原子核外电子电离后形成的电子流D. 三种射线都具有很高的能量，说明原子核是一个能量宝库解析：D 射线2是Y 射线，不带电，A 错误；射线1带正电，是氨核流，B 错误；射线3是电子流，是原子核内部变化产生的，C 错误.5. 要使氛核聚变，必须使氣核之间的距离接近到核力能够发生作用的范Hzb,物质温度很高时，気原子将变为等离子体，等离子体的分子平均动能为E 严些数，丁为热力学温度,两个氛核之间的电势能为5-—,厂为电荷之间的距离，则氣核聚变的温度至少为（） kdB 莎kgD •面解析：C 若两氣核从相距无穷远处到相距有厶2减=△必帕这里要注意，如果两C 正确.6. 以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短吋间内只能吸收到一个光子而从金属表血逸出.强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实.彳叫玻耳兹曼常宛核恰好接近到血动能变为零,则22云，即:2X^=—,解得&將，所以选项 3Azb 2 Zo光电效应实验装置示意图如图所示.用频率为a 的普通光源照射阴极K,没有发生光电效应，换用同样频率的强激光照射阴极K,则发生了光电效应；此时，若加上反向电压〃，即将阴极K 接电源正极，阳极A 接电源负极，在K 、A 之间就形成了使光电子减速的电场.逐渐增大〃，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压〃可能是下列的（其屮倂为逸出功，力为普朗克常量，e 为电子电量）（）h v WA. U=一— e eC. U=2h v 一 W 解析：B 本题屮，“当增大反向电压〃，使光电流恰好减小到零时”，即为：从阴极K 逸岀的具有最大初动能的光电子，恰好不能到达阳极A.以从阴极K 逸出的且具有最大初动能的光电子为研究对象，由动能定理得：一％=0—* /〃/①由光电效应方程得：皿贰刃=2,3,4…）②nh v ir由①②式解得：U= -------- (刀=2, 3, 4…) e e故选项B 正确.7. （2017 -江苏单科）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（）B. 爼e 核比霊i 核更稳定C. 两个汕核结合成;He 核时释放能量D. ＞核中核子的平均结合能比冰r 核中的大解析：BC 由图象可知，：He 的比结合能约为7 MeV,其结合能应为28 MeV,故A 错误.比结合能较大的核较稳泄，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.2h vB. U= & & *公 a& （2017 •福建厦门质检）静止的雹Bi原子核在磁场屮发生衰变后运动轨迹如图所示，大小圆半径分别为召、金；则下列关于此核衰变方程和两圆轨迹半径比值判断正确的是A. 1 2 3 4slBi->2siTH-2HeB. 28lBi->>o+-?eC. R\ :金=84 : 1D. Rx :金=207 : 4解析：BC 原子核发生衰变时，根据动量守恒可知两粒子的速度方向相反，由图可知粒子的运动轨迹在同一侧，根据左手定则可以得知，衰变后的粒子带的电性相反，所以原子核发生的应该是0衰变，衰变方程为：2i ：；Bi->2JlPo + -（；e,故A 错误，B 正确；根据心初结合两粒子动量大小相等，故用：兄=彳：s=84 ： 1,故C 正确，D 错误；故选B 、C.9.已知氢原子的能级如图所示，现用光子能量在10〜12. 9 eV 范围内的光去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法中正确的是（）E/eV-3.41 ------------------------ -13.6A. 在照射光中可能被吸收的光子能量有无数种B. 在照射光中可能被吸收的光子能量只有3种C. 照射后可观测到氢原子发射不同波长的光有6种D. 照射后可观测到氢原子发射不同波长的光有3种解析：BC 〃=1 — “=5, h v=&-R = 13. 06 eV,故能量在10〜12. 9 eV 范围内的光子, 仅被吸收符合刀=1一刀=2,刀=1 —门=3, n=\^n= 4的能级差的三种光子，A 错B 对；照射后处于最高能级的氢原子的量子数77=4,故向低能级跃迁能辐射的光波长种类为N=_=6种，c 对D 错.10. 原來静止的原子核钦，质量为例，处在区域足够大的匀强磁场中，经□衰变变成质量为饥的原子核Y, a 粒子的质量为朋，已测得a 粒子的速度垂直于磁场〃，且动能为区假定原子核X 衰变时释放的核能全部转化为动能，则下列四个结论中，正确的是（）2A. 核Y 与a 粒子在磁场屮运动的周期之比为亍2B. 核Y 与a 粒子在磁场中运动的半径之比为牙C. 此衰变过程屮的质量亏损为D. 此衰变过程屮释放的核能为学各解析：BCD 原子核发生a 衰变吋质量数减小4,电荷数减小2,由题意知X 核原先静mv止，则衰变后a 粒子和反冲核Y 的动量大小相筹，由斤=〒知，用：Ra = q° : 6 = 2 : （Z —n 543 -0.54 -0.85 -1.512）,故B 项正确；周期之比由&学知，介：T.=~ •他='J ,故八项错误；该过 Bq ° 叽 Z —n 4他程质量亏损△加=加一（加+加），故C 项正确；由$=抚知，Y 核的动能代尸占，则释放AF的核能AE=&+$Y =U ，故D 项正确. 二、非选择题（本大题共2小题，每题20分，共40分.）11. （2017 •湖北襄阳调研）氢原子基态能量£ = -13.6 eV,电子绕核做圆周运动的半径刀=0. 53X10—2 in.求氢原子处于门=4激发态时：（1）原子系统具有的能量；（2）电子在刀=4轨道上运动的动能；（己知能量关系E=*\,半径关系r n =nr\, k= 9.0X10" N ・1『/化 e=l. 6X10^9 c ）（3）若要使处于〃=2轨道上的氢原子电离，至少要用频率为多大的电磁波照射氢原子？（普朗克常量力=6.63Xl （）f J ・s ）解析：（1）由丘=丄圧得（3分）E 、 fi=72=-0. 85 eV （3 分）（2）因为“=石\,所以门=4冬，由圆周运动知识得（3分）2 2召=丄（3分）-Tl -T1J （即/^1X1O 37 J/s ）.现假定该能虽全部来自上述氢核聚变反应，试估算银河系屮氨的含量（最后结果保留一位有效数字）.（3）根据你的估算结果，对银河系中氨的主要生成途径做出判断.（可能用到的数据：银河系质量约为J^3X1041 kg,原子质量单位1 u=l. 66X10"7畑，1 u 对应于1.5X10—” J 的能量，电子质量加= 0.000 5 u,氨核质量m. =4. 002 6 u,氢核质量妬=1.007 8 □,中微子人质量为零•）解析：（l ）4；H-＞；He+2纭+ 2 厶（3 分）A 加=4朋一加—2加（3分）A E= A mc=\. 14X 10-12 J （3 分）Pt （2） m=—m a 心6. 1 X 10J9 kg （3 分）△匕人…m 6. 1 X 1039“ 心八、氨的育車&=〒= 3X]0"] ~2%（3分）（3）由估算结果可知，2%远小于25%的实际值，所以银河系中的氨主耍是宇宙诞生后不久生成的.（5分）答案：（1）4；H 仝He+2；e+2 % 4. 14X10-12 J （2）2%所以隔=撷=寻9.0XKT32X0. 53X 1O"5 * * * * 10 * * * J （3 分）（3）银河系中的氨主要是宇宙诞生后不久生成的5. 85 eV（3）要使处于〃=2的氢原子电离，照射光的光子能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量应为h #=0—彳（3 分）得21X1014 * * Hz （2 分）答案：（1）-0. 85 eV （2）0. 85 eV （3）8. 21X1014 Hz12.天文学家测得银河系中氨的含量约为25%.有关研允表明，宇宙中氨生成的途径有两条：一是在宇宙诞生后3分钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部的氢核聚变反应生成的.（1）把氢核聚变反应简化为4个氢核（；H）聚变成氨核（；He）,同时放出2个正电子（纭）和2个中微子（厶），请写出该氢核聚变反应的方程，并计算一次反应释放的能量.（2）研究表明，银河系的年龄约为i=3.8X1017 s,每秒银河系产生的能量约为IX IO'?。

2019高考物理试题分类汇编波粒二象性、原子结构和原子核纯word附解析

2019 高考物理试题分类汇编 - 波粒二象性、原子结构和原子核( 纯 word 附分析 )〔2018 上海〕 1、在光电效应实验中，用单色光照耀某种金属表面，有光电子逸出，那么光电子的最大初动能取决于入射光的〔〕（ A）频率〔 B〕强度〔C〕照耀时间〔 D〕光子数量【分析】由 E h W0可知选项 A 正确。

【答案】 A〔 2018 上海〕 3、与原子核内部变化有关的现象是〔〕〔 A〕电离现象〔B〕光电效应现象〔C〕天然放射现象〔D〕粒子散射现象3.【考点】此题观察原子核的变化【分析】电离现象为原子核外的电子远离原子核，原子核不变，选项 A 错误。

光电效应现象相同是原子核外的电子远离原子核，原子核不变，选项 B 错误。

天然放射现象是原子核发生变化，选项 C 正确。

粒子散射现象原子核不发生变化，选项 D 错误。

【答案】 C〔2018 上海〕 4、依据爱因斯坦的“光子说”可知〔〕〔A〕“光子说”实质就是牛顿的“微粒说”〔B〕光的波长越大，光子的能量越小〔C〕一束单色光的能量可以连续变化〔D〕只有光子数很多时，光才拥有粒子性4.【考点】此题观察对爱因斯坦“光子说”的理解【分析】爱因斯坦的“光子说”与牛顿的“微粒说”实质不一样，选项A错误。

c可由E hC 知选项 B 正确。

一束单色光的能量不可以是连续变化，只好是单个光子能量的整数倍，选项错误。

光子不仅拥有颠簸性，并且拥有粒子性，选项 D 错误。

【答案】 B〔 2018 上海〕 5、在轧制钢板时需要动向地监测钢板厚度，其检测装置由放射源、探测器等构成，以以下图。

该装置中探测器接收到的是〔〕（A）X 射线〔B〕射线〔C〕射线〔D〕射线5.【考点】此题观察三种射线的性质【分析】放射源放出、、三种射线，而这三种射线中只有射线能穿过钢板，选项 D正确。

【答案】 D〔 2018 上海〕 9、A A A A某种元素拥有多种同位素，反响这些同位素的质量数 A 与中子数 N 关O N O N O N O N 系的是图〔〕（A）（B）（C）（D）9.【考点】此题观察同位素质量数与中子数之间的关系。

波粒二象性原子结构与原子核(练习)(含答案)

专题11 波粒二象性原子结构与原子核1．（2019·江苏卷）在“焊接”视网膜的眼科手术中，所用激光的波长λ=6.4×107 m，每个激光脉冲的能量E=1.5×10-2 J．求每个脉冲中的光子数目．（已知普朗克常量h=6.63×l0-34 J·s，光速c=3×108 m/s．计算结果保留一位有效数字）2．（2019·浙江选考）处于较高能级的氢原子向较低能级跃迁时，能辐射出a、b两种可见光，a光照射某金属表面时有光电子逸出，b光照射该金属表面时没有光电子逸出，则A．以相同的入射角射向一平行玻璃砖，a光的侧移量小于b光的B．垂直入射到同一单缝衍射装置，a光的衍射中央亮条纹宽度小于b光的C．a光和b光的频率之比可能是20/27D．a光子的动量大于b光子的3．（2019·浙江选考）一个铍原子核（74Be）俘获一个核外电子（通常是最靠近原子核的K壳层的电子）后发生衰变，生成一个锂核（73Li），并放出一个不带电的质量接近零的中微子νe，人们把这种衰变称为“K俘获”。

静止的铍核发生零“K俘获”，其核反应方程为707413eBe e Li v-+→+已知铍原子的质量为M Be=7.016929u，锂原子的质量为M Li=7.016004u，1u相当于9.31×102MeV。

下列说法正确的是A．中微子的质量数和电荷数均为零B．锂核（73Li）获得的动能约为0.86MeVC．中微子与锂核（73Li）的动量之和等于反应前电子的动量D．中微子与锂核（73Li）的能量之和等于反应前电子的能量4．(2018·高考全国卷Ⅱ，T17)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1.28×10－19 J．已知普朗克常量为6.63×10－34 J·s，真空中的光速为3.00×108 m·s－1.能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为()A．1×1014 Hz B．8×1014 HzC．2×1015 Hz D．8×1015 Hz5．(2018·高考全国卷Ⅲ，T14)1934年，约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝核2713Al，产生了第一个人工放射性核素X：α＋2713Al→n＋X.X的原子序数和质量数分别为()A．15和28 B．15和30C．16和30 D．17和311．（2020·江西省名校高三联考）电子是我们高中物理中常见的一种微观粒子，下列有关电子说法正确的是A．汤姆孙研究阴极射线时发现了电子，并准确测出了电子的电荷量B．光电效应实验中，逸出的光电子来源于金属中自由电子C．卢瑟福的原子核式结构模型认为核外电子的轨道半径是量子化的D．元素发生α衰变时，能够产生电子，并伴随着γ射线产生2．（2020·山西省太原市第五中学高三模拟）下列说法正确的是A．β射线也可能是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力B．按照电离能力来看，放射性元素放出的三种射线由弱到强的排列顺序是α射线、β射线、γ射线C．按照玻尔的氢原子理论，当电子从高能级向低能级跃迁时，氢原子系统的电势能减少量可能大于电子动能的增加量D．在微观物理学中，不确定关系告诉我们不可能准确地知道单个粒子的运动情况，但是可以准确地知道大量粒子运动时的统计规律3．（2020·湖南省长沙市雅礼中学高三调研）下列说法正确的是A．氢原子的核外电子从低能级跃迁到高能级时，吸收光子，电子的轨道半径增大B．238234492902U Th He→+是核裂変方程，当铀块体积大于临界体积时，才能发生链式反应C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的强度无关，与照射光的频率成正比D．α射线是高速运动的氦原子核，能够穿透几厘米厚的铅板4．（2020·北京市顺义区高三模拟）下列说法正确的是A．γ射线比α射线的贯穿本领强B．外界环境温度升高，原子核的半衰期变大C．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的重核裂变反应D．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子5．（2020·山东省潍坊市高三模拟）下列核反应中放出的粒子为中子的是A．147N俘获一个α粒子，产生178O并放出一个粒子B．2713Al俘获一个α粒子，产生3015P并放出一个粒子C．115B俘获一个质子，产生84Be并放出一个粒子D．63Li俘获一个质子，产生32He并放出一个粒子1．(2020·北京市海淀区高三模拟)下列说法正确的是()A．放射性元素的半衰期与外界压强有关B．天然放射现象说明原子具有核式结构C．原子核放出γ射线说明原子核内有光子D．原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电子的过程属于β衰变2．（2020·安徽省六安市第一中学调研）以下物理内容描述不正确的是A．爱因斯坦通过对光电效应实验规律的分析揭示了光具有粒子性的一面B．玻尔模型对一切原子的光谱现象都能准确解释C．放射性元素的半衰期与其以单质还是化合物形式存在无关D．原子核的比结合能大小可以反映其稳定性特征3．(2020·四川树德中学高三诊断)下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是()A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成功解释了光电效应B．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的C．图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子D．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有波动性4. 氢原子的能级图如图所示，现让一束单色光照射到大量处于基态(量子数n＝1)的氢原子上，受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光．则照射氢原子的单色光的光子能量为()A．12.75 eV B．13.06 eV C．13.6 eV D．0.85 eV5．（2020·湖南省怀化市高三模拟）下列说法正确的是A．β衰变的实质是原子核内的一个中子转化成一个质子，同时释放出一个电子B．实验表明，只要照射光的强度足够大，就一定能发生光电效应C．钍的半衰期为24天，1 g钍经过120天后还剩0.2 gD．根据玻尔的原子理论，氢原子从n＝5的激发态跃迁到n＝3的激发态时，核外电子动能减小6．（2020·东北三省四市联考）已知金属钙的逸出功为2.7 eV，氢原子的能级图如图所示，一群氢原子处于量子数n＝4的能量状态，则A．氢原子可能辐射3种频率的光子B．氢原子可能辐射5种频率的光子C．有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应D．有4种频率的辐射光子能使钙发生光电效应7．(2020·河北衡水中学高三调研)下下列说法正确的是()A．原子核内的一个中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子，这就是β衰变B．氡222的半衰期是3.8天，镭226的半衰期是1 620年，所以一个确定的氡222核一定比一个确定的镭226核先衰变C．按照玻尔理论，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，电势能增大，电子的动能减小，原子的总能量减小D．原子核越大，它的结合能越高，原子核能级越稳定8．(2020·安徽定远重点中学高三模拟)下列说法正确的是()A．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核内有中子存在B．核泄漏事故污染物137 55Cs能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为137 55Cs→137 56Ba＋X，可以判断X 为电子C．若氢原子从n＝6能级向n＝1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n＝6能级向n＝2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应D．质子、中子、α粒子的质量分别是m1、m2、m3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是( 2m1＋2m2－m3)c29．(2020·江西南昌高三模拟)如图a所示是研究光电效应的电路图．某同学利用该装置在不同实验条件下得到了三条光电流I与A、K两极之间的电压U AK的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图b所示．则下列说法正确的是()A．甲光照射光电管发出光电子的初动能一定小于丙光照射光电管发出光电子的初动能B．单位时间内甲光照射光电管发出的光电子比乙光照射时发出的少C．用强度相同的甲、丙光照射该光电管，则单位时间内逸出的光电子数相等D．对于不同种金属，若照射光频率不变，则逸出光电子的最大初动能与金属的逸出功为线性关系10. (2020广东华南师大附中高三模拟)氢原子能级图如图所示，当氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.下列判断正确的是()A．当氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nmB．当氢原子从n＝4跃迁到n＝2的能级时，辐射出的光子不能使逸出功为2.25 eV的钾发生光电效应C．一个处于n＝4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生6种谱线D．用能量为1.0 eV的光子照射处于n＝4能级上的氢原子，可以使氢原子电离11．(2020·重庆南开中学高三调研)某原子K层失去一个电子后，其K层出现一个电子空位，当L层上有电子跃迁到K层填补空位时会释放一定的能量：一种情况是辐射频率为ν0的X射线；另一种情况是跃迁释放的能量被其他核外电子层的电子吸收，使电子发生电离成为自由电子．若跃迁释放的能量被M层的一个电子吸收，电离后的自由电子的动能是E0，已知普朗克常量为h，则电子处于M层时原子的能级(即能量值)为()A．hν0B．E0C．E0－hν0D．E0＋hν012. (2020·陕西西安市第一中学高三模拟)研究光电效应规律的实验装置如图所示，以频率为ν的光照射光电管阴极K时，有光电子产生．由于光电管K、A间加的是反向电压，光电子从阴极K发射后将向阳极A 做减速运动．光电流i由图中电流计G测出，反向电压U由电压表V测出，当电流计的示数恰好为零时，电压表的示数称为反向遏止电压U c.在下列表示光电效应实验规律的图象中，正确的是()13．(2020·四川南充高级中学高三模拟)一个静止的铀核232 92U(质量为232.037 2 u)放出一个α粒子(质量为4.002 6 u)后衰变成钍核228 90Th(质量为228.028 7 u)．已知1 u相当于931 MeV的能量．下列说法正确的是()A．该核衰变反应方程为232 92U→228 90Th＋42HeB．该核衰变反应中释放出的核能为0.059 MeVC．该反应产生的钍核和α粒子的动量相同D．假设反应中释放出的核能全部转化为钍核和α粒子的动能，则钍核获得的动能约为0.017 MeV 14．(2020·广东湛江一中高三质检)如图所示，人工元素原子核286113Nh开始静止在匀强磁场B1、B2的边界MN上，某时刻发生裂变生成一个氦原子核42He和一个Rg原子核，裂变后的粒子速度方向均垂直于B1、B2的边界MN.氦原子核通过B1区域第一次经过MN边界时，距出发点的距离为l，Rg原子核第一次经过MN 边界距出发点的距离也为l.则下列有关说法正确的是()A ．两磁场的磁感应强度之比B 1∶B 2＝111∶141B ．两磁场的磁感应强度之比B 1∶B 2＝111∶2C ．氦原子核和Rg 原子核各自旋转第一个半圆的时间比为2∶141D ．氦原子核和Rg 原子核各自旋转第一个半圆的时间比为111∶141答案1．【答案】光子能量hc ελ=，光子数目n =Eε，代入数据得n =5×1016【解析】每个光子的能量为0cE hv h λ== ，每个激光脉冲的能量为E ，所以每个脉冲中的光子个数为：0EN E = ，联立且代入数据解得：16510N =⨯个。

2019届高考物理一轮复习作业+检测：第十二章波粒二象性原子结构和原子核45分钟章末检测卷

第十二章45分钟章末检测卷满分100分一、选择题(1～7题只有一项符合题目要求，8～13题有多项符合题目要求，每小题7分，共91分)1．(2017·上海单科，1)由放射性元素放出的氦核流被称为( )A．阴极射线B．α射线C．β射线D．γ射线解析：本题考查天然放射现象．在天然放射现象中，放出α、β、γ三种射线，其中α射线属于氦核流，选项B正确．答案：B2．一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子( ) A．放出光子，能量增加B．放出光子，能量减少C．吸收光子，能量增加D．吸收光子，能量减少解析：氢原子从高能级向低能级跃迁时，放出光子，能量减少，故选项B正确，A、C、D错误．答案：B3．下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是( )A．γ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.210 83Bi的半衰期是5天，100克210 83Bi经过10天后还剩下50克解析：β射线是高速电子流，而γ射线是一种电磁波，选项A 错误．氢原子辐射光子后，绕核运动的电子距核更近，动能增大，选项B正确．太阳辐射能量的主要来源是太阳内部氢核的聚变，选项C．(2018·湖南十三校联考)如图所示为光电管工作原理图，闭均指真空中的波长，下同A．经历a跃迁，氢原子吸收的光子能量为0.66eVB．经历b跃迁，氢原子的轨道半径增大，原子核外电子的动能增大C．经历c跃迁，氢原子放出的光子是可见光光子D．经历d跃迁后，再用可见光照射跃迁后的氢原子，可使氢原子发生电离解析：经历a跃迁，氢原子从高能级向低能级跃迁时辐射出的光子的能量为0.66eV，A项错误；经历b跃迁，氢原子吸收能量，轨道半径增大，但核外电子的动能会减小，B项错误；经历c跃迁，氢原子辐射出的光子的能量为0.97eV，则该光子不是可见光光子，C项错误；经历d跃迁后，跃迁后的氢原子的电离能为1.51eV，因此用可见光光子照射可使其电离，D项正确．答案：D6．用不同频率的光照射某金属均产生光电效应，测量金属的遏止电压U c与入射光频率ν，得到U c－ν图象，如图所示．根据图象求出该金属的截止频率和普朗克常量分别为(已知电子电荷量e＝1.6×10－19C)( )＝－14＝6.4×10－34J·s所以选项C正确．可知X含有质量数为140，即核子数为140，故B错误；裂变反应过程中质量数守恒，质量数不会增加，裂变过程存在质量亏损，质量不守恒，故C错误；因为裂变释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量减少，故D正确．答案：AD11．(2018·济南模拟)如图所示为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34eV，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是( )A．用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应B．一群处于n＝3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出3种不同频率的光C．一群处于n＝3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eVD．用能量为14.0eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离解析：从高能级向基态跃迁最小能量值为10.2eV>3.34eV一定能产生光电效应，A错；n＝3向基态跃迁时，辐射的光子频率种类为C23＝3种，B对；从n＝3跃迁到n＝1辐射光子的能量为ΔE＝E3－E1＝12.09eV，照射锌板最大初动能E k＝(12.09－3.34)eV＝8.75eV，C 对；14.0eV>13.6eV，可使处于基态的氢原子电离，D对．答案：BCD12．(2018·湖南长沙市高三统一模拟)金属钙的逸出功为在图中画出两粒子的运动轨迹并求出轨道半径之比；周时，粒子31H旋转几圈．1：r 11：m Bq ：4×2×10＝：40运动轨迹如图所示．氚核、氦核做圆周运动的周期之比为1：T m 1：2m 22＝2π×3B ×1：2＝：2所以它们旋转周期之比为1：n ＝T 2：＝：3当α粒子旋转3周时，氚核旋转2周．：。

【原创】2019届高考物理一轮复习真题解析：专题(13)原子结构、原子核、波粒二象性

原子结构、原子核、波粒二象性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B3.下列说法正确的是( )A．光电效应实验中，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多B．氢原子辐射一个光子后，氢原子核外电子动能减小C．大量事实表明，原子核衰变时电荷和质量都守恒D．原子核的半衰期与环境的温度、压强有关解析：选A 光电效应实验中，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多，选项A正确；氢原子辐射一个光子后，电子运转的半径减小，则氢原子核外电子动能增大，选项B 错误；原子核衰变时电荷数和质量数都守恒，但质量不守恒，选项C 错误；原子核的半衰期与环境的温度、压强无关，选项D 错误。

4.根据玻尔理论，氢原子的能级公式为E n ＝A n 2(n 为能级，A 为基态能量)，一个氢原子中的电子从n ＝4的能级直接跃迁到基态，在此过程中( )A ．氢原子辐射一个能量为15A 16的光子 B ．氢原子辐射一个能量为－15A 16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15A 16D ．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－15A 16解析：选B 一个氢原子中的电子从n ＝4的能级直接跃迁到基态的过程中，只能向外辐射一个光子；由玻尔理论可知辐射的光子的能量：ΔE ＝E 4－E 1＝A 42－A ＝－15A 16。

高三物理一轮复习第章波粒二象性原子结构原子核章末检测

峙对市爱惜阳光实验学校习第13章波粒二象性原子结构原子核(时间：60分钟总分值：100分)一、选择题(此题共13小题，每题5分，共65分．每题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)1．关于光的本性，以下说法中正确的选项是( )A．光电效反映光的粒子性B．光电子的最大初动能和照射光的频率成正比C．光子的能量与光的频率成正比D．光在空间传播时，是不连续的，是一份一份的，每一份光叫做一个光子ACD[光电效反映光的粒子性，故A正确；根据光电效方程E km＝hν－W0可知，光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不是正比关系，故B错误；根据E＝hν，可知：光子的能量与光的频率成正比，故C正确；由爱因斯坦的光子说：光在空间传播时，是不连续的，是一份一份的，每一份光叫做一个光子，故D正确．]2．(2021·选考模拟)根据玻尔理论，以下说法正确的选项是( )A．电子绕核运动有加速度，就要向外辐射电磁波B．处于态的原子，其电子做变速运动，但它并不向外辐射能量C．原子内电子的可能轨道是不连续的D．原子能级跃迁时，辐射或吸收光子的能量取决于两个轨道的能量差BCD[根据玻尔理论，电子绕核运动有加速度，但并不向外辐射能量，也不会向外辐射电磁波，应选项A错误，选项B正确；玻尔理论中的第二条假设，就是电子绕核运动可能的轨道半径是量子化的，不连续的，选项C正确；原子在发生能级跃迁时，要放出或吸收一频率的光子，光子能量取决于两个轨道的能量差，应选项D正确．]3．以下光的波粒二象性的说法中，正确的选项是( )A．有的光是波，有的光是粒子B．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著C．光的粒子性说明每个光子就像极小的小球体一样D．光波不同于宏观概念中的那种连续的波，它是说明大量光子运动规律的一种概率波BD[光既是波又是粒子，故A错误；光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，其粒子性越显著，选项B正确；光具有波动性，但不是理论中的波，光具有粒子性，也不是传统概念中的粒子，光与物质作用时，即发生能量交换时，不是连续进行的，而是“一份一份〞进行的，表现出粒子性，光在空间的分布规律符合波动规律，表现出波动性，应选项C错误；光的波粒二象性学说是建立在麦克斯韦的光的电磁说和爱因斯坦的光子说的根底上，由光子说中提出的光子能量的计算公式E＝hν可知，反映粒子的特征的E与反映波动特征的ν相联系，进一步分析可知，当光子的能量比拟小即频率ν较小，波长λ较大，波动性明显，粒子性不明显，反之，当光子的能量比拟大，频率ν较大，波长λ较小，粒子性明显，波动性不明显，应选项D正确．]4．光电验中，以下表述正确的选项是( )A．光照时间越长光电流越大B．入射光足够强就可以有光电流C．遏止电压与入射光的频率有关D．入射光频率大于极限频率才能产生光电子CD[在光电效中，假设照射光的频率小于极限频率，无论光照时间多长，光照强度多大，都无光电流，当照射光的频率大于极限频率时，立刻有光电子产生，故A、B错误，D正确．由－eU＝0－E k，E k＝hν－W，可知U＝(hν－W)/e，即遏止电压与入射光频率ν有关，C正确．]5．以下说法正确的选项是( )【导学号：81370439】A．根据天然放射现象，卢瑟福提出了原子的核式结构B．一个氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级，该氢原子吸收光子，能量增加C．铀(238 92U)经过屡次α、β衰变形成稳的铅(206 82Pb)的过程中，有6个中子转变成质子D．机场、车站地进行平安检查时，能轻而易举地窥见箱内物品，利用了γ射线较强的穿透能力C[卢瑟福提出原子的核式结构的依据是α粒子散射，A错误；氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，氢原子要放出光子，能量减小，B错误；机场、车站地进行平安检查，利用的是X射线的穿透本领，D错误．]6．氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为ν1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为ν2，普朗克常量为h，假设氢原子从能极k跃迁到能级m，那么( )A．吸收光子的能量为hν1＋hν2B．辐射光子的能量为hν1＋hν2C．吸收光子的能量为hν2－hν1D．辐射光子的能量为hν2－hν1D[由题意可知：E m－E n＝hν1，E k－E n＝hν2.因为紫光的频率大于红光的频率，所以ν2＞ν1，即k能级的能量大于m能级的能量，氢原子从能级k跃迁到能级m时向外辐射能量，其值为E k－E m＝hν2－hν1，故只有D项正确．]7. (多项选择)如图1所示给出了氢原子的6种可能的跃迁，那么它们发出的光( )图1A ．a 的波长最长B ．d 的波长最长C ．f 的光子比d 的光子能量大D ．a 的频率最小ACD [由玻尔理论知，原子跃迁时，h cλ＝ΔE ，从能级图知ΔE a 最小，a 的波长最长，频率最小，那么B 错误，A 、D 正确；hνd ＝ΔE d ＝(132－122)E 1＝－536E 1，hνf ＝ΔE f ＝(122－112)E 1＝－34E 1，因此，f 的光子的能量比d 的光子的能量大，C 正确．]8．以下是有关近代物理内容的假设干表达，其中正确的选项是( ) A ．太阳内部发生的核反是热核反B ．一束光照射到某种金属上不能发生光电效，可能是因为这束光的光强太小C ．按照玻尔理论，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，电子的动能减小，但原子的能量增大D ．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子AC [太阳内部发生的核反是热核反，A 正确；一束光照射到金属外表不能发生光电效，是因为光的频率小于金属的截止频率，与光强无关，B 错误；按照玻尔理论，C 正确；原子核发生一次β衰变，是核内一个中子转变为一个质子时，放出一个电子，D 错误．]9．太阳内部持续不断地发生着4个质子(11H)聚变为1个氦核(42He)的热核反，核反方程是411H→42He ＋2X ，这个核反释放出大量核能．质子、氦核、X 的质量分别为m 1、m 2、m 3，真空中的光速为c .以下说法中正确的选项是( )【导学号：81370440】 A ．方程中的X 表示中子(10n) B ．方程中的X 表示电子(0－1e)C ．这个核反中质量亏损Δm ＝4m 1－m 2D ．这个核反中释放的核能ΔE ＝(4m 1－m 2－2m 3)c 2D [由核质量数守恒、电荷数守恒可推断出X 为0＋1e ，A 、B 错；质量亏损为Δm ＝4m 1－m 2－2m 3，释放的核能为ΔE ＝Δmc 2＝(4m 1－m 2－2m 3)c 2，C 错，D 对．]10．放射性元素23490Th 的衰变方程为23490Th→234 91Pa ＋X ，以下表述正确的选项是( )A ．X 是由Th 原子释放的核外电子B ．该衰变是β衰变C ．加压或加温不能改变其衰变的快慢D ．Th 发生衰变时原子核要吸收能量BC[根据电荷数守恒、质量数守恒知，X的电荷数为－1，质量数为0，那么X为电子，该衰变为β衰变，β衰变的本质是其中的一个中子变成一个质子和一个电子，故A错误，B正确；衰变的快慢与温度压强无关，由原子核内部因素决，故C正确；衰变时原子核会放出热量．故D错误．]11．(2021·)如图2所示为氢原子能级图，A、B、C分别表示电子三种不同能级跃迁时放出的光子，其中( )图2A．频率最大的是B B．波长最长的是CC．频率最大的是A D．波长最长的是BAB[根据hν＝ΔE和c＝λν可知，ΔE大，频率就大，波长就小，选项A、B正确．]12．如下的说法中，正确的选项是( )A.21H＋31H→42He＋10n是轻核聚变反B．β衰变说明了原子核中有电子C．光电效说明了光具有粒子性D．γ射线可用来消除静电AC[21H＋31H→42He＋10n是轻核聚变反，太阳辐射能量来自于轻核的聚变，故A正确；β衰变是中子转变成质子而放出的电子，故B错误；光电效说明了光具有粒子性，故C正确；γ射线是高能光子，即高能电磁波，它是不带电的，所以γ射线的电离作用很弱，故D错误．]13．用a、b两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现当a光照射时验电器的指针偏转，b光照射时指针未偏转，以下说法正确的选项是( ) 【导学号：81370441】图3A．增大a光的强度，验电器的指针偏角一减小B．a光照射金属板时验电器的金属小球带负电C．a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长D．假设a光是氢原子从n＝4的能级向n＝1的能级跃迁时产生的，那么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CD[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，指针偏角一增大，A错误．a光照射到金属板时发生光电效现象，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．]二、非选择题(此题共4小题，共35分)14．(6分)核电站利用原子核链式反放出的巨大能量进行发电，235 92U是核电站常用的核燃料.235 92U受一个中子轰击后裂变成144 56Ba和8936Kr两，并产生________个中子．要使链式反发生，裂变物质的体积要________(选填“大于〞或“小于〞)它的临界体积．【解析】由质量数和电荷数守恒可知：235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n，可见产生了3个中子，链式反的一个条件是铀燃料的体积必须大于或于临界体积．【答案】 3 大于15．(10分)(2021·)现有五个核反：A.21H＋31H→42He＋10nB.235 92U＋10n→X＋9438Sr＋210nC.2411Na→2412Mg＋0－1eD.220 88Ra→216 86Rn＋42HeE.42He＋94Be→10n＋12 6C(1)________是发现中子的核反方程，________是研究原子弹和氢弹的根本核反方程．(2)求B项中X的质量数和中子数．(3)判断以上五个核反的反类型．【解析】(1)E是查德威克发现中子的核反方程，A是氢弹的核反方程，B 是原子弹的核反方程．(2)由电荷数守恒和质量数守恒可以判X的质量数为140，电荷数为54，所子数为140－54＝86.(3)衰变是原子核自发地放出α粒子或β粒子的反，C是β衰变，D是α衰变，E是人工控制的原子核的变化，属人工转变，裂变是重核吸收中子后分裂成几个中质量的核的反，B是裂变，聚变是几个轻核结合成较大质量的核的反，A是聚变．【答案】(1)E B、A (2)质量数为140，中子数为86(3)见解析16．(9分)三个α粒子结合成一个碳12 6C，碳原子的质量为12.000 0 u，氦原子质量为4.002 6 u.(1)写出核反方程；(2)这个核反放出的能量是多少焦？(3)这个能量合多少MeV?【导学号：81370442】【解析】(1)342He→12 6C＋ΔE.(2)Δm＝3×4.002 6 u－12.000 0u＝0.007 8 u，Δm＝0.007 8×1.66×10－27 kg＝148×10－30 kg，ΔE＝Δmc2＝65×10－12 J.(3)ΔE＝65×10－121.6×10－19eV＝9×106 eV＝9 MeV.【答案】 (1)342He→126C ＋ΔE (2)65×10－12J(3)9 MeV17．(10分)在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个α粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片(如图4所示)，今测得两个相切圆半径之比r 1∶r 2＝44∶1.求：图4(1)这个原子核原来所含的质子数是多少？ (2)图中哪一个圆是α粒子的径迹？(说明理由)【解析】 (1)设衰变后α粒子的电荷量为q 1＝2e ，生核的电荷量为q 2，它们的质量分别为m 1和m 2，衰变后的速度分别为v 1和v 2，那么原来原子核的电荷量q ＝q 1＋q 2，根据轨道半径公式有：r 1r 2＝m 1v 1Bq 1m 2v 2Bq 2＝m 1v 1q 2m 2v 2q 1又由于衰变过程中遵循动量守恒律，那么m 1v 1＝m 2v 2 以上三式联立解得q ＝90e .即这个原子核原来所含的质子数为90.(2)由于动量大小相，因此轨道半径与粒子的电荷量成反比．所以圆轨道1是α粒子的径迹，圆轨道2是生核的径迹，两者电性相同，运动方向相反．【答案】 (1)90 (2)圆轨道1 理由见解析。

人教版高考物理一轮总复习单元阶段检测练习含解析-波粒二象性原子结构原子核

一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。

1～6小题为单选,7、8小题为多选)1．下列对物理现象的说法中不正确的是( ) A ．α粒子散射实验现象说明原子核是可以再分的 B ．压强和温度对放射性元素衰变的快慢都没有影响 C ．光电效应实验显示了光的粒子性D ．按照玻尔理论，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，电子的动能减小，原子总能量增大【解析】选A 。

α粒子散射实验现象说明了原子的核式结构模型，天然放射性现象才说明原子核是可以再分的，选项A 错误；压强和温度对放射性元素衰变的快慢都没有影响，选项B 正确；光电效应实验显示了光的粒子性，选项C 正确；按照玻尔理论，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，电子的动能减小，原子总能量增大，选项D 正确，故该题A 符合题意。

2．下列说法正确的是( )A ．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长B ．γ射线是频率极高的电磁波，其在云室中穿过会留下清晰的径迹C ．根据玻尔原子模型，氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能将增大D ．天然放射现象与原子内部变化有关【解析】选C 。

根据德布罗意波长公式，λ＝hp可知，微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短，选项A 错误；γ射线是频率极高的电磁波，电离作用很弱，云室是依赖带电粒子电离作用留下径迹的，所以γ射线在云室中穿过不会留下清晰的径迹，选项B 错误；根据玻尔原子模型，氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子的运动半径将减小，电势能减小，总能量减小，但运动速度增大，电子动能将增大，选项C 正确；天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出α粒子或电子，从而发生α衰变或β衰变，选项D 错误。

3．(2020·宜宾模拟)某同学在研究光电效应时测得不同光照射到同一光电管时得到的光电流与电压的关系图象如图所示。

则下列有关说法中正确的是( )A.光线1、3为同一色光，光线3的光强更强 B ．光线1、2为同一色光，光线1的光强更强 C ．光线1、2为不同色光，光线2的频率较大D ．保持光线1的强度不变，光电流强度将随加速电压的增大一直增大【解析】选C 。

人教版2019届高考一轮复习专题：动量守恒定律波粒二象性原子结构与原子核(含答案)

人教版物理高考复习专题动量守恒定律波粒二象性原子结构与原子核一、单选题(共10小题,每小题5.0分,共50分)1.下列说法正确的是（）A．结合能越大表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定B．β射线和光电效应中逸出的电子都是原子核衰变产生的C．均匀变化的电场可以产生电磁波D．在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速度都相同。

2.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γ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3.在光滑的水平面上，质量m1＝2 kg 的球以速度v1＝5 m/s和静止的质量为m2＝1 kg的球发生正碰，碰后m2的速度v2′＝4 m/s，则碰后m1( )A．以3 m/s的速度反弹B．以3 m/s的速度继续向前运动C．以1 m/s的速度继续向前运动D．立即停下4.关于下列四幅图说法中错误的是A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的B．光电效应实验说明了光具有粒子性C．电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性D．在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大5.下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是（）(填选项前的字母)A．γ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6.Th具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤Pa，同时伴随有γ射线产生其方程为Th→Pa+x，钍的半衰期为24天．则下列说法中正确的是（）A． x为质子B． x是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的C．γ射线是钍原子核放出的D． 1g钍Th经过120天后还剩0.2g钍7.（多选）如图所示，一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上．槽的左侧有一竖直墙壁．现让一小球(可认为质点)自左端槽口A点的正上方从静止开始下落，与半圆槽相切并从A点进入槽内，则下列说法正确的是()A．小球离开右侧槽口以后，将做竖直上抛运动B．小球在槽内运动的全过程中，只有重力对小球做功C．小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒D．小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统水平方向上的动量不守恒8.如图是氢原子从n=3、4、5、6能级跃迁到n=2能级时辐射的四条光谱线，其中频率最大的是( )A． HαB． HβC． HγD． Hδ9.如图4所示，“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一．摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动．下列叙述正确的是()图4A．摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变B．在最高点时，乘客重力大于座椅对他的支持力C．摩天轮转动一周的过程中，乘客重力的冲量为零D．摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变10.如图，若x轴表示时间，y轴表示位置，则该图像反映了某质点做匀速直线运动时，位置与时间的关系。

2019届高三物理一轮复习 单元评估检测(十一)波粒二象性 原子结构 原子核