专题14原子结构、原子核和波粒二象性-2018年高考题和高考模拟题物理分项版汇编Word版含解析
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 ：。
专题波粒二象性、原子结构和原子核选修年高考题和高考模拟题物理分项版汇编
装 置 ,发 出 了 波 长 在 100 nｍ（1 nｍ=10–9 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。
大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发
挥重要作用。
一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子,但又不会把分子打碎。据此判断，
能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量 h=6.6×10–34 J·s,真空光速ｃ＝3×108 m/ｓ)
【答案】小于 2:1
(选填 .
【考点定位】物质波 【名师点睛】考查公式,动量与动能的关系以及物质的波的波长和公式,较容易. 8.【2017·北京卷】(18 分）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发生了一
有
．
（A）
4 2
He
核的结合能约为
1４
MeV
(B)
4 2
He
核比
6 3
Li
核更稳定
(Ｃ)两个
2 1
H
核结合成
4 2
He
核时释放能量
（D)
235 92
U
核中核子的平【答案】BＣ
【考点定位】比结合能 结合能 【名师点睛】本题主要是要理解比结合能的含义,知道结合能与比结合能的区分与关系．以及在 核反应过程中由比结合能小的反应生成比结合能大的要释放能量． ４．【２017·新课标Ⅲ卷】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<Ub Ｂ.若 νａ＞νb，则一定有 Eka>Ekｂ C．若 Ua<Ｕb,则一定有 Ekａ<Ekｂ
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。
专题14 波粒二象性原子与原子核(精准训练) 2018年高考物理二轮考试命题精准透析 Word版含解析
1．(2017·全国卷Ⅰ·17)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电．氘核聚变反应方程是：12H ＋12H→23He ＋01n.已知12H 的质量为2.013 6 u ，23He 的质量为3.015 0 u ，01n 的质量为1.008 7 u,1 u ＝931 MeV/c 2.氘核聚变反应中释放的核能约为( )A ．3.7 MeVB ．3.3 MeVC ．2.7 MeVD ．0.93 MeV【答案】B【解析】根据质能方程，释放的核能ΔE ＝Δmc 2，Δm ＝2m H －m He －m n ＝0.003 5 u ，则ΔE ＝0.003 5×931 MeV ＝3.258 5 MeV≈3.3 MeV ，故B 正确，A 、C 、D 错误． 2.(2017·全国卷Ⅱ·15)一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为 92238U→90234Th ＋24He ，下列说法正确的是( )A ．衰变后钍核的动能等于α粒子的动能B ．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C ．铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间D ．衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量【答案】B3. (2017·全国卷Ⅲ·19)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U a和U b，光电子的最大初动能分别为E k a和E k b.h为普朗克常量．下列说法正确的是()A．若νa＞νb，则一定有U a＜U bB．若νa＞νb，则一定有E k a＞E k bC．若U a＜U b，则一定有E k a＜E k bD．若νa＞νb，则一定有hνa－E k a＞hνb－E k b【答案】BC【解析】由爱因斯坦光电效应方程得E km＝hν－W0，由动能定理得E km＝eU，若用a、b 单色光照射同种金属时，逸出功W0相同．当νa＞νb时，一定有E k a＞E k b，U a＞U b，故选项A错误，B正确；若U a＜U b，则一定有E k a＜E k b，故选项C正确；因逸出功相同，有W0＝hνa－E k a＝hνb－E k b，故选项D错误．4．(2016·全国卷Ⅰ·35(1))现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生．下列说法正确的是________．A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B．入射光的频率变高，饱和光电流变大C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生E．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关【答案】ACE5．(2016·全国卷Ⅱ·35(1))在下列描述核过程的方程中，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. 614C→ 714N ＋－1 0eB.1532P→1632S ＋－1 0eC. 92238U→ 90234Th ＋24HeD. 714N ＋24He→ 817O ＋11HE. 92235U ＋01n→ 54140Xe ＋3894Sr ＋201nF.13H ＋12H→24He ＋01n【答案】C AB E F6．(2015·新课标全国Ⅱ·35(1))实物粒子和光都具有波粒二象性．下列事实中突出体现波动性的是________．A ．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B ．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构E．光电效应实验中，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【答案】ACD【解析】电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，突出体现了电子的波动性，故A正确；β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹，突出体现了β射线的粒子性，故B错误；人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，中子衍射突出体现了中子的波动性，故C正确；人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，利用了电子束的衍射现象，突出体现了电子的波动性，故D正确；光电效应实验中，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，突出体现了光的粒子性，故E错误．7．(2014·新课标全国Ⅰ·35(1))关于天然放射性，下列说法正确的是________．A．所有元素都可能发生衰变B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强E．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线【答案】BCD8．(2015·福建理综·30(1))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 ． 83210Bi 的半衰期是5天，100克 83210Bi 经过10天后还剩下50克【答案】B【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 错误.10天为两个半衰期，剩余的 83210Bi 为100×g ＝100×(21)2g ＝25 g ，选项D 错误． 9．(2014·山东理综·39(1))氢原子能级如图5所示，当氢原子从n ＝3跃迁到n ＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是________．图5a ．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 ．用波长为325 nm 的光照射，可使氢原子从n ＝1跃迁到n ＝2的能级c ．一群处于n ＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线d ．用波长为633 nm 的光照射，不能使氢原子从n ＝2跃迁到n ＝3的能级【答案】cd【解析】能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，辐射的光子频率越大，波长越小，a 错误；由E m －E n ＝hν可知，b 错误，d 正确；根据C 32＝3可知，辐射的光子频率最多3种，c 正确．10．下列说法中正确的是()A．贝可勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象，从而揭示出原子核具有复杂结构B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应C．把放射性元素放入温度很低的冷冻室中，其衰变变慢，半衰期变长D．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也可以进行人体的透视【答案】A【解析】贝可勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象，从而揭示出原子核具有复杂结构，A项正确；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，B项错误；温度不影响放射性元素的半衰期，C项错误；利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，不能对人体进行透视，因为γ射线对人体细胞有伤害，D项错误．11．关于光电效应，下列说法正确的是()A．光照时间越长，光电流越大B．遏止电压与入射光的频率有关C．对于同种金属，光电子最大初动能E k与照射光的波长成反比D．发生光电效应后，再提高入射光频率，光电子的最大初动能增大【答案】BD12．如图6甲所示，在光电效应实验中，某同学用相同频率的单色光，分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管，结果都能发生光电效应．图乙为其中一个光电管的遏止电压U c随入射光频率ν变化的函数关系图象．对于这两个光电管，下列判断正确的是()。
备战2018年高考物理全国名校试题分类汇总 专题14 原子结构、原子核和波粒二象性 Word版含解析
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错误!未找到引用源。
比处于n=3的定态时电子的轨道半径错误!未找到引用源。
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，根据错误!未找到引用源。
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．用波长为错误!未找到引用源。
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错误!未找到引用源。
由此可知，钨的极限频率是（）。
（普朗克常量错误!未找到引用源。
，光速错误!未找到引用源。
，结果取两位有效数字）A. 错误!未找到引用源。
B. 错误!未找到引用源。
C. 错误!未找到引用源。
D. 错误!未找到引用源。
【答案】 B【解析】据错误!未找到引用源。
错误!未找到引用源。
错误!未找到引用源。
可得：错误!未找到引用源。
，代入数据得：错误!未找到引用源。
故选B4．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。
2018年深圳高考物理专题训练卷：波粒二象性、原子结构和原子核
波粒二象性、原子结构和原子核一．选择题（本题共12小题，在每小题给出的四个选项中，至少有一项符合题目要求）1．（2018届安徽省皖南八校联考）关于近代物理，下列说法正确的是A. 轻核聚变反应方程中，X 表示正电子B. a 粒子散射实验现象掲示了原子核是由质子与中子组成的C. 分别用红光和紫光照射金属钾表面均有光电子逸出，紫光照射时，逸出的光电子的动能 都比红光照射时逸出的光电子的动能大D. 基态的ー个氢原子吸收ー个光子跃迁到n=3激发态后，可能发射2种频率的光子【答案】D2．波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有( )A ．光电效应现象揭示了光的粒子性B ．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C ．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D ．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等【答案】AB【解析】光电效应现象揭示了光的粒子性,故A 正确；热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性,故B 正确；黑体辐射的实验规律可用光的粒子性解释，C 错误；由λ＝hp ，p ，得λ，动能相等的质子和电子质量相差很多，所以德布罗意波长λ不相等，D 错误．3．下列说法中错误的是A. 用频率为v 的光照射某金属研究光电效应，遏止电压为U c ，则该金属的逸出功为h v －eU cB. 一群处于n=3能级的氢原子自发跃迁时能发出3种不同频率的光子C. 某放射性物质的半衰期为τ，质量为m 的该放射性物质，经过半个半衰期还剩mD. 核反应方程4H→+He+KX 中，X 是正电子，K=2【答案】C4. 现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。
下列说法正确的( )A ．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B ．入射光的频率变高，饱和光电流变大C ．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生D ．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关【答案】AD5．（2018届湖南师大附中高三下学期三月考）图甲为研究光电效应的电路图；图乙为静止在匀强磁场中的某种放射性元素的原子核X 衰变后产生的新核Y 和某种射线的径迹。
(2017-2019)高考物理真题分类汇编专题14原子结构、原子核和波粒二象性(学生版)
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 eV2．（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 MeV3．（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奠定了重要的技术基础。
下列关于聚变的说法正确的是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）100年前，卢瑟福用α粒子轰击氮核打出了质子．后，人们用α粒子轰击6028Ni 核也打出了质子：460621228291He+Ni Cu+H X →+；该反应中的是 （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”）。
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。
专题14-1 原子结构原子核高效演练-2018领军高考物理真题透析 含解析 精品
1．(多选)下列说法正确的是( )A．天然放射性现象说明原子核内部具有复杂的结构B．α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构C．原子核发生β衰变生成的新核原子序数增加D．氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长【答案】AC.【解析】天然放射性现象说明原子核内部具有复杂的结构，选项A正确；α粒子散射实验说明原子具2．(多选)下列说法中正确的是( )A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B．目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变C．一个氢原子从n＝3的激发态跃迁到基态时，能辐射3种不同频率的光子D．卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型【答案】BD.【解析】β衰变现象不能说明电子是原子核的组成部分，A选项是错误的；目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变，故B选项正确；一群氢原子从n＝3的激发态跃迁到基态时，能辐射C23＝3种不同频率的光子，而一个氢原子从n＝3的激发态跃迁到基态时，只能是三种可能频率中的一种或两种，故C选项错误；卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型，D选项正确．3．(多选)下列说法正确的是( )A．发现中子的核反应方程是94Be＋42He→12 6C＋10nB．汤姆孙发现了电子，说明原子核有复杂的结构C．卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型D．要使金属发生光电效应，照射光的频率必须超过某一数值【答案】ACD.【解析】发现中子的核反应方程是94Be＋42He→126C＋10n，选项A正确；汤姆孙发现了电子，说明原子有复杂的结构，选项B错误；卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型，选项C正确；要使金属发生光电效应，照射光的频率必须超过某一数值，即超过这种金属的极限频率，选项D正确．4．(多选)下列说法中正确的是( )A．放射性元素的半衰期是针对大量原子核的统计规律B．α、β、γ射线比较，α射线的电离作用最弱C．光的波长越短，光子的能量越大，光的粒子性越明显D．原子的全部正电荷和全部质量都集中在原子核里【答案】AC.【解析】放射性元素的半衰期是针对大量原子核的统计规律，A正确；α、β、γ三种射线电离本领依次减弱，贯穿本领依次增强，B错误；根据公式c＝λν可得光的波长越短，频率越大，根据公式E＝hν可得频率越大，光子的能量越大，光的粒子性越明显，C正确；原子的正电荷都集中在原子核里，绝大部分质量在原子核里，不是全部质量，D错误．5．(多选)以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是( )A．紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面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粒子散射实验基础上提出的D．太阳内部发生的核反应是热核反应【答案】BD.6．(多选)下列说法正确的是( )A．方程式238 92U→234 90Th＋42He是重核裂变反应方程B．铯原子核(133 55Cs)的结合能小于铅原子核(208 82Pb)的结合能C．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的D．核力是短程力，与核子间的距离有关，有时表现为引力，有时表现为斥力【答案】BCD.90Th＋42He的反应物只有一个，生成物有42He，属于α衰变，选项A错误；由 92U→234【解析】方程式238原子核的平均结合能的曲线可知，铯原子核的比结合能与铅原子核的比结合能差不多，而铯原子核的核子数少得多，所以铯原子核的结合能小于铅原子核的结合能，选项B正确；β衰变所释放的电子不是来源于原子核外面的电子，而是原子核内的中子转化成质子时所产生的(10n→11H＋ 0－1e)，选项C正确；相邻的质子与质子、中子与质子、中子与中子既不会融合在一起(斥力)，又相距一定距离组成原子核(引力)，选项D正确．7．(多选)关于原子核的结合能，下列说法正确的是( )A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C．铯原子核(133 55Cs)的结合能小于铅原子核(208 82Pb)的结合能D．比结合能越大，原子核越不稳定【答案】ABC.【解析】原子核的结合能等于核子结合成原子核所释放的能量，也等于将原子核完全分解成核子所需8．自然界里一些放射性重元素往往会发生一系列连续的衰变，形成放射系．如图所示为锕系图的一部分，纵坐标N表示中子数，则图中U衰变成Po，经历了________次α衰变，________次β衰变．【答案】5 2【解析】由题图得出U变为Po时，U的中子数为143，质子数为92，Po的中子数为131，质子数为84，设发生x次α衰变，y次β衰变，则有235＝4x＋215,92＝2x－y＋84联立两方程得x＝5，y＝29．(1)(多选)卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，其核反应方程为：42He＋14 7N→17 8O＋11H，下列说法正确的是( )A．卢瑟福通过该实验提出了原子的核式结构模型B．实验中是用α粒子轰击氮核的C．卢瑟福通过该实验发现了质子D．原子核在人工转变的过程中，电荷数一定守恒(2)为确定爱因斯坦的质能方程ΔE＝Δmc2的正确性，设计了如下实验：用动能为E1＝0.60 MeV的质子轰击静止的锂核73Li，生成两个α粒子，测得两个α粒子的动能之和为E2＝19.9 MeV，已知质子、α粒子、锂粒子的质量分别取m p ＝1.007 3 u 、m α＝4.001 5 u 、m Li ＝7.016 0 u ，求：①写出该反应方程；②通过计算说明ΔE ＝Δmc 2正确．(1 u ＝1.660 6×10－27kg)【答案】(1)BCD (2)①73Li ＋11H→242He ②见解析【解析】(1)原子的核式结构模型是卢瑟福在α粒子的散射实验的基础上提出的，A 错.1919年卢瑟福做10．(1)(多选)关于天然放射现象，下列叙述正确的是( ) A ．若使放射性物质所在处的压强升高，其半衰期将减小B ．当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生β衰变C ．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强D ．铀核(23892U)衰变为铅核(20682Pb)的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变(2)用速度大小为v 的中子轰击静止的锂核(63Li)，发生核反应后生成氚核和α粒子．生成的氚核速度方向与中子的速度方向相反，氚核与α粒子的速度之比为7∶8，中子的质量为m ，质子的质量可近似看成m ，光速为c .①写出核反应方程；②求氚核和α粒子的速度大小；③若核反应过程中放出的核能全部转化为α粒子和氚核的动能，求出质量亏损． 【答案】 (1)CD (2)①1n ＋63Li→31H ＋42He ②7v 11 8v 11 ③141mv2121c2【解析】(1)半衰期是由核内部因素决定的，不受外部因素影响，A 错误．β衰变产生的电子不是核外电子跑出来的，而是核内的中子转化成质子和电子产生的，B 错误．α、β、γ这三种射线，穿透能力依次增强，电离能力依次减弱，C 正确．衰变过程中电荷数减少10，质量数减少32，由质量数守恒知经过324＝8次α衰变，再由电荷数守恒知经过6次β衰变，D 正确．(2)①根据质量数电荷数守恒可知核反应方程为10n ＋63Li→31H ＋42He②由动量守恒定律得m n v ＝－m H v 1＋m He v 2. 由题意得v 1∶v 2＝7∶8，解得v 1＝7v 11，v 2＝8v11.③氚核和α粒子的动能之和为E k ＝12·3mv 21＋12·4mv 22＝403242mv 2. 释放的核能为ΔE ＝E k －E kn ＝403242mv 2－12mv 2＝141121mv 2.由爱因斯坦质能方程得，质量亏损为 Δm ＝ΔE c 2＝141mv2121c2.11．(1)下列说法正确的是( ) A ．β射线的穿透能力比γ射线强B ．电子的衍射图样表明实物粒子也具有波动性C.212 83Bi 的半衰期是1小时，质量为m 的21283Bi 经过3小时后还有16m 没有衰变D ．对黑体辐射的研究表明，温度越高，辐射强度极大值所对应的电磁波的频率不变(2)氢原子的能级如图所示．氢原子从n ＝3能级向n ＝1能级跃迁所放出的光子，恰能使某种金属产生光电效应，则该金属的逸出功为________eV ；用一群处n ＝4能级的氢原子向低能级跃迁时所发出的光照射该金属，产生的光电子最大初动能为________eV.(3)一静止的铀核(23892U)发生α衰变转变成钍核(Th)，已知放出的α粒子的质量为m ，速度为v 0，假设铀核发生衰变时，释放的能量全部转化为α粒子和钍核的动能．①试写出铀核衰变的核反应方程；②求出铀核发生衰变时的质量亏损．(已知光在真空中的速度为c ，不考虑相对论效应) 【答案】(1)B (2)12.09 0.66 (3)①23892U→42He ＋23490Th ②119mv 2234c3【解析】(1)三种射线中，γ射线的穿透能力最强，故A 错误；干涉和衍射是波的特有现象，电子的衍。
(2017-2019)高考物理真题分类汇编专题14原子结构、原子核和波粒二象性(教师版)
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1.63eV~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。
2018年全国高考物理试题分类汇编：专题14 波粒二象性、原子结构和原子核(选修3-5)[ 501248]
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1．【2018·天津卷】下列说法正确确的是A．玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立B．可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施C．天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转D．观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同2.【2018·新课标全国卷Ⅱ】在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。
下列说法符合历史事实的是（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）。
A.密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值B.贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，发现了原子中存在原子核C.居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋（P0）和镭（R a）两种新元素D.卢瑟福通过а粒子散射实验，证实了在原子核内存在质子E.汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测出了该粒子的比荷射线在电场及在磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测定了粒子的比荷，选项E 正确。
【学优考点定位】近代物理学史及物理学家在原子物理学的贡献。
【知识拓展】此题考查原子物理部分的物理学史，要知道物理学家对近代物理学发展的伟大贡献。
3．【2018·北京卷】质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3，当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是（c表示真空中的光速）A．（m1+m2-m3）c B.（m1-m2-m3）c C. （m1+m2-m3）c2 D.（m1-m2-m3）c2[学优4.【2018·山东卷】氢原子能级如图，当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时，辐射光的波长为656nm。
以下判断正确的是。
（双选，填正确答案标号）a．氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时，辐射光的波长大于656nmb．用波长为325nm的光照射，可使氢原子从n=1跃迁到n=2能级c．一群处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线d．用波长为633nm的光照射，不能使氢原子从n=2跃迁到n=3的能级【学优考点定位】能级跃迁5．【2018·天津卷】一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后，出射光分成a、b两束，如图所示，则a、b两束光A．垂直穿过同一块平板玻璃，a光所用的时间比b光长B．从同种介质射入真空发生全反射时，a光临界角比b光的小C．分别通过同一双缝干涉装置，b光形成的相邻条纹间距小D．若照射同一金属都能发生光电效应，b光照射时逸出的光电子最大初动能大6.【2018·重庆卷】碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有A.4mB. 8mC. 16mD. 32m【方法技巧】原子物理部分主要知识加强记忆。
(2017-2019)高考物理真题分类汇编专题14原子结构、原子核和波粒二象性(教师版)
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1.63eV~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。
三年高考(2016-2018)高考物理试题分项版解析 专题13 原子结构、原子核和波粒二象性(含解析
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专题13 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 ：。
专题14 波粒二象性原子与原子核(命题透析) 2018年高考物理二轮考试命题精准透析 Word版含解析
（一）三年考试命题分析（二）必备知识与关键能力与方法1．氢原子能级图 (1)能级图如图1所示．图1(2)一群氢原子处于量子数为n 的激发态时，最多可能辐射出的光谱线条数：N ＝C n 2＝2n(n －1.2．原子核的衰变3.核能(1)原子核的结合能：克服核力做功，使原子核分解为单个核子时吸收的能量，或若干单个核子在核力的作用下结合成原子核时放出的能量．(2)质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子的质量之和的现象．注意质量数与质量是两个不同的概念．(3)质能方程：E＝mc2，即一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量与它的质量成正比．4．光电效应的实验规律(1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率低于这个频率时不发生光电效应．(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大．(3)入射光照射到金属板上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不会超过10－9 s.(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的大小与入射光的强度成正比．5．光电效应方程(1)光电子的最大初动能跟入射光子的能量hν和逸出功W0的关系为：E k＝hν－W0.(2)极限频率νc ＝h W0.（三）命题类型剖析命题类型一：光电效应与光的粒子性例1.入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光强度减弱，而频率不变，则( ) A ．有可能不发生光电效应B ．逸出的光电子的最大初动能将减小C ．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小D ．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加 【答案】C深入剖析1．处理光电效应问题的两条线索一是光的频率，二是光的强度，两条线索对应的关系是：(1)光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大．(2)光强→光子数目多→发射光电子数多→光电流大．2．爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 0的研究对象是金属表面的电子，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大(如图1所示)，直线的斜率为h ，直线与ν轴的交点的物理意义是极限频率νc ，直线与E k 轴交点的物理意义是逸出功的负值．图12．如图所示，N为金属板，M为金属网，它们分别与电池的两极相连，各电池的电动势和极性如图所示，己知金属板的逸出功为4.8 eV.现分别用不同频率的光照射金属板(各光子的能量已在图上标出)，则下列说法正确的是()图2A．A图中无光电子射出B．B图中光电子到达金属网时的动能大小为1.5 eVC．C图中的光电子能到达金属网D．D图中光电子到达金属网时的最大动能为3.5 eV【答案】AB【解析】因入射光的能量3.8 eV小于金属板的逸出功4.8 eV，依据光电效应发生条件，不能发生光电效应，故A正确；因入射光的能量为4.8 eV(等于金属板的逸出功4.8 eV)，因此光电子逸出时的速度恰好为零，则在电场力加速作用下，到达金属网的动能为1.5 eV，故B正确；入射光的能量为5.8 eV，大于金属板的逸出功4.8 eV，依据光电效应方程E k＝hν－W0，逸出来的光电子最大初动能为1.0 eV，根据动能定理，知光电子不能到达金属网，故C错误；逸出的光电子最大初动能为：E km＝E光－W0＝6.8 eV－4.8 eV＝2.0 eV，到达金属网时最大动能为2.0 eV－1.5 eV＝0.5 eV，故D错误．命题类型二：原子结构和能级跃迁例2.如图3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2.25 eV的金属钾，下列说法正确的是()图3A．这群氢原子能发出3种频率不同的光，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2种频率不同的光，其中从n＝3跃迁到n＝1所发出的光频率最小C．金属钾表面所发出的光电子的最大初动能为9.84 eVD．金属钾表面所发出的光电子的最大初动能为12.86 eV【答案】C深入剖析1．汤姆孙发现了电子，密立根测出了电子的电荷量，卢瑟福根据α粒子散射实验构建了原子的核式结构模型．玻尔提出的原子模型很好地解释了氢原子光谱的规律．卢瑟福用α粒子轰击氮核实验发现了质子，查德威克用α粒子轰击铍核发现了中子．贝可勒尔发现了天然放射现象，揭示了原子核是有结构的．居里夫妇首次发现了放射性同位素．2．原子的核式结构模型(1)在原子的中心有一个体积很小、带正电荷的核，叫做原子核，而电子在核外绕核运动；(2)原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核上，带负电的电子在核外空间绕核旋转．3．能级和能级跃迁： (1)轨道量子化核外电子只能在一些分立的轨道上运动 r n ＝n 2r 1(n ＝1,2,3，…) (2)能量量子化原子只能处于一系列不连续的能量状态E n ＝n2E1(n ＝1,2,3，…)(3)吸收或辐射能量量子化。
三年高考2016_2018高考物理试题分项版解析专题13原子结构原子核和波粒二象性含
专题13 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 ：。
【三年高考】2016-2018年物理试题分项解析：专题13-原子结构、原子核和波粒二象性
2016年—2018年高考试题精编版分项解析专题13 原子结构、原子核和波粒二象性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 ：。
2017年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)
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。
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2018年全真高考+名校模拟物理试题分项解析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【解析】知道光电效应方程；知道逸出功并结合两个公式求解。
由光电效应方程式得：得：刚好发生光电效应的临界频率为则代入数据可得：，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【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：。
X的原子序数和质量数分别为A. 15和28B. 15和30C. 16和30D. 17和31【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国III卷）【答案】 B点睛此题与2014年高考上海试题和2013年高考重庆试题类似，都是给出核反应方程，要求利用核反应同时遵循的质量数守恒和电荷数守恒解答。
1．自然界存在的放射性元素的原子核并非只发生一次衰变就达到稳定状态，而是要发生一系列连续的衰变，最终达到稳定状态．某些原子核的衰变情况如图所示(N表示中子数，Z表示质子数)，则下列说法正确的是()A. 由到的衰变是α衰变B. 已知的半衰期是T，则8个原子核经过2T时间后还剩2个C. 从到共发生5次α衰变和2次β衰变D. 图中发生的α衰变和β衰变分别只能产生α和β射线【来源】【全国百强校】黑龙江省哈尔滨市第六中学2018届高三下学期考前押题卷（二）理科综合物理试题【答案】 C2．下列说法中错误的是（）A. 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B. 核泄漏事故污染物能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为，可以判断x为电子C. 卢露福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核内有中子存在D. 质子、中子、α拉子的质量分别是m1、m2、m3，质子和中子结合成一个α拉子，释放的能量是（2m1+2m2-m3）c2【来源】【全国百强校】江西师范大学附属中学2018届高三最后一卷理科综合物理试题【答案】 C【解析】A、根据玻尔理论可知，氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光的能量大于氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光的能量，结合光电效应发生的条件可知，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。
故A正确；B、根据质量数守恒与电荷数守恒可知，衰变后的产物x的质量数为0，电荷数为-1，衰变方程为：，所以x是电子。
故B正确；C、卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核式结构理论。
故C错误；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粒子的过程中亏损的质量为(2m1+2m2-m3)，根据爱因斯坦质能方程可知释放的能量是（2m1+2m2-m3）c2．故D正确。
本题选择错误的，故选C.【点睛】该题考查原子物理学的多个知识点的内容，其中玻尔理论与质能方程为这一部分的重点，要准确理解其内容．3．核电池又叫“放射性同位素电池”，它将同位素在衰变过程中不断放出的核能转变为电能，核电池已成功地用作航天器的电源。
据此猜测航天器的核电池有可能采用的核反应方程是A.B.C.D.【来源】湖北省武汉市华中师范大学第一附属中学2018届高三下学期5月押题考试理综物理试题【答案】 C点晴：解决本题关键理解核聚变、核裂变、衰变、人工转变，其中衰变分为衰变、衰变，发生衰变或衰变同时伴随衰变的产生。
4．下列关于原子物理知识的叙述错误．．的是（）A. β衰变的实质是核内的中子转化为一个质子和一个电子B. 结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定C. 两个轻核结合成一个中等质量的核，存在质量亏损D. 对于一个特定的氡原子，即使知道了半衰期，也不能准确的预言它在何时衰变【来源】【全国百强校】湖北省黄冈市黄冈中学2018届高三5月适应性考试理科综合物理试题【答案】 B【解析】β衰变所释放的电子，是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，，A正确；比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，B错误；两个轻核结合成一个中等质量的核，要释放能量，根据质能方程可知存在质量亏损，C正确；对于一个特定的衰变原子，我们只知道它发生衰变的概率，并不知道它将何时发生衰变，发生多少衰变，，D正确．5．2018年是居里夫妇发现了放射性元素钋()120周年。
若元素钋发生某种衰变，其半衰期是138天，衰变方程为。
下列说法不正确的是A. 该元素发生的是β衰变B. Y原子核含有4个核子C. γ射线是衰变形成的铅核释放的D. 200g的Po经276天，已发生衰变的质量为150g【来源】【全国百强校】四川省成都市第七中学2018届高三热身考试理科综合物理试题【答案】 A【解析】根据衰变方程为，可知，Y是，属于衰变，而射线是伴随着衰变产生的，A 错误；根据电荷数守恒和质量数守恒得，Y的电荷数为2，质量数为4，则核子数为4，B正确；射线是衰变形成的铅核释放的，C正确；根据知，200g的Po经276天，还剩余，故已衰变的质量为150g，D正确．6．下列说法正确的是（）A. 动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等B. 铀核裂变的一种核反应方程C. 设质子、中子、粒子的质量分别为m1、m2、m3，两个质子和两个中子结合成一个粒子，释放的能量是D. 原子在a、b两个能量级的能量分别为、，且，当原子从a能级跃迁到b能级时，放出光子的波长（其中c为真空中的光速，h为普朗克常量）【来源】【全国百强校】河北省衡水中学2018届高三二十模考试(B)物理试题【答案】 D【点睛】本题考查了核反应方程、爱因斯坦质能方程、能级跃迁等基础知识点，关键要熟悉教材，牢记这些基础知识点，知道各能级间能级差的关系，以及知道波长和频率的大小关系．7．下列叙述中正确的是A. 牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了万有引力常量B. 奥斯特发现了电流的磁效应，总结出了电磁感应定律C. 美国科学家密立根通过油滴实验，测定出电子的荷质比D. 卢瑟福发现了质子，查德威克发现了中子，质子和中子统称为核子【来源】【全国百强校】吉林省实验中学2018届高三下学期第十次模拟考试理科综合物理试题【答案】 D【解析】A、牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许通过实验测出了万有引力常量。
故A错误。
B、奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第总结出了电磁感应定律。
故B错误。
C、密立根通过油滴实验，比较准确地测出电子的电荷量，故C错误。
D、卢瑟福发现了质子并预言了中子的存在，查德威克通过原子核人工转变的实验发现了中子，原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为核子，故D正确。
故选D。
【点睛】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可；对于物理学上重大发现和著名实验要加强记忆，不能张冠李戴。
8．核反应方程中，的质量为m1、的质量为m2、的质量为m3、X的质量为m4，光在真空中的速度为c.则下列判断正确的是A. X是，B. X是，C. X是，D. X是，【来源】【全国百强校】湖南省长沙市长郡中学2018届高三高考模拟考试（二）理科综合物理试题【答案】 B9．（多选）利用如图所示的电路研究光电效应现象，其中电极K由金属钾制成，其逸出功为2.25V。
用某一频率的光照射时，逸出光电子的最大初动能为1.50eV，电流表的示数为I。
已知普朗克常量约为6.6×10−34J s,下列说法正确的是( )A. 金属钾发生光电效应的截止频率约为5.5×1014HzB. 若入射光频率加倍，光电子的最大初动能变为3.00eVC. 若入射光频率加倍，电流表的示数变为2ID. 若入射光频率加倍，遏止电压的大小将变为5.25V【来源】【全国百强校】四川省双流中学2018届高三考前第二次模拟考试理综物理试题【答案】AD【解析】设金属的截止频率为，由解得，A 正确；由光电效应方程，若入射光的频率加倍，不变，所以光电子的最大初动能并不加倍， B 错误；若入射光的频率加倍，电流表的示数不一定是原来的2倍，C 错误；由知入射光的能量为hv =3.75eV ，若入射光的频率加倍，则，而，所以遏止电压U C =5.25V ，D 正确；故选AD 。
10．（多选）如图所示为氢原子的能级结构示意图，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辐射出光子，用这些光子照射逸出功为2.49eV 的金属钠。
下列说法正确的是A. 这群氢原子能辐射出三种不同频率的光，其中从n=3能级跃迁到n=2能级所发出的光波长最长B. 这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减小, 电势能增大C. 能让金属钠发生光电效应的光只有一种D. 金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是9.60eV【来源】【全国百强校】山西省太原市第五中学2018届高三下学期第二次模拟考试（5月）物理试题 【答案】 AD【点睛】根据数学组合公式求出辐射光子的种类，抓住辐射的光子能量等于两能级间的能级差求出辐射的光子能量，根据光电效应的条件判断能发生光电效应的光子种数，结合光电效应求出光电子的最大初动能． 11．（多选）16．2017年11月17日，“中国核潜艇之父”----黄旭华获评全国道德模范，颁奖典礼上，习总书记为他“让座”的场景感人肺腑，下列有关核反应说法错误的是 A. 目前核潜艇是利用重核裂变提供动力 B. 重核裂变反应前后一定有质量亏损 C.235114094192054380U n U Sr d n +→++式中d=1D. 铀核裂变后的新核比铀核的比结合能小【来源】【全国百强校】河北衡水中学2018届高三第十次模拟考试理科综合物理试题【答案】CD【解析】目前核潜艇是利用重核裂变提供动力，选项A正确；重核裂变要释放核能，则反应前后一定有质量亏损，选项B正确；根据质量数和电荷数守恒可知，该核反应中的d=2，选项C错误；铀核不如裂变后生成的新核稳定，可知铀核的比结合能比裂变后生成的新核的比结合能都小，选项D错误；此题选项错误的选项，故选CD．12．（多选）研究光电效应实验电路图如右图所示，其光电流与电压的关系如下图所示。